計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)總結(jié)

1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義：是以共享資源（硬件、軟件和數(shù)據(jù)等）為目的而連接起來(lái)的、在協(xié)議控制下，由一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)、若干臺(tái)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等組成的系統(tǒng)之集合。這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有獨(dú)立自治的能力。2網(wǎng)絡(luò)的功能：通訊、共享（硬件共享、軟件共享和數(shù)據(jù)共享） 。網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型：按網(wǎng)絡(luò)的跨度分類(lèi)：廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)：星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按管理性質(zhì)分類(lèi)：公用網(wǎng)、專(zhuān)用網(wǎng)按交換方式分類(lèi)：電路交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)按功能分類(lèi)：通信子網(wǎng)、資源子網(wǎng)調(diào)制/解調(diào)：利用模擬信道支持?jǐn)?shù)據(jù)信息傳輸?shù)募夹g(shù)。方法：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相位速率=log2N波特率脈碼調(diào)制技術(shù)（編碼：將模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程，采用PCM）方法：采樣、量化、編碼7通訊編碼P14畫(huà)圖.RS-232編碼.不歸0交替編碼（NRZI）曼徹斯特編碼8傳輸差錯(cuò)處理（反饋重傳法常用協(xié)議：停 -等協(xié)議、滑動(dòng)窗口）停-等協(xié)議工作原理：發(fā)送一塊數(shù)據(jù)后，就停止發(fā)送動(dòng)作，開(kāi)始計(jì)時(shí)。等待接收方的反饋結(jié)果，僅當(dāng)收到正確的接收確認(rèn)之后，才繼續(xù)發(fā)送后繼塊數(shù)據(jù)。如果接到否定確認(rèn)，或者計(jì)時(shí)器超時(shí)，重新傳輸本數(shù)據(jù)塊特點(diǎn)：收發(fā)雙方以半雙工方式進(jìn)行工作，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但工作效率較低滑動(dòng)窗口工作原理：發(fā)送方可一次連續(xù)發(fā)送多塊數(shù)據(jù)（可發(fā)送的最大數(shù)據(jù)塊數(shù)稱(chēng)為窗口數(shù)）接收方對(duì)每塊數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)分析，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即反饋發(fā)送方接收方可對(duì)接收到的多個(gè)正確的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行一次性確認(rèn)發(fā)送方根據(jù)反饋的結(jié)果，重發(fā)指定的數(shù)據(jù)塊，或重發(fā)指定數(shù)據(jù)塊及其之后的所有數(shù)據(jù)塊，特點(diǎn)：效率高，控制負(fù)責(zé)，全雙工方式常用檢錯(cuò)碼奇/偶校驗(yàn)碼循環(huán)校驗(yàn)碼（最常用）數(shù)據(jù)交換方式：線(xiàn)路交換、報(bào)文交換、分組交換P36優(yōu)缺點(diǎn)比較：1〉線(xiàn)路交換：工作過(guò)程類(lèi)似于電話(huà)系統(tǒng) ,需要在通信的設(shè)備之間建立物理連接。線(xiàn)路交換的特點(diǎn)：獨(dú)占性，線(xiàn)路的利用率較低，也容易引起建鏈時(shí)的擁塞。實(shí)時(shí)性好，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t?。ㄒ坏┙ㄦ?占整個(gè)線(xiàn)路）線(xiàn)路交換不提供任何緩沖裝置，數(shù)據(jù)透明傳輸收發(fā)雙方自動(dòng)進(jìn)行速率匹配。（交換機(jī)設(shè)備比較簡(jiǎn)單）2〉報(bào)文交換：中間結(jié)點(diǎn)由具有存儲(chǔ)能力的計(jì)算機(jī)承擔(dān)，用戶(hù)信息可以暫時(shí)保存在中間結(jié)點(diǎn)上，報(bào)文交換無(wú)需同時(shí)占用整個(gè)物理線(xiàn)路。報(bào)文交換特點(diǎn)：“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”；不獨(dú)占線(xiàn)路；多個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)存儲(chǔ)和排隊(duì)共享一條線(xiàn)路；無(wú)線(xiàn)路建立的過(guò)程，提高了線(xiàn)路的利用率；可以支持多點(diǎn)傳輸（一個(gè)報(bào)文傳輸給多個(gè)用戶(hù)）；（報(bào)文中增加“地址字段”，中間結(jié)點(diǎn)根據(jù)地址字段進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)發(fā)，）；中間結(jié)點(diǎn)可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，方便接收站點(diǎn)的收取，增加差錯(cuò)檢測(cè)功能，避免出錯(cuò)數(shù)據(jù)的無(wú)謂傳輸?shù)炔蛔阒帲河捎凇按鎯?chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”和排隊(duì)，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，報(bào)文長(zhǎng)度未作規(guī)定，報(bào)文只能暫存在磁盤(pán)上，磁盤(pán)讀取占用了額外的時(shí)間；任何報(bào)文都必須排隊(duì)等待：不同長(zhǎng)度的報(bào)文要求不同長(zhǎng)度的處理和傳輸時(shí)間，即使非常短小的報(bào)文（例如：交互式通信中的會(huì)話(huà)信息）報(bào)文交換難以支持實(shí)時(shí)通信和交互式通信的要求。3〉分組交換：結(jié)合線(xiàn)路交換和報(bào)文交換兩者的優(yōu)點(diǎn)，使其性能達(dá)到最優(yōu)類(lèi)似報(bào)文交換，只是它規(guī)定了交換設(shè)備處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度（稱(chēng)之為分組） ，將長(zhǎng)報(bào)文分成若干個(gè)小分組進(jìn)行傳輸。不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組可以交織在同一線(xiàn)路上傳輸。提高了線(xiàn)路的利用率可以固定分組的長(zhǎng)度，系統(tǒng)可以采用高速緩存技術(shù)來(lái)暫存分組，提高了轉(zhuǎn)發(fā)的速度；七層體系結(jié)構(gòu)物理層（PH）physical數(shù)據(jù)鏈路層（DL）data網(wǎng)絡(luò)層（N）network運(yùn)輸層（T）會(huì)話(huà)層（S）表示層（P）應(yīng)用層（A）P40每層的主要功能局域網(wǎng)：是將分散在有限地理范圍內(nèi)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)傳輸媒體連接起來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的相互通信和共享資源。LAN的特點(diǎn)（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍?。?5公里以?xún)?nèi)）（2）選用較高特性的傳輸媒體：高速率和低誤碼率（3）硬軟件設(shè)施及協(xié)議方面有所簡(jiǎn)化（ 4）媒體訪問(wèn)控制方法相對(duì)簡(jiǎn)單（ 5）采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，一結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)可被所有結(jié)點(diǎn)接收，不考慮路由問(wèn)題15總線(xiàn)局域網(wǎng)（原理、特點(diǎn)） P1021>原理：載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）發(fā)送：高層有數(shù)據(jù)發(fā)送（ LLC）—封裝MAC幀—幀聽(tīng)媒體（媒體上有無(wú)數(shù)據(jù)在傳輸？）無(wú)數(shù)據(jù)，發(fā)數(shù)據(jù)。檢測(cè)沖突（發(fā)送數(shù)據(jù)是否沖突？）無(wú)沖突—發(fā)送成功 有沖突—退避有數(shù)據(jù)，等待。按策略退避（退避時(shí)間是否到？）到（退避次數(shù)是否超過(guò)？）已超過(guò)—通知LLC網(wǎng)絡(luò)太忙 \- 未到 未超過(guò)—幀聽(tīng)媒體接收：監(jiān)聽(tīng)媒體（媒體上有無(wú)數(shù)據(jù)？）有數(shù)據(jù)——接收數(shù)據(jù)，組成 MAC幀(分析MAC幀)是否為本結(jié)點(diǎn)的幀？是；將數(shù)據(jù)發(fā)往 LLC無(wú)數(shù)據(jù)，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)媒體；不是，丟棄，監(jiān)聽(tīng)媒體令牌總線(xiàn)在總線(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間有序地傳遞令牌來(lái)分配各結(jié)點(diǎn)對(duì)共享型總線(xiàn)的訪問(wèn)權(quán)利，形成閉合的邏輯環(huán)路。完全采用半雙工的操作方式， 只有獲得令牌的結(jié)點(diǎn)才能發(fā)送信息， 其它結(jié)點(diǎn)只能接收信息，或者被動(dòng)地發(fā)送信息（在擁有令牌的結(jié)點(diǎn)要求下，發(fā)送信息） 。為了保證邏輯閉合環(huán)路的形成，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都動(dòng)態(tài)地維護(hù)著一個(gè)連接表，該表記錄著本結(jié)點(diǎn)在環(huán)路中的前繼、后繼和本結(jié)點(diǎn)的地址，每個(gè)結(jié)點(diǎn)根據(jù)后繼地址確定下一占有令牌的結(jié)點(diǎn)。2〉特點(diǎn)：CSMA/CD的特點(diǎn)：（1）競(jìng)爭(zhēng)，各結(jié)點(diǎn)強(qiáng)占對(duì)共享媒體的訪問(wèn)權(quán) （2）輕負(fù)載時(shí)，效率較高（3）重負(fù)載時(shí)，沖突概率加大，效率低（ 4）所有結(jié)點(diǎn)共享媒體，任何時(shí)刻只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)在發(fā)信息（5）不適合實(shí)時(shí)傳輸令牌總線(xiàn)特點(diǎn)？16為什么幀不能太短，不然會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題 ：CSMA/CD工作方式對(duì)于貞的最小長(zhǎng)度具有一定的要求：整個(gè)貞的發(fā)送時(shí)間應(yīng)該不小于信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中“傳播距離最大”的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間傳播時(shí)間的兩倍，分別對(duì)應(yīng)信號(hào)到達(dá)“最遠(yuǎn)”的結(jié)點(diǎn)，以及沖突信號(hào)從“最遠(yuǎn)”的結(jié)點(diǎn)返回本結(jié)點(diǎn)。令牌環(huán)網(wǎng)工作原理具有特定格式的令牌幀繞環(huán)行駛，將訪問(wèn)媒體的權(quán)利從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳遞到物理連接的另外一個(gè)結(jié)點(diǎn)（從一個(gè)RPU傳遞到物理鏈路另一端的 RPU）；希望發(fā)送信息的結(jié)點(diǎn)在獲得令牌之后，才可進(jìn)行發(fā)送動(dòng)作；每個(gè)結(jié)點(diǎn)均執(zhí)行環(huán)內(nèi)數(shù)據(jù)的再生和轉(zhuǎn)發(fā)；發(fā)送數(shù)據(jù)的結(jié)點(diǎn)在收到繞環(huán)一周的幀后，撤出該幀并釋放令牌18邏輯鏈路控制子層（LLC）作用：是屏蔽不同的媒體訪問(wèn)控制方法，以向高層（網(wǎng)絡(luò)層）提供統(tǒng)一的服務(wù)和接口。19如何來(lái)屏蔽MAC層差異廣域網(wǎng)的特點(diǎn)1）主要提供面向通信的服務(wù)，支持用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信息交換。2）覆蓋范圍廣,通信的距離遠(yuǎn)，需要考慮的因素增多3）線(xiàn)路的冗余、媒體帶寬的利用和差錯(cuò)處理問(wèn)題4）由電信部門(mén)或公司負(fù)責(zé)組建、管理和維護(hù)，并向全社會(huì)提供面向通信的有償服務(wù)，流量統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)問(wèn)題。ATM交換的特點(diǎn)與局域網(wǎng)比較傳統(tǒng)的局域網(wǎng):? 以物理網(wǎng)段為基本網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)單位， 如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 （HUB、中繼器、網(wǎng)橋或交換機(jī)）上，那么，它就與其他接在同一設(shè)備上的節(jié)點(diǎn)屬于同一個(gè)局域網(wǎng)，可以互發(fā)廣播報(bào)文不同網(wǎng)段上的用戶(hù)不能處于同一局域網(wǎng)中。 ???23網(wǎng)絡(luò)互連部件種類(lèi)：轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)（信關(guān)）適應(yīng)環(huán)境：轉(zhuǎn)發(fā)器：雙絞線(xiàn)—光纖—雙絞線(xiàn) 雙絞線(xiàn)—同軸電纜網(wǎng)橋：執(zhí)行 OSI數(shù)據(jù)鏈路層及其下層的協(xié)議轉(zhuǎn)換，適用于相同網(wǎng)絡(luò)或者僅在低兩層實(shí)現(xiàn)上有差別的網(wǎng)絡(luò)之間的互連，路由器執(zhí)行OSI網(wǎng)絡(luò)層及其下層的協(xié)議轉(zhuǎn)換，可用于連接兩個(gè)或多個(gè)僅在低三層有差異的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋的特點(diǎn)：(1) 地址過(guò)濾.(2) 幀限制.(3) 監(jiān)控功能。(4) 緩沖能力。(5) 透明性。路由器的特點(diǎn)(1) 尋址能力(2) 路由選擇(3) 分段/合段(4) 存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)、分組格式轉(zhuǎn)換和處理(5) 分組過(guò)慮 P166因特網(wǎng)地址分類(lèi)：P172ABCD25子網(wǎng)掩碼作用范圍：在網(wǎng)絡(luò)第三層工作 對(duì)應(yīng)關(guān)系：一一對(duì)應(yīng)IP 地址<->域名(AIP協(xié)議)<->物理地址26IP地址：全局IP地址專(zhuān)用IP地址P176地址映射1>IP地址向物理地址的映射2>IP地址向物理地址的映射ARP（地址解析協(xié)議）1、具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)）主機(jī)A與主機(jī)B進(jìn)行數(shù)據(jù)通信：1）A發(fā)ARP請(qǐng)求廣播幀（帶接收方IP地址、本機(jī)IP地址和物理地址）；2）B收到A發(fā)來(lái)的ARP請(qǐng)求，給予響應(yīng)，發(fā)ARP響應(yīng)幀，返回自己的物理地址3）雙方用物理地址在物理網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。2、無(wú)廣播能力的網(wǎng)絡(luò)（例如： X.25網(wǎng)絡(luò)）由因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（路由器）實(shí)現(xiàn)，其記錄了接入因特網(wǎng)主機(jī)的 X.25地址和IP地址的映射表?？缇W(wǎng)段投遞：利用 ARP獲得路由器的 IP地址對(duì)應(yīng)的物理地址，將數(shù)據(jù)直接發(fā)給該路由器。由路由器轉(zhuǎn)發(fā)。3>物理地址向IP地址的映射無(wú)盤(pán)工作站 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）DHCP可以提高IP地址的利用率，借助于地址服務(wù)器動(dòng)態(tài)獲取 IP地址，客戶(hù)端IP地址設(shè)為自動(dòng)獲取IP地址（1）啟動(dòng)時(shí)，向DHCP服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求 IP地址的DHCP請(qǐng)求；（2）DHCP服務(wù)器接到DHCP請(qǐng)求時(shí)，分配一個(gè)空閑的 IP地址。（3）客戶(hù)端獲得IP地址后，可以進(jìn)行基于TCP/IP的通信。28IPv4的局限性：(1)32位的IP地址空間不足，地址資源耗盡。 (2)不定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)報(bào)頭域處理影響了路由器的性能提高。 (3)單調(diào)的服務(wù)類(lèi)型處理 (4)安全性考慮較差。(5)分段/組裝功能影響了路由器處理的效率新型IP協(xié)議（IPv6或IPng）的主要特點(diǎn)：(1)擴(kuò)展了IP地址空間（128位）(2)簡(jiǎn)化了IP報(bào)頭格式(