<>第一章 计算机网络的产生与发展

第二阶段:计算机-计算机网络 20世纪60-70年代出现ARPANET采用的是分组交换技术

什么是计算机网络?(从资源共享的观点出发)
(1)计算机网络建立的目的是实现计算机资源的共享。
(2)互联计算机是分布在不同的地理位置具有独立处理能力的主机。
(3)互联计算机之间的通信必须遵守共同的网络协议。

计算机网络的两大功能:数据通信和资源共享

计算机网络是如何构成的:
从逻辑上,分为资源子网和通信子网
从功能上:负责数据处理的主机和终端;负责数据通信处理的路由器与通信线路

计算机网络可以分为几种类型?
按不同的覆盖范围可以分为:局域网,广域网,城域网,接入网
按不同的使用者可以分为:公用网,专用网

计算机通信的两种方式:
1.客户-服务器方式(c/s)方法(客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方)
2.对等方式(p2p)方法(两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。)

计算机网络的性能指标:
(1) 带宽
带宽计算:在某网络中,传输1比特二进制信号的时间为0.01 ms,则该通信信道的带宽是多少?
带宽 = 1比特/0.01ms = 100000 (b/s)

(2) 时延:
发送时延(传输时延):发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
传播时延:电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
处理时延:在交换结点为存储转发而进行数据处理所花费的时间。

(3) 吞吐量

<>第二章 数据通信

多路复用技术:
(1)频分多路复用,特点是把电路或空间的频带资源分为多个频段,并将其分配给多个用户,每个用户终端的数据通过分配给它的子通路传输。主要用于电话和电缆电视系统。
(2)时分多路复用,特点是按传输的时间进行分割,将不同信号在不同时间内传送。又包含两种方式:同步时分复用和异步时分复用。
(3)波分多路复用,特点是对于光的频分复用。做到用一根光纤来同时传输与多个频率很接近的光波信号。

数据的交换技术:
电路交换
优点:实时性强,适用于交互式会话类通信,数据传输量大,可靠性要求较高的情况。
缺点:当建立了连接而双方之间暂时没有数据传输时,造成带宽资源浪费

(下两种属于存储转发交换方式)
报文交换(以报文为单位传输):收发双方之间不需要预先建立连接

分组交换(以分组为单位传输)
数据报:
分组传送之间不需要预先建立“线路连接”,
源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径;
每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。
(因此到达终点时可能是乱序的)
虚电路:
需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路
不必带目的地址、源地址等辅助信息。
分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象。

数字信号模拟化时的编码方法
调幅,调频,调相

脉冲编码调制(PCM)是模拟数据数字化的主要方法
主要包括三个步骤:采样、量化和编码

数字数据编码:

差错校验:循环冗余码校验

题目:某个数据通信系统采用CRC检验方式,并且生成多项式G(x)的二进制比特序列为11001,目的节点接收到的二进制比特序列为10111001(含CRC检验码),请判断传输过程中是否出现了差错?为什么?

通过发送方计算出检验码(发送方):
W=D*2N (D是发送数据,N为检验码位数)
N是几 就往后面补几个0,然后得到的W对生成多项式G进行取余,得到的结果就是检验码的值

检验接收方判断是否出现差错(接收方)
通过目的节点接收到的含CRC检验码的二进制比特序列W 对 生成多项式G进行取余,余数为0正确,否则出现差错

<>第三章 计算机网络体系结构

ISO/OSI参考模型分为多少层以及各层的功能是什么?
分为7层,各层功能如下
物理层;实现比特流的透明传输;
数据链路层:实现差错控制、流量控制等;
网络层:实现数据分组、路由选择;
传输层:提供可靠的端到端的数据传输;
会话层:为通信进程建立连接;
表示层:数据结构表示、数据转换、加密、压缩;
应用层:提供应用程序进入OSI模型的入口。

TCP/IP参考模型分为多少层以及各层的功能是什么?
TCP/IP参考模型4层

应用层,向用户提供调用和访问网络中各种应用程序的接口
传输层,提供可靠或不可靠的端到端的数据传输;
网络层,负责相邻节点之间,数据分组的IP地址寻址与路由
网络接口层,负责通过网络发送和接受IP数据报

问:请描述一下通信的两台主机通过OSI参考模型进行数据传输的过程。
(数据的封装和解封)

<>第四章 局域网

决定局域网特性的主要技术要素有三个:
连接各种设备的拓扑结构、数据传输媒体及媒体访问控制方法。

拓扑结构:星型、环型、总线型
数据传输媒体:双绞线,同轴电缆,光纤
媒体访问控制:
CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)(控制:总线型局域网)
Token Bus(令牌总线)(控制:令牌总线型局域网)
Token Ring (令牌环)(控制:环型局域网)

IEEE802协议
分为物理层和数据链路层(包括逻辑链路控制LLC子层,介质访问控制MAC子层)

CSMA/CD 802.3
Token Bus 802.4
Token Ring 802.5

如何解决传统以太网的共享传输线路的问题?
使用CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)
工作原理或特征:
先听后发——保证了信道不空闲时,绝对不会有冲突发生
边听边发——保证一旦有冲突产生,各冲突站点马上会终止发送
冲突停止——保证系统不会出现剧烈冲突
延迟重发——保证了系统的稳定

争用期(最短帧长计算)
争用期 = 2*(信道长度/信号传输速率)*数据传播速率

题一:已知电磁波在电缆中的传播速率约为2.3×105km/s,对于一个数据传输速率为10Mbps,同轴电缆长度为1km的局域网,可计算出同轴电缆信道中的争用期为:
争用期 = 2*(1km / 2.310^5 km/s ) * 1010001000 bit/s
= 2 0.5*10的-5次方 * 10的7次方 bit/s
= 100 bits
题二:

最短帧长 = 2*(2km / 10000km/s)*10 000 000bit/s
= 400 bit = 50字节

交换式局域网如何能有效的提高局域网用户的传输速率?(互联)
物理层互联(共享带宽):转发器,集线器
数据链路层互联:网桥,交换机(独占带宽)

为什么需要虚拟局域网的技术?

虚拟局域网定义:虚拟局域网(VLAN,Virtual LAN)则是具有某些共同需求,由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑工作组。

通过 交换机 实现

最常见的划分VLAN方法是:基于端口的划分

<>第五章 网络互联技术

为什么要实现网络互连?
最关键就是要做到透明

网络互联的形式:
物理层实现互连。使用转发器或集线器。
数据链路层实现互连。使用网桥或交换机。
网络层实现互连。使用路由器在不同的网络之间存储转发分组。
网络层以上实现互连。使用网关提供更高层次的互联。

因特网网际协议(IP协议)的作用有哪些?

ARP协议作用:用于建立IP地址到物理地址转换关系的一种协议,以支持物理地址的恰当确定。

RARP协议作用:用于建立物理地址到IP地址转换关系的一种协议,以支持那些需要IP地址的网络主机能获取IP地址。

ICMP协议作用:用来支持主机或路由器向一个特定目的的主机发送询问。

IGMP协议作用:用来帮助管理多播组。

NAT(网络地址转换)的作用:实现内网的IP地址与公网的地址之间的相互转换

IPV6的特点:地址长度为128位
出现解决的问题:现阶段IP地址不够用
现阶段为IPV4 地址长度为32位

端口的作用?(TCP,UDP两者都使用IP协议)
面向连接的TCP(Transmission Control Protocol)
提供了可靠的面向连接的传输服务

和无连接的UDP(User Datagram Protocol) 。
提供了不可靠的无连接传输服务

子网掩码的分配
子网划分例子:

<>第六章 Internet

域名的定义:相对与IP地址提出,是一种易于记忆的主机名字。

域名转换的过程

常见域名类型

电子邮件的传输过程

FTP使用的是TCP协议 , 端口号21

Telnet使用的是TCP协议 , 端口号23

SNMP(Simple Network Management Protocol), “简单网络管理协议”,属于应用层的协议

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