計算機網(wǎng)絡期末考試總結【教學相關】

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1、 計算機網(wǎng)絡期末考試總結 第一章：概述 (1)計算機網(wǎng)絡：把許多計算機連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡連在一起，是網(wǎng)絡的網(wǎng)絡，因特網(wǎng)是全球最大的互聯(lián)網(wǎng)。 (2)internet是通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡互連而成的網(wǎng)絡。在這些網(wǎng)絡之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。 (3)Internet是專用名詞，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用 TCP/IP 協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的 ARPANET。 (4) 三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。因特網(wǎng)的五個接入級：網(wǎng)絡接入點 NAP，國家主干網(wǎng)（ISP

2、），地區(qū) ISP，本地 ISP， 校園網(wǎng)、企業(yè)或 PC 機上網(wǎng)用戶。 (5)從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊： 1) 邊緣部分 由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。作用：信息處理 通信方式可劃分為兩大類：客戶服務器方式（C/S 方式），對等方式（P2P 方式） a.客戶服務器方式:(客戶是服務的請求方,服務器是服務的提供方) 客戶程序的特點: 被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng). 服務器程序的特點: 一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶

3、的請求。服務器程序不需要知道客戶程序的地址。需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持. b. 對等連接方式:指兩個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是服務請求方還是服務提供方?？蓪崿F(xiàn)共享文檔。 2)核心部分 作用：要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性 路由器：實現(xiàn)分組交換的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組。 交換：就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。 a.電路交換(面向連接)：建立連接、通信、釋放連接 特點：在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源。傳輸效率低。整個報文的比特流連續(xù)地從源點直達終點，好像在管道中傳送。 b.報文交換：整個報文先傳送到相鄰結點，全部存儲下來后

4、查找轉發(fā)表，轉發(fā)到下一個結點。（時延長） c.分組交換： 分組：在發(fā)送報文之前，先把較長的報文劃分為一個個更小的等長數(shù)據(jù)段。每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成分組。首部都含有地址等控制信息 分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元，單個分組先傳送到相鄰結點，存儲下來后查找轉發(fā)表，轉發(fā)到下一個結點。接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。（時延短，靈活性） (6)計算機網(wǎng)絡的分類 1) 按網(wǎng)絡所使用的傳輸技術:點到點網(wǎng)絡和廣播式網(wǎng)絡。 2) 按網(wǎng)絡的覆蓋范圍:局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、個人區(qū)域網(wǎng)(PAN) 3) 按所使用的傳輸媒體:同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、微波

5、網(wǎng)、紅外線網(wǎng)、無線網(wǎng)等。 4)按網(wǎng)絡使用者:公用網(wǎng)、專用網(wǎng)、私用網(wǎng)。 5）按拓撲結構：總線形網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)、網(wǎng)狀形網(wǎng)、混合形網(wǎng) 6）按信息交換方式：電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)。 (7)計算機網(wǎng)絡的性能指標 1)速率: 單位: b/s，或kb/s， Mb/s，Gb/s 主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率：數(shù)據(jù)率/比特率 2)帶寬:數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率” 網(wǎng)絡的通信線路數(shù)據(jù)傳送的能力 3)吞吐量：在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。 4)時延:（一個報文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需要的時間。 時延包含

6、：發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延 a.發(fā)送時延:發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)幀從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。 b.傳播時延:電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 c.處理時延:交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。 d.排隊時延:結點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。 5)時延帶寬積 6)往返時間 RTT:從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送收到來自接收方的確認，總共經(jīng)歷的時間。 7)利用率:某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。 (7)計算機網(wǎng)絡體系結構： 1)定義：我們把計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡的體系結構。計算機網(wǎng)絡

7、的體系結構就是這個計算機網(wǎng)絡及其構件所應完成的功能的精確定義。 2)協(xié)議：是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。協(xié)議主要是由語法、語義、同步三要素組成。 3)分層：各層之間是獨立的，靈活性好，結構上可分割開，易于實現(xiàn)和維護，能促進標準化工作。 a.通信是分層的 b.服務是逐層搭建的 c.對等的服務層間遵循相同的規(guī)則 d.各層服務細節(jié)對外屏蔽 e.各層對其上層屏蔽下層的差異 f.通信要傳遞兩種信息 g.物理通信與邏輯通信:上層通過下層得到了對方同等層的信息，相當于同層之間也進行了邏輯上的通信。 4)五層協(xié)議的體系結構 TCP/IP 是四層的體系結構：應

8、用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層。往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結構。 a. 應用層：任務是通過應用進程間的交互來完成特定網(wǎng)絡應用。應用層的協(xié)議定義的是應用進程間通信和交互的規(guī)則。（http,ftp,smtp） b. 運輸層：任務是負責向兩個主機中進程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務。（TCP,UDP） c. 網(wǎng)絡層：為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務。另一個任務是選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠通過網(wǎng)絡中的路由器找到目的主機。(IP) d. 數(shù)據(jù)鏈路層：加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀 e. 物理層：

9、最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體 4)實體、協(xié)議、服務和服務訪問點 a.實體:任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。 b.協(xié)議:控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。 在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。 c.服務訪問點:同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務訪問點 SAP d.服務： 本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。 第二章：物理層 (1)物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性： 1)機械特性:指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和

10、鎖定裝置等等。 2)電氣特性:指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 3)功能特性:指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義. 4)過程特性:指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 (2)一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（源點和發(fā)送器）、傳輸系統(tǒng)、目的系統(tǒng)（目的站） 通信的目的是傳送消息，如語音、文字、圖像、視頻等都是消息。數(shù)據(jù)是運送消息的實體。信號則是數(shù)據(jù)的電氣或電磁的表現(xiàn)。 根據(jù)信號中代表消息的參數(shù)的不同： “模擬的”(analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 “數(shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 碼元(cod

11、e)——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，則代表不同離散數(shù)值的基本波形就稱為碼元。 (3)三種通信基本形式： 信道：表示向某一方向的傳送信息的媒體 根據(jù)雙方信息交互方式不同，劃分為： 1)單向通信(單工通信):只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。（無線電廣播、有線電廣播、電視廣播） 2)雙向交替通信（半雙工通信）：通信的雙方都可以發(fā)送/接收信息，但不能同時發(fā)送/接收 3)雙向同時通信（全雙工通信）：通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 區(qū)別：單向通信只需要一條信道，雙向交替通信和雙向同時通信需要兩條信道（兩個方向），雙向同時通信效率最高。 (4)幾種信號和

12、信號的調(diào)制： 1)基帶信號:來自信源的信號。 2)帶通信號：基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道） 3)調(diào)制：基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量，通過調(diào)制濾除。 a.基帶調(diào)制：僅僅對基帶信號的波形進行變換，使它能夠與信道特性相適應。變換后的信號仍然是基帶信號。 b.帶通調(diào)制：把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸 (5)常用的編碼方式 1)不歸零制：正電平表示1，負電平表示0 (產(chǎn)生信號頻率低） 2)歸零制：正脈沖代表1，負脈沖代表0

13、 3)曼徹斯特編碼：用電壓的變化表示0和1。(它具有自同步機制，無需外同步信號) 規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變： 高 →低的跳變——0，低→高的跳變——1 4) 差分曼徹斯特編碼：用電壓的變化表示0和1。 用在碼元開始處有無跳變來表示0和1： 碼元開始處有跳變——0,碼元開始處無跳變——1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 (5)基本帶通調(diào)制方法： 1)調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 2)調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。 3)調(diào)相(PM) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)

14、字信號而變化。 (6)物理層下面的傳輸媒體:它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。 1)導引型傳輸媒體：（雙絞線、同軸電纜、光纖） 2)非導引型傳輸媒體：（無線、紅外、大氣激光） (7)常用的信道復用技術：將多個信號共享同一線路，即多路信號在同一物理信道中傳輸。 1)頻分復用(FDM):整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道（頻段），每個用戶占用一個頻段。頻率通道之間留有防護頻帶。 2)時分復用(TDM):將物理信道按時間分割成小的時間片，每個時間片分為若干個時隙，每個用戶占用一個時隙傳輸數(shù)據(jù)。在任意時刻，整個通路上只有一個特定用戶的信號，即每個用戶交替使用單一信道，多

15、個信號從宏觀上同時進行傳輸。 3)同步時分復用(STDM):信道固定時間分配方式，每個時隙分配給固定的用戶，任意時刻整個通路上只有一個特定用戶的信號。無論用戶使用與否，時隙不會被其它用戶占用。 4)異步時分復用(ATDM):3)的缺點(某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，造成信道浪費),可動態(tài)分配時隙，避免信道空閑,某一用戶申請進行數(shù)據(jù)傳輸時再分配時隙，時隙與用戶之間無一一對應的關系，任何時隙可被用于傳輸任一路信號 5)波分復用(WDM):波分復用就是光的頻分復用。 6)碼分復用(CDM):各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。 (8)數(shù)字傳輸系統(tǒng):最初傳

16、輸標準是脈碼調(diào)制 PCM 體制，現(xiàn)在高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)使用同步光纖網(wǎng)SONET（美國標準）或同步數(shù)字系列SDH（國際標準） (9)用戶從因特網(wǎng)的寬帶接入方法有非對稱數(shù)字用戶線ADSL（用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造），光纖同軸混合網(wǎng)HFC（在有線電視網(wǎng)基礎上開發(fā)的）和FTTx（光纖入戶） (10)為了有效地利用光纖資源，在光纖干線和用戶之間廣泛使用無源光網(wǎng)絡PON。無源光網(wǎng)絡無須配備電源，在長期運營成本和管理成本都很低。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡EPON、吉比特無源光網(wǎng)絡GPON。 第三章：數(shù)據(jù)鏈路層 1.數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道： (1)點對點信道:這種信道使用一對一的點對點通信方

17、式。 1）結點A的數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡層交下來的IP數(shù)據(jù)報添加首部和尾部封裝成幀。 2）結點A把封裝好的幀發(fā)送給結點B的數(shù)據(jù)鏈路層 3）若結點B的數(shù)據(jù)鏈路層收到的幀無差錯，則從收到的幀中提取出IP數(shù)據(jù)報上交給上層的網(wǎng)絡層；否則丟棄這個幀。 (2)廣播信道:這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機的數(shù)據(jù)發(fā)送。 2.數(shù)據(jù)鏈路： （1）鏈路：一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結點。 （2）數(shù)據(jù)鏈路：除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，

18、就構成了數(shù)據(jù)鏈路。 （3）幀：數(shù)據(jù)鏈路層傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 3.三個基本問題： （1）封裝成幀：在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構成了一個幀。確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。 目的是使接收端從收到的比特流中能準確地找到幀的開始和結束位置。 （2）透明傳輸：就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳輸。當所傳數(shù)據(jù)中的比特組合恰好出現(xiàn)了與某一控制信息完全一樣時，必須有可靠的措施，使接收方不會誤認為是控制信息。 字節(jié)填充：接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡層之前刪除插入的轉義字符。 （3） 差錯檢測： 1）比特差錯：在傳輸過程中可能會產(chǎn)生

19、比特差錯：1 可能會變成 0 而 0 也可能變成 1。 2）誤碼率 BER：在一段時間內(nèi)，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率（與信噪比有關） 3）循環(huán)冗余檢驗(CRC):(CRC 是一種常用的檢錯方法，而 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼) a.在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。 b.假設待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們在 M 的后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。 c.步驟： 用二進制的模 2 運算進行 2n 乘 M 的運算，這相當于在 M 后面添加 n 個 0； 得到的 (k + n) 位的數(shù)除以事先選定好的長度

20、為 (n + 1) 位的除數(shù) P； 得出商是 Q 而余數(shù)是 R，余數(shù) R 比除數(shù) P 少1 位，即 R 是 n 位； 把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM + R。 4)差錯判斷： a.若得出的余數(shù) R = 0，則判定這個幀沒有差錯，就接受。 b.若余數(shù) R不等于0，則判定這個幀有差錯，就丟棄。 c.僅用循環(huán)冗余檢驗 CRC 差錯檢測技術只能做到無差錯接受。 d.要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認和重傳機制（通信質(zhì)量較差）。 4.PPP協(xié)議： 2 個字節(jié)的協(xié)議字段 （1）IP數(shù)據(jù)報：一個將 IP 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈

21、路的方法。 （2）鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。PPPoE （3）網(wǎng)絡控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。 5.PPP傳輸： （1）同步傳輸鏈路：協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和 HDLC 的做法一樣）。 （2）異步傳輸：使用一種特殊的字符填充法 （3）特點：簡單；只檢測差錯，不是糾正差錯；不使用序號，不進行流量控制，可同時支持多種網(wǎng)絡層協(xié)議。 6.局域網(wǎng)優(yōu)點： 具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各

22、設備的位置可靈活調(diào)整和改變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。網(wǎng)絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 7.媒體共享技術： （1）靜態(tài)劃分信道：頻分復用、時分復用、波分復用、碼分復用 （2）動態(tài)媒體接入控制（多點接入）：隨機接入；受控接入 ，如多點線路探詢(polling)，或輪詢。 8.802 委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層： （1）邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 （2）媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 接入到傳輸媒體有關的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層

23、則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對 LLC 子層來說都是透明的，但LLC已成為歷史。 9.計算機與外界局域網(wǎng)的通信要通過適配器（網(wǎng)絡接口/網(wǎng)卡），計算機的硬件地址就藏在適配器的ROM中。 10.以太網(wǎng)采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進行編號，也不要求對方發(fā)回確認。目的站收到有差錯幀就把它丟棄，差錯糾正由高層決定。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特編碼 11.以太網(wǎng)采用的協(xié)議是具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD： 協(xié)議的實質(zhì)是載波監(jiān)聽和碰撞檢測。發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)

24、送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送，并強化沖突。退避以后，再重新上述過程。 （1）載波監(jiān)聽：每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。（獲取發(fā)送權） （2）碰撞檢測：計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。（發(fā)送中檢測信道） 電壓擺動值將會增大，產(chǎn)生碰撞。 （3）特點： 1）使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全雙工通信（不可能同時進行發(fā)送和接收）而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。 2）每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 3）這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的

25、平均通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。 （4）爭用期：以太網(wǎng)的端到端往返時延2τ，經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 12.目前以太網(wǎng)基本上都是使用集線器的雙絞線以太網(wǎng)。這種以太網(wǎng)在物理上是星形網(wǎng)，但在邏輯上是總線形網(wǎng)。集線器工作在物理層，它的每一個接口僅僅簡單轉發(fā)比特，不進行碰撞檢測。 13.以太網(wǎng)的硬件地址：MAC地址實際上就是適配器地址或適配器標識符，與主機所在的地點無關，源地址和目的地址都是48位長。 以太網(wǎng)適配器有過濾功能，適配器從網(wǎng)絡上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址。只接收單播(unicast)幀（一對

26、一），廣播(broadcast)幀（一對全體），多播(multicast)幀（一對多） 14.以太網(wǎng) V2 的格式： 15. 擴展的以太網(wǎng)： 集線器在轉發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。 網(wǎng)橋在轉發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。 （1）物理層：使用集線器擴展（使用一對光纖和一對光纖調(diào)制解調(diào)器）。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋擴展（網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù) MAC 幀的目的地址對收到的幀進行轉發(fā)）。 優(yōu)點： 1）擴大了物理范圍。因而，也增加了整個以太網(wǎng)上工作站的數(shù)量。 2）提高了可靠性。當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，一般只影響個別網(wǎng)段。 3）可互連不同物理層、不同 MAC 子層

27、和不同速率的以太網(wǎng)。 缺點： 1）存儲轉發(fā)增加了時延。查找轉發(fā)表，執(zhí)行CSMA/CD算法，都會增加時延。 2）具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時時延更大。 3）在MAC 子層并沒有流量控制功能。當網(wǎng)絡上負荷很重時，網(wǎng)橋上的緩存空間可能不夠而發(fā)生溢出，以致產(chǎn)生幀丟失的現(xiàn)象。 4）網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡擁塞。這就是所謂的廣播風暴。 16.交換式集線器（以太網(wǎng)交換機/第二層交換機） 一個多接口的網(wǎng)橋，每一個接口都直接與一個單個主機或另一個集線器相連工作在全雙工方式。能同時連通許多對的接口，使每

28、一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 交換機的交換方式有三種：直通；存儲轉發(fā)；碎片隔離。 17.速率達到或超過 100 Mb/s 的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。吉比特以太網(wǎng) 18.虛擬局域網(wǎng)VLAN： 由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構成的與物理位置無關的邏輯組，而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。 第四章：網(wǎng)絡層 1.網(wǎng)際協(xié)議IP ： 網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有三個協(xié)議：地址解析協(xié)議 ARP網(wǎng)，際控制報文協(xié)議 ICMP，網(wǎng)際組管

29、理協(xié)議 IGMP。 2.TCP/IP體系中的網(wǎng)絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務。網(wǎng)絡層不提供服務質(zhì)量的承諾，不保證分組交付的時限，所傳送的分組可能出錯、丟失、重復、失序。進程之間的通信可靠性由運輸層負責。 3.中間設備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。 物理層中繼系統(tǒng)：中繼器、集線器。 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或交換機。 網(wǎng)絡層中繼系統(tǒng)：路由器。 網(wǎng)絡層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(gateway)。 4.虛擬互連網(wǎng)絡： 我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡。當互聯(lián)網(wǎng)上的主機進行通信時，就好像在一個網(wǎng)絡上通信

30、一樣，而看不見互連的各具體的網(wǎng)絡異構細節(jié)。 5.分類的 IP 地址：網(wǎng)絡號字段+主機號字段 6.IP 地址是一種分等級的地址結構： （1）IP 地址管理機構在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。 （2）路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡號來轉發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。 7. IP 地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。 （1）多歸屬主機：當一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的 IP 地址，其網(wǎng)絡

31、號 net-id 必須是不同的。 （2）由于一個路由器至少應當連接到兩個網(wǎng)絡（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡），因此一個路由器至少應當有兩個不同的 IP 地址。 （3）按照因特網(wǎng)的觀點，用轉發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡。所有分配到網(wǎng)絡號 net-id 的網(wǎng)絡，不管是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。 8.IP地址和物理地址：IP地址是網(wǎng)絡層和以上各層使用的地址，是邏輯地址，由軟件實現(xiàn)的。MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的物理地址。IP地址在IP數(shù)據(jù)報首部，而硬件地址則放在MAC幀的首部。在數(shù)據(jù)鏈路層看不見數(shù)據(jù)報的IP

32、地址。 9.地址解析協(xié)議 ARP： （1）每一個主機都設有一個 ARP 高速緩存(ARP cache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 （2）當主機 A 欲向本局域網(wǎng)上的某個主機 B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報時，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機 B 的 IP 地址。如有，就可查出其對應的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，然后通過局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 （3）若查不到，主機A就自動運行ARP協(xié)議，然后找到B的硬件地址。 10.使用 ARP 的四種典型情況： （1）發(fā)送方是主機，要把IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到本網(wǎng)絡上的另一個主機

33、。這時用 ARP 找到目的主機的硬件地址。 （2）發(fā)送方是主機，要把 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送到另一個網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡上的一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。 （3）發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉發(fā)到本網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到目的主機的硬件地址。 （4）發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡上另一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。 11.IP 數(shù)據(jù)報的格式：一個 IP 數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成 （1）首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所

34、有 IP 數(shù)據(jù)報必須具有的。 1）版本：占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本，目前的 IP 協(xié)議版本號為 4 (即 IPv4) 2）首部長度：占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個單位(一個單位為 4 字節(jié))， IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)。 3）區(qū)分服務：占 8 位，用來獲得更好的服務 4）總長度：占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為 65535 字節(jié)?？傞L度必須不超過最大傳送單元 MTU。 5）標識：占 16 位，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標識。 6）標志：占 3 位，目前只有前兩位有意義。標志字段的最低位是 MF (More

35、 Fragment)。 MF=1 表示后面“還有分片”。MF=0表示最后一個分片。標志字段中間的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有當 DF =0 時才允許分片。 7）片偏移(13 位)：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置。片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 8）生存時間(8 位)： TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中可通過的路由器數(shù)的最大值，路由器在轉發(fā)數(shù)據(jù)報之前,TTL的值減去1,當TTL值為0時,就丟棄這個數(shù)據(jù)報。 9）協(xié)議(8 位)：此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議，以便目的主機的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程。 10）首部

36、檢驗和(16 位)：字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，不檢驗數(shù)據(jù)部分。 11）源地址和目的地址都各占 32位。 （2）后一部分是一些可選字段，其長度是可變的。 12.IP 層轉發(fā)分組的流程 ：在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡地址，下一跳地址） 分組轉發(fā)算法： （1） 從數(shù)據(jù)報的首部提取目的主機的 IP 地址 D, 得出目的網(wǎng)絡地址為 N。 （2） 若網(wǎng)絡 N 與此路由器直接相連，則把數(shù)據(jù)報直接交付目的主機 D；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。 （3） 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。 （4） 若路由表中

37、有到達網(wǎng)絡 N 的路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。 （5） 路由表中有一個默認路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行(6)。 （6） 報告轉發(fā)分組出錯。 13.劃分子網(wǎng)： 沒有劃分子網(wǎng)時，IP 地址是兩級結構。劃分子網(wǎng)后 IP 地址就變成了三級結構。 劃分子網(wǎng)只是把 IP 地址的主機號 host-id 這部分進行再劃分，而不改變 IP 地址原來的網(wǎng)絡號 net-id。 （1）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。 （2）凡是從其他網(wǎng)絡發(fā)送給本單位某個主機的 I

38、P 數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù) IP 數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡號 net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡上的路由器。 （3）然后此路由器在收到 IP 數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡號 net-id 和子網(wǎng)號 subnet-id 找到目的子網(wǎng)。 （4）最后就將 IP 數(shù)據(jù)報直接交付目的主機。 14.子網(wǎng)掩碼： 從一個 IP 數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡是否進行了子網(wǎng)劃分。 使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。 15.構成超網(wǎng)：路由聚合 路由聚合有利于減少路由器之間的路由選擇信息的交換，提高了網(wǎng)絡的性能。這些 C 類地址合起來就構成了超網(wǎng)。

39、網(wǎng)絡前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多 16.網(wǎng)際控制報文協(xié)議 ICMP：(提高 IP 數(shù)據(jù)報交付成功的機會) 1)ICMP 允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。 2)ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。 3)ICMP 報文作為 IP 層數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報的首部，組成 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。 4)分類：ICMP 差錯報告報文和 ICMP 詢問報文。 5)ICMP 報文的前 4 個字節(jié)是統(tǒng)一的格式，共有三個字段：即類型、代碼和檢驗和。 6)ICMP的應用舉例PING:用來測試兩個主機之間的連通性, 應用層直接使用網(wǎng)絡層 ICMP,使用了 IC

40、MP 回送請求與回送回答報文。 17.自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇;使用EGP外部網(wǎng)關協(xié)議 在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇;使用IGP內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 （1） 內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 RIP： 1） RIP 是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。 2） RIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡中的每一個路由器都要維護從它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡的距離記錄。 3） 僅和相鄰路由器交換信息。 4） 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。 5） 按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。 6）路由表更新的原則：找出到某個目的網(wǎng)絡的最短距離 （2）內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 OSPF：是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議 第五章：運輸層 17 試題和教育