计算机网络复习

计算机网络复习第一章概述计算机网络的分类.广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个人区域网（PAN）计算机网络想用户提供的主要功能：连通性和共享三种交换技术和实例电路交换（电话机）、报文交换（电报通信、存储转发）、分组交换（路由器、存储转发）网络协议的基本概念、协议与服务的关系网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。协议与服务的关系：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。网络的主要性能指标的含义、单位及相关应用（带宽、时延，时延带宽积等）网络带宽：表示在单位时间内从网络中的某一个点到另一个点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积=传播时延*带宽五层体系结构的层次及各层的主要作用应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层应用层：直接为用户的用户进程提供服务。运输层：负责向两个主机进程之间的通信提供服务。网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。数据链路层：物理层：透明的传送比特流。OSI和TCP的层次模型OSI：应用层、表示层、会话层、应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。TCP：应用层、传输层、网际层、网络接口层。第二章物理层物理层接口的基本特征机械特性、电气特性、功能特性、过程特性奈式准则，波特和比特率的关系奈式准则：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决成为不可能。波特率：指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。香农公式，信道中的极限信息传输速率和带宽及信噪比的关系香农公式：信道的极限传输速率C=Wlog2(1+S/N)(b/s)W为信道的带宽（Hz）S/N为信道比。信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。常见的物理传输媒体。平行线、交叉线的应用双绞线、同轴电缆、光缆、无线电微波通信、卫星通信。平行线是将不同设备连接在一起：如计算机至交换机,计算机到猫,计算机到路由器交叉线的做用是将同种设备连接在一起：如计算机至计算机，交换机至交换机。通信的三种基本方式（单向通信、双向交替通信、双向同时通信）单向通信（单工通信）、双向交替通信（半双工通信）、双向同时通信（全双工通信）信道复用技术的种类及其主要特征（FDM、TDM、WDM、CDMA）频分复用、时分复用、FDM（频分复用的所用用户在同样的时间占用不同的带宽资源（频率带宽））TDM（时分复用：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）CDMA的简单应用常用的宽带接入技术xDSL、HFC、FTTx第三章数据链路层点到点协议PPP及其透明传输的实现（同步传输）PPP组成：一个将IP数据报分转到串行链路的方法。一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP一套网络控制协议NCPPPP格式见课本P73字节填充：添加转义字符0x7D零比特填充（同步传输）：PPP协议的工作状态：链路静止、链路建立、鉴别、网络层协议、链路打开、链路终止差错控制（CRC应用）在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这还不是可靠传输。CSMA/CD协议的工作过程及争用期、最短帧长等概念和应用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）CSMA/CD工作过程：（1）适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部（8个字节），组成以太网帧，放入适配器的缓存中，准备发送。（2）若适配器检测到信道空闲（即在96比特时间内没有检测到信道上有信号），就发送这个帧。若检测到信道忙，则继续检测并等待信道转为空闲（加上96比特），然后发送这个帧。（3）在发送过程中继续监测信道，若一直未检测到碰撞，就顺利把这个帧发送完毕。若检测到碰撞，则中止数据的发送，并发送人为干扰信号。（4）在中止发送后，适配器就执行指数退避算法，等待r倍512比特时间后，返回到步骤（2）。争用期：以太网中定为512比特时间。最短帧长：64字节CSMA/CD协议的以太网采用双向交替通信（半双工通信）。CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）多点接入：总线型网络载波监听：发送前先监听碰撞检测：边发送边监听网桥、交换机的基本工作原理，转发过程网桥工作在数据链路层网桥是按存储转发方式工作的，一定要把整个帧收下来（但集线器或转发器是逐比特转发）在进行处理，而不管目的地址是什么。集线器、交换机对网络冲突域、广播域及带宽的影响vLAN的基本概念和应用虚拟局域网VPN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。第四章网络层1.网络层提供的两种服务方式及特点虚电路服务和数据包服务。对比的方面虚电路服务数据报服务思路可靠通信应该由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证连接的建立必须有不需要终点地址仅在建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序总是按发送顺序到达终点到达终点时不一定按发送顺序端到端的差错处理和流量控制可以由网络负责，也可以由用户主机负责由用户主机负责2.IP地址的分类和硬件地址的关系（ARP）及传输过程中的变化用网桥（它只工作在链路层）互连的网段仍然是一个局域网，只能有一个网络号。物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。ARP：IP地址—物理地址3.子网的划分，会求子网数，主机数，子网号，子网掩码等4.CIDR的概念和应用（路由器聚合，地址块分配，地址数，掩码等）5.ICMP协议的概念和应用，IGMP协议的基本概念ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP不是高层协议，而是IP层的协议。ICMP报文分为ICMP差错报告报文和ICMP询问报文ICMP差错报告报文有5种：终点不可达、源点抑制、时间超过、参数问题、改变路由。ICMP询问报文分为两种：回送请求和回答（PING和traceroute）、时间戳请求回答IGMP协议是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出了某个多播组。6.路由算法的基本概念（RIP应用，OSPF）内部网关协议IGP：RIP和OSPF外部网关协议EGP：BGPRIP：是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。OSPF:是一种分布式的基于链路状态协议。IGPEGP分布式RIPOSPFBGP原理（基于）距离向量链路状态路径向量协议三要素和谁交换信息相邻路由器所有路由器BGP发言人交换内容所有路由相邻路由全部刷新路由定时刷新变化时变化时调用的协议（传送时）UDPIPTCP特点规模小分区域7.VPN和NAT的含义，专有地址和私有地址VPN（虚拟专用网）：利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体。包括内联网、外联网、远程接入VPN。网络地址转换NAT：所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。专用地址：10.0.0.0-10.255.255.255;172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255第五章运输层1.运输层两个主要协议的特点；UDP和TCP的特点（大题）UDP：（1）UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接（当然发送数据结束时也没有连接可释放），因此减少了开销和发送数据之前的时延。（2）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维护复杂的连接状态表。（3）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。（4）UDP没有拥塞控制。网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。（5）UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。（6）UDP的首部开销小，只有8个字节，比TCP的20个字节的首部要短。TCP（1）TCP是面向连接的运输层协议。应用程序在使用TCP协议之前，必须先建立TCP连接。在传送数据完毕后，必须释放已经建立的TCP连接。（2）每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的（一对一）。（3）TCP提供可靠交付的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、而且按序到达。（4）TCP提供全双工通信。（5）面向字节流。2.端口，套接字，网络中通信一端的标识每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点所确定。同一个IP地址可以有多个不同的TCP连接，而同一个端口也可以出现在多个不同的TCP连接中。分类：服务器端使用的端口号：熟知端口号和登记端口号客户端使用的端口号3.流量控制的含义和方法让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。方法：滑动窗口4.TCP的流量控制和确认机制5.拥塞，TCP的拥塞控制算法及应用。实际发送端口的限制拥塞：若对网络中的某一资源的需求超过了该资源的可用部分，网络的性能就要变坏。拥塞控制：就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。流量控制：抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。慢开始、拥塞避免和快重传、快恢复、发送方窗口的上限值=Min[rwnd,cwnd]（rwnd:接收窗口，cwnd：拥塞窗口）6.TCP的三次握手协议MSL：最长报文段寿命时间等待计时器、保活计时器