1、第一章概述1、21世紀的一些重要特征就是數字化、網絡化和信息化，它是一個以網絡為核心的信息時 代。2、網絡是指“三網”，即電信網絡、有線電視網絡和計算機網絡3、計算機網絡向用戶提供的最重要的功能兩個：連通性，共享4、網絡（network）由若干結點（node）和連接這些結點的鏈路（link）組成5、互聯網是“網絡的網絡（network of networks）0連接在因特網上的計算機都稱為主機（host）6、因特網發展的三個階段：第一階段是從單個網絡ARPANET向互聯網發展的過程。第二 階段的特點是建成了三級結構的因特網。第三階段的特點是逐漸形成了多層次ISP結構的 因特網6.1、客戶軟件的

2、特點（客戶程序）：被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信（請求服務）。因此，客 戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統。（客戶和服務器本來都指的是計算機進程（軟件）7、因特網的組成從因特網的工作方式上看可以劃分為以下的兩大塊：邊緣部分、核心部分 邊緣部分 由所有連接在因特網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數據、音頻或視頻）和資源共享核心部分由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的 （提供連通性和交換）8、在網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務器方 式（C/S方式）即C

3、lient/Server方式。對等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式8.1、對等連接方式：對等連接（peer-to-peer，簡寫為P2P）是指兩個主機在通信時并不區分哪一個是服務請求 方還是服務提供方。只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進行平等的、對等連接 通信。雙方都可以下載對方已經存儲在硬盤中的共享文檔9、路由器是實現分組交換（packet switching）的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網 絡核心部分最重要的功能10、電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接、通信、釋放連接11、分組交換：分組交換的主要特點：在發送端，先把

4、較長的報文劃分成較短的、固定長度的數據段;添加首部構成分組：每一個數據段前面添加上首部構成分組；分組交換的傳輸單元：分組交換網以“分組”作為數據傳輸單元；依次把各分組發送到接收端（假定接收端在左邊）；分組首部的重要性：每一個分組的首部都含有地址等控制信息；分組交換網中的結點交換機根據收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉發到下一個 結點交換機；用這樣的存儲轉發方式，最后分組就能到達最終目的地；接收端收到分組后剝去首部還原成報文。12、主機的用途是為用戶進行信息處理的，并且可以和其他主機通過網絡交換信息。13、路由器的用途則是用來轉發分組的，即進行分組交換的14、分組交換的優點：高效動態分配傳輸

5、帶寬，對通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機發送分組。可靠保證可靠性的網絡協議；分布式的路由選擇協議使網絡有很好的生存性15、三種交換方式在數據傳送階段的主要特點：電路報文：整個報文的比特流連續地從原點直達到終點，好像在一個管道中傳送。報文交換：整個報文先傳到相鄰結點，全部存儲下來后查找轉發表，轉發到下一個結點。分組交換：單個分組傳送到相鄰結點，存儲下來后查找轉發表，轉發到下一個結點。16、不同作用范圍的網絡廣域網 WAN (Wide Area Network)局域網 LAN (Local Area Network)城域網 MAN (Metrop

6、olitan Area Network)個人區域網 PAN (Personal Area Network)15、不同使用者的網絡：公用網(public network)專用網16、計算機網絡的性能指標1.速率比特(bit)是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。 Bit來源于binary digit，意思是一個“二進制數字”，因此一個比特就是二進制數字 中的一個1或0。速率即數據率(data rat e)或比特率(bit rat e)是計算機網絡中最重要的一個性能指標。速 率的單位是b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s等速率往往是指額定速率或標稱速率。“帶寬” (band

7、width)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。現在“帶寬”是數字信道所能傳送的“最高數據率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網絡(或信道、接口)的數據量。時延：是指數據從網絡的一端傳輸到另一端所需的時間。發送時延：是主機或路由器發送數據幀所需要的時間。(也就是從發送數據幀的第一個 比特算起，到該幀的最后一個比特發送完畢所需的時間)發送時延=數據塊長度(比特)/信道帶寬(比特/秒)傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間傳播時延=信道長度(米)/信號在信道上的傳播速率(米/秒

8、)處理時延：交換結點為存儲轉發而進行一些必要的處理所花費的時間。排隊時延：結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延。排隊時延的長短往往取決于網絡中 當時的通信量。數據經歷的總時延就是發送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延之和.總時延=發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延時延帶寬積=傳播時延x帶寬鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度往返時間RTT：從發送方發送數據開始，到發送方收到接受放的確認總共經歷的時間。利用率：信道利用率：指出某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數據通過)。完全空閑的信道的利用率是零D網絡利用率：則是全網絡的信道利用率的加權平均值D =071 U信道或網絡利用率過高會產

9、生非常大的時延。D表示網絡當前的時延，則在適當的假定條件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關系：17、劃分層次的必要性計算機網絡中的數據交換必須遵守事先約定好的規則。這些規則明確規定了所交換的數據的格式以及有關的同步問題(同步含有時序的意 思)。網絡協議(network protocol)，簡稱為協議，是為進行網絡中的數據交換而建立的規則、 標準或約定網絡協議的組成要素：語法數據與控制信息的結構或格式。語義需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。同步事件實現順序的詳細說明18、五層協議的體系結構應用層：式體系結構中的最高層。直接為用戶的應用進程提供服務。運輸層：負責向兩個主

10、機中進程之間的通信提供服務。網絡層：負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務數據鏈路層：組裝成幀(透明的概念)物理層：透明的傳送比特流19、實體、協議、服務和服務訪問點實體(entity)表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要實現本層協議，還需要使用下層所提供的服務本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。協議是“水平的”，即協議是控制對等實體之間通信的規則。服務是“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統相鄰兩層的實體

11、進行交互的地方，稱為服務訪問點SAP (Service Access Point)。第二章物理層20、物理層的功能特性：機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現順序。21、數據通信系統可劃分為三大部分：源系統、傳輸系統、目的系統。22、源系統一般包括以下兩個部分：源點(源站或信源)、發送器。23、目的系統一般包括以下兩個部分：接收器、終點。24、模擬信號：代表消息的參數的取值是連續的。25、數字信號：代表

12、消息的參數的取值是離散的。26、碼元(code)：在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數字信號時，代表不同離散數 值的基本波形。27、有關信號的幾個基本概念：單向通信（單工通信）一一只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）一一通信的雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送（當 然也就不能同時接收）。雙向同時通信（全雙工通信）一一通信的雙方可以同時發送和接收信息。28、基帶信號（即基本頻帶信號）一一來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖 像文件的數據信號都屬于基帶信號29、帶通信號一一把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在 信道中傳輸（

13、即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道）。30、基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低 頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調制。31、調幅（AM）：載波的振幅隨基帶數字信號而變化。32、調頻（FM）：載波的頻率隨基帶數字信號而變化。33、調相（PM）:載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。34、限制碼元在信道上傳輸速率的因素：信道能通過的頻率范圍、信噪比。35、在任何信道中，源碼的傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會出現嚴重的碼 間串擾的問題，使接收端對碼元的判決成為不可能。36、信道的極限信息傳輸速率C可表達為C = W log2（

14、1+S/N） b/sW為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內所傳信號的平均功率；N為信道內部的高斯噪聲功率。37、信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高38、傳輸媒體分為兩大類：導向傳輸媒體（導線光纖）、非導向傳輸媒體（微波衛星）。39、復用（multiplexing）是通信技術中的基本概念。頻分復用、時分復用和統計時分復用。頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請注意，這里的“帶寬”是頻 率帶寬而不是數據的發送速率）時分復用則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的 用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙（統計時分復用STDM是一

15、種改進的時分復 用）波分復用就是光的頻分復用碼分復用CDM:常用的名詞是碼分多址CDMA，每一個用戶可以在同樣的時間使用 同樣的頻帶進行通信。各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種 系統發送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發現39.1!寬帶接入技術：xDSL技術就是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造，使它 能夠承載寬帶業務39.2!基于ADSL的接入網由以下三大部分組成：數字用戶線接入復用器；用戶線；用戶家 中的一些設施。40、ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）：非對稱數字用戶線41、ADSL的

16、極限傳輸距離與數據率以及用戶線的線徑都有很大的關系（用戶線越細，信 號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數據傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切 相關。42、ADSL的特點：上行和下行帶寬做成不對稱的。上行指從用戶到ISP，而下行指從ISP到用戶。ADSL在用戶線(銅線)的兩端各安裝一個ADSL調制解調器。我國目前采用的方案是離散多音調DMT (Discrete Multi-Tone)調制技術。這里的“多音 調”就是“多載波”或“多子信道”的意思第三章數據鏈路層43、數據鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點對點信道：這種信道使用一對一的點對點通信方式。廣播信道：這種信道使用一對多的廣播通

17、信方式，因此過程比較復雜。廣播信道上連接 的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協議來協調這些主機的數據發送。44、鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結點。一條鏈 路只是一條通路的一個組成部分。45、數據鏈路(data link)除了物理線路外，還必須有通信協議來控制這些數據的傳輸。若把 實現這些協議的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數據鏈路46、常常在兩個對等的數據鏈路層之間畫出一個數字管道，而在這條數字管道上傳輸的數據 單位是幀。47、早期的數據通信協議曾叫作通信規程(procedure)。因此在數據鏈路層，規程和協議是同 義語48、數據鏈路層協議三個基本

18、問題：封裝成幀、透明傳輸、差錯控制49、每一種鏈路層協議都規定了幀的數據部分的長度上限最大傳輸單元MTU50、透明傳輸：當傳送的幀是用文本文件組成的幀時，其數據部分顯然不會出現像SOH或 ETO這樣的幀定界控制字符。可見不管從鍵盤上輸入什么字符都可以放在這樣的幀中傳輸 過去，因此這樣的傳輸就是透明傳輸。51、解決透明傳輸問題：發送端的數據鏈路層在數據中出現控制字符“SOH”或“EOT”的 前面插入一個轉義字符“ESC”(其十六進制編碼是1B)52、 字節填充(byte stuffing域字符填充(character stuffing)接收端的數據鏈路層在將數據 送往網絡層之前刪除插入的轉義字符

19、。53、在一段時間內，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數的比率稱為誤碼率BER (Bit Error Rate)54、在數據鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環冗余檢驗CRC的檢錯技術55、幀丟失，幀重復，幀失序。56、點對點協議PPP協議有三個組成部分：一個將IP數據報封裝到串行鏈路的方法。一個用來建立、配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議LCP (Link Control Protocol)。一個網絡控制協議NCP (Network Control Protocol)。其中每一個協議支持不同的網絡 層協議。57、PPP協議工作狀態(如何工作)：當用戶撥號接入ISP時，路由器的調制解調器對撥號做出確

20、認，并建立一條物理連接。PC機向路由器發送一系列的LCP分組(封裝成多個PPP幀)。這些分組及其響應選擇一些PPP參數，和進行網絡層配置，NCP給新接入的PC機分 配一個臨時的IP地址，使PC機成為因特網上的一個主機。通信完畢時，NCP釋放網絡層連接，收回原來分配出去的IP地址。接著，LCP釋放 數據鏈路層連接。最后釋放的是物理層的連接。58、局域網可按網絡拓撲進行分類：星形網(集線器X總線網、環形網(令牌環形網X樹 形網。59、媒體共享技術：靜態劃分信道（頻分復用、時分復用、波分復用、碼分復用）；動態媒 體接入控制（多點接入（隨機接入受控接入）（如多點線路探詢（polling），或輪詢）。6

21、0、為了通信的簡便以太網采取了兩種重要的措施：第一：采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發送數據。以 太網對發送的數據幀不進行編號，也不要求對方發回確認。第二：以太網發送的數據都使用曼徹斯特編碼的信號。61、以太網采用的協調方法是使用一種特殊的協議：載波監聽多點接入/碰撞檢測 CSMA/CD62、CSMA/CD 要點：“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。“載波監聽”是指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發 送數據，如果有，則暫時不要發送數據，以免發生碰撞。“碰撞檢測”就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。63、傳播

22、時延對載波通信的影響：當某個站監聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。A向B發出的信息，要經過一定的時間后才能傳送到B。B若在A發送的信息到達B之前發送自己的幀（因為這時B的載波監聽檢測不到A 所發送的信息），則必然要在某個時間和A發送的幀發生碰撞。碰撞的結果是兩個幀都變得無用64、以太網的MAC層：在局域網中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC地址。65、802標準所說的“地址”嚴格地講應當是每一個站的“名字”或標識符。66 “發往本站的幀”包括以下三種幀：單播（unicast）幀（一對一）廣播（broadcast ）幀（一對全體）多播（multicast ）幀（一對多）67、在數據鏈

23、路層擴展局域網是使用網橋。網橋工作在數據鏈路層，它根據MAC幀的目 的地址對收到的幀進行轉發。68、網橋的內部結構見PPT （總PDF291）.69、透明網橋（目前使用得最多的網橋）：“透明”是指局域網上的站點并不知道所發送的幀 將經過哪幾個網橋，因為網橋對各站來說是看不見的。透明網橋是一種即插即用設備，其 標準是 IEEE 802.1D。70、以太網交換機實質上就是一個多接口的網橋。71、交換機能同時連通許多對的接口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣， 進行無碰撞地傳輸數據。72、虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網絡不會因傳播過多的廣播信息（即 “廣播風暴”）而引起性

24、能惡化。第四章網絡層73、網絡層提供的兩種服務：在計算機網絡領域，網絡層應該向運輸層提供怎樣的服務（“面 向連接”還是“無連接”）曾引起了長期的爭論.74、電信網使用昂貴的程控交換機，用面向連接的通信方式。75、網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。76、網絡層不提供服務質量的承諾。即所傳送的分組可能出錯、丟失、重復和失序（不按序 到達終點)，當然也不保證分組傳送的時限。77、網際協議IP是TCP/IP體系中兩個最主要的協議之一。與IP協議配套使用的還有四 個協議：地址解析協議ARP、逆地址解析協議RARP、網際控制報文協議ICMP、網際組 管理協議IGMP78、中

25、間設備又稱為中間系統或中繼(relay)系統：物理層中繼系統：轉發器(repeater)。數據鏈路層中繼系統：網橋或橋接器(bridge)0網絡層中繼系統：路由器(router)。網橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)o網絡層以上的中繼系統：網關(gateway)79、所謂虛擬互連網絡也就是邏輯互連網絡，它的意思就是互連起來的各種物理網絡的異構 性本來是客觀存在的，但是我們利用IP協議就可以使這些性能各異的網絡從用戶看起來好 像是一個統一的網絡。80、互聯網可以由多種異構網絡互聯組成。81、IP地址的編址方法：分類的IP地址。這是最基本的編址方法，在1981年就通過了相應的標準協議。子

26、網的劃分。這是對最基本的編址方法的改進，其標準RFC 950在1985年通過。構成超網。這是比較新的無分類編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應用。82、兩級的IP地址可以記為：IP地址：:= 網絡號, 主機號/:=代表“定義為”83、IP地址中的網絡號字段和主機號字段(給圖描述)A、B、C類地址的網絡號字段分別為1、2、3字節長，而在網絡字段號最前面有13 位的類別位，其數值分別規定為0,10,110.A、B、C類地址的主機號字段分別為3、2、1個字節長。D類地址(前4位是1110)用于多播(一對多通信)。而E類地址(前4位是1111 )保 留為以后使用。84、IP地址的一些重要特點IP

27、地址是一種分等級的地址結構。實際上IP地址是標志一個主機(或路由器)和一條鏈路的接口。用轉發器或網橋連接起來的若干個局域網仍為一個網絡，因此這些局域網都具有同 樣的網絡號net-ido所有分配到網絡號net-id的網絡，范圍很小的局域網，還是可能覆蓋很大地理范圍 的廣域網，都是平等的。85、IP地址與硬件地址：從層次的角度看，物理地址是數據鏈路層和物理層使用的地址， 而IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。總之：IP地址放在IP數據報 的首部，硬件地址放在MAC幀的首部，網絡層及以上使用IP地址，鏈路層及以下使用硬 件地址。86、強調在IP層抽象的互聯網上只能看到IP數據報。路

28、由器只根據目的站的IP地址的網絡號進行路由選擇在具體的物理網絡的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數據報。IP層抽象的互聯網屏蔽了下層很復雜的細節在抽象的網絡層上討論問題，就能夠 使用統一的、抽象的IP地址研究主機和主機或主機和路由器之間的通信87、使用ARP的四種典型情況：發送方是主機，要把IP數據報發送到本網絡上的另一個主機。這時用ARP找到目的主機的硬件地址。發送方是主機，要把IP數據報發送到另一個網絡上的一個主機。這時用ARP找到本 網絡上的一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。發送方是路由器，要把IP數據報轉發到本網絡上的一個主機。這時用ARP找到目的 主機的硬件地址。

29、發送方是路由器，要把IP數據報轉發到另一個網絡上的一個主機。這時用ARP找到 本網絡上的一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。88.IP數據報首部的固定部分中的各字段總長度一一占16位，指首部和數據之和的長度， 單位為字節，因此數據報的最大長度為 65535字節。總長度必須不超過最大傳送單元 MTU。89、片偏移(12位)指出：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置。片偏移以8個 字節為偏移單位。90、分組轉發算法：從數據報的首部提取目的主機的IP地址D,得出目的網絡地址為N。若網絡N與此路由器直接相連，則把數據報直接交付目的主機D；否則是間接交 付，執行(3)。若路由表中有

30、目的地址為D的特定主機路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的 下一跳路由器；否則，執行(4)。若路由表中有到達網絡N的路由，則把數據報傳送給路由表指明的下一跳路由器； 否則，執行(5)。若路由表中有一個默認路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否 則，執行(6)。報告轉發分組出錯。91、理想的路由算法：算法必須是正確的和完整的。算法在計算上應簡單。算法應能適應通信量和網絡拓撲的變化，這就是說，要有自適應性。算法應具有穩定性。算法應是公平的。算法應是最佳的92、因特網分層次的路由選擇協議的原因：因特網的規模非常大。如果讓所有的路由器知道所有的網絡應怎樣到達，則這種路由表 將非常大，處理起來也太花時間。而所有這些路由器之間交換路由信息所需的帶寬就會使因 特網的通信鏈路飽和。許多單位不愿意外界了解自己單位網絡的布局細節和本部門所采用的路由選擇協議(這 屬于本部門內部的事情)，但同時還希望連接到因特網上。93、自治系統AS的定義：在單一的技術管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS 內部的路由選擇協議和共同的度量以確定分組在該AS內的路由，同時還使用一種AS之 間的路由選擇協議用以確定分組在AS之間的路由。94、RIP協議的三個要點：僅和相鄰路由器交