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计算机网络B资料
计算机网络复习
第一章概述
1、电路交换:
概念:
必须经过“建立连接”(占用通信资源)→“通话”(一直占用通信资源)→“释放链接”(归还通信资源)三个步骤的交换方式称为电路交换。
特点:
在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
电路交换传送计算机数据效率低
举例:
2、报文交换、
3、分组交换:
特点:
采用存储转发技术;在发送端,先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
优点:
高效、灵活、迅速、可靠缺点:
排队延时,开销增
4、计算机网络的性能指标:
①速率:
速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等,速率往往是指额定速率或标称速率。
②带宽:
“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等);现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或b/s(bit/s)。
更常用的带宽单位是千比每秒,即kb/s(103b/s)、兆比每秒,即Mb/s(106b/s)、吉比每秒,即Gb/s(109b/s)、太比每秒,即Tb/s(1012b/s)。
③吞吐量:
表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制。
④时延(计算):
包括四个种时延
a、发送时延:
发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
发送时延=数据块长度(比特)/新到带宽(比特/秒)
b、传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间
传播时延=信道长度(米)/电磁波在信道上的传播速率(米/秒)
c、处理时延:
交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
d、排队时延:
结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
数据经历总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
⑤、往返时间:
RTT,发送方发送数据到收到来自接收方的确认,总共经历的时间。
5、计算机网络的体系结构:
(1)网络协议的三要素:
语法数据与控制信息的结构或格式。
语义需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
同步事件实现顺序的详细说明。
(2)分层原理及好处:
各层之间是独立的。
灵活性好。
结构上可分割开。
易于实现和维护。
能促进标准化工作。
(3)OSI模型与TCP/IP模型的比较:
P27
OSI的体系机构
TCP/IP的体系结构
7应用层
6表示层
5会话层
4运输层
4应用层
3网络层
3运输层(TCP/UDP)
2数据链路层
2网际层IP
1物理层
1网络接口层
第二章物理层
1、数据通信的基础知识:
(1)单工通信:
即单向通信,只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
如无线电广播、有线电广播、电视广播
(2)半双工通信:
即双向交替通信,通信的双方可以同时发送和接受信息,但不能双方同时发送(接收)。
一方发送另一方接受,过段时间再反过来。
(3)全双工通信:
即双向同时通信,通信的双方可以同时发送和接受信息。
2、调制方法P38:
调频AM:
载波的振幅随基带数字信号而变化调幅FM:
载波的频率随基带数字信号而变化调相PM;载波的初始相位随基带数字信号而变化
3、传输媒体P40:
(1)双绞线:
屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线,一般用无屏蔽双绞线
(2)同轴电缆:
在局域网发展的初期曾广泛的使用同轴电缆作为传输媒体。
(3)光缆:
4、信道复用技术P48:
(1)频分复用:
用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)
(2)时分复用:
时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)。
每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。
每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是TDM帧的长度)。
时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
时分复用可能会造成线路资源的浪费
(3)统计时分复用:
第三章数据链路层
1、局域网按拓扑结构分类:
星形网、环形网、总线网、树形网。
2、CSMA/CD协议的特点工作原理
①多点接入,表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
②“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据,如果有,则暂时不要发送数据,以免发生碰撞。
③碰撞检测,即边发送边接听,就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小,以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。
当几个站同时在总线上发送数据时,总线上的信号电压摆动值将会增大,当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时,就认为总线上至少有两个站同时在发送数据,表明产生了碰撞。
在发生碰撞时,总线上传输的信号产生了严重的失真,无法从中恢复出有用的信息来。
每一个正在发送数据的站,一旦发现总线上出现了碰撞,就要立即停止发送,免得继续浪费网络资源,然后等待一段随机时间后再次发送。
3、MAC地址:
P86
(1)组成:
组织唯一标识符,扩展的唯一标识符
(2)MAC帧格式:
最常用的MAC帧是以太网V2的格式
(3)无效MAC帧的原因:
帧的长度不是整数个字节;用收到的帧校验序列FCS查出有差错;收到的帧的长度不在64~1518字节之间
(4)MAC的长度在64~1518之间
4、网桥(P92)工作原理:
网桥依靠转发表来转发帧,工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发,具有过滤帧的功能。
当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的MAC地址然后再确定将该帧转发到哪一个接口。
(P107习题3-32)
目前使用得最多的网桥是透明网桥,“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥,因为网桥对各站来说是看不见的。
透明网桥是一种即插即用设备,其标准是IEEE802.1D。
采用自学习的方法来建立转发表。
5、交换机P97:
工作原理
以太网交换机的每个接口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。
交换机能同时连通许多对的接口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无碰撞地传输数据。
以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,其交换速率就较高。
第四章网络层*
1、将网络互相连接起来使用的一些中间设备
(1)物理层使用的是转发器
(2)数据链路层使用的是网桥或桥接器(3)网络层使用的是路由器(4)在网络层以上使用的是网关
2、IP地址:
IP地址就是给因特网上的每个主机或路由器的每个接口分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。
A类-E类范围
3、IP协议的特点
(1)IP地址是一种分等级的地址结构
(2)实际上IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口。
(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都具有同样的网络号net-id(4)所有分配到网络号net-id的网络,范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的
4、ARP协议:
工作原理P119
5、IP数据报格式:
基本字段的大小和作用。
一个IP数据报由首部和数据两部分组成。
首部的前一部分是固定长度,共20字节,是所有IP数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可选字段,其长度是可变的。
6、子网:
子网掩码(计算网络地址):
IP地址和子网掩码进行与计算得到网络地址
7、路由器分组转发过程(计算)。
P176T4-20,分别计算下一跳
8、ICMP协议:
P143
(1)报文种类:
ICMP报文的种类有两种,即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。
(2)Ping的工作原理:
分组网间探测PING是ICMP的一个重要应用,用来测试两个主机之间的连通性,它使用了ICMP回送请求与回送回答报文,PING是应用层直接使用网络层ICMP的一个例子,它没有通过运输层的TCP和UDP。
(3)traceroute的工作原理:
9、路由选择协议:
P146
(1)内部网关协议IGP:
(域内路由协议)即在一个自治系统内部使用的路由选择协议,而这与在互联网中的其他自制系统选用什么路由选择协议无关,目前这类路由选择协议使用得最多,如RIP和OSPF协议。
(2)与外部网关协议EGP:
(域间路由协议)若源站和目的站处在不同的自治系统中,当数据报传到一个自治系统的边界时,就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。
这样的协议就是外部网关协议EGP。
在外部网关协议中目前使用最多的是BGP-4。
(3)RIP(计算)P179T4-41计算过程
第五章运输层*
1、TCP和UDP的区别(面向连接、无连接):
UDP在传送数据之前不需要先建立连接。
对方的运输层在收到UDP报文后,不需要给出任何确认。
TCP则提供面向连接的服务。
TCP不提供广播或多播服务。
由于TCP要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多的开销。
这不仅使数据报的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。
TCP传送的数据单位称为是TCP报文段,UDP传送的数据单位协议是UDP用户数据报
2、端口的构成和作用:
端口包括源端口和目的端口,端口用一个16位端口号进行标志。
端口号只具有本地意义,即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。
在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的。
3、UDP的首部格式:
4、TCP的首部格式:
5、停止等待协议:
工作原理。
6、TCP的可靠传输
7、超时重传计算题P200详细过程,P222T5-34
8、流量控制:
流量控制(flowcontrol)就是让发送方的发送速率不要太快,既要让接收方来得及接收,也不要使网络发生拥塞。
利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现流量控制。
9、TCP的拥塞控制:
出现资源拥塞的条件是,对资源需求的总和>可用资源慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。
10、流量控制与拥塞控制的区别:
拥塞控制所要做的都有一个前提,就是网络能够承受现有的网络负荷。
拥塞控制是一个全局性的过程,涉及到所有的主机、所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。
流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率,以便使接收端来得及接收。
11、TCP的连接建立过程、连接释放过程。
P216和P217的两张图要掌握
第六章应用层
1、DNS:
(1)域名的构成:
域名的结构由标号序列组成,各标号之间用点隔开:
….三级域名.二级域名.顶级域名
各标号分别代表不同级别的域名。
国家顶级域名nTLD:
如:
.cn表示中国,.us表示美国,.uk表示英国,通用顶级域名gTLD:
最早的顶级域名是:
.com(公司和企业).net(网络服务机构).org(非赢利性组织).edu(美国专用的教育机构).gov(美国专用的政府部门.mil(美国专用的军事部门).int(国际组织)
(2)域名解析过程:
主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址,那么本地域名服务器就以DNS客户的身份,向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。
本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询。
当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时,要么给出所要查询的IP地址,要么告诉本地域名服务器:
“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。
然后让本地域名服务器进行后续的查询。
(用自己的话总结也行)
2、FTP:
工作原理P233
3、万维网:
(1)超链接、
(2)URL:
统一资源定位符URL是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。
URL相当于一个文件名在网络范围的扩展。
因此URL是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。
<主机>是存放资源的主机在因特网中的域名,端口和路径有时可省略
冒号和两个斜线是规定的格式,HTTP的默认端口号是80,通常可省略,若再省略文件的<路径>项,则URL就指到因特网上的某个主页
(3)HTTP:
服务器和浏览器之间通信,需要用HTTP协议来传送一切必须的信息。
HTTP主要特点:
HTTP是面向事务的客户服务器协议。
HTTP1.0协议是无状态的。
HTTP协议本身也是无连接的,虽然它使用了面向连接的TCP向上提供的服务。
(4)HTML:
用来制作网页,HTML把各种标签嵌入到万维网的页面中。
这样就构成了所谓的HTML文档。
HTML文档是一种可以用任何文本编辑器创建的ASCII码文件。
4、电子邮件:
邮件发送和接收的过程
①发件人调用PC机中的用户代理撰写和编辑要发送的邮件。
②发件人的用户代理把邮件用SMTP协议发给发送方邮件服务器,③SMTP服务器把邮件临时存放在邮件缓存队列中,等待发送。
④发送方邮件服务器的SMTP客户与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接,然后就把邮件缓存队列中的邮件依次发送出去。
⑤运行在接收方邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后,把邮件放入收件人的用户邮箱中,等待收件人进行读取。
⑥收件人在打算收信时,就运行PC机中的用户代理,使用POP3(或IMAP)协议读取发送给自己的邮件。
5、POP3和SMTP协议的作用
邮局协议POP3是用于用户代理从邮件服务器读取邮件,SMTP协议用于用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件。
6、DHCP:
作用及原理
第七章网络安全
1、网络面临的威胁:
(1)截获——从网络上窃听他人的通信内容。
(2)中断——有意中断他人在网络上的通信。
(3)篡改——故意篡改网络上传送的报文。
(4)伪造——伪造信息在网络上传送。
截获信息的攻击称为被动攻击,而更改信息和拒绝用户使用资源的攻击称为主动攻击
2、网络安全的内容:
保密性、安全协议的设计、访问控制
3、对称密钥体制(即加密密钥与解密密钥是相同的密码体制。
):
加密解密过程
4、公钥密码体制(不同的加密密钥与解密密钥):
加密解密过程
5、数字签名:
(1)功能:
①报文鉴别——接收者能够核实发送者对报文的签名;②报文的完整性——接受者能够核实报文没有被篡改过;③不可否认——发送者事后不能抵赖对报文的签名。
(2)利用公钥算法实现数字签名过程。
具有保密性的数字签名:
6、防火墙:
作用
防火墙的功能有两个:
阻止和允许。
“阻止”就是阻止某种类型的通信量通过防火墙(从外部网络到内部网络,或反过来)。
“允许”的功能与“阻止”恰好相反。
防火墙必须能够识别通信量的各种类型。
不过在大多数情况下防火墙的主要功能是“阻止”。
题型
❑单选(20)
❑填空(10)
❑判断正误(20)
❑简答(15)
❑填图(20)
❑计算(15)
考试形式:
卷闭
示例:
单选:
1.ping程序中使用了ICMP的_____报文,以探测目标主机是否可以到达。
A.终点不可达B.回送请求和回答
C.超时D.时间戳请求和回答
2.下面的IP地址中哪一个是B类地址?
A.10.10.10.1B.191.168.0.1
C.192.168.0.1D.202.113.0.1
3.TCP使用进行流量控制。
A.分层机制B.窗口控制机制
C.自动重发机制D.端口机制
4.下列顶级域名中,表示教育机构的是。
A..eduB..gov
C..comD..net
填空:
1.按照覆盖的地理范围,计算机网络可以分为________________、城域网和广域网。
2.最基本的带通调制方法包括三种:
________________、________________、和调相。
3.IP协议是因特网的关键协议,IPv4中的地址为________________位,而在IPv6中,为了得到更大的地址空间,将地址变为________________位。
判断正误:
1.SMTP协议属于数据链路层协议。
2.虚拟专用网VPN是在互联网内用软件建立的安全隧道,它的作用与防火墙的作用相同。
3.TCP协议采用滑动窗口机制解决了整个网络的差错控制问题。
简答:
1.什么叫网络协议?
它的三个要素是什么?
2.CSMA/CD是以太网采用的协议,请解释一下载波监听和碰撞检测的含义。
填图:
相关的图:
P27,P89,P107(3-32),P114,P122,P134(路由表),P185,P194,P203,P210,P216,P217,P255,P284,P289,P290
1.下图是以太网V2的MAC帧格式。
请在空格1和2处填上字段的大小,在空格3-5处填上以下内容:
FCS、源地址、数据。
(5分。
每空1分。
)
(1)
(2)
(3)(4)
(5)
2.下图是具有保密性的数字签名过程。
请在空格处填上以下内容:
A的公钥
、A的私钥
、B的公钥
、B的私钥
。
(8分。
每空2分。
)
(1)
(2)
(3)(4)
计算题:
1.一个局域网中某台主机的IP地址为176.68.160.12,使用22位作为网络地址,求该局域网的子网掩码、网络地址、以及该网络最多可以连接的主机数。
2.设某路由器建立了如下路由表:
目的网络
子网掩码
下一跳
135.46.56.0
255.255.252.0
接口0
135.46.60.0
255.255.252.0
接口1
192.53.40.0
255.255.254.0
R1
*(默认)
——
R2
现共收到3个分组,其目的地址分别为:
(1)135.46.63.10
(2)192.53.40.7(3)192.53.56.7
试分别计算其下一跳。
要求写出计算过程。
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