计算机网络知识点.docx

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计算机网络知识点

第一章

1.从因特网的工作方式可以把因特网划分为两个部分：

（1）边缘部分：

由所有连接在因特网上的主机组成。

这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

可以称为客户端。

（2）核心部分：

由大量网络和连接这些网络的路由器组成。

这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

可以称为服务器。

2.在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式（应用进程间通信）通常可划分为两大类：

（主机又称为端系统：

为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。

）

（1）客户服务器方式（C/S）

（2）对等方式（P2P）

3.服务器软件的特点：

·一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户请求。

·系统启动后就一直不断地运行着，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。

·一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

4.对等链接方式

·对等连接（peer-to-peer，简写为P2P）是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

·只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。

·双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

5.对等连接方式的特点：

·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。

6.在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router）。

·路由器是实现分组交换（packetswitching）的关键构件，其任务是存储、转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

7.“交换”（switching）的含义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。

·从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

8.电路交换的特点：

·电路交换必定是面向连接的。

·电路交换的三个阶段：

建立连接、通信、释放连接。

·电路交换传送计算机数据效率低。

9.分组交换的主要特点：

·在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

·每一个数据段前面添加上首部构成分组。

·每一个分组的首部都含有地址等控制信息

·分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

·分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。

·用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

·接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

10.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。

11.在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

·路由器处理分组的过程是：

-把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；

-查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；

-把分组送到适当的端口转发出去。

12.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

13.分组交换带来的问题

·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

14.计算机网络的性能指标：

·速率：

比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位；速率即数据率（datarate）或比特率（bitrate）是计算机网络中最重要的一个性能指标，速率的单位是b/s。

速率往往是指额定速率或标称速率

·带宽：

数字信道所能传送的“最高数据率”，b/s（bit/s）。

·吞吐量：

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量；吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

·时延：

数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和。

在结点A中产生处理时延和排队时延；

在发送器产生传输时延；

在链路上产生传播时延；

15.开放系统互联参考模型

·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。

·法律上的国际标准OSI并没有得到市场的认可。

·是非国际标准TCP/IP现在获得了最广泛的应用。

-TCP/IP常被称为事实上的国际标准。

16.网络协议：

明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题。

网络协议的组成要素：

·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

17.计算机网络分层的好处：

·各层之间相互独立、结构可分、灵活性好；易于实现和维护；能促进标准化工作。

18.计算机网络的体系结构

·计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

·体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义

·实现是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题

·体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件

19.综合OSI和TCP/IP（折中）

·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；而最下面的网络接口层并没有具体内容。

·五层协议的体系结构：

应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

·主机1向主机2发送数据：

1）应用进程数据先传送到应用层，加上应用层首部，成为应用层PDU；

2）应用层PDU再传送到运输层，加上运输层首部，成为运输层报文

3）运输层报文再传送到网络层，加上网络层首部，成为IP数据报（或分组）

4）IP数据报再传送到数据链路层，加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧

5）数据链路层帧再传送到物理层，最下面的物理层把比特流传送到物理媒体

6）电信号（或光信号）在物理媒体中传播，从发送端物理层传送到接收端物理层

第二章物理层

1.物理层主要任务为：

确定与传输媒体的接口的一些特性

·机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

2.通信的分类：

·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）——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

3.最基本的3种调制方法：

·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

4.导向传输媒体：

·双绞线：

屏蔽双绞线STP、无屏蔽双绞线UTP

·同轴电缆：

50Ω同轴电缆、70Ω同轴电缆

·光缆

5.信道复用技术

·频分复用FDM的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）

·时分复用TDM则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）

每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙

每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM帧的长度）

时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度

·统计时分复用STDM

·静态划分信道：

1.频分复用2.时分复用3.波分复用4.码分复用

6.码分多址CDMA的重要特点：

·每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交

·在实用的系统中是使用伪随机码序列

7.宽带接入技术—ADSL（xDSL中的一种）：

非对称数字用户线

·上行和下行带宽做成不对称的

·上行指从用户到ISP，而下行指从ISP到用户

第三章数据链路层

1.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

2.·链路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。

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

3.常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧

4.三个基本问题

1）封装成帧：

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；首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界

2）透明传输（解决透明传输问题）：

·发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”（其十六进制编码是1B）

·字节填充或字符填充——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符

·如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。

当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个

3）差错控制：

·在传输过程中可能会产生比特差错：

1可能会变成0而0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（BitErrorRate）

5.点对点PPP协议

·现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPP（Point-to-PointProtocol）

·用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用PPP协议

6.PPP协议不需要的功能：

纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工或单工链路

7.PPP协议有三个组成部分：

·一个将IP数据报封装到串行链路的方法

·链路控制协议LCP

·网络控制协议NCP

8.数据链路层的两个子层：

·为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，将局域网的数据链路层拆成两个子层：

逻辑链路控制LLC和媒体接入控制MAC

·与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的

9.适配器的作用

·网络接口板又称为通信适配器（adapter）或网络接口卡或“网卡”

·-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

10.CSMA/CD协议

·最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。

当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件

·具有广播特性的总线上实现了一对一的通信

11.载波监听/多点接入/碰撞检测

·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

·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

·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，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞

第四章网络层

1.网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议：

地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、网际控制报文协议ICMP、网际组管理协议IGMP

2.分类IP地址

·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）

3.点分十进制记法

·机器中存放的IP地址是32位二进制代码

·每隔8位插入一个空格能够提高可读性

·将每8位的二进制数转换为十进制数

·采用点分十进制记法则进一步提高可读性

4.地址解析协议ARP

·不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址

·每一个主机都设有一个ARP高速缓存（ARPcache），里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表

5.子网掩码

·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（subnetmask）可以找出IP地址中的子网部分

第五章运输层

1.运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信

2.应用进程之间的通信

·两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信

·应用进程之间的通信又称为端到端的通信

·运输层的一个很重要的功能就是复用和分用

·运输层提供应用进程间的逻辑通信--“逻辑通信”的意思是：

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

3.运输层协议和网络层协议的主要区别：

·IP协议的作用范围（提供主机之间的逻辑通信）

·TCP和UDP协议的作用范围（提供进程之间的逻辑通信）

4.两种不同的运输协议

·运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节（如网络拓扑、所采用的路由选择协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道

·当运输层采用面向连接的TCP协议时，尽管下面的网络是不可靠的（只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道

·当运输层采用无连接的UDP协议时，这种逻辑通信信道是一条不可靠信道

5.两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫做运输协议数据单元TPDU（TransportProtocolDataUnit）

6.运输层的端口：

·运行在计算机中的进程是用进程标识符来标志的

·运行在应用层的各种应用进程却不应当让计算机操作系统指派它的进程标识符。

这是因为在因特网上使用的计算机的操作系统种类很多，而不同的操作系统又使用不同格式的进程标识符

·为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，就必须用统一的方法对TCP/IP体系的应用进程进行标志

·解决这个问题的方法就是在运输层使用协议端口号（protocolportnumber），或通常简称为端口（port）

·虽然通信的终点是应用进程，但我们可以把端口想象是通信的终点，因为我们只要把要传送的报文交到目的主机的某一个合适的目的端口，剩下的工作（即最后交付目的进程）就由TCP来完成

7.UDP的主要特点

·UDP是无连接的

·不可靠交付，同时也不使用拥塞控制

·UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信

·UDP的首部开销小，只有8个字节

8.面向报文的UDP：

·发送方UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。

UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界

·应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发送一个报文

·接收方UDP对IP层交上来的UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文

·应用程序必须选择合适大小的报文

9.TCP最主要的特点

·TCP是面向连接的运输层协议

·每一条TCP连接只能有两个端点（endpoint），每一条TCP连接只能是点对点的（一对一）

·TCP提供可靠交付的服务

·TCP提供全双工通信

·面向字节流

10.面向字节流的TCP

·TCP连接是一条虚连接而不是一条真正的物理连接

·TCP对应用进程一次把多长的报文发送到TCP的缓存中是不关心的

·TCP根据对方给出的窗口值和当前网络拥塞的程度来决定一个报文段应包含多少个字节（UDP发送的报文长度是应用进程给出的）

·TCP可把太长的数据块划分短一些再传送。

TCP也可等待积累有足够多的字节后再构成报文段发送出去

·TCP连接的端点不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，也不是运输层的协议端口。

TCP连接的端点叫做套接字（socket）或插口

·端口号拼接到（contatenatedwith）IP地址即构成了套接字

11.可靠通信

·在发送完一个分组后，必须暂时保留已发送的分组的副本

·分组和确认分组都必须进行编号

·超时计时器的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些

·使用上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信

·这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ（AutomaticRepeatRequest）。

第六章应用层

1.域名系统

·许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS（DomainNameSystem），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IP地址的解析（主机的域名到IP地址的映射）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

·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

·域名服务器的结构：

根域名服务器->顶级域名服务器->权限域名服务器->本地域名服务器

2.文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）是因特网上使用得最广泛的文件传送协议；FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限；FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件

3.FTP特点:

·文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务

·FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性

·FTP使用客户服务器方式。

一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。

FTP的服务器进程由两大部分组成：

一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求

·控制连接（主进程）在整个会话期间一直保持打开，实际用于传输文件的是数据连接（子进程）

4.简单文件传送协议TFTP

·TFTP使用客户服务器方式和使用UDP数据报，因此TFTP需要有自己的差错改正措施

·TFTP只支持文件传输而不支持交互

·TFTP没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别

5.TFTP的主要特点是：

·每次传送的数据PDU中有512字节的数据，但最后一次可不足512字节

·数据PDU也称为文件块（block），每个块按序编号，从1开始

·支持ASCII码或二进制传送

·可对文件进行读或写

6.TFTP的工作很像停止等待协议

·发送完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应指明所确认的块编号

·发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据PDU

·发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个文件块，也要重发确认PDU。

这样就可保证文件的传送不致因某一个数据报的丢失而告失败

7.远程终端协议TELNET

·TELNET是一个简单的远程终端协议，也是因特网的正式标准

·用户用TELNET就可在其所在地通过TCP连接注册（即登录）到远地的另一个主机上（使用主机名或IP地址）

·TELNET能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过TCP连接返回到用户屏幕。

这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机上

8.统一资源定位符URL

·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

·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

9.URL的一般形式

10.HTTP的主要特点

·HTTP是面向事务的客户服务器协议

·HTTP1.0协议是无状态的（stateless）

·HTTP协议本身也是无连接的，虽然它使用了面向连接的TCP向上提供的服务

11.HTTP的报文结构

·请求报文——从客户向服务器发送请求报文

·响应报文——从服务器到客户的回答

·由于HTTP是面向正文的（text-oriented），因此在报文中的每一个字段都是一些ASCII码串，因而每个字段的长度都是不确定的