计算机网络复习提纲.docx
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计算机网络复习提纲
1、理解计算机网络的定义，掌握计算机网络常见的分类。
答：
计算机网络是一些互相连接的、能够共享资源又相互自治的计算机的集合。
从网络的作用范围进行分类：
局域网LAN（LocalAreaNetwork）、城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）、广域网WAN（WideAreaNetwork）
从网络的使用者进行分类：
公用网（publicnetwork）、专用网（privatenetwork）
用来把用户接入到因特网的网络：
本地接入网、居民接入网
2、了解计算机网络发展的三个阶段
答：
1）第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。
2）第二阶段的特点是建成三级结构的因特网。
3）第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、掌握计算机网络的性能指标
答：
1.速率2.带宽3.吞吐量4.时延5.利用率6带宽线路
比特（bit）是计算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。
网络技术中的速率是指在信道上（或一段链路上）能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率。
速率的单位就是比特每秒（bit/s）。
“带宽”（bandwidth）本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s（bit/s）。
吞吐量：
单位时间内通过某个网络的数据量。
吞吐量受到网络的带宽或网络额定速率的限制。
有时吞吐量还可用每秒传送的字节数或帧数来表示。
数据经历的总时延就是节点处理时延、排队时延、传输时延（发送时延）和传播时延之和：
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
缓存中排队，等待交换——时延流量大，排队分组多，排队时延大
传输时延（发送时延）：
将分组的所有比特推（传）向链路所需要的时间
分组到达链路的速率超过输出链路能力——丢包
空闲（可用）缓存：
如果无空闲缓存则到达的分组丢失（丢包）
分组丢失（lost）：
当到达的分组发现队列已满，没有空间存储，被丢弃（drop）。
设计系统时流量强度不能大于1
对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
提高链路带宽减小了数据的发送时延。
信道利用率：
某信道有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。
网络利用率：
全网络的信道利用率的加权平均值。
宽带线路：
可通过较高数据率的线路。
宽带是相对的概念，并没有绝对的标准。
在目前，对于用户接入到因特网的用户线来说，每秒传送几个兆比特就可以算是宽带速率。
5、掌握客户和服务器模式工作原理（使用TCP/IP协议进行通信）
答:
客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
客户向服务器主动发出请求，服务器等待处理请求。
6、了解计算机网络体系结构的形成、体会采用分层思想的必要性，了解其层次结构、分层的基本原则。
计算机网络的体系结构（architecture）是计算机网络的各层及其协议的集合。
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。
网际层的主要功能是实现互连网络环境下的端到端数据分组传输，这种端到端数据分组传输采用无连接交换方式来完成。
为此，网际层提供了基于无连接的数据传输、路由选择、拥塞控制和地址映射等功能，这些功能主要由4个协议来实现：
IP、ARP、RARP和ICMP，其中IP协议提供数据分组传输、路由选择等功能，ARP和RARP提供逻辑地址与物理地址映射功能，ICMP协议提供网络控制和差错处理功能。
v答：
书26~27页。
分层的好处
v各层之间是独立的。
v灵活性好。
v结构上可分割开。
v易于实现和维护。
v能促进标准化工作
7、掌握协议的概念及其层次、接口的含义
答：
书30页。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合
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，还需要使用下层所提供的服务。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的
第二章：
8、了解常用的网络传输介质及其特点
答：
物理层下面的传输媒体分为：
导向传输媒体、非导向传输媒体
导向传输媒体：
电磁波被导向沿着固体媒体传播。
（有线）
非导向传输媒体：
指自由空间，电磁波传播称无线传输。
（无线）
导向传输媒体：
双绞线：
屏蔽双绞线STP；无屏蔽双绞线UTP
电脑和路由器连接线怎样排列？
橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕；线的排列顺序：
左手拿线，线头朝外，顺序是从左到右数。
右手拿插头，金属簧片朝上插入线芯。
2头一样就行里面小皮不能去掉
同轴电缆：
50欧姆同轴电缆；75欧姆同轴电缆（多用于有线电视的传输中）
光缆：
多模光纤是指在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。
其光纤芯径在50到100μm的范围内，多条入射角度不同的光线可以同时在一条光纤反射式地传播。
单模光纤是使用折射率突变型光纤。
其芯径被减少到某个波长级，这样只有一个角度即“模式”的光纤可以通过：
轴心光线。
于是所有光线都能“同时”到达，并能无失真地重新组合，通常用于长距离的传输。
非导向传输媒体：
红外通信、激光通信和微波通信（地面微波接力通信和卫星通信）
适用:
架设或铺埋电缆或光缆较困难的地方,广泛应用于电话领域构成的蜂窝式无线电话网。
9、了解常用的宽带接入技术原理及特点。
答：
DSL（数字用户线）其前面的X表示在数字用户线上实现的不同方案。
ADSL非对称数字用户线（我国使用最广泛）
ADSL的特点：
上行和下行带宽做成不对称的。
最大好处是可以利用现有电话网中的用户线，不需要重新布线。
ADSL采用的技术是离散多音调DMT（DiscreteMulti-Tone）调制技术（FDMA的一种）。
这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。
把40kHz以上一直到1.1MHz的高端频谱划分为许多的子信道，其中25个子信道用于上行信道，而249个子信道用于下行信道。
第三章数据链路层
10、了解链路和数据链路的概念。
答：
链路（link）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。
数据链路（datalink）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。
11、掌握封装成帧、透明传输、差错检测的策略
答：
点对点信道的数据链路层的协议数据单元——帧。
每一种链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限——最大传送单元MTU。
封装成帧——就是在一段数据的前后分别添加尾部和首部，这就构成了一个帧。
透明传输——数据链路层协议允许所传送的数据可具有任意形式的比特组合。
数据部分恰好出现SOH（控制字符表开始）与EOT（控制字符表结束）一样的代码的解决办法：
1、采用转义字符2、比特插入。
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）。
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。
在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。
仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受（accept）。
“无差错接受”是指：
“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。
也就是说：
“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。
要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。
12、了解点对点PPP协议
答：
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）。
PPP协议最主要的特点：
简单；封装成帧；透明传输；支持多种网络层协议；多种类型链路；差错检测（不纠正差错）。
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（只支持全双工）；
透明传输问题：
1、字节填充（书第73页）（协议规定采用硬件来完成比特填充）：
将信息字段中出现的每一个F标志的前面插入转义字符01111101。
若信息字段中出现一个转义字符01111101,则在其后插入01011101。
；
2、零比特填充（书第74页）：
在发送端，只要发现有5个连续1，则立即填入一个0。
接收端对帧中的比特流进行扫描。
每当发现5个连续1时，就把这5个连续1后的一个0删除；
3、PPP协议状态图（书第75页）
13、掌握局域网中常见的标准拓扑结构
答：
局域网的拓扑：
星形网；总线网（主要使用）；环形网；树形网
以太网是局域网的代名词。
14、理解并掌握局域网的体系结构IEEE802参考模型。
掌握以太网V2的帧格式，了解其与802.3帧格式的区别。
无效的MAC帧：
帧的长度不是整数个字节；
用收到的帧检验序列FCS查出有差错；
数据字段的长度不在46~1500字节之间。
对于检查出的无效MAC帧就简单地丢弃。
以太网不负责重传丢弃的帧。
在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。
传统以太网——以太网的两个标准
DIXEthernetV2是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。
IEEE的802.3标准。
DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。
严格说来，“以太网”应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网
15、重点掌握载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD技术的实现原理。
CSMA/Cd协议——是载波侦听多路访问/冲突检测（书80页）
答：
“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。
碰撞的结果是两个帧都变得无用。
如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。
由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节。
以太网规定了最短有效帧长为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。
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）。
第四章网络层
16、了解网络层的功能及其服务
答：
因特网网络层的功能：
在通信主机之间传输分组；网络层协议必须在每一台主机和路由器上实现两项重要功能:
路径决策:
为分组在收发双方之间确定路径，路由选择算法
交换:
在路由器的输入、输出端口传递分组
网络层提供的两种服务：
虚电路服务（面向连接）与数据报服务（非面向连接）
18、理解路由选择的概念和分类；静态路由（适用环境：
不太复杂的网络结构）、动态路由
答：
两类路由选择协议：
内部网关协议IGP（Interiorgatewayprotocol）类：
有RIP，HELLO和OSPF等。
外部网关协议EGP（Exteriorgatewayprotocol）类：
有EGP和BGP（边界网关协议）等。
每种协议用于自治系统的不同方面，内部网关协议被自治系统中的路由器使用，而外部网关协议用于自治系统间的通信。
路由选择协议目标:
在收发双方的通信过程中为分组（所经由的一系列路由器中）确定一条“好”的路径。
动态路由：
动态路由器上的路由表项是通过相互连接的路由器之间交换彼此信息，然后按照一定的算法优化出来的，而这些路由信息是在一定时间间隙里不断更新，以适应不断变化的网络，以随时获得最优的寻路效果。
静态路由：
静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。
当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。
19、掌握IP地址的划分方法
答：
书本113~115页。
20、划分子网、CIDR的原理
答：
由网络管理员将一个给定的网络分为若干个更小的部分，称为子网划分.
原则上，子网划分时至少要从主机位的高位中选择两位作为子网络位；而只要能保证保留两位作为主机位，A、B、C类网络最多可借出的子网络位是不同的，A类至多可达22位、B类至多为14位，C类则为6位。
例子：
有一个C类网络199.5.12.0,请将其划分后供三个网段所用。
需要从主机位中借出几位作为子网络位？
有多少个子网？
每个子网的地址范围？
应该从主机位借出高2位作为子网络位。
相应地，共有4个子网络，每个子网络中的最大主机数为64个。
4个子网：
subnet1:
X.X.X.00000000-X.X.X.00111111
（199.5.12.0-199.5.12.63）
subnet2:
X.X.X.01000000-X.X.X.01111111
（199.5.12.64-199.5.12.127）
subnet3:
X.X.X.10000000-X.X.X.10111111
（199.5.12.128-199.5.12.191）
subnet4:
X.X.X.11000000-X.X.X.11111111
（199.5.12.192-199.5.12.255）
例子：
（理解）
给定IP地址102.2.3.3，已经不能简单地将视为是一个A类地址而认为其网络标识为102.0.0.0：
若是进行了8位的子网划分，则其就相当于是一个B类地址且网络标识成为102.2.0.0；（并非实际意义上的B类）
无分类域间路由选择CIDR
网络前缀的后面加一个*的表示方法
例如0000101000*，在星号之前的是网络前缀，而*表示IP地址中的主机号，可以是任意值。
例子：
128.14.32.0/20表示的地址块共有212个地址（因为斜线后面的20是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是12位）。
这个地址块的起始地址是128.14.32.0。
在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20地址块”。
128.14.32.0/20地址块的最小地址：
128.14.32.0
128.14.32.0/20地址块的最大地址：
128.14.47.255
全0和全1的主机号地址一般不使用。
21、熟悉IP、ARP、ICMP等网络层协议和应用的实现原理
答：
IP协议，也称为网际协议，是整个TCP/IP协议的基础
IP数据报的最大长度为65535字节。
总长度必须不超过最大传送单元MTU
IP地址:
32-bit用来定义主机,路由器的接口
接口:
连接主机,路由器之间的物理链路
路由器一般有多个接口
主机也可能有多个网络接口
IP地址只和接口有关,而与主机,路由器却没有太多关联
ICMP因特网控制报文协议：
用于主机、路由器、网关之间交换网络层信息
同处于网络层但“凌驾”于IP之上；ICMP报文需要IP分组来传输。
地址解析协议ARP：
高层协议（IP）通过IP地址来指定源地址和目的地址，而低层的物理网络通过物理地址发送和接收信息。
为了在物理上实现IP分组的传输，需要在网络互连层提供从主机IP地址到主机物理地址或MAC地址的映射功能。
ARP正是实现这种功能的协议。
ARPrequest（ARP请求）
用于在网络中请求关于某个IP地址对应的MAC地址的广播包。
ARPreply（ARP回应）
用于在网络中回应关于某个IP地址对应的MAC地址单播包。
问题：
若主机1要给位于另一个网段中的主机4发送数据，是否也是采用上面所介绍的方式？
回答是否定的。
因为第二层广播（在此为以太网帧的广播）是不可能被第三层设备路由器转发的。
所有的第二层广播都会被路由器丢弃，即路由器不转发第二层的广播帧。
因特网组管理协议工作在主机和直接与其相连的路由器之间。
路由器用IGMP协议收集子网内主机的组成员信息。
第五章
22、理解传输层的基本功能
答：
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。
（因特网中的传输层充当“收发室”的角色因特网中的网络层充当“邮递业务”的角色）
运输层还要对收到的报文进行差错检测。
运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。
（运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道）
23、常用端口
25、理解差错控制和流量控制技术，重点掌握流量控制与滑动窗口协议
答：
停等协议是一种最简单的差错控制和流量控制协议。
其规定在发送一分组数据后便停止发送，等待收端的响应。
根据接收端的不同响应，发送端进行不同的处理；
接收端发回ACK确认分组，说明接收正常，发送端继续发下一分组；
接收端发回NAK否认分组，说明发送端发送的数据有错，不予接收，发送端要重发数据分组。
若多次有错，就要多次重发，直至接收正确
发送的数据分组丢失，收端未接到信息，因此无任何响应发回。
发送端根据超时设置确定超时后，再重发数据分组；
接收端正确接收了数据分组后，发回响应分组，但响应分组丢失中途丢失。
发送端也要根据定时设置，在超时时，重发数据分组。
可见，发送端的发送速度完全受控于接收端的响应分组。
接收端可以根据情况放慢接收速度或停止继续接收数据，就可达到流量控制的目的。
停等协议对有错数据的重发是自动进行的，因此也叫停等ARQ协议。
26连续ARQ协议工作原理：
（自动重发请求法（ARQ法））
发送方发完一分组后，不必停下来等待对方的应答，可以连续发送若干分组；如果在发送过程中收到接收方的肯定应答，可以继续发送；若收到对其中某一分组的否认分组，则使用某种ARQ方式重发数据。
回退n帧（go-back-n）GBN，以及选择性重传（selectiverepeat）ARQ，两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大时，帧在线路上可以连续地流动，因此又称其为连续ARQ协议。
连续重发请求ARQ方案是指发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等前一帧被确认便可继续发送下一帧，效率大大提高。
但在这种重发请求方案中，需要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间（称作重发表），用以存放若干待确认的信息帧。
当发送方收到对某信息帧的确认帧后，便可从重发表中将该信息帧删除。
所以，连续重发请求ARQ方案的链路传输效率大大提高，但相应地需要更大的缓冲存储空间。
在这一协议中，当发送站点发送完一个数据帧后，不是停下来等待应答帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。
如果在此过程中又收到了接收端发来的应答帧，那么还可以接着发送数据帧。
由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。
//ARQ法有几种实现方案，停止等待协议和连续ARQ协议是其中最基本的两种方案。
1.TCP使用窗口机制进行流量控制
（所谓流量控制就是调整发送信息的速率，接收结点能够及时处理它们的一个过程。
）
什么是窗口？
连接建立时，各端分配一块缓冲区用来存储接收的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端。
接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸。
剩余缓冲区空间的数量叫做窗口。
发送窗口。
发送窗口是指发送方允许连续发送分组的序号表。
发送方在不等待应答而连续发送的最大分组数称为发送窗口的尺寸。
接收窗口。
接收窗口是指接收方允许接收分组的序号表。
凡是发送到接收窗口内的分组，才能被接收方所接收，在窗口外的其它分组将被丢弃。
（TCP流量控制）窗口滑动。
发送方每发送一分组，窗口便向前滑动一个格，直到发送分组数等于最大窗口数目时便停止发送。
也就是说，窗口中能容纳的逻辑数据单元数，就是该窗口的大小。
（TCP拥塞控制）解决拥塞的方法：
发送方保持两个窗口
接收窗口rwnd
拥塞窗口cwnd
取两者的最小值为发送的字节数
如何确定拥塞窗口的大小？
慢速启动算法
在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段MSS的数值。
在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。
用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd，可以使分组注入到网络的速率更加合理。
拥塞控制算法
定义初始拥塞窗口初始值cwnd0和发送窗口初始值ssthresh0
初始超时，拥塞窗口临界值减半，ssthresh1=ssthresh0/2
cwnd二进制指数增长至确认超时
cwnd线性增长至确认超时
超时拥塞窗口值减半，ssthresh1=ssthresh/2
cwnd1=cwnd0
重新开始慢速启动过程
重点看书207~211页，慢开始拥塞避免快重传快恢复！
26、熟悉TCP、UDP等运输层协议和应用的实现原理
答：
书185页图，书194页图
每一条TCP连接有两个端点，叫做套接字或插口。
同一个IP地址可以有多个不同的TCP连接，而同一个端口号也可以出现在多个不同的TCP连接中。
27、重点掌握TCP三次握手的基本过程。
（书2116页）
答：
1）A的TCP向B发出连接请求报文段，其首部中的同步位SYN=1，并选择序号seq=x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。
2）B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。
B在确认报文段中应使SYN=1，使ACK=1，其确认号ack=x﹢1，自己选择的序号seq=y。
3）A收到此报文段后向B给出确认，其ACK=1，确认号ack=y﹢1。
A的TCP通知上层应用进程，连接已经建立。
28、了解应用层的服务和功能
答：
应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。
客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
30、万维网概述
答：
万维网WWW（WorldWideWeb）并非某种特殊的计算机网络。
万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。
万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。
这种访问方式称为“链接”。
万维网以客户-服务器方式工作。
浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。
万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。
在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面（page）。
用何协议实现万维网上各种超链的链接？
在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超文本传送协议HTTP（HyperTextTransferProtocol）。
HTTP是一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传送。
31、域名系统（DNS）
域名是用来标识网络上的主机，它与主机的IP地址相对应，一台主机可以有多个域名。
域名系统是分级的分布式数据库系统，用来查找域名与IP地址的对应关系。
查询域名的应用程
升级会员 