计算机网络复习笔记专题,对计算机网络相关的基础知识进行回顾,面临秋招,笔试面试环节对于计算机网络的考察较多,这一专题进行一些总结,主要是按照谢希仁版《计算机网络》的核心章节进行总结,主要是参考了网上的博客(总结的很详细)和牛客网上面的练习题。
1、互联网的特点:
2、基本概念:
3、互联网和互连网的区别:
4、网络由若干节点和连接这些节点的链路组成(节点可以是计算机,集线器,交换机,路由器等);网络和网络之间通过路由器连接起来,构成了互连网——即网络的网络;因此,网络把许多计算机连接在一起,互连网将许多网络连接在一起。
5、WWW:万维网,侧重于指互联网上的网页。使用HTTP协议工作。
6、互联网的组成:
7、端系统之间通信的含义:
“主机 A 和主机 B 进行通信”实际上是指:“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。简称:“计算机之间通信”。
8、端系统的通信方式:
1. 客户端/服务器方式(C/S方式):一方是客户,一方是服务器。
2. 对等连接方式(P2P方式):本质上看仍然是使用客户服务器方式,只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。
9、互联网的核心部分:
在互联网核心部分中起特殊作用的是路由器,它是一种专用计算机,是实现分组交换的关键构件,作用是按存储转发方式进行分组交换。其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。
交换方式:
3. 互联网核心部分中的路由器之间一般都用高速链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。
4. 主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的,即进行分组交换的。
10、计算机网络的类别:
11、计算机网络的性能指标:
速率:单位时间内的数据传送速率,也叫数据率或比特率(单位:bit/s)。速率往往是指额定速率或标称速率,非实际运行速率。
带宽:在计算机网络中,带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力。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”。单位是 bit/s ,即 “比特每秒”。
速率 VS 带宽:速率指的是信道传输的标准速率,而带宽指的是最高速率。例如,电信公司安装的宽带,通常会说带宽为100兆,但实际上速率只有10兆左右。
3. 吞吐率:单位时间内通过某个网络(信道、接口)的实际数据量。
4. 时延:数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络的一端传到另一端所需要的时间,又称延迟或者迟延。它由四个部分组成:
发送时延:主机或路由器发送数据帧所需要的时间。计算方式为:数据帧长度(bit)除以发送速率(bit/s)
传播时延:电磁波在信道中传输所需的时间。计算方式为:信道长度(m)除以电磁波在信道上的传输速度(m/s)
排队时延:分组在路由器中需要先排队等待处理,再排队等待发送。
处理时延:主机或路由器收到数据帧处理所需要的时间。
利用率:利用率并非越高越好,高利用率会导致高时延(排队理论)。
12、计算机网络体系结构:
开放系统互连基本参考模型OSI/RM(Open Systems Interconnection)将通信协议划分为7层。
由于OSI模型过于复杂,难以市场化,目前主要的国际标准为:TCP/IP。他将计算机网络的通信协议划分为4层。
网络协议:为实现网络中的数据交换而建立的规则标准或约定。
三要素:分层的优势:
主要概念:
OSI 的七层协议体系结构的概念清楚,理论也较完整,但它既复杂又不实用。TCP/IP 是四层体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法,即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协议的体系结构 。
13、五层协议内容(自顶向下):
7. TCP/IP协议族:沙漏型,有很多协议,其中最主要的是运输层的TCP协议,网络层的IP协议。
1、分组交换的要点
答:分组交换采用的是存储转发的过程工作方式,数据以短的分组形式传送。如果一个源点有一个长的报文要发送,该报文就会被分割成一系列的分组。每个分组包含一部分用户数据和一些控制信息。控制信息至少要包括网络为了把分组送到目的地做路由选择所需要的信息。在路径上的每个结点,分组被接收,短时间存储,然后传递给下一节点。
分组交换的优点:高效,灵活,迅速,可靠。
缺点:分组在节点转发时因排队而造成一定的时延;分组必须携带一些控制信息需要额外的开销。
2、计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么?
答:主干网高速传输,服务面积最大和路由最优通道
本地网给用户提供直接的服务,用户接入,效率低
3、 互联网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?他们的工作方式各有什么特点?
边缘部分:由各主机构成,边缘部分利用核心部分提供的服务,使众多主机之间能够互相通信并交换信息或共享信息;
核心部分:网络中的核心部分由许多路由器实现互连,向网络边缘中的主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信。
4、客户-服务器方式与 P2P 对等通信方式的主要区别是什么?有没有相同的地方?
主要区别:客户-服务器方式,客户是服务请求方,服务器是服务提供方,而在p2p方式中,不区分哪个是服务请求方与服务提供方,后者实际上是前者的双向应用。
5、假定网络的利用率达到了90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?
答:信道利用率并非越高越好。这是因为,根据排队的理论,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。
如果令D0表示网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,那么适当的假定条件下,可以用下面的简单公式来表示D,D0和利用率U之间的关系:
D=D0/(1-U)
因此,当网络的利用率达到了90%。现在的网络时延是它的最小值的10倍。
6、协议与服务有何区别?有何关系?
答:协议是网络中为了数据交换而建的规则或者标准,概念上是"水平",控制对等实体间的数据通信;
服务概念上是"垂直",是本层面通过协议实现功能,提供给上一层接口。
7、网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?
答:1.语法,即用户数据与控制信息的结构和格式。
2.语义,即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应。
3.时序,即对事件实现顺序的详细说明。
8、试述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。
答:5层协议网络体系结构是综合OSI 7层和TCP/IP4层的优点,采用的一种原理体系结构。
各层的主要功能:
物理层: 物理层的任务就是透明地传送比特流。物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层:数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层:网络层的任务就是要选择合适的路由,使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。
运输层:运输层的任务是向应用层进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层:应用层直接为用户的应用进程提供服务。
9、我们在互联网上传送数据经常是从某个源点传送到某个结点,而并非传送过去又再传送回来。那么为什么往返时间 RTT 是个很重要的性能指标呢?
答:A给B发送消息,采用分组存储转发的方式进行,往往需要根据从B得到的反馈信息(确认信息)再进行接下来的发送,所以也很看重往返时间。
参考资料:
1、https://hillzhang1999.gitee.io/2020/05/22/ji-suan-ji-wang-luo-quan-bu-fu-xi-bi-ji/
2、https://www.nowcoder.com/schoolbooks/detail/27/1?type=&page=1