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虚电路方式、数据报方式。
七、线路交换方式分分组交换比较:
线路交换:
线路交换是面向连接的服务;
两台计算机通过通信子网进行数据交换之前,首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接;
线路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接的三个阶段;
优缺点:
建立连接的时间长;
一旦建立连接就独占线路,线路利用率低;
无纠错机制;
建立连接后,传输延迟小,实时性好。
不适用于计算机通信,因为计算机数据具有突发性的特点,真正传输数据的时间不到10%。
无缓存能力
交换机设备比较简单
分组交换:
将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。
数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”
有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。
优点:
对转发结点的存储要求较低,可以用内存来缓冲分组——速度快;
转发延时小——适用于交互式通信;
某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高;
各分组可通过不同路径传输,容错性好。
八、报文与报文分组比较
数据通过通信子网传输时可以有报文(message)与报文分组(packet)两种方式。
报文传输:
不管发送数据的长度是多少,都把它当作一个逻辑单元发送;
报文分组传输:
限制一次传输数据的最大长度,如果传输数据超过规定的最大长度,发送结点就将它分成多个报文分组发送。
报文传输缺点:
报文大小不一,造成存储管理复杂。
大报文造成存储转发的延时过长,造成小报文等待时间过长;
出错后整个报文全部重发。
报文交换难以支持实时通信和交互式通信的要求
第二讲
一、网络协议的概念
网络协议:
计算机网络是由多个互连的结点组成的,结点之间需要不断地交换数据与控制信息。
要做到有条不紊地交换数据,每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。
这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。
这些为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议(Protocol);
网络协议的三要素:
语义、语法与时序;
语义:
用于解释比特流的每一部分的意义;
“做什么”
语法:
用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序的意义;
“怎么做”
时序:
事件实现顺序的详细说明。
“什么时候做”
二、层次:
层次是人们对复杂问题处理的基本方法。
接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点。
三、网络体系结构(networkarchitecture)
一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集;
网络协议是按层次结构来组织的;
网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构。
网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义;
体系结构是抽象的,而实现是指能够运行的一些硬件和软件。
四、OSI参考模型
五、TCP/IP(大题)
主机-网络层:
与OSI/RM的物理层、数据链路层以及网络层的一部分相对应。
TCP/IP参考模型的最低层,负责通过网络发送和接收IP数据报;
允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议,
当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时,就可以认为是这一层的内容;
充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性,它也为TCP/IP的成功奠定了基础。
互连层:
相当OSI参考模型网络层无连接网络服务;
处理互连的路由选择、流控与拥塞问题;
IP协议是一种无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。
传输层:
主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接;
传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)是一种可靠的面向连接协议;
用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)是一种不可靠的无连接协议。
应用层:
网络终端协议Telnet
文件传输协议FTP
简单邮件传输协议SMTP
域名系统DNS
简单网络管理协议SNMP
超文本传输协议HTTP
六、常见的应用层协议
HTTP(超文本传输协议)端口:
80
FTP(文件传输协议)端口:
20,21
TELNET(远程登录)端口:
23
DNS(域名系统)端口:
53
SMTP(简单邮件传输协议)端口:
25
POP3(邮局协议第3版)端口:
110
IMAP(互联网邮件访问协议)端口:
143
SNMP(简单网络管理协议)端口:
161
七、单位:
根据对数据封装的单位不同,在物理层中封装为数据“位”,在数据链路层封装为数据“帧”,在网络层中封装为数据“包”,在传输层中封装为数据段。
会话层:
报文
第三讲
一、功能
物理连接的建立、维护与释放;
物理连接分为点-点连接与多点连接;
数据传输分为全双工、半双工与单工方式;
数据传输分为串行传输方式与并行传输方式;
串行传输方式的物理数据服务单元是位;
并行传输方式的物理数据服务单元是N位,N为并行连接的物理通道数。
二、传输介质的主要类型
双绞线、同轴电缆、光纤电缆、无线与卫星通信信道。
基带同轴电缆(BasebandCoax):
阻抗匹配为50Ω,用于数字传输,1公里电缆可达1~2Gbps的传输速率。
又分为:
粗缆(Thick):
10Base-5,AUI,单段长度£
500米,最长5段达2.5公里。
细缆(Thin):
10Base-2,BNC,单段长度£
185米,最长5段达925米。
三、数据传输类型:
模拟通信、数字通信。
按照在传输介质上传输的信号类型,通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。
数据通信方式:
串行通信、并行通信。
单工通信、半双工或全双工通信。
(1)单工通信方式。
在单工信道上信息只能在一个方向传送。
发送方不能接收,接受方不能发送。
无线电广播和电视广播都是单工传送的例子。
(2)半双工通信方式。
在半双工信道上,通信双方可以交替发送和接收信息,但不能同时发送和接收。
航空和航海无线电台以及对讲机等都是这种方式通信的。
这种方式要求通信双方都有发送和接收能力,又有双向传送信息的能力,因而比单工通信设备昂贵,但比全双工便宜。
在要求不很高的场合,多采用这种通信方式。
(3)全双工通信方式。
这是一种可同时进行信息的传递的通信方式。
现代的电话通信都是采用这种方式。
其要求通信双方都有发送和接收设备,而且要求信道能提供双向传输的双倍带宽,所以全双工通信设备较昂贵。
同步方式:
同步通信、异步通信。
位同步包括内同步和外同步。
字符同步包括同步和异步。
四、名词解释:
异步传输:
即把各个字符分开传输,字符与字符之间插入同步信息。
同步通信:
同步通信是一种比特同步通信技术,要求发收双方具有同频同相的同步时钟信号,只需在传送报文的最前面附加特定的同步字符,使发收双方建立同步,此后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。
五、数据编码(重点,有大题,小题,及名词解释)
计算:
给出曼彻斯特及差分曼彻斯特编码图,求出比特流,并还原。
(五个1后面的0去掉)。
不归零编码(NRZ,Non-ReturntoZero)NRZ码规定用负电平表示“0”,用正电平表示“1”。
接收端无法确定每个比特从什么时候开始,什么时候结束。
曼氏编码(Manchester)自带同步信号,在曼氏编码中每个比特持续时间分为两半。
前一半时间为反码,后一半时间为原码。
差分曼氏编码(DifferenceManchester)是对曼氏编码的改进。
它与曼氏编码的不同之处主要是:
每比特的中间跳变仅做同步用;
每比特的值根据其开始边界是否发生跳变决定,每比特开始除出现电平跳变表示二进制“0”,不发生跳变表示二进制“1”。
六、模拟传输指信道中传输的为模拟信号;
数字传输指信道中传输的为数字信号。
七、脉冲调制:
将模拟信号变换为数字信号的常用方法是脉码调制PCM(PulseCodeModulation)。
PCM的取样、量化和编码三个步骤。
八、名词解释:
频带传输:
利用模拟信道传输数据信号的方法称为频带传输;
九、奈氏香农工式。
对于带宽为3kHz的信道,若有8种不同的物理状态来表示数据,信噪比为20dB。
问:
按Nyquist定理或Shannon定理最大限制的数据速率是多少?
1)根据Nyquist定理,信道容量C=2Wlog2M
所以C=2×
3kHz×
log2=18kbps(2分)
2)根据Shannon定理,信道容量C=Wlog2(1+S/N)
所以C=3kHz×
log2(1+100)=20kbps(2分)
一十、名词解释:
多路复用技术:
多路复用技术就是把许多信号在单一的传输线路上用单一的传输设备进行传输的技术。
采用多路复用技术把多个信号组合在一条物理线缆上传输,在远距离传输时可大大节省线缆的安装和维护费用。
十一、分类(前两种可看作一种):
频分多路复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)模拟
波分多路复用WDM(WaveDivisionMultiplexing)
时分多路复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)数字
十二、标准
T-标准(北美、日本)
Bell系统的T1载波利用脉码调制PCM和时分多路复用TDM技术,使24路采样声音信号复用一个通道。
24路信道各自轮流将编码后的8位数字信号组成帧,其中7位是编码的数据,第8位是控制信号。
每帧除了24×
8=192位之外,另加一位帧同步位。
这样,一帧中就包含有193位,每一帧用125us时间传送,因此T1系统的数据传输速率为1.544Mbps。
E-标准(欧洲、中国、南美)
CCITT建议了一种2.048Mbps速率的PCM载波标准,称为E1载波(欧洲标准)。
E1(一次群)标准
每125us为一个时间片,每时间片分为32个通道。
通道0用于同步,通道16用于信令,其他30个通道用于传输30个PCM话音数据。
E1速率=(32x8bit)/125us=2.048Mb/s
十三、计算:
10个4800bps的信道按TDM复用在一条线路上传输,如果忽略控制开销,不考虑噪声,以及一个信号只携带1bit,问:
(1)对于同步TDM,复用线路的带宽应该为多少?
(2)对于异步TDM,假定每个子信道有50%的时间忙,复用线路的利用率为80%,那么复用线路的带宽应该为多少?
(1)对于同步TDM,复用线路的数据传输速率应该为:
10×
4800bps=48000bps,利用奈奎斯特公式:
48000bps=2×
H,求得复用线路的带宽为24kHz,
(2)对于异步TDM,每个子信道有50%的时间忙,复用线路的数据传输速率应该为:
4800bps×
0.5=24000bps,利用奈奎斯特公式:
24000bps=2×
H,求得复用线路的带宽为12kHz,因为复用线路的利用率为80%,那么复用线路的带宽应该为:
12kHz÷
0.8=15kHz
第四讲
一、数据链路层的主要功能归纳如下:
(1)链路管理数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。
(2)帧的装配、分解和同步
(3)流量控制(flowcontrol)
(4)差错控制
(5)将数据和控制信息区分开
(6)透明传输
(7)寻址
二、名词解释
纠错码:
每个传输的分组带上足够的冗余信息;
接收端能发现并自动纠正传输差错。
检错码:
分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息;
接收端能发现出错,但不能确定哪一比特是错的,并且自己不能纠正传输差错。
三、常用的检错码
1、奇偶校验码:
奇偶检验码是通过增加冗余位来使得码字中“1”的个数保持为奇数或偶数的编码方法。
2、循环冗余编码CRC:
设要发送的数据为1101011011,G(X)=X4+X+1,则首先在发送数据块的末尾加4个0,得到11010110110000,然后用G(X)的位串10011去除,再用11010110110000减去余数位串1110,得到的即为CRC位串11010110111110,将对应多项式称为T(X),显然,T(X)能被G(X)除尽。
这样,一旦接收到的CRC位串不能被同样的G(X)的位串除尽,那么一定有传输错误。
四、滑动窗口:
滑动窗口功能:
确认、差错控制、流量控制。
设卫星信道上数据传输速率为1Mb/s,数据帧长为1000bit,卫星信道的传播时延为270ms,而帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均可忽略不计。
当采用下列三种协议时,试计算可能达到的信道利用率是多少?
(1)停-等协议
(2)连续ARQ协议WT=7,WB=1
(3)选择重传ARQ协议WT=4,WB=4。
信道利用率=数据发送时间/(数据发送时间+传播时延)
1)
信道利用率=(1000bit/1Mb/s)/(1000bit/1Mb/s+270ms*2)=0.18%
2)
信道利用率=(1000bit/1Mb/s*7)/(1000bit/1Mb/s*7+270ms*2)=1.28%
3)
信道利用率=(1000bit/1Mb/s*4)/(1000bit/1Mb/s*4+270ms*2)=0.74%
第五讲
一、局域网的主要特性是:
高数据速率、短距离和低误码率。
二、决定局域网与城域网性能的三要素:
网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法。
三、局域网拓扑结构类型与特点
网络拓扑结构:
总线型、环型、星型结构。
网络传输介质:
双绞线、同轴电缆、光纤。
四、介质访问控制方法
指控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。
五、CSMA/CD的发送流程(先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发)
以太网的载波帧听多路访问方法是这样工作的:
每个站发送帧之前,要帧听线路是否空闲,若空闲则立即发送,否则继续帧听。
(2分)边发送帧边将帧收回来比较,若一致则发送成功,否则已产生冲突。
(2分)若已产生冲突,则发出一系列干扰信号加强冲突,通知各站退出发送,并将已收到的错误帧抛弃,然后选择一个随机时间继续发送,随机时间的选择t=2a*R*2^(N-1),其中,2a为总线上帧从端到端的来回时间,R为随机数,N为重发次数(每次重发+1);
等待重发之前要检测N是否小于16,若大于则宣告这次发送失败,否则回到开头。
六、CSMA/CD(802.3)、令牌环(802.5)、令牌总线的比较(802.4):
802.3以太网
802.5令牌环
802.4令牌总线
协议复杂性
碰撞解决较复杂
令牌和环维护复杂
最复杂
支持优先级
不支持
支持
模拟技术
碰撞检测使用
完全数字化
大量使用
轻负载时网络性能
无延迟
有延迟
重负载时网络性能
急剧下降
好
安装
简单
较复杂
复杂
使用广泛性
广泛
一般
不常用
适用场合
中等负载情况下
重负载,要求实时
实时性要求极高
七、根据退避算法,载波侦听多路访问可以分为三种类型:
1、非坚持CSMA;
2、1-坚持CSMA;
3、P-坚持CSMA。
八、计算
某CSMA/CD基带总线网长度为1000m,信号传播速度为200m/us,假设位于总线两端的站点在同时发送数据帧时发生了冲突,问:
⑴该两站间信号传播延迟时间是多少?
⑵最多经过多长时间才能检测到冲突?
⑴该两站间信号传播延迟时间为:
1000(m)/200(m/us)=5us⑵数据在发送完后2.5us处(总线的中央位置处)发生冲突,冲突信号又花了2.5us时间才同时送到两个站点。
所以两个站点最多经过5us才能检测到冲突。
九、Ethernet帧结构
前导码与帧前定界符字段
目的地址和源地址字段
长度字段
LLC数据字段
帧校验字段
一十、最短帖长
假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
(只换数据)
对于1km电缆,单程端到端传播时延为:
τ=1÷
200000=5×
10-6s=5μs,
端到端往返时延为:
2τ=10μs
为了能按照CSMA/CD工作,最小帧的发送时延不能小于10μs,以1Gb/s速率工作,10μs可发送的比特数等于:
10-6×
1×
109=10000bit=1250字节.
十一、FDDI主要技术特点
使用802.5的单令牌环网介质访问控制协议;
使用802.2协议,与符合802标准局域网兼容;
数据传输速率为100Mb/s,连网的结点数最大为1000,环路长度为100km;
可以使用双环结构,具有容错能力;
可以使用多模或单模光纤;
具有动态分配带宽的能力,能支持同步和异步数据传输。
十二、名词解释:
高速局域网:
是传输速率大于等于100Mbit/s的局域网,常见的高速局域网有FDDI光纤环网、100BASE-T高速以太网、千兆位以太网、10Gbit/s以太网等。
快速以太网:
快速以太网是指任何一个速率达到100M比特率的以太网。
十三、交换机是如何转发数据帖的?
十四、交换机分类。
1、以太网交换机的帧转发方式可以分为以下三类:
(1)、直接交换方式
(2)存储转发方式
(3)改进直接交换方式
2、根据网络覆盖范围分
局域网交换机和广域网交换机。
(1)、广域网交换机
广域网交换机主要是应用于电信城域网互联、互联网接入等领域的广域网中,提供通信用的基础平台。
(2)、局域网交换机
这种交换机就是我们常见的交换机了。
局域网交换机应用于局域网络,用于连接终端设备,如服务器、工作站、集线器、路由器、网络打印机等网络设备,提供高速独立通信通道。
十五、端口号/MAC地址映射表
交换机是利用“地址学习”方法来建立和维护端口/MAC地址映射表的。
交换机的“地址学习”是通过读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口号进行的。
十六、网桥基本特征:
网桥在数据链路层上实现局域网互连;
网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络;
网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信;
网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议;
网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量,有利于改善互连网络的性能与安全性。
十七、透明网桥(transparentbridge):
透明网桥最初由数字设备公司(DEC)提出,并被802.1委员会采纳。
主要特点:
透明网桥由各个网桥自己来决定路由选择,局域网上的各结点不负责路由选择,网桥对于互连局域网的各结点来说是“透明”的;
透明网桥一般用在两个使用同样的MAC层协议的网段之间的互连。
例如连接两个Ethernet网段,或两个令牌环网;
透明网桥的最大优点是容易安装,是一种即插即用设备。
十八、OSI/RM与通信设备
物理层:
该层上的设备包括集线器、发送器、接收器、电缆、连接器和中继器。
数据链路层:
智能集线器、网桥。
网络层:
路由器、网桥路由器和网关。
网关可以跨越所有各层。
十八、虚拟局域网:
虚拟网络建立在局域网交换机之上;
以软件方式实现对逻辑工作组的划分与管理;
逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制;
一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段上,但它们之间的通信就像在同一个物理网段上一样。
当一个结点从一个逻辑工作组转移到另一个逻辑工作组时,只要通过软件设定,而不需要改变它在网络中的物理位置。
第六讲
一、网络层主要任务:
通过路由选择算法,为分组通过通信子网选择最适当的路径;
网络层使用数据链路层的服务,实现路由选择、拥塞控制与网络互联等基本功能,向传输层的端一端传输连接提供服务。
二、互联网络:
利用网桥、路由器等互联设备将两个及两个以上的物理网络相互连接起来构成的系统。
三、IP地址分类:
四、计算
某网络主机的IP地址是160.78.43.95。
请问,在下列三种子网掩码情况下,其网络号、子网号和主机号(节点号)分别是多少?
(基本一样)
Mask=Default(默认值)
Mask=255.255.255.0
Mask=255.255.248.0
默认mask为:
255.255.0.0
网络号为:
160.78主机号:
43.95
10100000.0101000000101011.01011111
160.78子网号:
43主机号:
95
10100000.010100000010101101011111
160.78子网号为:
40主机号:
3.95
10100000.0101000000101011.01011111
建议使用二进制
六、特殊IP地址形式
1.直接广播地址:
A类、B类与C类IP地址中主机号全1的地址为直接广播地址;
用来使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机;
只能作为分组中的目的地址;
物理网络采用的是点-点传输方式,分组广播需要通过软件来实现。
2.受限广播地址:
网络号与主机号的32位全为1的地址为受限广播地址;
用来将一个分组以广播方式发送给本网的所有主机;
分组将被本网的所有主机将接受该分组,路由器则阻挡该分组通过。
3.“这个网络上的特定主机”地址:
主机或路由器向本网络上的某个特定的主机发送分组;
网络号部分为全0,主机号为确定的值;
这样的分组被限制在本网络内部。
4.回送地址:
回送地址是
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