《计算机网络》-第7版-谢希仁-复习知识点

第一章 概述 1. 21 世纪的一些最重要的特征就是数字化数字化、网络化网络化和信息化信息化，它是一个以网络为核心的以网络为核心的 信息时代信息时代。 2. Internet 是由数量极大的各种计算机网络互连起来的是由数量极大的各种计算机网络互连起来的。 3. 互联网的两个重要基本特点，即连通性连通性和共享共享。 4. 互联网已经成为世界上最大的计算机网络。 5. 以小写字母 i 开始的 internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互 连而成的计算机网络连而成的计算机网络。以大写字母 I 开始的 Internet（互联网，或因特网）则是一个专（互联网，或因特网）则是一个专 用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，它用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，它 采用采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET。 6. 所谓“上网”就是指“ （通过某 ISP 获得的 IP 地址）接入到互联网” 。 7. 客户（客户（client）和服务器（服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户程序：必 须知道服务器程序的地址，不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。服务器程序：可同 时处理多个远地或本地客户的请求， 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着， 被动 地等待并接受来自各地的客户的通信请求， 不需要知道客户程序的地址， 一般需要有强 大的硬件和高级的操作系统支持。 8. 路由器路由器（router）是实现分组交换（分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到转发收到 的分组的分组，这是网络核心部分最重要的功能。 9. 分组交换的优点：高效高效-动态分配传输带宽，逐段占用通信链路，灵活灵活-为每一个分组独 立地选择最合适的转发路由，迅速迅速-以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其 他主机发送分组，可靠可靠-保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网。 10. 计算机网络主要是由一些通用的、 可编程的硬件互连而成的， 而这些硬件并非专门用来 实现某一特定的目的（例如，传送数据或视频信号） 。这些可编程的硬件能够用来传送 多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。 11. 速率的单位是 bit/s（比特每秒） （或 b/s，有时也写为 bps，即 bit per second） 。当提到 网络的速率是， 往往指的是额定速率额定速率或标称速率标称速率， 而并非网络实际上运行的速率。 例如， 对于一个 1Gbit/s 的以太网，就是说其额定速率是 1Gbit/s，那么这个数值也是该以太网 的吞吐量的绝对上限值。 12. 网络中的时延分为：发送时延，传播时延，处理时延，排队时延发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。 13. 数据的发送速率的单位是每秒发送多少个比特， 这是指在某个点某个点或某个接口某个接口上的发送速 率。 而传播速率的单位是每秒传播多少公里， 是指在某一段传输线路上某一段传输线路上比特的传播速率。 14. 时 延 与 利 用 率 的 关 系 ： 信 道 或 网 络 的 利 用 率 过 高 会 产 生 非 常 大 的 时 延 。 15. 网络协议主要由语法，语义，同步语法，语义，同步三个要素组成。 16. 计 算 机 网 络 的 各 层 及 其 协 议 的 集 合计 算 机 网 络 的 各 层 及 其 协 议 的 集 合 就 是 网 络 的 体 系 结 构 （体 系 结 构 （ architecture ） 。 17. 运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输通用的数据传输服务。由于 一台主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。 18. 网络层负责为分组交换网上的不同主机主机提供通信服务。 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分组分组或包包进行传送。 网络层的另一个任务就是要选择 合适的路由。 19. 互联网是由大连的异构（异构（heterogeneous）网络通路由器（路由器（router）相互连接起来的。 20. 在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧组装成帧 （framing） ， 在两个相邻结点间的链路上传送帧。 每一帧包括数据和必要的控制信息控制信息 （如 同步信息、地址信息、差错控制等） 。 21. 在物理层上所传数据的单位是比特比特。传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴 电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内而是在物理层协议的下面。 22. OSI 参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数协议数据单元据单元 PDU（Protocol Data Unit） 。 23. 在协议的控制下在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本 层协议，还需要使用下面一层所提供的服务层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。 24. 在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，通常称为服务访问点服务访问点 SAP（Service Access Point） 。 第三章 数据链路层 1. 数据链路层把网络层交下来的 IP 数据报添加首部和尾部封装成帧。 2. 每一种链路层协议都规定了所能传送帧的数据部分上限数据部分上限最大传送单元最大传送单元 MTU （Maximum Transfer Unit） 。 3. 由于帧的开始和结束的标记使用专门指明的控制字符，因此，所传输的数据中的任何 8 比特的组合一定不允许和用作帧定界的控制字符的比特编码一样， 否则就会出现帧定界 的错误。 4. 目前在数据链路层广泛使用了循环冗余检验循环冗余检验 CRC（Cyclic Redundancy Check）的检错技 术。 5. 在 TCP/IP 协议族中，可靠传输由运输层的 TCP 协议负责。 6. 标志字段就是 PPP 帧的定界符。 7. 计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器（适配器（adapter）进行的。适配器和局域网之 间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的， 而适配器和计算机之间的通信则 是通过计算机主板上的 I/O 总线以并行传输方式进行的。 8. 计算机通过适配器和局域网进行通信： 9. 10BASE-T： “10”代表 10Mbit/s 的数据率，BASE 表示连接线上的信号是基带信号，T 表 示双绞线。 10. 现在的局域网适配器实际上使用的都是 6 字节字节 MAC 地址地址。 11. 当路由器通过适配器连接到局域网时， 适配器上的硬件地址就用来标志路由器的某个接 口。路由器如果同时连接到两个网络上，那么它就需要两个适配器和两个硬件地址。 12. 一个学院的三个系各有一个 10BASE-T 以太网，可通过一个主干集线器把各系的以太网 连接起来， 成为一个更大的以太网。 而这时最大吞吐量仍然是一个系的吞吐量 10Mbit/s。 13. 以太网传输工作方式的好处：以太网是一种经过实践证明的成熟技术，互操作性好，价 格低廉，能适应多种传输媒体（如铜缆、双绞线、光缆） ，不需要帧的格式转换简化了 操作和管理。 14. 点对点协议点对点协议 PPP 是数据链路层使用最多的一种协议，它的特点是： 简单； 只检测差错， 而不是纠正差错；不使用序号，也不进行流量控制；可同时支持多种网络层协议。 15. 以太网采用无连接的工作方式，对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。 目的站收到有差错帧就把它丢弃，其他什么也不做。 16. 以太网采用的协议是具有冲突检测的载波监听多点接入载波监听多点接入 CSMA/CD。协议的要点是：发 送前先监听，边发送边监听，一旦发现总线上出现了碰撞，就立即停止发送。然后按照 退避算法退避算法等待一段随机时间后再次发送。 第四章 网络层 1. 网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一，也是最重要的互联网标准协议之 一。与 IP 协议配套使用的还有三个协议：地址解析协议地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol） ，网际控制报文协议） ，网际控制报文协议 ICMP（Internet Control Message Protocol） ，） ，网际组管理网际组管理 协议协议IGMP（Internet Group Management Protocol）。 2. 从一般的概念来讲， 讲网络互相连接起来要使用一些中间设备中间设备。 根据中间设备所在的层 次，有以下四种不同的中间设备：物理层使用的叫做转发器（转发器（repeater） ；数据链路层 使用的叫做网桥或桥接器（网桥或桥接器（bridge） ；网络层使用的叫做路由器（路由器（router） ；在网络层以 上使用的叫做网关（网关（gateway） 。 3. A 类地址网络号 8 位，IP 地址的网络号指派范围 1126，默认子网掩码 ；B 类 地址网络号 16 位， IP 地址的网络号指派范围 128.1191.255， 默认子网掩码 255.255.0.； C 类地址网络号 24 位，IP 地址的网络号指派范围 192.0.1223.255.255，默认子网掩码 .。 4. 路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组。仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组。 （而不考虑目的主机号） 。 5. 从不同层次上看IP地址和硬件地址： 6. 已经知道了一个机器（主机或路由器）的 IP 地址，需要找出其相应的硬件地址。地址 解析协议 ARP 就是用来解决这样的问题的。 7. 每一台主机都设有一个 ARP 高速缓存高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址 到硬件地址的映射表。 8. 一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共首部的前一部分是固定长度，共 20 字节字节。 9. 若所传送的数据报长度超过数据链路层的 MTU 值，就必须把过长的数据报进行分片处 理。 10. 在路由表中， 对每一条路由的最主要的是以下两个信息：（目的网络地址， 下一跳地址目的网络地址， 下一跳地址） 。 11. 路由器把三级 IP 地址的子关掩码和收到的数据报的目的 IP 地址逐位相 “与与” ， 得出所要 找的子网的网络地址子网的网络地址。 12. 在目前的互联网中，一个大的 ISP 就是一个自治系统。这样，互联网就把路由选择协议 划分为两大类，即：内部网关协议内部网关协议 IGP（Interior Gateway Protocol，目前这类路由选择 协议使用最多，如 RIP 和 OSPF 协议） ，外部网关协议外部网关协议 EGP（External Gateway Protocol， 目前使用的最多的是 BGP-4） 。 13. 整个的路由器结构可划分为两大部分：路由选择路由选择部分和分组转发分组转发部分。 14. 在互联网中的所有路由器， 对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发在互联网中的所有路由器， 对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。 /8； /12；/16. 15. 网络地址转换网络地址转换 NAT（Network Address Translation）方法是在 1994 年提出的。这种方法 需要在专用网连接到互联网的路由器上安装 NAT 软件。 16. 标记交换路由器标记交换路由器 LSR（Label Switching Router）同时具有标记交换和路由选择这两种功 能， 标记交换功能是为了快速转发， 但在这之前 LSR 需要使用路由选择功能构造转发表。 17. 地址解析协议 ARP 把 IP 地址解析为硬件地址，它解决同一个局域网上的主机或路由器 的 IP 地址和硬件的映射问题。 18. 在互联网中，我们无法仅根据硬件地址寻找到在某个网络上的某台主机。因此，从 IP 地址到硬件地址的解析是非常必要的。 19. 网际控制报文协议 ICMP 是 IP 层的协议。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供 有关异常情况的报告。ICMP 的一个重要应用就是分组网间探测分组网间探测 PING，用来测试两台主 机之间的连通性。PING 使用了 ICMP 回送请求回送请求与回送回答回送回答报文。 20. IPv6 带来的主要变化：更大的地址空间（采用 128 位的地址） ；灵活的首部格式；改进 的选项；支持即插即用；支持资源的预分配；首部改为 8 字节对齐。向 IPv6 过渡可以 使用双协议栈双协议栈或使用隧道技术隧道技术。 21. IP 多播使用 D 类类 IP 地址地址。 22. 虚拟专用网络虚拟专用网络 VPN 内部使用互联网的专用地址。一个 VPN 至少要有一个路由器具有合 法的全球 IP 地址，这样才能和本系统的另一个 VPN 通过互联网进行通信。 23. 多协议标记交换多协议标记交换 MPLS（Multiprotocol Label Switching）的特点：支持面向连接的服务质 量；支持流量工程，平衡网络负载；有效地支持虚拟专用网络 VPN。 第五章 运输层 1. 运输层使用协议端口号（协议端口号（protocol port number） ，或通常称为端口（端口（port） 。这就是说， 虽然通信的终点是应用进程， 但只要把所传送的报文交到目的主机的某个合适的目的端 口，剩下的工作（即最后交付目的进程）就由 TCP 或 UDP 来完成。 2. 在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口，是在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口，是应用层的各种协议进程与运输实体进应用层的各种协议进程与运输实体进 行层间交互的一种地址。行层间交互的一种地址。 3. TCP/IP 的运输层用一个 16 位端口号位端口号来标志一个端口。但请注意，端口号只具有本地意，端口号只具有本地意 义义， 它只是为了标志本计算机本计算机应用层中的各个进程在和运输层交互时的层间接口。 常用 的熟知端口号（数值为 01023） ： FTP TELNET SMTP DNS TFTP HTTP SNMP SNMP(trap) HTTPS 21 23 25 53 69 80 161 162 443 4. 若确认号=N，则表明：到序号 N-1 为止的所有数据都已正确收到。 5. 同步同步 SYN（Synchronization）在连接建立时用来同步序号。SYN 置为 1 就表示这是一个 连接请求或连接接受报文。 6. 终止终止 FIN（FINis）用来释放一个连接。当 FIN=1 时，表明此报文段的发送方的数据已发 送完毕，并要求释放运输层连接。 7. 若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。 这种情况就叫做拥塞（拥塞（congestion）.可以把出现网络拥塞的条件写成如下的关系式： 对资源的需求对资源的需求可用资源可用资源 8. 把拥塞控制和接收方对发送方的流量控制一起考虑， 发送方的窗口的上限值应当取为接 收方窗口 rwnd 和拥塞窗口 cwnd 这两个变量中较小的一个，即： 发送方窗口的上限值=Min rwnd,cwnd 9. 用三报文握手建立TCP连接： 其中，A 最后还要发送一次确认，主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送 到了 B，因而产生错误。 10. TCP 使用滑动窗口机制。发送窗口里面的序号表示允许发送的序号。发送窗口后沿的后 面部分表示已发送且已收到了确认， 而发送窗口前沿的前面部分表示不允许发送。 发送 窗口后沿的变化情况有两种可能，即不动（没有收到新的确认）和前移（收到了新的确 认） 。发送窗口前沿通常是不断向前移动的。 11. 发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方的接受窗口中较小的一个。 12. TCP 的连接建立采用三报文握手机制。服务器要确认客户的连接请求，然后客户要对服 务器的确认进行确认。 第六章 应用层 1. 域名系统域名系统 DNS（Domain Name System）是互连网使用的命名系统，用来把便于人们使 用的机器名字转换为 IP 地址。IP 地址的长度是固定的 32 位（如果是 IPv6 地址，那就是 128 位，也是定长的） 。 2. 域名到 IP 地址的解析是由分布在互联网上的许多域名服务器程序域名服务器程序（可简称为域名服务 器）共同完成的。 3. 在进行文件传输时，FTP 的客户和服务器之间要建立两个并行的 TCP 连接：控制