第1章第1節計算網絡的發展1、聯機系統，就是由一臺中央主計算機連接大量的地理上處于分散位置的終端，構成“終端—通信線路—計算機”的系統。為減輕中心計算機的負擔，在其與通信線路之間設置前端處置機或通信控制器，專門負責和終端的通信功能；在終端集中的地區，設置集中器或多路復用器，將多路低速信號復用到高速通信線路上。2、APARNET的主要目標是借助通信系統，實現網內個計算機間的資源共享。它是計算機網絡技術發展的一個里程碑。3、 高速網絡技術發展表現在：寬帶綜合業務數字網B-ISDN、異步傳輸模式ATM高速局域網、交換局域網和虛擬網絡4、 三大網是指：電信業務網、廣播電視網、計算機網5、 電信業務網由本地網絡、干線和交換局組成，其中本地網絡承載模擬信號，干線承載數字信號。6、 電話雙絞線上網的主流速率為56Kbps，物理極限為64Kbps7、以下網絡均屬于電信業務網：電話交換網PSTN、數字數據為DDN、幀中繼網FR、異步傳輸模式ATM、X.25公用數據網、綜合服務數字網ISDN、CHINANET網8、 計算機網目前主要依賴于電信網。9、 CHINANET網依托強大的分組交換網CHINAPAC、數字數據網CHINADDN和電話交換網PSTN等公用網，采用先進設備，是我國Internet的主干網。10、 所謂三網合一，就是把現有的傳統電信網、廣播電視網和計算機網互相融合，形成一個統一的網絡系統，有全數字化的網絡設施支持包括數據、語音和圖像在內的所有業務的通信。11、 電信業一般將傳輸速率達到2Gbps的骨干網稱作寬帶網。12、 全光網被認為是未來通信網向寬帶、大容量發展的優先方案。13、 多媒體傳輸要求網絡的的交互性和實時性表現在哪些方面？1） 要求網絡有很高的傳輸帶寬，一般難以實現，需要采用壓縮技術減少帶寬需求。2） 不同類型的數據對傳輸要求不同：語音傳輸對實時性要求高，對帶寬要求低；視頻傳輸對實時性和帶寬要求都很高。另外對誤碼率的要求也不同。3）有連續性和實時性的要求。4）有同步的要求，即在傳輸過程中必須保持數據之間在時序上的同步關系。5）具有多方參與通信的特點。14、傳統的IP網絡并不適合多媒體網絡應用，解決的措施主要是增大帶寬和改進協議。前者是對傳輸介質和路由器的性能進行改進；后者主要表現在支持IP多播、資源預留協議、區分服務與多協議標識交換方面。15、 蜂窩式數字分組數據通信平臺的特點是無線和可移動。16、 AdHoc網絡是一種由一組用戶群構成，不需要基站，沒有固定路由的移動通信模式。17、 無線應用協議WAP,能讓用戶使用內置瀏覽器在移動電話上訪問因特網。18、 分辨率為640X480的圖像，像素為24bit,如每秒25幀顯示，需要的帶寬是多少？解：640X480X24X25=184320000b/s=184Mb/s19、 如果HDTV高清晰度視頻的分辨率為1920X1080，每個像素需要24bit,幀傳輸速率為30幀/秒。則在理論上為2.5GHz寬帶，信噪比為30dB的信道上能否實時傳輸HDTV視頻（要求給出計算依據）。解：1920X1080X24X30=1492992000^1.5Gbps根據香農定律，2.5GHz帶寬，信噪比30dB的信道最大傳輸率為：C=BXlog（1+s/）=2.5GXlog（1+1001）~25Gbps2n2因為1.5GbpsV25Gbps，所以可以傳輸。第1章第2節計算機網絡的基本概念1、 所謂計算機網絡，就是利用通信設備和線路將地理位置不同的，功能獨立的多個計算機系統互聯起來，以功能完善的軟件實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。2、 計算機網絡由資源子網和通信子網構成。資源子網負責信息處理，通信子網負責信息傳遞。3、 資源子網包括提供資源的主機和請求資源的終端，他們統稱為端節點。4、 通信子網主要由網絡節點（中間節點、轉接節點）和通信鏈路組成。5、網絡節點的作用是控制信息的傳輸和在端節點之間轉發信息。6、根據作用的不同，網絡節點可分為分組交換設備、分組裝配/拆卸設備、集中器、網間連接器、網絡控制中心等。7、信息在兩端節點間傳輸時，需要經過多個中間節點的轉發，這種方式稱為“存儲-轉發”。8、局域網一般采用“廣播”傳輸方式，網絡節點都簡化為計算機上的網卡。9、計算機網絡的功能：硬件資源共享、軟件資源共享、用戶間信息交換。10、網絡的應用：辦公自動化、遠程教育、電子銀行、證券及期貨交易、校園網、企業網絡、智能大廈和機構化綜合布線系統。11、集散系統和計算機集成制造系統，是兩種典型的企業網絡系統。12、智能大廈及計算機網絡的信息基礎設施是結構化綜合布線系統。第1章第3節計算機網絡的分類1、選擇網絡拓撲結構往往與傳輸介質及介質控制方法有關，一般要考慮的因素有：可靠性、費用、靈活性、響應時間和吞吐量。2、 根據通信子網中信道類型的不同，網絡拓撲可以分為：①點到點線路通信子網的拓撲；②廣播信道通信子網的拓撲3、 點到點線路網絡拓撲主要有：星形、環形、樹形、網狀；廣播信道網絡拓撲主要有：樹形、環形、總線、無線通信和衛星通信4、 星形拓撲的優缺點有哪些？優點：①介質訪問控制方法簡單，訪問協議也簡單，易于監控管理。②故障診斷和隔離容易，除中央節點之外的其他節點故障，不會影響全網。③中央節點可方便的為各站點提供服務。缺點：①電纜長度和安裝工作量較大。②中央節點負擔重，容易成為瓶頸。一旦發生故障，全網都會受影響。③各站點的分布處理能力較低。5、 總線拓撲的優缺點有哪些？優點：①所需電纜數量少。②結構簡單，可靠性高。③擴充性好，增減用戶方便。缺點：①傳輸距離有限，通信范圍收到限制。②故障診斷和隔離較困難。③不能保證信息的及時傳送，不具有實時性。④站點必須是智能的，要有介質訪問控制功能。6、環形拓撲的優缺點有哪些?優點：①電纜長度短。②可使用光纖。③所有計算機能公平的訪問網絡，網絡性能穩定。缺點：①節點的故障會導致全網癱瘓。②環節點的加入撤出比較困難。③令牌傳遞的介質訪問控制方法，在負載較輕的情況下，信道利用率比較低。7、 樹形拓撲的優缺點有哪些？優點：①易于擴充。②故障隔離容易。缺點：各節點對根節點的依賴太大，如果根節點發生故障，則全網癱瘓。8、 混合型拓撲的優缺點有哪些？優點：①故障診斷和隔離方便。②易于擴充。③安裝方便缺點：①需要選用智能集中器。②電纜安裝長度較長。9、 網狀拓撲的優缺點有哪些？優點：①不受瓶頸問題和失效問題的影響。②節點間有多條通路相連，數據傳輸可選擇適當路由，繞開失效或繁忙的區域。缺點：①結構復雜、成本較高。②要求的網絡協議比較復雜。10、 試述網絡交換的三種方式及其特點。1） 電路交換，用戶在開始通信之前，必須申請一條從發送端到接收端的物理信道，雙方在通信過程中一直占用該信道。2） 報文交換，發送方發送一個長度可變的完整報文，其中含有目的地址，每個中間節點對報文選擇適當的路徑，使其能夠最終到達接收方。這種方式稱為存儲轉發。3） 分組交換，也稱為包交換。發送方將待發送的數據劃分成一個個等長的分組，這些分組逐個由中間節點采用存儲轉發的方式進行傳輸，最終到達接收方。由于分組長度有限，可在中間節點的內存中進行存儲轉發，因此速度大大提高。11、 廣播網絡和點對點網絡的最大區別是，后者需要采用分組存儲轉發和路由選擇機制。第2章1、網絡協議是為計算機網絡中進行數據交換而建立的規則、標準和約定的集合。協議三要素：①語法，涉及數據和控制信息的格式編碼等。②語義，涉及用于協調差錯處理的控制信息。③定時，涉及速度匹配和排序。2、計算機網絡各層次結構模型及其協議的集合，稱為網絡的體系結構。3、 計算機網絡都采用層次化的體系結構，這種結構的要點可以歸納為：①除了物理介質上進行的是實通信之外，其余各對等實體間進行的都是虛通信。②對等層實體間的虛通信遵循該層的協議。③n層的虛通信是通過n/n-1層間接口處n-1層提供的服務來實現的。4、 計算機網絡層次間的劃分，要遵循的原則：①每層的功能明確且相互獨立。當某層發生變化時，只要保持上下層的接口不變，就不會對鄰層產生影響。②層間接口必須清晰，跨越接口的信息量盡可能的少。③層數要適中。5、 OSI包括體系結構，服務定義，協議規范三級抽象。體系結構定義了一個七層模型。服務定義描述了各層應實現的功能，層間抽象接口以及交互用的原語。協議規范定義了控制信息發送時間，種類和解釋方法。6、 發送進程發送給接受進程的數據，實際上是經過發送方各層送上到下傳遞到物理介質；通過物理介質傳輸到接收方后再經過從下到上各層的傳遞，最后到達接收進程。7、發送方從上到下逐層傳遞的過程中，每層都要加上適當的控制信息，統稱為報頭。到最底層成為由0和1組成的比特流，然后轉換為電信號后在物理介質上傳輸到接收方。接收方在向上傳遞的過程中正好相反，要逐層剝去發送方相應層加上的控制信息。8、 物理層的傳輸單位是比特流、數據鏈路層是幀、網絡層是分組。9、 組織和同步不同主機上各種進程通信的是會話層；為上層用戶提供共同的數據或信息語法變換，進行數據壓縮/恢復和加密/解密的是表示層。10、 通信服務可以分為兩類，面向連接的服務和無連接的服務。面向連接服務的特點：①數據傳輸必須要經過建立連接、維護連接和釋放連接3個過程。②傳輸過程中各分組不需要攜帶目的節點的地址。③傳輸可靠性好但通信效率不高。無連接的服務特點：①每個分組要攜帶完整的目的地址，各分組在通信子網中是獨立傳送的。②不同的分組可能選擇不同的路徑到達目的結點，因此不需要經過建立、維護和釋放連接的過程。③由于可能出現分組丟失、亂序等情況，通信可靠性不高，但協議簡單通信效率高。11、 網絡數據傳輸可靠性一般要通過確認和重傳機制保證。確認是指數據分組接受節點在收到每個分組后，要求向發送節點回送正確接受該分組的確認信息。在規定時間內如發送節點未收到確認信息，就認為該分組丟失，然后重傳該分組。12、服務類型和服務質量，即面向連接與確認服務、面向連接與不確認服務、無連接與確認服務和無連接與不確認服務。13、 TCP-IP協議的特點：①開放的協議標準可以免費使用。②獨立于特定的網絡硬件，適用于互聯網。③統一的網絡地址分配方案，使得全網的設備都有獨立的地址。④標準化的高層協議，可以提供多種可靠的服務。14、 OSI-RM和TCP-IP的比較共同之處①兩者都以協議棧的概念為基礎，并且協議棧內的協議彼此獨立。②都采用層次結構的概念，各層的功能也大體相似。不同之處①OSI有七層，TCP-IP只有四層。②OSI的網絡層同時支持面向連接和無連接的通信，但傳輸層只支持面向連接的通信。TCP-IP網絡層只提供無連接的通信，而傳輸層支持兩種通信模式。15、 TCP/IP與OSI-RM的層次對應關系：主機網絡層——物理層&數據鏈路層；互連層一一網絡層；傳輸層——傳輸層；應用層——會話&表示&應用層。16、 TCP/IP協議簇應用層：TELNETFTPSNTPDNS傳輸層：TCPUDP互連層：IPICMPARPRARP主機網絡層：EthernetArpanetPDN17、 TCP/IP中各層通信單位：應用層間：流或消息；傳輸層間：數據報UDP或段TCP；互連層間：IP數據報;網絡接口：網絡幀。18、OSI-RM的缺點1） 會話層和表示層幾乎是空的，而數據鏈路層和網絡層包含的內容太多。2） 服務定義和協議都很復雜，難以實現。3） 某些功能，比如編址、流控和錯控等，會在每一層重復出現，降低了系統效率。20、TCP/IP的缺點1） 沒有區分哪些是實現，哪些是規范，因此在使用新技術設計新網絡時,TCP/IP的指導意義不大。2） 主機一網絡層并沒有把接口和層區分開來。第3章第1節物理接口及其協議1、物理層的主要功能是實現比特流的透明傳輸，為數據鏈路層提供數據傳輸服務。物理層不是指具體的物理設備或物理介質，而是指在物理介質之上為上一層提供一個傳輸原始比特流的物理連接。2、物理層上的協議也稱為接口，這些協議規定了與建立、維持及斷開物理信道有關的特性，包括機械的、電氣的、功能的和規程的四個方面。3、DTE是指數據終端設備，是用戶所有的連網設備或工作站的統稱，如計算機，終端等，是通信的信源和信宿。DCE指數據通信設備，是對為用戶提供入網連接點的網絡設備的統稱，如調制解調器等。4、DTE和DCE通常采用連接器實現機械上的互聯。DTE的連接器常用插針形式。物理層的機械特性對連接器的插座、插頭的尺寸，插針排列方式，數目等作了詳細規定。5、電氣特性規定了導線的電氣連接及有關電路的特性，包括：接收器和發送器電路特性的說明、信號狀態的電壓電流電平的識別、最大數據傳輸速率、互聯電纜相關的規則、DTE-DCE接口線的信號電平、發送器/接收器的輸出/輸入阻抗。6、DTE和DCE接口的各個導線的電氣連接方式有：非平衡方式、采用差動接收器的非平衡方式和平衡方式。1）非平衡方式，每個電路使用一根導線，收發雙方共用一根信號地線，信號速率W20kbps,傳輸距離W15m；X.2&RS-232C。2）采用差動接收器的非平衡方式,發送器仍使用非平衡方式，接收器使用差動接收器，每個電路使用一根導線，但每個方向使用獨立的信號地線，使串擾變小。信號速率可達300kbps，傳輸距離10m—1000m、V10/X.26,RS-423。3）平衡方式，使用平衡發送器和差動接收器，每個電路采用兩根導線，構成完全獨立的信號回路，串燒最小。信號速錄小于等于10Mpbs,傳輸距離10m—1km；V.ll/X.27,RS-422。7、 物理層的信號特性規定了接口信號的來源、作用以及與其他信號間的關系。接口信號線按功能一般可分為數據信號線、控制信號線、定時信號線和接地線。8、 物理層的規程特性規定了使用交換電路進行數據交換的控制步驟。9、 EIARS-232C接口標準，提供了一個利用公用電話網作為傳輸介質，通過調制解調器將遠程設備連接起來的技術規范。它的接口通信速率W20kbps,傳輸距離W15m。提供遠程連接和近地連接（即兩臺DTE之間的連接，要采用交叉跳接信號線方法的連接電纜）兩種連接方式。邏輯1的電平為-15至-5伏，邏輯0的電平為+5至+15伏，±5伏之間為過渡區。10、 EIARS-449、EIARS-422和EIARS-423接口標準，針對EIARS-232C傳輸速率低，傳輸距離短，串擾大的缺點頒發的新標準，其中423和422是449的子標準，423為差動接收器非平衡方式，422為平衡方式11、ITUv2.4建議DTE-DCE接口標準有100系列和200系列。100作為DTE與不帶自動呼叫設備的DCE（如modem）之間的接口。200作為DTE與自動呼叫設備的接口。12、 x.21建議制定了DTE如何與數字化的DCE交換信號的數字接口標準。OSI-RM采用的物理層規約就是x.21。13、 x.21的設計目標是減少信號線數目和在更長距離上進行高速路的傳輸。第3章第2節傳輸介質1、傳輸介質是通信網絡中發送方和接收方之間的物理通路，可分為有線和無線兩大類，其中有限主要有同軸電纜、雙絞線和光纖，無線主要有微波、紅外和激光等。2、 傳輸介質的特性主要有：1）物理特性，說明傳輸介質的特征。2）傳輸特性，包括信號形式、調制方式、傳輸速率和頻帶寬度等。3）連通性，是點到點還是點到多點連接。4）地理范圍，最大傳輸距離。5）抗干擾性。6）價格。3、 雙絞線一般采用銅質線芯，可傳輸模擬信號或數字信號，對于模擬信號，5-6KM需要一個放大器，對于數字信號2-3KM需要一個中繼器。雙絞線分為屏蔽和非屏蔽兩種。目前6類綜合布線已成為主流。4、 同軸電纜分為基帶和寬帶兩種，基帶又分為粗纜和細纜，都用于直接傳輸數字信號，采用曼徹斯特編碼，1KM傳輸速度可達10mbps,最大距離限制在幾公里內。寬帶通常用于頻分多路復用的模擬信號或高速數字信號的傳輸，如CATV，傳輸距離可達幾十公里。5、 光纖是光導纖維的簡稱，它由能傳導光波的超細石英玻璃纖維外加保護層構成。根據光源的不同，光纖可分為多模光纖（發光二極管，定向性差，通過光的反射傳播）和單模光纖（注入型激光二極管，激光直射，定向性好）。對光波的調制使用移幅鍵控法（ASK），也稱為亮度調制。光纖普遍采用點到點的鏈路。6、 小區制移動通信系統稱為蜂窩移動通信系統。在每個小區設立一個基站，它與多個移動臺建立無線通信鏈路。各小區的基站與移動交換中心MSC連接，MSC通過PCM電路和市話交換局連接，構成一個完整的蜂窩移動通信網絡系統。7、 在無線通信中，任一用戶發送的信號均能被其他用戶接收，網中用戶如何能從接收信號中識別本地用戶地址的技術，稱為多址接入技術。主要有3種：頻分多址接入FDMA、時分多址接入TDMA、碼分多址接入CDMA。8、 使用衛星通信典型的傳輸延遲是540毫秒。9、 傳輸介質選擇的幾個因素：網絡拓撲的結構、實際需要的通信容量、可靠性要求、能承受的價格范圍。第3章第3節數據通信技術1、 數據傳輸速率，指每秒能傳輸的二進制信息位數，單位：位/秒（bps）。2、 碼元傳輸速率，指每秒能夠傳輸的碼元的位數，單位：波特（Baud）。設某通信系統中，最寬的信號碼元為T秒，則該通信系統的碼元傳輸速率為1/T。3、 碼元是一個數字脈沖，碼元可取的有效離散值的個數，稱為調制電平數。如果一個碼元僅可取0和1兩種值，則該碼元只能攜帶1位（bit）二進制信息；如果一個碼元僅可取00、01、10、11四種值，則該碼元只能攜帶2位（bit）二進制信息。即如果一個碼元的調制電平數為N則該碼元能夠攜帶的logN位二進制信息。4、 數據傳輸速率和碼元傳輸速率有如下關系：R=BXlogN2B=RFlogN2其中，R—數據傳輸速率、B—碼兀傳輸速率、N—調制電平數。5、 信道容量是指一個信道傳輸數據的能力，單位：位/秒（bps）。6、 信道容量與數據傳輸速率的區別在于，前者表示信道的最大數據傳輸速率，是信道傳輸能力的極限，而后者表示數據的數據傳輸速率。7、 在無噪聲的情況下，碼元速率的極限值，是信道帶寬的2倍。8、 奈奎斯特準則：C=2XHXlogN2其中，C—信道最大數據傳輸速率、H—信道帶寬、N—調制電平數。9、 香農定律：C=HXlog（1+S/）2N其中，S/——信噪比N10、 設信號的采樣量化級為256,若要使數據傳輸速率達到64Kbps,試計算出所需的無噪聲信道的帶寬和信號調制速率。（要求寫出計算過程）解：根據拉奎斯特準則2XHXLog256=64Kbps解得H=4khz2根據拉奎斯特準則B=2XH=8Baud即帶寬為4KHz，信號調制速率為8Baud11、 設利用12MHz的采樣頻率對信號進行采樣，若量化級為4,試計算出在無噪聲信道中的數據傳輸速率和所需的信道帶寬。（要求寫出計算過程）解：數據傳輸速率二采樣頻率XlogN=12MHzX2=24Mbps2采樣頻率=2X信號帶寬信號帶寬二采樣頻率/2=6MHz12、 只要提高信道的信噪比，就能提高信道的最大數據傳輸速率。13、 計算機網絡中，一般要求誤碼率低于10-9。14、 并行的數據傳送線也叫總線。15、 信號是數據的電子或電磁編碼。模擬信號是隨時間變化的連續的電流、電壓或電磁波。數字信號是一系列離散的電脈沖。16、 數字數據通過調制解調器，調制成模擬信號；模擬數據通過編碼解碼器轉換成數字信號。17、 多路復用技術，是指在通信系統中，傳輸介質的帶寬往往超過傳輸單一信號的需求，為了更有效的利用通信線路，可以將多路信號組合起來，放在一條物理信道上一并傳輸，從而提高線路利用率，降低成本的方法。18、 常用的復用技術有頻分多路復用（FDM）和時分多路復用（TDM）。對于光纖信道，還有波分多路復用（WDM）,它是頻分多路復用在極高頻率上的應用。19、 簡述頻分多路復用的原理1）在物理信道的可用帶寬超過單個信號所需帶寬時，可將物理信道分割成多個略寬于單個信號帶寬的子信道，每個子信道傳輸一路信號，稱為頻分多路復用。2） 原始信號在復用之前，要通過頻譜搬移技術，將各路信號的頻譜搬移到物理信道的不同頻段上，使多路原始信號不會重疊。3） 為防止多路信號互相干擾，信號之間通過保護帶進行隔離。20、 簡述時分多路復用的原理1） 將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流分配給多路信號使用的技術，稱為時分多路復用。2） TDM可分為同步TDM和異步TDM,前者時間片是預先分配好的，無法變更；后者運行動態分配時間片。21、通信過程中，收發雙方必須在時間上保持同步。常用的同步方式有異步傳輸和同步傳輸兩種。22、異步傳輸中，一次只傳輸一個字符。每個字符前后各加一個起信號和止信號。每個字符的起始時間是任意的。接收方根據起止信號來判別一個字符，并根據從止信號到起信號的跳變，來識別下一個字符。23、同步傳輸中，一次傳輸一幀數據。收發雙方以固定的時鐘節拍來發送數據，各信號碼元的相對位置是固定的。接收方通過預先規定好的起止序列，來判別一幀的開始和結束°(ASCII碼中，SYN-0110100,E0T-0010000)第3章第4節數據編碼1、 基帶是指表示二進制比特序列的矩形脈沖信號所占用的固有頻帶。數字信號可以直接使用基帶傳輸，但需要解決收發兩端的信號同步問題。2、 同步是接收端要發送端發送的每個碼元的重復頻率及起止時間來接收數據，在接收過程中還要不斷校準時間和頻率。同步方法主要有位同步和群同步。3、 對模擬數據進行數字信號編碼的最常用方法是脈沖調制PCM,他是以采樣定理為基礎的。4、 信號數字化的轉換過程包括采樣、量化和編碼三個步驟。5、 如果有N個量化級，那么每次采樣就需要logN位二進制碼26、 目前在語音數字化脈沖調制系統中，常用128或256個量級，即用7或8位二進制數來表示。7、 采樣頻率、帶寬和數據傳輸速率的關系如果語音信號使用4000Hz以下頻率，要求能夠完整的表示語音信號特征，則需要以每秒8000次的頻率進行采樣。如果使用7位二進制，即128個量化級表示每次采樣的話，就意味著數據傳輸速率為8000X7=56000bps①Fs=2H②R=FsXlogN2其中，Fs—米樣頻率、H—帶寬、R—數據傳輸速率、N—量化級8、 數字通信系統的優點是：①抗干擾能力強；②保密性好9、 電話系統中的“最后一英里”是指本地回路。10、 傳輸線路存在三個主要的問題是：衰減、延遲畸變、噪聲。11、 大多數調制解調器的采樣頻率是2400次/秒。第3章第5節數據交換技術1、 電路交換的優點：數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失且保持原來的順序；缺點：①電路空閑時信道容量被浪費；②當傳輸短數據時，電路的建立和拆除所用的時間得不償失。因此適合高質量、大數據的傳輸。計費方法按照預定的帶寬、距離和時間來計算。2、 與電路交換相比，報文交換的優點：①電路利用率咼；②電路交換網絡中，如果通信量很大時,就不能接受新的呼叫，而在報文交換網絡中即使通信量很大,站點仍可以接受報文，不過增加傳送延遲；③報文交換網絡可以將一個報文發送到多個目的地；④報文交換可以進行速度和代碼的轉換。缺點：不能滿足實時和交互性的要求，報文經過網絡延遲不定。3、 與報文交換相比，分組交換的優點：將報文分割成有限長度的分組，每個節點所需要的存儲能力降低了，分組可以存放在內存而不是硬盤中，提高了交換速度。因此解決了報文交換實時性和交互性不夠的問題。4、 分組交換可分為虛電路和數據報兩種方式。5、 當前因特網的主干線路采用同步光纖SONET或同步數字序列SDH,其本質屬于電路交換技術。本地接入采用IP路由器，屬于分組交換技術。6、 光交換的優點在于光信號通過光交換單元時，無線經過電光/光電轉換，因此不受光電器件的速度影響，可以大大提高交換單元的吞吐量。7、 目前光交換技術發展主要有：①無交換式光路由器；②微電子機械系統光交換機；③陣列波導光柵路由器第4章第1節數據鏈路層的功能1、 數據鏈路層的作用是將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數據鏈路。其基本功能是向網絡層提供透明的可靠的數據傳輸服務。2、 數據鏈路層的具體功能：①如何將數據組合成幀，并保證幀同步；②控制幀在物理信道上的傳輸，包括差錯控制和流量控制；③鏈路管理功能，即在兩個網絡實體間提供數據鏈路的建立、維護和拆除管理。3、 常用的幀同步方法有：①使用字符填充的首位定界符法，即利用一些特定的字符來定界一幀的起止；②使用比特填充的首位標志法；③違法編碼法，即利用違法編碼序列來定界幀的起止；④字節計數法，發送方以一個特殊字符表示一幀開始，并用一個專門字段標明幀字節數，接收方通過這些信息來判斷一幀的起止，最典型的是數字數據通信報文協議DDCMP。4、 差錯控制，指通信系統發現錯誤并采取措施糾正的能力，使差錯控制在允許的盡可能小的范圍內。5、接受方通過差錯編碼來檢測傳輸中是否有錯，如發生錯誤，可采用反饋重發的方法來糾正；6、為了避免反饋信息丟失，發送方通常使用計時器來限定接收方反饋信息的時間間隔，發送方在發送一幀的同時啟動計時器，如在計時器超時后仍未收到反饋信息，則判定出錯或幀已丟失，就重新發送；7、為避免同一幀多次重復發送，可以采用幀編號的方法，給每個幀賦予一個唯一的編號，接收方據此判定是否為已經接收但又重復發送的幀。8、 流量控制是對發送方發送數據的速度進行控制，使其發送速率不至超過接受方所能承受的能力。具體來說，是因為收發雙方各自使用的設備工作速率和緩沖空間的差異，可能出現發送方能力大于接受方能力的現象，如不對發送方進行控制，前面發出的幀來不及處理接受，將被后面發出的幀淹沒，從而導致幀的丟失。常用的流控方案有停止等待方案和滑動窗口機制。9、 對于數據鏈路層來說，流控的對象是相鄰節點間的數據鏈路上的流量；對于傳輸層來說，流控的對象是從源到目的節點間的端到端的流量。第4章第2節差錯控制1、 傳輸中的差錯都是由噪聲引起的。噪聲有兩大類，一是信道固有的、持續存在的隨機熱噪聲；另一類是外界特定原因造成的短暫的沖擊噪聲。由熱噪聲引起的錯誤稱為隨機錯，所引起的錯誤是孤立的，只要保證信道的信噪比，就可以降低其影響。由沖擊噪聲引起的差錯稱為突發錯，它影響一段碼元，是產生通信錯誤的主要原因。2、 差錯檢測包括差錯控制編碼和差錯校驗兩個過程。數據信息位在向信道發送之前，先按照某種關系附加一定的冗余位，構成一個碼字后進行發送，這個過程稱為差錯控制編碼。接受端收到碼字后，檢查信息位和冗余位之間的關系，以確定傳輸中是否有差錯發生，這個過程稱為差錯校驗。3、 差錯控制方法分為：1）自動請求重發ARQ,接收方檢測出錯誤并設法通知發送方，直到接收正確為止。2）前向糾錯FEC,接收方不僅能夠發現差錯，而且能夠確定差錯發生的位置并進行糾正。4、 差控編碼可分為檢錯碼和糾錯碼。檢錯碼指能夠自動發現差錯的編碼，糾錯碼不僅能夠發現差錯而且可以自動糾正差錯。5、 ARQ和FEC的比較所用碼類型所需信道緩沖區實時性編碼效率ARQ檢錯碼雙向發送方需要低高FEC糾錯碼單向發送方不需要高低6、 衡量編碼性能好壞的重要參數是編碼效率RR=信息碼/(信息碼+冗余碼)7、 奇偶校驗碼、循環冗余碼、海明碼是幾種最常用的差控編碼。8、 循環冗余碼CRC，又稱多項式碼。設有一待發送碼組K=1010111,可將其寫成多項式的形式，即K(X)=X6+X4+X2+X+I，將K(X)和一個生成多項式G(X)二X4+X3+I做異或除法運算，可以求得一個相關的冗余碼組R(X)=1010,R(X)連接到K(X)后面，得到K'(X)=Xio+X8+X7+X4+X3+X,即10101111010就成為了完整的CRC碼組。9、 求冗余碼組的過程如果要求冗余碼長r位，那么K(X)左移r位。用K(X)作為被除式，除以生成多項式G(X)，得到商Q(X)和余數R(X)，其中余數R(X)就是要求的冗余碼。10、CRC碼的原理是基于K'(X)=g(x)*Q(X)+R(X)。因此對接收到的碼組除以G(X),如果可以整除，說明傳輸過程無差錯；如果不能被整除，說明發生錯誤。11、理論上證明CRC的檢錯能力有以下特點：①可檢測出所有奇數位錯誤；②可檢測出所有雙比特錯誤；③可檢測數所有小于等于校驗位長度的突發錯；④生成多項式的位數越多，校驗能力越強。12、常用的生成多項式有：①CRC12—12+11+3+2+1；②CRC16—16+15+2+1(IBM)③CRC16—16+12+5+1(ITU)；④CRC32—32+26+23+22+16+11+10+8+7+5+4+2+x+113、 奇偶校驗碼是通過增加冗余位，使得碼組中'1'的個數恒為奇數或偶數的編碼方法，它是一種檢錯碼。可以分為垂直、水平和垂直水平奇偶校驗碼三種。14、 垂直奇偶碼能夠檢測出所有奇數位錯，但無法檢測出偶數位錯；水平奇偶碼可以奇數位錯誤的同時，還能檢測出所有突發長度小于等于冗余位的錯誤；水平垂直奇偶碼不僅能夠檢錯，還可用來糾正部分差錯。第4章第3節基本數據鏈路協議1、ARQ最基本的兩種方案是1)空閑重發請求(停等協議)，2)連續重發請求(順序管道接收協議)。2、停等協議實現過程：發送方每次將當前信息幀作為待確認幀放在緩沖區中；發送方開始發送一幀時，賦予其一個序號，并啟動計時器；3）接收方收到無差錯的幀后，向發送方返回一個序號相同的確認幀；4）接收方檢測到該幀出錯時，舍棄該幀；5）發送方在規定時間內收到確認幀，將計時器清零，開始下一幀的發送；6）發送方若在規定時間內未收到確認幀，則重發緩沖區中的信息幀。3、順序管道協議的實現過程：1）發送方連續發送信息幀而不等待確認幀返回；2） 發送方在重發表中保存所發送的幀的備份；3） 重發表按照先進先出的隊列規則操作；4） 接收方每次收到一個正確的信息幀，就回送一個與該幀相應序號的確認幀；5） 接收方保存一個接收次序表，包含最后正確接收到的幀序號；6） 發送方收到確認幀后，刪除相應信息幀的備份；7） 接收方發現某幀出錯，則對后面的幀均不接收；4、選擇重傳協議，接收方只需要讓發送方回傳錯誤的幀即可。它與順序管道協議的區別在于窗口的大小。5、從滑動窗口的角度看，停等、順序管道和選擇重傳的差別在于各自窗口尺寸的大小不同：停等（發送=1接收=1）順序管道（發送＞1接收=1）選擇重傳（發送＞1接收＞1）第4章第4節鏈路控制規程1、數據鏈路控制規程可分為異步協議和同步協議兩種。2、異步協議以字符為傳輸單位，在每個字符起止處進行同步，字符與字符之間的時間間隔是不固定的。3、 同步協議以幀為傳輸單位，幀是由許多字符組成的數據塊，在幀的起始處進行同步，幀內維持固定的時鐘頻率。同步協議又可分為面向字符的、面向比特的和面向字節計數的三種。4、 二進制同步通信協議BSC,是最早由IBM提出的面向字符的同步協議。BSC協議用ASCII碼或EBCDIC字符集定義傳輸控制字符，來實現鏈路的管理控制功能。常用的有：SOH-序始，表示報文的標題和報頭開始、STX-文始，表示標題結束和報文正文開始、ETX-文終，表示報文結束、ETB-塊終，當報文分成多塊時，表示一塊的結束、EOT-送畢，表示文本結束，鏈路拆除ENQ-詢問，用以請求遠程站點響應、ACK-確認、NAK-否認、DLE-轉義，修改緊跟其后有限字符的意義、SYN-同步，實現節點之間字符同步，或用于在無數據時保持同步。5、 BSC將鏈路上信息分成數據報文和監控報文兩種。6、 數據報文由報頭和文本組成。報頭有時也可不用。報文以數據塊為單位發送，接收方要對每個數據塊進行確認，只有收到確認后，才能發送下一個數據塊。當報文長度大于數據塊大小時，需要進行分塊處理。監控報文可分為正向和反向兩種，至少包含一個傳輸控制字符。7、 BSC的數據塊有4種格式[SYN][SYN][STX][報文][ETX][BCC]不帶報頭的單塊報文或最后一塊分塊報文[SYN][SYN][SOH][報頭][STX][報文][ETX][BCC]帶報頭的單塊報文[SYN][SYN][SOH][報頭][STX][報文][ETB][BCC]帶報頭的第一塊報文[SYN][SYN][STX][報文][ETB[BCC]分塊傳輸的中間報文8、 ①BSC中所有數據都跟在兩個SYN后面；②BCC是塊校驗碼，校驗范圍STX到ETX或ETB；③當發送的數據有跟控制字符相似的比特串時,可以在之間加DLE轉義，如果出現與DLE相似的字符時，可以再加一個DLE進行轉義。9、 監控報文有4中格式[SYN][SYN][ACK]肯定確認和選擇響應[SYN][SYN][NAK]肯定確認和選擇響應[SYN][SYN][PS前綴][站地址][ENQ]輪詢選擇請求[SYN][SYN][EOT]拆鏈10、 BSC缺點：①BSC與特定的字符編碼關系密切，故兼容性較差；②為實現透明傳輸，采用字符填充法，實現起來麻煩；③半雙工協議，鏈路傳輸效率低。優點：需要的緩沖空間較小。11、 高級數據鏈路控制規程HDLC，是面向比特的同步控制協議。其特點有：①不依賴任何一種字符集；②通過”0比特插入法”實現數據報文的透明傳輸；③全雙工通信，傳輸效率較高；④所有幀均采用CRC校驗，信息幀進行順序編號，傳輸可靠性高；⑤傳輸控制功能和處理功能分離，具有較大靈活性。12、HDLC的站分類：鏈路上用于控制目的的站稱為主站，受主站控制的站稱為從站，兼備主、從站功能的稱為組合站。主站負責對數據流進行組織，對差錯進行恢復，對多個站點進行輪詢。由主站發往從站的幀為命令幀，反之為響應幀。13、 HDLC的操作方式：①正常響應，非平衡操作方式，用于面向終端的點到點或點到多點的鏈路。主站發起傳輸，并負責傳輸控制(超時，重傳等)；②異步響應，非平衡操作方式，從站發起傳輸，并負責控制；③異步平衡，平衡操作方式，用于組合站之間，允許任何節點啟動傳輸過程，傳輸控制由各站點同時負責。14、 HDLC的幀格式【標志F(8)】【地址A(8)】【控制C(8)】【信息I(N)】【校驗FCS(16)】【標

志F(8)】標志字段：01111110，標志幀的起止。在信道保持激活但無數據傳送時，可以作為填充字符使用。0比特插入法，發送端檢測除了標志字段之外所有字段，如發現連續5個'1'時，就在其后插1個'0'，然后繼續發送。接收方做同樣檢測并刪除插入的'0'，用此方法實現幀的透明傳輸。地址字段控制字段：用于構成命令和響應，實現對鏈路的監控。信息字段：長度由FCS字段或站點的緩沖器容量確定，一般為1000-2000b。校驗字段：校驗范圍是兩個F字段之間的內容。使用ITU-CRC16(16x15x12+1)15、 HDLC的幀類型，通過控制字段體現，可分為信息幀I、監控幀S和無編號幀U三種。I幀，0標識開始，2、3、4位N(S)存放幀序號，6、7、8位N(R)用于提示接收方下一個預期要接收的幀號。S幀，10標識開始，用于流控和差控。S幀不帶信息。3、4位的含義分布為①00-接收就緒RR，用于主站輪詢從站，要其發送N(R)幀，或從站請求主站發送N(R)幀；②01-拒絕REJ，要求發送方對N(R)開始的所有幀進行重發；③10-接收未就緒RNR，對N(R)之前的幀全部收到，但目前處于忙狀態，未做好接收N(R)的準備；④11-選擇拒絕SREJ，要求發送方發送N(R)幀，暗示其他幀已經全部確認。U幀，01標識開始，用于提供對鏈路的建立、拆除和其他控制功能，這些功能是通過3、4和6、7、8位的M1-M5的修正位來實現的。以上三種幀的第5位為P/F位，用于輪詢/終止。第4章第5節因特網的數據鏈路層協議1、因特網上被廣泛應用的鏈路層協議是：串行線路IP協議SLIP和點到點協議PPP。2、SLIP存在的問題：①不支持在連接中動態分配IP地址，通信雙方事先要告知對方IP;②它只支持IP協議；③SLIP中無校驗字段，因此無法檢測出傳輸差錯。3、 PPP提供的3類功能：①成幀：劃分出一幀的起止。且格式支持錯誤檢測。②鏈路控制：通過LCP完成線路啟動、測試和關閉，協商各種參數；③網絡控制：通過NCP協商網絡層選項。4、 試述PPP的工作過程。1） PC主機通過Modem呼叫ISP的路由器，路由器響應這個呼叫，并且建立起一個物理連接。2） PC主機向路由器發送一系列LCP分組，他們被包含在若干個PPP幀的凈荷中。通過這些分組，PC和路由器協商選定所用的PPP參數。3） 當雙方對PPP參數協商結束后，再發送一系列NCP分組，用于配置網絡層。主要是PC從路由器處獲得IP地址。4） PC退出網絡時，NCP斷掉網絡層連接，釋放IP地址。最后，主機通知Modem掛斷電話，釋放物理層連接。5、 PPP的幀格式【標志】【地址】【控制】【協議】【凈荷】【校驗】【標志】1） PPP幀格式與HDLC類似，區別在于前者是面向字符的，后者是面向位的。2） 標志字段011111103） 地址字段111111114） 控制字段00000011在默認方式下，PPP沒有序列號和確認機制。5） 協議字段指明凈荷是哪種分組第5章第1節1、網絡層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳輸，具體功能包括路由選擇、擁塞控制和網際互聯等。2、 在OSI-RM中，網絡層是網絡節點中的最高層，它體現了通信子網向端系統提供的網絡服務。3、 在分組交換方式中，通信子網向端系統提供虛電路和數據報兩種服務。4、虛電路操作方式：1） 為進行數據通信，源節點和目的節點之間先要建立一條邏輯通路，稱為“虛”電路。2） 多條邏輯信道異步時分復用一條物理信道，這些邏輯信道實質上是由節點內部分配的分組緩沖器來實現。3） 每個分組必須攜帶邏輯信道號以區分它屬于那一條虛電路。4） 各節點內有一張虛電路表，用以記錄經過該點的各條虛電路所占用的邏輯信道號。5） 每個節點的虛電路表要記錄前一節點選取的邏輯信道號和本節點所選取的邏輯信道號。同時，為保證數據傳輸在正反兩個方向上不受影響，不僅要考慮與下一節點之間的邏輯信道號不同，還要考慮當下一節點作為反向虛電路的上一節點時，所選取的邏輯信道號相區別。5、 數據報操作方式：1） 每個分組稱為一個數據報，每個數據報攜帶源、目的節點地址。2） 中間節點根據特定的路由算法，找到一個合適的出口，將數據報發送出去。6、 虛電路服務是網絡層向傳輸層提供的一種使所有分組按順序到達目的端系統的可靠的數據傳送服務。7、 提供虛電路服務的通信子網，其內部操作可以是虛電路方式的，也可以是數據報方式的。第5章第2節1、 路由選擇是網絡節點在多條路徑中選擇一條轉發分組的操作。它包括判定最佳路徑和轉發分組兩個步驟。2、 確定路由選擇的策略叫做路由選擇算法。設計路選算法的考慮要素有：①是選擇最短路由還是最佳路由；②通信子網采用的是虛電路還是數據報操作方式；③是采用分布式還是集中式路由；④考慮網絡拓撲、流量和延遲等因素；⑤是采用靜態還是動態路由。3、路由最佳化原則是指，如果路由器B在從路由器A到C的最佳路由上，那么從B到C的最佳線路就會在同一路由器上。所有路由算法的目的就是為所有的路由器找出并使用匯集樹。4、靜態路由算法是指無需測量和使用網絡信息，而按某種固定規則進行路由的算法。主要包括：最短路由選擇算法、擴散法和基于流量的路選算法。5、 最短路由選擇算法的基本思想是：建立一個子圖網，圖中的每個節點代表一臺路由器，每條弧線代表一條鏈路，弧上的數字代表該線路的長度。為了在給定的一對路由器選擇路徑，只要在圖中找到這對節點間路徑最短的即可。6、 擴散法又叫泛射路由選擇法。它的思想是：節點從A線路收到分組，向除A線路外的所有線路上發送該分組。最先到達目的地的分組被認為走了最短的路徑。為了防止循環發送分組，采用兩種方法避免，一是為每個分組分配一個計數器，其值為0時被丟棄。二是在分組中設置一個序號，路由器保存此序號并對后來的分組進行比對，如發現重復則丟棄。7、 基于流量的路由選擇，其思想是：對某一給定的線路，如果已知負載和平均流量，那么可以計算出該線路的平均分組延遲，在根據最小平均延遲來決定選擇哪條路由。8、動態路由選擇算法，是指根據當前網路狀態選擇合適的路由策略，也稱為自適應路選算法。最常見的有距離矢量算法和鏈路狀態算法。9、 距離矢量算法的工作原理，每個路由器維護一張路由表，它以子網中的每個路由器為索引，表中列出當前已知的路由器到每個目標路由器的最佳距離，以及所使用的線路。通過在鄰居間交換信息，路由器不斷更新自己的路由表。用于INTERNET使用的RIP路由協議。10、 距離矢量算法的例子。11、 鏈路狀態算法中每個路由器必須完成以下工作：①發現它的鄰居節點。并獲知地址（通過hello分組）。②測量到各鄰居節點的開銷或延遲，（通過echo分組）。③構造一個分組，包含所有它剛剛知道的信息。④將該分組發送給所有其他的路由器。⑤計算出到每個其他路由器的最短路徑。用于INTERNET的OSPF協議。12、除了固定主機之外，還有兩類主機，分別是遷移主機和漫游主機。13、當一個新用戶進入某區域通過與當地網絡相連，或者進入該無線單元時必須將自己登陸到當地的外地代理。典型的登陸工作是：1）外地代理定期廣播一個分組，宣布自己的存在及地址。新來的移動主機可以等待這個分組，也可以發送一個消息，詢問是否有外地代理。2）新來的移動主機登陸到外地代理，并給出其原來的地址和現在的數據鏈路層地址。3）外地代理和移動主機的主代理聯系，核實移動主機是否真的存在。4）主代理進行核實，如果通過，則通知外地代理繼續。5）外地代理得到主代理的確認后，在它的表中增加一項，并通知移動主機登陸成功。14、當一個分組被發往移動主機時，其操作步驟是：1） 先路由到用戶的主Lan,因為那里有該用戶的有效地址。2） 主代理接收到該分組，查找用戶新方位，并找到管理用戶的外地代理。3） 將分組發送給外地代理并告訴發送者,后續的分組可以直接交由外地代理處理。4） 外地代理將分組發送給移動主機。15、實現廣播路由的方法有哪些？1）讓源站點給每個目標發送一個分組。2） 用擴散法進行廣播。3） 多目標路由法。4） 以發起廣播的路由器為根的匯集樹。5） 逆向路徑轉發法。第5章第3節擁塞控制1、 擁塞現象是指到達通信子網中某一部分的分組數量過多，使其來不及處理，以致引起網絡性能下降甚至整體癱瘓的情況。2、 擁塞發生的原因：①多條流入線路有分組到達，并需要同一輸出線路，此時,如果路由器沒有足夠的內存來存放所有分組，那么有的分組就會丟失。②路由器處理速度過慢，難以完成必要的處理工作。3、 塞控和流控的差異：塞控的任務是確保子網能承載所到達的流量，是全局性的處理。流控只與特定端點有關，它的任務是確保發送方和接收方的傳輸速率能夠匹配。4、 虛電路子網的塞控：1）準入控制，防止已經擁塞的子網進一步惡化。其思路是：一旦出現擁塞信號，則不再創建人和虛電路，直到問題排除。2）問題規避允許建立新的虛電路，但謹慎的選擇路由，使其繞開問題區域。3）資源預留，在建立虛電路時約定，子網在沿途預留好資源，從而避免擁塞。5、 數據報子網的塞控：路由器監視每條線路和資源情況，當他們的利用率達到一定閾值時，就處于警告狀態。此時，路由器采取以下措施緩解擁塞：1）警告位，在分組頭部設置警告狀態位，并通過確認分組返回源主機，從而減少流量。2）抑制分組，路由器給源主機發送一個抑制分組，指明原分組的目標地址。源主機收到抑制分組后，按要求將發送給目標地址的流量減少特定百分比。在一段時間內，源主機忽略所有指向此目標的抑制分組。3）逐跳抑制分組，即讓抑制分組影響沿途的每一跳，而不僅僅是源主機。這種方法可以很快的消除擁塞，但上游路徑上需要消耗更多的緩沖空間。6、 當以上任何方法都不能消除擁塞時，路由器實施負載丟棄，即選擇一定的分組丟棄。對于文件傳輸來說，老的分組比新的更有價值；而對于流媒體來說，新的比老的分組更重要。7、 分組到達時間的變化量（標準偏差）稱為抖動。解決抖動過大的方法有兩種：①通過計算，得到沿途每一跳的期望傳輸時間，可以控制抖動；②接收方把分組緩存起來，從緩存中獲取數據輸出到顯示器上，而不是實時的從網上獲取數據。該方法可用于視頻點播，但對于視頻會議或網絡電話來說不可行。8、 各層對應塞控策略：數據鏈路層：①重傳；②確認；③流量控制；④亂序緩存。網絡層：①子網內部的虛電路和數據報；②分組排隊和服務；③分組丟棄；④路由算法；⑤分組生成管理。傳輸層：①重傳；②確認；③流量控制；④亂序緩存；⑤確定超時。第5章第4節服務質量1、從一個源到一個目標的分組流稱為一個流。它所要求的服務質量通過四個參數來描述：可靠性、延遲、抖動和帶寬。2、集成服務是指基于流的算法，它主要使用資源預留協議，每一條數據流可以獲得單獨的預留資源。區分服務是基于類別的服務，預留資源給一個類別比如電話或者文件傳輸，而不是一條特定的數據流。3、標簽交換的思路是在每一個分組的前端增加一個標簽，根據標簽而不是目標地址進行路由。4、MPLS（多協議標簽交換）是把第二層交換機的交換速度引入到路由器，使路由器在作出轉發決定時，以一種簡單的標簽為參照，不在根據目標MAC地址和對應的IP地址做復雜的路由查找。目前它是流量工程和VPN的重要手段。是實現QoS的關鍵技術。第5章第5節網絡互連1、 網絡互連的目的是讓一個網絡上的用戶能夠訪問其他網絡上的資源，使不同網絡的用戶互相通信和交換信息。要實現網絡互連，必須：1）在網絡之間提供一條物理鏈路，并具有對該鏈路的控制規程。2）在不同網絡間提供路由實現數據交換。3）提供統一的計費服務。4）在提供上述服務時，盡量不對現有網絡的體系結構做修改。2、 用于網絡之間互聯的中繼設備稱為網間連接器，按它們對不同層次進行的協議和功能轉換，可以分為以下幾類：①轉發器，實現物理層的連接，對網段上衰減的信號進行放大和整形。起到擴展網段距離的作用。②網橋，提供數據鏈路層上的協議轉換，在局域網之間存儲轉發幀。③路由器，提供網絡層的協議轉換，在不同的網絡之間存儲轉發分組。④網關，提供傳輸層及其以上層的協議轉換。3、 網橋是一種存儲轉發設備，用來連接類型相似的局域網。從互連網絡的結構看，屬于DCE級的端到端連接，從協議層次看，屬于鏈路層。它的作用是通過過濾和轉發功能實現的。可分為透明網橋和源路由網橋4、 透明網橋采用逆向學習法，從收到幀的源地址確定端口連接的lan的位置。通常使用在總線拓撲上，結構簡單，不需要進行軟硬件配置，不用裝入路由表參數。透明網橋的路由機制采用生成樹算法。5、 源路由選擇網橋常用在令牌環網中，它的思想是假定每個幀的發送者都知道接收者是否在同一lan上。當發送一個幀到另外的lan時，源主機將目的地址的最高位標記為1。網橋發現目的地地址為1的幀，并找打發來此幀的lan編號。如果是自己后面的lan，則進行轉發。否則丟棄。6、 路由器和網橋的區別：①網橋工作在數據鏈路層，通過物理地址確定是否轉發幀；路由器工作在網絡層，根據目的ip地址確定是否轉發分組。②由于傳統局域網采取的是廣播方式，網橋可能會產生“廣播風暴”問題，而路由器則不受影響。③如果使用網橋去連接兩個lan，那么兩個lan的物理層和數據鏈路層可以不同，但數據鏈路層之上必須相同。同樣，如果用路由器連接lan，物理層、數據鏈路層和網絡層可以不同，但網絡層之上必須相同。7、路由器的主要服務功能：1）建立和維護路由表。2）提供網絡間的分組轉發。第5章第6節因特網的互連層協議1、 IP協議提供了無連接、不可靠的數據報傳輸服務。它的基本任務是通過互聯網傳輸各個相互獨立的IP數據報。2、 為了最大程度的利用物理網絡的能力，IP以所在物理網路的最大傳輸單元MTU為依據，來確定IP數據報的大小。當IP報在兩個不同MTU網絡間傳輸時，可能出現分段和重組。在IP包頭中控制分段和重組的域有：標識域、標志域和分段偏移域。IP報在傳輸中，一旦被分段，各段就獨立的進行傳輸，并可能被多次分段。但各段的重組只在目的主機上進行。3、 IP對輸入數據報的處理：①到達主機時，如果目的地址與匹配，IP則將其接收并交給高級協議，否則丟棄。②到達網關時，網關首先判定本機是不是目的主機，如果是則提交高層協議處理，否則對IP報進行尋徑，并將其轉發出去。4、 IP對輸出數據報的處理：①主機輸出時②網關對于要發送的IP數據報，首先為其尋徑，即下一網關的IP地址，然后將IP報和下一跳地址交給網絡接口軟件，接口軟件調用ARP完成下一網關的IP和Mac地址轉換，并將IP報封裝成幀，通過子網完成物理傳輸。5、 ARP協議，完成IP地址到Mac地址的轉換。RARP協議，完成Mac到IP的轉換。6、 為了使互聯網能報告差錯，或提供其他意外情況的信息，在IP層加入了一類特殊的報文機制，即互聯網控制報文協議ICMP。7、 介于單播和廣播之間的通信方式稱為組播。IP采用D類地址來支持組播。組播需要特殊的組播路由器支持，由于組內主機的關系是動態的，因此組播路由器要周期性對本地主機進行輪詢，要求主機報告當前所屬的組。組播路由器和主機間交互過程使用因特網組管理協議（IGMP），如組播報文在傳輸中遇到不支持組播的路由器或網絡，就要用隧道技術來解決，即將組播報文再次封裝成普通報文進行單播傳輸，在到達另外一個支持組播的路由器后再解封裝繼續傳輸。8、 IPv6的主要變化：1）把地址長度增加到128位。2）采用靈活的IP報文頭，加快報文處理速度。3）簡化協議，加快報文轉發。4）提高安全性。5）支持更多的服務類型。6）允許協議增加新的功能。第6章傳輸層第一節基本概念1、傳輸層是OSI-RM的核心層，它的功能是從源主機到目的主機提供可靠的數據傳輸服務。2、 傳輸層中完成向應用層提供服務的硬件和軟件稱為傳輸實體。它可能存在于以下環境中：①os的內核。②一個單獨的用戶進程內。③網絡應用的程序庫中。④網絡接口卡上。3、 傳輸層提供的服務：在網絡層提供的服務上，建了一個標準的服務接口，使上層應用在使用網絡時不必考慮子網類型和傳輸可靠性。傳輸層起著將通信子網的技術、設計和各種欠缺與上層相隔離的關鍵作用。4、 網絡地址和傳輸地址的關系：網際層地址是IP,即可以達到的主機地址；傳輸地址是主機上的某一個進程使用的端口地址。5、 傳輸服務是通過建立連接的兩個傳輸實體之間所采用的傳輸協議來實現的。6、 傳輸層和數據鏈路層的相同處，兩者都必須解決差控、流控、排序等問題。不同處1）協議運行的環境不同，鏈路層是兩個相鄰節點間的數據傳輸，傳輸層是通過通信子網的兩個端點間的數據傳輸。2）傳輸層尋址、建立連接的過程更為復雜。3）流控的方法和對緩沖區使用的方法上的區別。7、 傳輸地址由IP地址和主機端口號組成。傳輸層有平面結構和分級結構兩種編址方式。分級機構編址方式也稱為層次型地址，由一系列字段組成，這些字段將地址分為不相交的分區。8、 傳輸層建立連接是通過三次握手算法和一些補充條件來實現的。三次握手算法：發送方向接收方發送建立連接的請求報文，接收方回送一個對請求建立連接報文的確認報文，發送方再向接收方發送一個對確認報文的確認報文。補充條件包括：①所有發送的報文都有遞增的序列號。②每個報文設置計時器，對超時仍然沒有收到確認信息的報文，發送方均視為已經丟失。9、 釋放連接分為①對稱釋放方式：在兩個方向上分別釋放連接，一方釋放后，不能發送但可以接收數據。②非對稱釋放方式：當一方釋放時，兩個方向的連接都會釋放。第②種方式會導致信息丟失，不適合在傳輸層使用。10、 傳輸層是OSI-RM中最重要的一層，是唯一負責總體數據傳輸和控制的一層。它的主要目的有①提供可靠的端到端的通信。②向會話層提供獨立于網絡的傳輸服務。它的主要功能是：①為一個對話提供可靠的傳輸服務。②實現單一物理連接的復用。③提供端到端的流控、差控和排序服務。第二節傳輸控制協議TCP1、 傳輸控制協議TCP是用于在不可靠的因特網上提供可靠的、端到端的字節流通信的協議。主要特征有：1）面向連接的服務，數據傳輸前要建立連接，傳輸完成要釋放連接。2）端到端的通信，不支持廣播。3）可靠性高，不會出現亂序或丟失。4）全雙工方式傳輸。5）采用字節流方式，即以字節為單位傳輸序列。6）提供緊急數據傳送功能。2、 TCP幀：①標志字段：URG—說明緊急數據指針字段有意義；FIN—表示為最后的TCP段；PSH—接收方不必等待一定量的數據再向應用提交，可以理解提交；RST—有異常情況發生，發送方要求接收方斷開連接，釋放緩存；ACK；SYN。②TCP校驗和，是將TCP段的內容轉換成一系列的16比特整數并相加。③緊急數據指針，指向緊挨著緊急數據后的第1個字節，用以區分緊急數據和普通數據，指示緊急數據的位置。2、 TCP端口地址是16比特，并有以下規定：①小于256的定義為常用端口。②臨時端口號通常為1024-5000。③大于5000的端口號為其他服務器預留。④正在使用的端口號必須保持唯一性。（常用端口號FTP-21&20，TELNET-23，HTTP-80,G0PHER菜單驅動信息檢索-70,SMTP-25,P0P3T10）3、 TCP協議用于控制數據段是否需要重傳的依據是設立重發定時器。常用的tcp重傳策略是動態調節時間間隔算法：對每條TCP連接保持一個變量R,用以存放當前到目的端往返所需時間的估值。如果發送的數據在超時前收到確認，則記錄該時間并修改R,如果沒有獲得確認，就將R增加一倍。4、因特網中，對擁塞的控制大部分是由TCP來完成，塞控最有效的方法是降低數據傳輸速率。5、TCP塞控的思路：1）發送方在發送窗口之外，增加一個擁塞窗口，其初始值為該鏈接所需的最大數據段長度。2）TCP連接剛建立時，將擁塞窗口大小初始化為該連接最大數據段的長度值，然后向接收方發送一個最大長度的數據段，如果在定時器超時前得到確認，則將最大長度倍增，再次發送，直到定時器超時或達到發送窗口設定值為止。以此確定窗口大小。這種方式稱為慢速啟動。第三節用戶數據報傳輸協議1、 用戶數據報傳輸協議UDP提供了無連接的數據報服務。它的主要特征有①傳輸數據前無需建立連接。②不對數據報進行檢查或修改。③無須等待對方應答。④實時性好，效率高。⑤會出現分組丟失、亂序等情況。2、 常用端口號：DNS-53,SNMP-161,QICQ-8000,TFTP-693、 UDP幀：（源端口、目的端口、長度（含UDP頭）、校驗和）=64b=8字節第7章應用層第一節域名系統1、IP地址由網絡標識和主機標識兩部分組成，主機標識又可分為子網標識和子網主機標識。2、 根據網絡標識和主機標識在總共32位的地址空間的組成，IP地址可分為三類：A（0-127）、B（128-191）、C（192-223）3、 利用子網掩碼可以判斷兩臺主機是否在同一子網中，子網掩碼的子網主機標識部分為全0。兩臺主機的IP分別與掩碼作與運輸，如結果相同，則說明它們屬于同一子網。4、 域名是字符形式的IP地址，因特網上的域名由域名系統DNS統一管理。DNS是一個分布式數據庫系統，由域名空間、域名服務器和地址轉換請求程序三部分組成。5、 域名由若干個分量組成，各分量間用?隔開。總長度不能超過255個字符，分量長度不能超過63個字符。域名可分為兩種，網絡域名和主機域名。在因特網域名是空間中，非葉節點都是網絡域名，而葉節點是主機域名。6、 域名解析原理，當主機需要IP解析時，調用域名解析（RESOLVE）函數，通過UDP方式發送給本地域名服務器，本地服務器如能找到則返回結果，否則提交給上級DNS服務器繼續查找。7、域名服務器可以分為本地域名服務器、根域名服務器和授權域名服務器。第二節電子郵件1、 用戶email地址格式為：用戶名@主機域名。2、 簡單郵件傳輸協議SMTP是一個簡單的基于文本的電子郵件傳輸協議，在因特網上用于郵件服務器之間交換郵件。SMTP服務器基于DNS中的郵件交換記錄來路由電子郵件。通過用戶代理程序和郵件傳輸代理程序來實現郵件的傳輸。3、 SMTP連接和發送過程：1）建立tcp年紀。2）客戶端向服務器發送hello命令以標識自己的身份，然后客戶端發送mail命令。3）服務器以OK作為響應，表示準備接受。4）客戶端發送rcpt命令，標識郵件接受人。5）服務器表示是否愿意為收件人接受郵件。6）協商結束，發送郵件，用data命令發送輸入內容。6）結束發送，用quit命令退出。4、 郵局協議POP提供了一種接受郵件的方式，使用戶可以直接將郵件下載到本地，在自己的客戶端閱讀郵件。5、 POP3收發郵件的過程：1）通過POP3客戶程序登陸到支持POP3協議的郵件服務器，用戶可以發送郵件和附件。2）郵件服務器將為該用戶接收的郵件傳送給POP3的客戶群，使用戶接收郵件，并將這些郵件從服務器上刪除。3）郵件服務器再將用戶提交的發送郵件，轉發到運行SMTP的計算機中，實現郵件的最終發送。6、 POP3協議是用戶計算機與郵件服務器之間的傳輸協議，SMTP是郵件服務器之間的傳輸協議。7、 因特網消息訪問協議IMAP，該協議改進了POP3的不足，用戶可通過瀏覽信件頭來決定是否要下載、刪除或檢索信件的特殊部分。IMAP4提供3種工作方式：離線方式、在線方式和斷開連接方式。第三節萬維網1、 WWW采用c/s工作模式。具體工作流程為：1）在客戶端建立連接，用戶使用瀏覽器向web服務器發送瀏覽請求。2）web服務器收到請求，發揮所請求的信息。3）關閉連接。2、 資源標識是HTTP的核心，在HTTP中通過統一資源定位器URL來標識被操作的資源。URL可以是web服務器的IP地址或域名。3、 URL的完整格式是協議：//主機名或IP地址：端口號/路徑名/文件名4、 FTP最大的特點是可以使用匿名服務器，以anonymous作為用戶名，以自己的email地址作為口令登陸。第8章局域網技術第一節介質訪問控制子層1、 從傳輸技術上，計算機網絡可以分為廣播網和點到點網兩大類2、 在廣播網中存在信道爭用的問題，如果有兩個或多個網絡節點同時發送數據，則數據信號會在信道中發生碰撞，導致數據發送失敗，這個過程稱為沖突。3、 由于廣播網中采用的介質訪問控制協議的不同。在數據鏈路層專門設計了一個介質訪問控制子層，用來實現廣播網中的信道分配，解決信道爭用。4、 靜態分配策略包括頻分多路復用和同步時分多路復用。它是預先將頻帶或時隙固定的分配各網絡節點，各節點有自己的專用的頻帶或時隙，彼此不會產生干擾。該策略適用于網絡節點數目少而固定，且每個節點都有大量數據要發送的場5、動態分配策略包括隨機訪問和控制訪問，屬于異步時分多路復用。隨機訪問又稱爭用，各節點在發送前不需要申請信道使用權，有數據就發送，發生沖突再采取措施解決。控制訪問可分為輪轉和預約。輪轉是每個節點輪流獲得信道使用權。預約是各節點首先聲明自己有數據發送，然后根據聲明的順序依次獲得信道使用權。6、介質控制訪問協議，根據工作原理和采用的信道分配算法的不同，可以分為3類：爭用協議，無沖突協議和有限爭用協議7、 爭用協議主要有ALOHA協議（純ALOHA和時分ALOHA）和CSMA兩大類。8、 純ALOHA：1）原理：有幀就發送，發完后監聽，失敗就重發。2）吞吐量二網絡負載X成功發送。3）信道利用率的理論最大值~18.4%。9、 時分ALOHA：1）原理：把時間分成等長的時隙，每時隙發一幀。發送幀必須等下一個時隙開始。發完之后監聽，失敗則隨機等待后重發。2）必須有同步機制，保證每個節點都知道時隙的開始。3）理論最大信道利用率~36.8%。10、 CSMA協議與ALOHA協議最主要的區別是多了一個載波監聽裝置。CSMA要求每個節點在發送前監聽信道是否有載波存在，以確定是否有數據在傳輸，再根據監聽的結果決定如果動作。具體可分為4種：1）1堅持：①節點發送前監聽信道②如信道空閑立即發送數據③如信道忙則等待，同時繼續監聽直至信道空閑如發生沖突，隨即等待一段時間后重新監聽。1堅持的含義是當信道空閑時發送數據的概念為1,即立即發送。2）非堅持：①節點發送前監聽信道②如信道空閑立即發送數據③如信道忙則放棄監聽，隨機等待一段時間后在監聽。3）P堅持：用于時分信道①節點發送前監聽信道②如信道空閑則以概率P發送數據，以概率1-P推遲到下一個時隙。如果下個時隙信道仍空閑，則繼續以概率P發送，概率1-P推遲，直到數據發送出去。③如信道忙，則隨即等待一段時間后重新監聽。4）CSMA/CD，帶沖突檢測的CSMA。①節點發送前監聽信道②如信道空閑則發送個數據，并繼續監聽③如發送過程中監聽到了沖突，就立刻停止發送，沖突檢測通常是用硬件實現的④隨機等待一段時間后，重現開始發送數據CSMA/CD的工作過程可分為傳輸周期、爭用周期和空閑周期。⑥CSMA/CD采用1堅持發送算法。11、 時隙時間是指節點發送數據后能夠確定發送是否成功的時間。約等于2倍的距離除以信號在信道中的傳播時間（0.7C）加上2倍物理層處理時間。（2X傳輸距離/0.7C）+2—phy12、 時隙時間決定了數據幀的最小幀長，時隙時間二最小幀長/傳輸速率，最小幀長二時隙時間X傳輸速率=2X距離三0.7C+2tphyX傳輸速率。因此，當傳輸速率固定時，最小幀長與網絡距離成正比；當最小幀長固定時，傳輸速率越高，網絡跨距越小。CSMA/CD總線網在一段無分支電纜最大長度為500米。13、對于寬帶總線而言，沖突檢測時間等于任意兩個站最大傳播時延的4倍。14、 CSMA/CD采用二進制指數退避算法，規則如下：對每個數據幀，當第一次發生沖突時，設置一個參量L=2。退避間隔取1到L個時間片的一個隨機數，1個時間片等于兩站點最大傳播時延的2倍。當數據幀再發生沖突時，參量L加倍。設置最大重傳次數，如超過則放棄重傳，報錯。④按后進先出的次序發送，即未發生或少發生沖突的幀具有優先發送權。15、 無沖突協議包括位圖協議和二進制倒計數協議。16、 位圖協議的原理：位圖協議中，假設有N個節點，每個節點都有唯一的序號。①將數據傳輸過程分成預約周期和傳輸周期。②每個預約周期有N個爭用時隙組成，每時隙對應一個節點，節點i在時隙i發送‘1'聲明自己有數據要發送。③預約周期過后，按照節點序號大小順序依次發送數據。④完成發送后進入下一次預約。17、 有限爭用協議綜合了爭用協議和無沖突協議的優點，在輕負載的時候后采用爭用協議，使時延縮短，在重負載的時候采用無沖突協議，使信道利用率提高。典型的有適應樹步行協議。第二節IEEE802標準和局域網1、 局域網只涉及OSI-RM通信子網的功能，一般不單獨設立網絡層。為了使數據幀的傳送能夠獨立于物理介質和介質控制方法，802標準把數據鏈路層分為介質訪問控制子層mac和邏輯鏈路控制子層llc兩部分，llc與介質無關，僅讓mac依賴物理介質。從而使其具有更好的擴充性。2、 由于穿越lan的鏈路只有一條，因此不需設立路選和流控，網絡層中分組尋址，排序，流控，差控等功能放在鏈路層實現。但當多個局域網互連時，就必須設立網際層。3、 llc子層負責差控、流控等問題，保證數據的可靠傳輸，同時提供統一的數據鏈路層接口，從而屏蔽物理網絡的實現細節。LLC可提供3種服務：不確認無連接服務、確認無連接服務