【HENU】河南大学计院2024 计算机网络 期末复习知识点

和光同尘_我的个人主页

一直游到海水变蓝。

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期末考试：占60%（卷面满分100分）

平时成绩:占40% 其中：作业(10%) 探研报告(5%) 课堂练习(5%) 实验及实验报告(20%)

选择 15x2

填空 10x2

问答 5x6

综合 1x20

重点章节3 4 5

协议数据报的首部和尾部

三四五章考实验内容（划分Vlan配置接口IP）

引用内容为AI生成

其余为PPT截取

下划线内容为我没在PPT上没找到

第一章

1：互联网是什么，互联网的组成部分

互联网使用的交换方式（分组交换要点、优点）

网络协议三要素、网络性能：时延、带宽、吞吐量、往返时延

一：计网概念、分类 互联网组成，三种交换技术原理，

网络主要性能指标，含义，协议。

五层协议体系结构要点及各层功能

互联网

互联网是一个全球性的计算机网络，它通过一系列的通信协议（最重要的是TCP/IP协议）将世界各地的计算机、服务器、路由器等设备连接起来，实现数据和信息的共享与交换。

组成

硬件、协议和服务

类别

• 按照作用范围分类：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN
• 按照网络使用者分类：公用网、专用网

交换方式

电路交换、报文交换和分组交换

电路交换是一种传统的通信方式，广泛应用于电话网络中。它的原理是：在通信双方之间建立一条专用的物理通道，并在通信过程中保持该通道的持续连接。数据通过这个专用通道进行传输，直到通信结束。

报文交换是一种数据交换方式，其中整个消息作为一个单位进行传输。消息被存储在中间的交换节点中，直到网络中有足够的资源将消息传送到目的地。

核心交换方式是分组交换。

分组交换的要点：

• 分组交换是将数据分成小的、独立的数据包，每个数据包带有目标地址和其他控制信息。这些数据包通过不同的路径在网络中传输，最后在目标设备上重新组装成完整的数据。
• 每个数据包在传输过程中可以选择不同的路径，因此即使某个路径出现故障，数据包仍然可以找到其他路径到达目的地。
• 分组交换不需要建立一个专用的通信路径，因此相较于传统的电路交换，它更加灵活和高效。

分组交换的优点：

• 高效利用网络资源： 每个数据包独立传输，不需要占用固定的通信线路，可以动态地利用网络带宽。
• 容错能力强： 由于数据包可以通过不同的路径传输，如果某条路径出现问题，网络可以选择其他路径进行传输，增强了网络的可靠性。
• 适应性强： 网络中的流量动态变化时，分组交换能够高效地处理不同的数据流量需求，减少了带宽的浪费。
• 支持多种通信服务： 分组交换能够支持多种类型的通信，如文本、语音、视频等。
• 节省带宽： 由于分包传输，通信线路被高效利用，避免了长期占用线路带宽的情况。

网络性能指标

• 速率

数据的传送速率，它也称为数据率或比特率.速率的单位是bit/s，或Kbit/s、Mbit/s、Gbit/s 等。例如

4×10¹⁰bit/s的数据率就记为40Gbit/s。

• 带宽

“带宽”本来是指信号具有的频带宽度，其单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。也可用来表示网络中某通道传送数据的能力。表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。单位是bit/s，即本质是相同的。也就是说，一条通信链路的“带宽”越宽，其所能传输的“最高数据率”也越高。

• 吞吐率

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量吞吐量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

• 时延

时延（delay 或latency）是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间，总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延组成

体系结构

网络协议

三要素：

语法：数据与控制信息的结构或格式

语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应（含义和目的）

同步：事件实现顺序的详细说明（时序关系）

五层协议

应用层：为满足用户应用程序的需求需遵循的规则，负责应用程序间沟通

运输层：负责两个进程之间的通信，即端到端的通信。如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠发送

网络层：负责主机到主机之间的通信，负责地址管理和路由选择。 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.

数据链路层：在结点到结点之间实现无差错的帧的传输。负责设备之间的数据帧的传送和识别，有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层.

物理层：透明的传输比特流。负责光/电信号的传递方式

第二章：物理层

2：物理层四大特性

p45调制 奈氏准则 计算

两种传输媒体怎么选择

信道复用 每个复用方法的特征、简写（3类）、计算

二：物理层结构基本特征，通信三种方式。基本带通调制方法，奈氏准则，

信道复用技术特征：频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、统计时分复用(STDM)、波分复用(WDM)、码分复用(CDM)

物理层的主要任务（四大特性）

机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等 -> 语法

电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 -> 语法

功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 -> 语义

过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 -> 同步

通信的三种方式

单向通信（单工通信）： 双向传输，但不能同时进行

双向交替通信(半双工通信）：双向传输，但不能同时进行。

双向同时通信(全双工通信）： 双方可以同时进行信息传输，双向通信。

两种传输媒体

导引型传输媒体，电磁波被导引沿着固体媒体（铜线或光纤）传播。（双绞线、同轴电缆、光纤）

非导引型传输媒体就是指自由空间。在非导引型传输媒体中，电磁波的传输常称为无线传输。

• 短波通信
• 微波（无线电视距中继、卫星中继信道）

信道

码元：承载信息量的基本信号单位

信道：一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体

基带信号（即基本频带信号）：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号，基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制(modulation).调制分为两大类：

• 基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。变换后的信号仍然是基带信号。把这种过程称为编码(coding)。
• 带通调制：使用载波(carrier)进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）
• 带通信号：经过载波调制后的信号。

基本带通的调制方法

最基本的二元制调制方法有以下几种：

调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。

调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化

调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化

信道的极限容量

从概念上讲，限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：

• 信道能够通过的频率范围
• 信噪比

信道能够通过的频率范围——奈氏准测

在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。

奈奎斯特定理实际上是采样定理的一个具体形式，表明对于一个有限带宽的信号，要避免混叠（aliasing）现象，采样频率需要至少是信号带宽的两倍。混叠是指采样过程中，信号的高频成分被误认为是低频成分，从而导致信息丢失和失真。

理想低通信道的最高码元传输速率=2_W _Baud

_W_是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)

• 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元
• Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元

理想带通特性信道的最高码元传输速率=_W _Baud

_W_是理想带通信道的带宽，单位为赫(Hz)

• 每赫带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元

注意：

实际的信道所能传输的最高码元速率，要明显地低于奈氏准则给出上限数值。

波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念

• 波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。
• 比特是信息量的单位
• 设码元传输速率为RB，信息传输速率为Rb。对二进制码元R,=RB，对M进制码元R,=Relog2M

信道复用技术

复用是通信技术中的基本概念。它允许用户使用一个共享信道进行通信，降低成本，扶提高利用率。

频分复用、时分复用和统计时分复用

频分复用FDM：

• 将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
• 频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。

时分复用TDM：

• 时分复用则是将时间划分为一段段等长的