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计算机网络重点整理
*考点&习题#上课提问%提到要注意的
第一章
计算机网络:
将功能独立的计算机相互之间通过传输线路和通信设备连接起来,通过通信协议实现主机之间的资源共享,数据通信,协同式工作等。
%P2计算机网络基本功能:
数据交换和通信;资源共享;提供系统的可靠性和可用性;均衡负荷相互协作,分布式网络处理;提供系统性价比,易于扩充,便于维护。
%P3计算机网络组成
硬件系统:
网络服务器,网络工作站,网络适配器,调制解调器,网络设备,传输介质
软件系统:
网络系统软件和网络应用软件
%P8计算机网络的分类:
按网络覆盖的地理范围:
局域网(LAN),城域网(MAN),广域网(WAN)。
按传播技术分类:
广播式网络(群聊),点到点式网络(私聊)
按拓扑结构:
总线型,星型(局域网中的拓扑结构),环型,树型,混合型
%P12计算机网络的性能指标:
速率:
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称数据率或比特率
带宽:
某个信号具有的频带宽度
吞吐量:
单位时间内通过某网络的数据量
时延:
数据从网络的一端传送到另一端所需时间
时延带宽积=传播时延*带宽:
衡量数据传输通道的长度
往返时间RTT
利用率=1-网络空闲时的时延/网络当前时延
误码率:
通信质量
*P5从逻辑功能上看,一个计算机通信网络是由资源子网和通信子网构成。
*P6通信子网是由网络节点和通信线路组成的独立的数据信息系统。
*P8、9按网络覆盖的地理范围,计算机网络可分为局域网(LAN),城域网(MAN),广域网(WAN)。
局域网就是局部地区范围内的网络,连接范围窄,用户数少,配置容易,连接速率高。
*P13计算机网络中,发送是由网卡产生的。
因为对外的工作方式是串行方式(每次只能发送1个bit)
发送时延=bit/发送速率(网卡的速率)
(10Mbps/100Mbps/1000Mbps)
例:
发送3.44MByte(.tif)的图片。
发送时延=3.44*1000000*8bit/(1000*1000*1000)bps=?
s
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)
发送数据的频率不同产生高速链路和低速链路的区别。
例如:
一张的网卡的速率
1000Mbps:
1second网卡发送出1000000000个bit高速链路
10Mbps:
1second网卡发送出10000000个bit
是电磁信号
所有bit传输速率2.3*100000000mps
电磁波在铜线电缆中的传播速率约为2.3*10^3km/s,在光纤中的传播速率约为2.0*10^3km/s
P18三个融合:
电信网,电视网,计算机网
第二章数据通信基础
%P25数据传输介质:
双绞线(8根芯,通信时用到4根:
橙白,橙,绿白,绿),同轴电缆,光纤,无线介质
&3*#P23信道按信号传输方向与时间关系来划分,可分为单工、半双工和全双工信道。
单工信道:
发送方只能发,接收方只能接,如无限电广播。
半双工信道:
网卡在一个时间点上只能发或只能收,如对讲机。
全双工信道:
网卡在一个时间点上即可发或也可收,如计算机通信。
#P25双绞线用于计算机通信是4对8芯线。
颜色为橙白,橙,绿白,绿。
*#P29光纤分为多模光纤和单模光纤(每次只有一组信号)。
一束光为一模。
*P33串行传输是指把要传输的数据编成数据流(比特流),在一条串行信道上进行传输,一次只传输一位二进制数,接收方再把数据流转换成数据。
(对外通信,距离远,数据率低)并行传输是指数据以组为单位在各个并行信道上同时进行传输。
(距离近,数据率高)
*P35#异步传输单位为字符。
信元长度为53个字节,其首部为5个字节,信息为48个字节。
同步传输单位为字符块。
*P36同步传输和异步传输的优缺点:
异步传输时每一个字符连同它的起始位和停止位是一个独立的单位,一个字符同步一次。
优点:
实现方法简单,收发双方不需要严格地同步。
缺点:
传输速率低,开销大。
同步传输整个字符组或位流被同步字符标志后作为一个单位传输。
优点:
适合于大的数据块的传输,效率高,开销小。
缺点:
控制比较复杂。
*P40画图:
曼彻斯特编码(计算机产生的数据要通过网卡向外发送的编码方式,缺点是编码效率低):
高电平跳到低电平为1,低电平跳到高电平为0。
图2-16
*#P41&5多路复用技术的作用:
共享物理信道,更加有效合理的利用通信线路,提高通信介质利用率,充分利用现有介质,减少新建项目投资。
&6多路复用技术(宽带形成技术):
频分多路复用(FDM,模拟信号,将信道按频率划分成多个子信道,每个信道传输一路信号)
时分多路复用(TDN。
数据信号,将各路传输信号按时间分割,使用其中之一进行传输。
将1s划分成8000份时间片或间隙)
波分多路复用(WDN,光信号,采用不同的入射角度,要求光的波长不能相同)。
无线信号形成宽带技术(码分多路复用DMA)
*P46计算:
循环冗余校验码:
工作原理:
采用模2算法(没有进位)
0+0=01+1=00+1=11+0=1
工作过程:
发送方:
将要传输的数据做为被除数,采用一个固定的数做除数,求出余数。
例:
用户要传输的数据10010001固定的除数1100(4位)
1、在被除数加"除数位数-1"个0
2、采用模2算法,求余数;
3、余数取"除数位数-1"位(3位,不足3位前面用0补齐);100
4、将余数加在被除数后,10010001100,传递给接收方。
接收方:
1、将收到的数据1001001100做为被除数;固定的除数1100;
2、采用模2算法,不要补位;
3、如果余数为0,则数据正确,否则错误码。
余数:
帧校验序列(FCS,framechecksequence)重点看P47
&4数据编码技术:
数字信号模拟化,模拟信号数字化,数字数据编码。
第3章计算机网络体系结构
网络协议:
通信双方共同遵守的通信标准。
网络协议三要素:
语法,语义,同步
分模块:
文件传送模块(工作与传送文件直接相关)
通信服务模块(保证文件和文件传送命令可靠的在两系统间交换)
网络接入模块(与网络接口细节有关的工作,并向上层提供服务)
P53在计算机网络层次体系结构中,对等实体间按协议进行通信,相邻层次实体间按服务进行通信,这些通信都是按数据单元(SDU)来进行的。
每一层为相邻的上一层所提供的功能称为服务。
服务是通过服务访问点(SAP)提供给上层使用的。
不同机器上位于同一层次完成相同功能的实体叫对等实体。
层与层之间的关系图3-2
例:
本主机(192.168.1.27)访问网络中主机(),主机之间称为对等实体。
P54国际标准:
七层OSI模型:
协议存在操作系统中
应用层
表示层
会话层
传输层(只有两协议,面向连接的协议TCP,非面向连接的协议UDP)
网络层(路由选择,拥塞控制,网络互联)
数据链路层(以太网中该层协议存在网卡中,采用PPP祯)
物理层(物理连接,差错检测,规定一些标准规范比特流)。
P55物理层;在通信信道上透明的传输比特流,主要功能有物理连接,差错检测。
文字说明各种接口形状,尺寸,引脚排列,每个引脚上电平的含义。
DTE数据终端设备,DCE数据电路端接设备。
P56数据链路层:
主要功能(网卡的功能)有链路管理,祯同步,差错控制。
差错控制的方法:
停等ARQ,连续ARQ(GO—BACK—N策略是网卡的实际工作方式;选择重发策略,没有实现)。
ARQ:
自动重发请求。
P58、59的图
*P57链路就是一条无源头的点到点的物理线路段,中间没有任何的其他的交换节点。
数据链路:
把实现一些必要的通信协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。
在数据链路上传输的是祯。
#P71实际标准:
TCP/IP参考模型:
应用层(各种应用协议,如FTP,SMTP,TELNET)
传输层(可靠通信TCP,不可靠通信UDP数据传输单位:
报文段)
网际层(IP)
网络接口层。
TCP/IP协议存在于操作系统内核中,对应网络层。
P72网络接口层的协议:
地址解析协议ARP(将IP地址转换成物理地址),逆向地址解析协议RARP(将物理地址转换成IP地址)。
图3—13
P73路由选择协议(自适应,分布式):
内部网关协议IGP,外部网关协议EGP。
P77IP数据报的格式图3-17
*P78总长度:
指IP分组的长度,共16位,因此一个IP分组最大为(2^16)-1,包括首部和数据字段。
*P79
IP地址长4字节,共32位,实际上有两个部分组成,第一部分是网络号NID,第二部分是主机号HID。
网络号NID的表示方法:
主机号部分全为0。
IP地址共分为5类,A,B,C,D,E
分配给主机
A类第一个字节是网络号NID,后三个字节是主机号HID
1.0.0.0——126.255.255.255
B类前两个字节是网络号NID,后两个字节是主机号HID
128.0.0.0——191.255.255.255
C类前两三字节是网络号NID,后一个字节是主机号HID
192.0.0.0——223.255.255.255
D类广播地址224.0.0.0——239.255.255.255
E类留用240.0.0.0——247.255.255.255
*P81子网掩码(submask):
是一个32位地址,用于标识IP地址中的NID
逻辑与(AND)运算:
1+1=1,1+0=0,0+1=0,0+0=0
计算
P84、P85课后习题
考试重点内容:
P77-P83
第4章局域网
局域网之间通信使用的是网卡的硬件地址,在通信过程中,所有的IP地址通过ARP协议(地址解析协议)转换为硬件地址MAC,但局域网之间的通信是IP地址。
*P88局域网按拓扑结构可分为总线型,树型,环形,星型,混合型
&4P89载波侦听多路访问/冲突检测法(CSMA/CD)(半双工方式下,拓扑结构为总线型,IEEE802.3):
先听后发,边发边听,冲突停止,随机延时后重发。
当两个或两个以上结点同时监听到总线空闲都开始发送数据时,就会发生冲撞产生冲突。
当检测到总线发生冲突,就立即取消传输数据,随后发送一个短的干扰信号JAM(阻塞信号)以加强冲突信号,保证网络上所有结点都知道总线上已经发生了冲突。
#P90令牌环访问控制方式:
IEEE802.5标准。
以太网:
IEEE802.3标准。
#&2P90IEEE802协议中,有关局域网的标准:
IEEE802.11
P94IEEE802标准
P95-P100以太网(IEEE802.3):
分类:
细缆以太网(10Base-2),
双绞线以太网(10Base-T)。
10代表信号传输的速率,Base表示信道上传输的基带信号,T是TwistedPair(双绞线电缆)的缩写。
编码采用曼彻斯特编码。
拓扑结构:
总线型
介质访问控制方式:
CSMA/CD
传输速率:
10Mb/s
传输介质:
同轴电缆或双绞线
快速以太网(采用4B/5B编码,IEEE802.3u):
100Base-TX,使用五类双绞线;
100Base-FX,使用光缆;
100Base-T4,使用三、四、五类双绞线。
千兆以太网:
1000Base-SX,(短波)多模光纤1000Base-LX,(长波)多模光纤;(光纤是IEEE802.3z)
1000Base-CX,使用150欧平衡屏蔽双绞线STP;
1000Base-T,4对五类非平衡屏蔽双绞线UTP(IEEE802.3ab)。
&8P95局域网技术:
以太网(Ethernet)系列,令牌环网络和FDDI光纤环网。
&9P98千兆以太网的优点:
简易性,技术过滤的平滑性,网络可靠性,可管理性和可维护性,支持新应用和新数据类型。
#*P103ATM信元结构由53字节组成,53字节被分成5字节的头部和被称为载荷的48字节信息部分。
ATM局域网:
采用固定长度分组(信息元)的网络交换技术。
运行速率为155Mb/s(接入层)和622Mb/s(核心层)。
&10P105网络操作系统的分类与特点:
Netware类,(淘汰)对网络硬件要求较低,技术完善可靠,一般用于比较落后的中小企业和学校;windows类,对服务器硬件要求较高,稳定性能不是很高,一般用于中低档服务器中;
UNIX类功能强大,一般用于大型的网站或企事业局域网中;
Linux类,源代码开放可免费得到许多应用程序,主要用于中高档服务器。
第五章广域网
#&1P112数据交换技术:
电路交换:
建立连接(独占通信信道,数据按序到达)—数据通信—释放连接
报文交换(存储-转发交换):
哪里空闲走哪里,文件传输时延较大,占用大量内存和外存。
分组交换(广泛使用的交换方式):
面向连接的虚电路;面向非连接的数据报。
祯交换(已淘汰)
信元交换(典型的有异步传输模式ATM)。
&3要把自己的计算机接入Internet的方法:
公共交换电话网(PSTN),综合业务数字网(ISDN),数字数据网(DDN)。
&6P120ISDN的B信道,64kbps信息通路,用于网络数据通信;D信道基本接口中16kbps,一次群速率接口中64kbps,信令通路,用于传输语言。
&7P121基本接口BRI:
2B+D一次群速率接口PRI:
nB+D,n对应2.048Mbps和1.544Mbps的基群,分别为30和23。
&9和周围寝室网络互联的方法:
局域网-局域网互联。
P120ISDN:
综合业务数字网,一种典型的电路交换系统。
P122DDN:
数字数据网,利用数字信道传输数据信号的数据传输网,接入网技术的统称。
第六章
*P148Internet(InteractiveNetwork)通过各种传输介质把数以万计的电脑连接在一起,是一个全球性的庞大的IP网络系统。
Internet主要由通信线路,网络硬件,网络操作系统,网络协议,应用程序和信息资源等组成。
网络干线之间通过路由器互联,使得各个网络上的计算机都能相互进行数据和信息传输。
*P149通信线路分为有线通信线路(电缆,光缆)和无线通信线路(卫星,微波)。
&3P150常见的网络协议有TCP/IP协议,PPP协议,SLIP协议,在Internet中使用的主要网络协议是TCP/IP协议。
P152DSL接入DSL:
数字用户线路。
目前我国使用最广泛的是非对称数字用户线ADSL,所谓非对称是指用户线的上行速率和下行速率不同,上行速率低(最高640kb/s),上行速率高(最高8Mb/s)。
&4P156IP地址:
为了区分Internet上的主机,给每个主机都分配了一个专门的地址。
域名:
由一些字母、数字以及连字符构成。
两者的关系:
一个域名只能对应一个IP地址,而一个IP地址可以对应多个域名。
访问网站先是经过域名,然后由域名解析服务器完成解析,找到其对应的实际IP地址。
P157&1Internet的主要功能:
电子邮件,远程登录(Telnet),BBS,文件传输(FTP),文件共享,Intranet技术。
P161FTP概念:
以文件传输为界面使用简单的“get”或“put”命令进行文件的下载或上传。
工作过程:
用户通过客户机程序向服务器程序发出命令,服务器程序执行用户所发出的命令,并将执行的结果返回客户机。
实验FTP服务器
P168网络基本应用:
WWW服务,即时通讯软件,电子商务,交互性社交网络。
第七章网络管理和网络安全
*P175网络管理(为了确保网络系统能够持续稳定安全可靠和高效的运行而对网络实施的方法和措施)5项功能(注意顺序):
配置管理:
配置信息的自动获取,自动配置自动备份及相关技术,配置一致性检查,用户操作记录功能。
性能管理:
采集分析网络对象的的性能数据,监测性能。
故障管理:
故障检测、报警、信息管理、分析、处理。
安全管理:
网络管理本身的安全,被管网络对象的安全。
计费管理:
计费数据采集、维护、分析,政策制定比较,费用计算
P181虚拟局域网VLAN,提供更多的管理控制,减少了日常管理开销,提供了更大的配置灵活性。
实验:
路由协议,VLAN实验
VLAN实验
在虚拟环境下完成
1、画拓扑结构(1台交换机,4台PC);
2、给虚拟PC配置IP地址:
10.0.0.1255.255.255.0->e0/1
10.0.0.2255.255.255.0->e0/2
10.0.0.3255.255.255.0->e0/3
10.0.0.4255.255.255.0->e0/4
3、验证之间连通性ping
4、配置交换机,实现VLAN功能。
默认状态下,连在交换机上的主机,属于同一个LAN,IP地址中的网络号相同,主机号不同,相互之间如果没有防火墙,可以Ping通。
实现同一个LAN中的信息的隔离。
目标:
pc1与pc2是一组,相互之间能通;
pc3与pc4是一组,相互之间能通;
这两组之间不通。
一、创建VLAN
>普通用户模式,权限最小
>enable
#特权模式,可以对交换机进行设置
#showvlan
#conft进入配置模式configterminal
(config)#vlan10创建vlan10
(config)#exit退到原来状态
二、将接口放入VLAN
(config)#interfaceethernet0/1进入接口配置模式
提醒:
进入PC1,验证与PC2,3,4的连通性
(config-if)#vlan-membershipstatic10
将接口e0/1放入10
(config-if)#exit
#P200用于接入控制的SSL安全套接层协议SSL协议对计算机之间的各种通信HTTP、FTP、Telnet等都提供安全保护。
无法阻止流量数据分析式攻击。
提供的服务:
用户和服务器的合法性认证;加密数据以隐藏被传送的数据;保护数据的完整性。
运行步骤:
接通阶段,密钥交换阶段(现在是非对称加密),协商密钥阶段,检验阶段,客户认证阶段,结束阶段。
发送时信息用对称密钥加密,对称密钥用非对称算法加密,再把两个包绑在一起传送过去
&8P207防火墙分为四大类:
网络级防火墙(包过滤型防火墙,简洁,速度快,费用低,对用户透明)、应用级网关(对用户不透明)、电路级网关(提高了安全性,增加了灵活性)、规则检查防火墙(对用户透明,在OSI高层上加密数据).
&9P211防火墙的选择:
性价比,对外要防止入侵攻击,对内要能实现允许或不允许哪些访问。
要考虑网络结构、业务应用系统的需求、用户及通信流量规模方面的需求,可靠性、可用性、易用性等方面的需求。
P220计算机病毒的防查杀:
尽量不使用盗版或来历不明的软件;经常对重要数据进行备份;经常用杀毒软件检查硬盘;随时注意计算机的各种异常现象。
第八章
&2P229常见的无线局域网设备:
无线网卡,无线路由器,无线交换机,无线天线。
&3P229无线局域网(WLAN)就是在不采用传统的传输介质的情况下,提供有线局域网能实现的所有功能。
优点:
安装便捷,使用灵活,经济节约,易于扩展。
适用场所:
接入网络信息系统,难以布线的环境,频繁变化的环境,使用移动设备的环境,远距离信息的传输,公安交通管理部门,专门工程和高峰时间所需的暂时性局域网,利用无线局域网进行的信息交流,流动工作者,需要方便快捷的安装小型网络的用户。
P234IPv6的地址结构
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