王道考研系列：计算机网络

计算机网络

本文章基于王道考研视频进行总结：https://www.bilibili.com/video/BV19E411D78Q

1.概述

知识总结

• 传输单位名词辨析

• TCP/IP协议栈

1.1 基本概念

计算机网络概念

• 计算机网络概念

• 计算机网络的功能

• 计算机网络的组成

• 计算机网络的分类

• 脑图

标准化工作及组织

• 标准化工作

• 脑图

指标

• 速率

• 带宽

• 吞吐量

• 时延

• 时延带宽积

• 往返时延RTT

• 脑图

1.2 OSI参考模型

分层结构

• 为什么要分层

• 正式认识分层结构

• 总结

• 脑图

OSI参考模型

• 计算机网络分层结构

• 来源

• ISO/OSI参考模型

• 通信过程解释

• 应用层

• 表示层

• 会话层

• 传输层

• 网络层

• 数据链路层

• 物理层

• 脑图

OSI与TCP/IP参考模型

• OSI与TCP/IP参考模型

• 不同点

• 5层参考模型

• 数据封装与解封装

2.物理层

概述

1. 通信基础
2. 两个公式lim（*）
3. 看图说话
4. 传输介质
5. 物理层设备

• 总结

2.1 数据通信基本知识

• 物理层基本概念

• 典型的数据通信模型

• 数据通信相关术语

• 三种通信方式

• 两种数据传输方式

2.2 码元/波特/速率/带宽

• 码元

• 速率/波特/带宽

• 练习题

• 失真

• 码间串扰

2.3 奈氏准则/香农定理

奈氏准则

• 奈氏准则

• 练习

香农定理

• 香农定理

• 练习

• 两者对比

2.4 编码与调制

• 基带信号与宽带信号

• 编码与调制

数据编码

• 数字数据编码为数字信号

• 数字数据编码为模拟信号

• 模拟数据编码为数字信号

• 模拟数据编码成模拟信号

• 脑图

2.5 物理层传播介质/设备

• 传输介质与分类

导向性传输介质

• 双绞线

• 同轴电缆

• 光纤

非导向性传输介质

• 脑图

其他设备

• 中继器

• 集线器

3.数据链路层

概述

1. 链路层的功能
2. 链路层的两种信道
3. 局域网、广域网
4. 链路层的设备

总结

3.1 数据链路层基本概念

• 研究思想

• 基本概念

• 功能概述

3.2 封装成帧/透明传输

封装成帧/透明传输

• 封装成帧

• 透明传输

封装传输方法

• 字符计数法

• 字符填充法

• 零比特填充法

• 违规编码法

3.3 差错控制

• 差错来源

• 差错控制

检错编码

• 奇偶校验码

• CRC循环冗余码

• 脑图

3.4 流量控制/可靠传输机制

流量控制/可靠传输机制

• 流量控制

• 流量控制的方法

• 可靠传输概念

• 脑图

3.4.1 停止-等待协议

可靠传输的方法1——停止-等待协议

• 概述

• 有差错情况

• 停等协议性能分析

• 信道利用率

• 脑图

3.4.2 SR选择重传协议

可靠传输的方法2——SR选择重传协议

• GBN协议弊端

• 选择重传协议中的滑动窗口

• SR发送方必须响应的三件事

• SR接收方要做的事

• 滑动窗口长度

• 总结

• 习题

• 脑图

3.4.3 GBN后退N帧协议

可靠传输的方法3——GBN后退N帧协议

• 停等协议的弊端

• 后退N帧协议中的滑动窗口

• GBN发送方必须响应的三件事

• GBN接收方要做的事

• GBN的运行过程

• 滑动窗口长度

• GBN协议重点总结

• 习题

• GBN协议性能分析

3.5 介质访问控制（MAC协议）

• 传输数据使用的两种链路

• 概述

• 类型特征

3.5.1 信道划分介质访问控制

静态划分信道

• 信道划分介质访问控制

• 频分多路复用FDM

• 时分多路复用TDM

• 改进的时分复用——统计时分复用STDM

• 波分多路复用WDM

• 码分多路复用CDM

• CD还是CS？

3.5.2 轮询访问介质访问控制

动态分类信道

• 轮询协议

• 令牌传递协议

3.5.3 随机访问介质访问控制

动态分类信道

ALOHA协议

• ALOHA协议

• 两种类型

CSMA协议

• CSMA协议

• 三种类型

• 对比总结

CSMA/CD协议（*）

• CSMA/CD协议

• 传播时延对载波监听的影响

• 确定碰撞后的重传时机

• 最小帧长问题

• 脑图

CSMA/CA协议

• CSMA/CA协议

• 工作原理

• 两者对比

3.6 局域网基本概念/体系结构

3.6.1 局域网

• 局域网

• 局域网拓扑结构

• 局域网介质访问控制方法

• 局域网的分类

• IEEE802标准

• MAC子层和LLC子层

• 脑图

3.6.2 以太网

• 概述

• 10BASE-T以太网

• 适配器与MAC地址

• 以太网MAC帧

• 高速以太网

• 脑图

• IEEE 802.11

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bZVgyhub-1678630321881)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230304205041.png)]

3.6.3 无线局域网

• 分类

  • 有固定基础设施无线局域网
  • 无固定基础设施无线局域网的自组织网络

• 两种局域网

3.7 PPP/HDLC协议

广域网

PPP协议

• PPP协议特点

• PPP协议要求

• PPP协议无需满足的要求

• PPP协议的三个组成部分

• PPP协议的状态图

• PPP协议的帧格式

HDLC协议

• HDLC协议

• HDLC的站

• HDLC的帧格式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lVKuZUZd-1678630321887)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230304231838.png)]

• 两者对比

• 脑图

3.8 链路层设备

• 物理层拓展以太网

• 链路层拓展以太网

• 网桥分类——透明网桥

• 网桥分类——源路由网桥

• 多接口网桥——以太网交换机

• 以太网交换机的交换方式

• 冲突域和广播域

• 脑图

4.网络层

• 概述

4.1 网络层功能

• 概述

• 网络层任务

• 网络的“掌中宝”

• 数据交换的原因

• 数据交换方式
  • 电路交换
  • 报文交换
  • 分组交换
    • 数据报方式
    • 虚电路方式

4.2 数据交换方式

• 概述

数据交换方式

• 电路交换

• 报文交换

• 分组交换

• 两种交换方式

• 三种数据交换方式比较总结

• 数据报方式&虚电路方式

4.3 IP数据报

• 概述

• 数据报

• 虚电路

• 两者对比

• 路由算法

• 路由算法的分类

• 分层次的路由选择协议

4.4 IPv4地址

• 概述

4.4.1 分类的IP地址

• IP数据报格式

• 最大传送单位MTU

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Yq1LUrJ8-1678630321949)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173011.png)]

• IP数据报格式

• IP数据报分片例题

• IP地址

• IP编址的历史阶段

  • 分类的IP地址
  • 子网的划分
  • 构成超网（五分类编址方式CIDR）

• 互联网中的IP地址

• 分类的IP地址

• 特殊IP地址

• 私有IP地址

• 分类的IP地址

• 网络地址转换NAT

4.4.2 子网划分

• 子网划分

• 子网掩码

• 子网掩码习题

• 使用子网时分组的转发

4.4.3 无分类编址CIDR

• 概述

• 构成超网

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-L1ldUR06-1678630321958)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173302.png)]

• 最长前缀匹配

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8lCejR1k-1678630321958)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173305.png)]

• 习题

• 发送数据的过程

4.5 重要协议

• 概述

ARP协议

• 概述

• 习题

• 主机如何获得IP地址

DHCP协议

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yVY8Am3b-1678630321962)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173332.png)]

ICMP协议

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oBQpBc3O-1678630321962)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173337.png)]

• ICMP差错报告报文

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7wpbKg0g-1678630321963)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173341.png)]

• 不应发送ICMP差错报文的情况

• ICMP询问报文

• ICMP应用

4.6 IPv6

• 概述

• IPv6的来源

• 数据报格式

• IPv6和IPv4对比

• IPv6地址表示形式

• 基本地址类型

• IPv6向IPv4过渡的策略

• 脑图

4.7 路由算法

• 概述

• 回顾

RIP网关协议

• 概述

• 距离向量算法

• 练习题

• RIP协议报文格式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fm6ESLZ6-1678630321972)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173535.png)]

• 特点

• 脑图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-e3r5pITv-1678630321974)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173550.png)]

OSPF网关协议

• 概述

• 链路状态路由算法

• OSPF区域

• OSPF分组

• OSPF其他特点

BGP网关协议

• 概述

• BGP协议交换信息的过程

• BGP协议报文格式

• BGP协议特点

• BGP-4的四种报文

三种路由协议比较

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BUr6V3an-1678630321982)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173634.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tnZmByxM-1678630321982)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173645.png)]

4.8 路由选择协议

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cZAGInMd-1678630321983)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305165143.png)]

• IP数据报的三种传输方式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-y2mscCXO-1678630321983)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173713.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JyY216iv-1678630321984)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173717.png)]

• IP组播地址

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vblkAzDf-1678630321984)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173727.png)]

• 硬件组播

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jAdAsrj3-1678630321985)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173736.png)]

IGMP协议

• IGMP协议与组播路由选择协议

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZDfKwMST-1678630321985)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173740.png)]

• 网际组管理协议IGMP

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WdGQi4V2-1678630321985)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173744.png)]

• IGMP工作阶段

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-I2zgfbyn-1678630321986)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173747.png)]

• 组播路由选择协议（常用三种算法）
  • 基于链路状态的路由选择
  • 基于距离-向量的路由选择
  • 协议无关的组播（稀疏/密集）

• 脑图

4.9 移动IP

• 概述

• 移动IP相关术语

• 通信过程

4.10 网络层设备

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iAS1HLs5-1678630322005)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305165157.png)]

• 路由器

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cx25IOM2-1678630322006)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173931.png)]

• 输入端口

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gTvWBDo2-1678630322007)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173934.png)]

• 输出端口

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-m6sHMh0F-1678630322008)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173937.png)]

• 三种设备的区别

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DP9rzDzM-1678630322008)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173941.png)]

• 路由表与路由转发

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yNenfMhi-1678630322009)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230305173944.png)]

5.传输层

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-j79ctzfM-1678630322009)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306144513.png)]

5.1 传输层概述

• 总结

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kHzxn8Sw-1678630322010)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145317.png)]

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xEYIlEED-1678630322010)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145405.png)]

• 两个协议

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZMcICeEl-1678630322011)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145409.png)]

• 传输层的寻址与端口

5.2 UDP协议

• 总结

• 用户数据报协议UDP概述

• UDP首部格式

• UDP校验

5.3 TCP协议

• 总结

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Zq3S8P2N-1678630322015)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145335.png)]

• TCP协议的特点

• TCP报文段首部格式

TCP连接管理

• 概述

• TCP的连接建立

• SYN洪泛攻击

• TCP的连接释放

TCP可靠传输

• 概述

• 序号

• 确认

• 重传

TCP流量控制

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5ORoi4mb-1678630322024)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145659.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qxSUuIiF-1678630322024)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145703.png)]

TCP拥塞控制

• 概述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6GzIxuBf-1678630322025)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145712.png)]

• 四种算法

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iSfIkDtT-1678630322025)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145716.png)]

• 慢开始和拥塞避免

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dC8768kU-1678630322026)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145719.png)]

• 快重传和快恢复

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Y0uVAoPj-1678630322026)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306145722.png)]

6.应用层

• 总结

• 概述

6.1 网络应用模型

• 两种网络应用模型

  • C/S模型
  • P2P模型

• C/S模型

• P2P模型

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4R4E5GIG-1678630322028)(https://cocochimp-img.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/23-03/20230306164617.png)]

6.2 域名解析系统DNS

• DNS系统

• 域名

• 域名服务器

• 域名解析过程

6.3 文件传送协议

• 概述

• FTP工作原理

6.4 电子邮件

• 概述

• 电子邮件的信息格式

• 组成结构

SMTP

• 简单邮件传送协议SMTP

• MIME

POP3

• 邮局协议POP3

• IMAP

• 基于万维网的电子邮件

• 脑图

6.5 万维网和HTTP协议

• 总结

• 概述

• 超文本传输协议HTTP

• HTTP协议的特点

• HTTP协议的连接方式

• 报文结构