计算机网络自顶向下复习重点-第一章

时间:2024-04-09 14:31:32

1. 什么是因特网?因特网的部件有哪些(软件方面、硬件方面)?从服务的观点看什么是因特 网?什么是端系统、主机、ISP(因特网服务提供商) 、ICP(因特网内容提供商)?什么是协议? IETF 和 RFC

因特网:
1具体构成描述:因特网是一个网络的网络,指当前全球最大的、应用最广泛的计算机网络
2服务描述:从服务方面看,因特网为分布式应用程序提供了运行条件。

部件:
网络边缘:应用程序和主机
网络核心:互联的路由器,网络的网络。
接入网络和物理媒体:有线,无线通信链路;

端系统和主机:
与因特网相连的计算机和其他设备称为主机,主机又称端系统.

ISP:
因特网服务提供商(Internet Service Provider)
(每个ISP是由一个或多个分组交换机和多段通信链路组成的网络)

ICP:
因特网内容提供商(Internet Content Provider)
(在因特网上提供大量丰富且实用信息的服务提供商)

协议:
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序,以及在报文传输或/和接收或其它事件方面所采取的动作。

(补充:协议的三要素
• 1)语法:定义实体之间交换信息的格式与结构
• 2)语义:定义实体之间交换信息中的控制信息
• 3)时序(同步):定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度。)

IETF:
国际bai互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force)
负责互联网标准的开发和推动。

RFC:
(Request For Comments)-意即“请求注解”
文件收集了有关互联网相关信息,以及UNIX和互联网社群的软件文件,以编号排定。

2. 网络边缘、网络核心;客户机和服务器。端系统包括?无连接服务和面向连接的两类服务。 流量控制、拥塞控制。

网络边缘
应用 程序和主机。

网络核心:互联的路由器,网络的网络。由互联因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络;

客户机:
桌面PC,移动PC和智能手机等。

服务器:
例如Web浏览器/服务器;电子邮件客户机/服务器。

端系统:
端系统包括PC,工作站,WEB服务器,邮件服务器,网络连接的PDA,
网络电视等等。
(与主机没有区别,所有链接到互联网的设备都可以称为主机或者端系统,主机和端系统同意。出自计算机网络自顶向下方法第2页。)

面向连接服务:
就是通信双方在通信时,要事先建立一条通信线路,其过程有建立连接、zhi使用连接和释放连接三个过程。
协议:TCP(传输控制协议)(HTTP,FTP,SMTP)
面向连接优点:实时通信 / 可靠信息流 / 信息回复确认;
面向连接缺点:占用通信道;
流控(抑制发送端速率),拥塞控制(抑制传输的分组发送速率)

无连接服务:
就是通信双方不需要事先建立一条通信线路,而是把每个带有目的地址的包(报文分组)送到线路上,由系统选定路线进行传输
协议:UDP(用户数据报协议)(流媒体,电信会议,DNS,以太网会话)
无连接优点:不占用通信信道;
无连接缺点:非实时通信 / 信息流可能丢失 / 信息无回复确认

流量控制:
控制发送端发送的数据量以及数据发送速率。使其不超过接收端的承受能力
(抑制发送端速率)

拥塞控制:
防止过多的数据注入到网络中,避免出现网络负载过大的情况;常用的方法就是:
( 1 )慢开始、拥塞避免
( 2 )快重传、快恢复。
(抑制传输的分组发送速率)

3. 电路交换和分组交换的特点;数据报网络。

电路交换:
为“呼叫”预留端到端资源
网络资源(如带宽)划分为片。
将链路带宽划分为“片”:时分复用,频分复用,码分复用。)
优点:
1、传输速度快、高效。
2、实时。
缺点:
1、资源利用率低。
2、新建连接需要占据一定的时间,甚至比通话的时间还长。

分组交换:
每个端到端数据流划分为分组;每个分组使用全部链路带宽;
统计复用(动态复用):分组的序列没有固定的模式,按需共享;比时分复用效率高2-4倍;特点是动态的分配信道时隙;
优点:
1、提供了更好的带宽共享;资源利用率更高;
2、更简单有效 容易实现,成本低,无需建立连接,无需维护连接状态;
缺点:
不适合实时服务(如电话和视频会议)

分组交换和电路交换的优缺点:
电路交换:非共享、性能有保障、效率低,需要建立连接
分组交换:共享,效率高,有时延
(电路交换具有带宽和时延的保证,而分组交换一般不能保证带宽和时延;)

数据报网络;
仅在网络层提供无连接服务的计算机网络。

虚电路网络:
仅在网络层提供连接服务的计算机网络。

4. 接入网的类型,接入网的多种技术;物理媒体分类与常见的物理媒体及其特点

接入网:将端系统连接到其边缘路由器(端系统到任何其他远程端系统的路径上的第一台路由器)的物理链路

接入网的多种技术:

家庭接入:DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星
企业接入:以太网和WiFi
广域无限接入:3G和LTE

物理媒体分类:

导引型媒体:电波沿固体媒体前行,如光缆、双绞铜线、电缆。

非导引型媒体:电波在空气或外层空气中传播,如在无线局域网,或者数字卫星频道中。

常见的物理媒体及其特点

1.双绞铜线:最便宜且使用最为简便;常用在建筑物内的计算机网络中,即在局域网中。

2.同轴电缆:由两个同心而不并行的铜导体组成,。具有较高的数据传输速率;在电缆电视系统中相当普遍。

3.光纤:光纤是一种细而柔软的、能够导引光脉冲的媒体,每个脉冲表示一个比特,支持极高的比特速率,不受电磁干扰,且光缆信号衰减极低,并且很难窃听。用于长途引导型传输媒体,特别是跨海链路。

4.陆地无线电通道:无线电信道承载电磁频谱中的信号。它不需要安装物理线路,并具有穿透墙壁,提供与移动用户的连接以及长距离承载信号的能力。

5.卫星无线电信道:同步卫星和近地轨道卫星

5. 分组交换网络中的 4 种类型的时延及其特点;吞吐量的概念及相关时延的应用计算。

1.结点处理时延:检查比特差错,决定输出链路,高速路由器的处理时延通常为微秒或更低数量级。

2.排队时延:等待链路的可用时间,取决于前面的正在排队等待链路传输的分组数量

3.传输时延:R= 链路带宽 (bps);L= 分组长度 (比特);发送比特进入链路的时间= L/R

实际时间为毫秒到微秒级。(传输时延是路由器将分组推出所需要的时间)

4.传播时延:d = 物理链路的长度取决于链路的物理材质;s = 在媒体中传播的速度 (2x108 ~3x108 m/sec);传播时延 = d/s;广域网中为毫秒级

5.端到端的时延包括节点处理时延、传输时延、传播时延和排队时延。节点处理时延、传输时延、传播时延是固定的,排队时延是变化的。
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可结合例题理解:
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吞吐量:接受比特/用去的时间

6. 因特网协议栈自顶向下的 5 个层次及各层的主要功能。各层数据单元的名称是?各层的常见 协议有哪些?

应用层:
完成一个端系统与另一个端系统之间的信息交换。包含大量应用普遍需要的协议,支持网络应用
数据单元:报文
相关协议分析:FTP、SMTP、HTTP

运输层:
在应用程序端点之间传送应用报文。主机到主机数据传输,负责从应用层接收报文段( segment ),并传输应用层的报文,到达目的后将消息上交给应用。
数据单元:报文段
相关协议分析:TCP、UDP

网络层:
在完成网络中一台主机与另一台主机之间的通信。从源到目的地数据报(datagram)的选路
数据单元:数据报
相关协议分析:IP、选路协议

链路层:
为网络层将分组从一个节点移动到下一个节点。在邻近网元之间传输数据
数据单元:帧
相关协议分析:PPP、以太网

物理层:
将链路层一帧中一个一个比特从一个节点移动到下一个节点。物理层负责将链路层帧中的每一位(bit)从链路的一端传输到另一端。
数据单元:比特。
相关协议分析:无。

7. 1-6 章中,常见的网络协议或网络专有名词英文缩写的中文全称。

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8. 相关层的协议分析

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补充

9.OSI参考模型的七层结构及各层的主要功能。TCP/IP四层模型的结构及各层的主要功能。

OSI参考模型

物理层:
在物理媒体上传输原始的数据比特流。

数据链路层:
将数据分成一个个数据帧,以数据帧为单位传输。有应有答,遇错重发。

网络层:
将数据分成一定长度的分组,将分组穿过通信子网,从信源选择路径后传到信宿。

传输层:
提供不具体网络的高效、经济、透明的端到端数据传输服务。

会话层:
进程间的对话也称为会话,会话层管理不同主机上各进程间的对话。

表示层:
为应用层进程提供格式化的表示和转换数据服务。

应用层:
提供应用程序访问OSI环境的手段。
TCP/IP四层模型

数据链路层
数据链路层实现了网卡接口的网络驱动程序,以处理数据在物理媒介(比如以太网、令牌环等)上的传输。

网络层
网络层实现数据包的选路和转发。

传输层
传输层为两台主机上的应用程序提供端到端(end to end)的通信。与网络层使用的逐跳通信方式不同,传输层只关心通信的起始端和目的端,而不在乎数据包的中转过程。

应用层
应用层负责处理应用程序的逻辑。


一张表理清 OSI七层和TCP/IP四层的关系
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10.作业补充
1.各种处理因特网协议栈中层次:

路由器处理第一层到第三层(也就是物理层、数据链路层和网络层);链路交换机处理第一层和第二层(也就是物理层和数据链路层);主机处理所有的5层(也就是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层)。

2.与分组交换网络相比,电路交换优点,TDM比FDM的优点。

电路交换网络具有带宽的保证、时延的保证,而分组交换网络一般不能保证带宽和时延。分组交换更简单,通信效率更高。

FDM(频分复用Frequency Division Multiplexing)

是将整个传输频带划分为若干个频率通道,每个用 户占用一个通道。频率通道之间留有防护频带;

TDM(时分复用Time Division Multiplexing)是将时间分割成小的时间片,每个时间片又分为若干个通道(时隙),每个用户占用一个通道传输数据。

TDM与FDM对比分析时,由于TDM适用于数字信号传输,FDM适用于模拟信号传输,而目前的通信技术中绝倒多数情况下都使用数字通信,因此就体现出了TDM的优势。

应用层报文:应用程序要发出的在传输层上传递的数据;

传输层报文段:将应用层报文加上传输层包头,由传输层管理和封装的信息;

网络层数据报:将传输层报文段加上网络层包头之后封装;

链路层帧:将网络层数据报加上链路层包头之后封装。