计算机网络考试复习要点.docx
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计算机网络考试复习要点
第一章
1.3因特网的组成：
边缘部分和核心部分
1.3.1因特网的边缘部分，是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享
客户与服务器方式（Client/Server方式）、对等连接方式（Peer-to-Peer方式）及
它们之间的区别与相同点：
客户服务器方式是一点对多点的。
对等通信是点对点的。
客户端程序被用户调用后运行，在打算通信时主动向服务器发起通信请求服务，所以客户程序必须知道服务器程序的地址。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求，因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器，对等连接也需要知道对方的服务器地址。
1.3.2因特网的核心部分
要点：
分组交换，电路交换、报文交换主要特点区别以及各自的优点
路由器是一种专用计算机（不是主机），路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
从通信资源的分配角度来看，交换switching就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
在使用电路交换打电话之前，必须先拨号建立连接。
电路交换必须经过“建立连接（占用通信资源）——>通话（一直占用通信资源）——>释放连接（归还通信资源
）”三个步骤。
电路交换的特点是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源，所以其线路的传输效率往往很低。
分组交换采用存储转发技术，把要发送的整块数据称为报文。
分组（包）的首部（包头）包含了目的地址和源地址等重要控制信息，每个分组才能在因特网中独立地选择传输路径。
分组交换的优点：
高效——在分组传输的过程中动态分配带宽，对通信链路是逐段占用；灵活——为每一个分组独立的选择转发路由：
迅速——以分组作为传送单位，可以不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，分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性；缺点：
分组在各路由器存储转发时需要排队，会造成一定的时延；各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。
报文交换（电报通信）采用了基于存储转发的原理，其时延较长。
报文交换在数据传送阶段的主要特点是：
整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
区别：
要连续传送大量的数据且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快，报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。
1.5.2几种不同类别的网络
要点：
按作用范围划分的几种网络（广域、城域、局域、个人区域网络）
计算机网络的最简单定义：
一些互相连接的、自治的计算机的集合。
按作用范围划分：
广域网WideAreaNetwork、城域网MetropolitanAreaNetwork、局域网LocalAreaNetwork、个人区域网PersonalAreaNetwork；接入网AccessNetwork
按使用者划分：
公用网publicnetwork、专用网privatenetwork
1.6.1计算机网络的性能指标
要点：
数据率、带宽、吞吐量、时延（发送+传播+处理+排队时延）
1.7.3具有五层协议的体系结构
要点：
清楚知道计算机网络是由哪五层构成，五层之间的排列，每一层的具体功能，
要求能够画出层次图
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，协议三要素：
语法、语义、同步，协议两种形式：
文字描述、程序代码。
计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构architecture，也即计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。
五层协议的体系结构图：
5应用层（各种应用层协议如TELNET、FTP、SMTP等）
4运输层（传输控制协议TCP或用户数据报协议UDP）
3网络层（IP协议）
2数据链路层（PPP协议）
1物理层
0物理传输媒体
物理层的任务是透明的传送比特流，在物理层上传送的数据的单位是比特。
数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上透明的传送帧中的数据。
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，在发送数据时网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
运输层的任务就是负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。
由于一个主机可以同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。
应用层是体系结构中的最高层，它直接为用户的应用进程（正在运行的程序）提供服务。
本章概念：
实体、协议、服务、服务访问点
实体：
任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程，许多情况下实体就是一个特定的软件模块。
协议：
控制两个或多个对等实体进行通信的规则的集合。
（语法、语义、同步）
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
协议与服务的区别：
使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议；下面的协议对上面的实体是透明的。
协议是水平的，它是控制对等实体之间通信的规则；服务是垂直的，它是由下层向上层通过层间接口提供的。
只有能够被高一层的实体看得见的功能才能称为服务。
服务访问点SAP，ServiceAccessPoint，是指在同一系统中相邻两层的实体进行交换信息的地方，实际上就是一个逻辑接口。
第二章物理层
2.1要点：
物理层的作用
物理层考虑的是如何才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
现有的计算机网络中的硬件设备和传输媒体的种类非常繁多，而通信手段也有许多不同方式，物理层的作用正是要尽可能的屏蔽掉这些差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可以使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性：
机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
由于数据在计算机中多采用并行传输方式，而在通信线路上的传输方式一般都是串行传输（即逐个比特按照时间顺序传输），所以物理层还要完成传输方式的转换。
2.2.1数据通信系统的模型
要点：
数据通信系统由哪几部分构成
一个数据通信系统可以划分为三大部分：
源系统（发送端）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端）。
源系统一般包含两个部分
源点：
源点设备产生要传输的数据，源点又称源站或信源。
发送器：
通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。
典型的发送器就是调制器。
目的系统一般也包含两个部分
接收器：
接收传输系统传送过来的信号并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
典型的接收器就是解调器。
终点：
终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出，终点又称目的站或信宿。
2.2.2有关信道的几个基本概念
要点：
数字信号，模拟信号，带通信号，单工、双工、全双工信道，带通调制
消息、数据与信号：
数据是运送消息的实体，信号则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟信号（连续信号）、数字信号（离散信号）
信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
三种基本通信方式：
单向通信（单工通信），只能有一个方向的通信而没有反方向的交互、双向交替通信（半双工通信），一方发送另一方接收，过段时间再反过来，但是不能同时发送或同时接收、双向同时通信（全双工通信），通信双方可以同时发送和接收信息。
来自信源的信号称为基带信号，为了解决基带信号中包含较多的低频成分甚至直流成分，必须对基带信号进行调制。
调制分为两类：
基带调制和带通调制。
最基本的带通调制方法有：
调幅AM、调频FM和调相PM
2.3.1导向传输媒体
要点：
大致知道有哪些（双绞线、同轴电缆、光纤等）
双绞线：
用规则的方法绞合起来的两根并排放在一起的互相绝缘的铜导线。
同轴电缆：
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以及保护塑料套层组成。
光纤：
即光导纤维，由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。
光纤通信利用的是光的全反射原理
2.4.1信道复用技术：
频分复用、时分复用和统计时分复用
要点：
掌握上述三种复用技术的原理
频分复用：
FrequencyDivisionMultiplexing，FDM的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源，即用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带；
时分复用：
TimeDivisionMultiplexing，TDM将时间划分为一段段等长的TDM帧，每个TDM用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙，每个用户所占用的时隙周期性的出现，该周期就是TDM帧的长度，TDM信号也称为等时信号，TDM的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
复用器和分用器正好作用相反，总是成对地使用。
统计时分复用：
StatisticTDM，STDM是一种改进的时分复用，集中器常使用STDM。
一个使用STDM的集中器连接若干个低速用户，然后将它们的数据集中起来后通过高速线路发送到一个远地计算机。
STDM使用STDM帧来传送复用的数据，STDM帧按需动态地分配时隙的特点可以提高信道利用率，每个用户所占用的时隙也不是周期性的出现，STDM又称异步时分复用。
STDM帧中的时隙并不是固定地分配给用户，所以在每个时隙中还必须有用户的地址信息。
使用STDM的集中器也叫做智能复用器，它提供对整个报文的存储转发能力，通过排队方式使各用户更合理的共享信道。
第三章数据链路层
3.1.1数据链路和帧
要点：
数据链路和帧的概念
数据链路：
把实现物理线路上控制数据传输的协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。
帧：
数据链路层的协议数据单元。
点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤：
1结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧
2结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层
3若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。
3.1.2三个基本问题
要点：
封装成帧、透明传输、差错检测
重点：
CRC检验
封装成帧：
就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧，接收端在收到物理层上交的比特流后就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。
透明传输：
即接收端收到的消息和发送端输入的消息是一致的。
传输数据中任何8比特的组合一定不允许与用作帧定界的控制字符的编码一样，字节填充法可以解决这个问题。
差错检测：
现实的通信网络的误码率不可能为零，为了保证数据传输的可靠性，必须采取措施对差错进行检测。
数据链路层广泛采用了循环冗余检验CRC的检错技术。
帧检验序列FCS：
为了进行检错而添加的冗余码。
模2运算
3.2大致了解ppp协议
点对点协议Point-to-PointProtocol是目前使用的最广泛的数据链路层协议，因特网用户通常都要连接到某个ISP（InternetServiceProvider）才能接入因特网，PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。
应满足的需求不需要的功能三个组成部分帧格式工作状态
3.3.2CSMA/CD（重点）
原理：
掌握原理、载波监听、碰撞检验、退避算法
CSMA/CD协议：
载波监听多点接入/碰撞检测协议，是协调以太网总线上各计算机工作的一种特殊协议；
多点接入：
许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上，CSMA/CD协议的实质是“载波监听”和“碰撞检测”。
载波监听：
发送前先监听，利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，如果有，则暂时不要发送数据，要等待信道变为空闲时再发送，
碰撞检测:
边发送边监听，即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据，当适配器检测到的信号电压变化幅度超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞，即发生了冲突。
这时，总线上传输的信号产生了严重的失真且无法恢复，因此每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，适配器就要立即停止发送，然后等待一段随机时间后再次发送。
显然，在使用CSMA/CD协议时一个站不可能同时进行发送和接收，那么使用CSMA/CD协议的以太网只能进行双向交替通信。
局域网上的计算机也常被称为主机、工作站、站点或站
电磁波在1Km电缆上的传播时延约为5μs——>传播时延的计算
以太网使用截断二进制指数退避算法来解决碰撞问题，即让发生碰撞的站在停止发送数据后，不是等待信道变为空闲就立即再发送数据，而是推迟（退避）一个随机的时间，使重传时再次发生冲突的概率减小，退避算法步骤：
1确定基本退避时间，它就是争用期2τ，
2从[0，1，…，（2k-1）]中随即取出一个数，记为r，k=Min[重传次数，10]，重传应推后的时间就是r倍的争用期，
3当重传达16次仍不能成功时则丢弃该帧并向高层报告。
其他：
争用期概念，最短有效帧长度，集线器结构、工作在哪一层，集线器与交换机的主要区别，MAC地址（48位，位于网卡）
争用期：
以太网端到端的往返时间2τ，也称碰撞窗口，一个站在发送完数据后只有通过争用期的考验，即经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞，以太网把争用期定为51.2μs。
以太网规定最短有效帧长度为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧，收到无效帧应当立即丢弃
集线器特点：
使用集线器的局域网在物理上是一个星型网，在逻辑上仍然是一个总线网，这种10BASE-T以太网（10Mb/s基带信号双绞线以太网）又称星型总线或盒中总线；一个集线器有许多接口，每个接口通过RJ-45插头用两对双绞线与一个工作站上的适配器相连；集线器工作在物理层，它只简单地转发比特，不进行碰撞检测；集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。
MAC：
MediumAccessControl，局域网的地址应当是每一个站（主机）的名字或标识符，用一个地址块可以生成224个不同的地址，用这种方式得到的48位地址称为MAC-48，即EUI-48；在生产适配器时，这种6字节的MAC地址已被固化在适配器的ROM中，所以MAC地址也叫硬件地址或物理地址，实际上也就是适配器地址或适配器标识符EUI-48
集线器、网桥、交换机、路由器区别？
分别工作在哪一层？
集线器是以太网星形拓扑中心的一种可靠性非常高的设备，配合双绞线以太网使用，集线器工作在物理层
网桥是在数据链路层使用的中间设备，可以用来扩展以太网。
网桥也叫桥接器，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤，网桥工作在数据链路层
交换式集线器常称为以太网交换机，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，交换机工作在数据链路层
路由器是一种专用计算机（不是主机），路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，路由器工作在网络层
在网络层以上使用的中间设备叫做网关
第四章网络层
4.1网络层提供的两种服务的区别优缺点
虚电路服务：
在分组交换中建立一条虚电路，当两个站进行通信时必须先建立连接，然后双方就沿着已建立的虚拟电路发送分组，这种面向连接的通信方式使网络能够向用户提供可靠传输的服务
数据报服务：
网络层只向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务，在发送分组（IP数据报）之前不建立连接，网络层不提供服务质量的承诺。
4.2.2分类IP地址
要点：
至少能区分出A、B、C三类地址
IP地址就是给因特网上的每一个主机或路由器的每一个接口分配一个在全世界范围内唯一的32位的标识符，IP地址的结构可以使我们在因特网上很方便地进行寻址
分类的IP地址可以记为：
IP地址:
:
={<网络号>,<主机号>}
其中最常用的A类、B类、C类地址都是单播地址，
A类地址网络号字段长1字节，类别位数值为0，主机号字段长3字节
B类地址网络号字段长2字节，类别位数值为10，主机号字段长2字节
C类地址网络号字段长3字节，类别位数值为110，主机号字段长1字节
对于主机或路由器来说，IP地址都是32位的二进制代码，为了提高可读性，把32位的IP地址中的每8位用其等效的十进制数字表示并且在这些数字之间加上一个点，这就叫做点分十进制记法
4.2.3IP地址与硬件地址
要点：
通读本节
物理地址是数据链路和物理层使用的地址，IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址；Ip地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部；在网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层及以下使用的是硬件地址，数据链路层看不见数据报的IP地址
4.2.4ARP的工作原理
地址解析协议Address Resolution Protocol，ARP可以在已经知道一个主机或路由器的IP地址的情况下找出其相应的物理地址，解决这个问题的办法是在主机ARP高速缓存中存放一个从IP地址到物理地址的映射表，并且这个映射表还经常动态更新。
4.2.5了解IP数据报格式
一个IP数据报由首部和数据部分组成，首部中的前一部分是２０字节的固定部分，固定部分中包含的字段有：
版本，４位，指IP协议的版本；首部长度，４位；区分服务；总长度；标识；标志；片偏移；生存时间；协议；首部检验和；源地址；目的地址
4.2.6IP层转发分组流程
在互联网上转发分组时，是从一个路由器转发到下一个路由器。
在路由表中，对每一条路由最主要的是以下两个信息：
（目的网络地址，下一跳地址）
分组转发算法：
１，２，３，４，５，６
………………
4.3熟悉本节算法，具体看所作习题
划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号，于是两级IP地址就在本单位内部变为三级IP地址：
IP地址：
：
＝｛＜网络号＞，＜子网号＞，＜主机号＞｝
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性，只要把子网掩码和IP地址进行逐位逻辑与运算，就能立即得到网络地址
使用子网划分后，路由表就必须包含以下三项信息：
目的网络地址、子网掩码、下一跳地址；路由器转发分组的算法也有相应变化
4.5.1掌握自治系统、内部网关协议、外部网关协议概念
因采用分层次的路由选择协议，因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统AS，AS是在单一技术管理下的一组路由器，这些路由器同时使用一种AS内部的路由选择协议和一种AS之间的路由选择协议；现在的AS定义强调一个AS对其他AS表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略
故因特网把路由选择协议分为两类：
内部网关协议IGP，即一个AS内部使用的路由选择（域内路由选择）协议，如RIP和OSPF协议；外部网关协议EGP，即不同AS之间使用的路由选择（域间路由选择）协议，如BGP—４
4.5.2掌握RIP基于距离的算法
路由信息协议Routing Information Protocol，是内部网关协议IGP中最广泛使用的协议，RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议
距离向量算法要点：
设X是结点A到B的最短路径上的一个结点，若把路径A——＞B拆成两段路径A——＞X和X——＞B，则每一段路径A——＞X和X——＞B也都分别是结点A到X和结点X到B的最短路径
4.7大致了解本节
虚拟专用网Virtual Private Network
网络地址转换Network Address Translation
第五章运输层
5.1.1进程之间的通信
要点：
掌握基本原理，了解端口功能
运输层向它上面的应用层提供通信服务，通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程，也就是说端到端的通信是两个主机中的应用进程互相通信。
运输层提供应用进程间的逻辑通信；逻辑通信指：
运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据，但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接。
网络层是为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信
5.2/5.3掌握UDP和TCP的主要特点
传输控制协议Transmission Control Protocol，提供面向连接的服务，在传送数据之前必须先建立连接，传送结束后要释放连接。
TCP提供可靠的运输服务，会增加许多开销，其协议数据单元的首部也增大很多；使用TCP的应用和应用层协议有：
电子邮件SMTP、远程终端接入TELNET、万维网HTTP、文件传送FTP
用户数据报协议User Datagram Protocol，在传送数据之前不需要先建立连接，在远地主机收到UDP报文后不需要给出任何确认，即UDP不提供可靠交付
UDP主要特点：
无连接；使用尽最大努力交付；面向报文；没有拥塞控制；支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信；首部开销小
TCP主要特点：
面向连接；每条TCP连接只能有两个端点，TCP连接只能是点对点的、一对一的；提供可靠交付；提供全双工通信；面向字节流
5.4.1了解停止等待协议及其本质——确认和重传机制
TCP实现可靠传输的关键在于停止等待协议和连续ARQ协议
停止等待就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一个分组
超时重传 超时计时器 确认丢失 确认迟到
5.4.2了解连续ARQ协议
自动重传请求Automatic Repeat reQuest
连续ARQ协议规定，发送方每收到一个确认，就把发送窗口向前滑动一个分组的位置，接收方采用累积确认的方式，即对按序到达的最后一个分组发送确认
5.6.1了解以字节为单位的滑动窗口
TCP的滑动窗口是以字节为单位的
5.7—5.8大致浏览ppt
5.9.1//5.9.2掌握TCP的连接建立和释放过程
TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程，则运输连接有三个阶段：
连接建立、数据传送、连接释放
TCP连接的建立采用客户服务器方式，主动发起连接建立的应用程序叫做客户Client，而被动等待连接建立的应用程序叫做服务器Server
TCP连接建立的过程采用三次握手的方法
TCP连接释放过程四次握手：
A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接；B收到连接释放报文段后即发出确认；A收到来自B的确认后，就进入终止等待２状态，等待B发出的连接释放报文段；若B已经没有要向A发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接，B进入最后确认状态，等待A的确认；A在收到B的连接释放报文段后，必须对此发出确认，然后进入到时间等待TIME－WAIT状态，经过时间等待计时器设置的时间２MSL（最长报文段寿命）后A进入到CLOSED状态；当A撤销相应的传输控制块TCB后，就结束了这次的TCP连接
第6章应用层
每个应用协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的，应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。
应用层是许多协议都是基于客户服务器方式。
客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
6.1/6.4了解域名系统和万维网
域名系统Domain Name System，因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。
因特网的域名系统DNS为一个联机分布式数据库系统，采用客户服务器方式，DNS使大多数名字都在本地进行解析。
域
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