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自考计算机网络原理复习资料.pdf

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自考计算机网络原理复习资料.pdf

1 自考计算机网络原理复习资料 第一章 网络发展阶段 面向终端的计算机网络;计算机-计算机网络;开放式标准化网络;因特网广泛应 用和高速网络技术发展。 三大网络 电信网络;广播电视网络;计算机网络。 网络发展趋势 宽带网络;全光网络;多媒体网络;移动网络;下一代网络。 电话系统组成 本地网络;干线;交换局。 ChinaNET CHINAPAC ; CHINADDN ; PSTN。文件共享、信息浏览、电子邮件、网络电话、视频 点播、 FTP、网上会议。 三网合一 把现在的传统电信网、广播电视网和计算机网互相融合,逐渐形成一个统一的网络系统, 由一个全数字化的网络设施来支持包括数据、语音和图像在内的所有业务的通信。 高速网络技术表现 B-ISDN 、 ATM 、高速局域网、交换局域网、虚拟网络。 宽带网络分为 宽带骨干网、宽带接入网。 骨干网 核心交换网,基于光纤通信系统的,能实现大范围的数据流传送。 接入类型 光纤、铜线、光纤同轴电缆混合接入、无线接入。 全光网络 以光节点取代现有网络的电节点,并用光纤将光节点互连成网,采用光波完成信号的传 输、交换等功能,克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈,减少信息传输的拥塞、延迟、提高网络 呑吐量。 移动网络主要技术 蜂窝式数字分组数据通信平台; 无线局域网; Ad hoc 网络; 无线应用协议 WAP。 计算机网络 利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功 能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。 通信子网组成 网络节点、通信链路。 网络节点 也称转换节点、中间节点,作用是控制信息的传输和在端节点之间转发信息。 可以是 分组交换设备 PSE、分组装配 /拆卸设备 PAD、集中器 C、网络控制中心 NCC 、网间连接器 G。统称 为接口信息处理机 IMP 。 存储-转发 信息在两端节点之间传输时,可能要经过多个中间节点的转发,这种方式称为存储转 发。 计算机网络功能 硬件资源共享;软件资源共享;用户间信息交换。 计算机网络应用 办公自动化 OA;远程教育;电子银行;证券及期货交易;校园网;企业网络; 智能大厦和结构化综合布线系统。 三 A CA 通信自动化; OA 办公自动化; BA 楼宇自动化。 拓扑 星型、总线、环形、树形、混合、网形。 拓扑选择考虑因素 可靠性;费用;灵活性;响应时间和吞吐量。 拓扑分类 点-点线路通信子网的拓扑(星、环、树、网) ;广播信道通信子网的拓扑(总线、树、 环、无线) 。 星型优点 控制简单;故障诊断和隔离容易;方便服务。 缺点 电缆长度和安装工作量可观;中央 节点的负担较重,形成瓶颈;各站点的分布处理能力较低。 总线优点 所需要的电缆数量少;总线结构简单,无源工作,可靠性较高;易于扩充,增加或减少 用户比较方便。 缺点 传输距离有限,通信范围受限制;故障诊断和隔离较困难;分布式协议不能 保证信息的及时传送,不具有实时功能,大业务量降低了网络速度。 环形优点 电缆长度短;可使用光纤;所有计算机都能公平地访问网络的其它部分,性能稳定。 缺 点 节点的故障会引起全网故障;环节点的加入和撤出过程较复杂;环形结构的介质访问控制协议 采用令牌传递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对比较低。 2 按网络交换方式分类 电路交换; 报文交换; 分组交换。 按网络覆盖范围分类 WAN、 MAN 、 LAN 。 按网络传输技术分类 广播方式;点对点方式。 机构 ISO 国际标准化组织; ITU 国际电信联盟; ANSI 美国国家标准委员会; ECMA 欧洲计算机制 造商协会; ITEF 因特网特别任务组。 第二章 协议 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议。 语义 涉及用于协调与差错处理的控制信息; 语法 涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平 等; 定时 涉及速度匹配和排序等。 网络分层体系结构 除了在物理介质上进行的实通信外,其余各对等实体间进行的都是虚通信;对 等层的虚通信必须遵循该层的协议; n 层的虚通信是通过 n/n-1 层间接口处 n-1 层提供的服务以及 n-1 层的通信来实现的。 层次结构划分原则 每层的功能应是明确的,并且是相互独立的;层间接口必须清晰,跨越接口的 信息量应尽可能少;层数应适中。 物理( PH)层功能 定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的 特性,其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输。 数据链路( DL )层功能 比特流被组织成数据链路协议数据单元,并以帧为单位传输,帧中包含地 址、控制、数据及校验码等信息。主要作用是是通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物 理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路。流量控制。 网络( N)层功能 关心的是通信子网的运行控制,主要解决如何通过路由选择使数据分组跨越通 信子网从源传送到目的地的问题。 会话层功能 组织和同步不同主机上各种进程间的通信。 表示层功能 为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。编码转换、数据压缩、恢复和加密 解密。 通信服务类型 面向连接服务;无连接服务。 面向连接特点 数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的 3 个过程;在数据传输 过程中,各分组不需要携带目的节点的地址。 无连接特点 每个分组都要携带完整的目的节点的地址,各分组在通信子网中是独立传送的。 确认 数据分组接收节点在收到每个分组后,要求向发送节点回送正确接收分组的确认信息。 重传机制 在规定时间内,如果发送节点没有接收到接收节点返回的确认信息,就认为该数据分组 发送失败,发送节点重传该分组。 TCP/IP 层次 应用层、传输层、互连层、主机-网络层。 OSI 和 TCP/IP 比较 共同之处两者都是以协议栈的概念为基础,并且协议栈中的协议彼此相互 独立,而且两个模型中都采用了层次结构的概念,各个层的功能也大体相似。不同之处 OSI 有七 层, TCP/IP 只有四层,都有网络、传输和应用层,其它的层并不相同;在于无连接的和面向连接的 通信范围有所不同。 第三章 物理层 在物理信道实体之间合理地通过中间系统,为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去 除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。 主要功能 实现比特流的透明传输,为 DL 层提 供数据传输服务。 DTE 指的是数据终端设备,是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称,它们是通信的信源或 信宿。 DCE 数据电路终接设备或数据通信设备,是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。 DTE 与 DCE 连接方式 非平衡方式;采用差动接收器的非平衡方式;平衡方式。 非平衡方式 每个电路使用一根导线,收发两方共用一根信号地线,速率≤ 20Kbps,距离≤ 15 米。 3 采用差动接收器的非平衡方式 每个电路使用一根导线,每个方向都使用独立的信号地线,速率≤ 300Kbps,距离 10 米。 平衡方式 每个电路使用两根导线,速率≤ 10Mbps ,距离≤ 15 米。 信号线分类 数据信号线;控制信号线;定时信号线;接地线。 RS232 1 的电平为 -15-5V , 0 的电平为 155V ,距离 15 米,速率≤ 20Kbps,非平衡方式。 RS449 包括 平衡式的 RS-422( 6V, 2V 过渡区,距离为 10M 时速率 10Mbps)和非平衡式的 RS-423( 6V, 4V 过渡区,距离为 10M 时速率 100Kbps) 。 同轴电缆 绝缘层、屏蔽层、塑料外套。为分基带 50、宽带 75 同轴电缆。适用点到多点的连接。 光纤 多模采用发光二极管、单模采用注入型激光二极管。接收端的检波器是一个光电二极管,目 前用的是 PIN 检波器和 APD 检波器。 ASK 调制。 无线传输介质 无线电波、微波、红外线、激光。 多址接入问题 在无线通信网中,任一用户发送的信号均能被其它用户接收,网中用户如何能从接 收的信号中识别出本地用户地址。 多址接入方法 频分多址接入 FDMA ;时分多址接入 TDMA ;码分多址接入 CDMA 。 传输介质选择的因素 网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。 数据传输速率 R1/T log2N bps, T-数字脉冲信号的宽度, N-一个码元所取的有效离散个数。 信号传输速率 B= 1/T Baud ,也称码元速率、调制速率、波特率。表示单位时间内通过信道传输 的码元个数。 RB log2N BR/ log 2N 奈奎斯特 B= 2H Baud , H-信道的带宽 Hz。 信道容量 C= 2 H log 2N bps ,最大传输速率。 香农 CH log 21S/N bps S-信号功率, N-噪声功率, S/ N 信噪比。 通信方式 串行通信、并行通信。 模拟数据 在某个区间内连续变化的值。 数字数据 离散的值。 信号 是数据的电子或电磁编码。 模拟信号 是随时间连续变化的电流、电压或电磁波,可以利用其某个参量来表示要传输的数据。 数字信号 是一系列离散的电脉冲,可以利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据。 信源 通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。 信宿 通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 信道 是信源和信宿之间的通信线路。 FDM 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下,可将该物理信道的总带宽分割成 若干个与传输单个信号带宽相同的子信道,每个子信道传输一路信号。频谱搬移技术。 TDM 将一条物理信道按时间分成若干时间片轮流地分配给多个信号使用。 T1 1.544M71*241 ; E1 2.048M8 位同步位,中间有 8 位用作信令, 30 路 8 位数据 。 异步传输 一次只传输一个字符,每个字符用一位起始位引导、一位停止位结束。 位插入 发送方在所发送的数据中每当出现五个 1 之后就插入一个附加的 0。 基带 表示二进制比特序列的矩形脉冲信号所占的固有频带。 基带传输 在线路中直接传送数字信 号的电脉冲。 码速 每秒钟发送的二进制码元数。 单极性不归零码 0-无电压, 1-正电压,判决门限半幅度电平。 双极性不归零码 0-负电流, 1-正电流,判决门限为零电平。 单极性归零码 0-负电流, 1-正电流,持续时间短于一个码元的时间宽度。 双极性归零码 0-负的窄脉冲, 1-正的窄脉冲,两个码元的间隔可以大于一个窄脉冲的宽度。 4 同步方法 位同步;群同步法。 位同步 使接收端对每一位数据都要和发送端保持同步。分为外同步法和自同步法。 外同步法 接收端的同步信号事先由发送端来,而不是自己产生也不是从信号中提取出来。 自同步法 指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。 曼彻斯特 每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作为时钟信号,又作为数据信号,从高到低的 跳变表示为 1,从低到高的跳变表示为 0。 差分曼彻斯特 编码每位中间的跳变仅提供时钟定时,而用每位开始时有无跳变表示 0 或者 1,有跳 变表示 0,无跳变表示 1. 群 一般是以字符为单位,在每个字符的前面冠以起始位、结束处加上终止位,从而组成一个字符 序列。 群同步组成部分 1 位起始位,以逻辑 0 表示; 5- 8 位数据位,即要传输的字符内容; 1 位奇/偶 校验位; 1- 2 位停止位,以逻辑 1 表示,用作字符间间隔。 脉码调制 PCM 若对连续变化的模拟信号进行周期性采样, 只要采样频率大于等于有效信号最高频 率或其带宽的两倍,则采样值便可包含原始信号的全部信息,利用低通滤波器可以从这些采样中重 新构造出原始信号。采样-量化-编码。 脉码调制优点 抗干扰性强;保密性好。 最后一英里 从电话公司的端局到家庭或者小型业务部门的双线本地回路。 传输线路存在的问题 衰减;延迟畸变;噪声。 ADSL 线路频段 POTS、上行数据流、下行数据流。 光交换技术发展种类 微电子机械系统的光交换机;无交换式光路由器;阵列波导光栅路由器。 电路交换特点 传送之前须先设置一条专用通道,在线路释放之前,该通路由一对用户完全占用。 对于猝发式的通信,电路交换效率不高。 报文交换特点 报文从源节点到目的地采用存储-转发方式,一个时刻仅占用一段通道,交换节点 中需要缓冲存储,报文需排队,不能满足实时通信要求。 分组交换 规定了分组长度。在数据报中,目的地需重新组装报文;在虚电路中,必须先通过虚呼 叫建立一条虚电路。 第四章 DL 层功能 帧同步功能;差错控制;流量控制;链路管理功能。 帧同步方法 使用字符填充的首尾定界符法(填充 DLE , BSC, PPP) ;使用比特填充的首尾标志法 ( 01111110,HDLC ) ;违法编码法(曼彻斯特) ;字节计数法( DDCMP ) 。 停止等待方案 发送方发出一帧之后等待应答信号到达后再发送下一帧;接收方每收到一帧后送回 一个应答信号,表示愿意接收下一帧,如果接收方不送回应答,则发送方必须一直等待。 重发表 一个连续序号的列表,对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。 发送窗口 是指示送方已发送但尚未确认的帧号队列的界,上下沿的间距称为窗口尺寸。 差错控制 在数据通信过程中能发现或纠正差错,把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方 法。 噪声 热噪声,随机错;冲击噪声,突发错。 差错检测 差错控制编码和差错校验。 差错控制方法 自动请求重发 ARQ (使用检错码) ;前向纠错 FEC(使用纠错码) 。 垂直奇偶校验码 能检测出每列中的所有奇数位错,但检测不出偶数位错,漏检率接近 1/2。 水平奇偶校验码 可以检测出各段同一位上的奇数位错,还能检测出突发长度≤ P 的所有突发错误。 水平垂直奇偶校验 R= pq/[p1q1] ,能检测出所有 3 位或 3 位以下的错误、奇数位错、突发长 度≤ p1 的突发错以及很大一部分偶数位错。 CRC 特点 可检测出所有奇数位错;可检测出所有双比特的错;可检测出小于、等于检验位长度的 5 突发错。 停等协议实现过程 发送方每次仅将当前信息帧作为待确认帧保留在缓冲存储器中;当发送方开始 发送信息帧时,赋予该信息帧一个帧序号,随即启动计时器;当接收方收到无差错的信息帧后,即 向发送方返回一个与该帧序号相同序号的 ACK 确认帧;当接收方检测到一个含有差错的信息帧时, 便舍弃该帧;若发送方在规定时间内收到 ACK 确认帧,即将计时器清零,继而开始下一帧的发送; 若发送方在规定时间内未收到 ACK 确认帧,则应重发丰于缓冲器中的待确认信息帧。 顺序接收管道协议(回退 N) 发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回;发送方在重发表中 保存所发送的每个帧的备份; 重发表按 FIFO 队列操作; 接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个 确认帧;每个确认帧包含一个唯一的序号,随相应的确认帧返回;接收方保存一个接收次序表,它 包含最后正确收到的信息帧的序号; 接收方因某一帧出错, 则对后面再发送来的帧均不接收而丢弃, 只允许顺序接收。 (发送窗口大于 1,接收窗口等于 1) 链路控制协议分类 同步协议;异步协议。 BSC 数据报文 SYN-SYN-SOH- 报头 -STX- 报文 -ETB-BCC (第一块报文,中间报文无 SOH 和报头, 单块报文用 ETX ) SYN- SYN - ACK (肯定和选择响应) SYN - SYN- P/ S 前缀-站地址- ENQ (轮询/选择请求) SYN- SYN - EOT (拆链) BSC 控制字符 SOH 序始; STX 文始; ETX 文终; EOT 送毕; ENQ 询问; ACK 确认; DLE 转义; NAK 否认; SYN 同步; ETB 块终。 HDLC 操作方式 正常响应方式 NRM ;异步响应方式 ARM ;异步平衡方式 ABM 。 HDLC 帧格式 F 标志 01111110- A 地址- C 控制- I 信息- FCS 校验 16- F 标志 01111110。 HDLC 帧类型 信息帧 I;监控帧 S;无编号帧 U。 HDLC S 帧类型 00-接收就绪 RR; 01-拒绝 REJ; 10-接收未就绪 RNR ; 11-选择拒绝 SREJ。 SLIP 不支持连续过程动态 IP 分配, SLIP 帧无协议字段和校验字段。 PPP 功能 成帧;链路控制( LCP, 1500 字节) ;网络控制( NCP) 。这三功能 PPP 过程 一个家庭用户呼叫一个 ISP 首先是 PC 机通过 MODEM 呼叫供应商的路由器,当路由器 的 MODEM 回答了用户的呼叫,并建立起一个物理连接后, PC 机给路由器发送一系列 LCP 分组, 它们被包含在一个或多个 PPP帧的净荷中。 这些分组以及它们的应答信息将选定所使用的 PPP参数。 一旦双方对 PPP参数达到一致后, 又会发送一系列 NCP 分组, 用于配置网络层。 针对 IP 协议的 NCP 负责动态分配 IP 地址。 第五章 网络层功能 实现两个端系统之间的数据透明传送,具体包括跌路由选择、拥塞控制、网际互连。 通信子网的操作方式 虚电路、数据报。 路由选择两个基本操作 最佳路径的判定、网间信息包的传送。 最优化原则 如果路由器 J 在从路由器 I 到 K 的最佳路由上,那么从 J 到 K 的最佳线路就会在同一 路由之中。 静态路由算法 最短路由选择算法;扩散法;基于流量的帐由选择。 路径长度测量方法 计算站点数量、计算距离、信道带宽、平均通信量、通信开销、队列长度、传 播时延。 扩散法 一个网络节点从某条线路收到一个分组后, 再向除该条线路外的所有线路发送收到的分组, 结果最先到达目的的节点的一个或若干个分组肯定经过了最短的路径, 而且所有的路径都被尝试过。 动态路由算法 距离矢量路由算法;链路状态路由算法。 距离矢量路由算法 每个路由器维护一张路由表,它以子网中的每个路由器为索引,表中列出了当 前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离, 以及所使用的线路, 通过在邻居之间相互交换信息, 路由器不断地更新它们内部的路由表。 链路状态算法步骤 发现邻居节点;测量线路开销;创建链路状态分组;发布链路状态分组;计算 6 新的路由。 移动主机登录过程 外地代理定期广播一个分组,宣布自己的存在及其地址;移动主机登录到外地 代理,并给出其原来所在地的地址,当前 DL 层地址,以及一些安全信息;外地代理与移动主机的 主代理取得联系,核实移动主机是否真的在那;主代理检查安全性,如果核实通过,则通知外地代 理继续;当外地代理从主代理处得到确认后,在它的表中加入一个表项,并通知移动主机登录成功。 拥塞发生原因 多条流入线路有分组到达,并需要同一输出线路;路由器的慢速处理器的缘故。 拥塞控制和流控的差异 拥塞控制的任务是确保子网能够承受所到达的流量, 这是一个全局性问题, 流控只与特定的发送方和接收方之间的点到点流量有关。 拥塞控制手段(开环) 确定何时接受新的流量、确定何时丢弃分组及丢弃哪些分组,以及在网络的 不同节点上执行调度决策。 拥塞控制手段(闭环) 监视系统,检测何时何地发生了拥塞;将该信息传递到能采取行动的地方; 调整系统的运行,以改正问题。 降低负载措施 拒绝为某些用户提供服务,给某些用户或者全部用户降低服务等级以及让用户以一 种更有预见性的方式来安排他们的需求。 拥塞策略 传输层重传、乱序缓存、确认、流控制、确定超时策略;网络层子网内部的虚电路 与数据报策略、分组排队和服务策略、分组丢弃策略、路由算法、分组生存策略; DL 层重传、乱 序缓存、确认、流控制策略。 虚电路拥塞控制 准入控制,即一旦出现拥塞的信号,则不再创建任何虚电路,直到问题解决为止; 允许建立新的虚电路,但要谨慎选择路由,使所有新的虚电路都绕开有问题的区域;进行资源预留。 数据报拥塞控制 警告位;抑制分组;逐跳抑制分组。 抖动 分组到达时间的变化量。 QoS 参数 可靠性;延迟;抖动;带宽。 集成服务 资源预留协议。 区分服务 基于类别的服务质量。 标签交换 在每个分组的前端增加一个标签,然后根据这个标签而不是根据目标地址进行路由。将 这个标签作为内部表中的一个索引值,就可以把找到正确的输出线路变成简单的表格查询,利用这 样的技术,路由过程可以很快完成,而且沿途预留必须的资源也很容易做到。 MPLS 。 网际互连形式 L- L; L W; W- W; L- W- L。 网间连接器种类 转发器;网桥;路由器;网关。 透明网桥工作过程 过滤数据库, 确定该目的 MAC 地址是否在除 X 外的其它端口中; 如果目的 MAC 地址没有列到 X 以外的端口中,则将该帧送往 X 端口外的所有端口进行扩散;如果目的 MAC 地址 在过滤数据库的某个端口 Y ,则确定 Y 是否处于阻塞或转发状态,如果不是阻塞状态,则把该帧通 过端口 Y 转发到它所连接的 LAN 中。 路由器功能 建立并维护路由表;提供网络间的分组转发功能。 IP 对输入数据报的处理 主机对数据报的处理当 IP 数据报到达主机时,如果 IP 数据报的目的地 址与主机地址匹配, IP 接收该数据并交给上层协议软件处理,否则抛弃。网关对数据报的处理当 IP 数据报到达网关 IP 层后,网关首先判断本机是否是数据报到达的目的主机,如果是, 网关将收到 的 IP 数据报上传给高级协议软件处理。如果不是,网关将对接收到的 IP 数据报进行寻径,并随后 将其转发出去。 IP 数据报的分段与重组 目的主机根据标识域来判断收到的 IP 数据报属于哪一个数据报,以进行 IP 重组。标志域中的 DF 位标识该 IP 数据报是否允许分段。当需要对 IP 数据报进行分段时,如果 DF 位置 1,网关将会抛弃该数据报,并向源主机发出出错信息。标志域中的 MF 位标识该 IP 数据报 分段是否是最后一个分段。分段偏移域记录了该 IP 数据报分段在原 IP 数据报中的偏移量,分段偏 移域被用来确定该 IP 数据报分段在 IP 数据报重组时的顺序。 7 第六章 传输实体 传输层中完成向应用层提供服务的硬件和软件。可能存在于 OS 的内核中;一个单独的 用户进程内;网络应用程序库中;网络接口卡上。 传输服务 面向连接与非连接。 传输层与 DL 层区别 传输层需要寻址、建立连接的过程复杂以及对数据缓冲区与流量控制的方法 上的区别。 传输协议要素 寻址( IP 地址 端口号) ;建立连接;释放连接(对称释放、非对称释放) 。 传输层编址方式 分级结构、平面结构。 三次握手 发送方向接收方发送建立连接的请求报文,接收方向发送方回应一个对建立连接请求报 文的确认报文,发送方再向接收方发送一个对确认报文的确认报文。 传输层目的 提供可靠的端到端的通信;向会话层提供独立于网络的传输服务。 传输层功能 对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该 连接的复用,在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、端到端的差错控制及恢复等服务。 TCP 端口号 小于 256 为常用端口,任何 TCP 实现的服务使用 1-1023,临时端口分配 1024-5000, 大于 5000 的端口为其它服务器预留。 GHOPER 70,SMTP 25,POP3 110. TCP 重传策略 对每条连接 TCP 都保持一个变量 RTT, 用于存放当前到目的端往返所需时间最接近 的估计值。当发送一个数据段时,同时启动连接的定时器,如果在定时器超时前确认到达,则记录 所需的时间( M ) ,并修正 RTT 的值,如果定时器超时前没有收到确认,则将 RTT 增加 1 倍。 TCP 拥塞窗口大小 刚建立连接时, 将拥塞窗口的大小初始化为该连接所需的最大数据段的长度值, 并发送一个最大长度的数据段。如果定时器超时前,得到确认,将拥塞窗口的大小增加一个数据段 的字节数,并发送两个数据段,如果每个数据段在定时器超时前都得到确认,就再在原基础上增加 一位,即为 4 个窗口大小,如此反复,每次在前一次基础上加倍,当定时器超过或达到发送窗口设 定的值时,停止拥塞窗口尺寸的增加。 第七章 DNS 组成 域名空间、域名服务器、地址转换请求程序。 顶级域名种类 国家顶级域名;国际顶级域名;通用顶级域名。 域名解析过程 当应用进程要将一个域名映射为 IP 地址时,就调用域名解析函数,解析函数将待转 换的域名放在 DNS 请求中,以 UDP 报文发给本地域名服务器。本地的域名服务器找到域名后,将 对应的 IP 地址放在应答报文中返回。应用进程获得目的主机的 IP 地址后即可进行通信。若域名服 务器不能回答该请求, 则此域名服务器就暂时成为 DNS 中的另一个客户, 直到找到能回答该请求的 域名服务器为止。 域名服务器种类 本地域名服务器;根域名服务器;授权域名服务器。 SMTP 路由过程 STMP 服务器基于 DNS 中的邮件交换 MX 记录来路由电子邮件。 SMTP 通过用户 代理和传输代理程序实现邮件的传输。 POP3 是用户计算机与邮件服务器之间的传输协议; SMTP 是邮件服务器之间的传输协议。 IMAP 工作方式 离线工作方式;在线工作方式;断连接方式。 断连接方式 客户机先与邮件服务器建立连接,客户邮件程序选取相关的邮件,在本地客户机上生 成一种高速缓存。与此同时,所选邮件的主拷贝仍保存在邮件服务器上,然后断掉与服务器的连接, 对客户机高速缓存的邮件进行脱机处理,以后客户机与邮件服务器再连接时,进行再同步处理。 WWW 是通过 HTTP 协议链接起来的无数 WEB 服务器中的网页资源。 WWW 工作原理 用户通过客户端程序与服务器进行连接, 然后, 用户通过客户端的浏览器向 WEB 服务器发出查询请求,服务器接收到请求后,解析该请求并进行相应的操作,以得到客户所需的信 息,并将查询结果返回客户机,最后,当一次通信完成后,服务器关闭与客户机的连接。 HTTP 是客户端浏览器和 WEB 服务器之间的应用层通信协议,也即浏览器访问 WEB 服务器上的 8 超文本信息时使用的协议。 URL 是为了能够使客户端程序查询不同的信息资源时有统一的访问方法而定义的一种地址标识方 法。 第八章 静态分配策略 FDM ;同步 TDM 。 动态分配策略 随机访问和控制访问(轮转、预约) ,本质上属于异步 TDM 。 随机访问 各个网络节点在发送前不需要申请信道的使用权,有数据就发送,发生碰撞之后再采取 措施解决。 介质访问控制协议种类 争用协议( ALOHA 、 CSMA ) ;无冲突协议(位图、二进制倒计数) ;有限 争用协议(适应树步行协议) 。 帧时 发送一个标准长度的帧所需要的时间。 呑吐率 S 在单位帧时内系统成功发送新产生的数据帧的平均数量。 网络负载 G 在单位帧时内系统发送的所有数据帧的平均数量,包括成功发送的帧和因冲突而重发 的帧。 GS。 时分 ALOHA 将时间分成等长的间隙,每个间隙可以用来发送一个帧;用户有数据帧要发送时, 不论帧在何时产生, 都必须到下一个时隙开始时才能发送; 用户通过监听信道来获知是否产生冲突、 数据传输是否成功;若发现有冲突发生,则在随机等待若干个时隙后,再重新发送。 易破坏区 纯 ALOHA 为 2t,时分 ALOHA 为 t。 ALOHA 吞吐量 纯 ALOHA 为 SGP。 Pe-2G。时分 ALOHA 为 SGP, Pe-G。 1-坚持 CSMA 当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就立即发送数据;如果 信道忙则等待,同时继续监听直至信道空闲;如果发生冲突,则随机等待一段时间后,再重新监听 信道。 非坚持 CSMA 当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就立即发送数据;如果信 道忙则放弃监听、随机等待一段时间,再开始监听信道。 p-坚持 CSMA 当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道忙则坚持监听到下一个时隙; 如果信道空闲, 便以概率 P 发送数据, 以概率 1- P 推迟到下一个时隙; 如果下一个时隙信道仍然空 闲,则仍以概率 P 发送数据,以概率 1- P 推迟到下一个时隙;这样过程一直持续下去,直到数据被 发送出去,或因其它节点发送而检测到信道忙为止,若是后者,则等待一段随机的时间后重新开始 监听。 CSMA/CD 当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就发送数据,并继续监听;如 果在数据发送过程中监听到了冲突,则立刻停止数据发送,等待一段时间后,重新开始尝试发送数 据。 SlotTime ≈ 2 倍间距 2S/0.7 光速 C 0.7C2t SlotTime 最小帧长 Lmin/ 传输速率 R Lmin SlotTim e R≈ 2S/0.7C2t R 二进制指数退避算法 对每个数据帧,当第一次发生冲突时,设置一个参量 L2;退避间隔取 1 到 L 个时间片中的一个随机数, 1 个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍;当数据帧再次发生 冲突,则将参量 L 加倍;设置一个最大重传次数,超过该次数,则不再重传,并报告出错。 IEEE802.3 采用二进制指数退避和 1-坚持算法。 CSMA/CD 限制无分支电缆最长 500 米。 位图协议 把数据传输过程分成一系列预约周期和传输周期; 每个预约周期由 N个争用的时隙组成, 每个时隙对应一个节点,节点 i 可以在时隙 i 发出一个比特“ 1”来声明它有一个数据帧要发送,以 此预约对信道的使用权;预约周期过后,每个节点都知道了究竟有哪些节点要发送数据,接下来进 入传输周期, 各预约信道的节点按照序号大小顺序依次发送数据; 待最后一个节点结束数据发送后, 开始新一轮预约。 9 信道分配策略性能评定 轻负载下的时间延迟及重负载下的信道利用率。 802 参考模型 多个 NSAP网际层 多个 LSAP-LLC- 单个 MSAP-MAC-单个 PSAP-物理层。 LLC 链路类型 无确认无连接;有确认无连接;确认的面向连接。 MAC 子层实现帧的寻址和识别。 MAC 协议 802.3 CSMA/CD; 802.4 令牌总线; 802.5 令牌环; 802.6 城域网的分布队列双总线 DQDB。 LLC 功能 差错控制;流量控制,保证数据的可靠传输;同时向上提供统一的 DL 接口,屏蔽各种 物理网络的实现细节。 802.3 物理层接口 介质相关接口 MDI;访问单元接口 AUI。 802.3MAC 帧格式 [ 前导码 P10101010][ 帧起始定界符 SFD10101011][DA][SA][LEN][ 数据 0-1500][ 填充字符 0-46][FCSCRC32] , DA最高位 0 表示单个地址,最高位 1 表示组地址。帧总长 度 64-1518 。 802.3 MAC 层功能 数据封装,包括成帧、编址、差错检测;介质访问管理,包括介质分配和竞争 处理。 802.3 冲突处理 首先,它发送一串称为阻塞码的位序列来强制冲突,由此保证有足够的冲突持续 时间,使其它发送站点都得到通知。在阻塞信号结束时,发送介质访问管理就暂停发送,等待一个 随机的时间后再进行重发尝试。发送介质访问管理用二进制指数退避算法调整介质负载。最后,或 重发成功,或放弃重发尝试。 环 是由一系列点-点链路组成的闭合环路,可使用双绞线、同轴电缆、光纤。 环路长度 当数据帧的传输时延等于信号在环路上的传播时延时,该数据帧的比特数就是以比特度 量的环路长度。 信号传播时延( μ S)=两点间距离( m) / 信号传播速度 200m/ μ s 数据传输时延 S 数据帧长度 bit/ 数据传输速率 bps 接收完毕时间=信号传播时延 μ S数据传输时延 S 环的比特长度=信号传播时延数据传输速率 接口延迟位数=环路介质长度 5 μ S/km 数据 传输速率 接口延迟位数 令牌环特点 在轻负载时,由于存在等待令牌的时间,故效率较低;但在重负载时,对各站公平访 问且效率高。考虑到帧内数据的比特模式可能会与帧的首尾定界符形式相同,可在数据段采用比较 插入法或违法码法,以确保数据的透明传输。 令牌环帧 AC 字段 A-地址识别位, C-帧复制位。 11-接收站已收到并复制了数据帧; 00-接收 站不存在,不必重发; 10-接收站存在,但由于缓冲区不够等原因未接收数据帧,可等待一段时间 后重发。 令牌环协议组成 LLC 、 MAC 、物理层、传输介质。 令牌环 MAC 功能 帧发送;令牌发送;帧接收;优先权操作。 DQDB 计数器 请求计数器;倒计数计数器。 FDDI 逻辑计数循环环, 100Mbps, 4B/5B 编码,要求介质的信号传输率达到 125Mbaud,最大环长 度 200km,最多可有 1000 个物理连接,站点间距 2km 以内。分布式时钟方案,每个站点都配有独 立时钟和弹性缓冲器。 FDDI 帧 令牌帧- [前导码 P][ 起始定界符 SD][ 帧控制 FC][ 结束定界符 ED] ,数据帧- [前导码 P][SD][FC][DA16/48bit][SA][INFO 最大 4500 字节 ][FCS32][ED][ 帧状态 FS]。 FDDI 帧 FC 格式 CLFFZZZZ , C-同步异步, L-用 2 字节还是 16 字节表示地址, FF-是 LLC 还 是 MAC 控制帧, ZZZZ -控制帧的类型。 快速以太网 802.3u, 帧际间隙、冲突检测时间、网络的直径缩短到原来的 1/10, 最短帧长 64 字节。 物理层包含三种介质 100BASE-TX( 4B/5B,100m,2 对 STP 或 5 类 UTP) 、 100BASE-FX( 4B/5B,100m,2 对光纤) 、 100BASE-T44 对 3 类或 4 对 5 类 UTP, 8B/6T,100m 。 10 千兆位以太网物理层协议包括 1000BASE-SX (多模, 8B/10B ,适用建筑物中同一层短距离) , 1000BASE-LX (多、单模, 8B/10B ,校园主干网) , 1000BASE-CXSTP , 8B/10B ,集群设备连接 , 1000BASE-T ( UTP, 100m,结构化布线中同一层建筑的通信) 。 千兆位以太网 MAC 层 主要功能包括数据帧的封装 /卸装、帧的寻址与识别、帧的接收与发送、链 路的管理、帧的差错控制及 MAC 协议的维护。与标准以太网帧结构相同,帧长 64-1518,采用了载 波扩展(用于半双工)和数据包分组两种技术。 载波扩展 用于半双工的 CSMA/CD 方式,对小于 512 字节的帧进行截波扩展,使这种帧所占有的 时间等同于长度 512 字节的帧所占用的时间。 无线局域网技术 802.11 无线局域网、红外端口技术、蓝牙技术。 无线局域网特点 安装便捷;使用灵活;经济节约;易于扩展。不足之处是,数据传输速率相对较 低,有时会存在通信盲点。 无线局域网技术要求 可靠性(分组丢失率 10-5,误码率 10-8) ;兼容性;数据速率( 1M 以上) ;通 信保密;移动性;节能管理;小型化、低价格;电磁环境。 无线局域网硬件设备 无线网卡;无线 AP;无线天线。 无线局域网协议 802.11 系列标准

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