04741 计算机网络原理知识汇总

第一章 计算机网络概述 第一节 计算机网络基本概念 1. 什么是计算机网络： 计算机网络就是互联的、自治的计算机集合。 2. 网络协议三要素是什么、以及含义各是： 网络协议三要素是：语法、语义、时序。 （1） 语法：用来规定信息格式，数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 （2） 语义：用来说明通信双方应当怎么做，用于协调与差错处理的控制信息。 （3） 时序：也称为同步，何时进行通信。 3. 计算机网络的共享： (1) 硬件资源共享（包括计算机资源（如CPU）、存储资源、打印机与扫描仪I/O设备等） (2) 软件资源共享（软件即服务（Software as a Service,SaaS）,SaaS是目前互联网环境下软件共享的典型形式，也代表了共享的主流趋势） (3) 信息资源共享 4. 计算机网络的功能是什么：在不同主机之间实现快速的信息交换，通过信息交换，计算机网络可以实现资源共享这一核心功能。 5. 通常将连接两个结点的直接链路称为一个跳步，简称为跳。 6. 计算机网络分类： （1） 按网络覆盖范围划分，主要有哪几类计算机网络各自的特点 主要有个域网（PAN 0-10M）、局域网（LAN 10M-1KM）、城域网（MAN -5-50KM）、广域网（WAN）。 （2） 按网络拓扑划分，主要有哪几类，各有什么特点： 网络拓扑结构是指网络中主机、网络设备间的物理连接关系与布局概念。 按拓扑结构分： 星型拓扑结构、总线型拓扑结构、环形拓扑结构、网状拓扑结构、树形拓扑结构和混合拓扑结构。 a. 星形拓扑包括一个中央结点，网络中的主机通过点对点通信链路与中央结点连接，中央结点通常是集线器、交换机等设备，通信通过中央结点进行。多见于局域网个域网中。 （星型拓扑结构的网络规模受限于中央结点的端口数量） 优点，易于监控与管理，故障诊断与隔离容易。 缺点，中央结点是网络中的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量。 b. 总线拓扑结构采用一条广播信道作为公共传输介质，称为总线。所有结点均与总线连接，结点间的通信均通过共享的成分进行。 多见于早期局域网。 优点，结构简单，所需电缆数量少，易于扩展。 缺点，通信范围受限，故障诊断与隔离困难，容易产生冲突。 c. 环形拓扑结构，利用通信链路将所有的结点连成一个闭合的环，环中的数据传输通常是单向（也可以双向）的传输，每个结点可以从环中接收数据，并向环中进一步转发数据。多见于局域网，园区网和城域网。 优点，所需电缆长度短，可以使用光纤，易于避免冲突。 缺点，某结点的故障容易引起全网瘫痪，新结点的加入或撤出比较麻烦，存在时间问题。 d. 网状拓扑结构中的结点通过多条链路与不同的结点直接连接，网状任一结点与其余所有节点均有直接链路连接，则为完全网状结构，否则为非完全网状结构。 多见于核心网络。 多见于广域网或互联网核心层网络的拓扑结构。 优点，网络可靠性强，一条或多条链路故障时，网络仍然可以连通。 缺点，结构复杂，造价成本高，选路协议复杂。 e. 树形拓扑结构是总线拓扑结构与星形拓扑结构的扩展，多见通过级联星网络 拓扑结构网络中的中央结点构建树型拓扑结构。 多见于局域网。 优点，易于扩展，故障隔离容易。 缺点，对根结点的可靠性要求高，一旦根结点故障，则可能导致网络大范围无法通信。 f. 混合拓扑结构是两种以上简单拓扑结构混合而成的网络。 绝大多数实际网络采用，比如internet。 优点，易于扩展，可以构建不同规模网络，并可根据需要优选网络。 缺点，网络结构复杂，管理与维护负杂。 （3） 按交换方式分类： 数据交换是指网络通过彼此互连的结点间的数据转接，实现将数据从发送结点送达目的结点的过程和技术。按网络所采用的数据交换技术，计算机网络可分为：电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络。 （4） 按网络用户属性分类 a. 公用网： 由国家或企业出资建设，面向公众提供收费或免费服务的网络。如电信企业建设的网络、Internet等。 b. 私有网络：指由某个组织（如政府部门或企业等）出资建设，专门面向该组织内部业务提供网络传输服务，不向公众开放的网络。如：军事专用网络、航空专用网络、银行专用网络、铁路专用网络等。 7. 在选择网络拓扑结构时，考虑的主要因素: (1) 可靠性(2)费用(3)灵活性(4)响应时间和吞吐量 第二节 计算机网络结构 1. 计算机网络结构主要包括:网络边缘，接入网络，网络核心三个部分。 a. 网络边缘，为网络用户提供网络应用服务。 b. 接入网络，实现网络边缘的端系统与网络核心连接与接入的网络。主要有 1,电话拨号接入， 2,非对称数字用户线路adsl接入， 3,混合光纤同轴电缆HFC接入网络， 4,局域网 5,移动接入网络。 常用的：ADSL、HFC和移动接入网络。 c. 网络核心是由通信链路互连的分组交换设备构成的网络，利用数据交换实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发。 第三节 数据交换技术 1. 计算机网络的根本目的实在网络边缘的主机之间实现相互的数据传输、信息交换。 2. 数据交换技术包括： 电路交换、报文交换、分组交换。 对于报文和分组交换方式来说，更为公平的交互方式是：分组交换。 3. 请简述电路交换的工作过程，以及电路交换的特点。 在电路交换网络中，首先需要通过中间交换节点为两台主机之间建立一条专用的通信线路，称为电路，然后再利用该电路进行通信，通信结束后再拆除电路，电话网络的电话拨号呼叫过程就是请求建立电路的过程。利用电路交换进行通信包括建立电路，传输数据和拆除电路三个阶段。 a,建立电路，传输数据之前，必须建立一条端对端的电路这个带宽在双方通信期间将一直保留并独占。 b,传输数据。 c.拆除电路。 电路交换的优点是实时性高，时延和时延抖动都较小，缺点是对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速率单一。电路交换主要是用于语音和视频这类实施性强的业务。 4 什么是报文交换？什么是分组交换？试比较两者的优劣。 报文交换，也称为消息交换。发送方把要发送的信息附上发送/接收主机的地址及其它控制信息，构成一个完整的报文，然后以报文为单位，在交换网络的各结点之间，以存储-转发的方式传送，直至送达目的主机。 分组交换是目前计算机网络广泛采用的技术，分组交换将待传输数据及报文分割成较小的数据块，每个数据库附加上地址序号等控制信息构成数据分组，每个分组独立传输到目的地，目的地将收到的分组重新组装还原为报文。 分组交换的优点： 1,交换设备存储容量要求低。 2,交换速度快。 3,可靠传输效率高. 4,更加公平。 4. 分组长度确定： 它与交换过程中的延迟时间、交换设备存储容量、线路利用率、信道传输质量、数据业务统计特性以及交换机费用等诸多因素有关。 a. 分组长度与误码率： x+h=L (x数据长度，h分组头长度，L分组长度） 信道误码率Pe,则分组传输正确的概率为： 分组传输错误要求重发的概率为（1-Ps）,多次连续传输错误的情况下