计算机网络基础

1. 互联网的组成：
边缘部分：所有连接在互联网上的主机组成，用户直接使用，用来通信和资源共享
核心部分：大量网络和连接这些网络的路由器组成

网络边缘的端系统之间的通信方式：C/S和对等方式（P2P）

2.分组交换优点：
高效 、灵活、迅速、可靠

3. 计算机网络性能：
速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

带宽：表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的最高数据率

吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络的实际数据量

发送时延：主机获路由器发送数据帧所需要的时间

时延带宽积=传播时延*带宽

发送时延=数据帧长度/发送速率

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

4. 五层协议：
应用层：通过进程间的交互来完成特定网络应用
运输层：负责向两台主机中进程间的通信提供数据传输服务
网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成包进行传送，分组也叫IP数据报。
数据链路层：在两个相邻结点间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报封装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧，每帧包括数据和必要的控制信息（检错、纠错）
物理层：传送的数据单元是比特。主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。

5. UDP与TCP区别：
用户数据报UDP特点：

• 面向无连接
• 尽最大努力交付，即不保证可靠交付
• 面向报文的，报文不能太长，否则IP会分片，也不能太短
• 没有拥塞控制，可能会引起网络产生严重的拥塞问题
• 支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
• 首部开销小，8字节

传输控制协议TCP特点:

• 面向连接
• 点对点传输
• 提供可靠交互
• 提供全双工通信
• 面向字节流

6. 可靠传输原理：

• A发送完一个分组后，必须暂时保留已发送的分组的副本
• 分组和确认分组必须编号
• 超时计时器设置的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长

7.TCP三次握手：

• 客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器（报文1）
• 服务器端作出回应（报文2）同时带ACK和SYN标志，均为1
• 客户端必须再次回应服务端一个ACK报文（报文3）

8.TCP四次挥手：

• TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户——服务器的数据传送
• 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号+1，和SYN一样，一个FIN占用一个序号
• 服务器关闭客户端连接，发送一个FIN给客户端
• 客户端发送ACK报文确认，并将确认号设置为收到的序号+1

9.死锁：
集合中的每一个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件，那么该组进程是死锁的
例如：线程A锁住了记录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1

10.交换机和路由器区别:

• 路由器给局域网分配IP，虚拟拨号，交换机只是用来分配网络数据的，交换机共享一根网线，路由器共享一个IP
• 路由器在网络层，可以处理TCP/IP协议，交换机不能，交换机在中继层，路由器根据IP寻址，交换机根据MAC地址寻址
• 路由器提供防火墙服务
• 集线器、交换机都是做端口扩展的，扩大局域网接入点，让局域网可以连接更多设备，路由器是做网间连接，用来连接不同网络，交换机构成局域网，路由器构成广域网。

11.多播路由选择协议：

• 洪泛与剪除：反向路径广播RPB要点：每一个路由器收到一个多播数据报时，先检查数据是否从源点最短路径传送来的，若是，就向所有其他方向转发收到的多播数据报（进入方向除外），否则丢弃不转发。
• 隧道技术：适用于多播组位置在地理上很分散的情况，将多播组再次封装。
• 基于核心的发现技术：对于多播组的大小在较大范围变化时都适合，对每一个多播组G指定一个核心路由器，给出它的IP单播地址，核心路由器创建多播组G转发树。

12.TCP的拥塞控制：

拥塞控制方法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复

产生拥塞的原因：对资源的需求总和大于可用资源

拥塞定义：拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样就可以使网络中的路由器或链路不致过载。

拥塞控制与流量控制的区别：

• 拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有主机，
• 路由器 流量控制往往是指点对点通信量控制，是个端到端的问题

拥塞窗口的大小取决于网络拥塞程度，并且动态变化

发送方控制拥塞窗口的原则：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就可以再增大一些，以便把更多分组发送出去，这样就可以提高网络利用率，但只要网络出现拥塞或者有可能拥塞，就必须把拥塞窗口减小一些，以减少注入到网络中的分组数，以便缓解网络出现的拥塞。

慢开始思路：由小到大逐渐增大拥塞窗口数值，每收到一个对新的报文段的确认后，可以把拥塞窗口增加最多一个SMSS的数值
拥塞窗口cwnd每次的增加量=min（N，SMSS）

每经过一个传输轮次，拥塞窗口cwnd就加倍

慢开始门限状态变量：

• 当cwnd<ssthresh,慢开始算法
• 当cwnd>ssthresh,改用拥塞避免
• 当cwnd=ssthresh,二者皆可用

拥塞避免思路：让拥塞窗口cwnd缓慢增大，每经过一个往返时间RTT，就把发送方拥塞窗口cwnd+1，而不像慢开始加倍增长，cwnd按线性规律缓慢增长。

快重传算法：首先要求接收方不要等待自己发送数据时才捎带确认，而是立即发送确认，即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到报文段的重复确认。