计算机网络知识点总结.docx

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1、2物理层2.1 基本概念物理层的主要任务一一确定及传输媒体接口的一些特性四个特性：机械特性一一指明接口所用接线器的形态和尺寸，引线的数目和排列，固定的所锁定装置等电气特性一一指明接口电缆各条线上出现的电压范围功能特性一一指明某条线上出现的某条电平的电压表示何种意义过程特性一一指明对于不同功能的各种可能事务的出现依次2.2 数据通信的基础知识数据通信系统的三大部分一一源系统，传输系统，目的系统数据一一运输消息的实体信号一一数据的电气或电磁表现模拟的一一表示消息的参数的取值是连续的数字的一一表示消息的参数的取值是离散的码元一一在运用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值表示的基本波形单工通信

2、（单向通信）只能有一个方向的通信不允许反方向的交互半双工通信（双向交替通信）一一通信的双方都可以发送消息，不允许同时发送或接收全双工通信（双向同时通信）一一通信双方可以同时发送接收消息基带信号一一来自源的信号调制一一基带信号含有信道不能传输的低频重量或直流重量，必需对基带信号进行调制基带调制（编码）一一仅仅变换波形，变换后仍是基带信号带通调制一一运用载波调制，把信号的频率范围搬到较高频段，并转换为模拟信号带通信号一一经过载波调制后的信号（仅在一段频率范围内能通过信道）基本带通调制方法调幅（AM）,调频（FM）,调相（PM）码间串扰一一在接收端收到的信号波形失去了码元之间的清楚界限的现象奈式准则

3、一一在任何信道中，码元的传输速率是有上限的，传输速率超过此上限就会出现严重的码间串扰，使接收端对码元的判决成为不可能数据的传输速率（比特率）一一每秒传输的比特数即二进制数字（0或1）,单位bit/s,bs,bps码元传输率（波特率）一每秒信道传输的码元个数，单位B传信率（比特率）及传码率（波特率）的关系一一Rb=RB1（N为码元的进制数）比特率=n*波特率（n为每个码元的比特,二进制时带1比特,三进制时带2比特,八进制带3bit）信噪比一一信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N,单位分贝（dB）信噪比（dB）=101og10（SN）（dB）如当S/N为10时信噪比10,S/N为1000

4、为30香农公式信道极限信息传输率C=WIog2（1+SN）b/sW信道带宽（单位Hz）,S信道内所传信号的平均功率，N为高斯噪声功率奈氏准则公式C=2WRb=2WRB1og2N即每赫带宽志向低通信道的最高码元传输率是每秒2个码元2.4 通道复用技术频分更用（FDM）一一用户在安排到肯定频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带频分更用的全部用户在同样的时间占用不同的频率带宽时分复用（TDM）将时间划分为一段段等长的时分发:用帧（TDM帧）,每一个时分复用用户在每一个TDM帧中占用固定序号的间隙。（信道利用率不高）统计时分复用(STDM)一前提是假定各用户都是间歇地工作，每个时隙要有用户地址信息

5、波分复用(WDM)一光的频分复用，因光载波频率很高，习惯上用波长表示运用的光载波8路2.5Gbs光载波经光的调制，在一根光纤上的总速率为20Gbs100根2.5Gbs光纤的光缆,采纳16倍密集波分复用,得一根4Tbs码分复用CDM一将每一个比特时间划分为m个短的码片(码分地址CDMA)给每个站点安排码片序列，不同站点的码片序列正交当发送码片1时就发送该站点码片序列，比特。时发送反码当S站点向T站点发送数据时,T站点接收的是全部站点发送的序列和T站点用S站点的码片序列及接收的序列和做内积运算非S站点的序列得0,S站发送的比特。得-1,比特1得1规格化内积公式一一各项相乘之和除以项数量脉冲调制PC

6、M体制北美24路PCM标准T1速率为1.544Mbs欧洲30路PCM标准E1速率为2.048Mbs同步光纤网SONET-第一级同步传送信号STS-I传输速率51.84Mbs(第一级光载波OC-I)同步数字系列SDH基本速率(第一级同步传递模块STM-I)为15552Mbs(0C-3)3数据链路层数据链路层运用的信道主要有两种类型：点对点信道一一运用一对一的点对点通信方式广播通信一一运用一对多的广播通信方式链路一一是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有其他交换结点。链路只是一条路径的组成部分数据链路一一除了这些物理线路，还必需有通信协议来限制数据的传输，假如把实现这些协议的硬件和软件加到

7、链路上，就构成了数据链路帧一一数据链路层协议数据单元IP数据报一一网络层协议数据单元数据链路层三个基本问题：封装成帧，透亮传输，差错检验封装成帧一一在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧帧定界一一首部和尾部的一个重要作用最大传送单元(MTU)一链路层协议规定的所能传送的帧的数据部分长度上限帧定界符一一当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可运用帧定界符SOH帧开始符，十六进制编码01,二进制编码OOOOOO01,StartOfHeaderEOT帧结束符，十六进制编码04,二进制编码OOOoo100,EndOfTransmission帧开始IP数据报帧结束发送帧首

8、部帧的数据部分帧尾部|-MTU数据链路层的帧长帧开始符帧结束符SoH1装在帧中的数据部分归。T帧发送在前透亮传输一一无论什么样的比特组合的数据都能通过这个数据链路层字节填充一一发送端的数据链路层在数据中出现限制字符前插入一个转义字符“ESC”在接收端的数据链路层把数据送往网络层之前删除插入的转义字符ESC转义字符，十六进制编码1B,二进制编码OoO11O11,ByteStuffing发送在前差错检测：比特差错一一比特在传输过程中可能会发生差错：1变成0,0变成1误码率BER一在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比例，BitErrorRate信噪比越大，误码率越小循环冗余检验CRC把数

9、据分为每组k个比特在待传送的一组数据M后添加n位冗余码冗余码的计算方法在M后加上n个0得到（2人n）M除以事先选定好的（n+1）位除数P得到商Q和n位余数R（用竖式做除法,商右移补0至位数及除数相等,相异得1,相同得0）余数R作为冗余码接在M后发送出去循环冗余检验CRC把收到的每一帧除以P,检查得到的余数R，若R=0,则判定这个帧没有差错，就接受若R!=0,则判定有差错，就丢弃帧件检验序列FCS在数据后面添加冗余码，FrameCheckSequence而CRC是一种常见的检错方法FCS可以用CRC这种方法得出，但CRC并非获得FCS的唯一方法在数据链路层运用CRC检验，能实现无比特差错传输，但

10、这还不是牢靠传输，只能做到无差错接收，要做到牢靠传输，必需加上确认和重传机制。点对点协议PPP用户计算机和ISP进行通信时运用的链路层协议（只支持全双工链路）PPP协议应满意的需求一一简单一一这是首要的要求封装成帧透亮性多种网络层协议多种类型链路差错检测检测连接状态最大传送单元网络层地址协商数据压缩协商PPP协议不须要的功能一一纠错流量限制序号多点线路半双工或单工链路PPP协议三个组成部分个将IP数据报封装到串行链路的方法链路限制协议1PC(1inkContro1Protoco1)网络限制协议NPC(NetworkContro1Protoco1)PPP用同步传输链路，采纳硬件完成比特填充；异步

11、传输时运用字符填充法P75零比特填充PPP协议在运用SONET/SDH链路时，是运用同步传输的，此时采纳零比特填充溢现透亮传输；发送端：5个连续1填一个0,接收端删除。媒体共享技术一一静态划分信道：频分复用，时分复用，波分复用，码分复用动态媒体接入限制：随机接入，受控接入世界第一个局域网产品(以太网)规约DIXEthernetV2IEEE的802.3标准及DIXEthernetV2差别很小，可以简称为“以太网”局域网数据链路层的两个子层一一逻辑链路限制11C子层媒体接入限制MAC子层局域网的主要优点一一具有广播功能，从一个站点可很便利的访问全网便于系统的扩展和演化，各设备的位置可敏捷调整和改变

12、提高了系统的牢靠性，可用性和生存性适配器一一连接计算机及外部局域网，嵌在计算机主板上适配器的主要功能一一进行串行/并行转换对数据进行缓存在计算机的操作系统安装设备驱动程序实现以太网协议计算机硬件地址在适配器的ROM中，计算机软件地址一IP地址在计算机的存储器中以太网实行的两种措施一一无连接的工作方式，尽最大努力交付，即不牢靠交付发送的数据都运用曼彻斯特编码的信号-A检测到发生碰题1kmB检测到发生碰撞B发送数据CSMA/CD协议一一载波监听多点接入/碰撞检测(只能进行半双工通信)多点接入一一总线型网络，很多计算机以多点接入方式连接在一根总线上载波监听一一在发送数据前检测总线上是否有其他计算机子

13、在发送数据碰撞检测一一计算机边发送数据边检测信道 t=- t=单程端到端传播时延记为电磁波在Ikm电缆的传播时延5S争用期2一一以太网端到端来回时延，具体争用期时间为51.2s对于IOMb/s的以太网，在争用期可发送512bit,即64字节退避算法一一确定基本退避时间，一般取争用期2定义重传次数k=Min已经重传的次数，10从0,12-1中随机抽取数r重传推后时间为r倍争用期重传达16次仍不胜利，抛弃该帧最短有效帧长一一争用期是512比特时间时，发生冲突肯定在前64字节内以太网规定了最短有效帧长为64字节，小于64字节的都是无效帧强化碰撞一一当发觉碰撞时，停止发送数据，再接着发送若干比特人为干

14、扰信号帧间最小间隔一一9.6s,即96比特时间CSMA/CD从网络层获得一个分组，加上首尾组成以太帧，放入适配器缓存打算发送检测到信道96比特时间内保持空闲，就发送这个帧若检测到碰撞，则中止数据的发送，并发送人为干扰信号发送完干扰信号后适配器执行退避算法,等待!倍512比特时间，返回步骤2CSMA/CD十六字方针：先听先发，边听边发，冲突停发，随机重发双绞线以太网采纳星状拓补在星形的中心增加集线器(星形网IoBASE-T的标准是802.3i)(发生碰撞1争用期常用期，争用期I111占用期发送成功2,2I2,To发送一帧所需的平均时间定义参数a=/To一一a的值越小信道利用率越高极限信道利用率S

15、max=To(To+T)=1(1+a)只有a远小于1才能得到尽可能高的SmaxI/G位一一IEEE规定地址字段第一个字节最低位，0表示单个地址，I表示组地址G/1位一一地址字段第一个字节最低第二位，0表示全球管理，1表示本地管理三种帧单播，广播，多播常用以太网MAC帧格式两种标准D1XEthernetV2标准IEEE的802.3标准前同步码哒衣覆介付左图数字的单位是字节(byte)IEEE802.3规定无效的帧一一帧长度不是整数字节用收到的帧检验序列FCS查出有差错收到数据字段长度不在46到1500字节之间在物理层扩展局域网一一主机运用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器用集线器扩展局域网的优点一一使计算机能够跨碰撞域通信扩大了局域网覆盖的地理范围缺点一一碰撞域增大了，吞吐量并未提高不同数据率的碰撞域无法互联网桥一一在数据链路层扩展以太