计算机网络复习

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1. 概念

• 网络的三要素网络、结点和链路
• 我们可以在同一时间，不同层次使用不同的连接方式，如：电子邮件协议需要用到：TCP、IP、PPP
• LCP和NCP存在于PPP的数据部分，但这两个属于PPP协议，不是网络层协议
• 协议不可能设置成100%可靠的
• 分组交换最主要的特点是采取存取转发技术
• 边缘网络和核心网络，服务和协议的区别
• 协议三要素：语义语法同步
• 物理层主要特性：机械特性，电气特性，功能特性和过程特性
• 通信系统分为源系统、传输系统和目的系统
• 一个码元可能对应多个比特，一个比特可能对应多个码元
• 路由器分为路由选择和分组转发两部分，路由器中既有物理层处理，也有数据链路层处理和网络层处理
• 适配器的作用
• 集线器共享带宽，每个机器独占交换机接口的带宽
• IPv4到IPv6转化有隧道法和双协议栈
• TCP使用了重传计时器、持续计时器、保活计时器和时间等待计时器
• UDP中的RTT没有确认和重传机制

网络层次的PDU

数据链路层	网络层	运输层
帧	IP数据报	报文段/UDP数据报

各协议解释

协议名称	网络层次	(首部)长度	应用	备注
PPP	数据链路层	5 + 3 B	用来和ISP建立连接	MTU = 1500B，面向连接，检验所有字节
CSMA/CD	数据链路层		作用于以太网，半双工通信	无连接，检验所有字节
MAC	数据链路层	14 + 4 B	在适配器的ROM，决定单，多播方式，物理地址	MAC地址6B，数据部分最小64B，前同步码8B
IP	网络层	20B	网络地址	无连接，只校验IP首部，IP地址4B，片偏移8B
ARP	网络层		解决同一局域网地址的映射
ICMP	网络层	8B	差错报文和询问报文，Ping	在IP的数据部分，数据部分是IP的首部和前8B
IGMP	网络层		和多播路由选择协议配合完成多播，主机声明，路由器探寻	在IP的数据部分，需要多播路由器
RIP	网络层	4B	用于AS小型网络中的路由选择协议	好消息快，坏消息慢，基于UDP，数据部分是路由信息，最多出现25个
OSPF	网络层	24B	用于AS大型网络的路由选择协议	基于IP，有五种分组类型
BGP	网络层	19B	用于AS之间的路由选择协议	基于TCP，有四种报文，打开更新保活通知
MPLS	网络层	4B	通过自定义的转发等价类打上标记进行高效率转发	面向连接，在链路层通过硬件转发，需要标记交换路由器，数据部分是IP数据报
IPv6	网络层	40B	下一代IP地址	IPv6地址为128bit，一个地址可以同时支撑单播，多播和任播
ICMPv6	网络层		是ICMP+IGMP+ARP的集合版	适用于IPv6
TCP	运输层	20		面向连接，检验和中有伪首部
UDP	运输层	（12+）8B		无连接，检验和中有伪首部

中间设备的作用

网络层次	中间设备	作用
物理层	转发器，集线器	放大信号，转发帧，仍然在一个碰撞域中
数据链路层	网桥、交换机	转发数据帧，使全双工通信，连接相同网络号
网络层	路由器	连接着不同的网络号，进行路由选择，分组转发
运输层及以上	网关	仅用于两个高层协议不同的网络互连，为其提供翻译

应用层端口号表

DNS	HTTP	HTTPS	FTP	Telnet	TFTP	DHCP	SMTP
53 UDP	80 TCP	443 TCP	21/20 TCP	23 TCP	69 UDP	67 UDP	25 TCP

2. 算法

物理层

• 码分复用 √
• CRC √
• 香农公式

数据链路层

• CSMA/CD中的二进制退避算法 √
• 信道利用率
• 交换机的自学习算法 √

网络层

• IP分片 √

• 路由器分组转发算法

  • 正常转发 √
  • 在子网下转发
  • 在CIDR下转发
  • MPLS

• CIDR记法 √

• 路由选择协议

  • OSPF距离向量算法 √
  • RIP距离向量算法 √

运输层

• UDP伪首部检测算法
• 信道利用率
• c超时重传时间计算 √
• 拥塞控制计算 √