计算机网络基础知识点

1.只有传输层以上各层的通信才能称为端到端。

2.会话层管理不同主机之间进程的对话。

3.传输层实现应答、分组排序和流量控制功能。

4.表示层主要完成数据字符集的转换、数据格式化及文本压缩、数据加密和解密等工作。

5.TCP/IP参考模型中，网络层提供的是无连接不可靠的数据报服务。通常有连接、可靠的应用是由传输层的TCP实现。

6.语法：规定了传输数据的格式。语义：规定了所要完成的功能。同步：规定了执行的各种操作的条件、时序关系。

7.多模光纤传输光信号原理是光的全反射。

8.单模光纤，光沿直线传播。

9.中继器仅作用于信号的电气部分。

10.转发器的作用是放大信号。

11.物理层互联，只表明这两个网段之间可以互相传送物理信号，不保证传送帧。链路层互联，数据链路层协议和物理层协议相同，数据传输率也要相同，保证传输帧和物理信号传输。

12.奈奎斯特定理：理想低通信道下的极限数据传输速率=2W log₂V  (b/s)

13.香农定理：信道的极限数据传输速率=W log₂(1+S/N)   (b/s)

W为信道带宽，S为信道传输信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。

信噪比=10 log₁₀(S/N)   (dB)

14.流量控制实际上是对发送方的数据流量的控制。

15.选择重传协议(SR)

接收窗口W_R + 发送窗口W_T≤2ⁿ

接收窗口不应超过序号范围的一半  W_R≤2ⁿ

一般取接收窗口最大值时 W_TMax=W_RMax=2^n-1

16.后退N帧协议窗口大小为1，发送窗口尺寸满足1≤W_T≤2ⁿ-1

17.Hub（集线器）一般情况下速率是100Mb/s

18.负载是计算在某个时间内发送出去多少信息量。

19.以太网没有网络层，物理层主要功能是：信号的编码和译码、比特的接收和传输。

MAC子层主要功能是：组帧、比特差错检测、寻址竞争处理。

LLC子层的主要功能是：建立和释放数据链路层的逻辑连接，提供与高层的接口、差错控制、给帧加序号。

20.CSMA/CD协议（IEEE802.3）：适用于总线型网络或半双工网络。“先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发。”

21.CSMA/CA协议（IEEE802.11）：适用于无线局域网，“发送前侦听，边发送边侦听，一旦出现碰撞马上停止发送。“

22.轮询访问介质访问控制，令牌传送协议适合负载很高的广播信道。

23.几种链路层协议对比：

协议	RIP	OSPF	BGP
路由算法	距离-向量算法	链路状态	路径-向量算法
类型	内部	内部	外部
传递协议	UDP	IP	TCP
路径选择	跳数最好	代价最低	较好、最佳
交换节点	和本节点相邻的路由器	网络中的所有路由器	和本节点相邻的路由器
交换内容	当前路由器知道的全部信息和自己的路由表	与本路由器相邻的所有路由器的链路状态	首次	整个路由表
			非首次	有变化的部分

24.三种不通过类型的CSMA协议比较：

信道状态	1-坚持	非坚持	p-坚持
空闲	立即发送数据	立即发送数据	以概率p发送数据，以概率1-p推迟到下一个时隙
忙	继续坚持侦听	放弃侦听，等待下一个随机时间后再侦听	坚持侦听，直到信道空闲

25.IEEE802。3标准是一种基带总线型局域网标准，以太网（目前使用范围最广的局域网）：逻辑上采用总线型拓扑，物理上是星型或拓展星型结构。

26.PPP是使用串行线路通信的面向字节的协议。

PPP是点对点的，并不是总线型，所以无需采用CSMA/CD协议，自然没有短帧，所以信息段点为0~1500字节，而不是46~1500B。

PPP只支持全双工链路，检错而不纠错。

27.HDLC面向比特，信息帧使用编号和确认帧机制；提供可靠传输（5个1插一个0）。

28.在OSI层次结构中，广域网涉及物理层、数据链路层。

29.TCP是面向字节的，采用对报文的确认机制。

30.若TCP支持快速重传，TCP规定当发送方收到对同一个报文段的3个重复确认时，就可以认为跟在这个被确认为报文段之后的报文已丢失，立即执行快速重传算法。

31.往返时延RTT估计= (1-a)x(旧RTT)+ax(新RTT样本)。

32.最大吞吐率=一个RTT传输的有效数据/一个RTT的时间

线路吞吐率=吞吐率/信道带宽

33.各种帧的长度：

34.吞吐率=一个周期内传输的数据/周期时间t

35.快速以太网数据帧有效载荷的最小长度为46B

36.无线局域网格式：

帧控制(2B)

生命周期ID(2B)

RA接收端(6B)

TA发送端(6B)

DA目的地址(6B)

序列控制(2B)

SA源地址(6B)

37.SMTP只支持传输7比特的ASCII码内容。

38.POP3协议在传输层是使用明文传输密码。

39.POP3协议基于ASCII码，对于非ASCII码的数据，使用MIME将数据转换成ASCII码形式。

40.常见的应用层协议：

41.互联网分类：

• 互联网：网络的网络
• 因特网：源于阿帕网，最大的互联网（国际互联网）
• 地理范围：局域网、城域网、广域网
• 拓扑结构：总线型、星型、环状网、网状网
• 传输介质：有线网、无线网

42.各种协议模型分类：

OSI模型	TCP/IP概念模型		TCP/IP协议簇
应用层	应用层	文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端	DHCP,HTTP,SNMP,FTP, SMTP,DNS,RIP,Telnet
表示层		数据格式化，代码转换，数据加密
会话层		解除或建立与别的节点的联系
传输层	传输层	提供端到端的接口	TCP,UDP
网络层	网络层	为数据包选择路由	IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,ICMP
数据链路层	链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	SLIP,CSLP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层		以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO.2110,IEEE802,IEEE802.2

43.路由器连接的异构网络是指数据链路层和物理层均不同。

44.0.0.0.0不能做目的地址，但0.0.0.0可以做为默认的目的地址。

45.ARP经典误区：ARP是解决同一局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题，如果所要找的主机和源主机在不同一个局域网上，剩下的工作都应该由下一跳的路由器来完成。注：ARP数据单元被封装在以太帧中。

46.慢开始和拥塞避免算法：

• 由拥塞窗口到慢开始是通过超时检测到丢失报文段。

慢开始快恢复：

• 由拥塞窗口到快开始是通过收到三个重复的确认实现。

50.以太网规定帧间最小间隔为9.6us，相当于96比特时间，这样做为了使刚收到的数据帧的接收缓存及时来处理。

51.TCP报文段中：

确认位ACK：只有ACK=1时，确认号字段才有效；当ACK=0时，确认号无效。TCP规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。

同步位SYN：同步SYN=1表示这是一个连接请求或连接接收报文。若对方同意建立连接，则在响应报文中使用SYN=1,ACK=1。

seq：是指本报文所发送的数据的第一个字节的序号。

ack：是指期望对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。

52.介质访问控制：

CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）通过检测电压的变化检测。

• 每次发数据前先监听，若信道空闲则发送，如果发送的同时检测到有冲突，则采用截断二进制数据退避算法，等待一段时间后再重发。
• 基本退避时间，一般取两倍总线端到端传播时延2┏（即争用期）。
• 重传次数参考k=min[重传次数,10]。
• 从离散的整数集合中[0,1,...,,2^k-1]，随机取一个数r，重传所需退避时间就是r倍的基本退避时间。2r┏。
• 当16次仍不能成功，说明网络太拥挤，弃帧并向上层报告。

CSMA/CA（载波监听多点接入/碰撞避免）检测能量载波或两个混合。

• 发送前先检测信道是否空闲，若空闲则发出RTS，RTS包括发射端的地址、接收端的地址，下一份数据将持续发送的时间等信息，接收到RTS后，将相应CTS，发送端收到CTS后，开始发送数据帧（同时预约信道，发送方告知其他站点自己的传送数据的时间）；接收端收到数据帧后，将用CRC来校验数据是否正确，正确则相应ACK帧。发送方收到ACK就可以进行下一个数据帧的发送，若没有则一直传至规定的重发次数为止（采用二进制指数规避算法来确定随机的推迟时间）。
• CTS帧有两个目的：①给源站明确发送许可。②指示其他站点在预约期内不要发送数据。

53.以太网无连接、不可靠，只实现无差错接收。

10BASE-T是指10MB/S基带信号双绞线传输。逻辑上是总线型，物理上是星型，采用曼彻斯特编码。

54.可靠传输、流量控制、滑动窗口：

• 可靠传输：发送的与接收的一样。
• 流量控制：控制发送速率。

• 链路层流量控制：接收方收不下了就不恢复确认（滑动窗口）
• 传输层流量控制：接收方发送端一个窗口公告（TCP拥塞控制）慢开始和拥塞避免，快重传和快恢复。

55.停止等待协议信道利用率=(L/C)/T

• T：T时间内发送L比特数据
• C：发送方数据传输率
• T：发送周期，从开始发送数据，到收到第一个确认帧为止

56.后退N帧(GBN)协议（全重传）：

• 连发N帧，接收到有一个帧出错，就丢弃该帧之后的所有帧，对出错的帧不发送确认帧；发送方在出错帧超时后，从出错的帧开始重传所有已发送但未被确认的帧。
• 接收方可以累计确认，ACK表示对第n号帧及其前面的帧都已经收到。（期待收到序号为n+1的帧）
• 发送窗口：1≤W_T≤2ⁿ-1   ， 接收窗口：1

57.选择重传(SR)协议（选择重传）:

• 发送方可连续发送多个帧，接收方对帧逐一确认，发送方收到ACK时，继续发送后面的帧，若超时未收到应答，则重传出错的帧；接收方可以不按序号接收数据帧，接收到的帧不正确则丢弃，正确则放入缓存，再按顺序一起交付。
• W_T≤W_R≤2^n-1     ，一般收发送窗口相等：W_R=W_T=2^n-1

58.以太网交换机相当于多端口的网桥，工作在数据链路层。

• 原理：它检测从以太端口来的数据帧的源和目的的MAC地址，然后与系统内部的动态查询表进行比较，若数据帧的MAC地址不在查找表中，则将该地址加入查找表中，并将数据帧发送给相应的目的端口。

59.DHCP Discover报文

• 源IP：0.0.0.0
• 目的IP：255.255.255.255

60.对于窗口大小对n的滑动窗口（发送窗口+接收窗口），最多可有n-1个帧已发送但未确认。

61.

• 直接广播地址主机号：255.255.255.255
• 本地广播地址：用于该网络不知道网络号时内部广播，将32位全置为1（内部所有主机多可收到）。
• 本地主机可以发送别的网络的广播地址，即别的网络的直接广播地址

62.TCP/IP模型可靠性是端到端的问题

	OSI	TCP/IP
传输层	有链接	有、无连接
网络层	有、无连接	无连接

63.传输层

• 分用：将数据正确的交付到目的应用进程
• 复用：不同进程使用同一个传输协议传送数据
• UDP只有头部、目的端口才可以实现分用。
• UDP的源端口号，在需要对方回信时选用，不需要时可用全0

64.伪首部并不是UDP真正的首部，只是在计算校验和时临时加上。UDP首部大小由8B（UDP长度最小只有8B的首部）。

65.TCP数据报中，数据偏移（即首部长度）占4位，且以4B位单位，所以TCP首部的最大长度60B。

66.

• UDP中校验和用于检查首部和数据
• TCP中校验和用于检查首部和数据；校验时也是需要加上伪首部
• IP数据报中，校验和只用于校验首部

67.CRC具有纠错功能，只是数据链路层仅使用了它的检错功能。

68.IP数据报中常考单位：

	首部长度	总长度	片偏移
基本单位	4B	1B	8B(分片取8的整数倍)