计算机网络复习

1. 计算机网络和分布式计算机系统的区别？
两者在计算机硬件连接、系统拓朴结构和通信控制等方面基本都是一样的，它们都具有通信和资源共享的功能。
区别关键在于：

分布式计算机系统是在分布式计算机操作系统支持下，进行分布式数据库处理的，也就是说各互联的计算机可以互相协调工作，共同完成一项任务，多台计算机上并行运行，且具有透明性——用户不知道数据、资源的具体位置，整个网络中所有计算机就像是一台计算机一样；
而计算机网络却不具备这种功能，计算机网络系统中的各计算机通常是各自独立进行工作的。
2. 波特和比特的区别？
波特是码元传输的速率单位，说明每秒传多少个码元。码元传输速率也称为码元速率、调制速率、波形速率或符号速率。
比特是信息量的单位，与码元的传输速率“波特”是两个完全不同的概念。
但是，信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特”在数量上却有一定的关系。

3. TCP/IP网络协议的核心是什么，如何引出“over everything”和“everything over？”
TCP/IP协议的核心是TCP、UDP和IP协议
分层次画出具体的协议来表示TCP/IP协议族，它的特点是上下两头大而中间小：应用层和网络接口都有很多协议，而中间的IP层很小，上层的各种协议都向下汇聚到一个IP协议中。这种很像沙漏计时器形状的TCP/IP协议族表明：TCP/IP协议可以为各种各样的应用提供服务（everything over ip） 同时TCP/IP协议也允许IP协议在各种各样的网络构成的互联网上运行(IP over everything)。
everything over IP： everything 均以 IP 为基础，以后的网络中的设备都用 IP（现在的电话网络就不是）。【over：以…为基础】
IP over everything： 在现在的电通信网过渡到光通信网的过程中，IP、ATM、WDM 会配合使用，渐渐过渡，即是 IP over everything。【over：凌驾于…之上】

4. 电路交换、报文交换、分组交换区别

若传输的数据量很大，而且传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段链路组成时，采用分组交换较为合适。

从提高整个网络的信道利用率上看，分组交换优于电路交换。

注：报文交换是以“报文”为单位的，分组交换是以“分组”为单位的，所以速度快。

5. IPv4 和 IPv6 的区别
IPv4 地址长度为 32 bit，而 IPv6 地址长度为 128 bit，地址增大了 2128 / 232 = 296 倍。
灵活的 IP 报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了 IPv4 中可变长度的选项字段。

IPv6 中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度。
IPv6 简化了报文头部格式，字段只有 7 个，加快报文转发，提高了吞吐量。
提高安全性。身份认证和隐私权是 IPv6 的关键特性。
支持更多的服务类型。
允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。
6. TCP的拥塞控制与流量控制的功能和区别？
拥塞控制：
防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制所要做的都有一个前提：网络能够承受现有的网络负荷。
拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

流量控制：
指点对点通信量的控制，是端到端的问题。
【匹配速率】流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。

7. 集线器，路由器和交换机有什么区别.
集线器工作在第一层（即物理层），它没有智能处理能力，对它来说，数据只是电流而已，
当一个端口的电流传到集线器中时，它只是简单地将电流传送到其他端口，至于其他端口连接的计算机接收不接收这些数据，它就不管了。
交换机工作在第二层（即数据链路层），它要比集线器智能一些，对它来说，网络上的数据就是 MAC 地址的集合，它能分辨出帧中的源 MAC 地址和目的 MAC 地址，因此可以在任意两个端口间建立联系，但是交换机并不懂得 IP 地址，它只知道 MAC 地址。
路由器工作在第三层（即网络层），它比交换机还要“聪明”一些，它能理解数据中的 IP 地址，如果它接收到一个数据包，就检查其中的 IP地址，如果目标地址是本地网络的就不理会，如果是其他网络的，就将数据包转发出本地网络。
8. P2P 网络编程的特点
P2P（对等网络，是一种有别于传统 C/S 客户/服务器式的分布式网络）直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。

P2P 模型的思想是整个网络中的传输内容不再被保存在中心服务器上，每个节点都同时具有下载、上传的功能，其权利和义务都是大体对等的。

P2P 使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。P2P 就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件，而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。

9. DNS 的递归查询与迭代查询
递归查询：
一般客户机和服务器之间属递归查询，即当客户机向 DNS 服务器发出请求后，若 DNS 服务器本身不能解析，则会向另外的 DNS 服务器发出查询请求，得到结果后转交给客户机。
迭代查询(反复查询)：
一般 DNS 服务器之间属迭代查询，如：若DNS2不能响应DNS1的请求，则它会将DNS3的IP给DNS2，以便其再向DNS3发出请求；

举例：比如学生问老师一个问题，王老师告诉他答案这之间的叫递归查询。这期间也许王老师也不会，这时王老师问张老师 ，此时叫迭代查询！

10. 什么是码元？什么是码元长度？
在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字。

这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间隔被称为码元长度。

11. 计算机网络的接入类型都有哪些？
局域网、城域网、广域网和互联网

宽带、无线

12. 中继器，集线器，交换机，网桥，网关，路由器的功能作用，区别到底是什么？

物理层：中继器（Repeater）和集线器（Hub）。用于连接物理特性相同的网段，这些网段，只是位置不同而已。Hub 的端口没有物理和逻辑地址。

逻辑链路层：网桥（Bridge）和交换机（Switch）。用于连接同一逻辑网络中、物理层规范不同的网段，这些网段的拓扑结构和其上的数据帧格式，都可以不同。Bridge和Switch的端口具有物理地址，但没有逻辑地址。

网络层：路由器（Router）。用于连接不同的逻辑网络。Router的每一个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址。

应用层：网关（Gateway）。用于互连网络上，使用不同协议的应用程序之间的数据通信，目前尚无硬件产品。

中继器：物理层， 适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。
集线器：物理层，基本功能信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成。
中继器与集线器的区别：区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。

网桥：数据链路层， 网桥（Bridge）像一个聪明的中继器， 网桥是一种对帧进行转发的技术，根据 MAC 分区块，可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。【将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”。】

交换机：数据链路层，是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。可以理解为高级的网桥，他有网桥的功能，但性能比网桥强。交换机和网桥的细微差别就在于：交换机常常用来连接独立的计算机，而网桥连接的目标是 LAN，所以交换机的端口较网桥多。

路由器：网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，几个使用不同协议和体系结构的网络；具有判断网络地址和选择路径的功能，过滤和分隔网络信息流。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个IP数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是，把数据（IP报文）传送到正确的网络。

网关：网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 通过字面意思解释就是网络的关口。从技术角度来解释，就是连接两个不同网络的接口，比如局域网的共享上网服务器就是局域网和广域网的接口。

13. TCP建立连接

TCP建立连接，三次握手，它需要三步完成。在TCP的三次握手中，发送第一个SYN的一端执行的是主动打开。

而接收这个SYN并发回下一个SYN的另一端执行的是被动打开。

第一次握手：【检查Server是否能正常通信】 建立连接时，客户端发送SYN包（SYN = 1）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。
第二次握手：【Server回访，测试Client是否能正常通信】 服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ack = 客户端的初始序列号 x + 1），同时自己也发送一个SYN包（SYN = 1），即SYN + ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
注：该步骤ack表示需要客户端发送第x+1个字节了

第三次握手：【Client收到确认，告知Server可正常通信】 客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack = 服务器的初始序列号y + 1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。
如果服务器没有收到客服端的ACK，会超时重传自己的SYN请求，一直到收到服务端的ACK为止

14. ARP 协议过程
ARP 协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的 MAC 地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的 MAC 地址。但这个目标 MAC 地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议 ARP 获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标 IP 地址转换成目标 MAC 地址的过程。 ARP 协议的基本功能就是通过目标设备的 IP 地址，查询目标设备的 MAC 地址，以保证通信的顺利进行。

ARP（AddressResolutionProtocol）是地址解析协议，是一种将IP地址转化成物理地址的协议。从IP地址到物理地址的映射有两种方式：表格方式和非表格方式。ARP具体说来就是将网络层（IP层，也就是相当于OSI的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于OSI的第二层）的MAC地址。

在局域网中，当主机或其它网络设备有数据要发送给另一个主机或设备时，它必须知道对方的网络层地址（即IP地址）。但是仅仅有IP地址是不够的，因为IP数据报文必须封装成帧才能通过物理网络发送，因此发送站还必须有接收站的物理地址，所以需要一个从IP地址到物理地址的映射。APR就是实现这个功能的协议。

假设主机A和B在同一个网段，主机A要向主机B发送信息。具体的地址解析过程如下

(1)主机A首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含有主机B对应的ARP表项。如果找到了对应的MAC地址，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。

(2)如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。由于ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。

(3)主机B比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将ARP请求报文中的发送端（即主机A）的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A，其中包含了自己的MAC地址。

(4)主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。
当主机A和主机B不在同一网段时，主机A就会先向网关发出ARP请求，ARP请求报文中的目标IP地址为网关的IP地址。当主机A从收到的响应报文中获得网关的MAC地址后，将报文封装并发给网关。如果网关没有主机B的ARP表项，网关会广播ARP请求，目标IP地址为主机B的IP地址，当网关从收到的响应报文中获得主机B的MAC地址后，就可以将报文发给主机B；如果网关已经有主机B的ARP表项，网关直接把报文发给主机B。

发送方：主机
接收方：本网络的另一台主机
用ARP找到目的主机的硬件地址。
发送方：主机
接收方：其他网络的另一台主机
用ARP找到本网络的一个路由器的硬件地址，剩下的工作由这个路由器完成。
发送方：路由器
接收方：本网络的一台主机
用ARP找到目的主机的硬件地址。
发送方：路由器
接收方：其他网络的另一台主机
用ARP找到本网络的一个路由器的硬件地址，剩下的工作由这个路由器完成。
15. PPP协议
点到点协议（Point to Point Protocol，PPP）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。PPP具有以下功能：
（1）PPP具有动态分配 IP 地址的能力，允许在连接时刻协商IP地址；
（2）PPP支持多种网络协议，比如TCP/IP 、NetBEUI 、NWLINK 等；
（3）PPP具有错误检测能力，但不具备纠错能力，所以ppp是不可靠传输协议；
（4）无重传的机制，网络开销小，速度快。
（5）PPP具有身份验证功能。
（6） PPP可以用于多种类型的物理介质上，包括串口线、电话线、移动电话和光纤（例如SDH），PPP
也用于Internet接入。

参考：https://blog.csdn.net/kkm09/article/details/105136235