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计算机网络笔记
第一章网络概述
1.什么是计算机网络（相互连接的自治计算机的集合）
从应用的观点：
以相互共享资源的方式连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合
从物理的观点：
在网络协议的控制下，有若干台计算机和数据传输设备组成的系统
观点3：
利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联起来，能够互相通信并且共享资源的系统
2.通信子网和资源子网
通信子网：
由CCP（处理主机之间通信任务的专用计算机）组成的传输网络，提供信息化服务
资源子网：
建立在通信子网基础上的主机集合，提供计算资源
3.计算机网络的功能
主要功能：
数据通信（文思安传输等）、资源共享（软件，硬件，数据（库））
提供可靠性服务，节省投资，分布式处理
4.计算机网络的分类
局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）。
各自的特点是什么？
采用什么拓扑结构，采用什么数据交换技术？
局域网LAN
城域网MAN
广域网WAN
范围
小<20km
中等<100km
大>100km
传输技术
基带，10-1000M，延迟低，出错率低10^-11
宽带/基带
宽带，延迟大，出错率高
拓扑结构
总线，环
总线
不规则，点到点
5.计算机网络的拓扑结构
星型、环型、总线型、树型和网状型
第二章数据通信基础
1.数据及计算机通信术语
*数据：
传递信息的实体
*信息：
是数据的内容或解释
*信号：
数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播
信道：
传送信息的线路（或通路）
比特：
即一个二进制位。
比特率为每秒传输的比特数（即数据传送速率）
波特：
码元传输的速率单位。
波特率为每秒传送的码元数（即信号传送速率）
误码率：
信道传输可靠性指标，是一个概率值
信息编码：
将信息用二进制数表示的方法
数据编码：
将数据用物理量表示的方法
2.模拟信号和数字信号
3.网络通信系统的主要指标
4.数字信号、模拟信号，如何相互转换
数字信号：
时间上离散，仅包含有限数目的信号值。
最常见的是二值信号
模拟信号：
时间上连续，包含无穷多个信号值
5.数据传输方式：
单工、半双工、全双工
单工：
数据单向传输
半双工：
数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输
全双工：
数据可以双向同时传输
6.数据传输技术：
基带传输、频带传输：
并行传输、串行传输
基带传输：
不许调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送
频带传输：
数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接受方需要解调
异步传输，同步传输
并行传输：
同时传输多个数据位，通信设备间有一组数据信号线，速度快、处理简单，多用于计算机内部部件之间
串行传输：
一位接一位在通信线上传输，通信设备间只有一条数据信号线，速度低、节省信号线、多用于远距离传输
7.传输介质：
双绞线、光纤、无线介质等
8.数据编码：
数模转换、调制解调；负责调制解调的设备
编码：
用数字信号承载数字或模拟数据
调制：
用模拟信号承载数字或模拟数据
9.将模拟信号数字化的PCM编码的三个过程：
采样、量化和编码
采样：
按一定间隔对语音信号进行采样
量化：
把每个样本舍入到最接近的量化级别上
编码：
对每个舍入后的样本进行编码
10.常用的多路复用技术：
频分多路复用、波分多路复用、时分X，码分X
频分复用FDM：
按频率划分不同的信道，如CATV系统
波分复用WDM：
按波长划分不同的信道，用于光纤传输
时分复用TDM：
按时间划分不同的信道
码分复用CDM：
按地址码划分不同的信道
11.数据交换技术：
电路交换、报文交换、分组交换。
分组交换又分为虚电路分组交换和数据报分组交换，各自的特点是什么？
虚电路分组交换
数据报分组交换
·通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路
·需要三个过程：
建立——数据传输——拆除
·虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要
·提供的是“面向连接”的服务
·各个分组独立的确定路由
·不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装
12.差错控制方法：
奇偶校验码、循环冗余码（CRC）
奇偶校验：
可以在两个级别上实现：
·在原始数据字节的最高位（或最低位）增加一个奇偶校验位，是结果中1的个数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）
·在通信过程中实现：
在发送时增加奇偶校验位
只能用于面向字符的通信协议中
只能检测出奇数个位错，偶数个位错则不能检出
第三章网络体系结构
1.网络协议定义及三要素
定义网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取的行动（三要素：
语义、语法和时序）
语义：
对协议中各协议元素的含义的解释
语法：
协议元素与数据的组合格式，即报文格式
时序：
通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则
2.网络体系结构中分层的概念。
服务、协议、协议数据单元（PDU）
服务：
某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层
协议：
通信双方在通信中必须遵守的规则
PDU：
网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文
传输层及以下各层的PDU的名称：
传输层
段
网络层
分组/包
数据链路层
帧
物理层
比特
3.OSI参考模型：
应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层
OSI参考模型
任务
7：
应用层
为网络应用提供服务
6：
表示层
数据表示
5：
会话层
在用户间建立会话关系
4：
传输层
不同主机进程间的通信
3：
网络层
在主机间传输分组
2：
数据链路层
在节点间可靠地传输镇
1：
物理层
位流的透明传输
4.TCP/IP参考模型：
应用层、传输层、网际层、网络接口层。
各自功能是什么？
每层都有哪些常用协议？
参考模型
功能
常用协议
应用层
支持→→→→
文件传输
FTP、TFTP、NFS
电子邮件
SMTP、POP3
WWW应用
HTTP
远程登录
Telnet、rlogin
网络管理
SNMP
名字管理
DNS
传输层
提供进程间可靠的传输服务
面向连接的：
TCP
无连接的：
UDP
网际层
把数据报通过最佳路径送到目的端
核心协议：
IP
其他：
ICMP、ARP、RARP
网络接口层
数据链路层+物理层
PPP，Ethernet，Tokenring，ATM
第四章局域网
1.局域网的主要技术：
传输介质、拓扑结构和介质访问控制方法。
局域网中介质访问控制方法都有哪些，各自原理？
传输介质：
同轴电缆、双绞线、光缆和无线电波。
拓扑结构：
用传输媒体互联各种设备的物理布局。
主要：
星型、环型，总线型
介质访问控制：
控制网上各种工作站在适当情况下发送数据，并在发送数据的过程中，及时发现问题以及出现问题后妥善解决的一整套处理方法。
常用的媒体访问控制方法：
CSMA/CD（带有碰撞检测的载波侦听多路访问），TokenRing（令牌环），TokenBus（令牌总线）
2.局域网的参考模型：
共分哪几层？
其数据链路层又分为哪两个子层？
遵循ISO/OSI参考模型的原则，主要解决（物理层和数据链路层）的功能以及与网络层的接口服务。
IEEE802参考模型不在设立网络层，物理层分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。
MAC子层的主要功能是控制对传输媒体的访问。
LLC子层的主要功能是向高层提供一个或者多个逻辑接口，具有帧传送和接收功能、
3.IEEE802系列标准：
802.1,802.3,802.4,802.5，802.11
802.1：
局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联
802.3：
CSMA/CD介质访问控制标准和物理层技术规范（应用广泛）
802.4：
令牌总线介质访问控制标准和物理层技术规范
802.5：
令牌环网介质访问机制标准和物理层技术规范（应用广泛）
802.11：
无线局域网介质访问机制标准和物理层技术规范
4.以太网：
以太网最小有效帧为64B，共享式以太网采用CSMA/CD的介质访问控制方法，也是这种以太网的核心技术，该技术的主要工作过程？
5.以太网交换机：
工作原理
交换机：
有多个端口，能同时提供多个通道，允许多个用户之间同时进行数据传输。
工作原理：
·以太网交换机监测发送到每个端口的数据包，通过数据包中的有关信息，建立一张“端口——MAC地址”的映射表。
·当某个端口接收到数据包后，交换机回去出该包中的目的节点的MAC地址，并通过该映射表迅速地将数据包转发到相应的输出端口。
6.ATM（异步传输模式）技术：
数据传输基本单位、工作原理
工作原理
·充分结合了电路交换高速和分组交换高效率的优点，克服了分组交换和电路交换方式的局限性，成为了宽带综合业务数字网的传递方式
·ATM把信息分割成一个个长度固定的信元（Cell）来加以传送，信元包括信元头和用户数据两部分，信元工53个字节长。
·ATM网中的两台主机的两台主机传送数据时，发送方主机首先向交换机建立虚连接的请求。
交换机接收到该请求后，将根据当前网络状况构造相应的路由表。
只有网络中有足够的可用带宽时，ATM交换机才允许连接
·信元到达交换机后，将根据信元头部分的虚拟路径标识符（VPI）从路由表中找到相应的输出端口，然后信元传至下一交换机。
7.VLAN：
是什么？
如何实现？
实质上就是指网络上的节点按工作性质与需要所划分的若干个“逻辑工作组”，其节点组成不受物理位置的限制。
VLAN的组网方法
不同的VLAN组网方法的区别主要表现在对VLAN成员的定义方法上，通常有以下4种
·用交换机端口定义VLAN
·用MAC地址定义VLAN
·用网络层地址定义VLAN
·用IP广播组定义VLAN
第五章广域网
1.广域网特点、数据交换方式
·覆盖范围广，通常从几公里~几万公里
·数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多
·网络结构较复杂，一般都为网状型拓扑结构
·通常利用公用通信网络（PSTN，DDN，ISDN）提供的信道进行数据传输
·主要用于实现局域网的远程互联、远距离计算机之间的数据通信及更大范围的资源共享
数据交换方式：
存储转发
2.常用的广域网接入技术（主干网技术）：
DDN，ISDN，PSDN，帧中继等
DDN（数字数据网）
ISDN（综合业务数字网）
概述
·DDN是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字语音和数字图像等信号。
·DDN是一个公共数字数据传输网络，它为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输通道
·支持任何类型的用户设备入网
·ISDN是国际电信联盟（ITU）为了在数字线路上传输数据而开发的一种信息通信网。
·ISDN主要由用户终端（TE1和TE2）、终端适配器、网络终端组成
·ISDN连接基于两种信道：
B信道（采用电路交换技术）和D信道（采用分组交换技术）
·ISDN连接有两种类型：
基本速率接口（BRI）2B+D；集群速率接口（PRI）北美和日本23B+D，中国，欧洲，澳大利亚30B+D
特点
传输速率高，网络延时小
传输质量较高
协议简单
灵活的连接方式
网络运行管理简便，电路可靠性高
高质量、高速度的数据传输
综合的通信服务
标准化的用户接口
费用便宜
网络互通性强
应用
计算机联网
金融业中
在语音通信、电视会议、计算机联网、远端接入局域网。
。
。
接入帧中继和快速接入Internet等方面都有着广泛的应用
PSDN（公用分组交换网）
帧中继
概述
·是一种以数据包作为基本数据单元进行交换的公共数据网（PDN）。
数据网内部各节点是由交换机（PSE）组成的。
交换机具有存储转发数据包的能力。
·PSDN以X.25协议为基础，通常又称为X.25网。
它允许不同速率、不同协议的用户终端进行通信，在短时间内传送突发式信息。
·X.25是一组协议，规定了分组交换网的接口规程。
X.25对应OSI参考模型地下三层（物理层协议、数据链路层协议和网络层协议）
·帧中继，类似于X.25，都是点对点的交换网络。
它是OSI的数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种快速分组交换技术，适用于吞吐量高、时延低、突发性强的数据传输业务
·帧中继利用光纤作为传输介质，着眼于数据的快速传递，并使用简单的协议来减小网络延迟，将必要的差错控制功能较能交给用户设备完成，最大程度地提高了网络的吞吐量
·帧中继仅包含物理鞥和数据链路层协议，将差错控制和防止拥塞的处理过程交给智能终端去实现，从而大大缩短了结点的时延、提高了数据传输速度、有效地利用了高速数据通道
基本业务功能：
交换虚电路（SVC）
永久虚电路（PVC）
特点
线路利用率高
可以实现不同协议和不同速率的终端之间的相互通信
传输质量高，误码率低
流量控制与管理
应用
利用分组网组建本系统的管理信息网
利用分组网进行中低速联网，实现实施业务处理
利用分组网接入增值业务网
局域网的互联
图像和文件的传输
组建虚拟专用网
5.ADSL技术
ADSL为非对称数字用户线，它使用单对电话线，为网络用户提供宽带数据传输业务。
从1.5M~9M的告诉下行速率和从16K~1M的上行速率，支持在同一根线上同时传输数据和语音，传输距离可达3km~5km。
ADSL的典型结构示意图：
第六章网络互联技术
1.网络互联的类型，分别需要哪些网络互联设备
·局域网——局域网（LAN——LAN）
最常见，又可分为同种局域互联（同种局域网互联）和异种局域网互联（一个以太网和一个令牌环网）
·局域网——广域网互连（LAN——WAN）
通过路由器或网关来实现
·局域网——广域网——局域网互连（LAN——WAN——LAN）
通过路由器和网关实现
·广域网——广域网互连（WAN——WAN）
通过路由器和网关来实现
2.典型的网络互联设备：
中继器、集线器、网桥、交换机、网关、路由器
OSI层次
地址类型
设备
传输层及以上
应用程序进程地址（端口）
网关（协议转换器）
网络层
网络地址（IP地址）
路由器（三层交换机）
数据链路层
物理地址（MAC地址）
网桥、交换机、（网卡）
物理层
无
中继器、集线器、（网卡）
3.网桥和MAC地址
网桥的功能：
网桥是一种在OSI参考模型的数据链路层实现局域网之间互联的设备。
它将两个以上独立的物理网络连接在一起，构成一个单个的逻辑局域网络
工作原理：
对于从端口收到的每个数据帧，首先进行分析和差错检验，然后查看目的MAC地址来决定是删除还是转发这个帧
·发送方和接收方处于同一个物理网络（网桥同侧），则删除该帧——过滤
·若发送方和接收方处于不用的物理网络，则进行路径选择，将该帧转发到目的局域网——交换（转发）
分类：
按连接范围：
本地网桥，远程网桥
根据网桥试运行在服务器上还是作为服务器外的一个单独的物理设备，将网桥分为内桥和外侨
根据网桥的路径选择方法分为透明网桥和源路由网桥
优点：
可实现不同类型的LAN互联
能够隔离物理错误帧，不会使错误扩散
限制了冲突域的范围
隔离故障
缺点：
无法控制传播
只能用于存储转发方式，速度比较慢
无流量控制，负载重时会出现丢帧现象
4.中继器、集线器
互联设备
功能
特点
中继器
信号整形和放大，在网段之间复制比特流
可连接相同传输介质的局域网，也可连接不同传输介质的局域网
不进行存储——信号延迟小
不检查错误——会扩散错误
不对信息进行任何过滤
可进行介质转换——如UTP转换为光纤
用中继器连接的多个网段是一个冲突域
（一次载波监听的范围，一个站点向另一个站点发出信号。
除目的站点外，有多少站点能接收到这个信号，这些站点就构成一个冲突域，多个冲突域构成广播域）
集线器
在我那个段之间复制比特流，信号流整形和放大，可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备
无源HUB：
只负责将多段传输媒体连接在一起，而不对信号本身做任何处理
有源HUB：
类似于无源HUB，但是有信号放大、延伸网段的作用
智能HUB：
除具有有源HUB的全部功能外，还将网络的很多功能集成到HUB中
具有与中继器同样的特点
可改变网络物理拓扑形式：
总线连接→星型连接
逻辑上仍是一个总线型共享介质网络
构建的网络的特点：
所有主机共享带宽
无法限制冲突和广播
适用于小型网络
5.交换机工作原理，方式（存储转发，直通转发，无碎片直通转发）
与网桥类似：
学习源地址（构造转发表）
过滤本网段帧（隔离冲突域）
转发异网段帧（交换）
广播未知帧（寻找目的站点）
6.路由器工作原理
①路由器接收到数据包，提取目标IP地址及子网掩码计算目标网络地址
②根据目标网络地址查找路由表，如果找到目标网络地址就按照相应的出口发送到下一个路由表
③如果没有找到，就看一下有没有默认路由，如果有就按照默认路由的出口发送给下一个路由器
④如果没有找到就给源IP发送一个出错ICMP数据包表明没法传递该数据包
⑤如果是直连路由就按照第二层MAC地址发送给目标站点
7.路由器协议RIP：
采用什么算法、如何衡量距离、大致工作过程
采用距离向量算法来选择路由
第七章互联网基础及应用
1.Internet物理协议
2.Internet协议结构：
TCP/IP协议簇
3.TCP/IP参考模型和OSI参考模型异同：
每层都有哪些协议？
4.TCP协议特点
5.UDP协议特点，和TCP的区别
6.IP协议的特点、作用
7.ARP的工作过程、ICMP协议的作用
8.客户机/服务器（C/S）工作模式
9.IP地址的组成：
共32位，分网络号和主机号
同一物理子网的所有主机和网络设备的网络号是相同的。
同一物理子网中，每一台主机和网络设备的主机号也是唯一的
10.IP地址的分类：
A类，B类，C类各自的范围；主机号部分为什么不能全为0和全为1？
（全0为网络号；全1即为该网络的广播地址）
A类（1.0.0.0~126.255.255.255）126个网络，每个网络有2^24-2个主机
B类（128.0.0.0~191.255.255.255）2^14个网络
C类（192.0.0.0~223.255.255.255）2^21个网络
11.特殊类型的IP地址：
多点广播地址（组播地址）、全0地址、有限广播地址、环回地址
多点广播地址：
凡IP地址中的第一个字节以“1110”开始的地址都叫多点广播地址
“0”地址：
网络号的每一位全为“0”地址
全“0”地址：
对应于当前主机
有线广播地址：
IP地址中的每一个字节都为1的IP地址
环回地址：
IP地址一般不能以十进制数“127”作为开头。
以“127”开头的地址，通常用于网络软件测试以及本地主机进程间的通信
12.子网和子网掩码：
划分子网掩码的方法、子网掩码如何确定、子网掩码IP地址和网络地址之间的关系，如何通过子网掩码、IP地址求算该IP的网络地址？
子网，是指把单一的网络划分为多个物理网络，并使用路由器将其互联起来，这些物理网络就称为子网。
确定子网掩码的方法与步骤：
首先根据网络类型确定每一个子网的网络号
然后根据确定所需要的子网数和每个子网的最大主机数
确定所需要多少位子网号来标识网络上的每一个子网
确定需要多少位主机号来表示每个子网上的每台主机
把已确定的网络号+子网号的各个二进制都置为“1”，主机号对应的二进制位都置为“0”
最后再将该子网掩码的二进制表示形式转化为十进制形式，即为所需的子网掩码。
13.域名系统和DNS服务器：
域名解析过程
14.常用的Internet接入方式：
电话拨号接入、局域网接入、ADSL接入、CableModem接入、光纤接入、无线接入等，各自特点及适用场景
15.常用网络测试命令：
ping命令，ipconfig命令、tracert命令等；ping命令工作原理
16.常见的应用层协议：
http。
FTP，SMTP，DNS等；http请求响应过程
第八章网络管理与网络安全
1.网络管理的5个功能域，及网络管理系统要实现的主要内容：
故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理
2.保障网络安全的主要技术：
防火墙技术、数据（网络）加密技术、入侵检测技术、网络防病毒技术等。
3.网络加密算法：
分为私钥加密算法（对称加密算法）和公约加密算法（非对称加密算法）
4.数字签名原理，和数字加密的区别
5.计算机病毒定义、特点
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