《计算机网络》学习重点详细总结归纳（期末、面试）

目录

一.【概述】

二.【物理层】

三.【数据链路层】

四.【网络层】

五.【传输层】

六.【应用层】

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一.【概述】

**重点1**电路交换、报文交换、分组交换

掌握：特点、优缺点

（1）特点

电路交换：面向连接，分为三个阶段：建立连接，通信，释放连接

报文交换：存储转发，以报文为单位

分组交换：（报文分组后交换，报文交换的进阶）数据分段，添加首部（首部含有地址信息），存储转发方式

（2）优缺点

①电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。

②报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。

③分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。

（3）图示

**重点2**性能指标

①带宽：数字信道所能传送的“最高数据率” （单位：bit/s）

②吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量

③时延：发送时延、传播时延（在信道中传播的时间）、传输时延（发送时延，从发送节点->传输媒体）、排队时延（不固定）

**重点3**网络协议的要素

（1）语法：数据与控制信息的结构或格式 

（2）语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应

（3）同步：事件实现顺序的详细说明

**重点4**OSI/TCP各层名称以及特点

（1）OSI 7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

（2）TCP/IP 4层：网络接口层、网络层、运输层、应用层

注：下文将从物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层五个层次来介绍计算机网络，相当于是把TCP/IP协议的第1层（网络接口层）拆分成OSI的第1层和第2层（物理层、数据链路层）。

二.【物理层】

<I>数据形式：比特

<II>协议：（比较少提及物理层的协议...）

<III>应用：HUB（集线器）、中继器、网线

<IV>主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性

**重点1**香农公式与奈氏准则

（1）香农公式：信道的极限信息传输速率 C 可表达为C = W log2(1+S/N)  b/s（W 为信道的带宽，S 为信道内所传信号的平均功率，N 为信道内部的高斯噪声功率。）

（2）奈氏准则：理想的信道上最高码元传输率公式为  2W （W为带宽）

**重点2**信道复用技术

目的：提高信道利用率

分类：

（1）频分复用：（不同用户不同频率）用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。

（2）波分复用：波分复用就是光的频分复用。

（3）时分复用：（不同用户不同时间段）将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧），每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。

（4）码分复用：（不同用户不同码型）各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

三.【数据链路层】

<I>数据形式：帧

<II>协议：PPP协议、CSMA/CD协议、802.3MAC协议

<III>应用：网卡、网桥、交换机

<IV>主要任务：解决三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测（CRC）

**重点1**CSMA/CD协议

1.十六字方针：先听后发、边听边发、冲突停发、随机重发

2.随机重发->退避算法

k=min(重发次数，10)

r=random from(0，2的k次幂-1)

退避时间=512比特时间*r（512比特时间指的是争用期的2倍）

3.过程完整概述：

<1>封装成帧，放入适配器的缓冲中，准备发送

<2>while（忙）等待; 【96比特时间内信道均空闲】

<3>while（1）{碰撞检测} 如果发送完毕未检测到碰撞，则正常结束，若检测到碰撞，则中止发送，并发送人为干扰信号，转第<4>步

<4>退避算法 ：wait 512r比特时间。（512）

四.【网络层】

<I>数据形式：IP数据报

<II>协议：ARP协议、RARP协议

<III>应用：路由器、防火墙、多层交换机

<IV>主要任务：向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务（不可靠）

**重点1**ARP协议

1.ARP请求是以广播形式发出的，请求的回应是以单播形式返回的（定向响应，返回物理地址）

2.ARP协议的解决方位是同一局域网内的主机

3.若本次发送数据需要发送到另一个网络，那么就先发送到本网的路由器；若本次发送数据需要发送到本网内的某一主机，那么直接发往对应的mac地址即可。

**重点2**分类IP

A类地址（占1/2） net-id 8位（0开头） 、host-id 24位

B类地址（占1/4） net-id 16位（10开头） 、host-id 24位

C类地址（占1/8） net-id 24位（110开头） 、host-id 24位

D类地址（占1/16） （1110  + 组播地址） ————广播

E类地址（占1/16） （1111  + 组播地址）

**重点3**分组转发流程

查找过程：

直连网（同一子网）

->特定主机路由（子网掩码当作FFFFH（子网掩码不干涉，保留原ip））

->目的网络地址（与mask做与运算）

->默认路由（子网掩码当作0000H（子网掩码不干涉，若有默认必中））

->error

**重点4**无分类编址CIDR

例：128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是 12 位）

**重点5** RIP协议

要点：固定时间间隔和相邻路由器交换自己的路由表

相关算法:距离向量算法

五.【传输层】

<I>数据形式：数据段

<II>协议：TCP协议、UDP协议

<III>应用：进程、端口

<IV>主要任务：向它上面的应用层提供通信服务

**重点1**对比TCP与UDP

（1）TCP提供面向连接的服务，UDP在传输数据之前不需要先建立连接，

（2）TCP提供可靠的服务，UDP不提供可靠的服务，但是由于提高可靠服务的开销较大，UDP也常常被应用与实际中。

**重点2**TCP的拥塞控制

总体流程：没出问题->增大发送分组->出问题->减少发送->没出问题->...

（1）慢开始和拥塞避免

慢开始阶段中，拥塞窗口呈指数级增长，当拥塞窗口值达到慢开始门限的时候，进入拥塞避免阶段，拥塞窗口的值每次只增大1。当网络拥塞时，拥塞窗口值变为1，慢开始门限的值设置为出现拥塞时发送方窗口值的一半。

（2）快重传和快恢复

发送方一连收到三个重复确认就立即重传对方尚未收到的报文段，当网络拥塞时，拥塞窗口值变为慢开始门限减半后的数值。

六.【应用层】

<I>数据形式：数据单元

<II>协议：FTP、SMTP、HTTP、RFC

<III>应用：应用程序

<IV>主要任务：规定应用进程在通信时所遵循的协议

**常用的网址后缀以及含义：

com（公司企业 company）、net（网络服务机构）

org（非营利性组织 organization）、int（国际组织 international）

edu（美国专用的教育机构 education）、gov（美国的政府部门 government）

**统一资源定位符URL

一般格式：http://主机名/路径

（例如：https://cn.bing.com/search?q=1&PC=U316&FORM=CHROMN）

**Cookie

介于HTTP服务器与用户之间，表示状态信息

**重点1***域名解析过程

1.主机查询本机DNS（递归查询，不会你去问）

2.本地DNS查询根DNS（迭代查询，不会你告诉我下一步问谁，我去问）

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**其他**

**主机配置**

1.一台主机的配置主要从四个方面入手：IP地址（例：172.22.152.155）、默认网关（路由器连接内网的接口地址）、子网掩码（例：255.255.255.0）、首选DNS（例：www.act.com）

**缩写**

*FTP*：File Transfer protocol

*HTTP *：hypertext transfer protocol

*UDP*：User Datagram Protocol

*IP*：Internet Protocol

*PPP*：Point to Point Protocol

*ARP*：Address Resolution Protocol（地址解析协议）

*ICMP*：Internet Control Message Protocol（互联网控制报文协议）

*IGMP*：Internet Group Management Protocol（互联网组管理协议）

*CSMA/CD*： Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection（）

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