網(wǎng)絡原理總復習

第1章概述網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)（互連網(wǎng)）、因特網(wǎng)的概念網(wǎng)絡由若干結點和連接這些結點的鏈路組成。（結點可以是計算機、集線器、交換機或者路由器。）互聯(lián)網(wǎng)（互連網(wǎng)）：網(wǎng)絡和網(wǎng)絡由路由器互連起來。因特網(wǎng)（Internet）是目前世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)。連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機。2、因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段從單個網(wǎng)絡ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程三級結構的因特網(wǎng)多層次ISP結構的因特網(wǎng)3、制訂因特網(wǎng)的正式標準經(jīng)過四個階段因特網(wǎng)草案(InternetDraft)：這個階段還不是RFC(RequestForComments)文檔。建議標準(ProposedStandard)：從這個階段開始就成為RFC文檔。草案標準(DraftStandard)因特網(wǎng)標準(InternetStandard)4、客戶服務器方式（C/S方式）客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方服務器被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。服務器一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。5、電路交換、分組交換、報文交換的特點電路交換：在通信進行過程中，網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)傳輸在傳輸路徑上預留資源，這些資源只能被這次通信雙方所使用；分組交換：數(shù)據(jù)被分成一個一個的分組，每個分組均攜帶目的地址，網(wǎng)絡不為分組傳輸在沿途上預留資源，分組交換為每個分組獨立確定轉發(fā)方向。報文交換是以報文作為傳送單元，也有存儲轉發(fā)的過程。6、不同作用范圍的網(wǎng)絡局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)、城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)、個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork7、計算機網(wǎng)絡的性能指標速率、帶寬、吞吐量、傳輸時延、傳播時延、處理時延、排隊時延、時延帶寬積、往返時間、利用率8、網(wǎng)絡協(xié)議的三要素：語法、語義、同步9、體系結構：（課本28頁圖）OSI：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、運輸層、會話層、表示層和應用層。TCP/IP：網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、運輸層和應用層。五層協(xié)議的體系結構：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層。要求：各個模型的層次一定要按順序描述，并且要了解每一層次的主要功能。作業(yè)：1-10、1-11、1-15、1-17、1-18、1-19、1-22、1-24第2章物理層1、物理層規(guī)程的四方面特性：機械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性需要知道每種特性的含義。2、碼元：一個電信號稱為一個碼元。一碼元的信息量是由碼元所能表示的數(shù)據(jù)有效狀態(tài)值個數(shù)決定的，若一碼元有00、01、10、11四個有效狀態(tài)值，則一碼元能攜帶2bit的信息。波特率：每秒鐘傳送的碼元數(shù)比特率：指每秒鐘能傳送的二進制位數(shù)，單位為比特/秒（bps）。比特率與波特率的關系：設比特率為S，波特率為B，則S=B·log2N(bps),N為碼元狀態(tài)數(shù)3、香農(nóng)定理：C=Wlog2(1+S/N)b/sC表示信道的極限信息傳輸速率；W為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內所傳信號的平均功率；N為信道內部的高斯噪聲功率；S/N為信噪比。信噪比=10log10S/N，單位分貝(dB)。10dB的信道S/N為10，20dB的信道S/N為100，30dB的信道S/N為10004、基帶調制方法，如曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼：每比特的周期為T，每一比特的中央（T/2）有一變遷，由高到低為“0”，由低到高為“1”。差分曼徹斯特編碼：“0”和“1”的編碼由編碼的變化來表示，“0”表示有相變，“1”表示無相變，即延續(xù)前半個碼電平。5、帶通調制方法，如調幅（AM）、調頻(FM)、調相(PM),理解這幾種調制方法的工作原理。6、模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，PCM須經(jīng)過三個步驟：取樣、量化、編碼取樣頻率不低于信號最高頻率fm的2倍，(或者取樣周期T<=1/(2fm))就可以從取樣脈沖信號無失真地恢復出原來的信號。例，標準信號的最高頻率為3.4kHz,取樣頻率可定為8kHz,相當于取樣周期為125s7、導引型傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纖的特征。8、復用技術：FDM、TDM、STDM、WDM、CDMAFDM、TDM、STDM、WDM的工作原理每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內積(innerproduct)都是0。任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內積都是1。一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內積值是–1。作業(yè)：2-05、2-07、2-08、2-11、2-16第3章數(shù)據(jù)鏈路層本章研究的是在同一個局域網(wǎng)中，分組怎樣從一個主機傳送到另一個主機。1、CRC校驗（被除數(shù)，除數(shù)（生成多項式），模2除法，余數(shù)（冗余碼），發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)）CRC校驗只是做到無差錯接受，并不保證可靠傳輸。2、PPP幀的首尾定界符7E，即01111110，異步傳輸字節(jié)填充法，同步傳輸用0比特填充3、PPP協(xié)議的特點：簡單，盡力而為，不可靠，支持多種網(wǎng)絡層協(xié)議，支持多種鏈路，包括一個LCP和一組NCP。4、兩種以太網(wǎng)標準：DIXv2和IEEE802.35、以太網(wǎng)的媒體訪問控制方式：CSMA/CD載波監(jiān)聽，多點接入，碰撞檢測，干擾信號，退避時間，爭用期，最小幀長1.適配器從網(wǎng)絡層獲得一個分組，加上以太網(wǎng)的首部和尾部，組成以太網(wǎng)幀，放入適配器的緩沖中，準備發(fā)送；2.適配器檢測到在96比特時間按內沒有信號通過信道，即認為信道空閑，就發(fā)送幀。若檢測到信道忙，則繼續(xù)檢測并等待信道轉為空閑，然后發(fā)送幀。3.發(fā)送過程中繼續(xù)檢測信道，若一直未檢測到碰撞，就順利把這個幀發(fā)完。若檢測到碰撞，則中止數(shù)據(jù)的發(fā)送，并發(fā)送認為干擾信號。4.中止發(fā)送后，適配器就執(zhí)行指數(shù)退避算法，等待r倍的512比特時間后，返回步驟2。爭用期：端到端往返時延，傳統(tǒng)的10M以太網(wǎng)中，爭用期為51.2微秒；10M以太網(wǎng)的最短幀長64字節(jié)。6、10BASE-T，7、硬件地址：48位，單播幀，廣播幀，組播幀的特征8、以太網(wǎng)V2幀格式9、集線器工作在物理層，每個接口僅僅簡單地轉發(fā)比特，不進行碰撞檢測。網(wǎng)橋和交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)物理地址過濾幀，路由器工作在網(wǎng)絡層，根據(jù)IP地址轉發(fā)數(shù)據(jù)包。10、網(wǎng)橋轉發(fā)表的自學習算法11、集線器不能分隔沖突域，網(wǎng)橋和交換機可以分隔沖突域，但是不是分隔廣播域，路由器可以分隔沖突域和廣播域。12、100BASE-T以太網(wǎng)又稱為快速以太網(wǎng)(FastEthernet)。作業(yè)：3-07、3-08、3-09、3-10、3-16、3-18、3-20、3-22、3-28、3-32第4章網(wǎng)絡層1、網(wǎng)絡層提供的兩種服務面向連接的虛電路方式和無連接的數(shù)據(jù)報方式（因特網(wǎng)采取數(shù)據(jù)報方式，盡最大努力、不可靠）。2、與IP協(xié)議配套使用的還有四個協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析協(xié)議RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)3、分類的IP地址網(wǎng)絡類別最大網(wǎng)絡數(shù)每個網(wǎng)絡中最大的主機數(shù)A126(27–2)16,777,214B16,383(2141)65,534C2,097,151(2211)254A類地址第一個可指派的網(wǎng)絡號是1，最后一個可指派的網(wǎng)絡號是126B類地址第一個可指派的網(wǎng)絡號是128.1，最后一個可指派的網(wǎng)絡號是191.2554、特殊地址環(huán)回地址、網(wǎng)絡地址、廣播地址、全0地址、全1地址、私有地址.0/85、ARP（IP地址→硬件地址）、RARP（硬件地址→IP地址）ARP是解決同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要通過ARP找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉發(fā)給下一個網(wǎng)絡。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡來做。在整個通信過程的每一段鏈路上中，IP數(shù)據(jù)包中的IP地址不會發(fā)生變化，幀的MAC地址可能是變化的。6、IP數(shù)據(jù)報的格式首部字段首部的固定長度是20字節(jié)7、子網(wǎng)的劃分從主機號借用若干個位作為子網(wǎng)號subnet-id，而主機號host-id也就相應減少了若干個位。子網(wǎng)掩碼是32位長的二進制數(shù)，由一串連續(xù)的1后跟一串連續(xù)的0組成，連續(xù)1的個數(shù)為net-id與subnet-id位數(shù)之和，連續(xù)0的個數(shù)為主機號位數(shù)。(IP地址)AND(子網(wǎng)掩碼)=網(wǎng)絡地址已知IP地址是，子網(wǎng)掩碼是。試求網(wǎng)絡地址。8、無分類域間路由選擇CIDR無分類的兩級編址的記法是：IP地址::={<網(wǎng)絡前綴>,<主機號>}網(wǎng)絡前綴用來指明網(wǎng)絡，后面的部分用來指明主機。CIDR把網(wǎng)絡前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成“CIDR地址塊”。3.1/20表示網(wǎng)絡前綴占20位。該地址塊共有212個地址（因為斜線后面的20是網(wǎng)絡前綴的位數(shù)，所以這個地址的主機號是12位）。這個地址塊的起始地址是。地址塊的最小地址：地址塊的最大地址：全0和全1的主機號地址一般不使用。對于/20地址塊，它的掩碼是20個連續(xù)的1。斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中1的個數(shù)。前綴長度不超過23位的CIDR地址塊都包含了多個C類地址。（C類地址為24地址塊）9、ICMP報文種類有兩種：ICMP差錯報告報文和ICMP詢問報文。PING命令實際上是在源主機和目標主機之間發(fā)送ICMP回送請求與回送回答報文。ICMP報文被封裝成IP數(shù)據(jù)報進行傳輸。10、路由協(xié)議內部網(wǎng)關協(xié)議：OSPF和RIP外部網(wǎng)關協(xié)議：BGPRIP的特點：基于距離矢量，用跳數(shù)作為度量，用于小型的網(wǎng)絡中，RIP有壞消息傳播得慢的缺點。RIP協(xié)議的三個要點：僅和相鄰路由器交換信息。交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。RIP路由表的更新過程。OSPF:鏈路狀態(tài)協(xié)議OSPF的工作要點：向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，這里使用的方法是洪泛法。發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)，但這只是路由器所知道的部分信息。只有當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。作業(yè)：4-01、4-05、4-10、4-19、4-20、4-24、4-26、4-27、4-29、4-31、4-32、4-34、4-35、4-36、4-37、4-41第5章運輸層傳輸協(xié)議運行在兩個通信端系統(tǒng)上,也叫端到端的協(xié)議。運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信只有位于網(wǎng)絡邊緣部分的主機的協(xié)議棧才有運輸層，而網(wǎng)絡核心部分中的路由器在轉發(fā)分組時都只用到下三層的功能。2、因特網(wǎng)提供兩種傳輸協(xié)議：（1）用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP為應用提供盡力而為的傳輸服務接收端只對所接收的數(shù)據(jù)進行差錯校驗丟棄出錯的分組，不需要重傳(2)傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)傳輸控制協(xié)議TCP為應用提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務通過確認超時重傳機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯控制雙方實現(xiàn)流量控制和擁塞控制3、在運輸層使用協(xié)議端口號來標識應用進程。端口用一個16位端口號進行標志。從一個端點穿越因特網(wǎng)發(fā)送信息給另一個端點，用到三種地址：MAC、IP、Port4、UDPUDP是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制。UDP沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。UDP是面向報文的。UDP的首部開銷小，只有8個字節(jié)。DNS使用UDP傳輸協(xié)議5、TCPTCP是面向連接的運輸層協(xié)議。每一條TCP連接只能有兩個端點(endpoint)，每一條TCP連接只能是點對點的（一對一）。全雙工通信。TCP提供可靠交付的服務。面向字節(jié)流。端口號拼接到(contatenatedwith)IP地址即構成了套接字。6、TCP報文段的首部格式端口號、序號、確認號、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN、窗口、校驗和等。7、自動重傳請求ARQ、連續(xù)ARQ協(xié)議8、TCP可靠通信的具體實現(xiàn)。TCP的可靠傳輸機制用字節(jié)的序號進行控制。TCP所有的確認都是基于序號而不是基于報文段。9、流量控制(flowcontrol)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網(wǎng)絡發(fā)生擁塞。利用滑動窗口機制可以很方便地在TCP連接上實現(xiàn)流量控制。注意窗口值，確認號等。10、TCP的擁塞控制出現(xiàn)資源擁塞的條件：對資源需求的總和>可用資源慢開始和擁塞避免（擁塞窗口、傳輸輪次、閾值、加法增大、乘法減小AIMD）快重傳和快恢復原理11、用三次握手建立TCP連接（課本225頁圖5-31）SYN=1,seq=xSYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x1ACK=1,seq=x+1,ack=y112、TCP的連接釋放（課本226頁圖5-32）FIN=1,seq=uACK=1,seq=v,ack=u1FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u1ACK=1,seq=u+1,ack=w1要理解各個字段和含義以及雙方狀態(tài)的變化。作業(yè)：5-06、5-14、5-16、5-21、5-23、5-28、5-29、5-37、5-38、5-39第6章應用層1、常見的應用層協(xié)議DNS、HTTP、TELNET、FTP、SMTP、POP、DHCP、SNMP等。2、域名系統(tǒng)DNS(DomainNameSystem)是因特網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用于把便于人們使用的機器名字轉換為IP地址。(用UDP作為傳輸層協(xié)議)域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開：….三級域名.二級域名.頂級域名域名服務器有以下四種類型：根域名服務器、頂級域名服務器、權限域名服務器、本地域名服務器域名的解析過程：遞歸查詢和迭代查詢3、FTP：21和20端口，控制連接和數(shù)據(jù)連接(用TCP作為傳輸層協(xié)議)4、TFTP：69端