计算机网络复习

计算机网络复习一、网络的定义、组成、功能1、网络的定义：计算机网络是一些相互连接的、自治的计算机的集合p172、网络的组成：计算机网络是由网络软件系统和网络硬件系统两大部份组成。其中网络硬件系统主要包括：网络服务器、网络工作站、网络适配器、传输介质等；网络软件系统主要包括：网络操作系统软件、网络通信协议、网络工具软件、网络应用软件等。3、网络的功能：连通性和共享p2（1）连通性，指计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。用户之间的距离似乎因此而变得更近了。（2）共享，指资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。二、网络体系结构，包括分层模型、ISO／OSI、TCP／IP、各层功能。1、计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。2、国际标准化组织ISO提出的开放系统互连基本参考模型OSI／RM，简称OSI（opensysteminterconnectionreferencemodel）3、计算机网络体系结构（1）IOS七层协议：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层（2）TCP／IP四层协议：应用层、运输层、网络层、网络接口层（3）五层协议：应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层4、TCP／IP体系结构5、各层功能（1）应用层：体系结构中的昀高层，通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。（2）运输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。（3）网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。（4）数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。（5）物理层：为设备的数据通信提供传输媒体及互联设备，为数据传输提供可靠的环境。三、局域网体系结构及分层，MAC层（协议，地址），以太网（CSMA／CD协议、网卡功能）1、局域网（LAN）的结构主要类型:星形网、令牌环形网、总线网、树形网。2、局域网体系结构中共分为3层:物理层、媒体访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子层(实际上仍是两层，即:物理层和数据链路层)。（1）物理层：主要处理物理链路上传输的比特流，实现比特流的传输与接收、同步前序的产生和删除;建立、维护、撤销物理连接，处理机械、电气和过程的特性。（2）媒体访问控制（MAC）子层：MAC子层负责介质访问控制机制的实现，即处理局域网中各站点对共享通信介质的争用问题，不同类型的局域网通常使用不同的介质访问控制协议，另外MAC子层还涉及局域网中的物理寻址。局域网体系结构中的LLC子层和MAC子层共同完成类似于OSI参考模型中数据链路层的功能，将数据组成帧进行传输，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制，使不可靠的链路变为可靠的链路。（3）逻辑链路控制LLC子层：LLC子层负责屏蔽掉MAC子层的不同实现，将其变成统一的LLC界面，从而向网络层提供一致的服务
3、MAC层（1）在局域网中，硬件地址又叫物理地址或MAC地址。（2）以太网V2格式数据字段长度在46-1500之间，有效MAC帧长度在64-1518之间。4、CSMA/CD协议（1）CSMA/CD协议：带冲突检测的载波监听多点接入／碰撞检测（2）CSMA／CD的要点：多点接入、载波监听、碰撞检测。n“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。n“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。n“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。（3）CSMA／CD协议——以太网发送协议都使用曼彻斯特编码曼彻斯特：前高后低为1，前低后高为0差分曼彻斯特：前后波形相同为1，前后波形不同为05、网络接口板又称通信适配器或网络接口卡或网卡。6、网卡的功能（1）进行串行／并行转换。（2）对数据进行缓存。（3）在计算机的操作系统安装设备驱动程序。（4）实现以太网协议。四、数据传输的同步方式，流量控制方法，同步异步区别，如何工作，特点，有几种，同步方式有哪些，流量控制方法有哪些？知识点应该就是对应在课本的ppp和tcp流量控制那里！1、数据传输的同步方式：同步传输和异步传输2、同步传输是位同步传输方式。该方式必须在收、发双方建立精确的位定时信号，以便正确区分每位数据信号。在传输中，数据要分成组（或称帧），一帧含多个字符代码或多个独立码元。在发送数据前，在每帧开始必须加上规定的帧同步码元序列，接收端检测出该序列标志后，确定帧的开始，建立双方同步。接收端DCE从接收序列中提取位定时信号，从而达到位（码元）同步。同步传输不加起、止信号，传输效率高，使用于2400bit/s以上数据传输，但技术比较复杂。3、同步传输的特点：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。4、异步传输是字符同步传输的方式。当发送一个字符代码时，字符前面要加一个“起”信号，极性为“0”，即空号极性；而在发完一个字符后面加一个“止”信号，极性为“1”，即传号极性。接收端通过检测起、止信号，即可区分出所传输的字符。字符可以连续发送，也可单独发送，不发送字符时，连续发送止信号。每一个字符起始时刻可以是任意的，一个字符内码元长度是相等的，接收端通过止信号到起信号的跳变（“1”“0”）来检测一个新字符的开始。该方式简单，收、发双方时钟信号不需要精确同步。缺点是增加起、止信号，效率低，使用于低速数据传输中。5、异步传输的特点：将比特分成小组进行传送，发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。6、同步传输和异步传输的区别：（1）异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。（2）异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。（3）异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是以数据中抽取同步信息。（4）异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。（5）异步传输相对于同步传输效率较低。7、HDLC高级数据链路控制，面向位（零比特填充）PPP点对点传输协议，面向字符（字节填充）字节填充法:（1）将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。（2）若信息字段中出现一个0x7D的字节,则将其转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。（3）若信息字段中出现ASCII码的控制字符（即数值小于0x20的字符），则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。零比特填充法:（1）在发送端，当一串比特流数据中有5个连续1时，就立即填入一个0；（2）在接收帧时，先找到F字段以确定帧的边界。接着再对比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就将其后的一个0删除，以还原成原来的比特流。8、流量控制方法：（1）应答式停等流量控制：发送方发送一信息帧后，要等接受方发回确认，才能继续发送下一帧；若接受方发回重发应答，则重发已发过的消息。（2）预约缓冲区法（3）滑动窗口控制法：对所有数据帧按顺序赋予编号，发送方在发送过程中始终保持着一个发送窗口，只有落在发送窗口内的帧才允许被发送；同时接收方也维持着一个接收窗口，只有落在接收窗口内的帧才允许接收。通过调整发送方窗口和接收方窗口的大小可以实现流量控制，就象通过阀门控制水流速度一样。9、tcp的流量控制1.滑动窗口协议工作原理:发送方设置一个发送窗口（发送缓存区）；l每一个帧都有可能传输出错，所以发送窗口中的帧都必须保留在缓冲区里以备重传，当某个帧被移出发送窗口时，同时从缓冲区中删除；l当发送窗口达到昀大值时，停止从网络层接收数据，直到有一个缓冲区空出来为止接收方设置一个接收窗口；只有接收窗口向前移动，发送窗口才能向前移动2.可靠传输（1）停等协议的原理（注意效率问题）n发送方发一帧，停止发送，等待对方的确认；n收到确认后，再发下一帧；如此重复；n如发生差错，通过重传数据帧方式实现纠错；n因此需对数据帧进行编号；简单，效率低（2）连续ARQ协议的原理n在停止等待协议基础上，发送方在未收到确认前可连续发送若干个数据帧；n在发生差错时丢弃原已发送的所有后续帧，重发差错发生以后的所有帧，相当于完全返回重传（3）选择重传ARQ协议的原理l在连续ARQ协议的基础上改进而来；l区别；l在发生差错时，仅仅重传发生错误的帧；l通过加大接收缓存来实现；（4）三种协议使用滑动窗口，对于发送窗口及接收窗口的要求；n对于连续ARQ协议，发送窗口WT=2n-1，接收窗口WR＝1；n对于选择重传ARQ协议，发送窗口WT=2n-1，接收窗口WR=2n-1；n对于停止等待协议：发送窗口WT=1，接收窗口WR＝13.HDLC与PPP协议基本概念HDLC:面向比特的规程特点:n协议不依赖于任何一种字符编码集；n数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0“比特插入法”易于硬件实现；n全双工通信,不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；n所有帧均采用CRC校验,对信息帧进行顺序编号,传输可靠性高；n传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性；PPP:点对点协议(Point-to-PointProtocol)PPP协议有三个组成部分n一个将IP数据报封装到串行链路的方法。n链路控制协议LCP(LinkControlProtocol)。n网络控制协议NCP(NetworkControlProtocol)。当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充；n采用零比特填充方法来实现透明传输；当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法；n引入转义字符0x7D；五、crc校验码计算步骤：1、P(X)=X3+X2+1表示除数P=11012、根据P=n+1，得出n3、在待传送数据M后加n个0，再除以余数P，得出余数R（这里的除法不是普通二进制除法，而是比较相同为零，不同为1）4、将余数R作为冗余码添加在数据M的后面发出去。在传输过程中若无差错，那么经过CRC检验后的余数肯定是0CRC检验实现的是无比特传输，但不是可靠传输。六、ip功能、组成，IP每层的含义，地址类别，子网计算超网地址组合（掩码），路由计算（rip）1、IP的功能：我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。2、IP的组成：IP地址::={网络号,主机号}，32位二进制码，每八位一个空格网络号net-id标志主机或路由器所连接到的网络，主机号host-id标志着该主机或者路由器。3、IP的划分（地址类别）：其他特殊地址：A：1.0.0.0到126.0.0.0有效；0.0.0.0和127.0.0.0保留B：128.1.0.0到191.254.0.0有效；128.0.0.0和191.255.0.0保留C：192.0.1.0到223.255.254.0有效；192.0.0.0和223.255.255.0保留D：224.0.0.0到239.255.255.255用于组播E：240.0.0.0到255.255.255.254保留；255.255.255.255用于广播0.0.0.0:在路由器配置中可用0.0.0.0/0表示默认路由，作用是帮助路由器发送路由表中无法查询的包。如果设置了全零网络的路由，路由表中无法查询的包都将送到全零网络的路由中去。255.255.255.255:本地网络（限制）