计算机网络总结（一）—概述（持续更新中。。。）

1.计算机网络向用户可以提供哪些服务？

计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，连通性和共享。

2.试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点

（1）电路交换:

电路交换的三个阶段： 建立连接 ->通信 ->释放连接
电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

优点：

由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。
通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。

双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。

电路交换的交换设备及控制均比较简单，成本较低。

缺点：

建立连接时间长。
独占，信道利用率低。
电路交换时，数据直达，不同类型，不同规格，不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

（2）报文交换：

将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。

优点：

中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。

缺点：
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换

分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

优点：

分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 
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
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。

带来的问题：

分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 

分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

3.网络体系为什么采用分层的结构？

各层之间是独立的。
灵活性好。
结构上可分割开。
易于实现和维护。
能促进标准化工作。  

若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。

4.协议和服务

协议是水平的，服务是垂直的。

协议是“水平的”， 即协议是控制对等实体之间的通信的规则。
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。
协议与服务的关系：

在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信息。同层两个实体间有时有连接。

5.五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能

OSI分层（7层）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP分层（4层）：网络接口层、网际层、运输层、应用层。 
五层协议（5层）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。

五层协议各层的功能：
（1）应用层：应用层直接为用户的应用进程提供服务。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（user agent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。
（2）运输层：任务是负责主机中两个进程间的通信。因特网的运输层可使用两种不同的协议。即面向连接的传输控制协议 TCP 和无连接的用户数据报协议UDP。

面向连接的服务：能够提供可靠的交付。

无连接服务：则不能提供可靠的交付。只是 best-effort delivery.
（3）网络层：网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。
（4）数据链路层：将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。每一帧包括数据和必要的控制信息。 

（5）物理层：透明地传输比特流。确定与传输媒体的接口的一些特性，机械特性，电气特性，功能特性，过程特性。确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。

6.常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？

1.双绞线
    双绞线分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。由两根相互绝缘的导线组成。可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，有效带宽达 250kHz，通常距离一般为几道十几公里。导线越粗其通信距离越远。在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。一般用作电话线传输声音信号。虽然双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，但因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。

2.同轴电缆
    同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有绝缘的实心导线外，再套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。由于其高带宽（高达 300~400Hz）、低误码率、性能价格比高，所以用作 LAN 中。同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。

3.光导纤维
    光导纤维以光纤维载体，利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、质量轻：传播频带款、通信容量大：抗雷电和电磁干扰性能好，五串音干扰、保密性好、误码率低。但光电接口的价格较昂贵。光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。
4.无线电微波通信
    无线电微波通信分为地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高、频带范围宽、通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小、传播质量高、通信比较稳定；不受地理环境的影响，建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限制，一般只有 50km，隐蔽性和保密性较差；卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。