重庆大学计算机网络复习知识点整理_主要基于andrew版本书籍

1、1 概述1.1 网络概念一组通过单一技术连接起来的自主计算机集合。1.2 分类1.2.1 Transmission technologyl Broadcast links-> Broadcast networks: 所有主机共享同一个通信渠道l Point-to-point links-> Point-to-point networks: 有很多两台主机之间的通信渠道l 对比：smaller, geographically localized networks->use broadcastingLarger networks-> point-to-point 1.2.2

2、 Scale1mPersonal area network10m-1000mRoomLAN10kmCityMAN100km-1000kmCountry ContinentWAN10000kmPlanetThe Internet1.3 协议分层l 要考虑的问题：error control、flow control 、multiplexing 、routing l 层间的协议通常的面向连接（电话系统）与无连接（邮政系统）两种再分类适用情况举例面向连接（电话系统）Message sequence有信息边界Byte streams无信息边界远程登录Unreliable connection数字声音无连

3、接（邮政系统）Datagram service(unreliable)数字垃圾邮件Acknowledged datagram service(加了反馈环节)Registered mailRequest-replay（加了request环节）数据库查询l 协议、服务1.4 ISO OSI/RMchained物理层四个特性数据链路层错误控制+流控制+多路访问 网络层路由+拥塞控制+服务质量+不同的网络间的互连End-to-end传输层error-free pint-to-point channel会话层在断开后还能从断点继续表示层应用层1.5 TCP/IP/RMl The host-to-netw

4、ork layerl The Internet Layerpackage:IP数据包 +package routel The Transport LayerTCP UDPl The Application Layer1.6 TCP/IP与ISO的对比l 一个七层，一个四层l ISO的服务、接口、协议区分得很清楚，而TCP/IP而很混乱l ISO的model设计先于协议，而TCP/IP是协议先于modell ISO的网络层支持连接和无连接两种，而运输层只支持面向连接的TCP/IP的网络层只支持无连接，而运输层支持两种。1.7 总时延=发送时延+传输时延+处理时延+排队时延2 物理层2.1 四个特

5、性：机械+电气+功能+过程2.2 奈奎斯特定理（理想情况下的）：数据率S 码元 波特率B 极限信息速率（信道容量）2.3 香农公式（有干扰的情况下的极限、无差错的）：极限信息速率（信道容量）2.4 传输介质引导性铜线全双工、半双工、单工光纤对比更高带宽、更低衰减、抗干扰能力更强非引导性地面无线电卫星激光2.5 信道复用技术频分复用 时分复用（一般、统计） 码分复用：CDMA2.6 电路交换，报文交换，分组交换电路交换建立连接->通话->释放连接传送计算机数据这种突发性的数据时时，线路传输效率比较低分组交换存储转发技术，主机进行信息处理，路由器进行分组交换高效、灵活、迅速、可靠报文交

6、换单个分组3 数据链路层（点对点信道在这一章，广播信道在下一章）3.1 提供给网络层的服务无确认的无连接错误率低；实时通信：语音有确认的无连接不可靠信道：无线系统有确认的有连接长距离且不可靠信道：卫星，长途电话3.2 成帧：零比特插入3.3 差错检测和控制：海明距离 CRC（异或）3.4背景协议单向完全理想不断发，不断接收+发送方和接收方速度不统一停止等待协议：发送方发送一帧，等到对方确认到达后才能继续发送。+通信信道出错ARQ：增加一个计时器，给帧增加序号（序号为1bit）双向：滑动窗口协议：捎带确认+超时单独发确认帧+发送窗口+考虑帧的传输时间1位滑动窗口：双方同时发送时，会导致大概有一半

7、的包重复发送Go back N/连续ARQ：简单丢弃所有到达的后续帧，且不返回这些丢弃帧的确认（接收窗口为1）选择重传ARQ：只丢弃坏的，缓存后面的好的，等错误的帧再次被接收后，再发送缓存的最后一个帧的ACK 。NAK（接收窗口为N）3.5 HDLC3.6 PPP三个主要特性：一种成帧方法+链路控制协议LCP+网络控制协议NCP3.7 HDLC与PPP的区别：PPP是面向字节而不是面向比特的；HDLC提供了可靠的数据传输，PPP一般提供无连接无确认服务。4 MAC子层（广播信道）4.1 多路访问信道问题大的分类具体方法优点、含义、缺点静态各种复用技术低效动态ALOHA纯ALOHA有数据时就发送

8、，冲突了再隔随机时间发送；最好信道利用率为18%分槽ALOHA提升两位信道利用率；时间槽发送前先看信道状态：载波监听多路访问CSMACSMA坚持，非坚持：是否一直监听CSMA/CD带冲突检测：一旦检测到冲突就停止剩下数据的发送CSMA/CA带冲突避免：确定随机等待的时间；二进制指数后退：无冲突协议位图协议N+（N-1）d二进制倒计数OR,相反了则放弃无线局域网协议冲突避免多路访问MACA隐藏终端问题、暴露终端问题RTS/CTS4.2 IEEE 802体系结构l IEEE 802设定了关于物理层和逻辑链路层的标准l 802.3以太网802.11无线局域网4.3 以太网的进化历程l 经典以太网-&

9、gt;交换式以太网 : 单根长电缆->中央集线器（所有的共享带宽)->交换机（每个都独享带宽）4.4 Ethernet MAC Frame，最短帧长l 最短帧长：为了更有效的区分有效帧和垃圾数据+防止当一个帧还没有到达电缆远端的发送方，该帧的传送就已经结束。4.5 MAC Addressl IEEE 802标准为局域网规定了一种48位的全球地址，是指局域网上的每一台计算机固化在适配器的ROM中的地址。4.6 802.11 WLANAP、分布式系统、自组织网络、逻辑链路控制LLC、正交频分复用、带有物理侦听和虚拟侦听的CSMA/CA NAV 段4.7 互连设备，网桥/交换机的工作原理

10、应用层应用网关理解数据的格式和内容，将一消息从一种格式 转换成另一种格式。传输层传输网关交使用了不同面向连接传输协议的计算机连接起来网络层路由器数据链路层网格、交换机只发送到帧的目的地址（查表），缓冲（可以接纳不同速度的线）物理层中继器、集线器中继器：增强信号集线器：一个进入，发送到其它的所有（不可接纳速度不同的线）4.8 VLAN（网桥：把多个物理局域网连接成一个逻辑局域网->沟通；VLAN：把一个物理局域网看成多个逻辑局域网->适应网络的负载）5 网络层5.1 存储转发数据包交换5.2 面向连接和无连接面向连接：虚电路->虚电路网络。每个数据包需包含一个标识符，指明它属于

11、哪一条虚电路。无连接：数据报->数据报网络。路由算法5.3 路由算法：l DV(距离矢量路由)：RIP协议用的是这一个l LS（链路状态路由）：OSPF协议用的是这一个5.4 拥塞控制拥塞崩溃 流量感知路由。准入控制（用于虚电路网络）：在建立新的虚电路前判断建立此虚电路是否会导致拥塞。抑制包 显示拥塞通知 逐跳后压；负载脱落 随机早期检测RED。5.5 QoSl 过度配置机制overprovisioning->成本昂贵。l 服务质量机制：让一个小容量网络以较低的成本来满足应用需求的解决途径。l 决定服务质量的参数：带宽、延迟、抖动、丢失。l 流量整形：调节进入网络的数据流的平均速率

12、和突发性所采用的技术。l 包调度：沿着数据包经过网络的路径预留足够的资源（带宽、缓冲区、CPU周期）。l 准入控制l （基于流的服务质量）综合服务->流式多媒体->缺点：需要为每个流预先设置，当存在数千或数百万个流时，这些算法就不能很好的扩展使用了。l （基于类别的服务质量）区分服务5.6 数据包分段、IP分片以太网1500字节；IEEE 802.11 2272字节；IP协议1500字节MTU：maximum transmission unit5.7 IP数据报头部字段及含义l IHL：头的长度（以字为单位）l 区分服务：现在的情况是前6位用于标记数据包服务类型，后2位用来携带显示

13、拥塞通知l 总长度：以字节为单位l 标识：同一个数据包的所有段包含同样的标识值l 分段偏移量：以8字节为单位l 生存期（1个字节）：最大的生存期为255秒l 协议字段：交给TCP还是UDP或其它传输进程l 头校验和l 选项5.8 IP地址的划分分类子网划分子网掩码CIDR5.9 NAT5.10 IPv6：l 128区分服务：不同的服务优先级不同。提供安全性5.11 ICMPl 当路由器在处理一个数据包的过程中发生了意外，可通过ICMP向数据包的源端报告有关事件；可用ICMP测试Internet5.12 ARPl 用于将IP地址翻译成MAC地址；广播->IP地址相匹配的主机做回复l 优化：

14、缓存结果下次再用。在主机A广播寻找B的情况下：B存储A的映射关系，所有的存储A的映射关系。5.13 内部网关路由协议RIP，OSPFRIP只和相邻路由器交换信息交换的信息是当前路由器的全部信息按固定时间间隔交换路由信息工作在应用层OSPF向本自治系统中所有路由器发送信息交换本路由器的部分信息只有当链路状态发生变化时，才交换信息工作在网络层5.14 外部网关路由协议BGP最优->可达6 传输层6.1 socket，C/S架构6.2 端口熟知端品号：HTTP80；DNS53；SMTP25；FTP216.3 拥塞控制慢启动拥塞避免快重传快恢复6.4 UDP，伪首部l UDP校验和：校验头+数据

15、+伪首部l UDP使用实例：远程过程调用RPC，实时传输RTP6.5 TCP头部字段及其含义l 校验和：头+数据+伪头l ACK：ACK置1表示确认号字段是有效的，置0说明该段不包含确认信息。l SYN：用于建立连接过程。SYN同时表示连接请求和连接接收，然后用ACK来区分这两种情况。l FIN：释放连接。l 选项：大小必须是32位的倍数l MSS：maximum segment size(TCP报文段中数据字段的最大长度)6.6 TCP连接建立，连接释放，可靠传输，拥塞控制连接建立面临问题：延迟重复。解决方法1：使用一次性的传输地址->使得首次与进程建立连接很困难解决方法2：为每个连接分配一个唯一标识符并存储起来->无限期地维护一定数量的历史信息。解决方法3：杀死那些已过时但你仍在网络中的数据包TCP中：三次握手法连接释放非对称释放：电话工作方式，一方挂了就挂了。->比较冒失，万一数据还没传输完？对称释放：把连接看成两个独立的单向连