第一章 计算机网络体系结构

第一章计算机网络体系结构第二章物理层物理层信源、信道、信宿、宽带、码元、波特、速率产生和发送信息的设备或计算机信号的传输媒质，分为有线信道和无线信道接收和处理信息的设备或计算机代表不同离散数值的基本波形连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率码元传输速度的单位，1波特表示每秒传送1个码元码元传输率奈奎斯特定理(无噪声)：C max=2f×log2N (其中f表示带宽)香农定理（有噪声）: C max = W × log2（1+ S/N）（b/s）其中W为信道的带宽调制编码基带调制：改变波形，调制后仍然是基带信号带通调制：搬移频段，三种方式：调幅、调频、调相模拟数据编码技术：振幅键控、移频键控、移相键控数字数据编码：非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码脉冲编码调制：采样（参考采样定理）、量化和编码数据交换方式电路交换报文交换分组交换虚电路数据报传输介质：1.双绞线2.同轴电缆3.光纤4.无线传输介质交互方式1.单工2.半双工3.全双工设备：1.转发器2.集线器课本19页第三章数据链路层数据链路层功能设备差错控制流量控制与可靠传输1.检错2.纠错1.单帧滑动窗口与停止等待协议2.多帧滑动窗口与后退N帧协议3.多帧滑动窗口与选择重传协议广域网局域网介质访问控制轮询随机信道令牌传递协议1.ALOHA协议2.CSMA协议3.CSMA/CD协议4.CSMA/CA协议1.频分2.时分3.波分4.码分链路控制1.HDLC2.PPP以太网拓扑无线局域网1.星形2.环形3.总线4.树形IEEE802.11IEEE802.3交换机网桥源选径网桥透明网桥原理算法生成树算法第四章 网络层网络层功能设备路由与转发异构网络互联路由器组成功能拥塞控制IP 地址移动IPIP 组播IPV6IPV4地址协议1.CIDR2.表示法3.三类地址4.NAT1.ARP2.DHCP3.ICMP协议算法动态路由静态路由分层次路由自治系统链路状态路由算法距离-向量路由算法域间路由域内路由BGPOSPF RIP移动IP 的通信过程第五章 传输层传输层服务寻址与端口功能面向连接服务无连接服务TCPUDP数据报校验流量和拥塞控制可靠传输连接管理快重传和快恢复慢开始和拥塞避免连接：3次释放：4次应用层客户服务器模型p2p 模型FTPDNS WWW电子邮件1.层次域名空间2.域名服务器3.域名解析过程1.概念2.组成结构3.HTTP 协议1.组成结构2.电子邮件格式3.协议（MIME 、SMTP 、POP3）1.原理2.连接（包括控制连接和数据连接）第六章应用层应用层客户服务器模型p2p模型FTPDNS WWW电子邮件1.层次域名空间2.域名服务器3.域名解析过程1.概念2.组成结构3.HTTP协议1.组成结构2.电子邮件格式3.协议（MIME、SMTP、POP3）1.原理2.连接（包括控制连接和数据连接）。

《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼀章概述要点及习题总结1. ⽹络分类：电信⽹络、有线电视⽹络、计算机⽹络、移动互联⽹2. 互联⽹的两个重要基本特点：连通性和共享性3. ⽹络由若⼲节点和连接这些节点的链路组成4. ⽹络之间可以通过路由器互连起来，这就构成了⼀个覆盖范围更⼤的计算机⽹络。

这样的⽹络称为互连⽹，习惯上，与⽹络相连的计算机称为主机5. 互联⽹的基础结构发展过程（三个阶段）： 第⼀阶段：1969年美国国防部创建第⼀个分组交换⽹ARPARNET。

1983年TCP/IP协议栈成为ARPANET上的标准协议，使得异构⽹络互联，因此⼈们把1983年作为互联⽹的诞⽣时间 第⼆阶段：1985年美国国家科学基⾦会NSF围绕六个⼤型计算机中⼼建设计算机⽹络，分成了三级⽹络：主⼲⽹，区域⽹，校园⽹（企业⽹） 第三阶段：1993年，Albert Gore（时任美国副总统）提出NII（“国家信息基础设施”）计划，旨在以因特⽹为雏形，建⽴“信息⾼速公路”，⾄此，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若⼲个商⽤的互联⽹主⼲⽹替代，政府机构不再负责互联⽹的运营和管理，逐渐由互联⽹服务提供商（ISP）接⼿，ISP是进⾏商业活动的公司，ISP向互联⽹管理机构申请很多IP地址，同时拥有通信线路，任何机构和个⼈只要向某个ISP交纳规定的费⽤，就可以通过ISP接⼊互联⽹ 6.互联⽹和互连⽹ 互连⽹：通⽤名词，泛指由多个计算机⽹络互连⽽成的计算机⽹络 互联⽹：专⽤名词，它指当前全球最⼤的、最开放的、由众多⽹络相互连接⽽成的特定互连⽹，它采⽤TCP/IP协议栈作为通信的规则，且其前⾝是美国的ARPANET 7.万维⽹ 互联⽹的迅猛发展始于20世纪90年代，由欧洲原⼦核研究组织CER开发的万维⽹WWW（World Wide Web）被⼴泛应⽤在互联⽹上 8.互联⽹的标准化 1992 年由于互联⽹不再归美国政府管辖，因此成⽴了⼀个国际性组织叫做互联⽹协会 (Internet Society，简称为 ISOC) [W-ISOC]，以便对互联⽹进⾏全⾯管理以及在世界范围内促进其发展和使⽤。

第⼀章概论计算机⽹络笔记学堂在线1.4⽹络体系结构和协议1 分层对每⼀层进⾏定义： 下⼀层为本层提供的服务 本层为上⼀层提供的服务 本层需要完成的功能对相邻层之间接⼝进⾏定义： n层通过接⼝发出服务请求，n-1 层通过接⼝提供服务响应。

只要n层与n-1 层之间的接⼝不变，其它层的变化不会对n层实现过程产⽣影响分层的原则： 每⼀层的功能相对独⽴，相邻层之间功能划分清晰 功能层越多，功能层实现越简单，但⽹络运⾏效率越低，必须综合考虑实现难度与运⾏效果分层结构实例： PC结构：操作系统 --> BIOS --> 主板（不同主板提供的接⼝不同，但是BIOS给操作系统的接⼝只有⼀个）2 ⽹络体系结构与协议对等层：在两端分层结构中处于同⼀地位，起相同作⽤的功能层。

协议：两端对等层之间的约定和规范协议的三个要素： 语法：相互交换的信息的结构和格式 语义：相互交换的信息种类，接受⽅应该做出的反应 时序：各个事件发⽣顺序⽹络体系结构：（⽹络体系结构是分层结构和协议的集合） 垂直⽅向的分层结构 ⽔平⽅向两端功能相同层之间的协议3 OSI⽹络体系结构OSI是国际标准化组织最早定义的⽹络体系结构，全称是开放体系互连/参考模型（OSI/RM）其把⽹络功能划分为7层：（从底层开始向上）1 物理层：实现⼆进制位流的传输过程。

(物理层有软件有硬件)2 数据链路层：实现差错控制，封装数据成分组。

3 ⽹络层：核⼼功能是路由，也就是为分组选择正确的传输路径4 传输层：实现进程之间的通信。

数据携带进程标识符5 会话层：⽤于管理两个进程会话的过程6 表⽰层：同⼀通信双⽅描述传输信息所使⽤的语义和语法7 应⽤层：PDU：对等层传输的数据单位。

Protocol Data UnitSDU：上层协议数据单元提交给下层，作为下层的服务数据单元。

Service Data UnitOSI体系结构的特点： 1 其实分层结构，基于特定⽹络环境定义每⼀层的功能 2 每⼀层只定义了功能，没有系统指定对等层之间的协议。

第一章计算机网络体系结构【例 1.1】计算机网络可以被理解为（）A．执行计算机数据处理的软件模块B．由自主计算机互连起来的集合体C．多个处理器通过共享内存实现的紧耦合系统D．用于共同完成一项任务的分布式系统【例 1.2】广域网中广泛采用的拓扑结构是（）A．树型 B.网状 C星型 D.环型【例 1.3】局域网与广域网之间的差异不仅仅在于它们所能覆盖的地理范围不同，而且还在于（）A.所使用的传输介质不同B.所提供的服务不同C.所能支持的通信量不同D.所使用的协议不同【例 1.4】OSI参考模型中，网络层、数据链路层和物理层传输的协议数据单元（PDU）分别称为（）A. 报文（message）、帧（frame）、比特（bit）B. 分组（packet）、报文（message）、比特（bit）C. 分组（packet）、帧（frame）、比特（bit）D. 数据报（datagram）、帧（frame）、比特（bit）【例 1.5】在TCP/IP协议簇的层次中，解决计算机之间通信问题的是（）A．网络接口层 B.网络层 C.运输层 D.应用层【例 1.6】在OSI参考模型中，服务原语可划分为4类，包括请求、指示、响应和（）A.答复B.确认C.应答D.接收【例 1.7】一个系统的协议结构有N层，应用程序产生M字节长的报文，网络软件在每层加上h字节的协议头，网络带宽中有多大比率用于协议头信息的传输？【例 1.8】请描述OSI模型中数据流动的过程。

精选试题练习【题 1.1】计算机网络可以被看成是自治的计算机系统的集合，其中“自治的计算机”主要指（）A.可以独立运行的计算机B.网络计算机C.裸机D.网络终端【题 1.2】将计算机与计算机之间连接起来实现资源共享和数据通信，属于计算机网络发展的（）A.联机系统阶段B.计算机网络阶段C.标准化网络阶段D.网络互连和高速网络阶段【题 1.3】计算机网络中可以共享的资源包括（）A.客户机和服务器B.硬件、软件和数据C.主机、CPU、内存和外部设备D.计算机和传输介质【题 1.4】一下不属于协议的三要素的是（）A.语法B.语义Ｃ．时序 Ｄ．异步【题1.５】通信协议包括了对通信过程的说明，规定了应当发出哪些控制信息，完成哪些动作以及做出哪些应答，并对发布请求、执行动作以及返回应答予以解释。

第一章计算机网络体系结构一、习题1、比特的传播时延与链路带宽的关系（）。

A．没有关系 B. 反比关系C. 正比关系D. 无法确定2、计算机网络中可以没有的是（）。

A. 客服机B. 操作系统C. 服务器D. 无法确定3、在OSI参考模型中，提供流量控制的层是第（1）层；提供建立、维护和拆除端到端连接的层是（2）；为数据分组提供在网络中路由功能的是（3）；传输层提供（4）的数据传送；为网络层实体提供数据发送和接收功能和过程的是（5）。

（1）A. 1、2、3 B. 2、3、4 C. 3、4、5 D. 4、5、6（2）A. 物理层 B. 数据链路层 C. 会话层 D. 传输层（3）A. 物理层 B. 数据链路层 C.网络层 D. 传输层（4）A. 主机进程之间 B. 网络之间 C. 数据链路层 D. 物理线路层（5）A. 物理层 B. 数据链路层 C. 会话层 D. 传输层4、计算机网络的基本分类方法主要有两种：一种是根据网络所使用的传输技术；另一种是根据（）。

A. 网络协议B. 网络操作系统C. 覆盖范围与规模D. 网络服务器类型与规模5、计算机网络从逻辑功能上可分为（）。

Ⅰ.资源子网Ⅱ.局域网Ⅲ.通信子网Ⅳ.广域网A. Ⅱ、ⅣB.Ⅰ、ⅢB. Ⅰ、Ⅳ D. Ⅲ、Ⅳ6、计算机网络最基本的功能是（）。

Ⅰ. 流量控制Ⅱ.路由选择Ⅲ. 分布式处理Ⅳ. 传输控制A. Ⅰ、Ⅱ、ⅣB. Ⅰ、Ⅲ、ⅣC. Ⅰ、ⅣD. Ⅲ、Ⅳ7、世界上第一个计算机网络是（）。

A. ARPANETB. 因特网C. NSFnetD. CERNET8、物理层、数据链路层、网络层、传输层的传输单位（或PDU）分别是（）。

Ⅰ.帧Ⅱ. 比特Ⅲ.报文段Ⅳ.数据报A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ B. Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ、ⅢC.Ⅰ、Ⅳ、Ⅱ、ⅢD. Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ9、设某段电路的传播时延是10ms，带宽为10Mbit/s，则该段电路的时延带宽积为（）。

A. 2×105 bitB. 4×105 bitC. 1×105 bitD. 8×105 bit时延带宽=传播时延×信道带宽时延带宽积=10×10 ×10×10 bit=1×10 bit10、在OSI参考模型中，第N层与它之上的第N+1层的关系是（）。

第一章计算机网络体系结构一、单项选择1、计算机网络中可以没有的是___D___。

A 客户机B 服务器C 操作系统D 数据库管理系统2、下列说法正确的是____D__。

A 在较小范围内布置的一定是局域网，而在较大范围内布置的一定是广域网B 城域网是连接广域网而覆盖园区的网络C 城域网是为淘汰局域网和广域网而提出的一种网络技术D 局域网是基于广播技术发展起来的网络，广域网是基于交换技术发展起来的网络3、计算机网络最重要的功能是______。

A 数据通信B 资源共享C 节省费用D 提高可靠性4、局域网和广域网之间的差异不仅在于他们所能覆盖的范围不同，而且还在于他们的_____不同。

A 所使用的介质不同B 所使用的协议C 所支持的通信量D 所提供的服务5、下面的选项中，网格型网络的特点____。

A 不容易配置B 不太稳定C 扩展性不好D 容易发生故障6、相对于OSI的7层参考模型的低4层，TCP/IP模型内对应的层次有__B___。

A 传输层、互联网层、网络接口层和物理层B 传输层、互联网层、网络接口层C 传输层、互联网层、ATM层和物理层D传输层、网络层、数据链路层和物理层7、下述说法正确的是_____。

A 网络层的协议是网络层内部处理数据的规定B 接口实现的是人与计算机之间的交互C 在应用层与网落层之间的接口上交换的是包D 上一层的协议数据单元就是下一层的服务数据单元8、以下说法正确的是__B____。

A PDU的长度越大越好B PDU的长度越小越好C PDU的长度不要太大，但也不能太小D PDU的长度没有规定，可随便定9、在OSI参考模型中，表示层提供的功能是_____。

A 交互管理B 透明传输C 死锁管理D 文本压缩10、在OSI参考模型中，第n层与它之上的第n+1层的关系是______。

A 第n层为第n+1层提供服务B 第n+1层为从第n层接收的报文添加一个报头C 第n层使用第n+1层提供服务D 第n层和第n+1层提供服务互不影响11、在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是_____。

《计算机⽹络》第1章：计算机⽹络体系结构第1章计算机⽹络体系结构1.1计算机⽹络概述计算机⽹络是⼀个将分散的、具有独⽴功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

计算机⽹络是互连的、⾃洽的计算机系统的集合。

⼀个完整的计算机⽹络主要由硬件、软件、协议三⼤成分组成，缺⼀不可。

硬件由主机（端系统）、通信链路（双绞线、光纤）、交换设备（路由器、交换机）、通信处理机（⽹卡）等组成。

计算机⽹络由通信⼦⽹和资源⼦⽹组成。

计算机⽹络的功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提⾼可靠性、负载均衡计算机⽹络的分类按分布范围分：⼴域⽹（WAN）、城域⽹（MAN）、局域⽹（LAN）、个⼈区域⽹（PAN）。

按交换技术分：电路交换⽹络、分组交换⽹络、报⽂交换⽹络。

按拓扑结构分：星形⽹络、总线型⽹络、环形⽹络、⽹状形⽹络按传播技术分：⼴播式⽹络、点对点⽹络按使⽤者分：公⽤⽹、专⽤⽹按传输介质分：有线⽹、⽆线⽹RFC（Request For Comments）上升为因特⽹正式标准需经过以下四个阶段：因特⽹草案、建议标准（这个阶段开始成为RFC⽂档）、草案标准、因特⽹标准。

计算机⽹络的性能指标：带宽：⽹络的通信线路所能传送数据的能⼒，单位是『⽐特每秒（b/s）』时延：指数据（⼀个报⽂或分组）从⽹络（或链路）的⼀段传送到另⼀端所需要的总的时间。

n 发送时延：节点将分组的所有⽐特推向（传输）链路所需的时间。

也称传输时延。

发送时延=分组长度/信道宽度n 传播时延：电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间。

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度n 处理时延：数据在交换节点为存储转发⽽进⾏的⼀些必要的处理所花费的时间。

n 排队时延：等待输⼊队列和输出队列处理所需时间。

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 //排队时延和处理时延⼀般忽略不计⾼速链路提⾼的仅是数据发送速率⽽不是⽐特在链路上的传播速度。

计算机⽹络学习笔记（⼀）之计算机⽹络体系结构正在学习计算机⽹络，为了⽅便⽇后回忆，在此记录⾃⼰的学习笔记。

先放上思维导图！⽅便记忆1.1⽹络的⽹络计算机⽹络：结点+链路互连⽹：通过路由器把⽹络互连起来，构成计算机⽹络互联⽹：特指Internet，是全球最⼤的、开放的、采⽤通⽤协议进⾏众多⽹络相连的特定计算机⽹络。

特点：连通性和共享主机：与⽹络相连的计算机1.2互联⽹基础结构发展的三个阶段第⼀阶段：从单个⽹络ARPANET向互联⽹发展得过程第⼆阶段：建成三级结构的互联⽹第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联⽹ISP：互联⽹服务提供商1.3互联⽹的组成边缘部分+核⼼部分1.边缘部分由所有连接在互联⽹上的主机（端系统）组成端系统之间的通信：主机A的某个进程与主机B的另⼀个进程进⾏通信两种通信⽅式：（1）客户端/服务端⽅式（C/S⽅式）：进程之间的服务与被服务（2）对等⽅式（P2P⽅式）：不区分服务与被服务关系⽤户直接使⽤来进⾏通信和资源共享2.核⼼部分重要⼯作者：路由器路由器：实现分组交换，转发收到的分组疑问：什么是分组交换？数据交换是实现数据通过⽹络核⼼从源主机到另⼀个主机!1.为什么需要数据交换？1).链路问题 2).连通性 3).⽹络规模2.什么是交换？动态转接——把⼀条电话线转接到另⼀条电话线，使之连通动态分配传输路线的资源3.数据交换的类型数据交换类型注：计算机交换⽅式绝⼤多数是分组交换，极少数是电路交换，绝不可能是报⽂交换1.4计算机⽹络的类别1.按⽹络作⽤范围：⼴域⽹、城域⽹、局域⽹、个⼈区域⽹2.按⽹络的使⽤者：公⽤⽹、专⽤⽹3.⽤来把⽤户接⼊互联⽹的⽹络1.5计算机性能计算机⽹络的性能速率：数据的传送速度（单位：bit/s）带宽：在单位时间内⽹络中的某信道所能通过的“最⾼数据率”吞吐量：在单位时间内通过某个⽹络的数据量时延：数据从⽹络的⼀端传送到另⼀端所需的时间包括：1）发送时延2）传播时延3）处理时延4）排队时延总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积：传播时延 x 带宽往返时间RTT：从发送⽅到接收⽅总共经历的时间利⽤率：分为信道利⽤率和⽹络利⽤率1.6计算机⽹络的体系结构体系结构=层+协议（协议是⽔平的、服务是垂直的）⽹络协议：为进⾏⽹络的数据交换⽽建⽴的规则（标准或约定）协议三要素：语法、语义、同步（1）语法：数据与控制信息的结构或格式。