计算机网络 | 期末复习

物理层：

奈氏准则：带宽（w Hz），在不考虑噪音的情况下，最大速率（2W）码元/秒

信噪比S/N：以分贝（dB）为度量单位。信噪比（dB）=10log10（S/N）

将没有单位的S/N转换为单位为dB

香农公式（必考，结合信噪比公式）：C=Wlog2（1+S/N）（bit/s）

速率=带宽*log2(1+S/N) 单位bit/s

信道复用技术

频分复用技术（FDM）Frequency Division Multiplexing

时分复用技术（TDM）Time Division Multiplexing

统计时分技术（STDM）

码分复用（CDM）Code Division Multiplexing

传输媒体：分为导引型和非导引型。

（1）导引型：

双绞线（UTP和STP）：分为无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP，双绞线最便宜；同轴电缆（电视用的就是）；光缆、光纤

（2）非导引型：

无线电波：信号向所有方向传播，穿透力强，广泛用于通信领域；

微波：信号向固定方向传播。如卫星通信，优点是距离远、覆盖广，通信容量大，缺点是受气候影响，传播时延长，误码率高，成本高。

红外线、激光：信号向固定方向传播。

宽带接入技术

ADSL：非对称数字用户线（电话线上网）

HFC（光纤同轴混合网）：改造有线电视网

FTTx:双向传播，电视上网

数据链路层

两种信道

（1）点对点信道：一对一通信，采用协议数据单元（PDU）——帧

采用PPP协议

（2）广播信道：一对多通信，采用CSMA/CD协议，采用以太网帧，局域网LAN就是采用广播信道

CSMA/CD

载波监听多路访问/碰撞检测

先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发

多点接入：总线型网络

载波监听：不管在发送数据前，还是正在发送数据都不停地监听信道。

碰撞检测：发送前监听信道，避免冲突，发送时监听信道，如果发现有其他站在发送，就立即中断本站的发送。

争用期（2τ）又叫碰撞窗口

在争用期没有碰撞就一定不会碰撞

在（0,2的k次方-1）里面选一个数字，然后乘以争用期（2τ）

k在min(重传次数,10)

重传16次不成功则丢弃

基本退避时间为征用期2t（51.2µs），对于10Mbit/s以太网也可以说争用期是512比特时间，1比特时间就是发送1比特需要的时间。

为什么要规定最小帧长

在冲突发生时，为了使两个站点都能及时正确接受到冲突发生的信号，要满足传输一帧的时间大于2倍的信道传输时延，因为如果发送消息的时间小于2倍的信道传输时延（2倍的端到端之间的数据传播时延），则在检测到冲突之前信息就已经发送完毕，所以发送数据帧的时间应长于争用期

以太网最小帧长：64B

τ=传播距离/传播速率

最短帧长=数据率*2τ

以太网规定帧间最小间隔是9.6µs，相当于96比特时间

课后习题：3.24

以太网7B：前同步码 1B：帧开始定界符， 6B：目的地址，6B:源地址，2B：类型，46~1500B：数据，4B：FCS

以太网最短帧长64B（数据46B且不算前同步码和帧开始定界符）

其实发送：64B+8B=72B（576bit）

传播时延：225bit

最大检测时间：450bit<576bit（发送时间）

检测到碰撞前数据不会发送完毕，（如果A在发送完毕之前没有检测到碰撞，能肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞）

3.25

使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收（但必须边发边监听），因此使用CSMA/CD的以太网只能进行半双工通信。

局域网：网络为一个单位所有，且地理范围和站点数目均有限。局域网可以按网络拓扑结构进行分类为：星型网（使用了集线器），总线网，环形网

局域网逻辑：总线网，物理：星型网

数据链路层的三个问题

（1）封装成帧：将网络层传来的IP数据报加上首部和尾部（帧定界符），构成一个帧

（2）透明传输：实际存在但是看不到，用字节填充法来解决透明传输转义字符的问题

（3）差错检测：不纠错，只检查错误。对错误的帧直接丢弃

最大传送单元MTU：帧的数据部分最大长度，即IP数据报的总长度（不包括帧头和帧尾！p74图3-4记清楚）。

以太网交换机（交换式集线器）工作在数据链路层。以全双工方式工作，没有碰撞问题，不使用CSMA/CD协议。之所以还叫以太网，是因为它仍然采用以太网帧结构。

以太网MAC帧to物理层：加上8字节首部！p98（在MAC帧前面再加8字节）

7B前同步码，1B帧开始定界符

6B目的 6B源地址，2B类型，46-1500B数据 4BFCS

IEEE802.3规定出现以下情况之一即为无效的MAC帧：

（1）帧的长度不是整数个字节；

（2）用收到的帧检验序列FCS查出有错；

（3）帧的数据字段不在46～1500字节之间。

虚拟局域网VLAN：将一个较大的局域网分割成一些较小的局域网，每一个小局域网是一个小的广播域。虚拟局域网只是局域网提供给用户的一种服务，而不是一种新型局域网。

虚拟局域网VLAN：将一个较大的局域网分割成一些较小的局域网，每一个小局域网是一个小的广播域。虚拟局域网只是局域网提供给用户的一种服务，而不是一种新型局域网。

以太网的适配器有过滤功能：包括三种帧——单播帧、广播帧、多播帧。

网络层

虚电路需要建立连接，数据报服务不需要建立连接

路由器之间传送的两大类信息：

转发源主机和目的主机之间的数据

传送路由信息

地址掩码（又称子网掩码）：网络前缀（网络号）全为1，主机号全为0。将二进制的IP地址与地址掩码按位与AND运算（有0则0，全1为1）可以得到网络地址。

TCP报文的首部+应用层数据在IP数据报的数据部分

IP数据报的数据+首部在MAC帧的数据部分

计算机网络中MAC地址与IP地址_mac地址是数据链路层和物理层使用的地址,又称地址;而ip地址是网络层和以上各层使-CSDN博客

地址解析协议ARP在主机ARP高速缓存中存放一个从IP地址到硬件地址的映射表，并且这个映射表还经常动态更新（新增或超时删除）。每一台主机都设有一个ARP高速缓存（ARP cache），里面有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表，这些都是该主机目前知道的一些地址。那么主机怎样知道这些地址呢？我们可以通过下面的例子来说明。

【网络】网络层协议ARP和IP协议转发流程_arp协议 ip转发-CSDN博客

IP数据报格式