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计算机网络知识点整理本科期末考试复习

计算机网络

TCP/IP

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计算机网络知识点整理本科期末考试复习

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计算机网络知识点整理

第一章概述

1.1

重要特征：数字化、网络化、信息化

电信网络、有线电视网络、计算机网络

互联网两个基本特点：连通性和共享

计算机网络（网络）由若干节点和链路组成

互联网通过路由器把网络连接到一起

三级结构：主干网、地区网和校园网 ——》逐渐形成全球范围多层次ISP结构互联网

ISP：主干ISP、地区ISP、本地ISP

互联网交换点IXP 主要作用为运行两个ISP网络直接相连并交换分组 ->缓解ISP通信，不用通

过第三个网络来转发分组

1.3 互联网的组成

互联网的拓扑结构：

1. 边缘部分：用户直接使用，进行通信（传输数据、音频和视频）和资源共享

2. 核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）

边缘部分为连接在互联网上的所以主机，又称为端系统

端系统之间的通信方式可分为：

1. 客户-服务器方式（c/s方式）

客户和服务器为通信中涉及的两个应用进程

客户为服务请求方，服务器为服务提供方

服务器：可同时处理多个远地或本地客户的请求

2. 对等方式（p2p方式）

两台主机都运行了对等连接软件

互联网的核心部分：特殊作用为路由器 -->任务为转发到其他分组，实现分组交换

三种交换方式：

交换：按照某种方式动态的分配传输线路的资源

一条专用的物理通路

1.电路交换

特点：

必须经过 “建立连接（占用通信资源）->通话（一直占用通信资源）->释放连接（归还通

信资源）”三个步骤的交换方式

通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源

应用场景：

-电话机数量增多时，则使用交换机来完成全网交换任务

2.报文交换

特点：

整个报文先传送到相邻节点，全部存储后查找转发表，转发至下一个节点

电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换

3.分组交换

特点：

分组交换采用存储转发技术

过程：

整块数据称为报文 -->发送前先将较长报文划分为一个个更小等长数据段 -->每一个数据段前

加入控制信息组成的首部-->构成一个分组，称为“包”

首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息

主机：是为用户进行信息处理

路由器：则是用来转发分组，及进行分组交换

单个网络简化为一条链路，路由器成为核心部分的节点，在各分组传送之间的空闲时间，链

路仍可为其他主机发送分组

路由器暂时存储的为一个个短分组，而非长报文，暂存在存储器的存储器中

当网络中的某些节点或链路突然出故障时，由运行的路由选择协议能够自动找到转发分装

组最合适的路径。

互联网的核心部分常采用网络拓扑结构

优缺点

1. 优点：高效、灵活、迅速

2. 缺点：

首部携带的控制信息造成一定的开销，形成浪费

分组在各罗油漆存储转发时需要排队，造成时延

4.总结

当传送大量数据是，采用电路交换

早期电路交换适合于语音通信，后期用分组交换

传输突发数据时用报文和分组，分组更灵活且时延小

分组交换适用于数据通信

1.5 计算机网络的类别

作用范围：广域网（互联网核心，可跨国）、城域网、局域网、个人区域网

使用者：公用网、专用网

接入网：本地接入网、居民接入网

1.6计算机网络的性能

1.速率

速率：数据的传送速率，也称数据率/比特率

单位：bit/s(bps)

k = 10^3 M=10^6 G=10^9 T=10^24 P=10^15

指额定速率或标称速率

2.带宽

信号的频带宽度-->此情况带宽单位为KHZ

在计网中表示某通道传输数据的能力-->此情况单位为bit/s

带宽 ↑，数据传输的最高数据率 ↑

3.吞吐量

单位时间内通过某个网络的实际数据量

4.时延

1.发送时延：

是主机或路由器发送数据帧所需要的时间（也叫传输时延）

发送时延= 数据帧长度(bit) / 发送速率(bit/s)

注意：

数据帧长度，K=2^10 、M=2^20 、G=2^30 、T=2^40

1 B = 8 bit

2.传播时延:

传播时延是电磁波在信道中传输一定距离需要花费的时间

传播时延 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)

注意：发送时延与传输信道的长度无关，传播时延与信号的发送速率无关，信号传输越远，传播

实验越大

3.处理时延（小）

4.排队时延（小）

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

对于高速网络链路，提高的仅仅为数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率

5.时延带宽积

时延带宽积 = 传输时延(s) * 带宽(bit/s)

也称为以比特为单位的链路长度

6.往返时间RTT

A向B发送速率，B正确收完速率后，立即向A发送确认，A收到确认后再向B发送速率。

有效数据率 = 数据长度 / (发送时间 + RTT)

7.利用率

信道利用率和网络利用率两种

D【当前时延】= D0【网络空闲的时延】/ (1-U【利用率】)

信道利用率或网络利用率过高就会产生非常大的时延

1.7计算机网络体系结构

系统网络体系结构(SNA)

网络协议的三个组成要素

1.语法

2.语义

3.同步

计算机网络各层及其协议的集合就是网络的体系结构

TCP/IP是一个四层体系结构，包含应用层、运输层、网际层、链路层（网络接口层）

OSI的体系结构：

OSI七层协议：1.物理层 --> 2.数据链路层 --> 3.网络层 --> 4.运输层 -->5.会话层 -->6.表

示层 -->7.应用层

五层协议

1.物理层 --> 2.数据链路层 -->3.网络层 -->4.运输层 --> 5.应用层

（1）应用层

任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。

定义的是应用进程间通信和交互的规则

应用层交互的数据单元称为报文

（2）运输层

任务：向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务

传输控制协议TCP：传输单位是报文段，面向连接的、可靠的数据传输服务

用户数据报协议UDP：传输单位是用户数据报，提供无连接的进最大努力的数据传输服务

（不太可靠）

（3）网络层

任务：为分组交换网上的不同主机提供通信服务

网络层吧运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送，因此分组也叫 IP数

据报，或简称数据报

互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起来的

互联网是由的网际层协议是无连接的网际协议IP

（4）数据链路层

数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧，每一

帧包括数据和必要的控制信息

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