计算机网络重要知识点总结

计算机网络-1-《计算机网络》重要知识点总结1.滑动窗口①发送端→发送窗口→对发送端进行流量控制→设定窗口大小，控制发送帧的数量接收端→接收窗口→只有受到的数据帧落入接收窗口内才允许接收，否则一律丢弃②滑动窗口是用来对链路的发送端进行流量控制。③发送窗口大小WT代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可发送多少个数据帧。④在连续ARQ协议中，接收窗口的大小WR=1时：1只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才能接收该帧。否则，就丢弃它。2每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前滑动一个帧的位置。同时发送对该帧的确认。⑤滑动窗口的重要特性：1只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动。2收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。3当发送窗口和接收窗口的大小都等于1时，就是停止等待协议。⑥发送窗口的最大值：当用n个比特进行编号时，若接收窗口的大小为1，则只有在发送窗口的大小WT≤2n-1时，连续ARQ协议才能正确运行。发送端：接收端：2.停止等待协议①完全理想化的数据传输→具有最简单流量控制的数据链路层协议→实用的停止等待协议②停止等待协议:发送端一次只发一个数据帧，接收端一次也只接收一个(接收后发送确认帧)③超时计时器作用：1结点A每发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器。2若到了超时计时器所设置的重传时间tout而仍收不到结点B的任何确认帧，则结点A就重传前面所发送的这一数据帧。3一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”④解决重复帧问题：1使每一个数据帧带上不同的发送序号。每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加1。2若结点B收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为已经收到过同样的数据帧并且也交给了主机B3但此时结点B还必须向A发送确认帧ACK，因为B已经知道A还没有收到上一次发过去的确认帧ACK⑤帧的编号问题：使用一个比特的0和1两种不同的序号来对每次发送的帧进行编号⑥帧的发送序号：数据帧中的发送序号N(S)以0和1交替的方式出现在数据帧中；每发一个新的数据帧，发送序号就和上次发送的不一样。用这样的方法就可以使收方能够区分开新的数据帧和重传的数据帧了。⑦循环冗余检验CRC：在待传送的数据后添加供差错检验用的nbit冗余码一起发送。添加到数据后面的冗余码称为帧检验序列FCS。仅用CRC只做到了无差错接收，要做到可靠传输，还得加上确认和重传机制。⑧停止等待协议要点：1只有收到序号正确的确认帧ACKn后，才更新发送状态变量V(S)一次，并发送新的数据帧。2接收端接收到数据帧时，就要将发送序号N(S)与本地的接收状态变量V(R)相比较。若二者相等就表明是新的数据帧，就收下，并发送确认;否则为重复帧，就必须丢弃。但这时仍须向发送端发送确认帧ACKn，计算机网络-2-而接收状态变量V(R)和确认序号n都不变.3连续出现相同发送序号的数据帧，表明发送端进行了超时重传。连续出现相同序号的确认帧，表明接收端收到了重复帧.4发送端对出错的数据帧进行重传是自动进行的，因而这种差错控制体制常简称为ARQ,自动请求重传。3.连续ARQ协议①连续ARQ工作原理：在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续再发送若干个数据帧;如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧.(减少了等待时间，提高了通信的吞吐量)②需要注意：1接收端只按序接收数据帧。在还未接收到上一个数据帧的确认帧之前，已经接收到的后面的无差错帧都要被丢弃，同时请求发送已发送过的最后一个确认帧(防止确认帧丢失)。2结点在每发送完一个数据帧时都要设置该帧的超时计时器。如果在所设置的超时时间内收到确认帧，就立即将超时计时器清零。但若在所设置的超时时间到了而未收到确认帧，就要重传相应的数据帧（仍需重新设置超时计时器）4.端口①端口：就是运输层服务访问点TSAP②端口的作用：让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给运输层，以及让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。(端口是用来标志应用层的进程)③端口号只具有本地意义，它只是为了标志本计算机应用层中的各个进程在和运输层交互时的层间借口。④两类端口号：1熟知端口：其数值一般为0~1023。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。2一般端口：用来随时分配给请求通信的客户进程。应用程序FTPTELNETSMTPDNSTFTPHTTPSNMPSNMP(trap)熟知端口号2123255369801611625.TCP的编号、确认机制①TCP协议是面向字节的。TCP将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。②在连接建立时，双方要商定初始序号。TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号③TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加1。因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号6.信道①信道有三种通信方式：单工通信、半双工通信、全双工通信。1单工通信(单向通信)：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互2半双工通信(双向交替通信)：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)3全双工通信(双向同时通信)：通信的双方可以同时发送和接收信息。②信道复用技术：频分复用、时分复用、统计时分复用1频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。2时分复用TDM：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。3统计时分复用STDM：a.波分复用WDM→光的频分复用b.码分复用CDM→常用途：码分多址CDMACDMA：*各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。CDMA具有很强的抗干扰能力。*每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片；每个站被指派一个惟一的mbit码片序列；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码片正交：*两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的规格化内积，都是0*任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1计算机网络-3-*一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是–1CDMA工作原理：7.开放系统互连基本参考模型OSI①OSI---七层协议体系结构：物理层→数据链路层→网络层→运输层→会话层→表示层→应用层②TCP/IP四层协议体系结构：网络接口层→网际层IP→运输层→应用层③实用的五层协议体系结构：物理层→数据链路层→网络层→运输层→应用层8.TCP/IP协议①TCP/IP运输层协议：用户数据报协议UDP、传输控制协议TCPTCP/IP网际层协议：IP协议②TCP协议→提供可靠的、面向连接的运输服务。TCP不提供广播或多播服务。增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。TCP首部：*源端口和目的端口字段—各占2字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。*窗口—占2字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。*检验和—占2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。1TCP的数据编号与确认2TCP的流量控制与拥塞控制。利用可变窗口大小进行流量控制。3TCP的重传机制：TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段4TCP的运输连接管理：连接建立、数据传输、连接释放③IP协议：与IP协议的配套协议：地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网控制报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP1IP地址的划分2IP数据报：3IP转发分组的流程4划分子网与子网掩码计算机网络-4-*（IP地址）AND（子网掩码）=网络地址*直接交付→同一网络，直接交付目的主机*间接交付→不同网络，经路由器，间接交付目的主机5无分类编址CIDR–无分类的两级编址*使用网络前缀代替分类地址的网络号与子网号*使用“斜线记法”，在IP地址后加一个斜线，然后写上网络前缀所占的比特数。6因特网控制报文协议ICMP–在IP层*为了提高IP数据报交付成功的机会，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报文+首部→IP数据报→发送7因特网路由选择协议a.内部网关协议IGP（协议类别）*路由信息协议RIP→分布式基于距离的路由选择协议，要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。仅和相邻的路由器交换信息，且交换的信息是路由表。使用运输层的用户数据报UDP进行传送，在应用层。但转发IP数据报的过程是在网络层完成的*OSPF→分布式的链路状态协议。最短路由b.外部网关协议EGP（协议类别）*BGP→不同自治系统的路由器间交换路由信息的协议8因特网组管理协议IGMP→多播环境下使用的协议，在网际层9.IP地址类型判别①IP地址是一种分等级的地址结构，在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号）②IP地址为32bit地址，采用点分十进制每八位为一组进行标记记法。分类：10.载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD协议①“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。②“碰撞检测”检测到碰撞后，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来，每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，等待一段时间后再次发送。③使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）④每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性⑤以太网的端到端往返时延称为争用期，或碰撞窗口，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11.物理层①物理层作用：确定与传输媒体的接口的一些特性②数据通信系统：调制(数字信号→模拟信号)、解调(模拟信号→数字信号)网络类别最大网络数第一个可用网络号最后一个可用网络号每网中最大主机数A27-21126224-2B214-1128.0191.255216-2C221-1192.0.0223.255.25528-2计算机网络-5-③通信信道方式：单工通信、半双工通信、全双工通信④数据通信方式：1同步通信：要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致。发送端发送连续的比特流2异步通信：不要求接收端时钟和发送端时钟同步。发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节⑤信道复用：频分复用、时分复用、统计时分复用（CDMA工作原理）12.信号的传输速率与传播速率①传输速率：即发送速率或带宽，指的是信号在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的最高数据率。②传播速率：与带宽无关，与传输介质有关13.往返时延从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延14.广域网、局域网①局域网通过路由器与广域网组成了范围更广的互联网②局域网：将各主机通过集线器连接在同一个网络中广域网：是单个的网络，实现了不同网络的互联，它使用结点交换机连接各主机而不是用路由器连接各网络。15.帧的差错检验①帧的差错检验方法：循环冗余检验CRC-在待传送的数据后添加供差错检验用的nbit冗余码一起发送。②帧检验序列FCS—添加到待传数据后面的nbit冗余码。③冗