计算机网络复习总结

复习总结

第一章 概述

1．通信/计算机网络的基本概念

（1）联机系统→双机互联→复杂网络 （2）计算机网络的定义：

由自主运转的计算机通过各种通信手段互连起来，实现资源共享和信息交换的系统。 组成：若干自主的计算机（资源子网）、各种通信线路、通信设备（通信子网） 功能：资源共享、信息交换

（3）面向连接通信vs无连接通信（重点掌握）

面向连接的通信就是通信双方在通信时，要事先建立一条通信线路，其过程有建立连接、通信和释放连接三个步骤。

无连接的通信就是通信双方在通信时，事先不建立连接，而是直接将数据发送出去，当然，为了保证数据能够到达收端，发出的数据中应携带包括目的地址在内的一系列控制信息。

特点：面向连接的通信在数据传输前要建立一条连接，因此是一种可靠的通信，数据传输的过程中不需要携带控制信息；而无连接的通信中，携带目的地址的数据包各自独立进行传输，因而在通信过程中可能出现数据丢失、收端可能出现乱序。 （4）电路交换 vs 分组交换

电路交换：以电路连接为目的交换方式。使用时连接，用完后断开。其主要特点是：信息传输时延小但是网络的利用率低

分组交换：报文交换的升级版。但会将长报文分组逐步传送。其主要特点是：网络利用率高时延小但是设备复杂 5

2．计算机网络的分类

按照地理范围划分：个人区域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、英特网（Internet）。——要会识别，例如：

计算机+蓝牙设备：PAN 一栋大楼内部的网络：LAN 四川省电信数据网：WAN

3．体系结构和网际互连

（1）分层结构——为什么分层？(各层功能相对独立，各层因技术进步而做的改动不会影响到其他层，从而保持体 系结构的稳定性) 如何分层？

（2）分层结构中的各种术语——

层/对等层、实体/对等实体； 服务（垂直方向、系统内）、协议（水平方向、系统间）； 服务访问点(SAP)、协议数据单元(PDU)； 数据的封装(Encapsulation)

（3）协议的三要素——语法、语义、时序（重点掌握）

协议就是对等实体之间通信时共同遵守的规则。协议的三要素：语法、语义、时序（同步）。其中， 语法表示信息的格式，即传递的数据由哪几部分组成；

语义表示信息的含义及控制信息的组成，即数据中各部分的具体意义； 时序表示信息交换的步骤与顺序等。 （4）两种体系模型：OSI、TCP/IP

OSI：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 TCP/IP：网络接口层、网际层、传输层、应用层

TCP/IP协议族——包括那些协议？那些协议不属于此协议族？ （5）利用TCP/IP进行网际互联

核心思想：通过分层模型屏蔽各层间的实现细节；在网络层实现物理网络的逻辑互联。 核心设备：路由器——工作特点 练习

1、物理层考虑的是在物理介质上传输（ ）

A、程序 B、会话 C、协议 D、比特

2、数据从第N层递交到较高的N+1层时，其首部被（ ）

A、加上 B、抽走 C、重新安排 D、修改

3、依据OSI模型，数据从设备X传输到设备Y时，在X的第5层加上的首部在Y的（ ）层被读出

A、网络 B、传输 C、会话 D、表示

4、当网络A上的一个主机向网络B上的一个主机发送报文时，路由器要检查（ ）地址

A、端口 B、IP C、物理 D、以上皆非

5、要将接收的报文交付到主机上的正确的应用程序，必须使用（ ）地址

A、端口 B、IP C、物理 D、以上皆非

第二章 物理层

1．物理层提供的服务

提供无结构（无差别、无边界）的比特流传输。

2．功能

（1）确定物理接口的机械、电气、功能和过程特性

（2）传输介质的驱动：——几种常见介质：同轴电缆、双绞线、光纤——那种信号质量最差？

双绞线的种类：

按照线序不同——直连线/交叉线；

按传输带宽——1类、2类、?、7类，其中3类用于话音，5类用于数据 （3）信道编/解码 （4）信道复用

要会区分，那些功能不属于物理层——差错检测不属于物理层功能

第三章 数据链路层

基本概念（了解）：链路/数据链路、透明传输、差错检测

第四章 局域网

1．基本问题

常见拓扑结构（物理拓扑/逻辑拓扑）——总线型、环型、星型

在网络体系结构中的位置（下两层）；

2．传统以太网的特点

共享信道、广播式传输、冲突解决机制（CSMA/CD协议）

? CSMA/CD协议

基本机制：先听再说、边说边听、有冲突立即停止。 2τ的相关问题：

2?的含义是什么？——2?是共享式LAN中相距最远两个站点数据传播时间的两倍，它包括在信道上的传播时间和转发器延时。

为什么规定CSMA/CD的监听时间不低于2?？——在CSMA/CD的工作机制中，如果监听时间低于2?，则有可能出现这种情况：发送站点在发送数据的过程中侦听不到事实上已经产生的冲突。因此规定监听时间不低于2?。

指数退避算法：（参看教材）

? MAC帧格式

各字段含义：

最大/小帧长度的由来——最小长度（64B）：为适应2?；最大长度（1518B）：为保证公平性。

? 以太网组网（重点）

交换机的工作原理——“自学习”维护转发表+依转发表转发MAC帧

冲突域和广播域（会识别）

第五章 网络互联

1．概述

两种服务：面向连接vs无连接

“BE服务”的概念

2．IP编址

IP地址的结构、分类

利用变长掩码划分IP子网（重点）

3．ARP协议

作用：建立逻辑地址与物理地址之间的映射关系。 基本工作机制：广播式请求，单播式应答

4．IP协议

1) 分组交付和路由选择的过程——IP通信是一种典型的无连接通信

2) 路由表的构成：a.表项的组成部分；b.各种类型的路由(如特定主机路由、默认路由等) 3) 根据路由表推测网络拓扑（课堂演示练习、实验报告思考题） 4) IP协议字段

综合应用：IP协议采用无连接通信方式，即不可靠的通信。而采用TCP/IP协议的互联网的广泛应用证明它能够提供正确、可靠的通信服务，这是为什么呢？为什么当初不把IP通信设计成为可靠的？（重点） 分析：（1）数据通信显然必须是可靠的，TCP/IP体系要实现有效通信，显然也必须实现可靠通信。

（2）在TCP/IP体系的内部，实现可靠通信的任务并不由网际层（即IP协议）来完成。

（3）相应的，TCP/IP体系采用了“端到端”确认的设计思路，可靠性的保证由端系统（如用户PC）负责。

（4）这种设计思路使得IP网络中的通信结点（路由器）仅仅负责数据转发，而不负责可靠性的保证，这就使路由器可以相对简单，成本也相应较低。这为IP网络的普及创造了条件。

5．ICMP协议

IP的辅助协议

作用：为IP通信提供差错报告机制、为其它层（TCP/UDP、应用层协议）提供辅助功能 ping命令就是基于ICMP协议实现的

6．路由协议

1) 静态路由和动态路由的区别（重点掌握） 静态路由 Static route 管理员手工设置和更新 不能保证路由的一致性和及时性 管理性强 没有路由开销 适用于小型、变化缓慢网络

动态路由 Dynamic route 路由协议自动发现和更新 保证路由的一致性和及时性 管理性较弱 产生一定的路由开销 适用于大型、迅速变化网络 2) “度量”的概念

路由协议中，用来衡量路径长短的指标，不同路由协议采用的度量不同。

3) RIP协议（重点）

——采用的度量；路由更新的过程；特点和适用环境——用于小型IP网络

4) OSPF协议

——用于大型IP网络，不要求掌握具体的工作细节

5) 边界网关协议BGP

——了解不同路由协议的选路策略：并非所有的路由协议都是以“最短路”为选路原则。

第六章 传输层

1．概述

端到端的逻辑通信的概念——进程间的通信

IP协议与传输层协议各自的作用范围/地址的作用范围； 如何在网络中标识一个通信连接——IP地址+端口地址

2．UDP协议

? 什么叫面向报文：

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。

? UDP是一种无连接的通信方式，是不可靠的通信。 ? 报文格式（不要求背下来）

? 适用的通信环境：对传输质量要求不太高，对实时性要求很高的通信服务。

3．ARQ的基本原理

超时重传

肯定确认：只确认正确的，不确认错误的

累积确认：ACK-n表明第n-1号字节之前的数据（包括n-1号）均已正确接收。 窗口：

4．TCP协议

1) 面向数据（字节）流

2) 可靠的通信：带重传的肯定确认+累计确认 3) 报文格式（不要求背）：各字段含义、作用（序号、确认号、控制字段、窗口大小） ? 综合应用：网络数据包分析（重点）

要会识别MAC帧格式、IP分组格式、UDP/TCP报文格式，并从中获取相应的信息，例如：

利用软件从某以太网上捕获的一个MAC帧如下所示（此处仅显示了从帧的起始位置开始的部分数据，且不包括前同步码和起始界定符）。

00 1F 3B A0 2F 47 00 0D 66 92 88 0A 08 00 45 00 05 DC 02 29 20 B9 E4 06 84 B3 79 34 D0 9B AC 13 CA AC 00 50 05 65 89 E9 0F 85 7D FB 37 62 50 10 1D 50 2C 4E 00 00 6F 5A EE 41 D9 64 E1 F4 91 76 D3 E9 23 25 16 08 4D EA 49 46 C5 36 ……

则该MAC帧所封装的上层IP分组的源地址为 （点分十进制表示） ；目的地址为 （点分十进制表示） 。此IP分组的长度是 字节；此IP分组在被捕获之前，经过了 个路由器转发。此IP分组内封装了一个TCP报文段，发出这个TCP报文段的发送端使用的端口号为 （十进制表示） ，等等。

4) 概念：流量控制、滑动窗口

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