计算机网络复习
前置知识：
- 网络
计算机网络复习
主要考点
选择题/填空题/简答题/综合计算
物理传输介质种类：
- 引导型传输媒体：
- 双绞线 同轴电缆 光缆
- 非导引型传输媒体：
- 地面微波 卫星通信
- 引导型传输媒体：
网络协议定义，三要素：
- 定义：为进行网络中数据交换而定义的规则或标准
- 三要素：
- 语法：数据与控制信息的结构或格式
- 语义：发出何种控制信息，完成何种动作，作出何种响应
- 同步：事件实现顺序的说明
CSMA/CD，CSMA/CA工作原理：
- CSMA/CD：载波监听多点介入/碰撞检测
- 多点接入：总线型网络
- 载波监听：检测传输过程中是否有其他计算机发送，就是不停检测信道
- 碰撞检测：边发送边监听。检测到电压变化幅度过大则停止检测
- 使用该协议，只能半双工通信
- 在检测到空闲后，推迟一个随机的时间，然后重传
- CSMA/CA：载波监听多点介入/碰撞避免
- 碰撞避免：减少碰撞发生的概率
- 发送数据之前先检测信道，检测为空闲则等待一个帧调节时间后发送，目的接受后则在等待一个短帧间隔后发送ACK，然后开始通信。源站还需要将占用时间发送给其他站。然后在忙变空闲后，在等待一个帧调节时间后进入争用窗口期，所有发送的站都要执行退避算法，随机选择一个时间间隙开启计时器，遇到忙则冻结。
- CSMA/CD：载波监听多点介入/碰撞检测
子网路由与主机路由区别：
- 路由到子网和路由到主机
数据链路层功能，透明传输实现：
- 链路是从一个节点到相邻结点的一段物理线路 数据链路则是在链路基础上增加必要的硬件软件
- 向该层用户提供透明可靠的基本服务
- 三个问题：封装成帧 透明传输 差错检测
- 封装成帧：规定数据最大传送单元MTU，添加首部SOH，尾部EOT 转义数据报
- 透明传输：转义数据报 添加ESC字符转义
- 差错检测：CRC 仅检测不纠错
MAC地址/IP地址：
- 硬件地址，又称为物理地址与MAC地址，就是适配器地址或者适配器标识符。单个站地址 多播地址 全球管理 本地管理
- IP地址：网络层以及以上使用地址，逻辑地址，路由器只根据IP进行选择 链路层只能看见MAC帧，IP层屏蔽了许多细节
- ARP：使用ARP高速缓存 建立ARP映射表 动态更新
- ARP过程：广播ARP请求分组 得到ARP响应 写入映射表
TCP链接，三次握手四次挥手：
- 三次握手
- 客户打开链接 创建传输控制模块TCB
- 客户向服务器发送SYN=1以及自己的序号X
- 服务器返回SYN=1 ACK=1 自己的序号Y ack数字X+1
- 客户机返回ACK=1 序号x+1 ack=y+1 并可以传输数据
- 四次挥手：
- 客户主动关闭，向服务发送FIN与序号
- 服务器照旧发送ACK与seq ack
- 服务器向客户确认FIN 发送ACK seq ack与上次ack相同
- 客户照旧确认
- 客户等待2MSL后关闭
- 可靠传输实现：
- 滑动窗口：以字节为单位。通过窗口滑动和累计确认来实现。有缓存用于存储乱序到达或者接受但未被读取的数据
- RTT计算：RTT_new = (1-a)RTT_old + a(RTT_sample) a=0.125
- 超时时间RTO计算：RTO = RTT + 4(RTTd) RTTd_init = 0.5(RTT) RTTd_new = (1-b)RTTd_old + b(abs(RTT_new-RTT_sample)) b=0.25
- 选择确认：头部加上确认边界，防止重传浪费
- 三次握手
TCP拥塞控制算法，计算：
- 拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中全局性的过程 流量控制是点到点通信量控制
- 开环控制：设计网络时候将拥塞因素考虑周到;闭环控制：检测网络系统拥塞状态，将信息传达到可采取行动的地方 调整网络解决问题
- 慢开始：幂函数开始 直至达到门限
- 拥塞避免：每过一个RTT则增加1
- 快重传：收到一个即使顺序不对也确认
- 快恢复：3ACK后减半开始拥塞避免
- 3ACK减半 超时则归为1 门限都减半
- AMQ：主动队列管理 小于最小门限则保留 超过最大门限则丢弃 在中间则随机丢弃
IP子网相关计算，超网：
- IP可以分为网络号，子网号，主机号
- IP可以划分为A，B，C类，对应255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
- 子网掩码与地址取AND，得到网络号地址。子网号位数决定子网数量，通常去掉全0和全1。子网主机数同理。
- 每一个CIDR地址数都是2的整数幂次倍数，相当包含网络数为2的网络数位数减去CIDR位数幂次
CRC计算：
- 被除数左移除数位数-1位，处以被除数，得到余数并加上。
- 余数为0则没有差错
RIP路由计算：
- 基于距离向量的路由选择协议
- 距离为跳数
- 仅和相邻路由器交换信息，交换信息为自己的路由表，按照固定时间间隔交换
- 距离算法：将表距离加1,下一跳转为目标主机，更新
- 实现简单 开销较小 好消息传得快 坏消息传的慢
- 网络规模小，最多为15 收敛慢
网络拓补结构：
- 边缘部分，核心部分
- 边缘部分：用户直接使用的，处于互联网的所有主机，又叫端系统。通信方式可分为CS方式和P2P方式
- 客户-服务方式：服务请求方和服务提供方。客户想服务器请求，不需要特殊硬件和复杂操作系统。服务可同时接受多个请求，需要很强大性能与软件支持。
- P2P：对等连接方法
- 核心部分：给端系统提供服务的。路由器，交换机等。
- 局域网可分为星形网 环状网 总线网
交换技术种类：
- 电路交换特点：端到端建立专用物理通路 建立链接 通话 释放链接 在通话全部时间里，两个用户始终占用端到端通信资源
- 分组交换特点：采用存储转发技术 整块发送报文 将报文加上必要头部发送 需要传输路径
- 电路交换时延：电路建立连接时间S+报文总量X/数据率B+链路个数K multiply 链路传播时延B
- 分组交换时延：发送完最后一个分组结束 即经过k-1次转发 时延=数据总长度x/数据率b+（k-1）分组长度p/数据率b+k(传播时延b)
编码技术种类：
- 不归零制：正电平为1 负电平为0
- 归零制：正脉冲为1 负脉冲为0
- 曼彻斯特编码：向下跳变为1 向上跳变为0
- 差分曼彻斯特：从边界开始跳变为0 边界不跳变为1
- 调幅：载波的振幅 01表示不同振幅
- 调频：载波的频率 01对应不同频率
- 调相：初始相位随基带变化而变化
- 一般采用混合调制 正交振幅调制
信道复用技术：
- 频分复用：占用不同的频道带宽
- 时分复用：在不同时间占用同样的频带宽度 切分时间为固定长度组
- 统计时分复用：先集中器，再分配时间
- 波分复用：光的频分复用
- 码分复用：用户之间正交
网络互连，互连的设备，层次：
- 计算机，集线器，路由器，交换机等，手机等智能机器
- 网络将许多计算机连接在一起 互连网将许多网络通过路由器连接在一起
- 多ISP结构互联网，有主干ISP 地区ISP 本地ISP
- 互联网交换就诶点IXP允许两个网络直接相连而不必经过最上层主干ISP
OSI IEEE体系结构分层：
- OSI七层模型：应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
- OSI缺点：缺少实际经验 商业驱动 实现复杂 效率地下 制定周期长 运作不合理
- 实际运用为TCP/IP标准
- IEEE：802.11 数据链路层分为逻辑链路控制子层 介质访问控制子层
面向连接，无连接应用，区别：
- 通信前建立连接，完成后释放连接/尽最大努力
- 传输控制协议TCP：提供面向连接的，可靠的数据传输服务，传输单位为报文段
- 用户数据报协议UDP：无连接的，尽最大努力的数据传输服务，传输单位为用户数据报
网络定义，网络分类：
- 计算机网络主要是由一些通用的 可编程的硬件互联而成 这些硬件并非专门用来实现某一特定目的 可编程的硬件能用来传输不同类型数据 并且支持广泛和日益增长的应用
- 广域网WAN：几十到几千公里;城域网MAN：一个城市;局域网LAN：用于微型计算机或工作站相连;个人区域网PAN：个人使用的电子设备互联
- 公用网：电信公司建造大型网络;专用网：特殊业务服务，如军队网络。
DNS作用：
- DNS根服务器采用任播技术 即相同IP但物理位置不同 因而总能找到最近的服务器
- 递归查询 迭代查询
- 将域名解析为IP
动态网页实现技术：
- CGI通用网关接口：定义动态文档如何创建，输入数据如何提供给应用程序 输出结果如何使用
- CGI程序又叫CGI脚本
- 服务器推送技术 TCP开销大
- 活动文档技术 把工作交给浏览器
HTML，XML区别：
- HTML：超文本标记语言 展示文档
- XML：可扩展标记语言 用于数据存储，传输等。