计算机网络复习资料

1、计算机网络复习大纲第一章概论1计算机网络的定义和组成，几种常见的网络拓扑结构的名称。(1) 定义：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行环境下，以实现网络中资源共享为目标的系统。(2) 组成：通信子网 -网络信息的传输和交换终端系统一负责信息的处理(3) 网络拓扑： 星形结构、层次结构或树形结构、总线形结构、环形结构2 计算机网络的体系结构概念概念：计算机网络体系结构是计算机网络的分层及其服务和协议的集合，也就是它们所应完成的所 有功能的定义，是用户进行网络互连和通信系统设计的基础。3. 协议的概念、协议三要素和服务访问点的概念。(1)

2、 协议概念：协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。 协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。(2) 三要素：语法：指数据与控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等，回答“怎么讲”。语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释“讲什么”同步：规定了事件的执行顺序(3) 服务访问点：SAP实际上就是(N)层实体和上一层(N+1)层实体之间的逻辑接口。4. OSI七层模型名称，物理层(传输的基本单位：比特)、数据链路层(传输的基本单位：帧)、

3、网络层(传输的基本单位：分组)、传输层、应用层的基本功能。物理层：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、维护和释放物理连接， 实现比特流的透明传输，进而为数据链路层提供数据传输服务。数据链路层：在物理层提供服务的基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧(frame)为单位的数据包，并采取差错控制和流量控制的方法，使有差错的物理线路变成相对无差错的数据 链路。网络层：为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，为以分组为单位的数据报通过通信子网选择适当的路由，并实现拥塞控制、网络互连等功能。传输层：向用户提供端到端 （end-to-end ）的数据传输服务，实现为上层屏蔽低层的数据传输问题。

4、会话层：负责维护通信中两个节点之间的会话连接的建立、维护和断开，以及数据的交换。表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据的加密与 解密、数据压缩与恢复等功能。应用层：为应用程序通过网络服务，它包含了各种用户使用的协议。5. TCP/IP体系结构（知道各个协议在哪一层），OSI和TCP/IP的比较。3卩体系结构SRTTP.KTTHTTP 野TCPTTBP1CMFt JOIMPIPARP/RARP各类物理网细，iwi uni,J-A pp lie atiooTrADisport L»«yr占_连网绪层Internet 1-ayer网堵挟入层

5、IToitt lo Mfwurk（1） 出发点不同：OSI-RM是作为国际标准而制定的，不得不兼顾各方，考虑各种情况，造成OSI-RM 相对比较复杂，协议的数量和复杂性都远高于TCP/IP。早期TCP/IP协议是为军用网 ARPANET计的体系结构，一开始就考虑了一些特殊要求，如可用性，残存性，安全性，网络互联性以及处理瞬间大信息量的能力等。（2）对一些问题的处理方法不同，如： 对层次间的关系：OSI-RM模型严格按层次结构，而 TCP/IP可以跨层； 无连接服务问题 ：OSI-RM模型只考虑面向连接的服务，而TCP/IP同时还考虑无连接服务。第二章数据通信技术基础1. 常用的传输媒体（7种，

6、3种有线，4种无线）的名称。有线：双绞线、同轴电缆和光纤无线：无线电波（无线电波是全向传播，而微波是定向传播）、地面微波、卫星微波、红外线技术。2. 掌握传信速率（比特率）、传码速率（波特率）、传输时延（发送时延）、传播时延的计算。 处理时延概念。是比特 / 秒（bit/s, 或 kbit/s 或 Mbit/s ）传码速率：传码速率又称为调制速率、波特率，记作NBd,是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。例2-1若信号码元持续时间为1 X 10-4秒，试问传送8电平信号，则传码速率和传信速率各是多少解：由于T=1X 10-4秒，所以传码速率，NBd=1/T=1

7、0000波特由于传送的信号是 8电平，所以， M=8则传信速率 Rb = NBdlog2 M =30000bit/s。发送时延（传输时延）：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。（看单位）信道带宽：数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。數如決氓度CMs特:>传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道怅度（米信号在信道上的件播速率（米/秒处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。3理解异步、同步传输的概念。异步传输：以字符（8比特）为传输单位，每

8、个字符都要加1位起始位和1为停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。其字符与字符之间的间隔是可变的。同步传输：以数据块（帧）为传输单位，每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列（差错控制）。其数据块与数据 块之间的时间间隔是固定的。4信道容量的计算（有噪声、无噪声），注意：一个是用到香农公式、一个用到奈奎斯特公式。奈奎斯特公式（无噪声）：任意一个信号如果通过带宽为W（ Hz）的理想低通滤波器，当每秒传输2W码元，就可实现无码元间干扰传输。在理想的条件下，即无噪声有限带宽为W Hz的信道，其最大的数据传输速率

9、C （即信道容量bps）为：C = 2W log2 M （ M为电平）香农公式（有噪声）：香农 （Shannon）用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率信道的极限信息传输速率C（信道容量bps）可表达为iog2(1+S/N)( S/N )dB=10log 1O(S/N)X 25分纽阿电將立披报支立换|分组立换长帧蚁标龙nit 11110a M字段 c忡:W字段 i信总字段FCS軸楝验序列基于信道划分的介质访问控制（多路复用技术，代价高，不适合于局域网和某些广播信道的网络）b. 基于随机访问的介质访问控制（ALOHA协议、CSMA协议、CSMA/CD协

10、议、CSMA/CA协议）c. 基于轮询的介质访问控制（令牌总线访问控制和令牌环网）CSMA/C协、议是带有冲突检测的 CSMA协议，即监听其他站点是否发送数据来决定自己的动作，若产生检测到冲突，立即终止帧的发送，有争用、传输和空闲三种状态，用于以太网。（以太网是以CSMA/CDT式工作的一种总线型局域网）争用期（冲突窗口）：端到端的往返时延2T（ T=L/v （v是电磁波传播速率，L是电缆长度）最小帧长：最小有效帧长不能小于争用期内传输的比特数（Lmin=2T*C（C是数据传输速率）以太网帧结构：地址字段：DA （目的地址），SA （源地址）均为 6字节71O&2O I SCM) &l

11、t;8 4*.4 (宁 VjPSFDDAOA I'APAD | K7S5. 10BASE-5（粗缆）,10BASE-2 （细缆）,10BASE-T （双绞线），10BASE-F （光缆）的含义。10 （10M）、BASE（基带信号，曼彻斯特编码）、2、5 （长度百米）、T （双绞线，使用最广泛）、F （光纤）6集线器（物理层）、网桥（数据链路层）、以太网交换机（数据链路层）和路由器（网络层） 工作的层次、带宽的计算（如习题），理解透明网桥的工作原理，包括网桥转发表的维护和转发原 理。带宽计算：集线器共享、交换机独享透明网桥工作原理:（1）从端口 x收到无差错的帧（如有差错即丢弃），在转

12、发表中查找目的站MAC地址。 如有，则查找出到此 MAC地址应当走的端口 d，然后进行，否则转到。 如到这个MAC地址去的端口 d = x，则丢弃此帧（因为这表示不需要经过网桥进行转发）。否则从端口 d转发此帧。（4）转到。 向网桥除x以外的所有端口转发此帧（这样做可保证找到目的站）。（6）如源站不在转发表中，则将源站MAC地址加入到转发表，登记该帧进入网桥的端口号， 设置计 时器。然后转到（8）。如源站在转发表中，则执行 （7）。（7）更新计时器。（8）等待新的数据帧。转到（1）。转发表：站地址：登记收到的帧的源MAC地址。端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号。时间：登记收到的帧进入该网桥的

13、时间。7了解以太网交换机转发帧的三种方式（存储转发、直通、无碎片直通）原理。以太网交换机如何根据帧的目的地址控制转发，实现帧过滤存储转发：交换机先将 MAC帧全部读入到内部缓冲区，进行帧校验，一旦有错，就立即通知源站点 重发。直通交换：收到数据帧的同时立即按数据帧的目的MAC地址决定该帧的转发端口。无碎片直通交换：交换机收到64字节以后才以直通方式转发帧，避免转发冲突而造成的碎片帧（以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞 地传输数据）& VLAN的概念、无线局域网的概念，

14、WiFi常用的协议标准。VLAN虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，虚拟局域网其实是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息（即“广播风暴”）而引起性能恶化。无线局域网：（1）有固定基础设施：无线局域网的最小构件是基本服务集（ BSS , BSS包括一个基站（信号发射源）和若干个移动站（移动设备如手机），BSS通过DS分配系统连接构成一个扩展的服务集（2）无固定基础设施的（如手机开的热点）无线局域网标准IEEE 2Mbit/sIEEE 11Mbit/s 或 sIEEE 6 、9、1

15、2、18、24、36、48、和 56Mbit/sIEEE9. 无线局域网中不能采用CSMA/C啲原因，理解 CSMA/CA勺工作原理（）（1）无线局域网的设备实现“冲突检测的功能”花费过大（2）隐蔽站（未能检测出介质上已存在信号）和暴露站（总线型局域网只能单个站通信，而无线局域网允许多个移动站通信）问题（3）无线信道传输条件特殊，造成信号强度的动态范围非常大CSMA/CA即使用RTS （请求帧）和 CTS （允许帧）进行信道预约（解决暴露站的问题，如果某站同 时收到多个RTS帧，则会发生冲突，和以太网冲突一样采用二进制指数退避算法推迟发送）10. ATM信元的长度（53个固定字节长度），首部长

16、度（5字节）。应重点关注的例题：例 4-1P110第五章网络互连1. 理解IP地址的分类，掌握 IP地址的分配（如例 5-1 P147）。B b ithost-id24 bH-I Sin*tit liionet-idbithcwt-id si24 hitIPFTr11地til的便I*H 1W*& 类别可用的是后一个:可用的网络号网络号A126 (2? - 21126BC他384 (2*>)2,097,152 (221)iza.o192,0.0191.255223 255.255B bHA类（0） B类（10） C类（110）网络号127用于回送地址（主机号全0为启动是源站地址，全

17、 1是广播地址）2. 掌握ARP的作用以及以太网中 ARP的工作过程。ARP （地址解析协议）实现地址转换，将IP地址映射成物理地址本地主机与目的主机通信之前，先判断目的主机是否在本地网络上，如果不是，则要将IP包先发给本地路由器，此时如果本地主机不知道本地路由器的物理地址，则广播发送一个ARP请求报文询问，路由器收到后发送ARP响应报文告知自己的物理地址，本地主机收到ARP响应后再真正发送目的地址为目的主机的IP包给路由器，由它进行转发。3. 掌握IPv4数据报首部的分析（20字节）（如习题）版本一一占4 bit ，指IP协议的版本目前的IP协议版本号为4 （即IPv4）首部长度一一占4 b

18、it ，可表示的最大数值是 15个单位（一个单位为4字节），因此IP的首部长 度的最大值是60字节。服务类型一一占8 bit ，用来获得更好的服务这个字段以前一直没有被人们使用总长度一一占16 bit ,指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此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。标识（identification）占16 bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识标志一一3bit，低两位有效，中间位置 1表示不能被分片，最低位置1表示不是最后一个分片片偏移（13 bit）指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。以8个字节为偏移单位生存时间（8 bi

19、t） 记为TTL （Time To Live）数据报在网络中的寿命，其单位为秒。协议（8 bit）字段指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个处理过程(01-ICMP 04-IP 06-TCP 17-UDP 89-OSPF )首部检验和（16 bit）字段只检验数据报的首部不包括数据部分。使用简单计算方法。an0咼e1 e1 £>24a iF；/vE区IHL柝W斫*土77 "寸冋甘Sre3*辛rim tit目ith tit2kt*4. 掌握分片的计算。（每一片数据应为八字节整数倍 ）将数据按传输限制分为若干片，每一片都加上20字节的

20、数据报首部。5子网的划分和计算，网络掩码的表示和计算。（如习题IP地址=网络号，子网号，主机号子网位从主机域的最左边开始连续借用。(mask )子网号的位数是可变的，为了反映有多少位用于表示子网号，采用子网掩码子网数=2Ax-2，x是被占用的表示子网比特的数目。（减2是指减去子网号全 0、全1部分，它们默认是无效的）主机数=2Ay-2，y是主机号中未被占用的比特数，（主机号不可全 0全1，因此减2）例：设有一个网络地址为，要在此网络中划分 14个子网，问：需要多少位表示子网子网掩码的点分十进制数值是多少每个子网地址是什么子网数=2Ax-2，则x = 4，需借用4位表示子网。由网络地址可知，这是

21、一个B类网络，网络地址和主机地址各为16位，网络掩码为 。划分子网后，又使用主机地址部分的最高 4位表示子网，则 其对应十进制数值为 128 + 64 + 32+ 16 = 240。网络掩码为 。子网号由00011110,故子网地址由，6. CIDR的原理和地址块的分配。I2M I 4. 1 J U 2（1的地丄吐于地址1 oonoooo OGfl01 1 1O t>CJ1iO OOOO (XKJOOOOO 1 OOCJDCIOO OOCO1 1 IO CH31O OOOO OOOOOOOI的 20 mwwjp祥的1 OOOOOCX) OOOO 1 1 1O DO1O OQOO QDOO

22、ODIO 1 OOOCOOO OQOO1 1 10 OO1O OQOO QOOOOOI 1 1lOL3CL>OOt OCJCl'LJ 1l 1l 1 OO1O DQOO OOCiOO11 QO gOQOOQQ QOQO1 1 10 OO1Q OQQQ QQQQ0101ioonooon oocoi 1 tc noio i n 11 1111 ioi i 1C<3<3C>OOCI(CC3Q 1 1 io OQIC 1111 11111 1<TO 1000CX)00 00001 1 IO CX31O 1111 11111 1O11 OOOOOOO QQCO 1

23、1 10 OOlQ 1111 111111 10 CSiXHKHKJ CMJKHJ11 IO CKJ1C3 1111 11111111IP地址=<网络前缀 >, < 主机号>斜线“ / ”后的数值N表示网络前缀长度，32-N表示主机号。7. ICMP报文类型和作用，ping和tracert两个程序的目的各是什么（1）目的不可达报文（类型 3 （代码字段0、1、2、3、4、5各种报错）（2）超时报文（类型 11,代码0表示TTL超时，代码1表示分片重装超时）（3） 回应请求与应答报文（8 （回应请求）/0 （回应应答）用于测试目的站的可达性） 改变路由（重定向）（设置封装

24、回应请求报文的数据报的TTL值，可实现路径跟踪功能）Tracert （跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定IP数据报访问目标所采取的路径。Tracert命令用IP生存时间（TTL）字段和ICMP错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由 Ping是Windows系列自带的一个可执行命令。利用它可以检查网络是否能够连通9. 外部网关协议和内部网关协议的基本概念。RIP、OSPF是什么类型路由协议它们以什么作为度量RIP最大跳数是多少（15）内部网关协议（IGP, I nterior Gateway Protocol ）即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，

25、如RIP和OSPF协议。外部网关协议（EGP, External Gateway Protocol ）即在自治系统之间交换网络可达性信息所用的RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离（跳数）记录。RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，适用于小型互联网。开放最短路径优先 OSPF （Open Shortest Path First）“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法 SPF，OSPF是分布式的链路状态协议，以代价作为度量。10. 了解RIP、OSPF和BGP的要点，掌握书上 RI

26、P路由更新的例子（P171）RIP的路由表更新；OSPF的区域划分和路由表的生成；BGP不懂11路由器的组成（路由选择和分组转发两个部分），直接交付和间接交付的概念。当主机A要向另一个主机 B发送数据报时，先要检查目的主机 B是否与源主机 A连接在同一个 网络上。如果是，就将数据报直接交付给目的主机B而不需要通过路由器。如果目的主机与源主机A不是连接在同一个网络上，则应将数据报发送给本网络上的某个路由器，由该路由器按照转 发表指出的路由将数据报转发给下一个路由器。这就叫作间接交付。路由器实际上就是一种通信专用的计算机，具有和计算机类似的结构（CPU存储器、接口）分组 转发路由选拌处理机跖曰诜择

27、i办仪222网络层物理层32且处理立换结构跆由1m 1输出症口Jf12.掌握NAT的功能和实现 VPN的两种技术。VPN的实现主要使用了两种基本技术：隧道传输和加密技术。VPN定义了两个网络的路由器之间通过In ternet的一个隧道，并使用IP-in-IP 封装通过隧道转发数据报。为了保证保密性，VPN把外发的数据报加密，然后封装在另一个数据报中传输。隧道接收路由器将数据报解密，还原出内层数据报，然后转发该数据报NAT需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做 NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球地址 IP &所有使用本地地址的主机在和外界通信时

28、都要在NAT路由器上将其本地地址转换成 IP G才能和因特网连接13. IPv6中IP地址的长度（128位），基本首部的长度 （40字节），了解IP地址类型（单播（交付应重点关注的例题：例 5-1(P147)、5-3(151)、5-6 ( 163)、5-7 (166)重点关注的课后习题:分组给某个地址接口）、任播（一组中的某个接口）、组播（全组接口）P196-P197第六章传输层2. 1 传输层的功能。UDP提供什么服务UDP格式，端口、套接字的概念。伪首部的作用 功能：在通信子网提供的服务基础上，为上层应用进程提供端到端的传输服务传输层的UDP和TCP都使用了端口（ port ）与上层的应用

29、进程进行通信，端口就是传输层服务访问 点TSAP （也就是与应用进程的接口）套接字（socket ）就是IP地址和端口的结合，也称为插口，套接口。套接字=<IP地址，端口 >5元组= < 源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，传输协议 >UDF提供不可靠服务（五连接、支持点到点和点到多点通信、面向报文、8字节首部）伪首部只用于计算 UDP的校验和，既不向下层传送，也不向上层递交IN22 . 2 .|謀舞口的端口3. TCP的基本概念、报文段的格式，TCP提供的服务类型。TCP （面向连接、面向字节流、可靠传输、只能进行点到点通信、首部固定20字节、最长60）TCP

30、数扼詡力IP3.掌握TCP的连接建立、释放过程。1iETCPi 1111LU11J1111液蒲门1111J1 J1 1_1B1111_1111n M1 1摘JA111 一L_J序号认寻保tt2豎T¥F £窗114&钮14顶脅）ifl AXi20芋节站1SYN和FIN都消耗一个序列号Scq=KStq=y Ack+1Seq=x+1 Ack=y+lFINt : - lseq=In Atk=nkeo肋AcknrklfMAO 怙 Seq=n Ack=m+ACK 2eq=m+1 Acki+14. 理解TCP中的可变滑动窗口的流量控制方法的工作过程。TCP采用大小可变滑动窗口的方

31、式进行流量控制。窗口大小的单位是字节。根据接收方接收能力，通过接收窗口 rwnd (receive window )可以实现端到端的流量控制，接收端将接收窗口rwnd的值放在TCP报文的首部中的“窗口”字段，传送给发送端。5. 掌握TCP的慢启动算法和拥塞避免算法的工作过程。悔启功1/2 ruvodcwrnl 1MSSVmilM thresh 二-'s-tbrrsli =1/2 rwnd-rwrnd sthrTli快速带祐、快速恢复jil 星一延慢启动算法:TCP刚建立连接或者网络发生拥塞超时，cwnd设为1MMS当cwnd<=ssthresh时，cwnd每次都以指数方式增大(即

32、每次cwnd加倍)拥塞避免算法：当 cwnd>=ssthresh是，cwnd之增大一个报文段快速重传：收到3个重复确认ACK重发该报文段快速回复：当快速重传时，直接执行拥塞避免算法。6掌握TCP报文段的分析。(参考UDF报文段分析P216 -例6-1 )应重点关注的例题：例 6-10 ( P213)重点关注的课后习题：、第七章应用层1. 描述DNS中主机名至IP地址的域名解析过程。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。递归查询：逐层向上至所查找域名服务器直至根域名，再向下逐层查找所需域名。递归迭代查询：查询至根节点询问相关域名后直接访问该域名服务器2. 网络应

33、用模式(1) 以大型机为中心的应用模式(2) 以服务器为中心的应用模式(3) 客户机服务器模式( Clie nt / Server , C/S )(4) 浏览器(基于web的客户机)服务器模式(Browser / Server , B/S )(5) 对等网络服务模式(Peer-to-Peer, P2P )3. FTP应用的两个连接名称和作用控制连接：建立在 FTP与服务器端口号 21之间，用来传送客户端的名利和服务器端的响应，该连 接一直保持到C/S通信完成为止。数据连接：当客户端发出数据传输命令是，服务器端口20主动与客户建立一条数据连接，专门在该连接上传输数据4. 一个计算机访问因特网需要配置的项目。DHCP勺基本概念。4个：主机的IP地址、子网掩码、默认路由器的 IP地址、域名服