计算机网络期末版（已完结）

admin管理员组

文章数量:1566221

目录

第一章计算机网络概述

1.计算机网络的概念

计算机网络的定义：

计算机网络的组成：

计算机网络的类型：

2.计算机网络的性能（本节学习建议：结合课本学习）

速率、带宽、吞吐量

时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

3.计算机网络的体系结构

传输方式：

数据交换：

通信协议和体系结构：

第二章物理层

1.物理层的基本概念

四大特性（必考）：

两种信号：

调制和编码：

传输介质：

三大部分

2.物理层的基本通信技术

四种信道复用技术

数据的传输方式

3.码元、波特、速率、带宽

码元

速率

3.奈氏准则、香农定理

奈氏准则

香农定理

第三章数据链路层

1.数据链路层基础概论

数据链路层概念

帧的概念

数据链路层的两种传输方式

数据链路层的三个基本问题

局域网中的设备

2.数据链路层的通信协议

冲突域和广播域（不一定考，也要记住）

虚拟局域网（实验）VLAN（必考）

CSMA/CD（载波侦听多录访问/冲突检测）（总线型）

PPP

CRC（循环冗余校验）

第四章网路层

1.网络层的作用（分组（单位））

2.网际层协议IP

3.IP地址

IP地址的概念

IP地址的组成

IP地址的分类

4.子网划分

例题冲击：

5.网络层的路由（实验）

路由 

路由的配置方式

第五章传输层

1.传输层概论

传输层

端口号

2.传输层的两个重要协议

第六章应用层

应用层的作用

应用层中的常见协议

第七章网络安全

网络安全概论

网络安全定义

计算机网络面临的威胁

网络系统的特性

加密和交互

有以下行为：

---

第一章计算机网络概述

1.计算机网络的概念

计算机网络的定义：

将地理位置不同的独立的多台计算机，通过通信线路连接，实现资源共享和信息传递。

计算机网络的组成：

资源子网和通信子网。

计算机网络的类型：

按照拓扑结构分：星型结构、树形结构、总线型结构、环形结构、网状结构。

按照范围分类：局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）、个人区域网（PAN）。

按照传输方式分类：有线网络、无线网络。 

2.计算机网络的性能（本节学习建议：结合课本学习）

速率、带宽、吞吐量

速率：即数据率或称数据传输率或比特率

单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s, Tb/s

带宽：用来表示网络的通信线路传输数据能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。

吞吐量：

表示在单位时间单位内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位b/s, kb/s, Mb/s等。

时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

时延包括：发送时延、传播时延、处理时延、排队时延；单位是s

发送时延 = 数据长度/信道带宽（发送速率）

传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率

总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

时延带宽积（bit） =  传时延（s）* 带宽（b/s）

3.计算机网络的体系结构

传输方式：

按照传输方向分：单工（只能单方向传输的工作模式）、双工（在同一时间，线路上只允许一个方向的数据通过）、全双工（双方可以同时进行数据通信）

按照传输对象分：单播（一对一）、多播（一对多）、广播（一对all）

数据交换：

电路交换、报文交换、分组交换。

通信协议和体系结构：

网络协议三要素：语法、语义、时序。

OSI参考模型：

从高到低：
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层（报文）
数据链路层（帧）
物理层（bit）

TCP/IP参考模型：

网络接口层
网际层
传输层
应用层

第二章物理层

1.物理层的基本概念

四大特性（必考）：

机械特性、电器特性、功能特性、过程特性

两种信号：

数字信号、模拟信号

调制和编码：

调制：模拟信号转换

编码：数字信号转换、编码的步骤（采样、量化、编码）

区别：数据可以通过编码手段转成数字信号，也可以通过调制手段将数据转换成模拟信号。

传输介质：

双绞线

屏蔽双绞线（STP）：抗干扰强，贵一些

非屏蔽双绞线（UTP）：抗干扰差，便宜一些

制作标准：568B（橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕）、568A

光纤

单模光纤、多模光纤

同轴电缆（淘汰了）

无线 

三大部分

源系统（发送数据的一端）、传输系统（传输过程中的各种传输介质）、目的系统（接收数据的电脑）

2.物理层的基本通信技术

四种信道复用技术

频分复用--划分不同频率来并行传输信号

时分复用--化分不同时间段来传输信号

波分复用--根据光波的波长进行传输

码分复用--在同一时间同一频率根据传输的数据码进行区分

数据的传输方式

通过同一时间传输数据分：

串行传输、并行传输

通过数据报文的双方的行为分为：

同步传输、异步传输

通过传输的信号分：

基带传输、频带传输

3.码元、波特、速率、带宽

码元

定义：用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中的计量单位。1码元可以携带多个比特的信息量

速率

定义：也叫数据率，是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。

码元传输速率：别名调制速率、码元速率、波形速率、符号速率          单位是  波特

练习题：

某一数字通信系统传输的是四进制码元，4s传输了8000个码元，求系统的码元传输速率是多少？信息传输速率是多少？若另一个通信系统传输的是十六进制码元，6s传输7200个码元，求他的码元传输速率是多少？信息传输速率是多少？并指出哪个系统传输速率快？

四进制码元系统

码元传输速率就是8000/4=2000Baud, 信息传输速率就是2000*log2 4=4000b/s

十六进制码元系统

码元传输速率就是7200/6=1200Baud, 信息传输速率就是1200*log2 16=4800b/s

系统传输的是比特流，通常比较的是信息传输速率，所以传输十六进制码元的通信系统传输速率较快，如果用该系统去传输四进制码元就会有更高的码元传输速率。

3.奈氏准则、香农定理

只有在这两个公式这带宽采用Hz!!!!!!!!!!!!!!!

信道带宽        是信道能通过的最高频率和最低频率之差。

奈氏准则

奈氏准则：在理想低通（无噪声，带宽受限）条件下，为了避免码间串扰，极限码元传输速率为2W Baud,W是信道带宽，单位是Hz。

公式：极限传输速率 = 2Wlog2 V  （b/s）

例题：

在无噪声的情况下，若某通信链路的带宽为3KHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输率是多少？

信号有4*4=16种变化

最大数据传输率 = 2*3K*4 = 24b/s

香农定理

香农定理：在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息的数据传输速率有上限值。

信噪比（dB）= 10log10 （s/N）   数值等价

基线数据传输速率 = Wlog2（1+S/N） （b/s）

例题：

电话系统的典型参数是信道带宽为3000Hz,信噪比为30dB，则该系统最大数据传输速率是多少？

30dB = 10log 10（S/N）

则S/N = 1000

信道的极限传输速率 = Wlog2（1+S/N） = 3000*log2（1+1000）= 30 kb/s

第三章数据链路层

1.数据链路层基础概论

数据链路层概念

数据链路层是在物理层和网络层之间的协议，提供相邻节点的可靠数据传输。

帧的概念

帧是数据链路层的单位

定义：数据链路层的协议数据单元

组成： 帧头（源MAC地址、目的MAC地址）、数据、帧尾（校验）

选择题：数据链路层是由MAC（介质访问控制，对接物理层）和LLC（逻辑访问控制，对接网络层）组成

数据链路层的两种传输方式

单播和广播

数据链路层的三个基本问题

1.封装成帧（ppp协议）

2.透明传输

3.差错检测（包括奇数校验、偶数校验、CRC校验）

局域网中的设备

集线器（工作在物理层）

交换机（工作在数据链路层）

网桥（物理层和数据链路层之间）一般在数据链路层

2.数据链路层的通信协议

冲突域和广播域（不一定考，也要记住）

冲突域：交换机的每一个端口都是冲突域；冲突域只能发生在一个网段

广播域：交换机所有端口都在一个广播域；广播域在一个网段或多个网段内发生

虚拟局域网（实验）VLAN（必考）

解释：将一个物理局域网划分成多个虚拟局域网 

优点和目的

1.划分广播域--减少垃圾数据

2.增强局域网的安全性

3.提高健壮性

4.灵活构建工作组

划分vlan的方式（5）

1.基于端口（记住，2,3,4,5看看就行）

Access--只允许通过一个VLAN（vlan10不能和vlan20数据传输）

Trunk--允许通过多个VLAN（vlan*都可以）

2.基于子网

3.基于MAC地址

4.基于协议

5.基于匹配策略

CSMA/CD（载波侦听多录访问/冲突检测）（总线型）

四大要点（必考）：

1.先听再发

2.边听边发

3.冲突停止

4.延迟后发

PPP

点对点通信--单播

封装成帧

CRC（循环冗余校验）

题型：计算题

例题：

要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（x）=x∧4+x+1。求余数。

第四章网路层

1.网络层的作用（分组（单位））

提供端到端的服务

2.网际层协议IP

1.ARP地址解析协议--根据IP地址获取物理地址

2.RARP地址解析协议--根据物理地址获取IP地址

3.ICMP网际控制报文协议

4.IGMP网际组管理协议

3.IP地址

IP地址的概念

IP地址：IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

组成：一个IP地址由4个字节，32位组成，一般用点分十进制的方式表现。

IP地址和MAC地址的区别：

1.IP地址是一个逻辑地址，MAC地址是物理地址。

2.MAC地址是唯一的但是IP地址不是唯一的。

3.MAC地址主要是工作在第二层，IP地址在网络层。

4.MAC地址是48位，IP地址一般是32位（v6是128位）

IP地址的组成

组成：IP地址由主机地址和网络地址组成

主机地址：标识某一设备的地址

网络地址：标识某一网段的地址

子网掩码：作用是用于区分网络号和主机号

IP地址的分类

A类地址：第一位为0；默认子网掩码为255.0.0.0；范围是1~127；

B类地址：前两位为10；默认子网掩码为255.255.0.0；范围是128~191；

C类地址：前三位为110；默认子网掩码为255.255.255.0；范围是192~224；

D类地址（多播地址）：前四位为1110

E类地址（保留为今后使用）：前四位为1111

特殊地址：网络地址全为0的地址不可用；广播地址是主机号全为1的地址；回环地址：127.0.0.0

子网掩码中全1的为网络地址

4.子网划分

例题冲击：

1.一公司原来使用192.168.1.0/24这个标准，现在想为公司的每个部门（共六个）单独配置一个子网，其中最大的部门要分配IPv4地址的数量不超过25个。求每个子网的子网掩码、地址范围、网络地址和广播地址。

网络地址：主机号全为0

广播地址：主机号全为1

192.168.1.00000000/24+3=27        254        16+8+4+2+1=31 个

000        192.168.1.0/27 0~31        192.168.1.31

001        192.168.1.32/27 32~63        192.168.1.63

010        192.168.1.64/27 64~95        192.168.1.95

011        192.168.1.96/27 96~127        192.168.1.127

100        192.168.1.128/27 128~159        192.168.1.159

101        192.168.1.160/27 160~191        192.168.1.191

110        192.168.1.192/27 192~224        192.168.1.224

111        192.168.1.224/27 224~256        192.168.1.256

5.网络层的路由（实验）

路由 

路由是（理解）：路由是指分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程。是网络层最主要的工作任务

路由器（网络层的基本设备）；数据转发的作用；路由表；网关

路由获取方式：

直连路由

静态路由

动态路由

路由的配置方式

静态路由：手工配制（去哪个网段，往哪走）

缺省路由：可理解为备用路由，如：c语言中的default（不知道去哪个网段）

动态路由：自动适应网络拓扑的变化

动态路由协议：

RIP

OSPF

第五章传输层

1.传输层概论

传输层

提供端到端的服务

端口号

IP只能对应一个域名，而一个域名可以对应多个IP

FTP（21）:文件传输协议

TELNET（23）:远程登录

SMTP（25）（发送）:电子邮件传输协议        POP3（110）（接收）

DNS（53）:域名系统

TFTP（69）:简单文件传输协议

HTTP（80）:超文本传输协议

SNMP（161）:简单网络管理协议

HTTPS（443）:超文本传输安全协议

2.传输层的两个重要协议

TCP（传输控制协议）（必考）

特点：

1.TCP是面向连接的传输层协议

2.TCP提供可靠的交付服务

3.TCP提供全双工通信

4.TCP是面向字节流

TCP三次握手和四次挥手

UTP（用户数据报协议）

特点：

1.UDP是无连接的

2.UDP尽最大努力交付

3.UDP面向报文且没有拥塞控制

4.UDP开销较小传输效率较高

第六章应用层

应用层的作用

应用层是最贴近用户的一层

通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成。应用层的内容就是具体定义通信规则。

应用层中的常见协议

域名系统

文件传输协议FTP

远程终端协议TELNET

万维网和HTTP协议

电子邮件协议

DHCP动态主机配置协议

第七章网络安全

网络安全概论

网络安全定义

网络系统的硬件、软件及其系统中的数据首刀保护，不因偶然的或者恶意的原因而受到破坏。

计算机网络面临的威胁

主动攻击

被动攻击

网络系统的特性

保密性

完整性

可用性

可靠性

不可抵赖性

加密和交互

有以下行为：

加密和解密

公钥和私钥

防火墙

本文标签： 计算机网络期末