计算机网络第5版重点知识总结

第一章

专用网 (private network)

一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)

根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。 二、两种通信方式

用来把用户接入到因特网的网络

接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。

注：由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方六、计算机网络的性能指标 式通常可划分为两大类：C/S 方式 和P2P 方式 ： （Peer-to-Peer，对等方式）。 速率 三、因特网的核心部分 带宽 网络核心部分是因特网中最复杂的部分。 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提 供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向 其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。

~

吞吐量

时延(delay 或 latency)

传输时延（发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

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。

因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。

在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则

注：信号传输速率（即发送速率）和信号在信道

通常以相对较低速率的链路相连接。

上的传播速率是完全不同的概念。

主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和/ 其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用处理时延 —— 交换结点为存储转发而进行一些

必要的处理所花费的时间。 来转发分组的，即进行分组交换的。

在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构

件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时最重要的功能。 延 四、电路交换

时延带宽积

电路交换必定是面向连接的。 . 利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。 电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接。

信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利

五、 用的（有数据通过）。 六、网络的分类

网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均 不同作用范围的网络

广域网 WAN (Wide Area Network) 局域网 LAN (Local Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Area Network) 个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：

从网络的使用者进行分类 公用网 (public network)

排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

值。 -

注：信道利用率并非越高越好。 七、网络协议(network protocol)

简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点： 语法 数据与控制信息的结构或格式 。 语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

同步 事件实现顺序的详细说明。

八、实体、协议、服务和服务访问点 #

实体(entity)——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议——是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。 本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。

下面的协议对上面的服务用户是透明的。

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。 ？

服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

等。

电气特性——指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

功能特性——指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

过程特性——指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

二、) 三、

四、

几个术语

数据(data)——运送消息的实体。

信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。 “模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。

“数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。

码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的

代表不同离散数值的基本波同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服波形表示数字信号时，

形。 务访问点 SAP (Service Access Point)。

九、TCP/IP的体系结构

三、 有关信号的几个基本概念 —

单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。

双向同时通信（全双工通信）——通信的双方 路由器在转发分组时最高只用到网络层，而没有使可以同时发送和接收信息。 用运输层和应用层。 四、基带信号和调制

基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有

^

直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或

直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号

第二章 物理层

进行调制(modulation)。

一、物理层的基本概念

物理层的主要任务是确定与传输媒体的接口的最基本的二元制调制方法有以下几种： 一些特性，即：

调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。

机械特性——指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等【

调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。 调相(PM): 载波的初始相位随基带数字信号而变化。

广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。

二、各层传输的数据单位

网络层：IP数据报（或IP分组） 数据链路层：帧 物理层：比特

【

三、数据链路层传输数据时的三个基本问题

五、导向传输媒体

双绞线、同轴电缆、光缆 、无线信道。

(1) 封装成帧(framing)——在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 (2) 透明传输 (3) 差错控制

四、点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)

现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议 PPP。用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用 PPP 协议。 1. PPP 协议应满足的需求 ：

六、信道复用技术 ，

复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。 复用技术的分类：

频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) 时分复用TDM(Time Division Multiplexing)

波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 码分复用 CDM(Code Division Multiplexing)

简单——这是首要的要求 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测

第三章 数据链路层

一、数据链路层使用的信道分类

？

检测连接状态 #

最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商

数据链路层使用的信道主要有以下两种类型： 点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。

2. PPP 协议不需要的功能

纠错 (只需要检测有无错，而不需纠错) 流量控制 序号

!

层。

与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的,如下图所示： ?

多点线路

半双工或单工链路

协议有三个组成部分

1) 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。

2) 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。 局域网对 LLC 子层是透明的

3) 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。 注意： 协议之不使用序号和确认机制. 五、媒体共享技术

1. 2.

，

1. 由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX

Ethernet V2 而不是 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC（即 标准）的作用已经不大了。 2. 很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协

议而没有 LLC 协议。 3. 所以我们以后一般不考虑 LLC 子层 。 八、%

九、

3.

静态划分信道 1) 频分复用 2) 时分复用 3) 波分复用 4) 码分复用

以太网提供的服务

4. 动态媒体接入控制（多点接入）

1) 随机接入 2) |

受控接入 ，如多点线路探询(polling)，或轮询。

3)

以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。

当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。

如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。

六、

七、

以太网的两个标准

DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 标准只有很小的差别，因此可以将 局域网简称为“以太网”。 八、数据链路层的两个子层

逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子

以太网发送的数据都使用曼彻斯特

(Manchester)编码。

通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。 、

图 曼彻斯特编码方式 九、—

十、

这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。

十、以太网的 MAC 层 1、48 位的 MAC 地址

在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址，共48位，其前3个字节（即高24位）用于标识不同的生产厂家，后3个字节（即低24位）由厂家自行指派，用于标识产品号。

载波监听多点接入/冲突检测（CSMA/CD）

CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access

with Collision Detection。

“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。

“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先2、从网络上发往本站的帧分为以下3种: 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，1) 单播(unicast)帧（一对一） 如果 有，则暂时不要发送数据，以免

2)

发生碰撞。

3) 广播(broadcast)帧（一对全体）

4) \

总线上并没有什么“载波”。因此， “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机 发送的数据信号。 “冲突检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。 *

当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了冲突。

5)

多播(multicast)帧（一对多）

3、 MAC 帧的格式

常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ： 1) DIX Ethernet V2 标准 2) IEEE 的 标准

最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式,如下：

检测到碰撞后

在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重

的失真，无法从中恢复出有用的信息来。

每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资 源，然后等待一段随机时间后再次发送。 /

重要特性

使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工