计算机网络复习，计算机网络的考试重点

目录

总结

网络适配器的作用是什么？它在哪一层工作？

IP地址和硬件地址有什么区别，为什么我们需要使用这两个不同的地址？

计算机网络的法律标准和事实上的国际标准之间有多少层？

文件传输协议FTP如何工作？

特定网络的掩码是可以连接到该网络的主机数量。

客户端/服务器模式和p2p 点对点通信之间的主要区别是什么？有什么相似之处？

确定IP 地址的网络类型

码分多址通信传输错误计算

CRC余数计算问题

地址匹配问题

子网划分问题

传入数据包转发数据包路由问题

TCP段

2-物理层

3-数据链路层

3-2 点对点协议PPP

3-3 使用广播信道的数据链路层

4-网络层

4.1 网络层的两个重要概念

4.2 互联网IP

网络互联的现实意义是什么？实施网络互联需要解决哪些常见问题？

中继器、网桥、路由器和网关之间有什么区别？

IP地址分类

IP地址和MAC地址

IP地址和硬件地址有什么区别，为什么我们需要使用这两个不同的地址？

地址解析协议ARP

IP数据报格式

调查计算

IP地址分类

4.3IP报文转发流程

4.4 互联网控制消息协议icmp

4.5ipv4–ipv6迁移

4.5 互联网路由协议

RIP、OSPF 和BGP 路由协议的主要功能。

使用RIP 距离矢量算法更新路由表

决定哪种路由协议更好(4-38/4-39)

根据最长前缀匹配原则选择路由（4-49）

处理路由器输入和输出端口

4.6ip组播

5-传输层

5.1 传输层协议概述

5.2 用户数据报协议UDP

5.3 传输控制协议TCP

5.4 可靠传输原理

停止等待协议

连续ARQ协议

5.5 TCP消息头格式

5.6 实现TCP可靠传输()

5.7TCP流量控制

5.8TCP拥塞控制

5-9：TCP传输连接原理

建立TCP 连接

释放TCP 连接

6-应用层

域名系统dns

域名结构：顶级域名、二级域名、三级域名。

总结

网络适配器的作用是什么，工作在哪一层

执行串行和并行传输之间的转换

缓存数据以匹配接收速率

接收数据中的错误检测

在计算机操作系统中安装设备驱动程序，以便与主机的内存、CPU 和其他组件配合使用。

实现数据封装、传输、地址检查、接收、有效性判断和验证等以太网协议。

网络适配器在数据链路层和物理层运行。

ip地址与硬件地址的区别，为什么要用这两种不同的地址

1、长度差异：

物理地址是48位的硬件地址，IP地址是32位的逻辑地址。

2. 安置的差异：

IP地址放置在IP数据报的报头中，硬件地址放置在MAC帧的报头中。

3. 使用上的差异：

IP地址用在网络层以上，硬件地址用在数据链路层以下。

在互联网的IP层抽象中，可见的只是IP数据报，路由器根据目的站的IP地址选择路由。在给定物理网络的链路层，只有MAC帧是可见的，IP数据报被封装在MAC帧中。如果通过不同的网络发送，MAC 帧的标头会有所不同。

这种变化对于上面的IP层来说是不可见的。每个路由器都有一个IP地址和一个硬件地址。使用IP地址和硬件地址允许连接网络使用不同的硬件寻址系统，但互联网的IP层抽象保护了较低层的非常复杂的细节并提供了统一的抽象，这使得可以使用不同的IP地址进行通信。

计算机网络法律上的国际标准和事实上的国际标准，划分哪几层

OSI：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

tcp、ip：应用层、传输层、网际层IP、链路层

文件传输协议FTP的工作过程是是怎么样的

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2222

某网络的掩码是，能连接多少台主机

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客户服务器方式和p2p对等通信主要区别，有没有相同的地方

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判断ip地址的网络类型

大话题

码分多址通信计算传输错误的

p70 2-16

CRC计算余数的问题

地址匹配的问题

划分子网的问题

收到分组转发分组选择路由的问题

TCP报文段

2-物理层

一种通过连接不同计算机的传输介质发送数据位流的方法，而不是指特定的传输介质。

3-数据链路层

功能：数据链路层要向网络层提供服务，必须使用物理层提供的服务。物理层作为比特流发送。该比特流不保证数据传输过程中不会出现错误。另外，为了实现数据的有效差错控制，数据链路层采用“帧”数据块进行传输。帧格式的传输需要相应的帧同步技术。这就是数据链路层的“成帧”（也称为“帧同步”）特性。

功能：将数据从源计算机的网络层可靠地发送到相邻节点的目标计算机的网络层。

解决的问题：封装成帧、透明传输、错误检测

数据链路和数据帧

协议控制数据的传输

要解决的三个基本问题分别是什么？其中是否缺少任何一个：（帧封装、透明传输、错误检测）？

错误检测CRC

3-2点对点协议PPP

：一种数据链路层协议，用于用户计算机和ISP 之间的通信。

有3部分

一种将IP 数据报封装到串行链路上的方法。它支持异步和同步链路，并使用IP 数据报作为PPP 帧的信息部分。

链路控制协议LCP用于建立、配置和测试数据链路连接，负责协商链路参数，例如认证、压缩和错误检测。

一组网络控制协议NCP。每个协议都支持IP、AppleTalk等网络层协议，并负责协商IP地址、路由协议等网络层参数。

字节填充

PPP 使用0x7E (01111110) 作为此分隔符。这意味着当路由器检测到特定字节为0x7E时，它已经完成前一帧的传输并开始传输下一帧。

如果PPP采用异步发送，则使用0x7D（01111101）作为转义符。

将信息字段中出现的每个0x7E 字节转换为2 字节序列（0x7D、0x5E）。如果信息字段中出现0x7D字节（即出现与转义字符相同的位组合），则将转义字符0x7D转换为2字节序列（0x7D，0x5D）。

0 位填充：5 个连续的1 后跟一个0

3-3使用广播信道的数据链路层

局域网的特点： 归一个单位所有，地理范围和站点数量有限。

LAN网络拓扑分类：星型网络（中间有集线器）、环型网络、总线型网络、树型拓扑

共享信道采用的技术：静态信道划分（频分多址、时分多址、码分多址）、动态媒体接入控制（多点接入）

适配器功能：（已有）

载波侦听多点接入/冲突检测）：

先听后说，边听边说，有矛盾就停止说。

96 位时间，允许接收器检测帧结束的帧之间的最小间隔

10Mbit/s竞争周期为512位，退避时间=竞争周期2*随机数r（对于以太网，最小帧时间已确定）

在检测到空闲状态（512位时间-竞争周期）后，它等待96位并重新传输数据。

如何实现

带集线器的星形拓扑：仍使用CSMA/CD协议

集线器有很多端口

从层次上看，MAC地址是在数据链路层和物理层使用的地址，IP地址是在网络层及其以上各层使用的逻辑地址（称为IP地址）。 I 地址是逻辑地址，因为它们是使用软件实现的）。

1、长度差异：

物理地址是48位的硬件地址，IP地址是32位的逻辑地址。

2. 安置的差异：

IP地址放置在IP数据报的报头中，硬件地址放置在MAC帧的报头中。

3. 使用上的差异：

IP地址用在网络层以上，硬件地址用在数据链路层以下。

世界各地存在不同的网络，因此使用不同的MAC 地址。为了使这些不同的网络能够相互通信，必须执行非常复杂的MAC 地址转换任务，而这对于用户或用户主机来说几乎是不可能完成的。然而，统一的IP地址解决了这个复杂的问题。连接到互联网的主机只需拥有统一的IP地址，主机之间的通信就像连接到同一个网络一样简单方便。当需要将IP地址转换为MAC地址时，调用ARP的复杂过程由计算机软件自动执行，对用户来说是不可见的。因此，使用IP地址在虚拟IP网络上进行通信，为广大计算机用户提供了极大的便利。

4-网络层

地址解析协议ARP: 用于将机器（主机或路由器）的IP 地址转换为其相应的MAC 地址（或硬件地址）。

4.1网络层的两个重要概念

片段偏移：原始IP 数据包中长数据包中间的片段的相对位置。将当前字节除以8。

标志字段的最低有效位被记录为MF（更多片段）。 MF=1意味着后面有“碎片”数据报。 MF=0 表示这是几个数据报片段中的最后一个。

例子

4.2网际ip

将16位分成一行，通过二进制数按顺序相加和反转进行计算。

网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？

作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？

基于数据包头的IP地址：基于目的地的转发

二元线索搜索转移表

按顺序计算。如果不存在，则默认转发R4。

ip地址分类

有两种类型的消息：ICMP 错误报告消息和ICMP 查询消息。

ip地址和mac地址

采用双协议栈和隧道检测技术

ip地址与硬件地址的区别，为什么要用这两种不同的地址

自治系统

有两种分层路由协议：

内部网关协议IGP：自治系统内部使用的路由协议

外部网关协议EGP：不同自治系统之间的路由

内部网关协议RIP：使用距离矢量算法的基于矢量的路由协议

内部网关协议OSPF:采用最短路径算法，其主要特点是使用链路状态协议。

外部网关协议BGP：自治系统之间交换“可达性”信息

地址解析协议ARP

RIP 是一种基于分布式距离矢量的路由协议，是Internet 的标准协议。它最大的优点是简单。 RIP协议的特点有：

(1) 仅与相邻路由器交换信息。如果两个路由器之间的通信不需要经过另一个路由器，则两个路由器是相邻的。 RIP 协议规定非相邻路由器不交换信息。 (2)路由器交换的信息是它们当前知道的所有信息：它们自己的路由表。换句话说，交换的信息是：“从我到这个自治系统中所有网络的（最短）距离以及每个网络应该经过的下一跳路由器”。 (3)定期交换路由信息，例如每30秒交换一次。路由器根据收到的路由信息更新其路由表。另外，当网络拓扑发生变化时，路由器能够及时将拓扑变化后的路由信息通知给邻居路由器。

(4)坏消息传播得很慢。

OSPF的主要特点是使用分布式链路状态协议。 OSPF协议特性：

(1) 向本自治系统内的所有路由器发送信息。这里采用的方法是洪泛法。即路由器通过所有输出端口向所有邻居路由器发送信息，每个邻居路由器都将此信息发送给所有邻居路由器（但不发送给刚刚发送该信息的路由器）。 ）。发送信息的路由器）。这样，该区域中的所有路由器最终都会获得该信息的副本。 (2)发送的信息是与该路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是该路由器所知道的部分信息。所谓“链路状态”是指这个路由器与哪些路由器相邻，以及链路的“度量”。 OSPF使用这个“度量”来表示成本、距离、延迟、带宽等。这些都是由网络管理员决定的，所以比较灵活。该指标有时被方便地称为“成本”。 (3) 仅当链路状态发生变化时，路由器才使用洪泛方法将该信息发送给所有路由器。

BGP 是不同自治系统中的路由器之间交换路由信息的协议。 BGP协议的主要特点是： (1) BGP 在自治系统之间交换“可达性”信息。 ”或“无法到达”）。例如，告诉相邻路由器：“可以通过AS 到达目标网络N”。 (2)自治系统之间的路由选择应考虑相关策略。 (3) BGP 只能找到更好的路由到达目的网络（不能绕过它）。你找不到最佳路线。

ip数据报格式

首先，将收到的更新信息的距离加1，并将下一跳更改为自己。

和原版比较一下。

下一跳相同，但距离不同（更新到新的一跳）（坏消息传播速度较慢）。

对于不同的下一跳，选择距离较短的下一跳。

下一跳不同，距离相同，没有变化

检验和计算

ip地址划分

4.3IP转发分组的过程

4.4网际控制报文协议icmp

路由器通过使用互联网组管理协议（IGMP）来了解多播组成员。

连接到LAN 的多播路由器还必须与Internet 上的其他多播路由器协调，以最低的成本将多播数据报分发给所有组成员。这就需要使用组播路由协议。

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互联网组管理协议IGMP

互联网组管理协议(IGMP) 是一种允许多个设备共享IP 地址并接收相同数据的协议。

组播路由协议：连接到LAN 的组播路由器通过组播路由协议与其他组播路由器协作，以最低的成本将组播数据报传递给所有组播组成员。

4.8 虚拟专用网络VPN和网络地址转换NAT

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4.5ipv4–ipv6的过渡

3) 确认号占用4个字节，是期望从对端下一个报文段接收到的第一个数据字节的序号。例如，B成功接收到A发送的报文段。其序列号字段的值为501，数据长度为200字节（序列号501至700）。这表明B成功接收到A发送的报文段。数据最多为序列号700。因此，B将发送给A的确认消息段中的确认号设置为701，因为B预计A的下一个数据序号为701。请注意，当前的确认号码是701，而不是501 或700。

换句话说，如果确认号=N，则意味着直到序列号N-1的所有数据都被成功接收。

4）数据偏移量占4位，表示TCP报文段中数据的开头距离TCP报文段开头的距离。该字段实际上表示TCP报文段的报头长度。数据偏移字段是必需的，因为标头有一个未确定长度的可选字段，但请注意“数据偏移”的单位是32 位字（即，请使用4 字节字）。计算单位）。 4个二进制数可以表示的最大十进制数是15，所以最大数据偏移量是60字节，这也是TCP头的最大字节大小（也就是说，超过60字节的选项我做不到） 。 40 字节）。

5）保留。它占用6 位，保留供将来使用，但目前应设置为0。

4.5互联网的路由选择协议

基于字节的滑动窗口

可能会超时重传，接收方只检查连续接收到的数据的最高序列号。

RIP，OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。

确保发件人发送速度不要太快，以便收件人有时间接收。

否则，RWND 值将会减小。

RIP距离向量算法更新路由表

当网络中特定资源的需求超过网络可以提供的资源时，性能就会下降。

当输入负载达到一定值时，网络吞吐量随着负载的增加而下降，这意味着网络变得拥塞。 如果输入负载继续增加到一定值，网络吞吐量将达到0，此时网络将不再运行。这就是所谓的死锁。

拥塞控制与流量控制的区别与关系（讨论）

TCP（传输控制协议）有两种机制来保证数据的可靠传输并防止网络过载：流量控制和拥塞控制。它们的目标都是提高网络传输的效率和稳定性，但是它们的原理和实现方法有所不同。

流量控制：控制发送方的发送速率，使接收方有时间接收，避免丢包。

实现方式：通过滑动窗口协议（连续ARQ协议）实现。滑动窗口协议不仅可以保证数据包被成功且无错误地接收，而且还可以实现流量控制。

拥塞控制：拥塞控制可以防止过多的数据注入网络，避免网络负载过大。

实现方式：慢启动、拥塞避免、快重传、快速

恢复

5-9：TCP的运输连接原理

运输连接三个阶段：建立连接，数据传送，释放连接

TCP的连接建立

ACK：确认号字段，1表示确认

ack:表示序号多少之前的数据已经收到，ack=x+1对tcp客户进程初始序号的确认

rwnd表示滑动窗口

SYN为1表示是tcp连接请求报文段(不能携带数据，但消耗一个序号)

seq为x作为tcp客户进程所选择的初始序号，y表示服务进程

TCP的连接释放

FIN=1表示tcp连接释放，seq表示客户进程之前传输过的序号+1（消耗一个序号）

ack表示客户进程收到的序号+1

习题：

最大报文段长度-MSS

6-应用层

任务作用功能：每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又必须通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协调工作来完成。

域名系统dns

域名结构：顶级域，二级域，三级域。

文件传输协议FTP

基本工作原理：FTP有两个过程一个是控制连接，一个是数据传输。 FTP协议需要两个端口，一个端口是作为控制连接端口，也就是FTP的21端口，用于发送指令给服务器以及等待服务器响应；另外一个端口用于数据传输端口，端口号为20（仅用PORT模式）。

FTP连接需要FTP服务器和客户端两方在网络上建立通信，建立FTP连接时会有两个不同的通信通道，一个被称为命令通道，另一个为数据通道。

Telnet协议：它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。

万维网 (World Wide Web，WWW)：是存储在Internet计算机中、数量巨大的文档的集合。这些文档称为页面，它是一种超文本(Hypertext)信息，可以用于描述超媒体。文本、图形、视频、音频等多媒体，也称为超媒体。

统一资源定位符，又叫URL（Uniform Resource Locator），是专为标识Internet网上资源位置而设置的一种编址方式，我们平时所说的网页地址指的即是URL。 http://主机名/路劲

超文本传输协议HTTP：

http1.0缺点：短连接 每一个请求建立一个TCP连接，请求完成后立马断开连接。这将会导致2个问题：连接无法复用。每请求一个文档会有两倍RTT的开销。

阻塞 连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显，慢启动则对文件类大请求影响较大。会导致带宽无法被充分利用，以及后续健康请求被阻塞。客户端同时发起的请求数目是固定的，如果太多就会排队阻塞。

电子邮件：

SMTP发送：连接建立，邮件发送，连接释放。

POP3和IMAP文件读取：

POP3协议允许电子邮件客户端下载服务器上的邮件，但是在客户端的操作（如移动邮件、标记已读等），不会反馈到服务器上，比如通过客户端收取了邮箱中的3封邮件并移动到其他文件夹，邮箱服务器上的这些邮件是没有同时被移动的 。

而IMAP提供webmail 与电子邮件客户端之间的双向通信，客户端的操作都会反馈到服务器上，对邮件进行的操作，服务器上的邮件也会做相应的动作。

MIME是什么

MIME是一种对二进制文件进行编码以便在互联网上传输的方法，MIME用于允许在互联网上传输各种各样的文件类型

动态主机配置协议：自动分配IP地址，使设备可以进行通信
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