408知识框架总结——计算机网络

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不推荐在第一遍复习时使用，第一遍建议还是认认真真看书做题，第二遍复习时可以配合框架来过知识点，哪里不熟翻书来强化记忆。

重点难点不构成参考建议，仅为个人想法！！！

第一章、计算机网络体系结构

1.1计算机网络概述

计算机网络的组成——组成部分：硬件、软件、协议——工作方式：边缘部分、核心部分——功能组成：通信子网、资源子网

计算机网络的功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡

计算机网络分类：

按分布范围：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN

按传播技术：广播式网络、点对点网络——路由选择机制、分组储存转发

按拓扑结构分类：总线形、星形、环形、网状

按交换技术分类：电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络

常用性能指标：带宽、时延、时延带宽积、往返时延、吞吐量、速率、信道利用率

1.2计算机网络体系结构与参考模型

计算机网络的功能-网络的体系结构-分层结构——层次、各层协议、层间接口

第n层实体、对等层、对等实体

SDU、PCI、PDU

协议-定义、组成

接口-服务访问点

服务-定义

ISO/OSI参考模型——七层 法定标准

低三层-通信子网 高三层-资源子网

七层结构

物理层——三定二比  数据链路层——真错流访、介质访问子层  网络层——路流塞错  传输层——可差流用  会话层——建立同步SYN  表示层——数·格密压  应用层——三种典型协议

TCP/IP 模型——四层 事实标准  TCP  UDP  

TCP/IP 与 OSI参考模型的相似（三点）与不同（四点）

常用——五层结构

第二章、物理层

2.1通信基础

物理层主要任务——定义标准

①机械特性 ②电气特性 ③功能特性 ④规程特性

模拟信号、数字信号；串行传输、并行传输；码元、k进制码元、码元宽度；同步传输、异步传输

数据通信系统：信源、信道(模拟/数字、有线/无线)、信宿

交互方式：单工、半双工、双工

速率-数据率——码元传输速率/波特率、信息传输速率/比特率

带宽——两种意思，两种单位

奈奎斯特定理、香农定理

奈氏准则得出的结论（四点）、香农定理的结论（四点）

！！！当条件足够同时计算两个时，都算出来取较小值！！！

调制 编码 基带信号 宽带信号 距离较近/较远时传输分别使用？

数字数据——数字发送器-数字信号——调制器-模拟信号

模拟数据——PCM编码器-数字信号——放大器调制器-模拟信号

数字数据编码为数字信号——归零编码、非归零编码、反向非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码

数字数据调制为模拟信号——调幅、调频、调相、调幅+调相QAM（波特率B，m个相位，每个相位n个振幅，求数据传输速率R公式-）

模拟数据编码为数字信号——音频数据化-PCM脉码调制——采样、量化、编码

采样频率f必须＞最大频率f两倍——采样定理/奈奎斯特定理

电路交换、报文交换、分组交换——优缺点，特点，对比-何时采用哪种

数据报、虚电路——特点、比较（面向连接/无连接，连接的建立，目的地址，路由选择，分组顺序，可靠性，对网络故障的适应性，差错处理和流量控制）

2.2传输介质

导向传输介质、非导向传输介质

传输媒体-并非物理层，在物理层下面，是第0层

双绞线-屏蔽双绞线STP、非屏蔽双绞线UTP——优缺点

同轴电缆-基带同轴电缆、宽带同轴电缆——优缺点

光纤——光脉冲-多模光纤-单模光纤——特点

无线传输介质：无线电波、微波、红外线、激光——特点及应用——卫星通信

第三章、数据链路层

3.1数据链路层的功能

结点：主机、路由

主要功能：提供服务、链路管理、组帧、流量控制、差错控制

为网络层提供的服务：无确认无连接、有确认无连接、有确认面向连接

组帧-帧定界-最大传输单元MTU-透明传输

3.2组帧

组帧-概念——方法（四种）

字符填充首尾定界符法、零比特填充首尾标志法

3.3差错控制

比特差错

检错编码-冗余编码技术——奇偶校验码、循环冗余码

纠错编码-海明码

3.4流量控制与可靠传输机制

流量控制

停等协议 滑动窗口协议

发送窗口+接受窗口≤帧序号

滑动窗口特性：四点

停等协议、后退N帧协议/GBN、选择重传协议/SR——发送窗口、接收窗口大小

可靠传输机制——确认、超时重传

稍待确认  自动重传请求ARQ（三种，停等ARQ、后退N帧ARQ、选择重传ARQ）

连续ARQ协议

单帧滑动窗口与停止-等待协议

多帧滑动窗口与后退N帧协议——累计确认、偶尔捎带确认 发送窗口尺寸

多帧滑动窗口与选择重传协议——逐一确认，接收有缓存，重传出错帧

信道利用率

3.5介质访问控制

介质访问控制子层MAC

信道划分介质访问控制、随机访问介质访问控制、轮询访问介质访问控制——静态、动态

信道划分——时空复用技术——FDM、TDM、WDM、CDM——CDMA、规格化内积

随机访问介质访问控制-ALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA

1-坚持CSMA、非坚持CSMA、P-坚持CSMA

CSMA/CD：概括十六字，争用期，最小帧长，二进制退避算法

CSMA/CA：帧间间隔，退避算法，确认帧ACK

如何解决隐蔽站？RTS和CTS

CSMA/CD和CSMA/CA的区别（三点）

轮询访问——轮询协议、令牌传递协议、令牌环网

3.6局域网

局域网-概念-三要素（拓扑结构、传输介质、介质访问控制方式）

常见局域网拓扑结构——星形、环形、总线型、星形总线复合型

主要介质访问控制方法——CSMA/CD、令牌总线、令牌环

三种特殊的局域网拓扑——以太网IEEE 802.3、令牌环IEEE 802.5、FDDI IEEE 802.8、ATM网、无线局域网 IEEE 802.11

LLC子层 MAC子层

以太网-拓扑-逻辑上总线形-物理上星形

以太网——无连接

传输介质——10BASE-T

网卡NIC MAC地址 MAC帧

MAC帧结构——首部加尾部18B，数据部分46B~1500B，最短帧长64B，校验码4B，32位循环冗余码

无线局域网——接入点AP、基本服务集BSS、基本服务器BSA

802.11帧 地址字段——Fr AP、 To AP、地址1、地址2、地址3

虚拟局域网VLAN-802.1Q帧

3.7广域网

广域网与局域网对比（覆盖范围、连接方式、OSI模型层次、联系与相似点、着重点）

PPP协议-设计目的——组成部分（三个）

3.8数据链路层设备

网桥、交换机——交换机自学习

集线器、中继器、交换机、网桥、路由器 —— 工作层次、能否隔离冲突域/广播域

第四层、网络层

4.1 网络层的功能

主要任务：把分组从源端传到目的端    传输单位：数据报

主要功能：路由选择与分组转发(找最佳路径)、异构网络互联、拥塞控制

SDN——控制层面、数据层面

传统互联网——每路由算法

SDN架构——远程控制器-路由选择处理器负责与远程控制器通信

北向接口        对与网络控制应用程序的接口       

网络范围状态管理层

通信层——openflow协议、南向接口

4.2 路由算法

路由器转发——IP分组交换方式

静态路由算法/非自适应路由算法——动态路由算法/自适应路由算法

具体路由协议见4.5

4.3 IPv4

IP分组——首部-数据部分

首部长度—占4位-32位为单位,4B

总长度—占16位-1B,字节为单位-数据报最大长度

标志-占3位—MF=1 还有分片 MF=0 最后一个分片—DF=0 允许分片

片偏移—占13位，8B为单位

生存时间TTL-占8位-标识分组在网络中的寿命，确保分组不会永远在网络中循坏，每次转发-1

首部校验和-只校验分组首部，不校验数据部分

一种八片首饰—1总8偏首4——重要基本单位

IPv4地址分类——ABCDE

主机号全0、主机号全1、127.xxx.xxx.xxx、32位全0、32位全1

常见的三种类型IP地址的使用范围ABC—最大可用网络数、第一个可用网络号、最后一个可用网络号、每个网络中的最大主机数

A类可用网络数为2^7-2，减2的原因？

IP地址特点：主机号+网络号、路由器每个端口至少分配一个IP地址、用转发器或桥接器连接的若干LAN 仍然是同一网络（同一广播域），网络号需相同，主机号需不同、

网络地址转换NAT——私有IP地址网段 1个A类、16个B类、256个C段

专用互联网/本地互联网——可重用地址

NAT转换表——本地IP;端口—全球IP:端口——表项中没有的IP、端口会被丢弃

三级IP地址—网络号,子网号,主机号

子网主机号全0和全1不能被指派

子网掩码——逐位与运算

CIDR路由聚合-超网——最长前缀匹配/最佳匹配

网络层转发分组的过程——转发表-目的网络、下一跳网络

主机路由、默认路由

分组转发算法——四步

IP地址-网络层地址—寻址

到底目标网络后—在目标LAN中通过MAC地址以广播方式寻址

地址解析协议ARP

IP地址-MAC地址的映射        ARP表

ARP工作原理-和NAT路由器的区别

本网络找硬件地址（主机），另一网络找路由器MAC地址

动态主机配置协议DHCP-地址重用、移动用户加入网络、在用地址续租

网际控制报文协议ICMP——ICMP差错报告报文（五种）

不应发送ICMP差错报告报文的几种情况（四种）

ICMP常见应用——PING-回送请求和回答报文、Tracerute-时间超过报文

4.4 IPv6

IPv6主要特点：快速处理/转发数据报、支持QoS

IPv6从根本上解决了IP地址耗尽的问题

主要特点：①将IPv4的校验和字段彻底移除，减少没跳处理时间②32位→128位③扩展首部④即插即用-不需要DHCP协议⑤必须是8B的整数倍(IPv4必须是4B的整数倍)⑥只能在主机处分片

IPv6地址：一般-冒号十六进制计发        压缩-删0、双冒号

IPv6数据报目的地址：单播、多播、任播

双协议栈、隧道技术

4.5 路由协议

自制系统AS

域内路由选择、域间路由选择

内部网关协议IGP—RIP、OSPF

外部网关协议EGP—BGP-4

距离向量路由选择-RIP协议—最大15跳，16跳表示网络不可达—动态维护—RIP协议特点（三点）

距离向量算法-RIP报文-四步        RIP优点(三点)缺点(三点)        应用层协议、UDP、特点

开放最短路径优先-OSPF协议——和RIP协议的区别-洪泛法、发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态、只有链路状态发生变化时才发送信息、网络层协议，不适用UDP或TCP，直接用IP数据报

区域、主干区域        五种分组类型、问候、数据库描述、链路状态请求/更新/确认分组

边界网关协议-BGP

应用层协议-TCP        路径向量        能够到达的比较好的路由，不追求最佳

特点：支持CIDR、只需在发生变化时更新有变化部分

采用四种报文：打开、更新、保活、通知报文

三种路由协议比较——类型、路由算法、传递协议、路径选择、交换节点、交换内容

4.6 IP组播

组播路由器        组播地址        01-00-53-   -   -   

IGMP协议因特网组管理协议

4.7 移动IP

漫游        移动代理-本地代理-外部代理

移动IP通信过程-主地址、辅地址

4.8 网络层设备

冲突域、广播域        路由器功能（两个）、路由表、转发表

转发和路由选择的区别

第五章、传输层

5.1传输层提供的功能

传输层功能：进程之间的逻辑通信(端到端通信)、复用和分用、对收到的报文进行差错检测(首部+数据)、两种不同的传输协议

端口的作用——TSAP传输层服务访问点

熟知端口号：FTP21、TELNET23、SMTP25、DNS53、TFTP69、HTTP80、SNMP161

套接字Socket

TCP-面向连接可靠传输        UDP-无连接非可靠传输

5.2UDP协议

无连接、不保证可靠交付、面向报文、无拥塞控制、首部开销小

UDP只在IP数据报基础上增加了两个服务：复用分用、差错检测

UDP优点：无需建立连接、无连接状态、分组首部开销小、无拥塞控制、一对一/一对多/多对一/多对多

常用于一次性传输较少数据的网络应用

UDP首部格式——8B-四个字段，2B/字段—源端口、目的端口、长度、检验和

UDP校验——12B伪首部

5.3TCP协议

TCP协议特点（五点）

TCP-UDP比较

TCP报文段-首部+数据

首部最短20B+4NB，长度是4B的整数倍

源端口+目的端口，每个2B    序号4B-本报文段第一个字节的序号   

确认号4B-期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号

数据偏移-首部长度        六个控制位-URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN

校验和-数据+首部        MSS最大报文段长度

TCP连接阶段(三个阶段)        连接建立模式

连接建立前的特殊报文段——请求报文段和确认报文段的ACK、SYN

TCP连接释放（四个阶段）        ACK、FIN        2MSL

TCP可靠传输服务—校验、序号、确认、重传

累积确认、超时、冗余ACK

TCP流量控制——滑动窗口协议

TCP拥塞控制——慢开始、拥塞避免、快重传、快回复

接受窗口、拥塞窗口

第六章、应用层

FTP、SMTP、POP3、HTTP、DNS

6.1网络应用模型

C/S模型

P2P模型——优点

6.2域名系统（DNS）

DNS——层次域名空间、域名服务器、解析器

根域名服务器、顶级域名服务器、授权域名服务器、本地域名服务器

域名解析——递归查询、递归与迭代相结合      查询方向、次数        高速缓存

6.3文件传输协议（FTP）

FTP服务器进程组成：主进程、丛书进程

两个并行的TCP链接——控制连接(端口号21)、数据连接(端口号20)

数据连接两种模式：主动模式PORT、被动模式PASV

6.4电子邮件

电子邮件系统：用户代理、邮件服务器、电子邮件协议（SMTP、POP3等）

收发邮件时谁是客户谁是服务器

SMTP-推        POP3-拉

多用途国际邮件扩充MIME—SMTP的限制（三部分）

6.5万维网（WWW）

统一资源定位符URL        超文本传输协议HTTP        超文本标记语言HTML

HTTP-面向事务

特点：自身无连接、无状态、使用cookie加数据库追踪用户活动

既可以使用非持久链接，也可以使用持久链接（非流水线、流水线）

HTTP的报文结构——请求报文、响应报文

开始行        首部行        实体主体（一般没有）

请求报文中的常用方法：GET HEAD POST CONNECT

connection：close-非持续链接、keep-alive-持续链接