计算机网络(谢希仁)-复习笔记

Question

如题所述

Answer 1

在计算机网络的世界中，节点和链路交织构建起复杂的通信架构。边缘部分，包括主机和路由器，与核心部分的通信子网相辅相成。互联网服务通过C/S和P2P模式为用户提供多元化的服务。核心交换技术包括电路交换、报文交换和分组交换，它们各自承担着数据传输的重要角色。

按范围和用户需求，我们区分出WAN（广域网）、MAN（城域网）、LAN（局域网）和PAN（个人域网），每种网络都有其独特的性能指标，如速率、带宽、吞吐量和时延等，这些都直接影响着网络的效率和响应速度。

协议的三要素——语法、语义和同步，共同定义了数据在网络中的准确传输规则。从OSI七层模型到TCP/IP四层模型，每层都扮演着关键的通信角色。物理层负责传输的机械、电气和过程特性，数据通信系统则由源、传输和目的系统组成，模拟与数字信号的转换是必不可少的步骤。

通信信道有单工、半双工和全双工之分，信号调制则有基带和带通两种方式。编码方式如不归零制、归零制和曼彻斯特编码，以及差分曼彻斯特编码，各有其适用场景。信道容量的计算通过奈氏准则和香农公式，揭示了数据传输的极限。

传输媒体如导引型（双绞线、同轴电缆、光缆）和非导引型（无线电波）的选择，影响着数据的传输质量和覆盖范围。复用技术如FDM、TDM、STDM、WDM和CDM，提升了频谱效率。宽带接入技术如ADSL、HFC网和FTTx，为用户提供高速的接入服务。

数据链路层的核心问题包括帧的封装、透明传输和差错检测，如PPP协议的帧格式和工作状态。以太网标准如DIX Ethernet V2和IEEE 802.3，定义了网络设备的通信规则。适配器的MAC地址和IP地址布局，以及CSMA/CD的要点和算法，都是构建网络通信的基础。

网络层的服务区分了虚电路和数据报，前者提供可靠连接，后者则是无连接传输。IP、ARP、ICMP和IGMP等协议，构成了网络通信的核心组成部分。IPv6的128位地址扩展了网络功能，IGMP负责多播组管理。此外，NAT和VPN技术则在公共网络和专用网络间搭建起灵活的桥梁。

对于高速网络，以太网的100BASE-T实现了双绞线的高速传输。TCP和UDP是运输层的两种基本协议，各有其适用场景。队列管理技术如FIFO和AQM（如RED）确保数据的高效传输。DNS、FTP、TELNET和HTTP等应用协议，构成了丰富的互联网生态系统，共同构建了万维网的信息交流网络。

电子邮件系统中，SMTP用于发送邮件，MIME则扩展了ASCII数据的传输。系统构成包括用户代理、服务器、SMTP、POP3/IMAP等组件，共同支持电子邮件的收发和同步。最后，一系列网络协议如DHCP、SNMP、TFTP、DNS、BGP等，共同维护着网络的稳定与高效。