计算机网络技术重点

一、P2

（1）计算机网络是利用通信线路和通信设备将多个具有独立功能的计算机系统连接起来，按照网络通信协议实现资源共享和信息传递的系统。

（2）在这个关于计算机网络的定义中包含了四个方面的问题：一是网络中的计算机需要利用通信线路和通信设备来连接；二是网络中的计算机都是具有独立功能的计算机系统，计算机没有对网络的依赖性；三是网络中的计算机都要遵守网络中的通信协议，使用支持网络通信协议的网络通信软件；四是计算机网络的目的是实现资源共享和信息传递。

（3）在APRANET中，网络上要由两部分组成：一是负责数据存储和数据处理的计算机和终端设备及信息资源，二是负责通信控制的报文处理机和通信线路。因此。把计算机网络划分成两部分:资源子网和通信子网。

（4）在计算机网络中，通信的双方是计算机。为了使计算机之间能正确地通信,必须制定严格的通信规则、约定和标准，准确地规定传输数据的格式与时序。这些规则、约定与标就是网络通信协议。

（5）网络通信协议通常由三部分组成：语义、语法和时序。语义表示做什么，语法表示怎么做，时序表示什么时候做。

二、P5 （1）OSI参考模型将网络通信功能划分成7个层次，详细地定义了各层所包含的服务，以及层次之间的相互关系。其中，物理层的主要功能是利用传输介质为通信网络节点之间建立、管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输；数据链路层的主要功能是在物理层的基础上，在通信实体之间建立数据链路连接，通过流量控制与差错控制实现相邻节点之间无差错的传输；网络层的主要功能是在通信网络中选择最佳路由，传输层的主要功能是实现端到端的可靠性数据传输；会话层的主要功能是建立和维护通信双方的会话连接；表示层的主要功能是处理两个系统中的信息表示方法；应用层的主要功能是为应用程序提供网络通信服务。

（2）TCP/IP参考模型将网络体系结构划分成4层；其最底层“网络接口层”其实并不是一个具体的功能层，TCP/IP参考模型没有定义该层如何实现；它允许主机在连接到TCP/IP网络时使用任意流行的协议。所以在TCP/IP网络中，互连网络层以下可以是任意类型的局域网。

（3）TCP/IP参考模型的应用层是网络服务应用程序，例如文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、简单邮件传输协议SMTP、远程登录协议TELNET及域名系统DNS、简单网络管理协议SNMP等人们熟知的应用程序。当然，应用层也包含用户自己开发的网络应用程序，如网络聊天程序和网络游戏等。

三、P8

按照计算机网络覆盖的地理范围进行分类，可以反映不同网络的技术特征。对于覆盖不同地理范围的网络，所采用的数据传输技术不同，因此有不同的技术特点与网络服务功能。一般按网络覆盖的地理范围分成局域网、广域网和城域网。

局域网(LAN)是使用自备通信线路和通信设备，并且覆盖较小地理范围的计算机网络，它一般为一个单位或部门所拥有。

广域网(WAN)是租用公用通信线路和通信设备，并且覆盖较大地理范围的计算机网络，Internet就是一个这个网络的典型代表。

城域网(MAN)是介于局域网和广域网之间的网络。 四、P10

按照网络拓扑结构，计算机网络可以分成星型、总线型、环型、网状以及由多个星型组

成的树型结构和由星型、环型组成的星环结构。

1、星型网络，星型拓扑结构网络是指各个节点使用一条专用通信线路和中心节点连接的计算机网络。在这种结构的网络中，任何两个节点之间的通信都需要经过中心节点。

优点：单点故障不影响全网，结构简单；增删节点及维护管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。

缺点：成本较高，资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点。 2、总线型网络，网络中的所有计算机共享一条通信线路的计算机网络称作总线型网络。它的主要代表是总线型局域网和无线局域网。

优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。 缺点：故障诊断和隔离比较困难。

3、环型网络，当网络中的通信线路构成封闭的环路时，其拓扑结构为环型。较为典型的环型局域令牌环网和剑桥环网。

环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相连。 优点：简化路径选择控制，传输延迟固定，实时性强，可靠性高。

缺点：节点过多时，影响传输效率；环某处断开会导致整个系统的失效，节点的加入和撤出过程复杂。

4、树型网络，树型网络是由星型网络组合而成的。在这种网络中，信息交换主要是在上、下节点之间进行，同层节点之间的信息交换量较小。在网络规划中，树型结构比较常见。 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。 缺点：对根的依赖性大。

5、网状网络，网状网络是指网络中的各个节点至少有两条以上的通信线路与其他节点相连。这种网络一般只用于军事网络或公用通信网络。 广域网基本上都采用网状拓扑结构。

优点：具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作。 缺点：结构复杂，需要路由选择和流控制功能，网络控制软件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。

五、P16

信号是数据的电、磁、光形式的编码；信号可分为模拟信号和数字信号。 （1）模拟信号：是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；如电视图像信号、语音信号、温度压力传感器的输出信号等，容易产生失真。

（2）数字信号：是一系列离散的电脉冲。如计算机信号。 六、P19

传输介质是信道的重要组成部分。不同的传输介质具有不同的信道特性。在数据通信中，常用的传输介质有以下几种类型：双绞线 同轴电缆 光纤 无线传输介质。

1、双绞线是目前常用的一种信道传输介质，它采用一对互相绝缘的金属导线以绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。

把两根绝缘的铜导线按一定密度绞合在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。

2、光纤是使用微米级直径的光导纤维制成的传输介质，是迄今为止频带最宽、可靠性最好、抗干扰能力最强，并且重量轻、体积小的有线传输介质。光纤有多模光纤和单模光纤之分。在单模光纤中仅仅提供单条光通道。

（1）单模光纤使用激光作为光源，信道带宽较高，理论带宽为40Gb/s，实验室记录带宽可达1200 Gb/s，在100Mb/s速率时传输距离可以达到50km以上，单模光纤成本较高，一般用于长距离通信。

（2）多模光纤纤芯直径一般远大于光波波长。所以光载波信号可以与光纤轴有多个可分辨角度的传输，多模光纤中可以提供多条光通道。目前多模光纤主要有两种规格：多模光纤使用LED作为光源，成本较低，信道带宽较低，所以它多用干传输速率相对较低，并且传输距离较短的网络中。

七、P25

误码率是指二进制码元在传输中出错的概率，是衡量传输系统可靠性的指标。（公式要掌握）

计算机公式： Pe=（Ne/N）*100%

N为传输的数据总位数，Ne为出错的位数 八、P26

1、非归零编码

2、曼彻斯特编码，以太网中采用的是曼彻斯特编码

3、差分曼切斯特编码，令牌环网采用是差分曼切斯特编码 九、P32

根据信道的不同结构，有三种通信方式，即单工通信、半双工通信和全双工通信。 1、单工通信信道为一种单方向的传输通道，信号只能向一个方向传输。在计算机网络中一般不采用单工通信。（广播和电视节目）

2、半双工通信信道中，发送信道和接收信道共用一条通信线路，数据可以向两个方向传输，但不能同时传输。在总线型局域网中，多个站点共享一条通信线，所以其通信方式只能是半双工方式。（对讲机或计算机与终端的通信）

3、全双工通信信道结构中，发送信道和接收信道各自独立，可以同时发送和接收数据，数据通信效率高。在星型局域网中都采用全双工通信方式。（手机）

4、链路复用是利用一条通信线路实现多个终端之间同时通信的技术。链路复用技术主要应用于通信网络的传输网络。链路复用技术主要有电信号传输中的频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和统计时分复用(STDM)；光信号传输中的波分复用(WDM) ；无线移动通信中的码分多址(CDMA)等。在计算机网络中主要采用统计时分复用技术，在无线局域网中主要采用码分多址复用技术。

5、频分多路复用是在传输介质的有效带宽超过被传输的信号带宽时，把多路信号调制在不同频率的载波上，实现在同一传输介质上同时传输多路信号的技术。

6、时分多路复用是一种当传输介质可以达到的数据传输速率超过被传输信号传输速率时，把多路信号按一定的时间间隔传送的方法，是实现在同一传输介质上“同时”传输多路信号的技术。

7、统计时分复用是根据用户有无数据传输需要分配信道资源的方法。相对于频分多路复用和时分多路复用而言，统计时分复用是一种动态资源分配方式。

8、波分多路复用是指利用光具有不同波长的特性，在一根光纤上同时传输多个波长不同的光载波信号。它就是光纤信道中的频分多路复用。

9、码分多址多路复用是移动通信中使置的信道复用技术，主要解决多用户使用相同频率同时传送数据的问题。在线局域网中也采用CDMS技术。

10、数据链路控制规程即数据链路层通信协议。数据链路控制规程是在物理线路建立的信号通道上完成数据链路的建立、维护和释放的链路管理，完成数据帧的有序传输，以及完成通信节点之间的差错控制与流量控制。

十、P37

数据通信的过程就是通信的双方通过信道交换数据的过程。在广域网中，数据传输一般

需要经过通信交换网络。常见的数据交换方式有电路交换，报文交换和分组交换三种。

1、电路交换技术是指通信的双方在通信之前需要建立一条端到端的直通数据电路，引导数据从源点到达终点。在电路交换技术中，通信过程包括三个阶段。建立连接阶段；数据通信阶段：拆除连接阶段。电路交换适用于信息量大的场合。

优点：数据传输可靠、连续稳定、实时性强，数据不会丢失，适用于交互式会话类通信。 缺点：①对突发性通信不适应，存在对线路的独占，再加上通信建立时间、拆除时间和呼叫损耗，通信线路使用效率低。②系统不具备存储数据的能力，不具备差错控制能力。

2、报文交换是利用“存储转发”方式传输数据。用户在传送数据时不需要和对方建立连接，而是直接把包含对方地址的数据报文发送到交换机。交换机可以存储大量的报文，根据其目的地址，报文在不同方向的发送缓冲区中排队等待发送，报文将被依次转发到下一个交换机，直至到达目的终端。

3、分组交换也称为包交换，是计算机网络中使用较多的数据交换方式。分组交换是综合了电路交换和报文交换的优点，克服了它们的缺点而产生的数据交换方式。分组交换采用报文交换的“存储一转发”传输方式。

十一、P38

差错控制的基础是进行差错检验，检查在信号传递过程中是否发生了错误。常用的差错检验方法有以下两种：奇偶校验、CRC校验。

在ISO / OSI参考模型中，物理层的主要功能是利用传输介质为通信网络节点之间建立、管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输。物理层需要通过物理连街实现比特流的传输。物理连接包括线路、通信设备和计算机之间的连接。各部分之间的连接都要通过标准的接口完成，接口标准就是物理层协议。物理层协议描述物理层接口的以下四种重要特性：机械特性；电气特性；功能特性；规程特性。

传输控制协议TCP是TCP/IP协议传输层中面向连接的传输服务协议。

TCP /IP网络中可以互连很多逻辑网络，整个物理网络就像一个国家，每个逻辑网络就像国家中的一个地区一样。在TCP/IP网络中，各个逻辑网络是用不同的网络号区分的。在一个逻辑网络中可以连接若干台计算机。在TCP/IP网络中，不同逻辑网络是通过网络连接设备(路由器)来分隔的。路由器上的每个广域网接口或局域网接口可以分别连接到不同的逻辑网络。

P49 ip地址表示方法

在TCP/IP网络中目前主要使用的是第4版IP协议(IPv4)。 IPv4中采用32位二进制数编码IP地址。为了书写方便，IP地址采用点分十进制表示，即把IP地址的的每个字节(8位二进制数)用十进制数表示，每个字节之间用小数点分隔。

在IP地址中，主机编号部分全“0”的地址表示网络地址，网络地址不能分配给主机使用。全“0”是指表示主机地址的二进制数据位全部是“0”。在C类IP地址中，前3个字节是网络号，第4个字节是主机编号，第4个字节数值等于0时，表示这是一个网络地址。

在IP地址中，主机编号部分全“1”的地址表示广播地址，广播地址当然不能分配给主机使用。在C类IP地址中，第4个字节是主机编号，主机编号的8个二进制位全“1”时，对应的十进制数是255，例如200. 22. 66. 255就是一个广播地址。

网卡生产厂商在网卡上集成了一个48位二进制编号(一般按字节使用十六进制数书写，中间用“：”分隔，如00：5b：03：5e：3f：0b)，其中前24位是从电气电子工程师协会(IEEE)的注册管理委员会申请出厂商注册号，后24位是厂商生产的网卡序号，这就保证了每块网卡的编号在全世界范围内是唯一的。

计算机网络中的一个主机将数据报文通过网络发送给某个主机，对于计算机来说，在发送报文之前，首先要查找自己的路由表中有没有存储到达目的主机的路由。如果有，则根据路由表指示将报文发送给路由上的下一个主机(下一跳)；如果没有到达目的主机的路由,则丢弃该报文。

网络连接设备路由器中也存储着路由表，路由器收到一个报文后，根据报文中的目的IP地址到路由表中查找到达目的地址的路由，如果查到了路由，将报文转发给路由上的下一跳；否则，丢弃该报文。

主机中的路由表和路由器中的路由表的内容有所不同，但一般都包含以信息。（1）目的地址和子网掩码（2）下一跳地址和输出端口。

在路由器中，路由表的目的地址都是网络地址，只确定到达该网络的路由，这样可以减少路由器中的路由表项。

在主机中，路由表的目的地址有网络地址、主机地址和广播地址，用于指示到达特定网络的路由、到达特定主机的路由和广播报文的路由。

下一跳地址是路由上下一个接收该报文的主机或路由器的IP地址。路由表中并不指示一条通往目的网络的完整路线，只是告诉通往目的网络下一步应该怎样走。路由表的路由描述方式是局部的，但对网络路由的把握是全局的。在主机路由表中，下一跳称作网关(Gateway)。

输出端口是本路由器在该路由上的连接端口，如Ethernet0、Serial0等。在主机路由表中，输出端口用IP地址表示。

Console线是一条8芯扁平电缆，一端使用RJ-45接口连接路由器的Console口，另一端使用9针的RS-232接口连接到计算机终端的RS-232异步串行口。

P107

ARP协议完成IP地址到物理地址的映射变换。

根据数据传输服务的需求，TCP/IP协议传输层提供两种类型的传输协议：面向连接的传输控制协议（TCP）和非连接的用户数据报协议（UDP）。两种传输层协议分别提供连接型传输服务和非连接型传输服务。

在TCP/IP参考模型中，网络层协议并不是一个协议，而是由互联层协议IP、地址解析协议ARP、Internet控制报文协议ICMP等协议组成的。

TCP协议中，文件传输协议FTP，使用 21 为控制端口号，使用 20 为数据端口号。 TCP协议中，远程登录协议 TELNET 使用 23 作为端口号。（掌握常见应用的端口号，详见书上的表）

设备工作的最相应层次的

高层次 PDU名称

路由网络层 数据包

器

二层数据链路层 帧

交换机

集线物理层 比特

器

重点：IP地址、路由、CSMA/CD、OSI参考模型（传输层、网络层）、数据编码（曼侧斯特编码）、线缆类型。