计算机网络 总复习.ppt

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1、计算机网络谢希仁编著总复习 第1章 概 述 1.2-1.7节 是 重 点 ， 其 中 要 掌 握 的 知 识 点 ： 1、 数 据 的 交 换 技 术 什 么 是 数 据 交 换 技 术 ？ 数 据 交 换 技 术 是 指 通 信 子 网 根据 需 要 和 网 络 条 件 动 态 地 安 排 两 个 通 信 结 点 的 通 信 线路 。 电 路 交 换 和 分 组 交 换 技 术 的 特 点 2、 计 算 机 网 络 的 性 能 ： 速 率 ： 是 指 数 据 传 输 速 率 ， 单 位 是 ： b/s(比 特 每 秒)bit/s， 定 义 为 单 位 时 间 内 所 传 输 的 二 进 制

2、信 息 位 数， 也 称 为 数 据 率 或 比 特 率 。 码 元 速 率 单 位 是 波 特 （ Baud)， 定 义 为 单 位 时 间 内 通过 信 道 传 输 的 码 元 个 数 ， 又 称 为 波 特 率 。 带 宽 ： 有 以 下 两 种 解 释 ：（ 1） 带 宽 本 来 是 指 信 号 具 有 的 频 带 宽 度 。 即信 号 所 包 含 的 不 同 频 率 成 分 所 占 据 的 频 率 范围 。 单 位 是 赫 （ 或 千 赫 、 兆 赫 、 吉 赫 等 ） 。（ 2） 在 计 算 机 网 络 中 ， “ 带 宽 ” 用 来 表 示 网络 的 通 信 线 路 所 能 传

3、送 数 据 的 能 力 。 表 示 在单 位 时 间 内 从 网 络 中 的 某 一 点 到 另 一 点 所 能通 过 的 “ 最 高 数 据 率 ” 。在 计 算 机 网 络 中 “ 带 宽 ” 和 “ 最 高 数 据 率 ”是 同 义 语 ， 单 位 是 “ 比 特 每 秒 ” ， 或 b/s (bit/s)。 带 宽 有 时 又 是 指 通 信 信 道 的 容 量 。 信 道 的 容 量 是 信 道 传 输 数 据 能 力 的 极 限 。 就 像 公 路 最大 限 速 值 与 汽 车 实 际 速 度 之 间 的 关 系 .信 道 的 容 量 是信 道 的 最 大 传 输 速 率 。 时

4、延 ： 是 指 数 据 （ 一 个 报 文 或 分 组 ） 才 网 络 （ 或 链 路） 的 一 端 传 送 到 另 一 端 所 续 的 时 间 。 3、 网 络 的 体 系 结 构 ： 是 计 算 机 网 络 的 各 层 及 其 协 议 的 集 合 。 常 说 的 计 算 机 网 络 体 系 结 构 有 ： OSI的 体 系 结 构 、 TCP/IP体 系 结 构 和 五 层 协 议 的 体 系结 构 。 4、 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 ， 实 体 就 是 一

5、 个 特 点 的 软 件 模 块 。 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 。 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 。 同 一 系 统 相 邻 两 层 的 实 体 进 行

6、交 互 的 地 方 ， 称 为 服 务访 问 点 SAP (Service Access Point)。 5、 “ 无 缝 的 ” 、 “ 透 明 的 ” 和 “ 虚 拟 的 ” “ 无 缝 的 ” 概 念 用 于 网 络 时 ， 表 示 几 个 网 络 互 连 时 对 用户 来 说 就 好 像 是 一 个 网 络 。 因 为 互 连 的 各 个 网 络 都 使 用统 一 的 网 际 协 议 IP， 具 有 统 一 的 IP地 址 。 用 户 看 不 见 各个 不 同 网 络 相 接 的 “ 缝 ” 。 “ 无 缝 的 ” 和 “ 透 明 的 ”意 思 很 接 近 。 “透 明 的 ” 表 示

7、 实 际 存 在 的 东 西 而 我 们 却 好 像 看不 见 一 样 。 如 ： 发 送 邮 件 时 用 鼠 标 单 击 “ 发 送 ” ， 邮 件就 发 送 出 去 了 。 实 际 上 这 个 工 作 使 用 了 好 几 个网 络 协 议 ， 这 些 复 杂 的 过 程 我 们 都 看 不 见 。 这 些 复 杂 的 网 络 协 议 对 用 户 来 说 都 是 “ 透 明 的” 。 它 们 都 存 在 在 电 脑 里 ， 用 户 却 看 不 见 。“ 虚 拟 的 ” 表 示 看 起 来 好 像 存 在 但 实 际 上 并 不存 在 。 第 2章 物 理 层 2.1、 2.2、 2.4节 是

8、 重 点 ， 其 中 要 掌 握 的 知 识 点 ： 1、 物 理 层 的 基 本 功 能 ： 其 基 本 功 能 是 在 通 信 介 质 上 实 现 0、 1比 特 流 的 传 输。 物 理 层 不 是 指 具 体 的 传 输 介 质 。 2、 数 据 通 信 的 基 本 概 念 信 息 、 数 据 和 信 号 ： 信 息 发 送 前 要 编 码 成 数 据 ， 数 据再 用 信 号 来 表 示 才 能 在 传 输 介 质 上 传 输 。 数 据 是 信 息 的 实 体 信 号 是 数 据 的 电 气 的 或 电 磁 的 表 现 形 式 。 3、 奈 奎 斯 特 定 律 和 香 农 定 律

9、奈 奎 斯 特 定 律 说 明 了 在 理 想 信 道 传 输 二 进 制 数 据 信 号的 最 大 数 据 传 输 速 率 Rmax与 通 信 信 道 带 宽 W(单 位 Hz)的 关 系 ： Rmax=2W2N 香 农 定 律 给 出 了 在 有 噪 声 干 扰 的 信 道 的 极 限、 无 差 错 的 信 息 传 输 速 率 。信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率 C 可 表 达 为 C = W log2(1+S/N) b/s 例如：信道带宽为3khz,信噪比为30db,则每秒能发送的比特数不会超过多少？ 根 据 香 农 定 理 ： 最 大 传 输 速 率 C = W log2(1

10、+S/N) b/s ， 已 知 ： db=10 10(s/n)， 即 s/n=1030/10=1000,所 以 C=3000* 2(1 1000) 4、 信 道 的 复 用 技 术 ： 当 物 理 链 路 的 传 输 能 力 大 于 信 号 传 输 的 需 求 时 ， 这 条链 路 上 就 可 以 传 输 多 路 信 号 ， 这 种 方 式 就 称 为 复 用 。 掌 握 频 分 复 用 和 时 分 复 用 第 3章 数 据 链 路 层 重 点 3.1、 3.2、 3.3节 ， 3.5节 。 其 中 要 掌 握 的 知 识 点： 1、 数 据 链 路 层 的 基 本 功 能 ： 数 据 链 路

11、 层 为 网 络 层 服 务 ， 在 相 邻 结 点 间 无 差 错 地传 递 以 帧 为 单 位 的 数 据 。 要 实 现 这 个 基 本 功 能 需 要 解 决 3个 基 本 问 题 ： 封 装 成帧 、 透 明 传 输 和 差 错 检 测 。 2、 链 路 和 数 据 链 路 3、 数 据 链 路 的 种 类 ： 点 到 点 的 链 路 、 广 播 链 路 （ 共 享 链 路 ） 。 点 对 点 的 链 路 在 实 际 应 用 中 ， 点 到 点 链 路 的 通 信 主 要 用 在 几 种 情 况 ： 第 一 种 是 两 个 网 络 之 间 通 过 路 由 器 互 连 ， 即 路 由

12、器 之 间的 点 到 点 的 连 接 。 第 二 种 是 拨 号 接 入 再 就 是 广 域 网 广 播 链 路 （ 共 享 链 路 ） ： 多 用 于 局 域 网 。 所 以 ， 在 数 据 链 路 层 有 两 个 分 支 ， 一 是 使 用 点 到 点 信 道的 数 据 链 路 层 和 使 用 广 播 信 道 的 数 据 链 路 层 点 到 点 信 道 的 数 据 链 路 层 使 用 的 协 议 是 点 到 点 协 议 PPP 广 播 信 道 的 数 据 链 路 层 使 用 的 协 议 是 CSMA/CD协 议 。 4、 三 个 基 本 问 题 ：封 装 成 帧 ： 把 数 据 组 成 一

13、 定 大 小 的 数 据 块 -帧 ，以 帧 为 单 位 发 送 、 接 收 和 校 验 数 据 。透 明 传 输 ： 对 数 据 中 含 有 的 控 制 信 息 要 有 相 应措 施 使 接 收 方 不 会 将 这 样 的 数 据 误 认 为 是 某 种控 制 信 息差 错 检 测 ： 数 据 链 路 层 使 用 循 环 冗 余 检 验 检 错技 术 对 传 输 中 产 生 的 比 特 差 错 进 行 检 错 。 5、 PPP协 议 帧 的 格 式 当 PPP协 议 使 用 异 步 传 输 时 ， 透 明 传 输 靠 字符 填 充 解 决 。 当 PPP协 议 使 用 同 步 传 输 时 ，

14、 透 明 传 输 靠 零比 特 填 充 法 解 决 6、CSMA/CD1、 怎 样 解 决 在 广 播 信 道 上 实 现 一 对 一 的 通 信？2、 在 共 享 的 广 播 信 道 上 如 何 各 计 算 机 的 工 作(如 何 解 决 共 享 介 质 的 使 用 )。3、 争 用 期 和 最 短 帧 长 概 念4、 以 太 网 的 两 个 标 准 7、以太网的扩展 在 物 理 层 扩 展 以 太 网 ： 使 用 设 备 HUB 在 数 据 链 路 层 扩 展 以 太 网 ： 使 用 设 备 网 桥、 交 换 机 。 网 桥 （ 交 换 机 ） 的 自 学 习 和 转 发 数 据 帧 的原

15、 理 广 播 域 的 概 念 ：随 着 局 域 网 的 扩 展 ， 局 域 网 的 范 围 在 不 断 扩大 ， 广 播 域 也 在 不 断 扩 大 ， 会 产 生 广 播 风 暴 虚 拟 局 域 网 与 广 播 风 暴 ： 一 个 局 域 网 是 一 个 广 播 域 。 虚 拟 局 域 网 可 以 缩 小 广播 域 ， 避 免 广 播 风 暴 。 碰 撞 域 概 念 ： 是 指 局 域 网 中 的 某 个 区 域 内 ， 如 果 两 台 主 机 同 时 发送 数 据 ， 就 会 产 生 冲 突 ， 这 样 的 一 个 区 域 就 称 为 冲突 域 。 使 用 集 线 器 互 联 的 局 域

16、网 结 构 ， 它 是 一 种 共 享 介 质的 局 域 网 结 构 ， 所 有 连 接 到 集 线 器 的 结 点 共 享 一 个“ 传 输 介 质 ” ， 所 以 一 个 集 线 器 都 是 一 个 冲 突 域 。 第 4 章 网 络 层4.1-4.5节 是 重 点 ， 其 中 要 掌 握 的 知 识 点 ：1、 网 络 层 功 能2、 网 络 互 连 的 概 念3、 什 么 是 IP地 址 ？ 要 实 现 网 络 的 互 连 ， 首 先 需 要 建 立 全 局 的 地 址系 统 ， 解 决 互 连 中 主 机 、 路 由 器 及 其 他 设 备 的全 局 唯 一 的 地 址 标 识 问

17、题 。 IP地 址 就 是 全 局 统一 地 址 标 识 符 。 每 个 IP地 址 都 能 惟 一 地 、 确 定 地 识 别 一 个 物 理网 络 与 一 台 主 机 。 4、 IP协 议 分 类 的 IP地 址 IP数 据 报 首 部 的 字 段 格 式 及 作 用5、 划 分 子 网 ： 借 用 主 机 位 来 表 示 子 网 络 。6、 无 分 类 编 址 CIDR（ 构 成 超 网 ） 【 问 题 】 有 人 认 为 使 用 CIDR时 ， 给 某 单 位 分 配 了 一 个地 址 块 /20， 相 当 与 16个 C类 地 址 块 。 如 果 不 使 用 CIDR，而 直 接 给

18、 该 单 位 分 配 16个 C类 地 址 块 ， 在 效 果 上 不 是 一样 吗 ？ 答 ： 在 效 果 上 是 不 一 样 的 ！ 如 果 不 使 用 CIDR,而 直 接 给 该 单 位 分 配 16个 C类 地 址 块 ,就 相 当 于 给 单 位 分 配 16个 C类 网 络 。 对 单 位 外 来 说 每 个 C类 网 络 都 在 单 位 外 面 的 路 由 表 中 占 有 一 个 表 项 ， 使 路 由表 更 大 。 对 单 位 内 的 主 机 相 互 通 信 时 ， 由 于 跨 越 了 不 同的 网 络 ， 都 必 须 使 用 路 由 器 来 转 发 IP数 据 报 ， 造

19、成 开 销大 使 用 CIDR时 ， 给 该 单 位 分 配 了 一 个 地 址 块 /20， 即 满足 了 IP地 址 数 量 的 需 求 ， 又 解 决 了 上 述 问 题 。 【 例 题 】 已 知 一 个 CIDR地 址 块 为 200.56.168.0/21。 试 用 二 进 制 表 示 这 个 地 址 块 。 这 个 CIDR地 址 块 包 含 有 多 少 个 C类 地 址 块 ？题 解 ： 200.56.168.0/21=11001000 00111000 10101000 00000000有 下 划 线 的 粗 体 数 字 表 示 网 络 号 。 C类 地 址 块 的 网 络

20、号 是 24位 ， 比 上 面 的 CIDR地 址 块 多 3位 。 因 此 这 个 CIDR地 址 块 包 含 23=8个 C类 地 址 块 。 （因 为 211=2*210=2*1024=2048/256=8） 【 例 题 】 已 知 局 域 网 10.10.1.32/27上 面 连 接 了一 个 路 由 器 和 五 个 主 机 ， 它 们 的 IP地 址 已 标 注在 下 图 中 。 试 问 这 些 IP地 址 有 没 有 不 正 确 的 ？如 有 ， 请 说 出 理 由 。10.10.1.32/27 10.10.1.3310.10.1.40 10.10.1.5010.10.1.41 1

21、0.10.1.5110.10.1.70图 ： 判 断 IP地 址 是 否 正 确 题 解 ： 局 域 网 10.10.1.32/27的 二 进 制 表 示 是00001010 00001010 00000001 00100000有 下 划 线 的 粗 体 字 是 网 络 前 缀 。n 在 这 个 局 域 网 上 连 接 的 设 备 的 主 机 号 host-id一 共 有 5位 二 进 制 数 ， 因 此 其 IP地 址 的 最 后 一个 字 节 的 数 值 不 能 超 过 00111111， 即 不 能 超过 十 进 制 的 63.n 从 图 上 看 出 ， 地 址 10.10.1.70是

22、个 错 误 的 地址 ， 不 允 许 出 现 在 这 个 局 域 网 上 ， 其 余 的 地址 正 确 。 6、 RIP协 议 原 理 7、 网 络 地 址 转 换 NAT 【 例 题 】 假 定 路 由 器 B中 的 路 由 表 有 如 下 的 项 目（ 这 三 列 分 别 表 示 “ 目 的 网 络 ” 、 “ 距 离 ” 和“ 下 一 跳 ” ） ： 现 在 B收 到 C的 路 由 表 ， 求 出 路由 器 B更 新 后 的 路 由 表 。N1 7 AN2 2 CN6 8 FN8 4 EN9 4 F N2 4N3 8N6 4N8 3N9 8 B的 路 由 表 C的 路 由 表 N2 5N

23、3 9N6 5N8 4N9 9修 改 后 C的 路 由 表 N1 7 A无新信息，不变N2 5 C相同的下一跳，更新N3 9 C新的项目，添加N6 5 C不同的下一跳，距离更短，更新N8 4 E不同的下一跳，距离一样，不变N9 4 F不同的下一跳，距离更大，不变路 由 器 B更 新 后 的 路 由 表 第5章 运输层 5.1-5.5节 是 重 点 ， 其 中 要 掌 握 的 知 识 点 ： 1、 运 输 层 功 能 ： 运 输 层 提 供 的 是 网 络 环 境 中 的 主 机 的 端 到 端 进 程 通信 服 务 。 端 到 端 信 道 是 由 多 段 点 到 点 的 信 道 构 成 。 端

24、 到 端 协 议 建 立 在 点 到 点 协 议 上 ， 提 供 应 用 进 程 之间 的 通 信 手 段 。 2、UDP协 议 的 特 点 3、TCP协 议 的 特 点 4、 TCP协 议 的 4个 功 能 ： TCP如 何 实 现 流 量 控 制 TCP如 何 实 现 可 靠 传 输TCP如 何 实 现 流 量 控 制 TCP如 何 实 现 流 量 控 制 TCP利 用 滑 动 窗 口 协 议 实 现 流 量 控 制 。 通 信 双 方 为 每 一 个 连 接 各 使 用 一 个 窗 口 ， 称 为 滑 动 窗口 。 TCP通 过 两 个 缓 存 和 一 个 窗 口 来 控 制 数 据 的

25、 流 动 对 发 送 的 每 个 字 节 进 行 编 号 ： TCP将 应 用 进 程 交 给 它的 所 有 数 据 看 成 是 字 节 流 ， 对 每 一 个 节 进 行 编 号 ， 字 节的 起 始 编 号 在 建 立 连 接 时 确 定 ， 通 知 对 方 （ 报 文 首 部 的序 号 字 段 ） 对 收 到 的 字 节 进 行 确 认 ： 在 报 文 首 部 的 确 认 字 段 中 的确 认 号 包 含 了 一 种 “ 期 望 ” 。 如 果 确 认 号 是 101， 隐 含的 意 思 100号 之 前 的 数 据 都 收 到 了 ， 下 一 个 数 据 块 的 首字 节 序 号 是

26、101. 设 置 重 传 定 时 器 ： 仅 靠 编 号 和 确 认 还 不 能 提 供 可 靠 性， 每 发 送 一 个 报 文 后 ， 启 动 一 个 重 传 定 时 器 ， 定 时 器 时间 到 ， 而 确 认 没 到 ， 就 重 传 报 文 段 。 基 于 以 上 三 个 措 施 ， 故 TCP采 用 了 带 有 定 时 器 的 确 认 和重 传 机 制 实 现 的 数 据 的 可 靠 传 输 。 TCP如 何 实 现 可 靠 传 输 例题： 1、 IP和 UDP的 共 同 点 就 是 它 们 都 是 无 连 接 的 。 IP和UDP最 主 要 的 区 别 是 什 么 ？ IP是 主

27、机 到 主 机 的 通 信 协 议 ， 但 UDP是 进 程 到 进 程 的通 信 协 议 。 2、 从 通 信 的 起 点 和 终 点 来 比 较 ， TCP和 IP的 不 同 点 是 什 么 ？进程A和进程B的通信是使用面向连接的TCP提供的可靠的传输。主机X和主机Y的通信是使用无连接的IP提供的不可靠的传 输。对TCP来说，通信的起点和终点是运输层上面的两个套 接 字 (socket)，而应用层的应用进程正是通过应用层和运输层之间的套接字来使用TCP提供的服务。TCP协议根据报文段首部中的端口号找到目的端口，将报文段交付给目 的 进 程。 对IP来说，通信的起点和终点是连接在网络上的两个主机。IP协议根据数据报首部中的目的IP地址找到目的主机，将数据报交付给目的主机。 第 6章 应 用 层 6.1-6.2、 6.4-6.6节 是 重 点 ， 其 中 要 掌 握 的 知 识 点 ： 1、WWW原理 Http报文类型、格式。Web代理、Cookie 2、DNS原理 3、电子邮件系统：SMTP POP3协议 4、DHCP原理 5、 应 用 层 基 本 问 题 ： 应 用 层 工 作 模 型 应 用 进 程 的 地 址