计算机网络教程一到六章考试重点梳理 - 图文

第一章

四代计算机网络

第一阶段--面向终端的计算机网络（20世纪50-60年代）

实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统，特点是面向终端，只有主机具有自主处理能力 缺点：主机负载重，通信线路利用低

二 --计算机-计算机网络（60-70年代末）

多台计算机通过通信线路互联起来为用户提供服务，是现在常称的计算机网络 特点是结构上分为两个部分

一是由负责数据处理的主机系统组成的资源子网； 二是由负责数据通信的通信处理机组成的通信子网。

三 --开放式标准化网络(80年代初-90年代初)

具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的协议

国际标准化组织ISO (International Standards Organization)于1984年正式颁布了标准化的开放系统互连参考模型OSI/RM，也就是OSI七层模型

特点是具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。（协议是TCP/IP协议等）

四 --网络计算的新时代(至今)

特点是网络覆盖范围不断扩大，向全球延伸，网络向高速化、多媒体化发展。

交换技术 电路交换

线路建立 建立线路N1-N3-N5-N6 数据传送 数据从建立的线路上传送 线路拆除 拆除线路

优点：信息传输几乎没有延迟，交换机的处理开销小，对数据格式无限制，数据传输可靠，不会丢失，不会失序，适合于实时通信的场合。

缺点：电路接续时间长，利用率低，没有存储数据和差错控制的能力，通信双方必须采用相同的传输速率等通信规程，会造成资源独占。

报文交换（图同上）

采用 储存-转发 技术,即是将数据（也叫报文）全部送入下一个转节点，节点储存数据，然后再转发

到下一个节点上，储存和转发之间有处理延时，节点传输之间有传输延迟。

分组交换（图同上）

采用 储存-转发 技术，是报文交换的进化

将一个较长的数据(也叫报文，用M表示)分为多个固定长度的分组(M=P1+P2+P3)，不同分组走不通线路传送。(P1走N1356，P2走N146，P3走N236)，每个分组都是储存-转发

优点：线路利用率高，可靠性高，经济性好。

缺点：由于附加信息较多，影响了分组交换的传输效率，会出现乱序、重复与丢失等现象，报文延迟变化较大。

链路利用率：分组交换〉报文交换〉电路交换 头部开销：分组交换〉报文交换〉电路交换

网络层次 概念介绍

协议(protocol) ：指通信双方关于如何进行通信的一种约定。包括对传送信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号等。协议是一组规则，用来规定同一层上对等实体之间所交换的数据包格式和含义。

网络体系结构(network architecture) ：层和协议的集合。

基本层次的划分：用户服务层US (User Service,面向用户应用)、通信服务层CS (Communication Service，面向通信线路)

服务（service）：是指某层向它上一层提供的一组原语。

OSI七层模型 物理层(physical layer): 关注通信信道上传输的原始比特。主要涉及机械、电气和时序接口，以及物理

传输介质。

数据链路层(data link layer): 通过校验、确认和反馈重发等手段将原始的物理连接改造成无差错的数据网络层(network layer): 主要关心通信子网的运行控制，负责路由选择和拥塞控制。

运输层(transport layer): 为上层用户提供端到端的透明、优化的数据传输服务。是第一个端对端，也会话层(session layer): 负责管理和建立不同机器上各种进程间的连接。会话层是进程到进程之间的层链路，同时还要进行流量控制(flow control) 。数据链路协议数据单元是OSI标准中使用的术语，又称帧(frame)

就是主机到主机的层次

次，组织和同步进程间的对话。会话层很少以独立协议体的形式出现，一般和应用层的功能结合在一起，用单个协议实现

表示层(presentation layer): 主要为上层用户提供共同需要的数据或信息语法表示变换。 应用层(application layer): 包含了用户通常需要的各种协议。是开放系统互连环境的最高层。

服务原语

一个服务是通过一组服务原语来执行的。OSI模型中，将服务原语划分为四类：请求(request)、指示(indication) 、响应(response)、证实(confirm)

有证实服务：AB通信，A的n层向n-1层发出请求，B的n-1得到，给B的n发出指示，B发出响应给B的n-1，传到A的n-1，n-1给n层发出证实，结束

无证实服务：AB通信，A的n层向n-1层发出请求，B的n-1得到，给B的n发出指示，结束

Internet参考模型，自己看 计算机网络

组成:计算机网络由通信子网和资源子网两部分构

成。

计算机网络组成 1.按网络的拓扑结构

2.按地理位置

(1)个域网(PAN，1米) (3)校园网(CAN，1公里)

(2)局域网(LAN，0.1公里) (4)广域网(WAN，100~1000公里)

(5)全球网(GAN，大于1000公里)

(*)存储区域网(SAN):前面介绍的计算机网络是用來连接各种计算机的, 而存储区域网则主要是用來连接多个大容量存储设备的。可以看成计算机网络是前端网络, 而存储区域网则为后端网络 3.其他分类

1）按传输技术：广播式连接（共享的信道，局域网采用）、点到点连接（不断转接，广域网采用） 2）按通信媒体：有线网络、无线网络

3）按使用范围：公用网（为全社会所有的人提供服务）、专用网（某个单位、部门为特殊业务而组建）

计算机网络的度量:自己看

第二章

奈奎斯特定理C=2Hlog2L (H - 信道带宽, L - 该信号包含的状态数, C - 最大数据传输速率) 香农定理C=Hlog2(1+S/N)

(H-信道带宽，C-最大数据传输速率 S/N-信号功率和噪声功率的比值,即信噪比)

波特率 又称调制速率或码元速率)是单位时间内调制信号波形的变换次数。B=1/T(单位波特)

比特率 又称数据传输速率或信道容量)是指单位时间传送的比特数，表示单位时间内通过信道的信息量。

单位比特/秒(b/s或bps)

如果一个信号有L个状态，每个波形持续时间为T(s)，比特率C为：C=(log2L)/T=Blog2L

数字编码技术

非归零（NRZ）编码：1为高电平，0为低电平

非归零反转（NRZI）编码：一种差分编码，传送比特1，信号跳变，传送比特0，信号不变 曼彻斯特编码：在曼彻斯特编码中每个比特持续时间分为两半，在发送比特1时，前一半时间电平为高，而后一半时间电平为低；在发送比特0时则正好相反。

差分曼彻斯特编码：每位持续时间的中间仍然有电平跳变；用位持续时间的开始处有无电平跳变来分别

表示0或1。1保持上一个的电平半个时间再跳变，0的话对上一个电平跳变，半个时间后再跳变

4B/5B编码：用5比特的码组来编码4比特的输入数据,4位数据有各自对应的5位数据。特点：每个5比特码组中不含多于3个“0”，或者不会少于2个“1”

MLT-3：

如果下一个输入位是0，则输出值与前面的那一位一样。 如果下一个输入位是1，则输出值将包含一个跳变 a.如果前一位的输出是＋V或－V，下一位的输出是0；

b.如果前一位的输出是0，下一位的输出是非0。其符号与最近的那个非0输出的符号相反

数字调制

数字调制技术是将数字数据以模拟信号的方式传输，要传输的原始数字电信号一般称为基带信号，信道上的模拟信号称为载波信号。

分类：模拟调制：调制信号为连续型的正弦波调制

数字调制：调制信号为数字型的正弦波调制

正弦型高频信号作为载波的正弦波调制，用脉冲串作为载波的脉冲调制

设载波为A sin(2πft+Φ)。改变参数便可以进行调制，然后传输

幅度调制 频率调制 相位调制

比特为1时，输出A sin(2πft+Φ)，0时输出0

技术简单，实现容易，但抗干扰能力差，传输速率低

比特为1时，输出A sin(2πf1t+Φ)，0时输出A sin(2πf2t+Φ)

抗干扰能力优于调幅，但频带利用率不高，在低速传输有利用 比特为1时，输出A sin(2π

n

ft+π)，0时输出A sin(2πft)

有较优的抗噪声性能和频率利用率，在中高速数据传输中广泛应用 这是两相调制，还有多相(2相)调制

各种调制方式可适当地组合使用。最常用的有调相与调幅的结合（2相m电平）

n

混合调制

在数据通信中调幅、调频和调相常相应地称为：幅移键控ASK频移键控FSK相移键控PSK

模拟传输是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式，在传输过程中，信号会发生畸变和衰减，需要放大器 数字传输关心的是信号内容，方波脉冲式的数字信号会衰减,也会更容易发生畸变 ，需要转发器、再生器

多路复用技术

把多路信号在单一的传输线路和用单一的传输设备来进行传输的技术 1.频分多路复用FDM 在物理信道能提供比单个原始信号宽得多的带宽的情况下，我们就可将该物理信道的总带宽分割成若

干个和传输的单个信号带宽相同（或略为宽一点）的子信道传输一路信号 。

多路的原始信号在频分复用前，首先要通过频谱搬移技术，将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的频分多路复用中各路信号在微观上是并行传输的。 不同段上，这可以通过频率调制时采用不同的载波来实现 。

2.时分多路复用TDM 将一条物理的传输线路按时间分成若干时间片轮换地为多路信号所使用。

与FDM区别：每一时间片由复用的一个信号占用，而FDM是同一时间同时发送各路信号。 性质上：特别适合于数字信号的场合，可用一组定时的时间选通门来执行信号的复合与分离。 时分多路复用在微观上是串行传输，而在宏观上是并行的。

3.波分多路复用WDM

波长与频率有一一对应的关系，实质上波分多路复用就是在光信道上采用的一种频分多路复用的变种。

区别：光复用采用的技术与设备不同于电复用。 4.空分多路复用SDM

从空间角度将多个信号复用在一起，多个数据流通过多个线缆或天线并行传输。有线媒体中指的是多其中多入多出技术 （MIMO）允许多个天线同时发送和接收。既提高了信道容量，又提高了信道可靠

对电线或光纤共用1条缆的方式。无线媒体中是指采用多天线来发送多个信号的技术。 性，降低了误码率。

5.码分多路复用CDM（通常被称为码分多址CDMA） 很强的抗干扰能力且隐蔽性好，主要用于军事通信，但现在随着技术的发展己成为第三代民用移动通

信的首选原型技术

有线介质

双绞线：使用最广泛，价格便宜也易于安装与使用，性能较差

同轴电缆：价格贵，但带宽、数据速率高、传输距离长和抗干扰能力强。被高性能双绞线所代替

基带同轴电缆用于数字信号的传送(50Ω)；宽带同轴电缆用于模拟信号的传送(75Ω) (CATV)

光纤：轻便，低衰减和大容量，电磁隔离但连接不易，抽头分支困难。

光纤两种传输方式：多模传输(直径较大,发光二极管作光源)，单模传输(小，激光作光源)

电力线：把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传

送到计算机或电话以实现信息传递。调试方式为OFDM，即正交频分复用

无线介质

无线电通信: HF和VHF波段可以进行长距离通信，发射功率不需太大，但抗干扰能力差 微波通信: 利用1GHz左右的电磁波来进行通信。

通信容量大，受外界干扰小，灵活性好，投资相对省，保密性差。

红外线：价格便宜且制造容易，无需申请频率，安全性较好，不宜用于室外。 激光传输：无需申请频率，具有定向的特点，但对天气比较敏感。

卫星通信：一种特殊的微波通信，特殊在于使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号。

频带宽，容量大，覆盖范围广，通信机动灵活，传播损耗大，延迟时间长(270ms)，保密性差

脉码调制PCM

脉码调制 PCM 体制最初是为了在电话局之间的中继线上传送多路的电话。

调制过程

（1）取样；按一定的时间间隔采样测量模拟信号幅值。若模拟信号的带宽是H Hz,则取样频率达到2H就足以捕获可恢复原有模拟信号的信息

（2）量化；将取样点处测得的信号幅值分级取整的过程。将信号的最大可能幅值等分为若干级(2n级)，把测得的幅值按此分级舍入取整到一个正整数。 （3）编码；将量化后的整数值用二进制数来表示

差分脉码调制DPCM

输出不是数字化的幅度本身，而是当前值和前一个值之差。

这种压缩方法的一种变形只考虑每个取样值是大于或是小于前一个值。

增量调制

用0或1就可以分别表示新的取样值是大于或是小于前一个取样值，这样只需传送一个比特。 这个技术假设两个相邻取样值间的变化是小的，如果信号变化太快，增量编码将遇到麻烦。

预测性编码

改进是从前面的几个值预测将要到来的下一个值，然后对实际信号值和预测值间的差进行量化和编码。 发送器和接收器必须使用同样的预测算法。

它缩短了编码数字的长度，因而减少了需要发送的比特数。

第三章

帧: 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧

帧同步

1.字节计数法

每帧的第一个字节表明本帧的字节数，然后收到对应字节数的数据后这帧结束

2.字符填充的首尾定界符法

用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止

3.比特填充的首尾标志法

用一组特定的比特模式（如0111110）来标志一帧的起始与终止

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