网络协议精要-优快云博客

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复习目录

第一章性能指标网络体系结构
第二章信道
第三章信号计算大题⚠️
第四章 IP地址路由计算大题⚠️
第五章 UDP/TCP相关⚠️
第六章 DNS相关

概念总结

MTU 最大传输单元 1500
ARP Address Resolution Protocol
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
RARP逆地址解析协议
SID Security Identifiers 安全标识符唯一账户号

UDP 用户数据报协议无连接面向报文
TCP 传输控制协议面向连接面向字节流

Simple Mail Transfer Protocol 传输
Post Office Protocol 3 储存删除
Internet Mail Access Protocol 同步服务端

URG紧急位👉为1表明高优先级
ACK确认位👉连接建立后一直为1
SYN同步位👉表明是连接请求/接收报文
FIN终止位👉表明发送方数据已发完请求释放

1字节byte=8bit
1kb/s = 1k bit/s
1KB = 1k Byte =1024*8bit = 2^10b

网络结构

重要考点

性能指标
👉速率/带宽/吞吐量/时延/传播时延带宽积/信道利用率
时延👉四种
时延带宽积：以比特为单位的链路长度，即某段链路现在有多少比特（表示容量）。
往返时延RTT
= 传播时延*2 + 末端处理时间
五层体系
物理层👉数据链路层👉网络层👉运输层👉应用层
香农公式
信道👉单工半双工全双工
并行传输👉快适合近距离计算机内部
串行传输👉慢适合远距离
宽带传输👉调到高频远距离
基带传输👉原生信号近距离
四种信道复用
1⃣️频分FDM👉每个用户分配固定频带
2⃣️时分TDM👉分配固定时间片
3⃣️波分WDM👉光波传输的频分复用
4⃣️码分CDMA👉同时间同频带最优解
👉分配独特码片序列必须相互正交
数据链路层⚠️PPP点对点
封装成帧/透明传输/差错检测

ESC转义字符👉透明传输
1⃣️异步传输👉字符填充法👉插入十六进制数
2⃣️同步传输👉字节填充法👉插入0

帧首SOH/帧尾EOT+IP数据报👉封装

绝大部分没有阐述差错
比特差错👉误码率BER👉循环冗余检验CRC
对帧重复帧失序帧丢失没有检验作用

必考计算⚠️冗余码计算 CRC
FCS帧检验序列
模2运算不进位不借位👉异或👉同0异1
1⃣️被除数2^nM 即M后添加n个0👉阶数n
2⃣️除数P给定长度n+1
3⃣️模2运算得余数 n位R（FCS
4⃣️发送2^nM+R
5⃣️接收后除以P👉余0没有错非0有错放弃
局域网LAN
星形网(集线器为中心)/总线网/环形网/树形网
随机接入/受控接入
以太网Ethernet
802.3局域网/广播形式/不编号不纠错
曼彻斯特编码👉电平变化做0/1
CDMA/CD协议
多点接入👉总线型网络
载波监听👉先听再说
碰撞检测👉边发送边检测

线路越长冲突概率越大

⚠️退避算法求延时时间👇n*2t求n
1⃣️冲突次数i小于10👉n取0～2^i-1中随机
2⃣️大于10小于16👉0～1023随机
3⃣️大于16👉放弃通知上层

⚠️计算多长时间检测到冲突

征用期2t👉若前64字节没冲突则不会冲突
⚠️10M以太网 51.2us*10Mb/s=512bit=64byte
最短有效帧长👉64字节

MAC帧👉网卡&局域网
最短6+6+2+46+4
网桥Bridge👉在链路层扩展局域网
使用最多👉透明网桥即插即用
自学习更新表地址/接口/进入时间👉查表转发
VLAN👉一种逻辑服务/以太网交换机
非广播/根据VLAN标识符确定帧的发送目标
好处👉便利/隔离/开销小/抑制广播风暴/减少网络拓扑变更成本
高速以太网
物理扩展👉集线器/网桥
逻辑扩展👉VLAN
速率扩展👉高速以太网
IP地址=网络号+主机号
32位/点分十进制记法
两个特点👉分等级+标志链路接口
ARP请求+ARP相应
⚠️解决同一个局域网的IP和MAC地址映射关系
本地封装成帧四种情况👇
IP数据报👉首部+数据
首部👉32*5/8=20字节固定部分+可选字段
👉理论最大长度65536字节但不能超过MTU
👉片偏移是8字节的整数倍
👉TTL生存时间最多跳255次
👉可选字段1～40字节
计算子网⚠️⚠️

IP地址 AND 子网掩码 = 网络地址

划分原理👉从主机号中划分比特出来表示子网
1⃣️给IP+子网掩码+求网络地址👉逐位相与
2⃣️给网络地址+子网掩码+求子网号及个数
3⃣️给子网个数+求IP范围和子网掩码
4⃣️综合应用题

分组转发⚠️必考大题
IP/RIP/ICMP协同完成
查直连👉查表👉查默认理由👉上报出错
CIDR地址块⚠️计算
IP（32位）=前缀+主机号
路由聚合👉一个地址块含多个分类地址👉超网
前缀越短超网规模越大

可用主机👉减2去掉全1和全0
掩码计算👉/20👉20个连续的1
路由表中👉前缀+下一跳地址
最长前缀匹配原则👉最佳匹配👉最详细

ICMP网际控制报文协议
Ping/Tracert路由追踪指令

两种报文类型
1⃣️查询👇
回送请求/应答➕地址掩码请求/应答➕
时间戳请求/应答
2⃣️差错检测👇
重定向➕终点不可达➕源站抑制➕超时➕参数问题

路由协议⚠️必考
AS自治系统
IGP内部网关协议 RIP/OSPF Interior
EGP外部网关协议 External
1⃣️RIP👉简单坏消息传得慢
Routing Information Protocol路由信息协议
路由器维护自己到目的网络的距离记录👉跳数
👉一条路径最多包含15个路由器
👉优先选最短路由
👉三个特征：
仅和相邻路由器交换/交换全部信息/按固定时间间隔交换
2⃣️OSPF👉快适用于大型网络
Open Shortest Path First内部网关协议
分布式的链路状态协议👉划分区域👉主干+区域边界
⚠️几个特征：
👉洪泛法向所有路由器发送信息
👉发送相邻路由器的链路状态：和谁相邻/链路的度量👉比RIP更适合大网络
👉链路状态变化时才发送
👉直接用IP数据报传送
👉五种分组类型问候➕数据库描述➕链路状态请求/更新/确认
👉每隔一段时间刷新数据库中的链路状态
UDP👉快速简单不够可靠👉DNS使用
User Datagram Protocol
⚠️面向报文
👉视频电话/QQ等
👉UDP/TCP依据端口号实现进程间通信

UDP👉工作在两个进程之间
IP👉工作在两个主机之间

两个功能👉进程区分➕数据内容校验
1⃣️首部格式⚠️
2⃣️几个特点

TCP👉一对一/全双工/可靠交付
Transmisson Control Protocol传输控制协议
三次握手👉连接建立👉请求确认再确认
四次握手👉连接释放👉请求确认+请求确认

⚠️面向字节流

⚠️四大考点
1⃣️可靠传输👉确认和重传
👉停止等待协议👉简单信道利用率低
👉自动重传请求ARQ
发送有缓存收没有缓存
发送报文丢失/出错被丢弃👉超时重传
确认报文丢失👉超时重传➕确认丢失
确认报文迟到👉超时重传➕确认迟到➕丢弃迟到的确认报文
👉连续ARQ协议👉流水线传输累计确认
👉GoBackN
👉信道利用率计算

2⃣️首部格式⚠️⚠️
固定20字节 160比特
数据偏移👉首部长度
URG紧急 ACK确认 PSH推送
RST复位 SYN连接请求/接受 FIN终止
窗口👉发送/接收窗口大小
选项👉可扩展👉MSS数据字段最大长度
👉窗口扩大/时间戳/选择确认
填充👉使整个长度为4字节的整数倍

3⃣️流量控制（局部点对点）👉滑动窗口机制
接收方根据接收缓存大小
通过设置确认报文段的窗口大小
动态调整发送窗口大小
👉即由接收方控制流量

4⃣️拥塞控制（全局）👉四种算法👉理解

⚠️慢开始与拥塞避免
慢开始（从窗口值1开始）👉指数增长👉达到阈值👉拥塞避免（加法增大）👉出现拥塞（乘法减小至1）阈值变为1/2👉慢开始…

⚠️快重传与快恢复
慢开始👉拥塞避免👉收到3个重复确认（冗余ACK）快重传👉设置阈值为拥塞窗口1/2👉乘法减小至新阈值（快恢复）👉拥塞避免（加法增大）…