1、第一章1. 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。2. 这里所说的网络是指“三网” ，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。这三种网络向用户提供的服务不同。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。 3. 分组交换采用存储转发技术。通常我们把要发送的整块数据存储称为一个报文（message） 。在发送报文之前，先把较长的报文划分称为一个个更小的等长数据段，在每段数据段前面加上一些必要的控制信息组成的首部（header）后，就构成了一个分组（packet） 。分组又称为“包” ，二分组的首部也可称为“包头” 。分组时在因特网中传送的数据单元。4. 因特
2、网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。5. 分组交换的优点：高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活：以分组为传送单位和查找路由。迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠：保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性6. 三种交换方式在数据传送阶段的主要特点：电路交换：整个报文的
3、比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。报文交换：整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。分组交换：单个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻节点，存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。7. 几种不同类别的网络：从网络的作用范围进行分类：广域网 WAN (Wide Area Network)、局域网 LAN (Local Area Network) 、城域网 MAN (Metropolitan Area Network)、个人区域网 PAN (Personal Area Network)从网络的使用者进行分类：公用网 (public network)
4、 、专用网 (private network)用来把用户接入到因特网的网络：接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。8. 开放系统互连参考模型 OSI/RM：只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。9. 是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。10. 协议与划分层次：计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以
5、及有关的同步问题（同步含有时序的意思） 。网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。11. 网络协议由以下三个要素组成：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。 同步：事件实现顺序的详细说明。12. TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。第二章13. 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即： 机
6、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、固定和锁定装置等等。电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。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。过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。14. 术语：数据(data)：运送消息的实体。信号(signal) ：数据的电气的或电磁的表现。 模拟的(analogous)：代表消息的参数的取值是连续的。 数字的(digital)：代表消息的参数的取值是离散的。 码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。15. 信号：单向通信（单工通信）：只能有一个方
7、向的通信而没有反方向的交互。双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息。基带(baseband) 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。带通(bandpass) 信号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道） 。16. 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。为了解决这一问题，就必须对基带信号
8、进行调制(modulation)。 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。17. 1924 年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了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。在任何信道中，码元传输的速率数据 （端口号）报文 位 （ IP 地址）分组 （ MAC 地址）帧 是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就
9、可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。 18. 香农(Shannon) 用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率 C 可表达为：C = W log2(1+S/N) b/sW 为信道的带宽（以 Hz 为单位） ；S 为信道内所传信号的平均功率；N 为信道内部的高斯噪声功率。 香农公式表明：信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道不可能是这样的） ，则信道的极限信息
10、传输速率 C 也就没有上限。实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。19. 双绞线：它是最古老但又是最常用的传输媒体。把两根相互绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合（twist）起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。为了提高双绞线的抗电磁干扰能力，可以在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织成的屏蔽层。这就是屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)。他的价格高于无
11、屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)。20. 同轴电缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线） 、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据。21. 光纤是光纤通信的传输媒体。在发送端有光源，可以采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生出光脉冲。在接收端利用光电二极管做成光检测器，在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。只要从纤芯中射到纤芯表面的光纤的入射角大于某个临界角度，就可产生全反射，因此，可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传
12、输，这种光纤就成为多模光纤。若光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射，这样的光纤称为单模光纤。第三章22. 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发23. 链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。数据链路(datalink) 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。
13、若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。24. 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 显然，为了提高帧的传输效率，应当使帧的数据部分长度尽可能地大于首部和尾部的长度。但是，每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限最大传送单元MTU（Maximum Transfer Unit） 。25. 传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0
14、也可能变成 1。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。误码率与信噪比有很大的关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。26. 在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。27. 在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。 28. 假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6） 。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验，若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错，就接受(acce
15、pt)。若余数 R0 ，则判定这个帧有差错，就丢弃。但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数 P，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。是指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧） ，我们都能以非常接近于 1 的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错” 。也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错” （有差错的帧就丢弃而不接受） 。要做到“可靠传输” （即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。 29. 以太网的两个标准：DIX Ethern
16、et V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。另一个是 IEEE 的 802.3 标准。 DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网” 。严格说来， “以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网。30. 网络接口板又称为通信适配器(adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“网卡” 。 适配器的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。 31. CSMA/CD 表示 Ca
17、rrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。总线上并没有什么“载波” 。因此， “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。 “多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 “碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加） 。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线
18、上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测” 。第四章32. 电信网的成功经验让网络负责可靠交付，使用面向连接的通信方式，建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点。虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。33. 网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两
19、个最主要的协议之一。与 IP 协议配套使用的还有三个协议：地址解析协议 ARP(Address Resolution Protocol)网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)34. 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。物理层中继系统：转发器(repeater)。数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。网络层中继系统：路由器(router) 。网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。网络层以上的中继系统：网关(
20、gateway)。 35. 我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配 36. IP 地址的编址方法 分类的 IP 地址：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950在 1985 年通过。构成超网：这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快
21、就得到推广应用37. 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号（net-id） ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号（host-id） ，它标志该主机（或路由器） 。两级的 IP 地址可以记为：38. IP 地址 := , := 代表“定义为”由于网际协议 IP 使用来是互联起来的许多计算机网络能够进行通信，因此 TCP/IP 体系中的网络层常常成为网际层（internet layer）或 IP 层。网际协议 IP 及其配套协议39. 从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。使用子网掩码(subnet ma
22、sk)可以找出 IP 地址中的子网部分。 子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。40. 为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP 报文作为 IP 层数据报的数据，加上数据报的
23、首部，组成 IP 数据报发送出去。ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。ICMP 报文的前 4 个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型、代码和检验和。接着的 4 个字节的内容与 ICMP 的类型有关。ICMP 报文种类 类型的值 ICMP 报文的类型3 终点不可达4 源点抑制(Source quench) 11 时间超过12 参数问题差错报告报文5 改变路由 (Redirect) 8 或 0 回送请求和回答询问报文13 或 14 时间戳请求和回答几种常用的 ICMP 报文类型第五章41. TCP/IP 的运输层有两个不同的协议：用户数据报协议 UDP
24、(User Datagram Protocol)传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)42. 以字节为单位的滑动窗口：A 的发送窗口并不总是和 B 的接收窗口一样大（因为有一定的时间滞后） 。TCP 标准没有规定对不按序到达的数据应如何处理。通常是先临时存放在接收窗口中，等到字节流中所缺少的字节收到后，再按序交付上层的应用进程。TCP 要求接收方必须有累积确认的功能，这样可以减小传输开销。43. 利用滑动窗口实现流量控制：一般说来，我们总是希望数据传输得更快一些。但如果发送方把数据发送得过快，接收方就可能来不及接收，这就会造成数据的丢失。流量控制(
25、flow control)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。利用滑动窗口机制可以很方便地在 TCP 连接上实现流量控制44. 某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏产生拥塞(congestion)。出现资源拥塞的条件：对资源需求的总和 可用资源 若网络中有许多资源同时产生拥塞，网络的性能就要明显变坏，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。 45. 拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素
26、。流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。46. 因特网采用了层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开： . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名各标号分别代表不同级别的域名。 47. 许多应用层软件经常直接使用域名系统 DNS (Domain Name System)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。 因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统 DNS。名字到 I
27、P 地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。48. 顶级域名 TLD (Top Level Domain)：国家顶级域名 nTLD：如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。通用顶级域名 gTLD：.com （公司和企业）.net （网络服务机构）.org （非赢利性组织）.edu （美国专用的教育机构）.gov （美国专用的政府部门）.mil （美国专用的军事部门）.int （国际组织）.aero （航空运输企业） .biz （公司和企业）.cat （加泰隆人的语言和文化团体）.coop （合作团体）
28、 .info （各种情况）.jobs （人力资源管理者）.mobi （移动产品与服务的用户和提供者）.museum （博物馆）.name （个人）.pro （有证书的专业人员） .travel （旅游业） 基础结构域名(infrastructure domain)：这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。49. 万维网 WWW (World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。它是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。这种访问方式称为“链接” 。万维网是分布式超
29、媒体(hypermedia)系统，它是 超文本(hypertext)系统的扩充。一个超文本由多个信息源链接成。利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。超媒体与超文本的区别是文档内容不同。超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。我们使用统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)来标志万维网上的各种文档。每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL。 在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是
30、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。它是一个应用层协议，使用 TCP 连接进行可靠的传送。超文本标记语言 HTML (HyperText Markup Language)使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来50. 统一资源定位符 URL 是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。URL 给资源的位置提供一种抽象的识别方法，并用这种方法给资源定位。只要能够对资源定位，系统就可以对资源进行各种操作，如存取、更新、替换和查找其属性。URL 相当于一个文件名在网络范围的扩展。因此 URL 是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。 由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。URL 的一般形式是：
