信息是当今世界最重要的资源之一，它与物质与能源一起构成了三大资源支柱。信息资源最显著的特点是它在使用中非但不会损耗，反而会通过交流和共享得到增值。
计算机网络是信息高速公路的重要组成部分，被认为是信息高速公路雏形的因特网，已逐渐演变为一个全球性的、经济、学术和生活信息交换网。
1.1 计算机网络大发展
计算机网络从20世纪70年代开始发展，他的演变可以概括为 面向终端的计算机网络、计算机-计算机网络、开放式标准化网络以及因特网广泛应用和高速网络技术发展等四个阶段。
1.面向终端的计算机网络
以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络。早在20世纪50年代初，就开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试。
所谓联机系统，就是由一台主计算机连接大量的地理上处于分散位置的终端。
这类简单的“终端—通信线路—计算机”系统，成为了计算机网络的雏形。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端设备都没有自主处理的功能，还不能算计算机网络。
在通信线路和中心计算机之间设置一个前端处理机FEP或通信控制起CCU 专门负责与终端T之间的通信控制，另外在终端比较集中的地区，设置集中器或多路复用起，从而提高了通信线路的利用率，节约了远程通信线路的投资。
2.计算机—计算机网络
20世纪60年代中期，出现了由若干个计算机互连的系统，开创了“计算机—计算机”通信的时代，并呈现出多处理中心的特点。ARPA网 标志着目前所称的计算机网络的兴起。ARPANET是一个成功的系统，它是计算机网络技术发展中的一个里程碑。
此后，各大计算机公司都相继推出自己的网络体系结构：IBM公司的SNA和DEC公司的DNA就是两个著名的例子。凡是按SNA组建的网络都可称为SNA网，而按DNA组建的网络都可称为DNA网或DECNET。
3.开放式标准化网络
没有统一的网络体系结构，难以实现互连，这种自成体系的系统称为“封闭”系统。
国际标准化组织ISO于1984年正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”的国际标准ISO7498，简称OSI参考模型或OSI/RM。OSI/RM由七层组成，所以也称OSI七层模型。
4.因特网的广泛应用与高速网络技术的发展
20世纪90年代网络技术最富有挑战性的话题是Internet与高速通信网技术、接入网、网络与信息安全技术。宽带网络技术的发展为全球信息高速公路的建设提供了技术基础。
Internet、Intranet、Extranet和电子商务已成为当前企业网研究与应用的热点。
1.1.2 三大网络介绍
包括：电信网络、广播电视网络以及计算机网络
1.电信业务网是以电话网为基础逐步发展起来。电话系统由三个主要的不见构成：（1）本地网络 ；（2）干线；（3）交换局。
2.广播电视网主要是有线电视网（CATV），它的业务除了广播电视传输仍然是主要业务之外，还应包含电视点播（VOD）或准视频点播业务（NVOD）远程电视教育、远程医疗、电视会议、电视电话、电视购物和电视商务等。
3.计算机网 CHINANET网以成为我过INTERNET的主干网。
1.1.3 未来网络发展趋势
有宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络NGN
宽带网络可分为宽带骨干网和宽带接入网两个部分。电信业一般认为传输速率达到2Gbps的骨干网称做快带网。宽带接入技术基本上可分为有线接入和无线接入。
1.2计算机网络的基本概念
计算机网络是现代计算机技术和通信技术的结合产物。
1.所谓计算机网络，就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。
2.一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的,资源子网负责信息处理,通信子网负责全网中的信息传递。资源子网包括主机和终端，他们都是信息传递的源节点或宿节点，有时也统称为端节点。通信子网主要由网络节点和通信链路组成。根据不同的作用，网络节点可以是分组交换设备PSE、分组装配/拆卸设备PAD、集中器C、网络控制中心NCC、网间连接起G也称网关或他们的组合。也常将网络节点统称为接口信息处理机IMP。
3.信息在两端节点之间传输时,可能要经过多个中间节点的转发,这种传输方式称为“存储—转发”，广域网中一般都采用这种传输方式。
4.计算机网络功能表现在硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换三个方面。
5.计算机网络的应用包括：办公自动化OA、远程教育、电子银行、证券及期货交易、校园网、企业网络、只能大厦和结构化综合布线系统。
1.3计算机网络的分类
一.按拓扑结构类型分类
网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通性。网络的拓扑结构主要有：星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树型拓扑、混合型拓扑及网形拓扑。拓扑结构的选择往往与传输介质的选择及介质访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时，应该考虑的主要因素有下列几点：（1）可靠性（2）费用（3）灵活性（4）响应时间和吞吐量
采用点—点线路的通信子网的基本拓扑结构型有4种：星形、环形、树形、网状形。
采用广播信道通信子网的基本拓扑结构型有4种：总线形、树形、环形、无线通信与卫星通信。
以下集中典型网络拓扑的特点：
1.星形拓扑
节点执行集中式通信控制策略，因此节点相当复杂，而各个站点的通信处理负担都很小。
优点：（1） 控制简单（2）故障诊断和隔离容易。（3）方便服务。
缺点：（1）电缆长度和安装工作量客观（2）节点的负担较重，容易形成“瓶颈”（3）各站点的分布处理能力较低
2.总线拓扑
采用一个广播信道作为传播介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输介质上，该公共传输介质即称为总线。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。
优点：（1）总线结构所需要的电缆数量少（2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性（3）易于扩充，增加或减少用户比较方便
缺点：（1）总线的传输距离有限，通信范围受到（2）故障诊断和隔离较困难（3）分布式协议不能保证信息的及时发送，不具有实时功能，大业务量降低了网络速度。
3.环形拓扑
每个站点能够接收从一条链路传来的数据，并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一条链路上，这种链路可以是单向的，也可以是双向的。数据以分组形式发送。
优点：（1）电缆长度短（2）可使用光纤（3）所有计算机都能公平地访问网络的其他部分，网络性能稳定
缺点：（1）节点的故障会引起全网故障（2）环节点的加入和撤出过程较复杂（3）环形拓扑结构的介质访问控制协议都采用令牌传递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低
4.树形拓扑
优点：（1）易于扩展（2）故障隔离较容易
缺点：各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。
5.混合形拓扑
优点：（1）故障诊断和隔离较为方便（2）易于扩展（3）安装方便
缺点：（1）需要选用带智能的集中器（2）像星形拓扑结构一样，集中器到各个站点的电缆安装长度会增加
6.网形拓扑
这种结构在广域网中得到了广泛使用，优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连，可以分为数据流的传输选择适当的路由，从而饶国失效的部件或过忙的节点。这种结构虽然比较复杂，成本也比较高，提供上述功能的网络协议也比较复杂，但由于它的可靠性高，仍然受到用户的欢迎。
二. 按交换方式来分类，计算机网络可以分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。
电路交换网方式类似与传统的电话交换方式，用户在开始通信前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期间始终占用该信道。
报文交换网方式的数据单元是要发送的一个完整报文，起长度并无。报文交换采用存储—转发原理。
分组交换网方式也称包交换方式，都公认ARPANET是分组交换网之父。采用分组交换方式通信前，发送端先将数据划分为一个等长的单位，这些分组逐个由各中间节点采用存储—转发方式进行传输，最终到达目的端。分组长度有限，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度大大提高。
三.按网络传输技术分类：广播方式和点对点方式。相应的计算机网络也可分为两类：广播式网络和点对点网络。
广播式网络中，发送的报文分组的目的地址可以有3类：单播地址、多播地址和广播地址
采用分组存储转发和路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别之一。
除了以上分类方法外，还可按所采用的传输介质分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网；按信道的带宽分为窄宽带网和宽带网；按不同用途分为科研网、教育网、商业网、企业网等。
四. 计算机网络的标准化
国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟（ITU）、美国国家标准局（NBS）、美国国家标准学会（ANSI）、欧洲计算机制造商协会（ECMA）、因特网体系结构局IAB。
Chap 2
名词解释：
1.网络协议：计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议。
2.网络的体系结构Architecture：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合，称为网络的体系结构。
3.确认：确认是指数据分组接收节点在收到每个分组后，要求向发送节点回送正确接收分组的确认信息。
内容：
1.计算机网络体系结构是现代计算机网络的核心。
2.世界上第一个网络体系结构是IBM公司提出的，命名为“系统网络体系结构SNA。
3.OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定；OSI的服务定义描述了各层提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语；OSI各层的协议规范，精确地定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释该控制信息。
4.OSI七层模型从下到上分别为物理层PH、数据链路层DL、网络层N、传输层T、会话层S、表示层P和应用层A。
5.发送进程发送给接收进程的数据，实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理介质；通过物理介质传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。在发送方从上到下逐层传递的过程中，每层都要加上适当的控制信息。
6.通信服务可以分为两大类：面向连接服务(Connection-oriented Services)和无连接服务(Connectionless Services)。
7.网络数据传输可靠性一般通过确认和重传机制保证。
8.在网络的各个层次的设计中，可以在面向连接与确认服务、面向连接与不确认服务、无连接与确认服务、无连接与不确认服务这四种情况中，根据不同的通信要求，决定选择不同的服务类型。
9.传输控制协议/互联网协议TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol.
10.协议分层模型包括两方面的内容：一是层次结构，二是各层功能的描述。
11.TCP/IP参考模型分为4个层次，从上到下为：应用层、传输层、互连层、主机—网络层。其中应用层与OSI应用层相对应，传输层与OSI传输层相对应，互连层与OSI网络层相对应，主机—网络层与OSI数据链路层及物理层相对应。在TCP/IP参考模型中，对OSI表示层、会话层没有对应的协议。
12.网络协议主要由三个要素组成。1）语义Semantics。涉及用于协调与差错处理的控制信息。2）语法Syntax。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。3）定时Timing。涉及速度匹配和排序等。
13.层次结构的好处。1）使每一层实现一种相对的功能；2）每一层不必知道下一层是如何实现的，只要知道下一层通过层间接口提供的服务是什么及本层向上一层提供什么样的服务，就能地设计；3）每一层次的功能相对简单且易于实现和维护；4）若某一层需要作改动或被替代时，只要不去改变它和上、下层的接口服务关系，则其他层次都不受其影响。
14.计算机网络都采用层次化的体系结构。由于计算机网络涉及多个实体间的通信，其层次结构一般以垂直分层模型来表示。这种层次结构的要点为：1）除了在物理介质上进行的是实通信之外，其余各对等实体间进行的都是虚通信；2）对等层的虚通信必须遵循该层的协议；3）n层的虚通信是通过n/n+1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信来实现的。
15.层次结构的划分，一般要遵循以下原则：1）每层的功能应是明确的，并且是相互的。2）层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。3）层数应适中。
16.物理层的功能。物理层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输。具体涉及接插件的规格，“0”、“1”信号的电平表示，收发双方的协调等内容。
17.数据链路层的功能。在数据链路层中，比特流被组织成数据链路协议数据单元（通常称为帧），并以其为单位进行传输，帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。数据链路层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路。
18.网络层的功能。在网络层中，数据以网络协议数据单元（通常称为分组）为单位进行传输。网络层关心的是通信子网的运行控制，主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题，这就需要在通信子网中进行路由选择。
19.传输层的功能。传输层是第一个端到端，也即主机—主机的层次。传输层要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
20.会话层的功能。会话层是进程—进程的层次，其主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信（也称对话）。会话层负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。
21.表示层的功能。表示层为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。表示层管理这些抽象的数据结构，并将计算机内部的表示形式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据压缩/恢复和加密/解密也是表示层可提供的表示转换功能。
22.应用层的功能。应用层是开放系统互连环境的最高层。网络环境下不同主机间的文件传送访问和管理（FTAM）、传送标准电子邮件的文电处理系统（MHS）、使不同类型的终端和主机通过网络交互通过网络交互访问的虚拟终端协议（VT）等都属于应用层的范畴。
23.通信服务可以分为两大类：面向连接服务和无连接服务。
24.面向连接服务的特点。1）数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；2）在数据传输过程中，个分组不需要携带目的节点的地址；3）面向连接数据传输的收发数据顺序不变，因此传输的可靠性好，但需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。
25.无连接服务的特点。1）每个分组都要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是传送的；2）无连接服务中的数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；3）无连接服务中发送的不同分组可能选择不同路径到达目的节点，先发送的不一定先到达，因此无连接服务中的目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。
26.服务类型和服务质量。面向连接服务可以同时要求采用确认和重传机制，提供最为可靠的服务；也可以不要求采用确认机制，这时数据传输服务的可靠性主要由面向连接服务来保证。同样，无连接服务也可以要求采用确认和重传机制，来提高数据传输的可靠性；无连接服务也可以采用不确认机制，但数据传输的可靠性较低。
27.TCP/IP协议的特点。1）开放的协议标准，可以免费使用，并且于特定的计算机硬件与操作系统。2）于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中。3）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址。4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。
28.TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多别的协议，组成了TCP/IP协议簇。一般，TCP/IP提供传输层服务，而IP提供网络层服务。TCP/IP的体系结构与ISO的OSI七层参考模型的对应关系为：
DNS 域名解析 5—7
TCP 传输控制协议 UDP用户数据报协议 4
IP为互联网协议、ICMP为互联网控制报文协议3
ARP位地址转换协议 2
RARP为反向地址转换协议 2
互连层的功能主要由IP来提供。除了提供端到端的分组分发功能外，还提供很多扩充功能。网络层提供了数据分块和重组功能。在传输层中，TCP提供可靠的字节流信道，UDP提供不可靠的数据报传送信道。在应用层中，SMTP为简单邮件传送协议、DNS为域名服务、FTP为文件传输协议、TELNET为远程终端访问协议。
29.OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较。OSI和TCP/IP参考模型有很多共同之处，两者都以协议栈的概念为基础，而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。不同之处：首先，OSI模型有七层，而TCP/IP只有四层，他们都有网络层（或者称互连网层）、传输层和应用层，但其他的层并不相同。其次，在于无连接的和面向连接的通信范围有所不同。OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP模型的网络层只有一种模式即无连接通信，但是在传输层上同时支持两种通信模式。
30.OSI协议不能流行的原因。一是模型和协议自身的缺陷。其会话层和表示层这两层几乎是空的，而另外的数据链路层和网络层包含内容太多，有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。OSI模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂，它们很难实现。另一个原因是它的协议出现时机晚于TCP/IP协议。
31.TCP/IP模型和协议的缺陷。首先，该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现，TCP/IP参考模型没有很好的做到这一点，这使得在使用新技术来设计新网络的时候，TCP/IP模型的指导意义显得不大，而且TCP/IP模型不适合于其它非TCP/IP协议簇。其次，TCP/IP模型的主机—网络层并不是常规意义上的一层，它是定义了网络层与数据链路层的接口。接口和层的区别是非常重要的，而TCP/IP模型却没有将它们区分开来。
Chap3物理层
3.1物理层接口与协议
1 物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道有关的特性，这些特性包括机械的、电气的、功能性的和规程性的四个方面。
2 OSI对OSI模型的物理层所作的的定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性的和规程性的手段。
3 DTE（数据终端设备）是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，是通信的信源或信宿；DCE（数据电路终接设备或数据通信设备），是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。
4 DEE与DCE接口的各根导线的电气连接的三种平衡方式：非平衡方式、采用差动接受器的非平衡方式和平衡方式。
5 EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA颁布的，RS表示“推荐标准”，232是标识号码，C表示该推荐标准已被修改过的次数。
6 RS-232C的电气特性规定逻辑“1”电平为-15至-5伏，逻辑“0”的电平为+5至+15伏，也即RS-232采用+伏的负逻辑电平，+伏之间为过渡区域不作定义。
7 RS-232C功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线。
8 RS-422 电气标准是平衡方式标准，它的发送器、接受器分别采用平衡发送器和差动接受器，由于完全的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。
9RS-423 电气标准是非平衡的标准，它采用单端发送器和差动接受器，它的信号电平定义为+6伏。
9 100系列接口标准的机械特性采用两种规定，当传输速率为200bps~9600bps,采用25芯标准连接器；传输速率大48bps时，采用34芯标准连接器。200系列接口标准则采用25芯标准连接器。
10 100系列接口标准的电气特性采用V.28和V.35两种建议。
11 ITU对DTE-DCE的接口标准有V系列和X系列两大类建议。V系列接口标准一般是指数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间的接口，X系列适用与公共数据网的宅内电路终接设备和数据终端设备之间的接口。
12 X.21和X.21 bis为三种类型的服务定义了物理电路，这三种服务是租用电路服务、直接呼叫服务和设备地址呼叫服务。
13 物理层的功能和提供的服务：
（1）机械特性 物理层的机械特性对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔及其排列方式、锁定装置形式等作了详细的规定。
（2）电气特性 电气特性规定了这组导线的电气连接及有关电路的特性，一般包括：接受器和发送器电路特性的说明，表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大数据传输速率的说明，以及互连电缆相关的规则等。
（3）信号的功能特性 它规定了接口信号的来源、作用以及与其它信号之间的关系。接口信号线按功能一般可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线等四类。
（4）规程特性 规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤。
3.2传输介质
1 传输介质是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线两大类。
2 三种有线传输介质：双绞线、同轴电缆和光纤。
3 无线传输介质：无线电通信、微波通信、红外通信以及激光通信的信息载体。
4 传输介质的选择取决于以下因素：网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。
5传输介质的特性：物理特性、传输特性、连同性、地理范围、抗干扰性、相对价格。
6有线传输介质：
（1）双绞线 最常用的传输介质，一般是铜质的，能提供良好的传导率。分为无屏蔽的和屏蔽的。电子工业协会EIA为无屏蔽双绞线订立了标准，3类线能承受16MHz，5类线 能承载100MHz。
（2）同轴电缆 分为基带同轴电缆（阻抗50Ώ）和宽带同轴电缆（75Ώ）。基带同轴电缆又分为粗缆和细缆两种，都用与直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号传输。（CATV电缆就是宽带同轴电缆）；基带同轴电缆主要用于数字信号传输，并使用曼彻斯特编码；宽带同轴电缆既可用于模拟信号传输，又可用于数字信号传输；同轴电缆适用于点到点和多点连接。
（3）光纤 它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成；用光纤传输信号电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接受端又要由光检测器还原成电信号；光纤用于点到点的链路；光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰强等优点。
7 多址接如的方法主要有三种：频分多址接入FDMA、时分多址接入TDMA、码分多址接入CDMA。
8 卫星通信具有通信距离费用与距离无关、覆盖面积大、不受地理条件的、通信信道带宽宽、可进行多址通信与移动通信的优点。
9 使用卫星通信时，需要注意到它的延时，传输延时的典型值为540毫秒。
3.3数据通信技术
1 数据传输速率：是指每秒能传输的而进制信息位数，单位为位/秒，记作bps或b/s，表达式为：(P42)
2 信号传输速率：也称码元速率、调制速率或波率，单位为波特（Baud),表示单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是经调制后的传输速率。码元速率定义为：（P42）
3 信道容量表征一个信道传输数据的能力，单位也用位/秒。
4 信道容量与数据传输速率的区别在于，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，后者表示实际的数据传输速率。
5 奈奎斯特公式，香农公式（P43）。
6 误码率：指衡量数据通信系统在正常工作的情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据位传输时出错的概率，公式（P44）。
7 通信有两种基本方式：串行方式和并行方式。并行方式用于近距离通信，串行方式用于陆离较远的通信。
8 串行数据通信的方向性结构有三种：单工、半双工、全双工；单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许在两个方向上传输，但在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输；全双工数据通信允许在两个方向上传输。
9 移动通信中按照通话状态和频率使用的方法也可分为三种方式：单工制、半双工制、双工制。
10基本术语：
（1）数据：可定义为有意义的实体，分为模拟数据和数字数据两大类。模拟数据是在某个区间内连续变化的值，数字数据是离散的值。
（2）信号：数据的电子或电磁编码。分为模拟信号和数字信号。
（3）信息：数据的内容和解释。
（4）信源：通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。
（5）信宿：通信过程中接受和处理信息的设备和计算机。
（6）信道：信源和信宿之间的通信线路。
11 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示，也可以用信号形式来传输。
12 模拟数据和数字数据：
（1）模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。
（2）数字数据也可以用模拟信号来表示，此时要利用调制解调器MODEM。
（3）模拟数据也可用数字信号来表示，完成模拟数据和数字信号转换功能设施的是编码解码器CODCE。
（4）编码解码器：将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成用二进制位流近似表示的数字信号；而线路另一端的CODEC，则将二进制位流解码恢复成原来的模拟数据。
（5）数字数据还可以直接用二进制形式的数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。
13 数据通信是一种通过计算机或其它数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术。所以通信系统也就是以计算机为中心、用通信线路连接分布在异地的数据中断设备，以实施数据传输的一种系统。
14 多路复用技术分为：频分多路服用FDM、时分多路复用TDM、波分多路复用WDM。其中FDM和TDM是两种最常用的多路复用技术。
15异步传输、同步传输（P 50）
3.4数据编码
1 基带：表示二进制比特序列的矩形脉冲信号所占的固有频带，称为基本频带。
2 数据编码技术（P51）
3 在计算机通信与网络中，广泛采用的同步方法有位同步法和群同步两种。
（1）位同步 分为外同步法和自同步法，位同步法使接受端对每一位数据都要和发送端保持同步。
（2）外同步法：在发送数据之前，发送端先向接受端发出一串同步时钟脉冲，接受端按照这一时钟脉冲频率和时序锁定接受端的接受频率，以便在接受数据的过程中始终与发送端保持同步。
（3）自同步法：能从数据信号波形中提取同步信号的方法。典型例子：曼彻斯特编码，这种编码常用与局域网传输。
（4）群同步：字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时，是群同步即异步传输的特征。
（5）群同步传输规程中的每个字符可由下列四部分组成：
A 1为起始位，以逻辑“0”表示；
B 5～8位数据位，即要传输的字符内容；
C 1位奇/偶检验位，用于检错，该部分可以不选；
D 1～2位停止位，以逻辑“1”表示，用作字符间的间隔。
4 对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法是脉玛调制PCM，脉玛调制是以采样定理位基础的，该定理从数学上证明：若对连续变化的模拟信号进行周期性采样，只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍，则采样值便可包含原始信号的全部信息，利用低通过滤器可以从这些采样中重新构造出原始信号。公式表示为（p54）
5 信号数字化的转换过程可包括：采样、量化、编码三个步骤。
6 对于数字传输的数字电话、数字传真、数字电视等数字通信系统而言，他具有下列两个优点：抗干扰性强和保密性好。
7 调制解调器（p55～63）
3.5数据交换技术
1网络站：作为信源或信宿的一批设备，提供中间通信的设备称为节点。
2按所用的数据传送技术划分，交换网络分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。
3 当前因特网的主干线路采用的是同步光纤SONEF或是同步数字系列SDH，就其本质属于电路交换技术。
4 当今的因特网采用的是电路交换技术和分组交换技术结合。
5 目前光交换技术发展主要有：微电子机械系统的光交换机、无交换式光路由器、阵列波导光栅路由器。
6 三种交换技术的主要特点：(p68)
7电路交换：
（1）电路交换网是使用电路交换技术的典型例子。用电路交换技术完成数据传输要经历电路建立、数据传输、电路拆除三个过程。
（2）电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。缺点是某些情况下，电路空闲的信道容量被浪费。
8 报文交换：
（1）报文交换方式的数据传输单位是报文，传送方式采用“存储-转发”方式。
（2）报文交换的优点：
A 电路利用率高。
B 在报文交换网络上，通信量大时仍然可以接受报文，不过传送延迟会增加。
C 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。
D 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。
缺点是：它不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过网络的延迟时间长且不定。
9 分组交换
（1）分组交换：将一个报文分成两若干个分组，没个分组的长度有一个上限；分组交换适用于交互式通信，分为数据报分组交换和虚电路分组交换。
（2）虚电路：在虚电路方式中，为进行数据传输，网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑通路。主要特点是：在数据传送之前先建立站与站之间的一条路径。
（3）数据报方式（66）
Chap4
名词解释：
1.链路的发送窗口：发送方存放确认帧的重发表中，应设置确认帧数目的最大限度，这一限度被称为链路的发送窗口。如果窗口设置为1，即发送方缓冲能力仅为一个帧。
2.重发表：是一个连续序号的列表，对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。这些帧的序号有一个最大值，这个最大值即发送窗口的限度。
3.发送窗口：就是指示发送方已发送但尚未确认的帧序号队列的界，其上、下界分别称为发送窗口的上、下沿，上、下沿的间距称为窗口尺寸。
4.差错控制：是指在数据通信过程中能发现或纠正差错，把差错在尽可能小的范围内的技术和方法。
5.突发错的突发长度：从突发错误发生的第一个码元到有错的最后一个码元间所有码元的个数，称为突发错的突发长度。
6.差错校验过程：接收端收到该码字后，检查信息位和附加的冗余位之间的关系，以检查传输过程中是否有差错发生，这个过程称为差错校验过程。
7.奇偶校验码：是一种通过增加冗余位使得码字中”1“的个数恒为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。
8.垂直奇偶校验：又称为纵向奇偶校验，它是将要发送的整个信息块分为定长p位的若干段，每段后面按“1”的个数为奇数或偶数的规律加上一位奇偶位。
9.水平奇偶校验：又称为横向奇偶校验，它是对各个信息段的相应位横向进行编码，产生一个奇偶校验冗余位。
10.异步协议：以字符为的信息传输单位，在每个字符的起始处开始对字符内的比特实现同步，但字符与字符之间的间隔时间是不固定的（即字符之间是异步的）。
11.同步协议：是以许多字符或许多比特组织成的数据块—帧为传输单位，在帧的起始处同步，使帧内维持固定的时钟。
12.操作方式：通俗地讲就是某站点是以主站方式操作还是以从站方式操作，或者兼备。
13.主站：链路上用于控制目的的站称为主站。其它的受主站控制的站称为从站。
14.命令帧：由主站发往从站的帧称为命令帧。由从站返回主站的帧称响应站。
15.组合站：有些站可兼备主站和从站的功能，这种站称为组合站。
16.平衡操作：即在链路上主、从站具有同样的传输控制功能，这又被称作平衡操作。
17.非平衡操作：操作时有主站、从站之分的，且各自功能不同的操作，称为非平衡操作。
18.广播地址：全“1”地址来表示包含所有站的地址，这种地址称为广播地址。全“0”地址为无站地址。
内容：
1.数据链路层最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
2.数据链路层的基本功能。向网络层提供透明的和可靠的数据传送服务。透明性是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有，也没有必要解释信息结构的意义；可靠的传输使用户免去对丢失信息，干扰信息及顺序不正确等的担心。
3.目前较普遍使用的帧同步法是比特填充法和违法编码法。
4.通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，并采取措施纠正之，使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程，也是数据链路层的主要功能之一。
5.物理信道引入计时器来限定接收方发回反馈信息的时间间隔，计时器超时，则可以认为传出的帧已出错或丢失，就要重新发送。
6.数据链路层通过使用计数器和序号来保证每帧最终都能被正确地递交给目标网络层一次。
7.许多高层协议中也提供流量控制功能，只不过流量控制的对象不同而已。对于数据链路层来说，控制的相邻两节点之间数据链路上的流量，而对于传输层来说，控制的则是从源到最终目的之间端对端的流量。
8.流量控制实际上是对发送方数据流量的控制，使其发送速率不致超过接收方所能承受的能力。
9.最常用的流量控制方案：停止等待方案和滑动窗口机制。
10.链路管理功能主要用于面向连接的服务。数据链路层连接的建立、维持和释放就称作链路管理。
11.差错检测应包含两个任务：即差错控制编码和差错校验。
12.利用差错控制编码来进行差错控制的方法基本上有两类：一类是自动请求重发ARQ，另一类是前向纠错FEC。在ARQ方式中，接收端检测出有差错时，就设法通知发送端重发，直到正确的码字收到为止。在FEC方式中，接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。
13.差错控制编码又可分为检错码和纠错码。检错码是指能自动发现差错的编码，纠错码是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。
14.ARQ方式只使用检错码，FEC方式必须用纠错码。数据通信中使用更多的是ARQ差错控制方式。
15.奇偶校验码、循环冗余码和海明码是几种最常用的差错控制编码方法。
16.“+”指的是模二加，也即异或运算。（相同为0，不同为1）
17.垂直奇偶校验方法能检测出每列中的所有奇数位错，但检测不出偶数位的错。差错的漏检率接近于1/2。
18.垂直奇偶校验方法的编码效率为R=p/(p+1)。
19.水平奇偶校验的编码效率为R=q/(q+1).
20.水平垂直奇偶校验的编码效率为R=pq/[(p+1)(q+1)]
21.水平垂直奇偶校验能检测出所有3位或3位以下的错误、奇数位错、突发长度小于等于p+1的突发错以及很大一部分偶数位错。
22.是一种漏检率低得多便于实现的循环冗余码CRC，CRC码又称位多项式码。
23.连续重发请求方案及时指顺序接收管道协议。
24.基于窗口机制的流量控制方法可发送方已发出而未被确认的帧数目。发送方的发送窗口指示已发送但尚未确认的帧序号。接收方类似地也有接收窗口，它指示允许接收的帧的序号。
25.滑动窗口机制中一般帧序号只取有限位二进制，到一定时间后就反复循环。若帧号配3位二进制数，则帧号在0—7间循环。
26.基本数据链路协议有停等协议、顺序接收管道协议、选择重传协议。
27.在选择重传协议中，若帧序号采用3位二进制编码，则最大序号为Smax=23-1=7。对于无序接收方式，发送窗口最大尺寸至多是序号范围的一半。
28.数据链路控制协议也称链路通信规程，也就是OSI模型中的数据链路层协议。链路控制协议可分为异步协议和同步协议两大类。
29.起—止式通信规程是异步协议的典型，它是靠起始位（逻辑0）和停止位（逻辑1）来实现字符的定界及字符内比特的同步的。信道利用率很低。
30.同步协议采用帧作为传输单位，所以同步协议能更有效的利用信道，也便于实现差错控制、流量控制等功能。
31.同步协议可分为面向字符的同步协议、面向比特的同步协议及面向字节计数的同步协议三种类型。
32.面向字符的同步协议是最早提出的同步协议，其典型的代表是BSC协议。
33.监控报文一般由单个传输控制字符或由若干个其它字符引导的单个传输控制字符组成。引导字符统称为前缀。
34.HDLC有信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）三种不同类型的帧。信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称I帧。I帧以监控字段第1位为“0”来标志。监控帧用于差错控制和流量控制，通常简称S帧。S帧以控制字段第1、2位为”10”来标志。“00”表示接受就绪(RR)，“01”表示拒绝(REJ)，“10”表示接收未就绪(RNR)，“11”表示选择拒绝(SREJ)。无编号帧（U帧）因其控制字段中不包含编号N(S)和N(R)而得名。
35.在因特网有两个广泛使用的链路层协议：串行线路IP协议（SLIP）和点到点协议（PPP）。
36.数据链路层的作用。对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无出错的数据链路，即使之对网络层表现为一条无差错的链路。
37.数据链路层的功能。帧同步功能、差错控制功能、流量控制功能、链路管理管理。
38.帧同步的方法：1）使用字符填充的首尾定界符法。用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止。BSC规程是其典型例子；2）使用比特填充的首尾标志法。以一组特定的比特模式来标志一帧的起始与终止。HDLC规程即采用该法；3）违法编码法。该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用。例如曼彻斯特编码方法。局域网IEEE 802标准中就采用这种方法。违法编码只适用于采用荣誉编码的特殊编码环境；4）字节计数法。这种方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。面向字节计数的同步规程的典型实例是数字数据通信报文协议DDCMP。
39.差错控制编码中衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R，它是码字中信息位所占的比例。若码字中信息位为k位，编码时外加冗余位为r位，则编码后得到的码字长度为n=k+r位。由此编码效率R可表示为：R=k/n=k/(k+r) 编码效率越高，即R越大，信道中用来传送信息码元的有效利用率就越高。
40.停止等待方案的工作原理：发送方发出一帧，然后等待应答信号到达后在发送下一帧；接收方每收到一帧后送回一个应答信号，表示愿意接收下一帧，如果接收方不送回应答，则发送方必须一直等待。
41.滑动窗口机制的工作原理：发送方每次发送一帧后，待确认帧的数目便增1，每收到一个确认信息后，待确认帧的数目便减1。窗口随着数据传送过程的发展而向前滑动。当重发表长度计数值，即待确认帧的数目等于发送窗口尺寸时，便停止发送新的帧。
42.传输中差错都是由噪声引起的。噪声有两大类：一类是信道固有的、持续存在的随机热噪声；另一类是由外界特定的短暂原因所引造成的冲击噪声。热噪声引起的差错称为随机错；冲击噪声呈突发状，由其引起的差错称为突发错。
43.理论上可以证明循环冗余校验的检错能力有以下特点：1）可检测出所有技术位错。2）可检测出所有双比特的错。3）可检测出所有小于、等译校验位长度的突发错。
44.基本的数据链路协议：1）停等协议2）顺序接收管道协议3）选择重传协议
45.差错控制方法中的自动重发请求法即ARQ有几种实现方案，空闲重发请求（IRQ）和连续重发请求（CRQ）是其中最基本的两种方案
46.空闲重发请求方案也称停等法，该方案规定发送方每发送一帧后就要停下来等待接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收或再继续发送下一帧。
47.停等协议最主要的优点就是所需的缓冲存储空间最小，最大缺点是：发送方要停下来等待ACK帧返回后再继续发送而造成信道浪费。
48.Go-back-N策略的基本原理是，当接收方检测出失序的信息帧后，要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧。或者当发送方发送了n个帧后，若发现该n帧的前一帧在计时器超时区间内仍未返回其确认信息，则该帧被判定未出错或丢失，此时发送方就不得不重新发送该出错帧及其后的n帧。这就是Go-back-N法名称的由来。
49.停等协议可以看成是发送窗口、接收窗口等于1；Go-back-N是发送窗口大于1、接收窗口等于1的特例，选择重传协议是发送窗口、接收窗口均大于1。
50.选择重传协议的思想：当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可与原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。
51.选择重传协议在某帧出错时减少了后面所有帧都要重传的浪费，但要求接收方有足够大的缓冲区空间来暂存未按顺序正确接收到的帧。
52.BSC协议的个传输控制字符的功能：SOH：序始。STX：文始。ETX：文终。EOT：送毕。ENQ：询问。ACK：确认。DLE：转义。NAK：否认。SYN：同步字符。ETB：块终或组终。
53.BSC协议将在链路上传输的信息分为数据报文和监控报文两类。监控报文又可分为正向监控或反向监控两种。每一种报文中至少包含一个传输控制字符，用以确定报文中信息的性质或实现某种控制作用。（BSC协议是一个半双工协议。）
54.HSLC协议（高级数据链路控制协议）具有的特点：协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重收，传输可靠性高；传输控制功能与处理分离，具有较大灵活性。
55.HDLC中常用的操作方式有三种：1）正常响应方式NRM。这种操作方式中，传输过程由主站启动。2）异步响应方式ARM。ARM下的传输过程由从站启动。3）异步平衡方式ABM。这种方式允许任何节点来启动传输的操作方式。
56.HDLC协议采用“0”比特插入法实现数据的透明传输，该法在发送端检测除标志码以外的所有字段，若发现连续5个“1”出现时，便在其后添插1个“0”，然后继续发送后面的比特流；在接收端同样检测除标志码以外的所有字段，若发现连续5个“1”后面是“0”，则将其删除以恢复比特流的原貌。
57.SLIP协议。SLIP提供在串行通信线路上封装IP分组的简单方法。SLIP是一种简单的组帧方式，使用时存在一些问题。首先，SLIP不支持在连接过程中的动态IP地址分配；其次，SLIP帧中无协议类型字段；再有，SLIP帧中无校验字段。
58.PPP提供了3类功能。1）成帧：它可以毫无歧义地分割出一帧的起始与结束。其帧格式支持错误检测、2）链路控制：LCP（链路控制协议）可用于启动线路、检测线路、协商参数，以及关闭线路；3）网络控制。NCP（网络控制协议）。
59.PPP与HDLC之间最主要的区别。PPP是面向字符的，HDLC是面向位的；特别是PPP在拨号调制解调器线路上使用了字节填充技术，所以，所有的帧都是整数个字节。
60.PPP帧都以一个标准的HDLC标志字节（01111110）为开始，地址域总是被设置成二进制值11111111。控制域的默认值是00000011，此值表示这是一个无序号帧，即在默认方式下，PPP并没有采用序列号和确认来实现可靠传输。协议域的任务是指明净荷域中是哪一种分组。已定义了代码的协议为：LCP、NCP、IP、IPX、AppleTalx和其它协议。以0位作为开始的协议是网络层协议，以1位作为开始的协议被用于协商其它的协议。净荷是变长的，最多可达到某一个商定的最大值，其默认长度位1500字节。
61.PPP是一种多协议成帧机制，它适合于调制解调器、HDLC位序列线路、SONET和其它的物理层上使用。它支持错误检测、选项协商、头部压缩以及使用HDLC类型帧格式的可靠传输。
帧格式：
1.DDCMP（数字数据通信报文协议）的帧格式：SOH共8位，Count字段共14位，用以指示帧中数据段中数据的字节数，数据段最大长度位8x（214-1）=1310位，长度必须为字节的整倍数。Flag共2位，Ack共8位，Seg共8位，Addr共8位，CRC1共16位，Dada约8—1310位，CRC2共16位。CRC1、CRC2分别对标题部分和数据部分进行双重校验。
| SOH | Count | Flag | Ack | Seg | Addr | CRC1 | Data | CRC2 |
| SYN | SYN | STX | 报文 | ETX | BCC |
| SYN | SYN | SOH | 报文 | STX | 报文 | ETX | BCC |
3）分块传输中的第一块报文：
| SYN | SYN | SOH | 报文 | STX | 报文 | ETB | BCC |
| SYN | SYN | STX | 报文 | ETB | BCC |
| SYN | SYN | ACK |
| SYN | SYN | NAK |
| SYN | SYN | P/S前缀 | 站地址 | ENQ |
4）拆链：
| SYN | SYN | EOT |
| 标志 | 地址 | 控制 | 信息 | 帧校验序列 | 标志 |
| F 01111110 | A 8位 | C 8位 | I N位 | FCS 16位 | F 01111110 |
| 标志 | 地址 | 控制 | 信息 | 帧校验序列 | 标志 |
| F 01111110 | A 8位 | C 8位 | I N位 | FCS 16位 | F 01111110 |
1、网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括路由选择、拥塞控制和网际互联等。
2、在分组交换方式中，通信子网向端系统提供虚电路和数据报两种网络服务，而通信子网内部的操作也是虚电路和数据报两种方式。
3、在虚电路操作方式中，为了进行数据传输，网络的源节点和目的节点之间要建立一条逻辑通络，因为这条逻辑通路不是专用的，所以称之为“虚”电路。
4、不同的逻辑信道在节点内部通过逻辑信道号加以区分，各条逻辑信道异步地分时复用同时一条物理信道。
5、各节点内部必须建立一张虚电路表，用以记录经过该点的各虚电路所占用的各个逻辑信道号。
6、各节点的虚电路表是在虚电路建立过程中建立的。
7、在数据报操作方式中，每个分组被称为一个数据报，若干个数据报构成一次要传送的报文或数据块。
8、各数据报不能保证按顺序到达目的节点。
9、在整个数据报传送中，不需要建立虚电路，但网络节点要为每个数据报作路由选择。
10、虚电路服务是网络层向传输层提供的一种是所有分组按顺序到达目的端系统的可靠的数据传送方式。
11、提供这种虚电路服务的通信子网内部的实际操作既可以是虚电路方式的，也可以是数据报方式的。
12、SNA就是采用这种虚电路操作支持虚电路服务方式的实例。
13、以数据包方式操作的网络，也可以提供虚电路服务，即通信子网内部节点按数据报方式交换数据，而与端系统相连的网络节点则向端系统提供虚电路服务。
14、数据包服务一般仅有数据报交换网来提供。端系统的网络层同网络节点中的网络层之间，一致的按照数据报操作方式交换数据。
15、数据报服务与OSI的无连接网络服务类似。
16、在子网内部，虚电路和数据报之间存在几个折衷：一是路由器的内存空间和带宽之间的平衡。另一个平衡点是建立虚电路所需要的时间和地址解析的时间。
17、网络节点在收到一个分组后，要确定向下一节点传送的路径，这就是路由选择，路由选择是网络层要实现的基本功能。
18、在数据包方式中，网络节点要为每个分组路由做出选择；而在虚电路方式中，只需在连接建立时确定路由。
19、路由选择包括两个基本操作，即最佳路径的判定和网间信息包的传送。两者之间，路径的判定相对复杂。确定路由选择的策略称路由选择算法。
20、路由选择的核心是路由选择算法。
21、所谓最优化原则是指：如果路由器J在从路由器I到K的最佳路由上，哪么从J到K的最佳线路就会在同一路由之中。
22、从所有源端到目的端的最佳路由集合，形成了以目的地为根的树。这样的一棵树称汇集树，其中距离度量单位是站点。需要指出的是汇集树并不唯一。
23、路由选择算法的目的就是为所有路由器找出并使用汇集树。
静态路由选择算法是一类不用测量也不需要利用网络信息，而按某种固定规则进行路由选择的算法。严格说来并不是一种算法，而是由网络管理员在路由选择前就已手工建立了映射表。
24、静态路由选择三种算法：最短路由选择算法、扩散法和基于流的路由选择算法。
25、最短路由选择算法是一种简单易懂而应用广泛的技术。
26、Dijkstra算法要求节点用从源节点沿已知最佳路径到本节点的距离来标注。
27、扩散法是一种最简单的路由算法，又叫泛射路由选择法。扩散法的一个稍微实际的变种是选择扩散法。
28、基于流量的路由选择正是这样一种既考虑拓扑结构由兼顾网络负载的静态路由算法。这种算法在预先知道的平均通信量的条件下对流量进行数学分析，以优化路由选择。
29、要采用基于流量的路由选择算法，有些信息必须是已知的。首先，网络的拓扑结构已知；其次必须给出通信量距阵和线路容量矩阵；最后，必须选定一种路由算法。
30、节点的路由选择要依靠网络当前的状态信息来决定的策略，称动态路由选择策略，也称为适应路由选择算法。有两种最常见算法，即距离矢量路由算法和链路状态路由算法。
31、距离矢量路由算法最初是ARPENET使用的路由算法，也称用于INTERNET的RIP路由信息协议。
32、在因特网中被广泛适用的OSPF开放的最短路径优先协议，就用到了链路状态路由算法。
33、永久不会移动的主机称为固定主机，它们通过铜线或者光纤连线到网络中。
34、迁移主机，它们基本上也是固定的，但是经常会从一个固定的站点移动到另一个固定的站点，并且只有当它们物理上连接到网络的时候才使用网络。
35、漫游主机，是在移动过程中执行计算，它们希望在移动的时候还能保持与网络的连接，我们使用术语移动主机来代表这类主机，也就是说，移动主机是指那些离开了原始站点还想继续连接网络的主机。
36、给所用的目标发送一个分组，这称为广播，为实现广播，提出一下方法：一种，要求子网既有任何特别性的广播方法；另一种，扩散法；第三种，多目标路由。使用这种方法，每个分组或者包含一组目标，或者包含一个位图，由该位图来指定所期望的目标；第四种，使用了以发起广播的路由器为根的汇集树，生成树是子网的一个子集，它包含所有的路由器，但是不包含任何环；最后一种是逆向路径转发。
37、逆向路径转发的优点是：它的效率相对合理，而且容易实现。
38、能够给一些有明确定义的组发送消息，这些组的成员数量虽然很多，但是与整个网络规模相比很小，给这样一个组发送消息成为多点播送，简称多播，又称组播，它的路由算法称为多播路由选择。
39、多播传送需要对组进行管理。
40、修剪生成树最简单的修剪方法是用于那些用了链路状态路由算法的网络。
41、拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象。
42、拥塞控制问题可以从控制论角度来看待，解决的方案可以分成两类：开环的和闭环的。
43、完成开环控制的手段有：确定何时接受新的流量、确定何时丢弃分组及丢弃哪些分组，以及在网络的不同点上执行调度决策。
44、开换算法可以分成在源端采取动作还是在目的端采取动作两类算法。
45、一旦出现了拥塞，马上会想到两种解决方案：增加资源（宽带），或者降低负载。解决拥塞问题的唯一办法就是降低系统的负载。降低负载的措施包括：拒绝为某些用户提供服务，给某些用户或者全部用户降低服务等级以及让用户以一种更有预见性的方式来安排他们的需要。
46、丢弃策略是指当没有空间的时候，指明该丢弃哪个分组的规则。
47、负载脱落是指当路由器因为来不及处理分组而被淹没的时候，只有将这些分组丢弃即可。
48、负载丢弃策略有两种：（即旧的分组比新的分组更好）通常成为葡萄酒策略，（即新的分组比旧的分组更好）通常成为牛奶策略。一种新的流行算法，在实际消耗尽所有的缓冲区空间之前就开始丢弃分组，这就是RED随机的早期预测算法。
49、路由器用什么方法来告知源主机有关的问题呢？一种办法就是向主机发送一个抑制分组，另一种不同的策略是只是将选取出来的分组丢弃，而不向源主机报告。
50、分组到达时间的变化量（即标准偏差）被称为抖动。
51、从一个源到一个目标的分组流称为流。
52、用4个基本的参数来描述每个流的需求特征：可靠性、延迟、抖动和带宽。这4个特征合起来决定了一个流所要求的服务质量QoS。
53、IETF设计流式多媒体的体系结构，此作的一般叫法为基于流的算法或者集成服务。
54、不要求提前建立流，它主要由每台路由器在局部范围内实现，而不牵连到整条路径，这种方法叫做基于类别的服务质量。IETF已经对这种方法的体系结构进行了标准化，称为区分服务。
55、标记分组流的做法非常接近于虚电路的思想。
56、MPLS是实现QoS保证的关键技术。其目的是提高网络设备的性能价格比，提高网络设备的转发能力。它最初是由Cisco等网络设备公司提出的。
57、网际互连的目的是使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，是不同网络上的用户互相通信和交换通信。
58、局域网、广域网的网际互连有“LAN-LAN”、“LAN-WAN”、“WAN-WAN”、“LAN-WAN-LAN”四种形式。
59、节点的路由选择要依靠网络当前的状态信息来决定的策略，称动态路由选择策略，也称为自适应路由选择算法。
60、转发器，是一种底层次设备，实现网络物理层的连接，它对网段上的衰减的信号进行放大整形或再生。转发器只能起到扩展网段距离的作用，所以使用转发器互连的网络在逻辑上仍属于同一网络。
61、网桥，提供数据链路层上的协议转换，在不同或相同的局域网之间存储和转发帧。
62、路由器，作用于网络层，提供网络层上的协议转换，在不同的网络之间存储和转发分组。
63、网关，提供传输层及传输层以上各层间的协议转换，又称协议转换器。
、桥路器兼有网桥和路由器两者的功能。
65、网桥最早是为把那些具有相同物理层和介质访问控制子层的局域网互连起来而设计的。66、IEEE802.1定义了网桥的协议结构。网桥应该有寻址功能。网桥的作用是通过过滤和转发功能实现的。
67、RIP协议被分为两种不同类型的操作方式：主机实现的RIP工作在被动状态；路由器中实现的RIP工作在主动状态。被动RIP只接受，而主动RIP则发送和接受RIP消息。
68、RIP采用的距离度量是一种非常简单的到目的地距离的测量方法：站点计数度量，路由器把到把它直接连接的网络的距离定义为1，如果距离为n，表示它到达目的地途中要经过n个路由器，即距离给出了该路由要经过的路由器个数。
69、开放最短路径优先OSPF协议已成为目前最主要的内部网关协议。它是一种链路状态路由协议。是一种动态的路由算法，能够自动而快速地适应拓扑结构的变化。它支持负载平衡功能。
70、OSPF支持3种类型的连接和网络：点到点网络、广播网络和非广播方式的网络。
71、路由器通过扩散把自己的链路状态信息告诉它所在区域的其它路由器。
72、网桥是一种存储转发设备，用来连接类型相似的局域网。从互连网络的结构看，网桥属于DCE级的端到端的连接；从协议层次看，网桥属于链路层范畴，在该层对数据帧进行存储转发。网桥必须具备寻址和路由选择的逻辑功能。
73、局域网的逻辑功能自下向上分为物理层、介质访问控制层MAC及逻辑链路控制层LLC三层，异构局域网的差异主要体现在物理层及介质访问控制层中。
74、路由器的主要服务功能：①建立并维护路由表。②提供网络间的分组转发功能。
75、在网络层，因特网可以被看做一组互相连接的子网或自制系统AS。在因特网中，实现这些子网或AS互连的就是互连层协议，IP协议就是为了实现网络互连而设计的。IP协议是TCP/IP协议族的核心，它提供一种不可靠的、无连接的IP报文服务，传输层上的数据信息都以IP报文的形式传输，它提供一种从源端到目的端传输IP报文的最佳尝试方法。
76、在互连层中有四个重要的协议：互连网协议IP、互连网控制报文协议ICMP、地址转换协议ARP和反向地址转换协议RARP。
77、互连层的功能主要由IP来提供，主要于负责IP寻址、路由选择和IP数据包的分割和组装。IP的基本任务是通过互连网传送数据报，各个IP数据报之间是相互的。
78、TCP/IP分别采用了IP地址作为物理数据帧与物理地址的统一描述形式。
79、一个IP数据报由一个头部和数据部分构成。头部包括一个20字节的固定长度部分和一个可选任意长度部分。
80、IP数据报是通过封装为物理帧来传输的。在IP头中控制分段和重组的IP头域有三个：标识域、标志域、分段偏移域。IP对输入、输出数据报的处理分为两种：一种是主机对数据报的处理；另一种是网关对数据包的处理。
81、ARP：IP→MAC，RARP：MAC→IP。RARP广泛用于获取无盘工作站的IP地址。
82、为了是互联网能报告差错，或提供有关意外情况的信息，在IP层加入了一类特殊用途的报文机制，即互联网控制报文协议ICMP。它是IP正式协议的一部分。
83、因特网支持两类组地址：永久组地址和临时组地址。
84、因特网组管理协议IGMP类似于ICMP，但只有两种报文：询问和响应。
85、若多播报文在传输过程中遇到不支持多播的路由器或网络，就要用隧道技术来解决。
86、Ipv6把IP地址长度增加到128比特，使地址空间增大了296倍。
简答：
1、设计路由算法时要考虑多技术要素。首先，考虑是选择最短路由还是最佳路由；其次，要考虑通信子网是采取虚电路的还是数据报的操作方式；其三，是采取分布式路由算法，还是集中式路由算法；最后，确定是采用静态路由选择策略，还是动态路由选择策略。
2、最短路由选择的基本思想是：建立一个子网图，图中的每个节点代表一台路由器，每条弧线代表一条通信线路，弧上的数字代表该线路的权重。为了在一对给定的路由器之间选择一条路由路径，路由算法只需在图中找到这对节点之间的最短路径即可。
3、基于流量的路由选择的基本思想为：对某一给定的线路，如果已知负载与平均流量，那么可以根据排队论计算出该线路上的平均分组延迟。
4、距离矢量路由算法工作的：每个路由器维护一张路由表，它以网中的每个路由器为索引，表中列出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离，以及所使用的线路。
5、每个路由器必须完成一下的工作：（1）发现它的邻居节点，并知道其网络地址；（2）测量到各邻居节点的延迟或者开销；（3）构造一个分组，分组中包含所有它刚刚知道的信息；（4）将这个分组发送给所有其它的路由器；（5）计算出到每个其它路由器的最短路径。
6、移动主机典型的登陆工作过程：（1）外地代理定期广播一个分组，宣布自己的存在及其地址。（2）移动主机登陆到外地代理，并给出其原来所在地的地址，当前数据链路层地址以及一些安全性信息。（3）外地代理与移动主机的主代理联系，核实移动主机是否真的在那。（4）主代理检查安全性信息，如果核实通过，则通知外地代理继续。（5）当外地代理从主代理处得到确认后，在它的代表中加入一个表项，并通知移动主机登陆成功。
7、拥塞发生的原因：（1）多条流入线路有分组到达，并需要统一输出线路，此时，如果路由器没有足够的内存来存放所有这些分组，那么有的分组就会丢失。（2）路由器的慢速处理器的缘故，以至于难以完成必要的处理工作。那么，即使有多余的线路容量，分组也需要进入到队列之中。
8、拥塞控制和流量控制的差异：拥塞控制的任务是确保子网能够成承载所到达的流量。这是一个全局的问题，涉及各方面的行为，包括所有的主机、所有路由器、路由器内部的存储—转发处理过程，以及所有可能会消弱子网承载容量的其它因素。与此相反，流量控制只与特定的发送方和特定的接受方之间的点到点流量有关。它的任务是，确保一个快速的发送方不会持续地以超过接受方吸收能力的速率传输数据。流量控制通常涉及做法是接受方向发送方提供某种直接的反馈，以便告诉发送方另一端的情形到底怎么样。
9、影响拥塞的策略
| 层 | 策略 |
| 传输层 | ●重传策略 |
| ●乱序缓存策略 | |
| ●确认策略 | |
| ●流控制策略 | |
| ●确定超时策略 | |
| 网络层 | ●子网内部的虚电路与数据报策略 |
| ●分组排队和服务策略 | |
| ●分组丢弃策略 | |
| ●路由策略 | |
| ●分组生存管理 | |
| 数据链路层 | ●重传策略 |
| ●乱序缓存策略 | |
| ●确认策略 | |
| ●流控制策略 |
11、要实现网际互连，必须：（1）在网络之间至少提供一条物理上连接的链路，并具有对这条链路的控制规程；（2）在不同网络的进程之间的路由实现数据交换；（3）有一个始终记录不同网络使用情况并维护该状态信息的统一的计费服务；（4）在提供以上服务时，尽可能不对互连在一起的网络的体系结构做任何修改。
12、路由器和网桥的区别：（1）网桥工作在数据链路层，而路由器工作在网络层。网桥利用物理地址来确定是否转发该分组。（2）如果使用网桥去连接两个局域网，那么两个局域网的物理层与数据链路层协议可以是不同的，但数据链路层以上的高层要采用相同的协议。如果使用路由器去连接两个局域网，那么两个局域网的物理层、数据链路层与网络层协议可以是不同的，但网络层以上的高层要采用相同的协议。（3）网桥工作在数据链路层，由于传统局域网采取的是广播方式，因此容易产生“广播风暴”问题，而路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，使得互连的每一个局域网都是的子网。
13、数据报和虚电路的比较
| 比较项目 | 数据报子网 | 虚电路子网 |
| 建立电路 | 不需要 | 需要 |
| 地址信息 | 每个分组包含完整的源地址和目标地址 | 每个分组包含一个很短的虚电路号 |
| 状态信息 | 路由器不保留任何有关连接的状态信息 | 每个虚电路都要求路由器为每个连接建立表项 |
| 路由 | 每个分组被地路由 | 当虚电路建立的时候选择路径，所有的分组都沿着这条路径 |
| 路由器失效的影响 | 没有，除非在崩溃过程中分组丢失 | 所有经过此失效路由器的虚电路都将终止 |
| 服务质量 | 很难实现 | 如果有足够的资源可以提前分配给每一个虚电路，则很容易实现 |
| 拥塞控制 | 很难实现 | 如果有足够的资源可以提前分配给每一个虚电路，则很容易实现 |
1传输层是整个协议层次结构的核心，其功能是从源主机到目的主机提供可靠的、价格低廉的数据传输，而与当前网络或使用的网关无关。
2传输层的最终目标是向用户或者说是向应用程序的进程，提供有效、可靠且最佳的服务。
3传输层位于网络层与应用层之间，传输层利用网络层提供的服务，向应用层服务。
4传输实体：传输层中完成向应用层提供服务的硬件和软件称为传输实体
5传输实体可能存在与下列硬软件环境中：
。。（操作系统的内核中）
（一个单独的用户进程内）
（网络应用的程序库中）
（网络接口卡中）
6网络层是通信子网的最高层
7传输层起着将通信子网的技术、设计和各种缺欠与上层想隔离的关键作用。
8传输层协议和数据涟路层协议有相似的地方
。。两者都必须解决差错控制、分组顺序、流量控制及其他问题。
。。两者最大的差异是两层的协议所运行的环境不同，由此而带来的不同。数据涟路层是两个相邻节点间数据的传输，传输层的传输双方是通过通信子网进行数据传输的。
9传输层与数据涟路层最主要的区别是：传输层需要寻址、建立连接的过程复杂以及对数据缓冲区与流量控制的方法上的区别。
10三次握手算法的工作原理：（1）发送方向接受方发送建立连接的请求报文（2）接受方向发送方回应一个对建立连接请求报文的确认报文（3）发送方再向接受方发送一个对确认报文的确认报文。
11传输层两个最主要的目的是：（1）提供可靠的端到端的通信（2）向会话层提供与网络的传输服务
12传输层的主要功能：对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务，在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用，在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、端到端的差错控制及恢复等服务。
13TCP提供的服务具有以下主要特性：（1）面向连接的传输（2）端到端通信（3）高可靠性（4）全双工方式传输（5）采用字节流方式（6）提供紧急数据传送功能。
14 UDP提供的服务具有以下主要特征：（1）传输数据前无须建立连接（2）不对数据报进行检查与修改（3）无须等待对方的应答（4）正因为以上的特征，使其具有较好的实时性，效率高。
Chap7 应用层
1 IP地址由网络标识和主机标识两部分组成
2 A类地址：0.0.0.0----127.255.255.255
B类地址：128.0.0.0---191.255.255.255
C类地址：192。0。0。0-----223。255。255。255
3 利用子网掩码可以判断两台主机是否同一子网中。
4 INTERNET引进了字符形式的IP地址，即域名。
域名采用层次结构的基于“域”的命名方案，任何一个连在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名。
5 DNS是一个分布式数据库系统，由域名空间、域名服务器、和地址转换请求程序三部分组成。
6 域名分为两种，一种是网络域名，它只用来表示是一个网络域；另一种则是主机域名，他用来表示一台具体的主机。
7 三种不同类型的域名服务器（1）本地域名服务器（2）根域名服务器（3）授权域名服务器
8 简单邮件传输协议SMTP 邮局协议POP 因特网邮件存取协议IMAP
9 WWW指通过HTTP协议链接起来的无数WEB服务器中的网页资源。
10 WWW采用壳户机/服务器的工作模式
第八章 局域网技术
8.1
1、局域网（LAN）是在一个较小的范围（几公里到几十公里）内将各种通信设备和计算机互连起来已实现资源共享和消息交换的计算机网络。局域网具有覆盖范围小、传输速率高、通信延迟小、误码率低的特点。
2、从传输技术上，计算机网络分为广播网和点到点网两大类。点到点网中，两个网络节点间存在直接的通信信道才能进行数据通信。在广播网中，所有网络节点共享同一个通信信道，每个节点发出的消息都可以被所有其他的节点接收。在广播网中存在信道争用的问题，如果有两个或多个网络节点同时发送数据，则数据信号会在信道中发生碰撞，导致数据发送失败，这个过程被称为冲突。在所有的广播网中都必须要面对和解决的一个关键问题就是：当信道的使用存在竞争时，如何分配信道的使用权。
3、广播信道有时被称为多路访问信道或随机访问信道，通信信道又称介质，网络节点使用信道进行通信称为介质访问，协调各网络节点的行为、决定广播信道使用权的协议就称为介质访问控制协议。
4、介质访问控制子层MAC，用来实现广播网中的信道分配，解决信道争用问题。点到点网中没有MAC子层的概念。
几乎所有的局域网都以广播信道作为通信的基础。
5、广播信道的分配策略主要包括静态分配策略和动态分配策略两大类。
6、静态分配策略包括频分多路复用和同步时分多路复用。这种分配策略是预先将频带或时隙固定分配给各个网络节点。各节点都有自己专用的频带或时隙，彼此之间不会产生干扰。静态分配策略适用于网络节点数目少而固定，且每个节点都有大量数据要发送的场合，信道利用率较高。
7、动态分配策略包括随即访问和控制访问，本质上属于异步时分多路复用。随机访问又称争用。控制访问有两种方法：轮转和预约。轮转是使每个网络节点轮流获得信道的使用权，没有数据要发送的节点将使用权传给下一节点。预约是各个网络节点首先声明自己有数据要发送，然后根据声明的顺序依次获得信道的使用权来发送数据。
一、争用协议
1、介质访问控制协议可划分为3类：争用协议、无冲突协议和有限争用协议。
2、最早采用争用协议的计算机网络是ALOHA系统。
3、ALOHA系统有两种版本：纯ALOHA和时分ALOHA。两者的区别在于是否将时间分为离散的时隙。纯ALOHA系统中时间是连续的，不需要全局时间同步；而时分ALOHA系统中时间是离散的，必须进行时间同步。
4、纯ALOHA系统的基本思想：任何用户有数据需要发送就可以发送；用户通过监听信道来获得是否产生冲突、数据传输是否成功；若发现有冲突发生导致数据传输失败，在等待一段随机时间后，再重新发送。
5、帧时表示发送一个标准长度的帧所需要的时间。
6、吞吐量S：又称吞吐率，指在单位帧时内系统成功发送新产生的数据帧的平均数量。0≤S≤1，信道利用最为充分。
7、网络负载G：指在单位帧时内系统发送的所有数据帧的平均数量，包括成功发送的帧和因冲突而重发的帧。
8、对于一个实际运行的系统，在稳定转台下，S和G的关系为 S=GP 其中P为系统中一个帧成功发送的概率。
9、纯ALOHA系统易破坏区长度为2t。在纯ALOHA系统中，2t时间内只有一个数据帧的概率，即帧成功发送的概率 P=e-2G 因此系统的吞吐量 S=Ge-2G
10、时分ALOHA系统的易破坏区长度为t。 帧成功发送的概率 P=e-G S=Ge-G
11、时分ALOHA系统的基本思想：将时间分成等长的间隙，每个间隙可以用来发送一个帧；用户有数据帧要发送时，不论帧在何时产生，都必须到下一个时隙开始时才能发送；用户通过监听信道来获知是否产生冲突、数据传输是否成功；若发现有冲突发生导致数据传输失败，则在随机等待若干个时隙后，再重新发送。但随机等待的和四溅长度为时隙的整数倍。
载波监听多路访问CSMA协议与ALOHA协议的主要区别就是多了一个载波监听装置。CSMA分为4种：
（1）1-坚持CSMA。基本思想：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则等待，同时继续监听直至信道空闲；如果发生冲突，则随机等待一段时间后，再重新开始监听信道。
1-坚持的含义是指当监听到信道忙后，继续坚持监听信道；当监听到信道空闲后，其发送数据的概率为1，即立即发送数据。
（2）非坚持CSMA。基本思想：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则放弃监听、随机等待一段时间，再开始监听信道。
（3）p-坚持CSMA。用于时分信道。基本思想：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道忙则坚持监听到下一个时隙；如果信道空闲，便以概率p发送数据，以概率1-p推迟到下一个时隙；如果下一个时隙信道仍然空闲，则仍以概率p发送数据，以概率1-p推迟到下一个时隙；这样过程一直持续下去，直到数据被发送出去，或因其他节点发送而检测到信道忙为止，若是后者，则等待一段随机的时间后重新开始监听。
p-坚持的目的是试图降低1-坚持CSMA协议中多个节点检测到信道空闲后同时发送的冲突概率；采用“坚持”监听，是试图狂克服非坚持CSMA协议中由于随机等待造成延迟时间较长的缺点。
（4）带有冲突检测的CSMA。CSMA/CD广泛应用于局域网的MAC子层。基本思想是：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就发送数据，并继续监听；如果在数据发送过程中监听到了冲突，则立刻停止数据发送，等待一段随机的时间后，重新开始尝试发送数据。
12、CSMA/CD额工作过程就是传输周期、争用周期和空闲时期周而复始、交替出现的一个过程。
SLOT TIME ≈2S/0.7C+2tPHY SLOT TIME=Lmin/R
由于单向传输的原因，对于宽带总线而言，冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播时延的4倍。
二进制指数退避的算法规则：1、对每个数据帧，当第一次发生冲突时，设置一个参量L=2; 2、退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数，1个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍； 3、当数据帧再次发生冲突，则将参量L加倍； 4设置一个最大重传次数，超过该次数，则不再重传，并报告出错。
二进制指数退避算法是按后进先出LIFO（last in first out）的次序控制的。
IEEE802.3就是采用二进制指数退避和1-坚持算法的CSMA/CD介质访问控制方法。
二、无冲突协议
（1）位图协议。基本思想：将数据传输过程分成一系列的预约周期和传输周期；每个预约周期由N个争用时隙组成，每个时隙对应一个节点，节点i可以在时隙i发出一个比特“1”来声明它有一个数据帧要发送，接下来进入传输周期，各预约信道的节点按照序号大小顺序依次发送数据；待最后一个节点结束数据发送后，开始新一轮预约。由于预约周期的N个争用时隙就像是N个比特的位图，因此协议被称为位图协议。
协议效率d/(d+1)。
（2）二进制倒计数协议。基本思想：每个节点的地址用二进制数来表示，并假设所有地址长度相等；想要发送数据的节点，首先将其地址以二进制位串的形式按照由高到低的次序进行广播；所有广播出来的地址要进行对应二进制位的逻辑或运算；节点在发送地址的同时监听信道，当发现自己的地址中的某个“0”在发送出去后变为“1”时，就推出信道的争用；最后参与争用的地址最高的节点获得信道的使用权发送一个数据帧；数据发送结束后，开始新一轮争用。
如果系统有N个节点，则地址长度为log2N,每个帧为获得信道而增加的额外开销为log2N。如果数据帧长为d,则二进制倒计数协议的信道效率为
d/(d+log2N).
（3）有限争用协议。基本思想：将系统中的网络节点分组，每个争用时隙只允许一个分组争用信道。协议的关键是如何分配时隙，只要节点分组合理，就可以减少在每个时隙内的竞争，从而提高争用的成功率。分组有两种极端的情况：第一种情况是每组只有一个成员，这样每个时隙最多只有一个站点参与竞争，此时是无冲突协议；第二种情况是所有节点在一个组中，这样每个时隙都是所有节点参与竞争，此时是争用协议。有限争用协议就是要根据当前网络的分组情况，对接点进行动态分组，当网络分组较轻时，每组的节点数量就多一些，当网络分组较重时，每组的节点数量就少一些。
有限争用协议的典型例子是适应数步行协议。 系统负载越重，搜索开始的层次就应该越低。如果当前有q个节点准备发送数据，则应该从第log2q层开始搜索。
8.2
IEEE于1980年2月成立了一个局域网标准化委员会——IEEE802委员会来统一制定局域网的有关标准，这些标准统称IEEE802标准。
局域网是一个通信网络，只涉及相当于0SI/RM通信子网的功能。通常不单独设立网络层。
对于局域网来说，物理层是必需的，它负责体现机械、电气和过程方面的特性，以建立、维持和拆除物理链路；数据链路层负责把不可靠的传输信道准换成可靠的传输信道，传送带有校验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术。
局域网中的多个设备一般共享公共传输介质，在设备之间传输数据时，首先要解决有哪些设备占有介质的问题。所以局域网的数据链路层必须设置介质访问控制功能。为了使数据帧的传送于采用的物理介质和介质访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC出来形成一个单独子层。由于设立了MAC子层，IEEE802标准就具有了可扩充性。
当局限于一个局域网时，物理层和链路层就能完成报文分组转接的功能。当涉及网络互连时，必须专门设置一个层次来完成网络层的功能，在IEEE802标准中这一层被称为网际层。
LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。无确认无连接服务是一种数据报服务；有确认无连接服务除了对LLC帧进行确认外，其它类似于无确认无连接服务；面向连接拂去提供服务访问点之间的虚电路服务。
MAC到MAC的操作通过同等层协议来进行。
IEEE802是为采用二进制指数退避和1—坚持CSMA/CD协议的基带总线局域网指定的标准。
世界上第一个CSMA/CD局域网是由美国Xerox公司于1975年成功研制，采用无源总线电缆作为传输介质，被称为以太网。以太网采用的介质访问控制方法就是载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）。
集线器的作用类似于一个转发器，它接受来自一条线上的信号并向其它的所有线转发。
IEEE802.3是一个使用CSMA/CD介质访问控制方法的局域网标准。从逻辑上可以将其划分为两大部分：一部分由LLC子层和MAC子层组成，实现OSI/RM的数据链路层功能；另一部分实现物理层功能。
MAC子层和物理层之间的接口，提供包括成帧、载波监听、启动传输和解决争用、在两层间传送串行比特流的设施及用于定时等待等的功能。
IEEE802.3MAC帧格式
| 前导码P | SFD | DA | SA | LEN | 数据 | PAD | FCS |
FCS：帧校验序列
前导码字段P占7个字节，作用是使接收端能根据“1”、“0”交变的比特模式迅速实现比特同步，当检测到连续两位“1”时，便将后续的信息递交给MAC子层。
目的地址字段占2个或6个字节。DA字段最高位为“0”表示单个地址，该地址进制定网络上某个特定站点；DA字段最高位为“1”、其余位不全为“1”表示组地址，该地址指定网络上给定的多个站点；DA字段为全“1”，则表示广播地址，该地址指定网络上所有的站点。源地址字段也占2个或6个字节，其长度必须与目的地址字段的长度相同，在6字节地址字段中，可以利用其48位中的次高位来区分是局部地址还是全局地址。局部地址是由网络管理员分配；全局地址是由IEEE统一分配。
帧校验序列FCS字段是32位的循环冗余码。
IEEE802.3标准提供了MAC子层的功能说明，内容主要有数据封装和介质访问管理两个方面。
数据封装包括成帧、编址和差错检测等；介质访问管理包括介质分配和竞争处理。
数据封装的过程：当LLC子层请求发送一数据帧时，MAC子层的发送数据封装部分便按MSC子层的数据帧格式组帧。首先将一个前导码P和一个帧起始定界符SFD附加到帧的开头部分，填上目的地址和源地址，计算出LLC数据帧的字节数，填入数据长度计数字段LEN。必要时还要将填充字符PAD附加到LLC数据帧后，以确保传送帧的长度满足最短帧长的要求。最后求出CRC检验码附加到帧校验序列FCS中。完成数据封装后的MAC帧，便可递交MAC子层的发送介质访问管理部分以供发送。
接受介质访问管理部分的功能是，首先由PLS检测到达帧，使接受时钟与前导码同步，并接通载波监听信号。接受介质访问管理部件要检测到达的帧是否错误，帧长是否超过最大长度，是否为8位的整倍数。还有过滤因冲突产生的碎片信号。
IEEE802.3广泛应用于办公自动化系统，却无法应用到实时性很强的工厂自动化系统中，主要有两个原因：一是IEEE802.3采用无序竞争机制，且采用二进制指数退避算法解决冲突，无法预知一个帧要经过多长时间才能发生出去；二是IEEE802.3没有优先级，无法保证重要信息的有线传送。
IEEE802.4令牌总线
为此设想将总线网和环网的优点集中起来，物理上采用总线结构以获得较高的物理可靠性，但在逻辑上采用令牌环的工作原理，使各站轮流火的发送权。
令牌是按地址从高到低的顺序进行传递的，总线本质上是一个广播信道，事实上所有的站站都收到了总线上的数据，只是将抵制与自身地址不相符的帧丢掉而已。
令牌环总线的故障处理：(1)逻辑环中断（2）令牌丢失（3）重复令牌
IEEE802.5令牌环 工作原理
（1）环长的比特度量。环的长度往往折算成比特数来度量。一个比特的物理长度是指1比特在环上占有的长度。
环的比特长度=信号传播时延×数据传播速率+接口延迟位数=环路介质长度×5（s/㎞）×数据传输速率+接口延迟位数
（2）环形网络 令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间的点—点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连到网上。
令牌环的操作过程：网络空闲时，只有一个令牌在环路上绕行。当一个站点要发送数据时，必须等待并获得一个令牌，降临拍的标志位置为“1”，随后便可发送数据。环路中的每个站点边转发数据，边检查数据帧中的目的地址，若为本站点的地址，便读取其中所携带的数据。④数据帧绕换一周返回时，发送站将其从环路上撤销。⑤发送站点完成数据发送后，重新产生一个令牌传至下一个站点，以使其它站点获得发送数据帧的许可权。
（3）令牌环的维护 令牌环的故障处理功能主要体现在对令牌和数据帧的维护上，在环路上指定一个站点作为主动令牌管理站，以此来解决这些问题。
（4）令牌环的特点 在数据段采用比特插入法或违法码法，以确保数据的透明传输。
IEEE802.5 令牌环
IEEE802.5标准规定了令牌环的介质访问控制子层和物理层所使用的协议数据单元格式和协议，规定了相邻实体间的服务及连接令牌环物理介质的方法。
IEEE802.5令牌环的MAC帧有两种基本格式：令牌帧和数据帧
1 1 1 字节
| SD | AC | ED |
1 1 1 2或6 2或6 ≥0 4 1 1
| SD | AC | FC | DA | SA | 数据 | FCS | ED | FS |
SD：起始定界符 AC：访问控制 FC：帧格式 DA：目的地址 SA：源地址 FCS：帧校验序列
ED：结束定界符 FS：帧状态
| P | P | P | T | M | R | R | R |
T为令牌/数据帧标志位，该位为“0”表示令牌，为“1”表示数据帧。
帧控制字段FC中的前两位标志帧的类型。“01”表示为一般信息帧，“00”表示为MAC控制帧。
IEEE802.5的介质访问控制功能：帧发送令牌发送帧接受④优先权操作
IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5的比较：IEEE802.3总线网由于结构简单、安装容易、协议简单及总线可靠性高而成为应用最为广泛的局域网，在轻负载时可以获得很好的延迟特性，甚至可以达到零延迟。在网络负载增加时，大量的冲突会引起网络性能下降，无法预知数据传输的最大延迟，不提供优先级支持，不适用实时系统；增加了设备的复杂性及不可靠性，处理短帧时需要添加一定的填充字符，增加了额外开销，网络规模不易扩充。IEEE802.4令牌总线网使用宽带同轴电缆，可以同时支持多个通道，用令牌轮换发送权以避免冲突，采用公平的优先级机制，不需帧的最小长度，但对最大帧长有，设备复杂而且代价昂贵，延迟特性较差，协议相当复杂。IEEE802.5令牌环网使用点—点的连接，用多种传输介质，采用全数字技术，是唯一可以自动检测和隔离网络故障的局域网；支持优先级，支持短帧，最大帧长只受令牌持有时间，在重负载下可以获得很高的传输效率；在低负载下时延较大，它的优先级策略对低优先级不公平，采用集中式控制，对监控站的可靠性要求较高。
IEEE为都市建网定义了一种城域网标准，即IEEE802.6标准的分列双总线DQDB。
DQDB的基本结构：两条平行的单向总线穿绕于整个城市，每个站点同时连接到两条总线上。每条总线都有一个首端，它能产生一个稳定的53字节的信元流。每个信元从首端沿着总线往下传，当它到达终点时，就从总线上消失。DQDB采取的基本原则是站点必须有礼貌：在其下方的站点完全发送后自己才发送。典型的DQDB的覆盖范围是160㎞，数据传输速率为44.736Mb/s（T3）。
8.3
光纤分布数据接口FDDI是以光纤作为传输介质的高性能令牌环网，它的逻辑拓扑结构是一个环，它的物理拓扑结构可以是环形、带树形的环或带星形的环。数据传输速率可达100Mbps。使用基于IEEE802.5令牌环标准的令牌传递协议，使用IEEE802.2标准定义的LLC协议，与IEEE802局域网兼容。采用4B/5B编码，最大环路长度为200km，最多可有1000个物理连接。
FDDI和802.5的主要特性比较
| 特性 | FDDI | 802.5 |
| 介质类型 | 光纤 | 屏蔽双绞线 |
| 数据速率 | 100Mbps | 4Mbps |
| 可靠性措施 | 可靠性规范 | 无可靠性规范 |
| 数据编码 | 4B/5B编码 | 差分曼彻斯特编码 |
| 编码效率 | 80% | 50% |
| 时钟同步 | 分布式时钟 | 集中式时钟 |
| 信道分配 | 定时令牌循环时间 | 优先级位 |
| 令牌发送 | 发送后产生新令牌 | 接受完后产生新令牌 |
| 环上帧数 | 可多个 | 最多一个 |
FDDI MAC帧格式
8 1 1 1 字节
| 前导码P | SD | FC | ED |
8 1 1 2或6 2或6 ≥0 4 0.5 0.5
| 前导码P | SD | FC | DA | SA | INFO | FCS | ED | FS |
SD：起始定界符 FC：帧格式 DA：目的地址 SA：源地址 FCS：帧校验序列
ED：结束定界符 FS：帧状态
1、无线局域网与有线局域网相比有以下诸多优点：（1）安装便捷（2）使用灵活（3）经济节约（4）易于扩展
2、无线局域网必须实现以下技术要求：（1）可靠性（2）兼容性（3）数据速率（4）通信保密（5）移动性（6）节能管理（7）小型化、低价格（8）电磁环境
3、无线局域网的硬件设备有：（1）无线网卡（2）无线AP（3）无线天线
4、无线局域网协议主要分为两大阵营：IEEE 802.11系列标准和欧洲的HiperLAN。
5、蓝牙1.0标准由两个文件组成。一个是核心部分，它规定的是设计标准；另一个叫协议子集部分，它规定的是运作性准则。
6、蓝牙协议可以分为4层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。
7、蓝牙的核心协议包括基带、链路管理、逻辑链路控制与适合协议四部分。
8、WAP主要包括3部分：客户、网关和WWW服务器。
9、移动Ad Hoc网络是一种移动、多跳、自律式系统，它是移动通信和计算机网络相结合的网络，网络中的每个节点都兼有路由器和主机两种功能。
10、移动Ad Hoc网络的特点主要体现在以下方面：（1）网络的性。（2）动态变化的网络拓扑结构。（3）有限的无线通信带宽。（4）有限的主机能源。（5）网络的分布式特点。（6）生存周期短。（7）有限的物理安全。
11、Ad Hoc无线网络的拓扑结构可以分为两种：对等式平面结构和分级结构。
12、根据路由接发原理，目前的路由协议大致可以分为先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议3种。
13、局域网操作系统的基本服务功能：（1）文件服务（2）打印服务（3）数据库服务（4）通信服务（5）信息服务（6）分布式服务
14、文件服务是局域网操作系统中最重要、最基本的网络服务功能。
15、WDP是属于无线网络传输层的协议，其作用是为了使WAP能使用TCP/IP访问因特网。
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