計算機網絡知識整理版
計算機網絡的常用數據交換技術
電路交換：必須經過“建立連接 通信 釋放連接”三個步驟的連網方式為面向連接的。
分組交換：分組交換採用存儲轉發技術。報文（ message）：要發送的整塊數據；分組或包（package）：將報文劃分成的等長的數據段，每個數據段前加上必要的控制信息組成的首部（header）；分組的首部也稱為包頭；分組交換是基於標記的（label-based）,採用無連接（connectionness）的連網方式。
報文交換：報文交換基於存儲轉發原理，在報文交換中心，一分分的電報被接收下來，並穿成紙帶。操作員以每份報文為單位，撕下紙帶，根據報文的目的站地址，拿到相應的發報機轉發出去。
電路交換——整個報文的比特流連續的從源點直達終點，好像在一個管道中傳送。
報文交換——整個報文先傳送到相鄰結點，全部存儲下來後查找轉發表，轉發到下一個結點。
分組交互——單個分組（這只是真個報文的一部分）傳送到相鄰的結點，存儲下來後查找轉發表，轉發到下一個結點。
計算機網絡的定義。
1.計算機網絡是一些互相連接的、自治的計算機集合。
2.計算機網絡是將不同地理位置上的具有獨立功能的多個計算機系統用通信線路連接起來，在協議的控制之下，以實現資源共享和數據通信為目的的系統。
計算機網絡的分類。
1.按網絡的交換功能分類
電路交換網 報文交換網 分組交換網 混合交換網
2.按網絡的作用範圍分類
廣域網(WAN,WideArea Network) 城域網(MAN,Metropolitan Area Network) 局域網(LAN,LocalArea Network)
（無線）個人區域 PAN (Personal Area Network)
3.按網絡的使用範圍分類
公用網(publicnetwork) 專用網(private network)
4.按網絡的拓撲結構(topology) 分類
總線型網絡 星型網絡 環型網絡 樹型網絡 分佈式網絡
計算機網絡的主要性能指標
要求：
1. 帶寬。掌握模擬信道和數字信道中帶寬的具體含義及表示單位。
模擬信號
帶寬－－表示允許信號佔用的頻率範圍。
單位：HZ、KHZ、MHZ
數字信號
帶寬－－表示數字信道發送數字信號的速率，即比特率或數據率或傳輸速率，也稱為吞吐量 。
l 常用的帶寬單位是
– 千比每秒，即 kb/s （103 b/s）
– 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）
– 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）
– 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）
2. 時延。掌握髮送時延和傳播時延的概念及區別，並能熟練進行計算。計算時應注意單位的統一，並儘量採用國際單位。
l 時延：指數據（報文或分組，比特）從網絡（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。
l 時延有以下幾個組成部分：發送時延、傳播時延、處理時延
3. 利用率。掌握利用率的計算公式及其物理意義
l 信道利用率指出信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。完全空閒的信道的利用率為零。
l 網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權平均值。
l 信道利用率並非越高越好。
協議的基本概念及組成要素。
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，是網絡中結點進行通信的規則的集合。即兩個對等實體進行通信的規則的集合。
l 語法：數據與控制信息的結構或格式。
l 語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及何種響應。
l 同步：也即時序，即事件實現順序的詳細説明。
協議與服務的關係。
l 在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層可以向上一層提供服務。（協議的實現保證了向上一層提供服務）要實現本層協議，還需要使用下一層所提供的服務。
l 本層的服務用户（服務接受者）只能看見服務，而無法看見下層的協議。下層的協議對本層用户是透明的。
l 協議是水平方向的，即協議是控制對等實體間的通信規則。服務是垂直方向的，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。
l 服務訪問點（SAP）、服務原語
OSI
要求：掌握OSI七層模型 和 TCP/IP 的各層名稱（必須按順序）及相互對應關係。注意OSI七層模型 和 TCP/IP 適用場合。
第二章
物理層與傳輸媒體的接口特性。
1.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。
2.電氣特性
指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的範圍。
3.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。
4.規程特性
指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
奈奎斯特准則和香農公式的具體內容、參數及其含義
並能利用奈奎斯特准則和香農公式進行計算。
奈氏準則
2.理想低通信道下的奈氏準則
（1）理想低通信道
對於信號的低頻分量，只要其頻率不超過某個上限值，都能夠不失真的通過此信道。而頻率超過該上限值的所有高頻分量都不能通過該信道。
（2）奈氏準則
理想低通信道下的最高碼元傳輸率＝2W Baud
W:理想低通信的帶寬,單位Hz
Baud（波特），碼元傳輸速率的單位。
1波特為每秒傳送1個碼元。
即每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率為每秒2個碼元。
3.理想帶通信道的奈氏準則
（1）理想帶通信道
即頻率在f1~f2之間的頻率分量能夠不失真的通過此信道，而低於f1和高於f2的頻率分量都不能通過該信道。
（2）奈氏準則
理想帶通信道下的最高碼元傳輸率＝1W Baud
即每赫帶寬的理想帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒1個碼元。
實際信道的最高碼元傳輸速率要低於奈氏準則的上限值。
香農公式
信道的極限信息傳輸速率
C=Wlog2(1+S/N)
W：信道的帶寬
S：信道內部所傳信號的平均功率
N：信道內部高斯噪聲的功率
S/N:信道的信噪比
SNR(信噪比，單位為dB)=10LG（S/N)
計算機網絡中常用的有線傳輸介質
①基帶同軸電纜
阻抗為50Ω，用於傳輸數字信號，傳輸速率可達10Mb/s，又分粗纜和細纜。
②寬帶同軸電纜
阻抗為75Ω，用於傳輸模擬信號，是CATV中的標準傳輸電纜，採用頻分複用技術。
計算機網絡中常用的信道複用技術及其原理。
l 頻分複用FDM：按頻率劃分不同的信道
l 時分複用TDM：按時間劃分不同的信道
l 統計時分複用STDM：對TDM的一種改進，動態的分配所需的時隙大小，使用集中器作為連接部件。提高了信道的利用率。
l (密集)波分複用(D)WDM：光纖傳輸時主要存在色散問題（即光脈衝的不同頻率的分量傳輸速率不同），用波長而不用頻率來表示光的載波
l 碼分複用(碼分多址) CDM(A)：CDMA也是一種共享信道的方法，主要採用擴頻通信。在CDMA中每一個比特時間再劃分為m 個短的間隔，稱為碼片（chip）。通常m的值設為128或64。使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列。
常用的寬帶接入技術。
l xDSL技術
n ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)：非對稱數字用户線
n HDSL(High speed DSL)：高速數字用户線
n SDSL(Single-line DSL)：1 對線的數字用户線
n VDSL(Very high speed DSL)：甚高速數字用户線
n DSL：ISDN 用户線。
n RADSL(Rate-Adaptive DSL)：速率自適應 DSL，是 ADSL 的一個子集，可自動調節線路速率）。
l 光纖同軸混合網HFC (Hybrid Fiber Coax)
l FTTx技術
n 光纖到家 FTTH(Fiber To The Home)：光纖一直鋪設到用户家庭可能是居民接入網最後的解決方法。
n 光纖到大樓 FTTB(Fiber To The Building)：光纖進入大樓後就轉換為電信號，然後用電纜或雙絞線分配到各用户。
n 光纖到路邊 FTTC(Fiber To The Curb)：從路邊到各用户可使用星形結構雙絞線作為傳輸媒體。
第三章
數據鏈路層必須解決的三個基本問題？是如何解決的？
l 封裝成幀
在一段數據的前後分別添加首部和尾部，然後就構成了一個幀。
l 透明傳輸
n 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)。
n 字節填充(byte stuffing)或字符填充(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。
n 如果轉義字符也出現數據當中，那麼應在轉義字符前面插入一個轉義字符。當接收端收到連續的兩個轉義字符時，就刪除其中前面的一個。
l 差錯控制
n 循環冗餘檢驗
n 幀檢驗序列FCS
循環冗餘檢驗碼的計算。
局域網的工作層次及特點。
工作在數據鏈路層
局域網的特點除了具備結構簡單、數據傳輸率高，可行性高，實際投資少且技術更新發展迅速等基本特徵外，還具有以下特點：
1、具有較高大數據傳輸速率，有1Mb/s、10Mb/s、155Mb/s和622Mb/s之分，實際中最高可達1Gb/s，未來甚至可達101Gb/s。
2、具有優良的傳輸質量。
3、具有對不同速率的適應能力，低速或高速設備均能接入。
4、具有良好的兼容性和互操作性，不同廠商生產的不同型號的設備均能接入。
5、支持多種同軸電纜，雙絞線，光纖和無線等多種傳輸介質。
6、網絡覆蓋範圍有限，一般為0.1～10km。
網卡的作用及工作層次。
工作在物理層
u 進行串行/並行轉換。
u 數據緩存。
u 在計算機操作系統中安裝設備驅動程序。
u 實現以太網協議。
以太網的介質訪問控制方法的英文縮寫、中文名稱及含義。
載波監聽多點接入/碰撞檢測協議（CSMA/CD）
擴展以太網的方法及特點。
l 在物理層擴展局域網 （集線器）
n 優點
使原來屬於不同碰撞域的局域網上的計算機能夠進行通信。
擴大了局域網覆蓋的地理範圍。
n 缺點
碰撞域增大了，但總的吞吐量並未提高。
如果不同的碰撞域使用不同的數據率，那麼就不能用集線器將它們互連起來。
l 在數據鏈路層擴展局域網
n 優點
過濾通信量。
擴大了物理範圍。
提高了可靠性。
可互連不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網）的局域網
n 缺點
存儲轉發增加了時延。
在MAC子層並沒有流量控制功能。
具有不同MAC 子層的網段橋接在一起時時延更大。
網橋只適合於用户數不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產生網絡擁塞。這就是所謂的廣播風暴。
高速以太網的標準名稱及其所代表的含義。
l 100BASE-TX：使用 2 對UTP 5 類線或屏蔽雙絞線 STP。
l 100BASE-FX：使用 2 對光纖。
l 100BASE-T4：使用 4 對UTP 3 類線或 5 類線。
l 1000BASE-X（802.3z標準）
n 1000BASE-SX。850nm波長
n 1000BASE-LX。1300nm波長
n 1000BASE-CX。屏蔽雙絞線
l 1000BASE-T（802.3ab標準）：使用4對5類UTP，傳輸距離100M。
l 10000BASE-ER/10000BASW-EW：1550nm、10um單模光纖
l 10000BASE-LR/10000BASW-L4：1310nm、10um多模光纖
l 10000BASW-L4：1310nm、50um/62.5um多模光纖
l 10000BASE-SR/10000BASW-SW：850nm、50um/62.5um多模光纖
第四章
虛電路和數據報兩種服務的優缺點
IP
IP地址工作在網絡層，物理地址工作在數據鏈路層，IP可以自己設定，物理地址燒錄在硬件中，兩個通過ARP關係（自己總結的，大家意會。）
分類
A類：1~126 B類：128~191 C類：192~223 D類：224~239 E類：240~247
子網
劃分子網的基本思路
l 劃分子網純屬一個單位內部的事情。
l 從主機號借用若干個比特作為子網號 subnet-id。
l 從其他網絡發送給本單位主機的 IP 數據報，仍然根據 IP 數據報的目的網絡號 net-id，先找到連接在本單位網絡上的路由器。
l 然後此路由器在收到 IP 數據報後，再按目的網絡號 net-id 和子網號 subnet-id 找到目的子網。
l 最後就將IP 數據報直接交付給目的主機。
子網掩碼的概念，
子網掩碼(subnet mask)：又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩，它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
子網地址的計算（大家自己意會）
CIDR
CIDR（無類型域間選路，Classless Inter-Domain Routing）是一個在Internet上創建附加地址的方法，這些地址提供給服務提供商（ISP），再由ISP分配給客户。CIDR將路由集中起來，使一個IP地址代表主要骨幹提供商服務的幾千個IP地址，從而減輕Internet路由器的負擔。（百度百科）
u CIDR地址塊
n CIDR 將網絡前綴都相同的連續的 IP 地址組成“CIDR地址塊”。
n 一個CIDR地址塊由地址塊的起始地址和地址塊中的地址數來定義。
IP
RIP
RIP
l 僅和相鄰路由器交換信息。
l 交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
l 按固定的時間間隔交換路由信息(如每隔 30 秒)。
OSPF
l “開放”表明OSPF 協議不是受某一家廠商控制，而是公開發表的。
l “最短路徑優先”是因為使用了 Dijkstra 提出的最短路徑算法SPF
l OSPF只是一個協議的名字，它並不表示其他的路由選擇協議不是“最短路徑優先”。
l 是分佈式的鏈路狀態協議。
BGP
l BGP支持 CIDR，因此 BGP 的路由表也就應當包括目的網絡前綴、下一跳路由器，以及到達該目的網絡所要經過的各個自治系統序列。
l 在BGP剛剛運行時，BGP 的鄰站是交換整個的 BGP 路由表。但以後只需要在發生變化時更新有變化的部分。這樣做對節省網絡帶寬和減少路由器的處理開銷方面都有好處。
第五章
運輸層的作用。
l 運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網絡層是為主機之間提供邏輯通信）。
l 運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。
l 運輸層需要有兩種不同的運輸協議，即面向連接的 TCP 和無連接的UDP。
TCP/IP
l 用户數據報協議 UDP (User Datagram Protocol)
l 傳輸控制協議 TCP (Transmission Control Protocol)
l UDP在傳送數據之前不需要先建立連接。對方的運輸層在收到 UDP 報文後，不需要給出任何確認。雖然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情況下 UDP 是一種最有效的工作方式。
l TCP則提供面向連接的服務。TCP 不提供廣播或多播服務。由於 TCP 要提供可靠的、面向連接的運輸服務，因此不可避免地增加了許多的開銷。這不僅使TCP報文的首部增大很多，還要佔用許多的處理機資源。
TCP
原理：確認和重傳機制
實現方法：
l 使用上述的確認和重傳機制，我們就可以在不可靠的傳輸網絡上實現可靠的通信。
l 這種可靠傳輸協議常稱為自動重傳請求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。
l ARQ表明重傳的請求是自動進行的。接收方不需要請求發送方重傳某個出錯的分組 。
TCP
利用滑動窗口實現流量控制
l 流量控制(flowcontrol)就是讓發送方的發送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網絡發生擁塞。
l 利用滑動窗口機制可以很方便地在 TCP 連接上實現流量控制。
TCP
l 慢開始和擁塞避免
l 傳輸輪次
l 乘法減小
l 加法增大
（好像是這幾個）
TCP
第六章
域名系統
將域名解析成IP地址（個人總結）
因特網的域名結構及頂級域名的構成情況。
(1) 國家頂級域名 nTLD：如:.cn 表示中國，.us 表示美國，.uk表示英國，等等。
(2) 通用頂級域名 gTLD：最早的頂級域名是：
.com （公司和企業）
.net （網絡服務機構）
.org （非贏利性組織）
.edu （美國專用的教育機構（）
.gov （美國專用的政府部門）
.mil （美國專用的軍事部門）
.int （國際組織）
後加的：
.aero （航空運輸企業）
.biz （公司和企業）
.cat （加泰隆人的語言和文化團體）
.coop （合作團體）
.info （各種情況）
.jobs （人力資源管理者）
.mobi （移動產品與服務的用户和提供者）
.museum （博物館）
.name （個人）
.pro （有證書的專業人員）
.travel （旅遊業）
中國的頂級域名及二級域名的設置情況。
各個省級的CN域名和
.com.cn （公司和企業）
.net.cn （網絡服務機構）
.org.cn （非贏利性組織）
.edu.cn （美國專用的教育機構（）
.gov.cn （美國專用的政府部門）
電子郵件系統的構成及所使用的協議。
l 發送郵件的協議：SMTP
l 讀取郵件的協議：POP3 和 IMAP
l MIME在其郵件首部中説明了郵件的數據類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用 MIME 可在郵件中同時傳送多種類型的數據。
組成：
l 發件人用户代理
l 發送方郵件服務器
l 接收方郵件服務器
l 收件人用户代理
www
概念：
l 萬維網WWW (World Wide Web)並非某種特殊的計算機網絡。
l 萬維網是一個大規模的、聯機式的信息儲藏所。
l 萬維網用鏈接的方法能非常方便地從因特網上的一個站點訪問另一個站點，從而主動地按需獲取豐富的信息。
l 這種訪問方式稱為“鏈接”。
服務機制：
l 萬維網以客户服務器方式工作。
l 瀏覽器就是在用户計算機上的萬維網客户程序。萬維網文檔所駐留的計算機則運行服務器程序，因此這個計算機也稱為萬維網服務器。
l 客户程序向服務器程序發出請求，服務器程序向客户程序送回客户所要的萬維網文檔。
l 在一個客户程序主窗口上顯示出的萬維網文檔稱為頁面(page)。
掌握下列英文縮寫詞的英文全稱及對應的中文名稱：
WWW：World Wide Web，萬維網
URL：統一資源定位符（URL，英語Uniform / Universal Resource Locator 的縮寫）也被稱為網頁地址
HTTP：超文本傳輸協議(HTTP，HyperTextTransfer Protocol)
HTML：文本標記語言，即HTML（HypertextMarkup Language），
DNS：域名系統 (Domain Name System)
FTP：File Transfer Protocol（文件傳輸協議）
SMTP：（Simple Mail Transfer Protocol）即簡單郵件傳輸協議
DHCP：動態主機設置協議（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）
TCP：Transmission Control Protocol 傳輸控制協議
UDP：User Datagram Protocol的簡稱，用户數據包協議
實驗部分
組裝
RJ45水晶頭，非屏蔽雙絞線UTP，壓線鉗，
非屏蔽雙絞線佈線標準
EIA/TIA568A：白綠，綠，白橙，藍，白藍，橙，白棕，棕
EIA/TIA568B：白橙，橙，白綠，藍，白藍，綠，白棕，棕
直通線纜和交叉線纜的製作方法。
交叉線：又叫反線，線序按照一端568A，一端568B的標準排列好線序，並用RJ45水晶頭夾好。
直通線：又叫正線或標準線，兩端採用568B做線標準，注意兩端都是同樣的線序且一一對應。
ipconfig
略
HTML
標記出現在文檔的開頭部分。
標記表明是HTML文檔的主體部分
其它見實驗PPT
基於
VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為"虛擬局域網"。
Switch> （用户模式）
Switch>en
Switch>enable （進入特權模式）
Switch#vlandat
Switch#vlandatabase
Switch(vlan)#vlan10 （創建VLAN10）
Switch(vlan)#vlan20 （創建VLAN20）
Switch(vlan)#exit
Switch#
Switch#conft （進入全局配置模式）
Switch(config)#hostnameSw0
Sw0(config)#inter
Sw0(config)#interfacef0/1 （進入端口Fa0/1）
Sw0(config-if)#swit
Sw0(config-if)#switchportacc
Sw0(config-if)#switchportaccess vlan 10（把該端口加入到VLAN 10中）
Sw0(config-if)#interf0/2 （進入端口Fa0/2）
Sw0(config-if)#switchportacc
Sw0(config-if)#switchportaccess vlan 20（把該端口加入到VLAN 20中）
Sw0(config)#interfacef0/3 （進入端口Fa0/3）
Sw0(config-if)#swi
Sw0(config-if)#switchportmode tr
Sw0(config-if)#switchportmode trunk （設置此接口模式為trunk口）
Sw0(config-if)#swi
Sw0(config-if)#switchporttr
Sw0(config-if)#switchporttrunk all
Sw0(config-if)#switchporttrunk allowed vl
Sw0(config-if)#switchporttrunk allowed vlan all（設置允許通過的vlan，all為全部vlan，每個vlan的ID用“,”隔開，如:switchport trunk allowed vlan 1,10,20）
Sw0(config-if)#