计算机网络复习指导 - 图文

计算机网络复习指导

第一章 计算机网络概述

1、 计算机网络的定义及发展阶段

答：它是用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在功能完善的网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。 发展阶段：远程终端联机阶段、计算机网络阶段、计算机网络互联阶段、信息高速公路阶段。 2、计算机网络的功能及组成（逻辑）

答：功能是：数据通信、资源共享、负荷均衡和分布处理。 组成（逻辑）：通信子网和资源子网。

3、 计算机网络的类型

答：按拓扑结构划分及特点 （1） 总线结构

优点：信道利用率较高，结构简单，价格相对便宜。 缺点：同一时刻只能有一个结点向总线发送信息，网络延伸距离有限，网络容纳结点数有限。 （2） 环型结构 优点：通信信息一次在网中传输的最大传输延迟是固定的；每个网上结点只与其他两个结点有物理链路直接连接，因此，传输控制机制较为简单，实时性强。 缺点：1个结点出现故障可能会终止全网的运行，因此可靠性较差。 （3） 星型结构

优点：结构简单、建网容易、控制相对简单。

缺点：属集中控制，主结点负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。 （4） 树型结构

这种结构与星型结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络的复杂性。网络中除最低层结点及其连线外，任一结点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。 （5） 网状结构

优点：结点间路径多，阻塞可大大减少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。

缺点：网络关系复杂，建网不易，网络控制机制复杂。 按覆盖范围划分及特点 （1） 局域网（LAN）

有限的地理范围内（十几公里以内），常见于在1幢大楼、1个学校或1个企业内。 （2）城域网（MAN）

覆盖城市范围之内的网络。 （3） 广域网（WAN）

它的覆盖范围可以遍布于城市、国家，甚至全球。

4、计算机网络体系结构 （1）基本概念：

计算机网络体系结构：计算机网络体系结构就是计算机网络各层及其协议的集合。 层间接口：层与层之间有一个接口，用于相邻层之间的信息交换。 协议：对等层间的对话使用的规则，称为该层的协议。

PDU：全名协议数据单元，指数据帧（data frame），它存在于数据链路层。

（2）虚通信的实现：虚通信时除了最低层以外的层之间的通信，每层之间的通信遵循该层的协议。

（3）OSI参考模型

应用层（Application Layer）

表示层（Presentation Layer）

会话层（Session Layer）

传输层（Transport Layer）

网络层（Network Layer）

数据链路层（Data Link Layer）

物理层（Physical Layer）

课后作业：

1、 详细阐述分布处理的基本概念。

答：分布处理系统将不同地点具有不同功能的计算机通过通信网络连接起来，在控制系统的统一控制管理下，协调完成信息处理任务。分布处理系统包含硬件、控制系统、接口系统、数据应用程序、和人等六要素。

2、 说明环型网络中的每个站点发送和接收数据的大致过程。

答：每台设备都直接连到环上，或通过一个接口设备和分支电缆连到环上，在 发送数据的时候，信息直接或间接通过接口、分支传输到环上，按固定方向，或顺时针或逆时针传送。接收数据的时候，需要的信息由别的计算机传到环上，直接或间接通过接口或分支按照网络地址计入计算机系统。

第二章 物理层与数据通信基础

1、数据通信的理论基础 （1）信道的最大数据速率

奈奎斯特公式：理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud 其中，W是理想低通信道的带宽，单位为赫兹（Hz），Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送一个码元。

香农公式（信道的极限信息传输速率 )：C = W log2(1+S/N) bit/s，W为信道的带宽(以Hz为单位)，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。 S/N与分贝的关系式：1dB=10lg(S/N)。 信噪比的单位为dB。

（2）波特率B的概念：波特是码元传输的速率单位，它说明每秒传输多少个码元。若一个码元只携带1bit的信息量，则“比特/秒”和“波特”在数值上是相等的。但若使1个码元携带nbit的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息速率则为M×n bit/s。 （3）波特率B与比特率C的关系式：C=Blog2L。（其中L为电平级数）

2、数字信号的编码方法

（1）曼彻斯特编码：是为了自带位同步信号二采用的一种编码方法，特点是：把每个位持续分为两半，在发送1的时候，前一半时间电平为高电平，后一半为低电平；在发送0的时候，刚好相反。

（2）差分曼彻斯特编码：是基本曼彻斯特编码的变形，每位持续时间的中间仍有一次电平的跳变，特点：若发送码元1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个电平一样，若发送码元 0，则其 前半个码元的电平与上一个码元的后半个电平相反。

3、物理层接口特性

答：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。

4、多路复用技术

（1）频分（FDM）

基本思想： 将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每一路信号仅占用其中的一个频段，以实现多路信号在同一信道中的传输。 （2）时分（TDM）

基本思想：将一条线路按其工作时间划分周期，每一周期再划分为若干时间片，每一时间片由复用的一个信号占用，从而实现一条线路传送多路信号。

（3）频分与时分的比较：频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

5、通信方式：单工、半双工、全双工

第三章 数据链路层

1、数据链路层的功能：帧同步、差错控制、流量控制、链路管理。

2、帧同步的几种实现方法：字节计数法、使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填

充的首尾定界符法、违法编码法。

3、循环冗余校验（CRC）

（1）它是一种检错码。

（2）思想：任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系。k位信息位对应于一个k-1次多项式K(x)，r位冗余位对应于一个r-1次多项式R(x)，生成的n=k+r位码字则对应于一个n-1次多项式T(x)。

（3）生成方法：发送方和接收方依据一事先约定的r次生成多项式G(x) （最高项xr和最低项的系数为1），用G(x)去除xrK(x)得到的余式就是R(x)，即得冗余位。

（4）检测方法：接收端用接收到的码字多项式除以生成多项式G(x)，若余式不为0，则传输有差错；否则，认为传输无差错。

4、基本链路控制协议（停等协议）

（1）ARQ（自动重发请求）协议是数据链路层最基本的协议。它是指在接收站接收到包含出错数据的信息（帧）时，自动发出重传错帧的请求。 （2）停等ARQ协议 工作原理：发送方发送一个数据帧后，必须停下来等待接收方的确认帧后才可以发送下一个数据帧；在接收方接收错误时，接收方则发一否认帧，要求发送方重发该帧；为防止发送的数据丢失，发送方内部设置一个定时器，当超过定时时间，而发送方仍未收到确认帧时，发送方重发该帧；为防止确认帧丢失而造成接收方接收并递交重复帧，要求发送方给每一个数据帧带上一个序列号。

5、滑动窗口的基本概念

（1）发送窗口：发送端始终保持一个已发送但尚未确认的帧的序号表，称为发送窗口。发送窗口大小=上界-下界，大小可变。

（2）接收窗口：接收端有一个接收窗口，大小固定，但不一定与发送窗口相同。接收窗口的上界表示允许接收的序号最大的帧，下界表示希望接收的序号最小的帧。 （3）主要的滑动窗口协议 ：停等协议、 回退n协议、 选择重传协议 。 （4）滑动窗口协议属于异步双工传输模式。 （4）工作示意图：

第四章 局域网

1、局域网体系结构

2、各层的名称及位置关系

（1）物理层对应OSI的物理层；

（2）MAC子层和LLC子层对应数据链路层；

（3）访问控制技术分为同步和异步，局域网一般采用动态分配信道的异步机制，异步机制又分为三种：时间片轮转、预约和竞争。

3、传输时间：传输时间是指一个数据帧从一个站点开始发送，到该数据帧发送完毕所需

的时间；当然，它也表示一个接收站点开始接收数据帧，到该数据帧接收完毕所需的时间。数据传输时间可用下面的公式来表示：

传输时间（s）= 数据帧长度（bit）/ 数据传输速率（bps）

4、传播时间：传播时间是指从一个站点开始发送数据到另一个站点开始接收数据所需要

的时间，也即载波信号从一端传播到另一端所需的时间，称为信号传播时间。信号传播时间可用下面的公式表示：

信号传播时间（μs）= 两站点间的距离（m）/ 信号传播速度（一般为200m/μs）。

5、CSMA（载波侦听多路访问）

“载波侦听”的含义是指在使用传输介质发送信息之前，先要侦听(检测)介质上有无信号传送，即侦听传输介质是否空闲。“多路访问”的含义是指多个有独立标识符的结点共享一条传输介质，因此CSMA方法又称为“先听后说”方法（LBT）。 分为1坚持CSMA、非坚持CSMA、P坚持CSMA。

6、CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）

（1）CSMA/CD又被称为边说边听（LWT）。

7、以太网数据帧的最小长度及原因

答：最小程度为46，因为以太网帧的目的地址（6个）、源地址（6个）、类型（2个）、校验和字段（4个）共占用18个，所以最少46个。

8、二进制指数退避算法（详见课本102页）

（1）算法思想：当一个站点经历重复碰撞时，它应退避一个更长的时间以补偿网络的额外负载。

（2）一般而言，n次冲突后，等待的时槽数从0～2n-1中随机选出。但在达到10次冲突后，等待的最大时槽数固定为1023，以后不再增加了。在16次冲突后，站点放弃传输，并报告一个错误。

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