网络课程重要知识点要点课件.ppt

1、第1章 概 述 1、数据的交换技术 什么是数据交换技术？ 数据交换技术是指通信子网根据需要和网络条件动态地安排两个通信结点的通信线路，这种操作称为交换。 常用的数据交换技术主要有哪些？ 常用的数据交换技术主要有哪些？ 电路交换技术、分组交换技术 电路交换技术的特点： 先建立连接通话（一直占用通信资源）释放连接（一直占用通信资源） 分组交换技术的特点： 分组交换技术采用存储转发技术，一个报文划分若干个分组，分组是等长的数据段加上必要的控制信息组成的首部，每个分组独立传输。2、什么是计算机网络体系结构？计算机网路的各个层次及每个层次协议的集合称为计算机网络体系结构。 3、当前有哪些常用的计算机网络

2、体系结构模型，它们各自的特点？ OSI参考模型，国际标准化组织ISO于1983年提出的开放系统互连参考模型，简称OSI参考模型。它是一个国际性的网络体系结构标准，它将网络体系结构分成七层，分别是： 计算机网络体系中另一个重要的模型是TCP/IP协议模型，它是在实际中发展起来，是Internet事实上的协议标准，是真正实用化的协议模型。TCP/IP模型有4层，分别是： 4、计算机网络的性能 速率： 是指数据传输速率，单位是：b/s(比特每秒)bit/s，定义为单位时间内所传输的二进制信息位数，也称为数据率或比特率。 带宽： 有以下两种解释： （1）带宽本来是指信号具有的频带宽度。即信号所包含的不

3、同频率成分所占据的频率范围，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 （2）在计算机网络中，“带宽”用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率” 带宽有时又是指通信信道的容量。 信道的容量是信道传输数据能力的极限。就像公路最大限速值与汽车实际速度之间的关系.信道的容量是信道的最大传输速率。 5、实体、协议、服务和服务访问点（见教材30页） 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体就是一个特定的软件模块 。 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。协议的三要素是语义、语法和时序 在协议的控制下，

4、两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 下面的协议对上面的服务用户是透明的。 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。 第二章 物理层 1、物理层的基本功能： 其基本功能是在通信介质上实现0、1比特流的传输。 物理层不是指具体的传输介质。 2、信道的复用技术： 当物理链路的传输能力大于信号传输的需求时，这条链路上就可以传输多路信号，进行复用。 为了充分利用传输介质，在一条物理线路上建立多条通信信道的技

5、术，就是多路复用技术。 掌握频分复用和时分复用原理。第3章 数据链路层 1、数据链路层的基本功能： 数据链路层为网络层服务，在相邻结点间无差错地传递以帧为单位的数据。 这里“无差错”是指“无比特差错”。 要实现这个基本功能需要解决3个基本问题： 封装成帧、 透明传输 差错检测。 【3-04】数据链路层要解决的三个基本问题是什么？为什么一定要解决？ 答：封装成帧、透明传输和差错检测。 数据链路层最基本的任务是在两个相邻结点的线路上无差错地传递以帧（Frame）为单位的数据。 (1)、为什么要将数据分割成“帧” ？ 答：数据是以比特流进行传输的，这种比特流并不保证在数据传输过程中没有错误。数据链路

6、层为了能实现数据有效的差错控制，就采用了一种“帧”的数据块进行传输。 采用帧传输方式的好处是：提高传输效率和便于差错检测。 在数据传送发现有错误时，只需将有差错的帧再次传送，而不需要将全部数据的比特流进行重传。便于差错检测体现在可以将FCS码放在帧尾（不分帧无法进行差错检测）。 (2)、数据链路层需要差错检测 数据链路层差错检测是以帧为单位进行。这也正是将数据划分成帧的原因之一。 如果数据链路层没有差错检测，让目的主机高层协议对数据差错检测会有个缺点：一些在传递中出现错误的数据还会在网络中继续前行，这样浪费了网络资源。 比如源主机到目的主机的路径供20个结点。在传递数据时，第一个结点就检测出了

7、差错。 如果数据链路层有差错检测的功能，就把这个有差错的帧丢弃，之后就不再传递了。 否则这个没用的帧还要继续通过后面的19个结点，这样造成网络资源的浪费。 （3）、透明传输 所说的“透明传输”是指可以让无论是哪种比特组合的数据，都可以在数据链路上进行有效传输。这就需要当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，能采取相应的技术措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。只有这样，才能保证数据链路层的传输是透明的。 PPP协议怎样解决透明传输？（1） 当PPP协议使用异步传输时，透明传输靠字节填充解决。（见教材73页） 异步传输的特点是：一个字符为一个传输单位，在字符内部的比特

8、之间是同步的，字符之间的时间间隔可以是任意的。（2）当PPP协议使用同步传输时，透明传输靠零比特填充法解决。（见教材74页） 同步传输是以一个数据块为一个传输单位。整个数据块内部是同步的。数据块和数据块之间的时间间隔可以是任意的。 2、链路和数据链路 3、数据链路的种类： 点到点的链路、广播链路（共享链路） 点到点信道的数据链路层使用的协议是点到点协议PPP 广播信道的数据链路层使用的协议是CSMA/CD协议。广播信道的数据链路层使用的协议CSMA/CD （1）、在广播信道上怎样实现一对一的通信？ 在广播信道上实现一对一的通信，是让每台计算机的适配器拥有一个与其它适配器不同的地址（MAC地址）

9、 （2）、在共享的广播信道上如何解决共享介质的使用？ 采用的协调方法是使用一种特殊的协议CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测 ） 联网主机的适配器每发送一个新的数据帧，就要执行一次CSMA/CD算法。第 4 章 网络层 4.1-4.5节是重点，其中要掌握的知识点： 1、网络层功能 我们知道数据链路层只能解决相邻结点间的数据传输问题，不能解决两台主机之间的数据传输问题。 网络层使用数据链路层的服务，实现主机到主机的通信，向传输层的端到端传输提供服务。 2、网络互联的概念 随着网络应用的深入，人们已经不满足仅仅在部门或企业内部交换信息，如果两个通信的用户不在同一个物理网络，如一个在清华大学，

10、另一个在南京大学就不能通信，所以说不能相互连接的内部的物理网络被称为“信息孤岛”。可见网络互联的需求已是事实！ 利用路由器将两个及两个以上的物理网络互联起来构成的系统叫做互联网络，简称互联网。 3、什么是IP地址？ 要实现网络的互联，首先需要建立全局的地址系统，解决互联中主机、路由器及其他设备的全局唯一的地址标识问题。IP地址就是全局统一地址标识符。 每个IP地址都能惟一地、确定地识别一个物理网络与一台主机。 问题：为什么IP地址又称为“虚拟地址”？ 答：这是因为IP地址是靠软件来维持的而不是硬件地址。我们好像构成了一个很大的互连网络，但这个网络是虚拟的网络系统，因为它的通信系统是抽象的。虽然

11、许多硬件和软件的组合看起来好像构成了一个很大的网络，但这样的大网络实际上并不存在。 这种虚拟网络的地址也是虚拟的，因此IP地址又称为“虚拟地址”。 4、IP协议 分类的IP地址 IP数据报首部的字段格式及作用 问题：网络前缀是指网络号字段(net-id)中前面的几个类别位还是指整个的网络号字段？ 答：是指整个的网络号字段，即包括了最前面的几个类别位在内。网络前缀常常就简称为前缀。 例如一个B类地址，10100000 00000000 00000000 00010000，其类别位就是最前面的两位：10，而网络前缀就是前16位：10100000 00000000。 问题：IP协议有分片的功能，这是

12、为什么？ 答：IP数据报可能要经过许多个网络，而源主机事先并不知道数据报后面要经过的这些网络所能通过的分组的最大长度是多少。等到IP数据报转发到某个网络时可能才发现数据报太长了，因此在这时就必须进行分片。 5、划分子网： 借用主机位来表示子网络。 回答下列问题回答下列问题： 子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？ 答答：C类地址对应的子网掩码默认值。表示主机号由最后8bit决定，而路由器寻找网络由前24bit决定 一个A类网络和一个B类网络的子网络号分别为16bit和8bit,问这两个网络的子网掩码有何不同？ 答答：子网掩码一样，都是255.255.255.0，但子网数目不同。 因

13、为： A类网络默认掩码是：255.0.0.0 ，现子网络号为16bit，说明借用了16bit主机号去表示子网络号，所以子网掩码变为：255.255.255.0。可表示216个子网络。 同样：B类网络默认掩码是：255.255.0.0 ，现子网络号为8bit，说明借用了8bit主机号去表示子网络号，所以子网掩码变为：255.255.255.0。可表示28个子网络。 一个B类网络的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每个子网上的主机数最多是多少？ 答答：最多可有4094个（不考虑全0和全1的主机号) 因为240转换成二进制是：11110000，主机号用12bit来表示，212=4096

14、 6、无分类编址CIDR 一个IP地址由两部分组成：网络前缀和主机号。CIDR采用斜线记法来表示IP地址，例如21.3.56.45/ /25。 其中“/ /25”表示这个IP地址中前25位是网络前缀，代表网络，剩下的主机位是7位 。 【问题】有人认为使用CIDR时，给某单位分配了一个地址块/20，相当与16个C类地址块。如果不使用CIDR，而直接给该单位分配16个C类地址块，在效果上不是一样吗？ 答：在效果上是不一样的！ 如果不使用CIDR,而直接给该单位分配16个C类地址块,就相当于给单位分配16个C类网络。对单位外来说每个C类网络都在单位外面的路由表中占有一个表项，使路由表更大。对单位内的

15、主机相互通信时，由于跨越了不同的网络，都必须使用路由器来转发IP数据报，造成开销大 使用CIDR时，给该单位分配了一个地址块/ /20，即满足了IP地址数量的需求，又解决了上述问题。【例题】已知一个CIDR地址块为204.56.170.0/21。 试用二进制表示这个地址块。 这个CIDR地址块包含有多少个C类地址块？题解： 204.56.170.0/21=11001100 00111000 11001100 00111000 1010110101010 00000000有下划线的粗体数字表示网络号。 C类地址块的网络号是24位，比上面的CIDR地址块多3位。因此这个CIDR地址块包含23=8个

16、C类地址块。（因为211=2*210=2*1024=2048/256=8）【例题】已知局域网10.10.1.32/27上面连接了一个路由器和五个主机，它们的IP地址已标注在下图中。试问这些IP地址有没有不正确的？如有，请说出理由。10.10.1.32/2710.10.1.3310.10.1.4010.10.1.5010.10.1.4110.10.1.5110.10.1.70图：判断IP地址是否正确题解：局域网10.10.1.32/27的二进制表示是00001010 0000101000001010 00001010 00000001 00000001 00100100000有下划线的粗体字是网

17、络前缀。n在这个局域网上连接的设备的主机号host-id一共有5位二进制数，因此其IP地址的最后一个字节的数值不能超过00111111，即不能超过十进制的63.n从图上看出，地址10.10.1.70是个错误的地址，不允许出现在这个局域网上，其余的地址正确。【例题】已知一个CIDR地址块为204.56.170.0/21。 试用二进制表示这个地址块。 这个CIDR地址块包含有多少个C类地址块？题解： 204.56.170.0/21=11001100 00111000 1010111001100 00111000 10101010 00000000有下划线的粗体数字表示网络号。 C类地址块的网络号是

18、24位，比上面的CIDR地址块多3位。因此这个CIDR地址块包含23=8个C类地址块。（因为211=2*210=2*1024=2048/256=8） 【问题4-19】链路层广播和IP广播有何区别？ 答：链路层广播是用数据链路层协议（第二层）在一个以太网上实现的对该局域网上的所有主机的MAC帧进行广播。 IP广播则是用IP协议通过因特网实现的对一个网络（即目的网络）上的所有主机的IP数据报广播。 【问题4-26】一个主机要向另一个主机发送IP数据报。是否使用ARP就可以得到该目的主机的硬件地址，然后直接使用这个硬件地址将IP数据报发送给目的主机？ 答：有时是这样，但有时不是这样。ARP只能对连接

19、在同一网络上的主机或路由器进行地址解析。看下图情况：R1R2ABCDEFn当A和B连接在同一网络上，主机A使用ARP就可以得到B的硬件地址,然后用B的硬件地址将IP数据报封装成帧，发送B。R1R2ABCDEFn但当目的主机是F时，情况就不同了。A无法得到F的硬件地址。A只能将IP数据报发送给本网络上的一个路由器(R1)。因此A发送IP数据报给F时，在地址解析方面要经过以下三个步骤： 1、A先通过ARP解析出路由器R1的硬件地址，将数据报发送到R1.2、R1再通过ARP解析出路由器R2的硬件地址，将数据报发送到R2.3、R2再通过ARP解析出F的硬件地址，将数据报交付到F。第5章 运输层 5.1

20、-5.5节是重点，其中要掌握的知识点： 1、运输层功能： 我们知道网络层及以下各层实现了网络中主机之间的数据通信，但是数据通信不是组建网络的最终目的。 计算机网络本质的活动是实现分布在不同物理位置的主机之间的进程通信，以实现应用层的各种网络服务功能。 传输层的主要作用就是要实现分布式进程通信，因此它是整个协议结构的核心。 2、UDP协议的特点（1）UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。（2）UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。（3）UDP 是面向报文的。发送方的UDP对应用层交下来的报文，添加首部后就向下交付IP层。 面向报文的含义是：UDP对应用层

21、交下来的报文既不合并，也不拆分，这可使应用层的数据被迅速、及时地发送出去。应用层交给UDP多长的报文， UDP就照样发送，即一次发送一个报文。 3、TCP协议的特点 答： （1）TCP 是面向连接的 （2）TCP 提供可靠交付的服务：无差错、不丢失、不重复、按序到达。 （3）TCP 提供全双工通信 （4）面向字节流（stream）的。“流”指的是流入到进程或从进程流出的字节序列。 4、TCP协议的4个功能： 应用进程寻址、数据的可靠传输、流量控制、拥塞控制。 应用进程寻址 提供了端口机制来解决应用进程寻址问题。 提供数据的可靠传输 TCP主要使用带有定时器的确认、重传机制实现数据的可靠性传输。

22、 对发送的每个字节进行编号：TCP将应用进程交给它的所有数据看成是字节流，对每一个节进行编号，字节的起始编号在建立连接时确定，通知对方（报文首部的序号字段） 对收到的字节进行确认：在报文首部的确认字段中的确认号包含了一种“期望”。如果确认号是101，隐含的意思100号之前的数据都收到了，下一个数据块的首字节序号是101. 设置重传定时器：仅靠编号和确认还不能提供可靠性，每发送一个报文后，启动一个重传定时器，定时器时间到，而确认没到，就重传报文段。 基于以上三个措施，故TCP采用了带有定时器的确认和重传机制实现的数据的可靠传输。 TCP如何实现可靠传输 （3） 实现流量控制 TCP利用滑动窗口协

23、议实现流量控制。 通信双方为每一个连接各使用一个窗口，称为滑动窗口。 TCP通过两个缓存和一个窗口来控制数据的流动 （4）拥塞控制 【问题5-2】从通信的起点和终点来比较，TCP和IP的不同点是什么？ 解答：用下面的图就可说明。 进程A和进程B的通信是使用面向连接的TCP提供的可靠的传输。 主机X和主机Y的通信是使用无连接的IP提供的不可靠的传输。 对TCP来说，通信的起点和终点是运输层上面的两个套接字(socket)，TCP协议根据报文段首部中的端口号找到目的端口，将报文段交付给目的进程。 对IP来说，通信的起点和终点是连接在网络上的两个主机，IP协议根据数据报首部中的目的IP地址找到目的主

24、机，将数据报交付给目的主机。 请注意可靠传输的范围和不可靠传输的范围是不同的。 【问题5-3】IP和UDP的一个共同点就是它们都是无连接的。IP和UDP的最主要的区别是什么？ 答：IP是主机到主机的通信协议，但UDP是进程到进程的通信协议。 3、什么是端口号？在TCP/IP体系中，怎样确定通信双方的端口号？ 端口是本计算机中的一个进程的标识，应用层的各种进程通过相应的端口与传输实体进行交互。作用是：数据报到达目的主机后，传输层还要根据数据报的目的端口号将数据交付给目的进程。 在TCP/IP协议体系中，进程间的相互作用采用客户/服务器(Client/Server)模型，客户端进程的端口号，是由运

25、行在客户机上的TCP(UDP)软件随机选取，叫临时端口（49152-65535） 服务器端进程端口号使用的是熟知端口号，或叫保留端口号。每一项网络服务都是对应一个“服务程序”进程，都被分配一个特定的熟知端口号。 【问题5-4】端口和套接字的区别？ 答：套接字是TCP连接的端点，又称为“插口”，套接字=（IP地址，端口号） 套接字由应用程序产生，当应用进程创建一个套接字时，要指明该套接字使用的端口号。 【问题5-4 】端口和套接字的区别？（续） 答：端口是应用层服务的一个代号，用来表示应用进程。端口是一个16bit的整数。各种服务器使用的端口都是保留端口，以便使客户能够找到服务器。如WWW服务器使用的是80端口。第6章 应用层u6.1-6.2; 6.4-6.6节是重点，其中要掌握的知识点：u1、WWW原理uHttp报文类型、格式。Web代理、Cookie技术原理。第6章 应用层u2、DNS原理第6章 应用层u3、电子邮件系统：一个电子邮件系统主要有三个组成构件：u用户代理u邮件服务器u邮件发送协议和邮件读取协议（SMTP 、POP3协议）第6章 应用层u4、DHCP原理