计算机网络期末复习总结_计算机网络期末复习资源-CSDN文库

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计算机网络
概论
网络实例
网络分类与构成
按地域规模分类
个域网 PAN
能在便携式消费电器与通信设备直接进行短距离通信的网络
覆盖范围一般在10m以内，例如蓝牙耳机
局域网 LAN
局部地区形成的区域网络，如企业网络
分布地区范围有限，可大可小，大到一栋建筑，小到办公室内的组网。例如
电脑WLAN接入，打印机共享等等
城域网 MAN metropolitan
覆盖一个城市区域的网络
广域网 WAN
覆盖很大地理区域乃至覆盖地区和国家
Internet与internet的区别
相似之处
Internet是网络的网络,是这种类型的一个具体实例，internet是网络的网络,
泛指这种类型。
不同之处
互联网Internet特指遵循TCP/IP标准，利用路由器将各种计算机网络互联起
来而形成的覆盖全球的特定的互联网,是一个专用名词。internet泛指多种不
同类型计算机网络互联而形成的网络，除了tcp/ip以外，还可使用其他协
议，是一个通用名词。
网络边缘
端系统，位于互联网边缘，与互联网相连的计算机和其他设备。
端系统由各类主机构成，如桌面计算机，移动计算机，服务器，其他智能终端
设备
接入网
概念
目标是将主机连接到边缘路由器
边缘路由器是端系统host去往其他任何远程端系统的路径上的第一台路由
器
各种异构网络通过边缘路由器接入
分类
光纤到户FTTH fiber to the home
数字用户线DSL digital subscriber line
无线接入
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统计多路复用（statistical multiplexing, 主机a和b的报文分组按需共享带
宽。）
报文交换
存储和转发; 路由器是要接收到完整的整个数据报文后才能开始向下一跳发
送;存储转发带来报文的传输延迟。
电路交换
特点：面向连接
先呼叫建立连接，实现端到端的资源预留，预留的资源包括链路带宽资
源、交换机的交换能力。电路交换连接建立后，物理通路为通信双方独
占，资源专用，即使空闲也不与其他连接共享，由于建立连接并预留资
源，因此传输性能好，但如果传输中发生设备故障，则传输被中断。
电路交换的多路复用，如频分多路复用FDM,时分多路复用TDM等等；无法
应对互联网中广泛存在的突发burst流量。
三种交换方式的比较
电路交换需要建立连接并预留资源，难以实现灵活复用；报文交换和分组交
换较灵活，抗毁性较高，在传送突发数据时，可提高网络利用率；由于分组
长度小于报文长度，分组交换比报文交换的时延小，也具有更好的灵活性。
(分组交换适合有大量突发数据传输需求的互联网)
两大功能
路由
全局操作：确定数据分组从源到目标所使用的路径
转发
本地操作：路由器或交换机将接收到的数据分组转发出去，即移动到该设
备的某个输出接口。
确定转发出去的接口/链路，根据从"入接口"收到分组头中的目的地址，查
找本地路由表，确定"出接口"。
协议与分层结构
协议设计目的
实现计算机之间的信息交互。
协议分层结构的必要性
计算机网络的复杂与异构
高速更新迭代
协议分层结构
层次栈（每一层都使用其下一层提供的服务，为上层提供自己的服务），对等实
体（不同机器上构成相应层次的实体成为对等实体），接口（每一对相邻层次之
间的是接口，接口定义的下层向上层提供哪些服务原语），网络体系结构（层和
协议的集合）
服务原语
面向连接
连接请求，接受响应，请求数据，应答，请求断开，断开连接。
无连接
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服务与协议的关系
协议是水平的，服务是垂直的。
实体是由协议来实现其定义的服务。
上层实体通过接口使用下层实体的服务。
参考模型
OSI参考模型 open systems interconnection 1983
物理层 physical
定义在如何在信道上传输0,1
数据链路层 data link
实现相邻neighboring网络实体间的数据传输
成帧，从物理层的比特流中提取出完整的帧。
错误检测与纠正：为提供可靠数据通信提供可能。
物理地址48位。
流量控制避免淹没
共享信道上的访问控制。
网络层
将数据包跨越网络从原设备发送到目的设备 host to host
路由：在网络中选取从源端到目的端转发路径，常常会根据网络可达性动态选
取最佳路径，也可以使用静态路由。路由协议：路由器之间交换路由器信息所
遵循的协议规范，使得单个路由器能够获取的网络可达性信息。
服务质量控制
异构网络互联
为何在唯一的mac地址外还需要唯一的IP地址？
传输层
将数据从源端口发送到目的端口，进程到进程
网络层定位到一台主机，传输层的作用域，具体到主机上的某一个进程。网络
层的控制主要面向运营商，传输层为终端用户提供端到端的传输控制
会话层 session
利用传输层提供的服务在应用程序之间建立和维持会话，并使会话能够得到同
步。
表示层 presentation
关注所传递信息的语法和语义，管理数据的表示方法、传输数据的数据结构
应用层
通过应用层协议提供应用程序便捷的网络服务调用。
TCP/IP参考模型
1974年， ARPAENT所采用
网络接口层host to network ，互联网层，传输层，应用层
端到端原则，采取聪明终端&简单网络，由端系统负责丢失恢复，简单的网络大
大提升了可扩展性，实现了建立在简单、不可靠部件上的可靠系统。
IP分组交换的特点
可以在各种底层物理网络上运行；可支持各类上层应用；每个分组携带各自的
目的地址，网络核心功能简单，适应爆炸性增长。
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OSI和TCP/IP模型对比
7层模型与4层模型，tcp/IP模型的网络接口层定义主机与传输线路之间的接口，
描述了链路为无连接的互联网层必须提供的基本功能；TCP/IP模型的互联网层，
传输层与OSI模型的网络层,传输层大致对应; TCP/IP模型的应用层包含OSI模型的
表示层，会话层和应用层。
基本设计思想：通用性与实用性，OSI先有模型后设计协议，不局限于特定协议，
明确了服务、协议、接口的概念，更具通用性，TCP/IP模型仅仅是对已有协议的
描述。
无连接与面向连接，OSI模型网络层能够支持面向无连接和面向连接通信，
TCP/IP模型的网络层只仅支持面向无连接通信(IP)。
OSI模型的不足：从未真正被实现，技术实现糟糕（分层欠缺技术考虑，分层间功
能重复），非技术因素（不免费，被认为是政府和机构的强加标准）；TCP/IP模
型的不足：核心概念未能体现(未明确区分服务接口协议等核心概念)，不具备通用
性，混用接口与分层的设计（链路层和物理层被定义为网络接口层），模型欠缺
完整性（未包含物理层和数据链路层）。
计算机网络度量单位
比特率 bit rate
主机在数字信道上传送数据的速率。比特率的单位是b/s, 也可以写为bps, 或者
kbit/s, Mbit/s, Gbit/s
带宽
网络中某通道传送数据的能力, 即单位时间内网络中某信道能够通过的最高数据
率。单位是bit/s
包转发率
package per second, 表示交换机或路由器等网络设备，以包为单位的转发速率
时延
是指数据(一个报文或分组)从网络或链路的一端传到另一端所需要的时间，也称为
延迟。
传输时延transmission delay,
数据从节点进入传输媒体所需要的时间,也称为发送时延。
传播时延propagation delay,
电磁波在信道中需要传播一定距离而花费的时间。
处理时延 processing delay
主机后路由器在收到分组时为处理分组所花费的时间。
排队时延queueing delay
分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延
往返时延round trip time
从发送方发送数据开始到发送方，收到来自接收方的确认经历的总时间。可用
于判断网络的连通性,测试网络实验计算数据包丢失率等。
时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 x 带宽, 即按比特计数的链路长度，若发送端连续发送
数据则在发送的第1个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个
bit，而这些比特都在链路上向前移动。
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