计算机网络学习笔记（同大家分享，共同进步！）
1、计算机网络的定义
一些相互连接，以共享资源为目的的计算机集合
2、计算机网络的功能
硬件资源共享，软件资源共享，用户间信息交换
3、计算机网络的分类
（1）按照地理范围分类
个域网（PAN）、局域网（LAN），城域网（MAN）、广域网（WAN）
（2）按照不同使用者分
公用网、专用网
（3）按照网络传输技术
广播式网络、点对点网络
（4）按照接入Internet的方式
计算机网络、电话通信网、广播电视网
（5）按照网络拓扑形状
总线、星状、树状、环状、网状
4、计算机性能指标
速率bps 传输数据的速率，比特率
带宽bps 某一点到另一点所能通过的最高数据率
吞吐量bps 单位时间内通过某个网络的数据量
时延
发送时延=数据帧长bit/信道带宽bps（发送速率）
传播时延=信道长度m/传播速率m/s
时延带宽积 传播时延*带宽
往返时延 RTT
利用率 U=1-（D0（空闲时延）/D（当前时延））
5、网络协议三要素
语法、语义、时序
6、分层的好处
把大而复杂的问题转化为小的局部的问题，便于研究和处理
7、参考模型
OSI七层模型、TCP/IP四层模型
8、互联网的结构
边缘部分 主机组成
核心部分 路由器等
9、互联网通信方式
客户-服务器方式
对等连接方式
10、数据通信两个重要公式
奈奎斯特定理
最大数据传输速率=2理想低通信道带宽离散电平数
香浓定理 信噪比(dB)=10（S/N）(dB) (bit/s)
（W为信道带宽，由题目中的信噪比计算出S/N的值，带入香浓公式，计算出最大数据传输速率）
11、调制与编码
转换为模拟信号为调制，转换为数字信号为编码
12、编码的方法
非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码
13、传输介质
双绞线 线序：T568B、T568A
同轴电缆
光纤 单模光纤、多模光纤
14、多路复用技术
频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用
15、数据交换技术
电路交换：类似于拨打电话，数据传输之前先需要建立连接，然后传输数据，最后还需要释放连接。
分组交换：分组交换需要采用存储转发技术，在实际应用中它分为数据报方式和虚电路方式。
采用数据报方式源主机与目的主机之间无需建立连接，发送的每一个分组都可以独立的选择一个传输路径。路由器对接收到的每一个分组都要进行差错检测，然后按照目的地址，选择合适的接口转发出去。不同分组到大目的地可能会出现乱序，重复，丢失的现象，所以数据报方式适用于突发性通信。
虚电路方式：发送分组前源主机与目的主机需要先建立一条逻辑虚连接，所有分组都将通过这条连接按序到达目的主机，所以所有分组不需要携带目的地址与源地址，只需要携带虚电路标识符（VCI）。
报文交换：报文交换也需要存储转发技术，每次传输的是整个报文，报文中需要携带目的主机与源主机地址。交换时不需先建立连接，用户把数据传输给交换设备，交换设备需要存储整个报文，然后再寻找空闲线路，把整个报文转发出去。因为报文大小是不确定的，所以报文交换对存储缓存空间要求比较高。
16、广域网与局域网的区别
覆盖地理范围不同：广域网覆盖范围比较大，从几十千米到几千千米的距离，而局域网覆盖范围比较有限，大多用于一个实验室，一栋大楼，一个校园等。
核心技术与标准不同
组建和管理方式不同：广域网可以明显划分出资源子网和通信子网，而局域网不行。
17、广域网的组成
资源子网：由主计算机系统，终端，各种软硬件资源组成。
通信子网：主要负责数据的接收转发等任务。
18、物理层接口特性
机械特性：接口形状，尺寸等
电气特性：电压的范围
功能特性：信号线用途
规程特性：不同功能的各种事件出现顺序。
19、链路与数据链路的区别
链路：一个结点与相邻结点的一段物理线路，中间没有交换结点。
数据链路：除了必要的物理线路外，还需要一些通信协议来控制这些数据传输。
20、数据链路层控制功能
帧控制：对从网络层送来的帧加帧头帧尾。对要送到网络层的帧去掉标志字段，还原成原始数据。
帧同步：接收方确定收到的比特流中一帧开始的位置和结束的位置
差错控制：奇偶校验码，循环冗余码
流量控制：滑动窗口法
透明传输：传输数据出现了控制字符，需要采取适当措施。
21、组帧的方法
字符计算法、字节填充的首位界符法（SOH,EOT）、比特填充的首位标志法
22、广域网常用的数据链路层协议
点对点协议（Point to Point PPP）主要用在全双工同异步链路上进行点对点之间的数据传输。主要分为链路控制协议（LCP）和网络控制协议（NCP）。PPP协议工作状态：当用户拨号接入ISP时，个人计算机向路由器发送一系列LCP分组，然后NCP给计算机分配一个临时IP地址。当用户通信完毕后，NCP释放网络层连接，LCP释放数据链路层连接。PPP是一个面向字节的协议。
高级数据链路控制协议（HDLC）在同步网上传输数据，面向比特的数据链路层协议。HDLC帧划分为三类：信息帧（I），监督帧（S），无编号帧（U）
23、HDLC和PPP的区别
HDLC面向比特，PPP面向字节
HDLC具有多点寻址功能，PPP只能在两点间通信
HDLC具有捎带确认机制，PPP不提供可靠传输，PPP一般用于情况较好的传输线路。
24、局域网协议
带有冲突检测的载波侦听多路访问技术（CSMA/CD）只用在半双工通信，工作流程为：“先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发”。以太网帧最短64B，MAC帧不需要帧结束符。发生碰撞时，使用截断二进制指数类型退避算法。退避时间一般取争用期（2τ），重传参数k=Min[重传次数，10]，在{0,1,…,}随机选一个数。
25、数据链路层设备
网桥、交换机
26、冲突域和广播域
路由器，交换机，网桥隔离冲突域
路由器隔离广播域
27、虚拟局域网（VLAN）
局域网中各结点按工作性质划分，而不是按交换机接口划分。一个VLAN 对应一个广播域。
28、干道技术
可以绑定多条虚拟链路在一条实际物理链路中，实现多个VLAN之间传输数据
29、网络层协议
ARP（address resolution protocol 地址解析协议）一种动态地址解析协议，主机动态发送ARP请求分组，已知某IP地址，想知道其硬件地址。ARP请求是广播，ARP响应是单播。如果源主机与目的主机不在一个局域网上，就需要ARP找到本局域网内某个路由器地址，把分组发给路由器，由路由器来做剩下的工作。
ICMP协议
（1）终点不可达：路由器或主机不能交付数据
（2）源点抑制：因拥塞而丢弃数据
（3）时间超时：TTL值减为0
（4）重定向：主机下次将数据发送给其他路由器
IGMP（Internet group management protocol ，Internet组管理协议）帮助多播路由器识别加入到一个多播组的成员主机。
30、IP分组
A类：1——126 网络数 主机数
B类：128.1——191.255 网络数 主机数
C类：192.0.1——223.255.255 网络数 主机数
专用地址：不出现在因特网上
10.0.0.0——10.255.255.255
127.16.0.0——172.31.255.255
192.168.0.0——192.168.255.255
31、路由协议
内部网关协议（IGP）自治系统内部使用的路由选择协议
RIP（路由信息协议）基于距离向量（跳数）的路由选择协议
特点：①仅和相邻路由交换信息
②交换的信息是自己的路由表
③30秒一交换
RIP协议使用UDP进行传送
OSPF（开放最短路径优先协议）基于链路状态协议
特点：①使用洪泛法向自治系统所有路由器发送信息
②发送的信息是相邻的所有路由器的链路状态
③只有链路状态发生变化时，才用洪泛法发送信息
OSPF使用IP数据报传送
外部网关协议（EGP）
BGP（边界网关协议）基于路径向量路由选择协议
不同自治系统AS的BGP发言人使用TCP交换路由信息
32、网络地址转换的过程（NAT）
主机A向互联网上主机B 发送信息，先使用源IP地址向NAT路由器发送信息，NAT路由器会把源地址变成全球唯一的IP地址，从而可以通过互联网传送到主机B。当主机B 向主机A回传信息时，会把目的地址设定为主机A发来信息时使用的全球唯一IP地址，此信息会通过互联网传送到NAT路由器，NAT根据自己的地址转换对照表，把当前唯一的IP地址转换成主机A私有的IP地址。
33、进程通信
计算机网络的本质是实现不同主机间进程通信。通过标识进程，可以正确有序的将数据发送到目标应用软件。对进程进行标识的方法就是“端口号”。
熟知端口号：0——1023
注册端口号：1024——49151
临时端口号：49151——65535
34、传输层协议
UDP（用户数据报协议）
特点：①无需建立连接
②不可靠交付
③时延较短
UDP数据报首部字段8B。UDP数据报在进行差错检验时需临时加上12B的伪首部。
TCP（传输控制协议）
特点：①面向连接
②可靠交付
③传输开销大
TCP首部20B。
35、TCP连接过程（三次握手）
客户端发送连接请求报文，SYN=1,seq=x。服务器端收到报文，并向客户端发送确认信息，SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1。客户端收到确认信息，向服务器端进行确认，ACK=1,seq=x+1,ack=y+1，连接建立，可以进行数据传送。
36、为什么建立TCP连接不能采用两握手？
假设客户端向路由器端发送连接请求，但是请求报文没有到达服务器端，客户端等待超时后会重新发送连接请求，这时服务器端收到了请求，也向客户端发送了确认消息，连接建立成功，可进行数据传输。当传输完后，释放连接。但是第一次客户端发送的请求连接报文到达了服务器端，服务器端会以为是新的连接请求，随后发送确认消息，连接再一次建立。
37、TCP流量控制
滑动窗口机制、糊涂窗口综合征
38、TCP差错控制
确认方式： 累积确认、选择确认
重传时间选择
39、TCP拥塞控制
慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复
40、开环拥塞控制和闭环拥塞控制的区别
开环拥塞控制：在拥塞发送之前采用一些策略来预防拥塞的发生。
闭环拥塞控制：拥塞发生后消除拥塞的策略。
41、拥塞控制和流量控制的区别
拥塞控制是一个全局性的过程，涉及主机，路由器等。
流量控制是发送端与接收端点对点通信量的控制。
42、描述域名解析的过程
当某应用进程需要把主机名解析为IP地址时，就调用解析程序，把域名放在DNS请求报文中，以UDP数据报的方式发送给本地域名服务器。本地域名服务区把对应的IP地址放在回答报文中。
域名解析主要分为：递归查询、迭代查询
43、网站的访问步骤
（1）浏览器分析链接指向的URL
（2）浏览器向DNS请求解析谋域名的IP地址
（3）解析出某域名的IP地址
（4）浏览器与服务器建立TCP链接
（5）浏览器发出取文件命令
（6）服务器给出响应，并发送文件给浏览器
（7）释放TCP连接
44、发送邮件的过程
（1）发件人撰写邮件
（2）发件人把发送邮件的工作交由用户代理完成，用户代理把邮件用SMTP协议发送给发送方邮件服务器。
（3）SMTP服务器收到邮件后存入缓存队列，等待发送到接收方邮件服务器。
（4）发送方邮件服务器与接收方邮件服务器建立TCP连接，把邮件依次发送过去。
（5）接收方邮件服务器把邮件放到收件人邮箱中，等待读取。
（6）收件人收信时，使用POP3协议读取邮件。
45、DHCP（动态主机配置协议）
为主机分配临时IP地址
Discover
Offer
Request
Ack