目錄

• 大綱考點
• • 1.計算機網絡基本概念與網絡結構
  • • 計算機網絡的概念【識記】（重點）
    • 網絡協議的概念【識記】
    • 計算機網絡的分類【識記】
    • 計算機網絡的結構【識記】
    • 計算機網絡的的功能與作用【領會】
    • 協議的三要素【領會】
  • 2.數據交換技術與計算機網絡性能指標
  • • 數據交互的基本概念【識記】
    • 電路交換、報文交換、分組交換（重點）的基本原理、特點【領會】
    • 計算機網絡的主要性能指標【領會】（重點）
    • 分組交換網絡的時延種類【領會】
    • 報文交換與分組交換網絡的傳輸時延、傳播時延的計算【應用】（重點）（難點）
    • 分組交換網絡的吞吐量的計算【應用】（重點）（難點）
    • 分組交換網絡的時延帶寬積的計算【應用】（重點）（難點）
    • 分組交換網絡的丟包率的計算【應用】（重點）（難點）
  • 3.計算機網絡體系結構與參考模型
  • • 計算機網絡分層體系結構的基本概念【識記】（難點）
    • OSI參考模型的層次結構【識記】（重點）
    • TCP/IP參考模型的層次結構及主要協議【識記】（重點）
    • OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較【識記】
    • 服務、接口、SAP、協議、對等層、端到端層等概念【領會】
    • 虛通訊與物理通訊過程【領會】
    • OSI參考模型各層功能【領會】
    • TCP/IP參考模型各層功能【領會】
• 真題

大綱考點

1.計算機網絡基本概念與網絡結構

計算機網絡的概念【識記】（重點）

計算機網絡是互聯的、自治的計算機的集合。

網絡協議的概念【識記】

網絡通訊實體之間在數據交換過程中需要遵循的規則或約定，是計算機網絡有序運行的保證。

計算機網絡的分類【識記】

計算機網絡可以根據不同標準進行分類，最典型的是按網絡覆蓋的范圍分類，計算機網絡可以為個域網，局域網，城域網和廣域網。

計算機網絡的結構【識記】

大規模現代計算機網絡的機構包括網絡邊緣、接入網絡和網絡核心。

• 網絡邊緣是接入網絡的所有端系統的集合。
• 接入網絡是實現網絡邊緣的端系統與網絡核心連接與接入的網絡。
• 網絡核心是由通訊鏈路互聯的分組交換設備構成的網絡。

計算機網絡的的功能與作用【領會】

計算機網絡的功能是在不同的主機之間實現快速的信息交換。通過信息交換，計算機網絡可以實現資源共享這一核心功能，包括硬件資源共享、軟件資源共享和信息資源共享。

協議的三要素【領會】

• 語法：即實體之間交換信息格式與結構，或者定義之間傳輸信號的電平等；
• 語義：定義實體之間交換的信息中需要發送（或包含）哪些控制信息，這些信息的具體含義，以及針對不同含義的控制信息，接收消息端應該如何響應。定義彼此采用何種差錯編碼，以及采取何種差錯處理機制等。
• 時序：時序也稱為同步，定義實體之間交換信息的順序以及如何匹配或適應彼此的速度。

2.數據交換技術與計算機網絡性能指標

數據交互的基本概念【識記】

數據交換是實現在大規模網絡核心上進行數據傳輸的技術基礎。常見的數據交換技術包含電路交換、報文交換和分組交換。

電路交換、報文交換、分組交換（重點）的基本原理、特點【領會】

電路交換的基本原理：在電路交換網絡中，首先需要通過中間交換結點為兩臺主機之間建立一條專用的通信線路，稱為電路，然后再利用該電路進行通信，通信結束后再拆除電路。

電路交換的優點：實時性高，時延和時延抖動都較小；
電路交換的缺點：對于突發性數據傳輸，信道利用率低，且傳輸速率單一。

報文交換的基本原理：報文交換也稱為消息交換，其工作過程為：發送方把要發送的信息附加上發送/接收主機的地址及其他控制信息，構成一個完整的報文（Message）。然后以報文為單位在交換網絡的各結點之間以存儲-轉發的方式傳送，直至送達目的主機。

報文交換的優點：相對電路交換信道而言，報文交換的線路利用率高。
報文交換的缺點：報文經過網絡的延遲時間變長并且不固定，對于實時通信而言會容易出現不能滿足速度要求的情況；有時候結點收到的報文過多而存儲空間不夠或者輸出鏈路被占用不能及時轉發時，就不得不丟棄報文。

分組交換的基本原理：分組交換需要將待傳輸數據（即報文）分割成較小的數據塊，每個數據塊附加上地址、序號等控制信息構成數據分組（packet），每個分組獨立傳輸到目的地，目的地將收到的分組重新組裝，還原為報文。分組傳輸過程通常也采用存儲－轉發交換方式。

分組交換的優點：

交換設備存儲容量要求低；

交換速度快；

可靠傳輸率高；

更加公平。

計算機網絡的主要性能指標【領會】（重點）

• 速率：網絡單位時間內傳送的數據量。
• 帶寬：鏈路或信道的最高速率。
• 時延：數據從網絡中的一個結點到達另一結點所需要的時間。
• 時延帶寬積：一段物理鏈路的傳播時延與鏈路的帶寬的乘積。表示一段鏈路可以容納的數據位數，也成為單位的鏈路長度。
• 丟包率：當網絡擁塞特別嚴重是，新到達的分組甚至已無空間緩存該分組，此時交換結點會對其分組，就會發生“丟包”現象。丟包率就是丟包的比率等于丟失分組總數與發送分組總數之比。
• 吞吐量：表示單位時間內源主機通過網絡想目的主機實際送達的數據量。

分組交換網絡的時延種類【領會】

如上圖所示：

• 結點處時延dc：交換設備對分組進行操作處理所消耗時間的總和。
• 排隊時延dq：分組在緩存中排隊等待的時間。
• 傳輸時延dt：當一個分組在輸出鏈路發送是，發送第一位開始，到發送完最后一位為止，所用的時間。
• 傳播時延dp：分組從一個交換設備發送到下一個交換設備之間的耗時。

報文交換與分組交換網絡的傳輸時延、傳播時延的計算【應用】（重點）（難點）

• 報文交換的傳輸時延：d t=L/R（其中，L為分組的長度，R為鏈路帶寬）
  $$d_t=\frac{L}{R}$$
• 分組交換的傳輸時延：-d t=M/R（其中，M為報文的長度，R為鏈路帶寬）
  $$d_t=\frac{M}{R}$$
• 報文、分組交換的傳播時延：d p=D/V（其中，D為物理鏈路長度，V為信號傳播速度）
  $$d_p=\frac{D}{V}$$

分組交換網絡的吞吐量的計算【應用】（重點）（難點）

分組交換網絡的時延帶寬積的計算【應用】（重點）（難點）

G=d p×R（其中，d p為傳播時延，R為鏈路帶寬）
$$G=d_p?R$$

分組交換網絡的丟包率的計算【應用】（重點）（難點）

η=N l/N s=(N s-N r)/N s （其中，N s為發送分組總數，N r為接受分組總數，N l為丟失分組總數）
$$\eta =\frac{N_l}{N_s}=\frac{N_s?N_r}{N_s}$$

3.計算機網絡體系結構與參考模型

計算機網絡分層體系結構的基本概念【識記】（難點）

計算機網絡所劃分的層次以及各層協議的集合。

OSI參考模型的層次結構【識記】（重點）

物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

TCP/IP參考模型的層次結構及主要協議【識記】（重點）

應用層：TCP/IP參考模型將OSI參考模型中的會話層和表示層合并到應用層來實現。用戶通過應用層來實現網絡提供的各種服務。例如萬維網的HTTP協議，用于文件傳輸的FTP協議，電子郵件的SMTP和POP3協議。數據形式為報文。

傳輸層：傳輸層協議可以解決（如果需要）諸如端到端的可靠性，保證數據按照正確的順序到達等，例如提供可靠傳輸的TCP協議，和非可靠傳輸的的UDP協議。數據形式為段。

網絡互聯層：是整個參考模型的核心，主要解決把數據分組發往目標網絡或主機的問題。本層核心的協議是IP，還包括控制報文協議ICMP，多播組管理協議IGMp，以及路由協議BGP,OSPF,RIP。數據形式為數據段。

網絡接口層：實際上參考模型沒有真正描述這一層，只是給網絡互聯層提供一個接口，具體的實現方法將隨著網絡類型的不同而不同。數據形式為幀。

OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較【識記】

• 實際應用的網絡中幾乎沒有嚴格按照OSI參考模型來構建，OSI模型主要是用于理論的討論，而TCP/IP參考模型則應用于全球最大最重要的計算機網絡——因特網。
• TCP/IP模型的應用層相當于OSI參考模型中的會話層，表示層，應用層。
• TCP/IP模型的網絡接口層相當于OSI參考模型中的數據鏈路層和物理層。

服務、接口、SAP、協議、對等層、端到端層等概念【領會】

• 接口：相鄰層間有一個接口，該接口定義下層向上層提供的操作和服務。【來源為網絡】
• 服務：服務器各層向它的上層提供的一組操作。（上下關系）【來源為網絡】
• 協議：協議是一組規則，是對等層共同遵守的約定。（水平關系）【來源為網絡】
• SAP：服務訪問點，OSI參考模型相鄰層通過接口面上的SAP進行調用。
• 對等層：OSI參考模型中處于同一層次的兩端就是對等層。【來源為網絡】
• 端到端層：OSI參考模型中的傳輸層，會話層，表示層，應用層 。

虛通訊與物理通訊過程【領會】

• 物理通訊：也稱之為實通訊，就是OSI參考模型中的物理層的通訊。
• 虛通訊：OIS參考模型中，除了物理層之外的其他層與對等層的通訊。
• 過程：在OSI參考模型中，各層的數據并不是從一端的第N層直接送到另一端的對等層，第N層接收第N＋1層的協議數據單元（PDU），按第N層協議進行封裝，構成第N層PDU，再通過層間接口傳遞給第N-1層，依此類推，最后，數據鏈路層PDU（通常稱為數據幀）傳遞給最底層的物理層。

OSI參考模型各層功能【領會】

• 第1層是物理層,其主要功能是 在介質上實現無結構比特流的傳輸；
• 第2層是數據鏈路層,其主要任務是 實現相鄰結點之間的數據可靠而有效的傳輸。
• 第3層是網絡層,其解決的核心問題是如何將分組通過交換網絡傳送至目標主機。
• 第4層是傳輸層,其主要功能包括復用/分解、端到端的可靠傳輸、連接控制、流量控制、擁塞控制等。
• 第5層是會話層,其主要功能有在建立會話時核實雙方的權限，核實雙方選擇的各項功能是否一致，并在會話建立后，對進程間的對話進行管控；
• 第6層是表示層,其主要功能是處理應用實體間數據交換的語法，解決格式和數據表示的差別。
• 第7層是應用層,其主要功能是為用戶提供了一個使用網絡應用的“接口”。

TCP/IP參考模型各層功能【領會】

應用層：用戶通過應用層來實現網絡提供的各種服務。

傳輸層：把數據傳輸到接收方主機上對等的應用層程序。

網絡互聯層：把數據分組發往目標網絡或主機。

網絡接口層：將網絡互聯層的數據報分裝到底層網絡的數據鏈路層中，并最終以比特流的形式在物理介質上進行傳輸。

真題

填空：OSI模型三個主要的概念：接口、服務和協議。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络原理(04741)第1章：计算机网络概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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