計算機網路技術第一二章筆記整理

㈠ 【山外筆記-計算機網路·第7版】第02章：物理層

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本章最重要的內容是：

（1）物理層的任務。

（2）幾種常用的信道復用技術。

（3）幾種常用的寬頻接入技術，主要是ADSL和FTTx。

1、物理層簡介

（1）物理層在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流，而不是指具體的傳輸媒體。

（2）物理層的作用是盡可能地屏蔽掉傳輸媒體和通信手段的差異。

（3）用於物理層的協議常稱為物理層規程（procere），其實物理層規程就是物理層協議。

2、物理層的主要任務 ：確定與傳輸媒體的介面有關的一些特性。

（1）機械特性：指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置等。

（2）電氣特性：指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。

（3）功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓的意義。

（4）過程特性：指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

3、物理層要完成傳輸方式的轉換。

（1）數據在計算機內部多採用並行傳輸方式。

（2）數據在通信線路（傳輸媒體）上的傳輸方式一般都是串列傳輸，即逐個比特按照時間順序傳輸。

（3）物理連接的方式：點對點、多點連接或廣播連接。

（4）傳輸媒體的種類：架空明線、雙絞線、對稱電纜、同軸電纜、光纜，以及各種波段的無線信道等。

1、數據通信系統的組成

一個數據通信系統可劃分為源系統（或發送端、發送方）、傳輸系統（或傳輸網路）和目的系統（或接收端、接收方）三大部分。

（1）源系統：一般包括以下兩個部分：

（2）目的系統：一般也包括以下兩個部分：

（3）傳輸系統：可以是簡單的傳輸線，也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。

2、通信常用術語

（1）通信的目的是傳送消息（message），數據（data）是運送消息的實體。

（2）數據是使用特定方式表示的信息，通常是有意義的符號序列。

（3）信息的表示可用計算機或其他機器（或人）處理或產生。

（4）信號（signal）則是數據的電氣或電磁的表現。

3、信號的分類 ：根據信號中代表消息的參數的取值方式不同

（1）模擬信號/連續信號：代表消息的參數的取值是連續的。

（2）數字信號/離散信號：代表消息的參數的取值是離散的。

1、信道

（1）信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。

（2）一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

（3）單向通信只需要一條信道，而雙向交替通信或雙向同時通信則都需要兩條信道（每個方向各一條）。

2、通信的基本方式 ：

（1）單向通信又稱為單工通信，只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。如無線電廣播、有線電廣播、電視廣播。

（2）雙向交替通信又稱為半雙工通信，即通信的雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送/接收。

（3）雙向同時通信又稱為全雙工通信，即通信的雙方可以同時發送和接收信息。

3、調制 （molation）

（1）基帶信號：來自信源的信號，即基本頻帶信號。許多信道不能傳輸基帶信號，必須對其進行調制。

（2）調制的分類

4、基帶調制常用的編碼方式 （如圖2-2）

（1）不歸零制：正電平代表1，負電平代表0。

（2）歸零制：正脈沖代表1，負脈沖代表0。

（3）曼徹斯特：編碼位周期中心的向上跳變代表0，位周期中心的向下跳變代表1。也可反過來定義。

（4）差分曼徹斯特：編碼在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0，而位開始邊界沒有跳變代表1。

5、帶通調制的基本方法

（1）調幅（AM）即載波的振幅隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應於無載波或有載波輸出。

（2）調頻（FM）即載波的頻率隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應於頻率f1或f2。

（3）調相（PM）即載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應於相位0度或180度。

（4）多元制的振幅相位混合調制方法：正交振幅調制QAM（Quadrature Amplitude Molation）。

1、信號失真

（1）信號在信道上傳輸時會不可避免地產生失真，但在接收端只要從失真的波形中能夠識別並恢復出原來的碼元信號，那麼這種失真對通信質量就沒有影響。

（2）碼元傳輸的速率越高，或信號傳輸的距離越遠，或雜訊干擾越大，或傳輸媒體質量越差，在接收端的波形的失真就越嚴重。

2、限制碼元在信道上的傳輸速率的因素

（1）信道能夠通過的頻率范圍

（2）信噪比

3、香農公式 （Shannon）

（1）香農公式（Shannon）：C = W*log2(1+S/N) (bit/s)

（2）香農公式表明：信道的帶寬或信道中的信噪比越大，信息的極限傳輸速率就越高。

（3）香農公式指出了信息傳輸速率的上限。

（4）香農公式的意義：只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率，就一定存在某種辦法來實現無差錯的傳輸。

（5）在實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少,是因為香農公式的推導過程中並未考慮如各種脈沖干擾和在傳輸中產生的失真等信號損傷。

1、傳輸媒體

傳輸媒體也稱為傳輸介質或傳輸媒介，是數據傳輸系統中在發送器和接收器之間的物理通路。

2、傳輸媒體的分類

（1）導引型傳輸媒體：電磁波被導引沿著固體媒體（雙絞線、同軸電纜或光纖）傳播。

（2）非導引型傳輸媒體：是指自由空間，電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。

1、雙絞線

（1）雙絞線也稱為雙扭線， 即把兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起，然後用規則的方法絞合（twist）起來。絞合可減少對相鄰導線的電磁干擾。

（2）電纜：通常由一定數量的雙絞線捆成，在其外麵包上護套。

（3）屏蔽雙絞線STP（Shielded Twisted Pair）：在雙絞線的外面再加上一層用金屬絲編織成的屏蔽層，提高了雙絞線抗電磁干擾的能力。價格比無屏蔽雙絞線UTP（Unshielded Twisted Pair）要貴一些。

（4）模擬傳輸和數字傳輸都可以使用雙絞線，其通信距離一般為幾到十幾公里。

（5）雙絞線布線標准

（6）雙絞線的使用

2、同軸電纜

（1）同軸電纜由內導體銅質芯線（單股實心線或多股絞合線）、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層（也可以是單股的）以及保護塑料外層所組成。

（2）由於外導體屏蔽層的作用，同軸電纜具有很好的抗干擾特性，被廣泛用於傳輸較高速率的數據。

（3）同軸電纜主要用在有線電視網的居民小區中。

（4）同軸電纜的帶寬取決於電纜的質量。目前高質量的同軸電纜的帶寬已接近1GHz。

3、光纜

（1）光纖通信就是利用光導纖維（簡稱光纖）傳遞光脈沖來進行通信。有光脈沖為1，沒有光脈沖為0。

（2）光纖是光纖通信的傳輸媒體。

（3）多模光纖：可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。光脈沖在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬，造成失真，多模光纖只適合於近距離傳輸。

（4）單模光纖：若光纖的直徑減小到只有一個光的波長，則光纖就像一根波導那樣，可使光線一直向前傳播，而不會產生多次反射。單模光纖的纖芯很細，其直徑只有幾個微米，製造起來成本較高。

（5）光纖通信中常用的三個波段中心：850nm，1300nm和1550nm。

（6）光纜：一根光纜少則只有一根光纖，多則可包括數十至數百根光纖，再加上加強芯和填充物，必要時還可放入遠供電源線，最後加上包帶層和外護套。

（7）光纖的優點

1、無線傳輸

（1）無線傳輸是利用無線信道進行信息的傳輸，可使用的頻段很廣。

（2）LF，MF和HF分別是低頻（30kHz-300kHz）、中頻（300kHz-3MH z）和高頻（3MHz-30MHz）。

（3）V，U，S和E分別是甚高頻（30MHz-300MHz）、特高頻（300MHz-3GHz）、超高頻（3GHz-30GHz）和極高頻（30GHz-300GHz），最高的一個頻段中的T是Tremendously。

2、短波通信： 即高頻通信，主要是靠電離層的反射傳播到地面上很遠的地方，通信質量較差。

3、無線電微波通信

（1）微波的頻率范圍為300M Hz-300GHz（波長1m-1mm），但主要使用2~40GHz的頻率范圍。

（2）微波在空間中直線傳播，會穿透電離層而進入宇宙空間，傳播距離受到限制，一般只有50km左右。

（3）傳統的微波通信主要有兩種方式，即地面微波接力通信和衛星通信。

（4）微波接力通信：在一條微波通信信道的兩個終端之間建立若干個中繼站，中繼站把前一站送來的信號經過放大後再發送到下一站，故稱為「接力」，可傳輸電話、電報、圖像、數據等信息。

（5）衛星通信：利用高空的人造同步地球衛星作為中繼器的一種微波接力通信。

（6）無線區域網使用ISM無線電頻段中的2.4GHz和5.8GHz頻段。

（7）紅外通信、激光通信也使用非導引型媒體，可用於近距離的筆記本電腦相互傳送數據。

1、復用（multiplexing）技術原理

（1）在發送端使用一個復用器，就可以使用一個共享信道進行通信。

（2）在接收端再使用分用器，把合起來傳輸的信息分別送到相應的終點。

（3）復用器和分用器總是成對使用，在復用器和分用器之間是用戶共享的高速信道。

（4）分用器（demultiplexer）的作用：把高速信道傳送過來的數據進行分用，分別送交到相應的用戶。

2、最基本的復用

（1）頻分復用FDM（Frequency Division Multiplexing）

（2）時分復用TDM（Time Division Multiplexing）：

3、統計時分復用STDM （Statistic TDM）

（1）統計時分復用STDM是一種改進的時分復用，能明顯地提高信道的利用率。

（2）集中器（concentrator）：將多個用戶的數據集中起來通過高速線路發送到一個遠地計算機。

（3）統計時分復用使用STDM幀來傳送數據，每一個STDM幀中的時隙數小於連接在集中器上的用戶數。

（4）STDM幀不是固定分配時隙，而是按需動態地分配時隙，提高了線路的利用率。

（5）統計復用又稱為非同步時分復用，而普通的時分復用稱為同步時分復用。

（6）STDM幀中每個時隙必須有用戶的地址信息，這是統計時分復用必須要有的和不可避免的一些開銷。

（7）TDM幀和STDM幀都是在物理層傳送的比特流中所劃分的幀。和數據鏈路層的幀是完全不同的概念。

（8）使用統計時分復用的集中器也叫做智能復用器，能提供對整個報文的存儲轉發能力，通過排隊方式使各用戶更合理地共享信道。此外，許多集中器還可能具有路由選擇、數據壓縮、前向糾錯等功能。

1、波分復用WDM （Wavelength Division Multiplexing）

波分復用WDM是光的頻分復用，在一根光纖上用波長來復用兩路光載波信號。

2、密集波分復用DWDM （Dense Wavelength Division Multiplexing）

密集波分復用DWDM是在一根光纖上復用幾十路或更多路數的光載波信號。

1、碼分復用CDM （Code Division Multiplexing）

（1）每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。

（2）各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型，因此各用戶之間不會造成干擾。

（3）碼分復用最初用於軍事通信，現已廣泛用於民用的移動通信中，特別是在無線區域網中。

2、碼分多址CDMA （Code Division Multiple Access）。

（1）在CDMA中，每一個比特時間再劃分為m個短的間隔，稱為碼片（chip）。通常m的值是64或128。

（2）使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列（chip sequence）。

（3）一個站如果發送比特1，則發送m bit碼片序列。如果發送比特0，則發送該碼片序列的二進制反碼。

（4）發送信息的每一個比特要轉換成m個比特的碼片，這種通信方式是擴頻通信中的直接序列擴頻DSSS。

（5）CDMA系統給每一個站分配的碼片序列必須各不相同，並且還互相正交（orthogonal）。

（6）CDMA的工作原理：現假定有一個X站要接收S站發送的數據。

（7）擴頻通信（spread spectrum）分為直接序列擴頻DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）和跳頻擴頻FHSS（Frequency Hopping Spread Spectrum）兩大類。

早起電話機用戶使用雙絞線電纜。長途干線採用的是頻分復用FDM的模擬傳輸方式，現在大都採用時分復用PCM的數字傳輸方式。現代電信網，在數字化的同時，光纖開始成為長途干線最主要的傳輸媒體。

1、早期的數字傳輸系統最主要的缺點：

（1）速率標准不統一。互不兼容的國際標准使國際范圍的基於光纖的高速數據傳輸就很難實現。

（2）不是同步傳輸。為了節約經費，各國的數字網主要採用准同步方式。

2、數字傳輸標准

（1）同步光纖網SONET（Synchronous Optical Network）

（2）同步數字系列SDH（Synchronous Digital Hierarchy）

（3）SDH/SONET定義了標准光信號，規定了波長為1310nm和1550nm的激光源。在物理層定義了幀結構。

（4）SDH/SONET標準的制定，使北美、日本和歐洲三種不同的數字傳輸體制在STM-1等級上獲得了統一，第一次真正實現了數字傳輸體制上的世界性標准。

互聯網的發展初期，用戶利用電話的用戶線通過數據機連接到ISP，速率最高只能達到56kbit/s。

從寬頻接入的媒體來看，寬頻接入技術可以分為有線寬頻接入和無線寬頻接入兩大類。

1、非對稱數字用戶線ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）

（1）ADSL技術是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬頻數字業務。

（2）ADSL技術把0-4kHz低端頻譜留給傳統電話使用，把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。

（3）ADSL的ITU的標準是G.992.1（或稱G.dmt，表示它使用DMT技術）。

（4）「非對稱」是指ADSL的下行（從ISP到用戶）帶寬都遠遠大於上行（從用戶到ISP）帶寬。

（5）ADSL的傳輸距離取決於數據率和用戶線的線徑（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大）。

（6）ADSL所能得到的最高數據傳輸速率還與實際的用戶線上的信噪比密切相關。

2、ADSL數據機的實現方案 ：離散多音調DMT（Discrete Multi-Tone）調制技術

（1）ADSL在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個ADSL數據機。

（2）「多音調」就是「多載波」或「多子信道」的意思。

（3）DMT調制技術採用頻分復用的方法，把40kHz-1.1MHz的高端頻譜劃分為許多子信道。

（4）當ADSL啟動時，用戶線兩端的ADSL數據機就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。

（5）ADSL能夠選擇合適的調制方案以獲得盡可能高的數據率，但不能保證固定的數據率。

3、數字用戶線接入復用器DSLAM （DSL Access Multiplexer）

（1）數字用戶線接入復用器包括許多ADSL數據機。

（2）ADSL數據機又稱為接入端接單元ATU（Access Termination Unit）。

（3）ADSL數據機必須成對使用，因此把在電話端局記為ATU-C，用戶家中記為ATU-R。

（4）ADSL最大的好處就是可以利用現有電話網中的用戶線（銅線），而不需要重新布線。

（5）ADSL數據機有兩個插口：

（6）一個DSLAM可支持多達500-1000個用戶。

4、第二代ADSL

（1）ITU-T已頒布了G系列標准，被稱為第二代ADSL，ADSL2。

（1）第二代ADSL通過提高調制效率得到了更高的數據率。

（2）第二代ADSL採用了無縫速率自適應技術SRA（Seamless Rate Adaptation），可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下，根據線路的實時狀況，自適應地調整數據率。

（3）第二代ADSL改善了線路質量評測和故障定位功能。

5、ADSL技術的變型 ：xDSL

ADSL並不適合於企業，為了滿足企業的需要，產生了ADSL技術的變型：xDSL。

（1）對稱DSL（Symmetric DSL，SDSL）：把帶寬平均分配到下行和上行兩個方向，每個方向的速度分別為384kbit/s或1.5Mbit/s，距離分別為5.5km或3km。

（2）HDSL（High speed DSL）：使用一對線或兩對線的對稱DSL，是用來取代T1線路的高速數字用戶線，數據速率可達768KBit/s或1.5Mbit/s，距離為2.7-3.6km。

（3）VDSL（Very high speed DSL）：比ADSL更快的、用於短距離傳送（300-1800m），即甚高速數字用戶線，是ADSL的快速版本。

1、光纖同軸混合網HFC （Hybrid Fiber Coax）

（1）光纖同軸混合網HFC是在有線電視網的基礎上改造開發的一種居民寬頻接入網。

（2）光纖同軸混合網HFC可傳送電視節目，能提供電話、數據和其他寬頻交互型業務。

（3）有線電視網最早是樹形拓撲結構的同軸電纜網路，採用模擬技術的頻分復用進行單向廣播傳輸。

2、光纖同軸混合網HFC的主要特點：

（1）HFC網把原有線電視網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖，光纖從頭端連接到光纖結點（fiber node）。

（2）在光纖結點光信號被轉換為電信號，然後通過同軸電纜傳送到每個用戶家庭。

（3）HFC網具有雙向傳輸功能，而且擴展了傳輸頻帶。

（4）連接到一個光纖結點的典型用戶數是500左右，但不超過2000。

3、電纜數據機 （cable modem）

（1）模擬電視機接收數字電視信號需要把機頂盒（set-top box）的設備連接在同軸電纜和電視機之間。

（2）電纜數據機：用於用戶接入互聯網，以及在上行信道中傳送交互數字電視所需的一些信息。

（3）電纜數據機可以做成一個單獨的設備，也可以做成內置式的，安裝在電視機的機頂盒裡面。

（4）電纜數據機不需要成對使用，而只需安裝在用戶端。

（5）電纜數據機必須解決共享信道中可能出現的沖突問題，比ADSL數據機復雜得多。

信號在陸地上長距離的傳輸，已經基本實現了光纖化。遠距離的傳輸媒體使用光纜。只是到了臨近用戶家庭的地方，才轉為銅纜（電話的用戶線和同軸電纜）。

1、多種寬頻光纖接入方式FTTx

（1）多種寬頻光纖接入方式FTTx，x可代表不同的光纖接入地點，即光電轉換的地方。

（2）光纖到戶FTTH（Fiber To The Home）：把光纖一直鋪設到用戶家庭，在光纖進入用戶後，把光信號轉換為電信號，可以使用戶獲得最高的上網速率。

（3）光纖到路邊FTTC（C表示Curb）

（4）光纖到小區FTTZ（Z表示Zone）

（5）光纖到大樓FTTB（B表示Building）

（6）光纖到樓層FTTF（F表示Floor）

（7）光纖到辦公室FTTO（O表示Office）

（8）光纖到桌面FTTD（D表示Desk）

2、無源光網路PON （Passive Optical Network）

（1）光配線網ODN（Optical Distribution Network）：在光纖干線和廣大用戶之間，鋪設的轉換裝置，使得數十個家庭用戶能夠共享一根光纖干線。

（2）無源光網路PON（Passive Optical Network），即無源的光配線網。

（3） 無源：表明在光配線網中無須配備電源，因此基本上不用維護，其長期運營成本和管理成本都很低。

（4）光配線網採用波分復用，上行和下行分別使用不同的波長。

（5）光線路終端OLT（ Optical Line Terminal）是連接到光纖干線的終端設備。

（6）無源光網路PON下行數據傳輸

（7）無源光網路PON上行數據傳輸

當ONU發送上行數據時，先把電信號轉換為光信號，光分路器把各ONU發來的上行數據匯總後，以TDMA方式發往OLT，而發送時間和長度都由OLT集中控制，以便有序地共享光纖主幹。

（8）從ONU到用戶的個人電腦一般使用乙太網連接，使用5類線作為傳輸媒體。

（9）從總的趨勢來看，光網路單元ONU越來越靠近用戶的家庭，即「光進銅退」。

3、無源光網路PON的種類

（1）乙太網無源光網路EPON（Ethernet PON）

（2）吉比特無源光網路GPON（Gigabit PON）

㈡ 計算機網路知識點

一、計算機網路概述

1.1 計算機網路的分類

按照網路的作用范圍：廣域網（WAN）、城域網（MAN）、區域網（LAN）；

按照網路使用者：公用網路、專用網路。

1.2 計算機網路的層次結構

TCP/IP四層模型與OSI體系結構對比：

1.3 層次結構設計的基本原則

各層之間是相互獨立的；

每一層需要有足夠的靈活性；

各層之間完全解耦。

1.4 計算機網路的性能指標

速率：bps=bit/s 時延：發送時延、傳播時延、排隊時延、處理時延 往返時間RTT：數據報文在端到端通信中的來回一次的時間。

二、物理層

物理層的作用：連接不同的物理設備，傳輸比特流。該層為上層協議提供了一個傳輸數據的可靠的物理媒體。簡單的說，物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。

物理層設備：

中繼器【Repeater，也叫放大器】：同一區域網的再生信號；兩埠的網段必須同一協議；5-4-3規程：10BASE-5乙太網中，最多串聯4個中繼器，5段中只能有3個連接主機；

集線器：同一區域網的再生、放大信號（多埠的中繼器）；半雙工，不能隔離沖突域也不能隔離廣播域。

信道的基本概念：信道是往一個方向傳輸信息的媒體，一條通信電路包含一個發送信道和一個接受信道。

單工通信信道：只能一個方向通信，沒有反方向反饋的信道；

半雙工通信信道：雙方都可以發送和接受信息，但不能同時發送也不能同時接收；

全雙工通信信道：雙方都可以同時發送和接收。

三、數據鏈路層

3.1 數據鏈路層概述

數據鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。

該層的作用包括： 物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發 等。

有關數據鏈路層的重要知識點：

數據鏈路層為網路層提供可靠的數據傳輸；

基本數據單位為幀；

主要的協議：乙太網協議；

兩個重要設備名稱：網橋和交換機。

封裝成幀：「幀」是 數據鏈路層 數據的基本單位：

透明傳輸：「透明」是指即使控制字元在幀數據中，但是要當做不存在去處理。即在控制字元前加上轉義字元ESC。

3.2 數據鏈路層的差錯監測

差錯檢測：奇偶校驗碼、循環冗餘校驗碼CRC

奇偶校驗碼–局限性：當出錯兩位時，檢測不到錯誤。

循環冗餘檢驗碼：根據傳輸或保存的數據而產生固定位數校驗碼。

3.3 最大傳輸單元MTU

最大傳輸單元MTU(Maximum Transmission Unit)，數據鏈路層的數據幀不是無限大的，數據幀長度受MTU限制.

路徑MTU：由鏈路中MTU的最小值決定。

3.4 乙太網協議詳解

MAC地址：每一個設備都擁有唯一的MAC地址，共48位，使用十六進製表示。

乙太網協議：是一種使用廣泛的區域網技術，是一種應用於數據鏈路層的協議，使用乙太網可以完成相鄰設備的數據幀傳輸：

區域網分類：

Ethernet乙太網IEEE802.3：

乙太網第一個廣泛部署的高速區域網

乙太網數據速率快

乙太網硬體價格便宜，網路造價成本低

乙太網幀結構：

類型：標識上層協議（2位元組）

目的地址和源地址：MAC地址（每個6位元組）

數據：封裝的上層協議的分組（46~1500位元組）

CRC：循環冗餘碼（4位元組）

乙太網最短幀：乙太網幀最短64位元組；乙太網幀除了數據部分18位元組；數據最短46位元組；

MAC地址（物理地址、區域網地址）

MAC地址長度為6位元組，48位；

MAC地址具有唯一性，每個網路適配器對應一個MAC地址；

通常採用十六進製表示法，每個位元組表示一個十六進制數，用 - 或 : 連接起來；

MAC廣播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

四、網路層

網路層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳送，具體功能包括定址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。數據交換技術是報文交換（基本上被分組所替代）：採用儲存轉發方式，數據交換單位是報文。

網路層中涉及眾多的協議，其中包括最重要的協議，也是TCP/IP的核心協議——IP協議。IP協議非常簡單，僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協議的主要功能有：無連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。

與IP協議配套使用實現其功能的還有地址解析協議ARP、逆地址解析協議RARP、網際網路報文協議ICMP、網際網路組管理協議IGMP。具體的協議我們會在接下來的部分進行總結，有關網路層的重點為：

1、網路層負責對子網間的數據包進行路由選擇。此外，網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能；

2、基本數據單位為IP數據報；

3、包含的主要協議：

IP協議（Internet Protocol，網際網路互聯協議）;

ICMP協議（Internet Control Message Protocol，網際網路控制報文協議）;

ARP協議（Address Resolution Protocol，地址解析協議）;

RARP協議（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協議）。

4、重要的設備：路由器。

路由器相關協議

4.1 IP協議詳解

IP網際協議是 Internet 網路層最核心的協議。虛擬互聯網路的產生：實際的計算機網路錯綜復雜；物理設備通過使用IP協議，屏蔽了物理網路之間的差異；當網路中主機使用IP協議連接時，無需關注網路細節，於是形成了虛擬網路。

IP協議使得復雜的實際網路變為一個虛擬互聯的網路；並且解決了在虛擬網路中數據報傳輸路徑的問題。

其中，版本指IP協議的版本，佔4位，如IPv4和IPv6；首部位長度表示IP首部長度，佔4位，最大數值位15；總長度表示IP數據報總長度，佔16位，最大數值位65535；TTL表示IP數據報文在網路中的壽命，佔8位；協議表明IP數據所攜帶的具體數據是什麼協議的，如TCP、UDP。

4.2 IP協議的轉發流程

4.3 IP地址的子網劃分

A類（8網路號+24主機號）、B類（16網路號+16主機號）、C類（24網路號+8主機號）可以用於標識網路中的主機或路由器，D類地址作為組廣播地址，E類是地址保留。

4.4 網路地址轉換NAT技術

用於多個主機通過一個公有IP訪問訪問互聯網的私有網路中，減緩了IP地址的消耗，但是增加了網路通信的復雜度。

NAT 工作原理：

從內網出去的IP數據報，將其IP地址替換為NAT伺服器擁有的合法的公共IP地址，並將替換關系記錄到NAT轉換表中；

從公共互聯網返回的IP數據報，依據其目的的IP地址檢索NAT轉換表，並利用檢索到的內部私有IP地址替換目的IP地址，然後將IP數據報轉發到內部網路。

4.5 ARP協議與RARP協議

地址解析協議 ARP（Address Resolution Protocol）：為網卡（網路適配器）的IP地址到對應的硬體地址提供動態映射。可以把網路層32位地址轉化為數據鏈路層MAC48位地址。

ARP 是即插即用的，一個ARP表是自動建立的，不需要系統管理員來配置。

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)協議指逆地址解析協議，可以把數據鏈路層MAC48位地址轉化為網路層32位地址。

4.6 ICMP協議詳解

網際控制報文協議（Internet Control Message Protocol），可以報告錯誤信息或者異常情況，ICMP報文封裝在IP數據報當中。

ICMP協議的應用：

Ping應用：網路故障的排查；

Traceroute應用：可以探測IP數據報在網路中走過的路徑。

4.7網路層的路由概述

關於路由演算法的要求：正確的完整的、在計算上應該盡可能是簡單的、可以適應網路中的變化、穩定的公平的。

自治系統AS： 指處於一個管理機構下的網路設備群，AS內部網路自治管理，對外提供一個或多個出入口，其中自治系統內部的路由協議為內部網關協議，如RIP、OSPF等；自治系統外部的路由協議為外部網關協議，如BGP。

靜態路由： 人工配置，難度和復雜度高；

動態路由：

鏈路狀態路由選擇演算法LS：向所有隔壁路由發送信息收斂快；全局式路由選擇演算法，每個路由器計算路由時，需構建整個網路拓撲圖；利用Dijkstra演算法求源端到目的端網路的最短路徑；Dijkstra(迪傑斯特拉)演算法

距離-向量路由選擇演算法DV：向所有隔壁路由發送信息收斂慢、會存在迴路；基礎是Bellman-Ford方程（簡稱B-F方程）；

4.8 內部網關路由協議之RIP協議

路由信息協議 RIP(Routing Information Protocol)【應用層】，基於距離-向量的路由選擇演算法，較小的AS（自治系統），適合小型網路；RIP報文，封裝進UDP數據報。

RIP協議特性：

RIP在度量路徑時採用的是跳數（每個路由器維護自身到其他每個路由器的距離記錄）；

RIP的費用定義在源路由器和目的子網之間；

RIP被限制的網路直徑不超過15跳；

和隔壁交換所有的信息，30主動一次（廣播）。

4.9 內部網關路由協議之OSPF協議

開放最短路徑優先協議 OSPF(Open Shortest Path First)【網路層】，基於鏈路狀態的路由選擇演算法（即Dijkstra演算法），較大規模的AS ，適合大型網路，直接封裝在IP數據報傳輸。

OSPF協議優點：

安全；

支持多條相同費用路徑；

支持區別化費用度量；

支持單播路由和多播路由；

分層路由。

RIP與OSPF的對比（路由演算法決定其性質）：

4.10外部網關路由協議之BGP協議

BGP（Border Gateway Protocol）邊際網關協議【應用層】：是運行在AS之間的一種協議,尋找一條好路由：首次交換全部信息，以後只交換變化的部分,BGP封裝進TCP報文段.

五、傳輸層

第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

傳輸層的任務是根據通信子網的特性，最佳的利用網路資源，為兩個端系統的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層，信息傳送的協議數據單元稱為段或報文。

網路層只是根據網路地址將源結點發出的數據包傳送到目的結點，而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的埠。

有關網路層的重點：

傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題；

包含的主要協議：TCP協議（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）、UDP協議（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）；

重要設備：網關。

5.1 UDP協議詳解

UDP(User Datagram Protocol: 用戶數據報協議)，是一個非常簡單的協議。

UDP協議的特點：

UDP是無連接協議；

UDP不能保證可靠的交付數據；

UDP是面向報文傳輸的；

UDP沒有擁塞控制；

UDP首部開銷很小。

UDP數據報結構：

首部:8B，四欄位/2B【源埠 | 目的埠 | UDP長度 | 校驗和】 數據欄位：應用數據

5.2 TCP協議詳解

TCP(Transmission Control Protocol: 傳輸控制協議)，是計算機網路中非常復雜的一個協議。

TCP協議的功能：

對應用層報文進行分段和重組；

面向應用層實現復用與分解；

實現端到端的流量控制；

擁塞控制；

傳輸層定址；

對收到的報文進行差錯檢測（首部和數據部分都檢錯）；

實現進程間的端到端可靠數據傳輸控制。

TCP協議的特點：

TCP是面向連接的協議；

TCP是面向位元組流的協議；

TCP的一個連接有兩端，即點對點通信；

TCP提供可靠的傳輸服務；

TCP協議提供全雙工通信（每條TCP連接只能一對一）；

5.2.1 TCP報文段結構：

最大報文段長度：報文段中封裝的應用層數據的最大長度。

TCP首部：

序號欄位：TCP的序號是對每個應用層數據的每個位元組進行編號

確認序號欄位：期望從對方接收數據的位元組序號，即該序號對應的位元組尚未收到。用ack_seq標識；

TCP段的首部長度最短是20B ，最長為60位元組。但是長度必須為4B的整數倍

TCP標記的作用：

5.3 可靠傳輸的基本原理

基本原理：

不可靠傳輸信道在數據傳輸中可能發生的情況：比特差錯、亂序、重傳、丟失

基於不可靠信道實現可靠數據傳輸採取的措施：

差錯檢測：利用編碼實現數據包傳輸過程中的比特差錯檢測 確認：接收方向發送方反饋接收狀態 重傳：發送方重新發送接收方沒有正確接收的數據 序號：確保數據按序提交 計時器：解決數據丟失問題；

停止等待協議：是最簡單的可靠傳輸協議，但是該協議對信道的利用率不高。

連續ARQ(Automatic Repeat reQuest：自動重傳請求)協議：滑動窗口+累計確認，大幅提高了信道的利用率。

5.3.1TCP協議的可靠傳輸

基於連續ARQ協議，在某些情況下，重傳的效率並不高，會重復傳輸部分已經成功接收的位元組。

5.3.2 TCP協議的流量控制

流量控制：讓發送方發送速率不要太快，TCP協議使用滑動窗口實現流量控制。

5.4 TCP協議的擁塞控制

擁塞控制與流量控制的區別：流量控制考慮點對點的通信量的控制，而擁塞控制考慮整個網路，是全局性的考慮。擁塞控制的方法：慢啟動演算法+擁塞避免演算法。

慢開始和擁塞避免：

【慢開始】擁塞窗口從1指數增長；

到達閾值時進入【擁塞避免】，變成+1增長；

【超時】，閾值變為當前cwnd的一半（不能<2）；

再從【慢開始】，擁塞窗口從1指數增長。

快重傳和快恢復：

發送方連續收到3個冗餘ACK，執行【快重傳】，不必等計時器超時；

執行【快恢復】，閾值變為當前cwnd的一半（不能<2），並從此新的ssthresh點進入【擁塞避免】。

5.5 TCP連接的三次握手（重要）

TCP三次握手使用指令：

面試常客：為什麼需要三次握手？

第一次握手：客戶發送請求，此時伺服器知道客戶能發；

第二次握手：伺服器發送確認，此時客戶知道伺服器能發能收；

第三次握手：客戶發送確認，此時伺服器知道客戶能收。

建立連接（三次握手）：

第一次： 客戶向伺服器發送連接請求段，建立連接請求控制段（SYN=1），表示傳輸的報文段的第一個數據位元組的序列號是x，此序列號代表整個報文段的序號（seq=x）；客戶端進入 SYN_SEND （同步發送狀態）；

第二次： 伺服器發回確認報文段，同意建立新連接的確認段（SYN=1），確認序號欄位有效（ACK=1），伺服器告訴客戶端報文段序號是y（seq=y），表示伺服器已經收到客戶端序號為x的報文段，准備接受客戶端序列號為x+1的報文段（ack_seq=x+1）；伺服器由LISTEN進入SYN_RCVD （同步收到狀態）;

第三次： 客戶對伺服器的同一連接進行確認.確認序號欄位有效(ACK=1),客戶此次的報文段的序列號是x+1(seq=x+1),客戶期望接受伺服器序列號為y+1的報文段(ack_seq=y+1);當客戶發送ack時，客戶端進入ESTABLISHED 狀態;當服務收到客戶發送的ack後，也進入ESTABLISHED狀態;第三次握手可攜帶數據;

5.6 TCP連接的四次揮手（重要）

釋放連接（四次揮手）

第一次： 客戶向伺服器發送釋放連接報文段，發送端數據發送完畢，請求釋放連接（FIN=1），傳輸的第一個數據位元組的序號是x（seq=x）；客戶端狀態由ESTABLISHED進入FIN_WAIT_1（終止等待1狀態）；

第二次： 伺服器向客戶發送確認段，確認字型大小段有效（ACK=1），伺服器傳輸的數據序號是y（seq=y），伺服器期望接收客戶數據序號為x+1（ack_seq=x+1）;伺服器狀態由ESTABLISHED進入CLOSE_WAIT（關閉等待）；客戶端收到ACK段後，由FIN_WAIT_1進入FIN_WAIT_2；

第三次： 伺服器向客戶發送釋放連接報文段，請求釋放連接（FIN=1），確認字型大小段有效（ACK=1），表示伺服器期望接收客戶數據序號為x+1（ack_seq=x+1）;表示自己傳輸的第一個位元組序號是y+1（seq=y+1）；伺服器狀態由CLOSE_WAIT 進入 LAST_ACK （最後確認狀態）；

第四次： 客戶向伺服器發送確認段，確認字型大小段有效（ACK=1），表示客戶傳輸的數據序號是x+1（seq=x+1），表示客戶期望接收伺服器數據序號為y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客戶端狀態由FIN_WAIT_2進入TIME_WAIT，等待2MSL時間，進入CLOSED狀態；伺服器在收到最後一次ACK後，由LAST_ACK進入CLOSED；

為什麼需要等待2MSL?

最後一個報文沒有確認；

確保發送方的ACK可以到達接收方；

2MSL時間內沒有收到，則接收方會重發；

確保當前連接的所有報文都已經過期。

六、應用層

為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。應用層重點：

數據傳輸基本單位為報文；

包含的主要協議：FTP（文件傳送協議）、Telnet（遠程登錄協議）、DNS（域名解析協議）、SMTP（郵件傳送協議），POP3協議（郵局協議），HTTP協議（Hyper Text Transfer Protocol）。

6.1 DNS詳解

DNS（Domain Name System:域名系統）【C/S，UDP，埠53】：解決IP地址復雜難以記憶的問題,存儲並完成自己所管轄范圍內主機的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的順序：

【1】瀏覽器緩存，

【2】找本機的hosts文件，

【3】路由緩存，

【4】找DNS伺服器（本地域名、頂級域名、根域名）->迭代解析、遞歸查詢。

IP—>DNS服務—>便於記憶的域名

域名由點、字母和數字組成，分為頂級域（com，cn，net，gov，org）、二級域（,taobao,qq,alibaba）、三級域（www）(12-2-0852)

6.2 DHCP協議詳解

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:動態主機設置協議）：是一個區域網協議，是應用UDP協議的應用層協議。作用：為臨時接入區域網的用戶自動分配IP地址。

6.3 HTTP協議詳解

文件傳輸協議（FTP）：控制連接（埠21）：傳輸控制信息（連接、傳輸請求），以7位ASCII碼的格式。整個會話期間一直打開。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本傳輸協議）【TCP，埠80】：是可靠的數據傳輸協議，瀏覽器向伺服器發收報文前，先建立TCP連接，HTTP使用TCP連接方式（HTTP自身無連接）。

HTTP請求報文方式：

GET：請求指定的頁面信息，並返回實體主體；

POST：向指定資源提交數據進行處理請求；

DELETE：請求伺服器刪除指定的頁面；

HEAD：請求讀取URL標識的信息的首部，只返回報文頭；

OPETION：請求一些選項的信息；

PUT：在指明的URL下存儲一個文檔。

6.3.1 HTTP工作的結構

6.3.2 HTTPS協議詳解

HTTPS(Secure)是安全的HTTP協議，埠號443。基於HTTP協議，通過SSL或TLS提供加密處理數據、驗證對方身份以及數據完整性保護

原文地址：https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591

㈢ 全國計算機等級考試三級網路技術知識點

全國計算機等級考試三級網路技術知識點

Internet的應用范圍由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。以下是我整理的全國計算機等級考試三級網路技術知識點，希望大家認真閱讀!

第一章：網路系統統結構與設計的基本原則

計算機網路按地理范圍劃分為區域網，城域網，廣域網;

區域網提高數據傳輸速率 10mbps-10gbps，低誤碼率的高質量傳輸環境

區域網按介質訪問控制方法角度分為共享介質式區域網和交換式區域網

區域網按傳輸介質類型角度分為有線介質區域網和無線介質

區域網早期的計算機網路主要是廣域網，分為主計算機與終端(負責數據處理)和通信處理設備與通信電路(負責數據通信處理)

計算機網路從邏輯功能上分為資源子網和通信子網

資源子網(計算機系統，終端，外網設備以及軟體信息資源): 負責全網數據處理業務，提供網路資源與服務

通信子網(通信處理控制機—即網路節點，通信線路及其他通信設備)：負責網路數據傳輸，轉發等通信處理任務 網路接入(區域網，無線區域網，無線城域網，電話交換網，有線電視網)

廣域網投資大管理困難，由電信運營商組建維護，廣域網技術主要研究的是遠距離，高服務質量的寬頻核心交換技術，用戶接入技術由城域網承擔。

廣域網典型網路類型和技術：(公共電話交換網PSTN，綜合業務數字網ISDN，數字數據網DDN，x.25 分組交換網，幀中繼網，非同步傳輸網，GE千兆乙太網和10GE光乙太網)

交換區域網的核心設備是區域網交換機

城域網概念：網路運營商在城市范圍內提供各種信息服務，以寬頻光傳輸網路為開放平台，以 TCPIP 協議為基礎 密集波分復用技術的推廣導致廣域網主幹線路帶寬擴展

城域網分為核心交換層(高速數據交換)，邊緣匯聚層(路由與流量匯聚)，用戶接入層(用戶接入和本地流量控制)

層次結構優點：層次定位清楚，介面開放，標准規范，便於組建管理

核心層基本功能：(設計重點：可靠性，可擴展性，開放性) 連接匯聚層，為其提供高速分組轉發，提供高速安全 QoS 保障的傳輸環境; 實現主幹網路互聯，提供城市的寬頻 IP 數據出口;提供用戶訪問 INTERNET 需要的路由服務;

匯聚層基本功能： 匯聚接入層用戶流量，數據分組傳輸的匯聚，轉發與交換;本地路由過濾流量均衡，QoS 優先管理，安全控制，IP 地址轉換，流量整形; 把流量轉發到核心層或本地路由處理;

組建運營寬頻城域網原則：可運營性，可管理性，可盈利性，可擴展性

管理和運營寬頻城域網關鍵技術：帶寬管理，服務質量 QoS，網路管理，用戶管理，多業務接入，統計與計費，IP 地址分配與地址轉換，網路安全

寬頻城域網在組建方案中一定要按照電信級運營要求(考慮設備冗餘，線路冗餘以及系統故障的快速診斷與自我恢復)

服務質量 QoS 技術：資源預留，區分服務，多協議標記轉換

管理帶寬城域網 3 種基本方案：帶內網路管理，帶外網路管理，同時使用帶內帶外網路管理 帶內：利用傳統電信網路進行網路管理，利用數據通信網或公共交換電話網撥號，對網路設備進行數據配置。

帶外：利用 IP 網路及協議進行網路管理，利用網路管理協議建立網路管理系統。對匯聚層及其以上設備採用帶外管理，匯聚層一下採用帶內管理

寬頻城域網要求的管理能力表現在電信級的接入管理，業務管理，網路安全

網路安全技術方面需要解決物理安全，網路安全和信息安全。

寬頻城域網基本技術與方案(SDH 城域網方案;10GE 城域網方案，基於 ATM 城域網方案)

光乙太網由多種實現形式，最重要的有 10GE 技術和彈性分組環技術

彈性分組環(RPR)：直接在光纖上高效傳輸 IP 分組的傳輸技術 標准：IEEE802.17

目前城域網主要拓撲結構：環形結構;核心層有 3—10 個結點的城域網使用環形結構可以簡化光纖配置功能：簡化光纖配置;解決網路保護機制與帶寬共享問題;提供點到多點業務

彈性分組環採用雙環結構;RPR 結點最大長度 100km，順時針為外環，逆時針為內環

RPR 技術特點：(帶寬利用率高;公平性好;快速保護和恢復能力強;保證服務 質量)

用戶接入網主要有三類：計算機網路，電信通信網，廣播電視網

接入網接入方式主要為五類：地面有線通信系統，無線通信和移動通信網，衛星通信網，有線電視網和地面廣播電視網

三網融合：計算機網路，電信通信網，電視通信網

用戶接入角度：接入技術(有線和無線)，接入方式(家庭接入，校園接入，機關與企業人)

目前寬頻接入技術： 數字用戶線 XDSL 技術

光纖同軸電纜混合網 HFC 技術

光纖接入技術，

無線接入技術，

區域網技術

無線接入分為無線區域網接入，無線城域網接入，無線 Ad hoc 接入

區域網標准：802.3 無線區域網接入：802.11無線城域網：802.16

數字用戶線 XDSL 又叫 數字用戶環路 ，基於電話銅雙絞線高速傳輸技術 技術分類：

ADSL 非對稱數字用戶線速率不對稱1.5mbps/64kbps-5.5km

RADSL 速率自適應數字用戶線 速率不對稱1.5mbps/64kbps-5.5km

HDSL 高比特率數字用戶線速率對稱 1.544mbps(沒有距離影響)

VDSL 甚高比特率數字用戶線 速率不對 51mbps/64kbps(沒有影響)

光纖同軸混合網 HFC 是新一代有線電視網

電話撥號上網速度 33.6kbps—56.6kbps

有線電視接入寬頻，數據傳輸速率 10mbps—36mbps

電纜數據機 Cable modem 專門為利用有線電視網進行數據傳輸而設計

上行信道：200kbps-10mbps下行信道： 36mbps 類型：

傳輸方式(雙向對稱傳輸和非對稱式傳輸)

數據傳輸方向(單向，雙向) 同步方式(同步和非同步交換)

接入角度(個人 modem 和寬頻多用戶 modem)

介面角度(外置式，內置式和互動式機頂盒)

無源光網路技術(APON)優點 系統穩定可靠 可以適應不同帶寬，傳輸質量的要求

與 CATV 相比，每個用戶可佔用獨立帶寬不會發生擁塞 接入距離可達 20km—30km

802.11b 定義直序擴頻技術，速率為 1mbps 2mbps 5.5mbps 11mbps 802.11a 提高到 54mbps

第二章 ：網路系統總體規劃與設計方法

網路運行環境主要包括機房和電源

機房是放置核心路由器，交換機，伺服器等核心設備 UPS 系統供電：穩壓，備用電源，供電電壓智能管理

網路操作系統：NT,2000,NETWARE,UNIX,LINUX

網路應用軟體開發與運行環境：網路資料庫管理系統與網路軟體開發工具

網路資料庫管理系統：Oracle，Sybase，SOL，DB2

網路應用系統：電子商務系統，電子政務系統，遠程教育系統，企業管理系統， 校園信息服務系統，部門財務管理系統

網路需求調研和系統設計基本原則：共 5 點

制定項目建設任務書後，確定網路信息系統建設任務後，項目承擔單位首要任務是網路用戶調查和網路工程需求分析 需求分析是設計建設與運行網路系統的關鍵

網路結點地理位置分布情況：(用戶數量及分布的位置;建築物內部結構情況調查;建築物群情況調查)

網路需求詳細分析：(網路總體需求設計;結構化布線需求設計;網路可用性與 可靠性分析;網路安全性需求分析;網路工程造價分析)

結點 2-250可不設計接入層和匯聚層

結點 100-500 可不設計接入層

結點 250-5000 一般需要 3 層結構設計

核心層網路一般承擔整個網路流量的 40%-60%

標准 GE 10GE 層次之間上聯帶寬：下聯帶寬一般控制在 1：20

10 個交換機，每個有 24 個介面，介面標準是 10/100mbps：那麼上聯帶寬是24*100*10/20 大概是 2gbps

高端路由器(背板大於 40gbps)高端核心路由器：支持 mpls 中端路由器(背板小於 40gbps)

企業級路由器支持 IPX,VINES，

QoS VPN 低端路由器(背板小於 40gbps)支持 ADSL PPP

路由器關鍵技術指標：

1：吞吐量(包轉發能力)

2：背板能力(決定吞吐量)背板：router 輸入端和輸出端的物理通道 傳統路由採用共享背板結構，高性能路由採用交換式結構

3：丟包率(衡量 router 超負荷工作性能)

4：延時與延時抖動(第一個比特進入路由到該幀最後一個離開路由的時間) 高速路由要求 1518B 的 IP 包，延時小於 1ms

5：突發處理能力

6：路由表容量(INTERNET 要求執行 BGP 協議的路由要存儲十萬路由表項，高 速路由應至少支持 25 萬)

7：服務質量 8：網管能力

9：可靠性與可用性

路由器冗餘：介面冗餘，電源冗餘，系統板冗餘，時鍾板冗餘，整機設備冗餘

熱撥插是為了保證路由器的可用性

高端路由可靠性：

(1) 無故障連續工作時間大於 10 萬小時

(2) 系統故障恢復時間小於 30 分鍾

(3) 主備切換時間小於 50 毫秒

(4) SDH 和 ATM 介面自動保護切換時間小於 50 毫秒

(5) 部件有熱拔插備份，線路備份，遠程測試診斷

(6) 路由系統內不存在單故障點

交換機分類：從技術類型(10mbps Ethernet 交換機;fast Ethernet 交換機;1gbps 的 GE 交換機)從內部結構(固定埠交換機;模塊化交換機—又叫機架式交換 機)

500 個結點以上選取企業級交換機

300 個結點以下選取部門級交換機

100 個結點以下選取工作組級交換機

交換機技術指標：

(1) 背板帶寬(輸入端和輸出端得物理通道)(2) 全雙工埠帶寬(計算：埠數*埠速率*2)

(3) 幀轉發速率(4) 機箱式交換機的擴張能力

(5) 支持 VLAN 能力(基於 MAC 地址，埠，IP 劃分) 緩沖區協調不同埠之間的速率匹配

網路伺服器類型(文件伺服器;資料庫伺服器;Internet 通用伺服器;應用服務 器)

虛擬盤體分為(專用盤體，公用盤體與共享盤體)

共享硬碟服務系統缺點：dos 命令建立目錄;自己維護;不方便系統效率低，安 全性差

客戶/伺服器 工作模式採用兩層結構：第一層在客戶結點計算機 第二層在數據 庫伺服器上

Internet 通用伺服器包括(DNS 伺服器，E-mail 伺服器，FTP 伺服器，WWW 服 務器，遠程通信伺服器，代理伺服器)

基於復雜指令集 CISC 處理器的 Intel 結構的伺服器： 優點：通用性好，配置簡單，性能價格比高，第三方軟體支持豐富，系統維護方 便 缺點：CPU 處理能力與系統 I/O 能力較差(不適合作為高並發應用和大型服 務器)

基於精簡指令集 RISC 結構處理器的伺服器與相應 PC 機比：CPU 處理能力提高

50%-75%(大型，中型計算機和超級伺服器都採用 RISC 結構處理器，操作系統 採用 UNIX)

因此採用 RISC 結構處理器的伺服器稱 UNIX 伺服器

按網路應用規模劃分網路伺服器

(1) 基礎級伺服器 1 個 CPU(2) 工作組伺服器 1-2 個 CPU(3) 部門級伺服器 2-4 個 CPU

(4) 企業級伺服器 4-8 個 CPU

伺服器採用相關技術

(1) 對稱多處理技術 SMP (多 CPU 伺服器的負荷均衡)

(2) 集群 Cluster(把一組計算機組成共享數據存儲空間)

(3) 非一致內存訪問(NUMA)(結合 SMP Cluster 用於多達 64 個或更多 CPU的'伺服器)

(4) 高性能存儲與智能 I/O 技術(取決存取 I/O 速度和磁碟容量)

(5) 服務處理器與 INTEL 伺服器控制技術

(6) 應急管理埠

(7) 熱撥插技術 網路伺服器性能

(1) 運算處理能力

CPU 內核：執行指令和處理數據

一級緩存：為 CPU 直接提供計算機所需要的指令與數據 二級緩存：用於存儲控制器，存儲器，緩存檢索表數據 後端匯流排：連接 CPU 內核和二級緩存

前端匯流排：互聯 CPU 與主機晶元組

CPU50%定律：cpu1 比 cpu2 伺服器性能提高(M2-M1)/M1*50% M 為主頻

(2) 磁碟存儲能力(磁碟性能參數：主軸轉速;內部傳輸率，單碟容量，平均 巡道時間;緩存)

(3) 系統高可用性99.9%---------------每年停機時間小於等於 8.8 小時

99.99%-------------每年停機時間小於等於 53 分鍾

99.999%---------- 每年停機時間小於等於5 分鍾

伺服器選型的基本原則

(1) 根據不同的應用特點選擇伺服器

(2) 根據不同的行業特點選擇伺服器

(3) 根據不同的需求選擇伺服器的配置

網路攻擊兩種類型：服務攻擊和非服務攻擊

從黑客攻擊手段上看分為 8 類：系統入侵類攻擊;緩沖區溢出攻擊，欺騙類 攻擊，拒絕服務類攻擊，防火牆攻擊，病毒類攻擊，木馬程序攻擊，後門攻擊 非服務攻擊針對網路層等低層協議進行

網路防攻擊研究主要解決的問題：

(1) 網路可能遭到哪些人的攻擊

(2) 攻擊類型與手段可能有哪些

(3) 如何及時檢測並報告網路被攻擊

(4) 如何採取相應的網路安全策略與網路安全防護體系 網路協議的漏洞是當今 Internet 面臨的一個嚴重的安全問題

信息傳輸安全過程的安全威脅(截取信息;竊qie聽信息;篡改信息;偽造信息)

解決來自網路內部的不安全因素必須從技術和管理兩個方面入手

病毒基本類型劃分為 6 種：引導型病毒;可執行文件病毒;宏病毒;混合病毒， 特洛伊木馬病毒;Iternet 語言病毒

網路系統安全必須包括 3 個機制：安全防護機制，安全檢測機制，安全恢復機制

網路系統安全設計原則：

(1) 全局考慮原則(2) 整體設計的原則(3) 有效性與實用性的原則(4) 等級性原則

(5)自主性與可控性原則(6)安全有價原則

第三章： IP 地址規劃設計技術

無類域間路由技術需要在提高 IP 地址利用率和減少主幹路由器負荷兩個方面取得平衡

網路地址轉換 NAT 最主要的應用是專用網，虛擬專用網，以及 ISP 為撥號用戶 提供的服務

NAT 更用應用於 ISP，以節約 IP 地址

A 類地址：1.0.0.0-127.255.255.255 可用地址 125 個 網路號 7 位

B 類地址：128.0.0.0-191.255.255.255 網路號 14 位

C 類地址：192.0.0.0-223.255.255.255 網路號 21 位允許分配主機號 254 個

D 類地址：224.0.0.0-239.255.255.255 組播地址

E 類地址：240.0.0.0-247.255.255.255 保留

直接廣播地址：

受限廣播地址：255.255.255.255

網路上特定主機地址：

回送地址：專用地址

全局 IP 地址是需要申請的，專用 IP 地址是不需申請的

專用地址：10; 172.16- 172.31 ;192.168.0-192.168.255

NAT 方法的局限性

(1) 違反 IP 地址結構模型的設計原則

(2) 使得 IP 協議從面向無連接變成了面向連接

(3) 違反了基本的網路分層結構模型的設計原則

(4) 有些應用將 IP 插入正文內容

(5) Nat 同時存在對高層協議和安全性的影響問題

IP 地址規劃基本步驟

(1) 判斷用戶對網路與主機數的需求

(2) 計算滿足用戶需求的基本網路地址結構

(3) 計算地址掩碼

(4) 計算網路地址

(5) 計算網路廣播地址

(6) 計算機網路的主機地址

CIDR 地址的一個重要的特點：地址聚合和路由聚合能力 規劃內部網路地址系統的基本原則

(1) 簡潔(2) 便於系統的擴展與管理(3) 有效的路由

IPv6 地址分為 單播地址;組播地址;多播地址;特殊地址

128 位每 16 位一段;000f 可簡寫為 f 後面的 0 不能省;：：只能出現一次

Ipv6 不支持子網掩碼，它只支持前綴長度表示法

第四章：網路路由設計

默認路由成為第一跳路由或預設路由 發送主機的默認路由器又叫做源路由器;

目的主機所連接的路由叫做目的路由

路由選擇演算法參數

跳數 ;帶寬(指鏈路的傳輸速率);延時(源結點到目的結點所花費時間); 負載(單位時間通過線路或路由的通信量);可靠性(傳輸過程的誤碼率);開銷(傳輸耗費)與鏈路帶寬有關

路由選擇的核心：路由選擇演算法 演算法特點：

(1) 演算法必須是正確，穩定和公平的

(2) 演算法應該盡量簡單

(3) 演算法必須能夠適應網路拓撲和通信量的變化

(4) 演算法應該是最佳的

路由選擇演算法分類: 靜態路由選擇演算法(非適應路由選擇演算法)

特點：簡單開銷小，但不能及時適應 網路狀態的變化

動態路由選擇演算法(自適應路由選擇演算法)

特點：較好適應網路狀態的變化，但 實現復雜，開銷大

一個自治系統最重要的特點就是它有權決定在本系統內應採取何種路由選擇協議

路由選擇協議：

內部網關協議 IGP(包括路由信息協議 RIP，開放最短路徑優先 協議 OSPF);

外部網關協議 EGP(主要是 BGP)

RIP 是內部網關協議使用得最廣泛的一種協議;

特點：協議簡單，適合小的自治 系統，跳數小於 15

OSPF 特點:

1. OSPF 使用分布式鏈路狀態協議(RIP 使用距離向量協議)

2. OSPF 要求路由發送本路由與哪些路由相鄰和鏈路狀態度量的信息(RIP 和 OSPF都採用最短路徑優先的指導思想，只是演算法不同)

3. OSPF 要求當鏈路狀態發生變化時用洪泛法向所有路由發送此信息(RIP 僅向相 鄰路由發送信息)

4. OSPF 使得所有路由建立鏈路資料庫即全網拓撲結構(RIP 不知道全網拓撲) OSPF 將一個自治系統劃分若干個小的區域，為拉適用大網路，收斂更快。每個 區域路由不超過 200 個

區域好處：洪泛法局限在區域，區域內部路由只知道內部全網拓撲，卻不知道其他區域拓撲 主幹區域內部的路由器叫主幹路由器(包括區域邊界路由和自治系統邊界路由)

BGP 路由選擇協議的四種分組 打開分組;更新分組(是核心);保活分組;通知分組;

第五章：區域網技術

交換機採用採用兩種轉發方式技術：快捷交換方式和存儲轉發交換方式

虛擬區域網 VLAN 組網定義方法：(交換機埠號定義;MAC 地址定義;網路層地址定義;基於 IP 廣播組)

綜合布線特點：(兼容性;開放性;靈活性;可靠性;先進性;經濟性)

綜合布線系統組成：(工作區子系統;水平子系統;干線子系統;設備間子系統;管理子系統;建築物群子系統)

綜合布線系統標准：

(1) ANSI/TIA/EIA 568-A

(2) TIA/EIA-568-B.1 TIA/EIA-568-B.2TIA/EIA-568-B.3

(3) ISO/IEC 11801

(4) GB/T 50311-2000GB/T50312-2000

IEEE802.3 10-BASE-5 表示乙太網 10mbps 基帶傳輸使用粗同軸電纜，最大長度=500m

IEEE802.3 10-BASE-2200m

IEEE802.3 10-BASE-T使用雙絞線

快速乙太網 提高到 100mbps

IEEE802.3U 100-BASE-TX最大長度=100M

IEEE802.3U 100-BASE-T4針對建築物以及按結構化布線

IEEE802.3U 100-BASE-FX使用 2 條光纖 最大長度=425M

支持全雙工模式的快速乙太網的拓撲構型一定是星形

自動協商功能是為鏈路兩端的設備選擇 10/100mbps 與半雙工/全雙工模式中共有的高性能工作模式，並在鏈路本地設備與遠端設備之間激活鏈路;自動協商功能只能用於使用雙絞線的乙太網，並且規定過程需要 500ms 內完成

中繼器工作在物理層，不涉及幀結構，中繼器不屬於網路互聯設備

10-BASE-5 協議中，規定最多可以使用 4 個中繼器，連接 3 個纜段，網路中兩個 結點的最大距離為 2800m

集線器特點：

(1) 乙太網是典型的匯流排型結構

(2) 工作在物理層 執行 CSMA/CD 介質訪問控制方法

(3) 多埠 網橋在數據鏈路層完成數據幀接受，轉發與地址過濾功能，實現多個區域網的數據交換

透明網橋 IEEE 802.1D 特點：

(1) 每個網橋自己進行路由選擇，區域網各結點不負責路由選擇，網橋對互聯 區域網各結點是透明

(2) 一般用於兩個 MAC 層協議相同的網段之間的互聯

透明網橋使用了生成樹演算法 評價網橋性能參數主要是：幀過濾速率，幀轉發速率

按照國際標准，綜合布線採用的主要連接部件分為建築物群配線架(CD); 大樓主配線架(BD);樓層配線架(FD)，轉接點(TP)和通信引出端(TO)，TO 到 FD 之間的水平線纜最大長度不應超過 90m;

設備間室溫應保持在 10 度到 27 度 相對濕度保持在 30%-80%

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9.2017全國計算機三級網路技術考試試題及答案

10.2017年全國計算機三級網路技術考試選擇題

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㈣ 計算機網路技術

第一章 計算機網路概述
1.1 計算機網路的定義和發展歷史
1.1.1 計算機網路的定義
計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物，是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合，這些計算機遵守共同的協議，依據協議的規定進行相互通信，實現網路各種資源的共享。
網路資源：所謂的網路資源包括硬體資源（如大容量磁碟、列印機等）、軟體資源（如工具軟體、應用軟體等）和數據資源（如資料庫文件和資料庫等）。
計算機網路也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起，所謂自主是指網路中的每台計算機都是相對獨立的，可以獨立工作。
1.1.2 計算機網路的發展歷史
課後小結：
1． 計算機網路的定義．
2． 網路資源的分類．
課後作業：預習P2－P8．

第二講
教學類型：理論課
教學課題：1．2～1．3
教學目標：1．了解計算機網路的功能和應用；2. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點：計算機網路的功能和應用；網路的系統組成
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示

1.2 計算機網路的功能和應用
1. 計算機網路的功能
（1）實現計算機系統的資源共享
（2）實現數據信息的快速傳遞
（3）提高可靠性
（4）提供負載均衡與分布式處理能力
（5）集中管理
（6）綜合信息服務
2.計算機網路的應用
計算機網路由於其強大的功能，已成為現代信息業的重要支柱，被廣泛地應用於現代生活的各個領域，主要有：
（1）辦公自動化
（2）管理信息系統
（3）過程式控制制
（4）互聯網應用（如電子郵件、信息發布、電子商務、遠程音頻與視頻應用）
1.3計算機網路的系統組成
1.3.1 網路節點和通信鏈路
從拓撲結構看，計算機網路就是由若干網路節點和連接這些網路節點的通信鏈路構成的。計算機網路中的節點又稱網路單元，一般可分為三類：訪問節點、轉接節點和混合節點。
通信鏈路是指兩個網路節點之間承載信息和數據的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現，如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛星、微波等。
通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。
1.3.2 資源子網和通信子網
從邏輯功能上可把計算機網路分為兩個子網：用戶資源子網和通信子網。
資源子網包括各種計算機和相關的硬體、軟體；
通信子網是連接這些計算機資源並提供通信服務的連接線路。正是在通信子網的支持下，用戶才能利用網路上的各種資源，進行相互間的通信，實現計算機網路的功能。
通信子網有兩種類型：
（1）公用型（如公用計算機互聯網CHINANET）
（2）專用型（如各類銀行網、證券網等）
1.3.3 網路硬體系統和網路軟體系統
計算機網路系統是由計算機網路硬體系統和網路軟體系統組成的。
網路硬體系統是指構成計算機網路的硬設備，包括各種計算機系統、終端及通信設備。
常見的網路硬體有：
（1）主機系統； （2）終端； （3）傳輸介質； （4）網卡；（5）集線器； （6）交換機； （7）路由器
網路軟體主要包括網路通信協議、網路操作系統和各類網路應用系統。
（1）伺服器操作系統
常見的有：Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
（2）工作站操作系統
常見的有： Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
（3）網路通信協議
（4）設備驅動程序
（5）網路管理系統軟體
（6）網路安全軟體
（7）網路應用軟體
課後小結：
1． 計算機網路的功能和應用
2． 網路的系統組成
課後作業：預習P8－P10

第三講
教學類型：理論課
教學課題：1．4計算機網路的分類
教學目標：1．掌握計算機網路的分類；2. 了解計算機網路的定義和發展；3． 了解計算機網路的功能和應用；4. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點：掌握計算機網路的分類
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
1.4 計算機網路的分類
1.4.1 按計算機網路覆蓋范圍分類
由於網路覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同，所採用的網路結構和傳輸技術也不同，因而形成不同的計算機網路。
一般可以分為區域網（LAN）、城域網（MAN）、廣域網（WAN）三類。
1.4.2按計算機網路拓撲結構分類
網路拓撲是指連接的形狀，或者是網路在物理上的連通性。如果不考慮網路的的地理位置，而把連接在網路上的設備看作是一個節點，把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路，這樣就可以抽象出網路的拓撲結構。
按計算機網路的拓撲結構可將網路分為：星型網、環型網、匯流排型網、樹型網、網型網。
1.4.3 按網路的所有權劃分
1.公用網
由電信部門組建，由政府和電信部門管理和控制的網路。
2.專用網
也稱私用網，一般為某一單位或某一系統組建，該網一般不允許系統外的用戶使用。
1.4.4 按照網路中計算機所處的地位劃分
（1）對等區域網
（2）基於伺服器的網路（也稱為客戶機/伺服器網路）。
課後小結：
1. 計算機網路的定義；2. 計算機網路的功能和應用；3. 計算機網路的分類
課後作業：(P10)1 、4、5、6

第四講
教學類型：理論課
教學課題：1．1計算機網路的定義和發展
教學目標：1. 了解數據通信的基本概念；2. 了解數據傳輸方式
教學重點、難點：數據傳輸方式
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
第二章 數據通信基礎
2．1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息和數據
1．信息
信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物質與外部的聯系。信息有各種存在形式。
2．數據
信息可以用數字的形式來表示，數字化的信息稱為數據。數據可以分成兩類：模擬數據和數字數據。
2.1.2 信道和信道容量
1．信道
信道是傳送信號的一條通道，可以分為物理信道和邏輯信道。
物理信道是指用來傳送信號或數據的物理通路，由傳輸及其附屬設備組成。
邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路，但在信號的收、發節點之間並不一定存在與之對應的物理傳輸介質，而是在物理信道基礎上，由節點設備內部的連接來實現。
2．信道的分類
信道按使用許可權可分為專業信道和共用信道。
信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛星信道。
信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數字信道。
3．信道容量
信道容量是指信道傳輸信息的最大能力，通常用數據傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數越大，則信息的傳輸能力也就越大，表示信道容量大。
2.1.3 碼元和碼字
在數字傳輸中，有時把一個數字脈沖稱為一個碼元，是構成信息編碼的最小單位。
計算機網路傳送中的每一位二進制數字稱為「碼元」或「碼位」，例如二進制數字10000001是由7個碼元組成的序列，通常稱為「碼字」。
2.1.4 數據通信系統主要技術指標
1．比特率：比特率是一種數字信號的傳輸速率，它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位（bit）數，單位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
2．波特率：波特率是一種調制速率，也稱波形速率。在數據傳輸過程中，線路上每秒鍾傳送的波形個數就是波特率，其單位為波特（baud）。
3．誤碼率：誤碼率指信息傳輸的錯誤率，也稱誤碼率，是數據通信系統在正常工作情況下，衡量傳輸可靠性的指標。
4．吞吐量：吞吐量是單位時間內整個網路能夠處理的信息總量，單位是位元組/秒或位/秒。在單信道匯流排型網路中，吞吐量=信道容量×傳輸效率。
5．通道的傳播延遲：信號在信道中傳播，從信源端到達信宿端需要一定的時間，這個時間叫做傳播延遲（或時延）。
2.1.5 帶寬與數據傳輸率
1.信道帶寬
信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度，它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。
帶寬越大，所能達到的傳輸速率就越大，所以通道的帶寬是衡量傳輸系統的一個重要指標。
2.數據傳輸率
數據傳輸率是指單位時間信道內傳輸的信息量，即比特率，單位為比特/秒。
一般來說，數據傳輸率的高低由傳輸每一位數據所佔時間決定，如果每一位所佔時間越小，則速率越高。
2.2 數據傳輸方式
2.2.1 數據通信系統模型
2.2.2 數據線路的通信方式
根據數據信息在傳輸線上的傳送方向，數據通信方式有：
單工通信
半雙工通信
雙工通信
2.2.3 數據傳輸方式
數據傳輸方式依其數據在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣後再傳輸，可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬頻傳輸等方式。
1.基帶傳輸
2.頻帶傳輸
3.寬頻傳輸
課後小結：
1. 什麼是信息、數據？
2. 什麼是信道？常用的信道分類有幾種？
3. 什麼是比特率？什麼是波特率？
4. 什麼是帶寬、數據傳輸率與信道容量？
課後作業：（P20）二1、2、3、4、5、6

第五講
教學類型：理論課
教學課題：2．2～2．4
教學目標：1．理解數據交換技術；2. 理解差錯檢驗與校正技術
教學重點、難點：數據交換技術、差錯檢驗與校正技術
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程：
導入：由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
2.3 數據交換技術
通常使用四種交換技術：
電路交換
報文交換
分組交換
信元交換。
2.3.1 電路交換
電路交換（也稱線路交換）
在電路交換方式中，通過網路節點（交換設備）在工作站之間建立專用的通信通道，即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立，這對端點就獨占該條物理通道，直至通信線路被取消。
電路交換的主要優點是實時性好，由於信道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信的雙方必須同時工作。
電路交換必定是面向連接的，電話系統就是這種方式。
電路交換的三個階段：
電路建立階段
數據傳輸階段
拆除電路階段
2.3.2 報文交換
報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數據包。報文交換採取的是「存儲—轉發」（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個節點之間建立專用的物理線路。
報文交換的主要缺點是網路的延時較長且變化比較大，因而不宜用於實時通信或互動式的應用場合。
在 20 世紀 40 年代，電報通信也採用了基於存儲轉發原理的報文交換(message switching)。
報文交換的時延較長，從幾分鍾到幾小時不等。現在，報文交換已經很少有人使用了。
2.3.3 分組交換
分組交換也稱包交換，它是報文交換的一種改進，也屬於存儲-轉發交換方式，但它不是以報文為單位，而是以長度受到限制的報文分組（Packet）為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包，分組交換有時也稱為包交換。
分組在網路中傳輸，還可以分為兩種不同的方式：數據報和虛電路。
分組交換的優點
高效 動態分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段佔用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 必先建立連接就能向其他主機發送分組；充分使用鏈路的帶寬
可靠 完善的網路協議；自適應的路由選擇協議使網路有很好的生存性
2.3.4 信元交換技術
（ATM，Asynchronous Transfer Mode，非同步傳輸模式）
ATM是一種面向連接的交換技術，它採用小的固定長度的信息交換單元（一個53Byte的信元），話音、視頻和數據都可由信元的信息域傳輸。
它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優點，針對分組交換速率低的弱點，利用電路交換完全與協議處理幾乎無關的特點，通過高性能的硬體設備來提高處理速度，以實現高速化。
ATM是一種廣域網主幹線的較好選擇。
2.4 差錯檢驗與校正
數據傳輸中出現差錯有多種原因，一般分成內部因素和外部因素。
內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。
外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業噪音等。
為了確保無差錯地傳輸，必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環冗餘碼校驗。
2.4.1 奇偶校驗
採用奇偶校驗時，若其中兩位同時發生錯誤，則會發生沒有檢測出錯誤的情況。
2.4.2 循環冗餘碼校驗。
這種編碼對隨機差錯和突發差錯均能以較低的冗餘充進行嚴格的檢查。
課後小結：
1. 數據通信的的一些基本知識
2. 三種交換方式的基本工作原理
3. 兩種差錯校驗方法：奇偶校驗和循環冗餘校驗
課後作業：（P20）二7、8、9

第六講
教學類型：復習課
教學課題：第一章與第二章
教學目標：通過復習掌握第一、二章的重點
教學重點、難點：第一、二章的重點
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容：第一、二章的內容

第七講
教學類型：測驗一

第八講
教學類型：理論課
教學課題：第三章 計算機網路技術基礎
教學目標：1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學重點、難點：1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學方法：教師講解、演示、學生認真學習並思考、記憶；教師講授與學生理解協調並重的教學法
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
第三章 計算機網路技術基礎
3.1 計算機網路的拓撲結構
3.1.1 什麼是計算機網路的拓撲結構
網路拓撲是指網路連接的形狀，或者是網路在物理上的連通性。
網路拓撲結構能夠反映各類結構的基本特徵，即不考慮網路節點的具體組成，也不管它們之間通信線路的具體類型，把網路節點畫作「點」，把它們之間的通信線路畫作「線」，這樣畫出的圖形就是網路的拓撲結構圖。
不同的拓撲結構其信道訪問技術、網路性能、設備開銷等各不相同，分別適應於不同場合。它影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等方面，是研究計算機網路的主要環節之一。
計算機網路的拓撲結構主要是指通信子網的拓撲結構，常見的一般分為以下幾種：
1.匯流排型；2.星型；3.環型；4.樹型；5.網狀型
3.1.2 匯流排型拓撲結構
匯流排結構中，各節點通過一個或多個通信線路與公共匯流排連接。匯流排型結構簡單、擴展容易。網路中任何節點的故障都不會造成全網的故障，可靠性較高。
匯流排型結構是從多機系統的匯流排互聯結構演變而來的，又可分為單匯流排結構和多匯流排結構，常用CSMA/CD和令牌匯流排訪問控制方式。
匯流排型結構的缺點：
（1）故障診斷困難；（2）故障隔離困難；（3）中繼器等配置；（4）實時性不強
3.1.3 星型拓撲結構
星型的中心節點是主節點，它接收各分散節點的信息再轉發給相應節點，具有中繼交換和數據處理功能。星型網的結構簡單，建網容易，但可靠性差，中心節點是網路的瓶頸，一旦出現故障則全網癱瘓。
星型拓撲結構的訪問採用集中式控制策略，採用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。
星型拓撲結構的優點：
（1）方便服務；（2）每個連接只接一個設備；（3）集中控制和便於故障診斷；（4）簡單的訪問協議
星型拓撲結構的缺點：
（1）電纜長度和安裝；（2）擴展困難；（3）依賴於中央節點
3.1.4 環型拓撲結構
網路中節點計算機連成環型就成為環型網路。環路上，信息單向從一個節點傳送到另一個節點，傳送路徑固定，沒有路徑選擇問題。環型網路實現簡單，適應傳輸信息量不大的場合。任何節點的故障均導致環路不能正常工作，可靠性較差。
環型網路常使用令牌環來決定哪個節點可以訪問通信系統。
環型拓撲結構的優點：
（1）電纜長度短；（2）適用於光纖；（3）網路的實時性好
環型拓撲結構的缺點：
（1）網路擴展配置困難；（2）節點故障引起全網故障；（3）故障診斷困難；（4）拓撲結構影響訪問協議
3.1.5 其他類型拓撲結構
1.樹型拓撲結構
樹型網路是分層結構，適用於分級管理和控制系統。網路中，除葉節點及其聯機外，任一節點或聯機的故障均隻影響其所在支路網路的正常工作。
2.星型環型拓撲結構
3.1.6 拓撲結構的選擇原則
拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時，應該考慮的主要因素有以下幾點：
（1）服務可靠性； （2）網路可擴充性； （3）組網費用高低（或性能價格比）。
3.2 ISO/OSI網路參考模型
建立分層結構的原因和意義：
建立計算機網路的根本目的是實現數據通信和資源共享，而通信則是實現所有網路功能的基礎和關鍵。對於網路的廣泛實施，國際標准化組織ISO（International Standard Organization），經過多年研究，在1983年提出了開放系統互聯參考模型OSI/RM（Reference Model of Open System Interconnection），這是一個定義連接異種計算機的標准主體結構，給網路設計者提供了一個參考規范。
OSI參考模型的層次
OSI參考模型共有七層，由低到高分別是：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1．OSI參考模型的特性
（1）是一種將異構系統互聯的分層結構；
（2）提供了控制互聯系統交互規則的標准骨架；
（3）定義了一種抽象結構，而並非具體實現的描述；
（4）不同系統上的相同層的實體稱為同等層實體；
（5）同等層實體之間的通信由該層的協議管理；
（6）相鄰層間的介面定義了原語操作和低層向上層提供的服務；
（7）所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務；
（8）直接的數據傳送僅在最低層實現；
（9）每層完成所定義的功能，修改本層的功能並不影響其它層。
2．有關OSI參考模型的技術術語
在OSI參考模型中，每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協議的描述中，經常使用如下一些技術術語：
（1）數據單元
服務數據單元SDU（Service Data Unit）
協議數據單元PDU（Protocol Data Unit）
介面數據單元IDU（Interface Data Unit）
服務訪問點SAP（Service Access Point）
服務原語（Primitive）
（2）面向連接和無連接的服務
下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式：面向連接和無連接的服務。
面向連接的服務是在數據傳輸之前先建立連接，主要過程是：建立連接、進行數據傳送，拆除鏈路。面向連接的服務，又稱為虛電路服務。
無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程，一般也不採用可靠方式傳送。不可靠（無確認）的無連接服務又稱為數據報服務。
3.2.1 物理層
物理層是OSI模型的最低層，其任務是實現物理上互連系統間的信息傳輸。
1.物理層必須具備以下功能
（1）物理連接的建立、維持與釋放；2）物理層服務數據單元傳輸；（3）物理層管理。
2.媒體和互聯設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等；
通信用的互聯設備如各種插頭、插座等；區域網中的各種粗、細同軸電纜，T型接/插頭，接收器，發送器，中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
3.2.2 數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據信道。數據鏈路層的任務是以物理層為基礎，為網路層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路，通過數據鏈路協議，實施對二進制數據正確、可靠的傳輸。
數據鏈路的建立、拆除、對數據的檢錯、糾錯是數據鏈路層的基本任務。
1.鏈路層的主要功能
（1）鏈路管理；（2）幀的裝配與分解；（3）幀的同步；（4）流量控制與順序控制；（5）差錯控制；（6）使接收端能區分數據和控制信息；（7）透明傳輸；（8）定址
2.數據鏈路層的主要協議
（1）ISO1745-1975；（2）ISO3309-1984；（3）ISO7776
3.鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的是網卡，網橋也是鏈路產品。
數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802．3情況下，數據鏈路層分成兩個子層：一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。
3.2.3 網路層
網路層是通信子網與資源子網之間的介面，也是高、低層協議之間的介面層。網路層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處於同一網路中，網路層將處理這些差異。
1.網路層的主要功能
（1）建立和拆除網路連接；
（2）分段和組塊；
（3）有序傳輸和流量控制；
（4）網路連接多路復用；
（5）路由選擇和中繼；
（6）差錯的檢測和恢復；
（7）服務選擇
2.網路層提供的服務
OSI/RM中規定，網路層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務，也稱為數據報服務和虛電路服務。
3.路由選擇
3.2.4 傳輸層
傳輸層是資源子網與通信子網的介面和橋梁。傳輸層下面三層（屬於通信子網）面向數據通信，上面三層（屬於資源子網）面向數據處理。因此，傳輸層位於高層和低層中間，起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網中的細節，實現通信子網中端到端的透明傳輸，完成資源子網中兩節點間的邏輯通信。它是負責數據傳輸的最高一層，也是整個七層協議中最重要和最復雜的一層。
1.傳輸層的特性
（1）連接與傳輸；（2）傳輸層服務
2.傳輸層的主要功能
3.傳輸層協議
3.2.5 會話層
會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層，會話層位於OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層，它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務，具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信，屬於進程間通信的范疇。
會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段，對數據傳輸提供控制和管理。
1.會話層的主要功能；
（1）提供遠程會話地址；
（2）會話建立後的管理；
（3）提供把報文分組重新組成報文的功能
2.會話層提供的服務
（1）會話連接的建立和拆除；
（2）與會話管理有關的服務；
（3）隔離；
（4）出錯和恢復控制
3.2.6 表示層
表示層為應用層服務，該服務層處理的是通信雙方之間的數據表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義，表示層就需要把發送方具有的內部格式編碼為適於傳輸的比特流，接收方再將其解碼為所需要的表示形式。
數據傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中，有關語義的處理由應用層負責，表示層僅完成語法的處理。
1.表示層的主要功能
（1）語法轉換；（2）傳送語法的選擇；（3）常規功能
2.表示層提供的服務
（1）數據轉換和格式轉換；
（2）語法選擇；
（3）數據加密與解密；
（4）文本壓縮
3.2.7 應用層
OSI的7層協議從功能劃分來看，下面6層主要解決支持網路服務功能所需要的通信和表示問題，應用層則提供完成特定網路功能服務所需要的各種應用協議。
應用層是OSI的最高層，直接面向用戶，是計算機網路與最終用戶的介面。負責兩個應用進程（應用程序或操作員）之間的通信，為網路用戶之間的通信提供專用程序。
課後小結：
1．計算機網路的拓撲結構的分類
2．OSI參考模型的層次
課後作業：預習P37~P39

第九講
教學類型：理論課
教學課題：3．3～3．4
教學目標：
1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數據傳輸控制方式的基本原理
2. 了解幾種常見的網路類型
教學重點、難點：理解數據傳輸控制方式
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書
3.3 數據傳輸控制方式
數據和信息在網路中是通過信道進行傳輸的，由於各計算機共享網路公共信道，因此如何進行信道分配，避免或解決通道爭用就成為重要的問題，就要求網路必須具備網路的訪問控制功能。介質訪問控制（MAC）方法是在區域網中對數據傳輸介質進行訪問管理的方法。
3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問
沖突檢測/載波偵聽（CSMA/CD法）
CSMA/CD是基於IEEE802．3標準的乙太網中採用的MAC方法，也稱為「先聽後發、邊發邊聽」。它的工作方式是要傳輸數據的節點先對通道進行偵聽，以確定通道中是否有別的站在傳輸數據，若信道空閑，該節點就可以佔用通道進行傳輸，反之，該節點將按一定演算法等待一段時間後再試，並且在發送過程中進行沖突檢測，一旦有沖突立即停止發送。通常採用的演算法有三種：非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。
目前，常見的區域網，一般都是採用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯匯流排型網路。用戶只要使用Ethernet網卡，就具備此種功能。

㈤ 計算機網路知識

計算機網路 課程的特點是計算機技術與通信技術的結合,從事計算機網路課程教學的教師應具備計算機網路建設、管理和研究的背景。下面是我整理的一些關於計算機網路入門知識的相關資料，供你參考。

計算機網路知識大全

一、計算機網路基礎

對「計算機網路」這個概念的理解和定義，隨著計算機網路本身的發展，人們提出了各種不同的觀點。

早期的計算機系統是高度集中的，所有的設備安裝在單獨的大房間中，後來出現了批處理和分時系統，分時系統所連接的多個終端必須緊接著主計算機。50年代中後期，許多系統都將地理上分散的多個終端通過通信線路連接到一台中心計算機上，這樣就出現了第一代計算機網路。

第一代計算機網路是以單個計算機為中心的遠程聯機系統。典型應用是由一台計算機和全美范圍內2000多個終端組成的飛機定票系統。

終端：一台計算機的外部設備包括CRT控制器和鍵盤，無GPU內存。

隨著遠程終端的增多，在主機前增加了前端機FEP當時，人們把計算機網路定義為「以傳輸信息為目的而連接起來，實現遠程信息處理或近一步達到資源共享的系統」，但這樣的通信系統己具備了通信的雛形。

第二代計算機網路是以多個主機通過通信線路互聯起來，為用戶提供服務，興起於60年代後期，典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPAnet。

主機之間不是直接用線路相連，而是介面報文處理機IMP轉接後互聯的。IMP和它們之間互聯的通信線路一起負責主機間的通信任務，構成了通信子網。通信子網互聯的主機負責運行程序，提供資源共享，組成了資源子網。

兩個主機間通信時對傳送信息內容的理解，信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵守一個共同的約定，稱為協議。

在ARPA網中，將協議按功能分成了若干層次，如何分層，以及各層中具體採用的協議的總和，稱為網路體系結構，體系結構是個抽象的概念，其具體實現是通過特定的硬體和軟體來完成的。

70年代至80年代中第二代網路得到迅猛的發展。

第二代網路以通信子網為中心。這個時期，網路概念為「以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體」，形成了計算機網路的基本概念。

第三代計算機網路是具有統一的網路體系結構並遵循國際標準的開放式和標准化的網路。

IS0在1984年頒布了0SI/RM，該模型分為七個層次，也稱為0SI七層模型，公認為新一代計算機網路體系結構的基礎。為普及區域網奠定了基礎。(^60090922a^1)

70年代後，由於大規模集成電路出現，區域網由於投資少，方便靈活而得到了廣泛的應用和迅猛的發展，與廣域網相比有共性，如分層的體系結構，又有不同的特性，如區域網為節省費用而不採用存儲轉發的方式，而是由單個的廣播信道來連結網上計算機。

第四代計算機網路從80年代末開始，區域網技術發展成熟，出現光纖及高速網路技術，多媒體，智能網路，整個網路就像一個對用戶透明的大的計算機系統，發展為以Internet為代表的互聯網。

計算機網路：將多個具有獨立工作能力的計算機系統通過通信設備和線路由功能完善的網路軟體實現資源共享和數據通信的系統。

從定義中看出涉及到三個方面的問題：

(1)至少兩台計算機互聯。

(2)通信設備與線路介質。

(3)網路軟體，通信協議和NOS

二、計算機網路的分類

用於計算機網路分類的標准很多，如拓撲結構，應用協議等。但是這些標准只能反映網路某方面的特徵，最能反映網路技術本質特徵的分類標準是分布距離，按分布距離分為LAN，MAN，WAN，Internet。

1.區域網

幾米——10公里。小型機，微機大量推廣後發展起來的，配置容易，速率高，4Mbps～2GbpS。 位於一個建築物或一個單位內，不存在尋徑問題，不包括網路層。

2.都市網

10公里——100公里。對一個城市的LAN互聯，採用IEEE802.6標准，50Kbps～l00Kbps，位於一座城市中。

3.廣域網

也稱為遠程網，幾百公里——幾千公里。發展較早，租用專線，通過IMP和線路連接起來，構成網狀結構，解決循徑問題，速率為9.6Kbps～45Mbps 如：郵電部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN網。

4.互聯網

並不是一種具體的網路技術，它是將不同的物理網路技術按某種協議統一起來的一種高層技術。

三、區域網的特徵

區域網分布范圍小，投資少，配置簡單等，具有如下特徵：

(1)傳輸速率高：一般為1Mbps--20Mbps，光纖高速網可達100Mbps，1000MbpS

(2)支持傳輸介質種類多。

(3)通信處理一般由網卡完成。

(4)傳輸質量好，誤碼率低。

(5)有規則的拓撲結構。

四、區域網的組成

區域網一般由伺服器、工作站、網卡和傳輸介質四部分組成。

1.伺服器

運行網路0S，提供硬碟、文件數據及列印機共享等服務功能，是網路控制的核心。

從應用來說較高配置的普通486以上的兼容機都可以用於文件伺服器，但從提高網路的整體性能，尤其是從網路的系統穩定性來說，還是選用專用伺服器為宜。

目前常見的NOS主要有Netware，Unix和Windows NT三種。

(1)Netware：

流行版本V3.12，V4.11，V5.0，對硬體要求低，應用環境與DOS相似，技術完善，可靠，支持多種工作站和協議，適於區域網操作系統，作為文件伺服器，列印伺服器性能好。

(2)Unix：

一種典型的32位多用戶的NOS，主要應用於超級小型機，大型機上，目前常用版本有Unix SUR4.0。支持網路文件系統服務，提供數據等應用，功能強大，不易掌握，命令復雜，由AT&T和SCO公司推出。

(3)Windows NT Server 4.0：

一種面向分布式圖形應用程序的完整平台系統，界面與Win95相似，易於安裝和管理，且集成了Internet網路管理工具，前景廣闊。

伺服器分為文件伺服器，列印伺服器，資料庫伺服器，在Internet網上，還有Web，FTP，E-mail等伺服器。

網路0S朝著能支持多種通信協議，多種網卡和工作站的方向發展。

2.工作站

可以有自己的0S，獨立工作;通過運行工作站網路軟體，訪問Server共享資源，常見有DOS工作站，Windows 95工作站。

3.網卡

將工作站式伺服器連到網路上，實現資源共享和相互通信，數據轉換和電信號匹配。

網卡(NTC)的分類：

(1)速率：10Mbps，100Mbps

(2)匯流排類型：ISA/PCI

(3)傳輸介質介面：

單口：BNC(細纜)或RJ-45(雙絞線)。(^60090922b^2)

4.傳輸介質

目前常用的傳輸介質有雙絞線，同軸電纜，光纖等。

(1)雙絞線(TP)：

將一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中，為了降低干擾，每對相互扭繞而成。分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。區域網中UTP分為3類，4類，5類和超5類四種。

以AMP公司為例：

3類：10Mbps，皮薄，皮上注「cat3」，箱上注「3類」，305米/箱，400元/箱。

4類：網路中用的不多。

5類：(超5類)100Mbps，10Mbps，皮厚，匝密，皮上注「cat5」，箱上注5類，305米/箱，600—700元/箱(每段100米，接4個中繼器，最大500米)。

接線順序：

正常： 白桔 桔 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕

(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8

集聯： 白綠 綠 白桔 棕 白棕 桔 白藍 藍

(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8

STP：內部與UTP相同，外包鋁箔，Apple，IBM公司網路產品要求使用STP雙絞線，速率高，價格貴。

(2)同軸電纜：

由一根空心的外圓柱導體和一根位於中心軸線的內導線組成，兩導體間用絕緣材料隔開。

按直徑分為粗纜和細纜。

粗纜：傳輸距離長，性能高但成本高，使用於大型區域網干線，連接時兩端需終接器。

A.粗纜與外部收發器相連。

B.收發器與網卡之間用AUI電纜相連。

C.網卡必須有AUI介面：每段500米，100個用戶，4個中繼器可達2500米，收發器之間最小2.5米，收發器電纜最大50米。

細纜：傳輸距離短，相對便宜，用T型頭，與BNC網卡相連，兩端安50歐終端電阻。

每段185米，4個中繼器，最大925米，每段30個用戶，T型頭之間最小0.5米。 按傳輸頻帶分為基帶和寬頻傳輸。

基帶：數字信號，信號占整個信道，同一時間內能傳送一種信號。

寬頻：傳送的'是不同頻率的信號。

(3)光纖：

應用光學原理，由光發送機產生光束，將電信號變為光信號，再把光信號導入光纖，在另一端由光接收機接收光纖上傳來的光信號，並把它變為電信號，經解碼後再處理。分為單模光纖和多模光纖。絕緣保密性好。

單模光纖：由激光作光源，僅有一條光通路，傳輸距離長，2公里以上。

多模光纖：由二極體發光，低速短距離，2公里以內。

五、區域網的幾種工作模式

1.專用伺服器結構(Server-Baseb)

又稱為「工作站/文件伺服器」結構，由若乾颱微機工作站與一台或多台文件伺服器通過通信線路連接起來組成工作站存取伺服器文件，共享存儲設備。

文件伺服器自然以共享磁碟文件為主要目的。 對於一般的數據傳遞來說已經夠用了，但是當資料庫系統和其他復雜而被不斷增加的用戶使用的應用系統到來的時候，伺服器已經不能承擔這樣的任務了，因為隨著用戶的增多，為每個用戶服務的程序也增多，每個程序都是獨立運行的大文件，給用戶感覺極慢，因此產生了客戶機/伺服器模式。

2.客戶機/伺服器模式(client/server)

其中一台或幾台較大的計算機集中進行共享資料庫的管理和存取，稱為伺服器，而將其他的應用處理工作分散到網路中其他微機上去做，構成分布式的處理系統，伺服器控制管理數據的能力己由文件管理方式上升為資料庫管理方式，因此，C/S由的伺服器也稱為資料庫伺服器，注重於數據定義及存取安全後備及還原，並發控制及事務管理，執行諸如選擇檢索和索引排序等資料庫管理功能，它有足夠的能力做到把通過其處理後用戶所需的那一部分數據而不是整個文件通過網路傳送到客戶機去，減輕了網路的傳輸負荷。C/S結構是資料庫技術的發展和普遍應用與區域網技術發展相結合的結果。

3.對等式網路(Peer-to-Peer)

在拓撲結構上與專用Server與C/S相同。在對等式網路結構中，沒有專用伺服器 每一個工作站既可以起客戶機作用也可以起伺服器作用。

㈥ 計算機網路自頂向下方法讀書筆記

link

Client發送一個特殊的 SYN報文段 （標志位SYN置為1）。隨機產生一個初始序號值seq=x，發送給Server，Client進入SYN_SENT狀態，等待Server確認。

Server收到數據包後由標志位SYN=1知道Client請求建立連接，會為該TCP連接分配TCP緩存和變數。並向client發送允許連接報文段的ACK報文段（ACK標志位設置為1），報文段中SYN=1, ack=x+1，並隨機產生一個服務端的初始序號seq=y。發送後，Server進入SYN_RCVD狀態。

Client收到確認後，也要給該連接分配緩存和變數。將發送一個ACK報文段對伺服器的允許連接的報文段進行確認。設置ack=y+1。因為連接已被建立了SYN被置為0。Client和Server進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手，隨後Client與Server之間可以開始傳輸數據了。以後每個階段中SYN都將被置為0.

Client（也可以是server，後面流程相反）設置seq=u, 發送一個FIN報文段（FIN標志位設置為1），Client進入FIN_WAIT_1狀態。表示client沒有數據要發送給server了。

Server收到FIN後，發送一個ACK報文段給Client，ack=u+1，並隨機產生一個服務端的初始序號seq=v, Server進入CLOSE_WAIT狀態。表示「同意」client關閉請求

Server發送一個FIN報文段，用來請求關閉Server到Client的數據傳送，同時包含ack=u+1，並隨機產生一個服務端的初始序號seq=w，server進入LAST_ACK狀態。

Client收到FIN後，Client進入TIME_WAIT狀態，接著發送一個ACK報文段ack=w+1給Server， Server收到後進入CLOSED狀態。client在等待了某個固定時間（兩個最大段生命周期，2MSL）之後，沒有收到伺服器端的 ACK ，認為伺服器端已經正常關閉連接，於是自己也關閉連接，進入 CLOSED 狀態。（目的是如果server由於網路原因沒有收到最後的ACK，server將會再發送一個FIN，但若此時client已經CLOSED，則無法回復。因此引入了等待2MSL的流程）。自此就完成了四次揮手，主機中的連接資源也被釋放。

其中 生存時間（TTL） 欄位用來確保數據不會永遠在網路中循環。每當一台路由器處理數據報時，該欄位的值減1。若TTL欄位減為0，則該數據報必須丟棄。

跨網路通信需要經過路由器，同一網路間的通信不需要。127隻有127.0.0.1一個地址可用，代表當前計算機自己。255.255.255.255是 廣播地址 。當一台主機向廣播地址發出數據報時，該報文會交付給網路中的所有主機。

㈦ 計算機網路自學筆記:TCP

如果你在學習這門課程，僅僅為了理解網路工作原理，那麼只要了解TCP是可靠傳輸，數據傳輸丟失時會重傳就可以了。如果你還要參加研究生考試或者公司面試等，那麼下面內容很有可能成為考查的知識點，主要的重點是序號/確認號的編碼、超時定時器的設置、可靠傳輸和連接的管理。

1 TCP連接

TCP面向連接，在一個應用進程開始向另一個應用進程發送數據之前，這兩個進程必須先相互「握手」，即它們必須相互發送某些預備報文段，以建立連接。連接的實質是雙方都初始化與連接相關的發送/接收緩沖區，以及許多TCP狀態變數。

這種「連接」不是一條如電話網路中端到端的電路，因為它們的狀態完全保留在兩個端系統中。

TCP連接提供的是全雙工服務 ，應用層數據就可在從進程B流向進程A的同時，也從進程A流向進程B。

TCP連接也總是點對點的 ，即在單個發送方與單個接收方之間建立連接。

一個客戶機進程向伺服器進程發送數據時，客戶機進程通過套接字傳遞數據流。

客戶機操作系統中運行的 TCP軟體模塊首先將這些數據放到該連接的發送緩存里 ，然後會不時地從發送緩存里取出一塊數據發送。

TCP可從緩存中取出並放入報文段中發送的數據量受限於最大報文段長MSS，通常由最大鏈路層幀長度來決定(也就是底層的通信鏈路決定)。 例如一個鏈路層幀的最大長度1500位元組，除去數據報頭部長度20位元組，TCP報文段的頭部長度20位元組，MSS為1460位元組。

報文段被往下傳給網路層，網路層將其封裝在網路層IP數據報中。然後這些數據報被發送到網路中。

當TCP在另一端接收到一個報文段後，該報文段的數據就被放人該連接的接收緩存中。應用程序從接收緩存中讀取數據流(注意是應用程序來讀，不是操作系統推送)。

TCP連接的每一端都有各自的發送緩存和接收緩存。

因此TCP連接的組成包括:主機上的緩存、控制變數和與一個進程連接的套接字變數名，以及另一台主機上的一套緩存、控制變數和與一個進程連接的套接字。

在這兩台主機之間的路由器、交換機中，沒有為該連接分配任何緩存和控制變數。

2報文段結構

TCP報文段由首部欄位和一個數據欄位組成。數據欄位包含有應用層數據。

由於MSS限制了報文段數據欄位的最大長度。當TCP發送一個大文件時，TCP通常是將文件劃分成長度為MSS的若干塊。

TCP報文段的結構。

首部包括源埠號和目的埠號，它用於多路復用/多路分解來自或送至上層應用的數據。另外，TCP首部也包括校驗和欄位。報文段首部還包含下列欄位:

32比特的序號欄位和32比特的確認號欄位。這些欄位被TCP發送方和接收方用來實現可靠數據傳輸服務。

16比特的接收窗口欄位，該欄位用於流量控制。該欄位用於指示接收方能夠接受的位元組數量。

4比特的首部長度欄位,該欄位指示以32比特的字為單位的TCP首部長度。一般TCP首部的長度就是20位元組。

可選與變長的選項欄位,該欄位用於當發送方與接收方協商最大報文段長度，或在高速網路環境下用作窗口調節因子時使用。

標志欄位ACK比特用於指示確認欄位中的ACK值的有效性，即該報文段包括一個對已被成功接收報文段的確認。 SYN和FIN比特用於連接建立和拆除。 PSH、URG和緊急指針欄位通常沒有使用。

•序號和確認號

TCP報文段首部兩個最重要的欄位是序號欄位和確認號欄位。

TCP把數據看成一個無結構的但是有序的位元組流。TCP序號是建立在傳送的位元組流之上，而不是建立在傳送的報文段的序列之上。

一個報文段的序號是該報文段首位元組在位元組流中的編號。

例如，假設主機A上的一個進程想通過一條TCP連接向主機B上的一個進程發送一個數據流。主機A中的TCP將對數據流中的每一個位元組進行編號。假定數據流由一個包含4500位元組的文件組成(可以理解為應用程序調用send函數傳遞過來的數據長度)，MSS為1000位元組(鏈路層一次能夠傳輸的位元組數)，如果主機決定數據流的首位元組編號是7。TCP模塊將為該數據流構建5個報文段(也就是分5個IP數據報)。第一個報文段的序號被賦為7;第二個報文段的序號被賦為1007,第三個報文段的序號被賦為2007，以此類推。前面4個報文段的長度是1000，最後一個是500。

確認號要比序號難理解一些。前面講過，TCP是全雙工的，因此主機A在向主機B發送數據的同時，也可能接收來自主機B的數據。從主機B到達的每個報文段中的序號欄位包含了從B流向A的數據的起始位置。 因此主機B填充進報文段的確認號是主機B期望從主機A收到的下一報文段首位元組的序號。

假設主機B已收到了來自主機A編號為7-1006的所有位元組，同時假設它要發送一個報文段給主機A。主機B等待主機A的數據流中位元組1007及後續所有位元組。所以，主機B會在它發往主機A的報文段的確認號欄位中填上1007。

再舉一個例子，假設主機B已收到一個來自主機A的包含位元組7-1006的報文段，以及另一個包含位元組2007-3006的報文段。由於某種原因，主機A還沒有收到位元組1007-2006的報文段。

在這個例子中，主機A為了重組主機B的數據流，仍在等待位元組1007。因此，A在收到包含位元組2007-3006的報文段時，將會又一次在確認號欄位中包含1007。 因為TCP只確認數據流中至第一個丟失報文段之前的位元組數據，所以TCP被稱為是採用累積確認。

TCP的實現有兩個基本的選擇:

1接收方立即丟棄失序報文段;

2接收方保留失序的位元組，並等待缺少的位元組以填補該間隔。

一條TCP連接的雙方均可隨機地選擇初始序號。 這樣做可以減少將那些仍在網路中的來自兩台主機之間先前連接的報文段，誤認為是新建連接所產生的有效報文段的可能性。

•例子telnet

Telnet由是一個用於遠程登錄的應用層協議。它運行在TCP之上，被設計成可在任意一對主機之間工作。

假設主機A發起一個與主機B的Telnet會話。因為是主機A發起該會話，因此主機A被標記為客戶機，主機B被標記為伺服器。用戶鍵入的每個字元(在客戶機端)都會被發送至遠程主機。遠程主機收到後會復制一個相同的字元發回客戶機，並顯示在Telnet用戶的屏幕上。這種「回顯」用於確保由用戶發送的字元已經被遠程主機收到並處理。因此，在從用戶擊鍵到字元顯示在用戶屏幕上之間的這段時間內，每個字元在網路中傳輸了兩次。

現在假設用戶輸入了一個字元「C」，假設客戶機和伺服器的起始序號分別是42和79。前面講過，一個報文段的序號就是該報文段數據欄位首位元組的序號。因此，客戶機發送的第一個報文段的序號為42，伺服器發送的第一個報文段的序號為79。前面講過，確認號就是主機期待的數據的下一個位元組序號。在TCP連接建立後但沒有發送任何數據之前，客戶機等待位元組79，而伺服器等待位元組42。

如圖所示，共發了3個報文段。第一個報文段是由客戶機發往伺服器，其數據欄位里包含一位元組的字元「C」的ASCII碼，其序號欄位里是42。另外，由於客戶機還沒有接收到來自伺服器的任何數據，因此該報文段中的確認號欄位里是79。

第二個報文段是由伺服器發往客戶機。它有兩個目的:第一個目的是為伺服器所收到的數據提供確認。伺服器通過在確認號欄位中填入43，告訴客戶機它已經成功地收到位元組42及以前的所有位元組，現在正等待著位元組43的出現。第二個目的是回顯字元「C」。因此，在第二個報文段的數據欄位里填入的是字元「C」的ASCII碼，第二個報文段的序號為79，它是該TCP連接上從伺服器到客戶機的數據流的起始序號，也是伺服器要發送的第一個位元組的數據。

這里客戶機到伺服器的數據的確認被裝載在一個伺服器到客戶機的數據的報文段中，這種確認被稱為是捎帶確認.

第三個報文段是從客戶機發往伺服器的。它的唯一目的是確認已從伺服器收到的數據。

3往返時延的估計與超時

TCP如同前面所講的rdt協議一樣，採用超時/重傳機制來處理報文段的丟失問題。最重要的一個問題就是超時間隔長度的設置。顯然，超時間隔必須大於TCP連接的往返時延RTT，即從一個報文段發出到收到其確認時。否則會造成不必要的重傳。

•估計往返時延

TCP估計發送方與接收方之間的往返時延是通過採集報文段的樣本RTT來實現的，就是從某報文段被發出到對該報文段的確認被收到之間的時間長度。

也就是說TCP為一個已發送的但目前尚未被確認的報文段估計sampleRTT，從而產生一個接近每個RTT的采樣值。但是，TCP不會為重傳的報文段計算RTT。

為了估計一個典型的RTT，採取了某種對RTT取平均值的辦法。TCP據下列公式來更新

EstimatedRTT=(1-)*EstimatedRTT+*SampleRTT

即估計RTT的新值是由以前估計的RTT值與sampleRTT新值加權組合而成的。

參考值是a=0.125，因此是一個加權平均值。顯然這個加權平均對最新樣本賦予的權值

要大於對老樣本賦予的權值。因為越新的樣本能更好地反映出網路當前的擁塞情況。從統計學觀點來講，這種平均被稱為指數加權移動平均

除了估算RTT外，還需要測量RTT的變化，RTT偏差的程度，因為直接使用平均值設置計時器會有問題(太靈敏)。

DevRTT=(1-β)*DevRTT+β*|SampleRTT-EstimatedRTT|

RTT偏差也使用了指數加權移動平均。B取值0.25.

•設置和管理重傳超時間隔

假設已經得到了估計RTT值和RTT偏差值，那麼TCP超時間隔應該用什麼值呢?TCP將超時間隔設置成大於等於估計RTT值和4倍的RTT偏差值,否則將造成不必要的重傳。但是超時間隔也不應該比估計RTT值大太多，否則當報文段丟失時，TCP不能很快地重傳該報文段，從而將給上層應用帶來很大的數據傳輸時延。因此，要求將超時間隔設為估計RTT值加上一定餘量。當估計RTT值波動較大時，這個余最應該大些;當波動比較小時，這個餘量應該小些。因此使用4倍的偏差值來設置重傳時間。

TimeoutInterval=EstimatedRTT+4*DevRTT

4可信數據傳輸

網際網路的網路層服務是不可靠的。IP不保證數據報的交付，不保證數據報的按序交付，也不保證數據報中數據的完整性。

TCP在IP不可靠的盡力而為服務基礎上建立了一種可靠數據傳輸服務。

TCP提供可靠數據傳輸的方法涉及前面學過的許多原理。

TCP採用流水線協議、累計確認。

TCP推薦的定時器管理過程使用單一的重傳定時器，即使有多個已發送但還未被確認的報文段也一樣。重傳由超時和多個ACK觸發。

在TCP發送方有3種與發送和重傳有關的主要事件:從上層應用程序接收數據，定時器超時和收到確認ACK。

從上層應用程序接收數據。一旦這個事件發生，TCP就從應用程序接收數據，將數據封裝在一個報文段中，並將該報文段交給IP。注意到每一個報文段都包含一個序號，這個序號就是該報文段第一個數據位元組的位元組流編號。如果定時器還沒有計時，則當報文段被傳給IP時，TCP就啟動一個該定時器。

第二個事件是超時。TCP通過重傳引起超時的報文段來響應超時事件。然後TCP重啟定時器。

第三個事件是一個來自接收方的確認報文段(ACK)。當該事件發生時，TCP將ACK的值y與變數SendBase(發送窗口的基地址)進行比較。TCP狀態變數SendBase是最早未被確認的位元組的序號。就是指接收方已正確按序接收到數據的最後一個位元組的序號。TCP採用累積確認，所以y確認了位元組編號在y之前的所有位元組都已經收到。如果Y>SendBase,則該ACK是在確認一個或多個先前未被確認的報文段。因此發送方更新其SendBase變數，相當於發送窗口向前移動。

另外，如果當前有未被確認的報文段，TCP還要重新啟動定時器。

快速重傳

超時觸發重傳存在的另一個問題是超時周期可能相對較長。當一個報文段丟失時，這種長超時周期迫使發送方等待很長時間才重傳丟失的分組，因而增加了端到端時延。所以通常發送方可在超時事件發生之前通過觀察冗餘ACK來檢測丟包情況。

冗餘ACK就是接收方再次確認某個報文段的ACK，而發送方先前已經收到對該報文段的確認。

當TCP接收方收到一個序號比所期望的序號大的報文段時，它認為檢測到了數據流中的一個間隔，即有報文段丟失。這個間隔可能是由於在網路中報文段丟失或重新排序造成的。因為TCP使用累計確認，所以接收方不向發送方發回否定確認，而是對最後一個正確接收報文段進行重復確認(即產生一個冗餘ACK)

如果TCP發送方接收到對相同報文段的3個冗餘ACK.它就認為跟在這個已被確認過3次的報文段之後的報文段已經丟失。一旦收到3個冗餘ACK，TCP就執行快速重傳 ，

即在該報文段的定時器過期之前重傳丟失的報文段。

5流量控制

前面講過，一條TCP連接雙方的主機都為該連接設置了接收緩存。當該TCP連接收到正確、按序的位元組後，它就將數據放入接收緩存。相關聯的應用進程會從該緩存中讀取數據，但沒必要數據剛一到達就立即讀取。事實上，接收方應用也許正忙於其他任務，甚至要過很長時間後才去讀取該數據。如果應用程序讀取數據時相當緩慢，而發送方發送數據太多、太快，會很容易使這個連接的接收緩存溢出。

TCP為應用程序提供了流量控制服務以消除發送方導致接收方緩存溢出的可能性。因此，可以說 流量控制是一個速度匹配服務，即發送方的發送速率與接收方應用程序的讀速率相匹配。

前面提到過，TCP發送方也可能因為IP網路的擁塞而被限制，這種形式的發送方的控制被稱為擁塞控制(congestioncontrol)。

TCP通過讓接收方維護一個稱為接收窗口的變數來提供流量控制。接收窗口用於告訴發送方，該接收方還有多少可用的緩存空間。因為TCP是全雙工通信，在連接兩端的發送方都各自維護一個接收窗口變數。 主機把當前的空閑接收緩存大小值放入它發給對方主機的報文段接收窗口欄位中，通知對方它在該連接的緩存中還有多少可用空間。

6 TCP連接管理

客戶機中的TCP會用以下方式與伺服器建立一條TCP連接:

第一步: 客戶機端首先向伺服器發送一個SNY比特被置為1報文段。該報文段中不包含應用層數據，這個特殊報文段被稱為SYN報文段。另外，客戶機會選擇一個起始序號，並將其放置到報文段的序號欄位中。為了避免某些安全性攻擊，這里一般隨機選擇序號。

第二步: 一旦包含TCP報文段的用戶數據報到達伺服器主機，伺服器會從該數據報中提取出TCPSYN報文段，為該TCP連接分配TCP緩存和控制變數，並向客戶機TCP發送允許連接的報文段。這個允許連接的報文段還是不包含應用層數據。但是，在報文段的首部卻包含3個重要的信息。

首先，SYN比特被置為1。其次，該 TCP報文段首部的確認號欄位被置為客戶端序號+1最後，伺服器選擇自己的初始序號，並將其放置到TCP報文段首部的序號欄位中。 這個允許連接的報文段實際上表明了:「我收到了你要求建立連接的、帶有初始序號的分組。我同意建立該連接，我自己的初始序號是XX」。這個同意連接的報文段通常被稱為SYN+ACK報文段。

第三步: 在收到SYN+ACK報文段後，客戶機也要給該連接分配緩存和控制變數。客戶機主機還會向伺服器發送另外一個報文段，這個報文段對伺服器允許連接的報文段進行了確認。因為連接已經建立了，所以該ACK比特被置為1，稱為ACK報文段，可以攜帶數據。

一旦以上3步完成，客戶機和伺服器就可以相互發送含有數據的報文段了。

為了建立連接，在兩台主機之間發送了3個分組，這種連接建立過程通常被稱為 三次握手(SNY、SYN+ACK、ACK，ACK報文段可以攜帶數據) 。這個過程發生在客戶機connect()伺服器，伺服器accept()客戶連接的階段。

假設客戶機應用程序決定要關閉該連接。(注意，伺服器也能選擇關閉該連接)客戶機發送一個FIN比特被置為1的TCP報文段，並進人FINWAIT1狀態。

當處在FINWAIT1狀態時，客戶機TCP等待一個來自伺服器的帶有ACK確認信息的TCP報文段。當它收到該報文段時，客戶機TCP進入FINWAIT2狀態。

當處在FINWAIT2狀態時，客戶機等待來自伺服器的FIN比特被置為1的另一個報文段，

收到該報文段後，客戶機TCP對伺服器的報文段進行ACK確認，並進入TIME_WAIT狀態。TIME_WAIT狀態使得TCP客戶機重傳最終確認報文，以防該ACK丟失。在TIME_WAIT狀態中所消耗的時間是與具體實現有關的，一般是30秒或更多時間。

經過等待後，連接正式關閉，客戶機端所有與連接有關的資源將被釋放。 因此TCP連接的關閉需要客戶端和伺服器端互相交換連接關閉的FIN、ACK置位報文段。

㈧ 計算機網路筆記——數據鏈路層（停等協議、GBN、SR）

流量控制：防止發送端發送和接收端接收速度不匹配造成傳輸錯誤

傳輸層和數據鏈路層均有流量控制，但是控制手法不一樣

傳輸層：端到端，接收端向發送端發送一個窗口公告。告訴發送端目前我能接收多少
數據鏈路層：點到點，接收端接收不下的就不回復確認（ack），讓發送端自己重傳

涉及協議較多分批寫

優點 ：最簡單的控制協議
缺點 ：但是性能較弱,信道利用率低

控制方法 ：
發送方：發送一個幀
接收方：接收到幀後返回改幀的ack
發送方：接收到ack後發送下一個幀

差錯控制 ：

注意 ：

滑動窗口協議是基於停止等待協議的優化版本
停止等待協議性能是因為需要等待ack之後才能發送下一個幀，在傳送的很長時間內信道一直在等待狀態
滑動窗口則利用緩沖思想，允許連續發送(未收到ack之前)多個幀，以加強信道利用

窗口 ：其實就是緩沖幀的一個容器，將處理好的幀發送到緩沖到窗口，可以發送時就可以直接發送，藉此優化性能。一個幀對應一個窗口。

GBN是滑動窗口中的一種，其中 發送窗口 > 1 , 接收窗口=1 因發送錯誤後需要退回到最後正確連續幀位置開始重發，故而得名。

控制方法 ：
發送端：在將發送窗口內的數據連續發送
接收端：收到一個之後向接收端發送累計確認的ack
發送端：收到ack後窗口後移發送後面的數據

累計確認 ：累計確認允許接收端一段時間內發送一次ack而不是每一個幀都需要發送ack。該確認方式確認代表其前面的幀都以正確接收到
eg:發送端發送了編號 0,1,2,3,4,5 的幀，等待一段時間後（超過3的超時計時器）累計收到的ack對應 0,2 幀，則證明已經成功 0,1,2 均已經成功接收， 3 傳輸錯誤。並且哪怕 4,5 兩個幀接收成功後也不會返回 4,5 的ack會一直等待從 3 開始重傳

差錯控制 ：

發送幀丟失、ack丟失、ack遲到 等處理方法基本和停等協議相同，不同的是採用累計確認恢復的方式，當前面的幀出錯之後後面幀無論是否發送成功都要重傳

優點：信道利用率高（利用窗口有增加發送端佔用，並且減少ack回復次數）
缺點：累計確認使得該方法只接收正確順序的幀，而不接受亂序的幀，錯誤重傳浪費嚴重

發送窗口大小問題
窗口理論上是越多性能越好，但是窗口不能無限大，n比特編碼最大隻能2^(n-1)個窗口，否則會造成幀無法區分（本質就是留了一個比特區分兩組幀）

SR協議可以說是GBN的plus版本，在GBN的基礎上改回每一個幀都要確認的機制，解決了累計確認只接收順序幀的弊端只需要重發錯誤幀。
其中 發送窗口 > 1 , 接收窗口 > 1 , 接收窗口 > 發送窗口 (建議接 收窗口 = 發送窗口 接收窗口少了溢出多了浪費).

控制方法 ：
發送端：將窗口內的數據連續發送
接收端：收到一個幀就將該幀緩存到窗口中並回復一個ack
接收端：接收到順序幀後將數據提交給上層並接收窗口後移（若接收到的幀不是連續的順序幀時接收窗口不移動）
發送端：接收到順序幀的ack後發送窗口後移（同理發送窗口接收到的ack不連續也不移動）

差錯控制 ：

發送幀丟失、ack丟失、ack遲到 三類處理方式仍然和停等協議相同，不同的是SR向上層提交的是多個連續幀，停等只提交一個幀（不連續的幀要等接收或重傳完成後才會提交）

發送窗口大小問題
同GBN一樣，發送窗口和接收窗口都不能無限多，且不說緩存容量問題，當兩組幀同時發送時會造成無法區分，大小上限仍然是2^(n-1)個窗口（本質就是留了一個比特寫組號）

窗口大小這里留一張截圖，方便理解
假設窗口大小都為3（圖中編號到了3是借4窗口的圖，正常應編號到2,但是不妨礙理解）
左邊是錯誤重發，第一組的0幀ack丟失了
右邊是正常收發

三種協議對比：
停等協議：單線程的傻子，簡單不易出錯，但是效率極其低下
GBN：假的多線程(接收端太坑啦)，接收端是情種，只等待自己哪一個幀，丟棄了後來的幀
SR：多線程，接收端有收藏癖，等待集齊一套召喚神龍（提交給上層這只神龍……）

㈨ 計算機網路自頂向下方法多久看完

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計算機網路自頂向下方法 【第一章 計算機網路及網際網路】 原創
2021-12-08 14:43:31
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目錄
1.1 什麼是網際網路
1.1.1 具體構成描述
1.1.2 服務描述
1.1.3 網路協議
1.2 網路邊緣
1.2.1 接入網
1.3 網路核心
1.3.1分組交換
1.3.2 電路交換
1.3.3 報文交換
1.4 交換網中的時延，丟包和吞吐量
1.5 協議層次及其服務模型
1.1 什麼是網際網路
我們可以用兩種方式描述網際網路

1.1.1 具體構成描述
端系統(主機)：與網際網路相連的設備
端系統通過通信鏈路和分組交換機連接到一起
通信鏈路由不同的物理媒體組成，傳播速度用bit/s來計算
分組：當一台端系統要向另一台端系統發送數據時，發送端系統將數據分段，並為每段加上頭部位元組，由此形成的信息包叫分組
分組通過網路發送到接收端系統，在那裡被裝配成初始數據
分組交換機從它的一條入通信鏈路接收到達的消息，並從它的一條出通信鏈路轉發該條消息
最著名的分組交換機：路由器和鏈路層交換機
路由器通常用作網路核心
鏈路層交換機常用在接入網
一個分組所經歷的一系列的通信鏈路和分組交換機稱為通過網路的路徑
端系統通過**網際網路服務供應商(ISP)**接入網際網路中
每個ISP本身就是一個由多台分組交換機和通信鏈路組成的網路，各ISP為端系統提供了不同類型的網路接入
端系統，分組交換機和其他網路部件都需要運行一系列的協議
網際網路最重要的協議TCP/IP
IP協議定義了路由器和端系統之間交換的分組格式
在這里插入圖片描述

1.1.2 服務描述
分布式應用程序： 應用程序涉及在多個相互交換數據的端系統，故稱他們分布式應用程序。
與網際網路相連的端系統都有一個套接字介面，該介面規定了運行在端系統上的程序請求在網際網路基礎設施向另一個端系統上特定的目的程序交付數據的方式
網際網路套接字介面是一個發送程序必須遵守的規則合集
1.1.3 網路協議
在網際網路中，任何兩個以上的遠程通訊實體的所有活動都受協議的制約

協議定義了在兩個通訊實體之間交換的報文的格式和順序，以及報文的發送或接收一條報文或其他時間所採取的動作
1.2 網路邊緣
位於網路邊緣的主機又分為兩類：客戶和伺服器
客戶通常是桌面PC，智能手機等
伺服器是更強大的機器，用於存儲和發布Web頁面，郵件等
1.2.1 接入網
接入網：是將端系統物理連接到其邊緣路由器的網路
邊緣路由器 是端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一台路由器
家庭接入有兩種最流行的類型：數字用戶線(DSL)和電纜
1.3 網路核心
網路核心： 又端系統的分組交換機和鏈路構成的網狀網路
1.3.1分組交換
端系統之間彼此交換報文，報文可以執行一種控制功能，也可以包含數據
為了從源端系統向目的端系統發送一個報文，源將上報文劃分為較小的數據塊，稱為分組
分組以鏈路的最大傳輸速率的速度通過通信鏈路
多數分組交換機在鏈路的輸入端使用存儲轉發傳輸，是指在交換機開始向輸出鏈路傳輸該分組的第一個比特之前，必須接受到整個分組
每台分組交換機和多個鏈路連接，對於每條相連的鏈路，該分組交換機具有一個輸出緩存，它用於存儲路由器准備發往那條鏈路的分組
如果該鏈路正在傳輸其他分組，那麼該分組必須在輸出緩存等待，這叫排隊時延
一個到達的分組可能發現輸出緩存已經滿了的情況，此時將出現分組丟包的情況
每個端系統都有一個IP地址。當源主機向目的主機發送一個分組時，源在該分組的首部包含了目的主機的IP地址
1.3.2 電路交換
電路交換：在這個發送者可以發送信息之前，電話網路必修要先在發送者和接受者之間建立一條連接。這是條真正的連接，在發送者和接受者之間的交換機都是維持著的。
當網路把這個電路建立好之後，在這個網路中的鏈路的傳輸速率也是維持好的。所以發送者可以以穩定的速率傳輸數據給接收者
鏈路中的電路是通過頻分復用FDM和時分復用TDM來實現的
對於FDM，鏈路的頻譜由跨越鏈路創建的所有連接共享。在連接期間鏈路為每條連結專用一個頻率。
在電話網路中，這個頻寬通常是4kHz，該頻段的寬度稱為帶寬
對於TDM，時間被劃分為固定的幀，每個幀又被劃分為固定數量的時隙
電路交換和分組交換的區別：
電路交換的三個步驟：
建立連接（分配通信資源）
通話（一直佔用通信資源）
釋放連接（歸還通信資源）
1.3.3 報文交換
報文交換
一個應用發送信息的整體就是一個報文。
在數據交換過程中，要以整個信息作為一個整體，一次性轉發到下一個鄰接路由器上，路由器再把整個報文接收到，再決定這個報文怎麼轉發，從哪個介面轉發出去，直至目的主機。
在這里插入圖片描述

1.4 交換網中的時延，丟包和吞吐量
我們希望網際網路服務在任意兩個端系統之間隨心所欲的瞬間移動數據而沒有任何數據損失，但那時不可能的，

所以計算機網路要限制在端系統之間的吞吐量：每秒能夠傳送的數據量

當一個分組從一個節點到另一個節點，該分組在沿途的每個節點經受了不同的時延：節點處理時延，排隊時延，傳輸時延，傳播時延，這些時延累加就是節點總時延
節點處理時延： 檢查分組首部和決定將該分組導向何處需要的時間
排隊時延： 在隊列中，當分組在鏈路上等待傳輸時，經受排隊時延
傳輸時延： 路由器推出整個分組需要的時間
傳播時延： 將分組傳播到另一個節點需要的時間
在這里插入圖片描述

到達分組時發現隊列滿了。由於沒有地方存儲這個分組，路由器將丟棄該分組，形成丟包

一個節點的性能不止可以從時延看出來，也可以從丟包率看出來
吞吐量

吞吐量表示在單位時間內通過某個網路（或信道、介面）的數據量
吞吐量被常用於對現實世界中的網路的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路；吞吐量受網路帶寬或額定速率的限制。
時延帶寬積

時延帶寬積 = 傳播時延 × 帶寬
若發送端連續發送數據，則在所發送的第一個bit即將到達終點時，發送端就已經發送了時延帶寬積個bit；
鏈路的時延帶寬積又稱為以bit為單位的鏈路長度。
往返時間RRT

在許多情況下，網際網路上的信息不僅僅單方向傳輸，而是雙向交互；
我們有時候很需要知道雙向交互一次所需的時間。
利用率

信道利用率： 用來表示某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）
網路利用率： 全網路的信道利用率的加權平均；
利用率並非越高越好，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也會迅速增加，如下圖所示；
在這里插入圖片描述

丟包率
丟包率即分組丟失率，是指在一定的時間范圍內，傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率；
分組丟失的兩個主要原因：分組誤碼，結點交換機緩存隊列滿（網路擁塞）。
1.5 協議層次及其服務模型
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計算機網路自頂向下方法(一)——計算機網路和網際網路
不要成為理想的巨人，行動的矮子 寫在前面 為了更好地學習和掌握《計算機網路》這門課程，打算把自己的學習筆記轉化為博客，以便於更好地復習，也便於大家一起學習與交流。 參考課程：中科大-鄭老師《計算機網路》 參考書籍：《計算機網路自頂向下方法》原書第七版 什麼是Internet? 網際網路是一個世界范圍的計算機網路，即它是一個互聯了遍及全世界數計算設備的網路。 具體構成及描述 計算設備 : 主機（端系統）、運行的網路應用程序 節點： 主機及其上運行的應用程序 路由器、交換機等網路交換設備 例如：手機、平.
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最新發布 計算機網路-自頂向下方法(筆記）
計算機網路自頂向下（第7版）
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計算機網路 通信網路筆記（自頂向下的方法）from top to the botton of MIT
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《計算機網路自頂向下方法》Wireshark lab（一）
Getting Started Wireshark：A packet sniffer for observing the messages exchanged between executing protocol entities A packet sniffer captures (「sniffs」) messages being sent/received from/by your computer; it will also typically store and/or display the con
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計算機網路 自頂向下方法
文章目錄學習本書的目的一、第一章 計算機網路和網際網路二、使用步驟總結 學習本書的目的 主要目的並不是學習計算機網路的只是，而是學習作者的思維方式，以及自己對這種思維方式的理解。 一、第一章 計算機網路和網際網路 這一章首先描述了什麼是網際網路，以及網際網路在我們生活中的應用，讓我對網際網路很感興趣，然後就描述了網際網路中最簡單的例子，兩個端之間的數據傳輸，講解數據傳輸的時候從協議到路由器最後到通信衛星，讓我腦子里大致有個輪廓，就是兩個端傳遞需要那些設備支持。由兩個端的數據傳輸，自然將到了多端傳輸，多端傳輸一個是多端之
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計算機網路(自頂向下方法)-網路層
 將路由器、交換機和目前大多數網路設備的功能進一步抽 象成：按照流表（由控制平面設置的控制邏輯）進行PDU。：替換目標IP地址和埠號，採用存

㈩ 計算機網路第2章

《計算機網路》第02章在線測試

第一題、單項選擇題（每題1分，5道題共5分）
1、1. 物理層的主要任務是確定與傳輸媒體介面的特性。其中，用於描述不同功能事件出現順序的是物理層的（ D）。
A、機械特性 B、功能特性
C、電氣特性 D、過程特性
2、2. 單工通信支持的數據通信是（ A）。
A、單一方向 B、多個方向
C、兩個方向且同時 D、兩個方向，非同時
3、3. 碼元速率的單位是波特，它是指（B ）。
A、每秒傳送的位元組數 B、每秒傳送的碼元數
C、每秒傳輸的比特數 D、每秒傳送的周期數
4、4. 下列因素中，不會影響信道數據傳輸速率的是（C ）。
A、信噪比 B、頻率帶寬
C、信號傳播速度 D、調制速率
5、5. 脈碼調制PCM有兩個互不兼容的國際標准T1和E1。為了有效利用傳輸線路，通常都將多個PCM信號使用復用技術裝成幀。它們所採用的復用技術是（ D）。
A、碼分復用CDM B、波分復用WDM
C、頻分復用FDM D、時分復用TDM
第二題、多項選擇題（每題2分，5道題共10分）
1、1. 數據通信系統的模型包括（ABCDE ）。
A、源點
B、傳輸系統
C、終點
D、發送器
E、接收器
2、2. 最基本的帶通調制方法有（ACE ）。
A、調幅
B、調帶
C、調相
D、調波
E、調頻
3、3. 導向傳輸媒體包括（ACE ）。
A、雙絞線
B、微波
C、同軸電纜
D、紅外線
E、光纜
4、4. 物理層的介面的特性包括（BCDE ）。
A、介質特性
B、電氣特性
C、功能特性
D、規程特性
E、機械特性
5、5. 常用的信道復用技術有（ABCDE ）。
A、頻分復用
B、時分復用
C、碼分復用
D、波分復用
E、統計時分復用
第三題、判斷題（每題1分，5道題共5分）
1、1. 物理層的主要任務是確定與傳輸媒體介面的一些特性。其中，物理層的電氣特性定義了介面引腳的功能。 （F ）
正確 錯誤
2、2. 雙絞線只能用於傳輸音頻信號，不能傳輸視頻信號。 （F ）
正確 錯誤
3、3. 一個典型的電話信道是4KHZ。電話系統中採用脈沖編碼調制PCM技術。則PCM采樣周期為125μs 。（T ）
正確 錯誤
4、4. 波特(Baud)和比特(bit)是兩個不同的概念。但是，它們都是用來表示信息量的單位。（ F）
正確 錯誤
5、5. 共有4個站進行CDMA通信，其中A站的碼片序列為(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)。現接收站收到的碼片序列為(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)。可以說明，A站發送了數據1。（F ）
正確 錯誤