计算机网络学习总结

第一章-概述
1.       电路 报文 分组 交换优缺点
电路交换

优点：有序 时延小 实时性强

缺点：线路独占 灵活性差（故障问题） 建立连接时间长

报文交换

优点：无需连接 利用率高 动态分配线路

缺点：转发延时 要求较大缓存空间

分组交换

优点：无需连接 利用率高 简化存储管理

缺点：仍有延时 需额外信息 可能失序

分组交换要点：存储转发技术，将报文段划分成一个个分组，加上信息发送给路由器，路由器进行检查及转发。

2.       计算机网络都有哪些类别/分类？
按作用范围划分：广域网，城域网，局域网，个人区域网

按使用者划分：公用网，如电信公司，专用网，如军队 银行等

按采用的交换技术划分：电路 报文 分组交换网

3.       互联网的组成
(1)    边缘部分：由主机组成。用来进行数据通信和资源共享。

通信方式： C/S和P2P，区别见5

(2) 核心部分：由路由器组成。为边缘部分提供服务

工作方式：路由器转发分组，路由器之间不断地交换路由信息

4.       边缘部分的通信方式特点：
C/S：服务与被服务的关系，分别是服务请求方和服务提供方，都要使用核心部分提供的服务，双向通信

P2P：不区分服务请求方和提供方。任意一对计算机称为对等的实体。

5.       协议与服务有何区别？有何关系？
协议是对等实体进行通信的规则的集合。

服务是由下层向上层提供的，是＂垂直的＂。

关系：协议使得本层能够向上层提供服务。协议的实现需使用下层所提供的服务

6.       TCP/IP四个层次及其功能：
网络接口层：包括物理层（透明传输比特流，规定与传输媒体接口的一些特性，包括机械，电气，功能，过程特性），数据链路层（封装成帧 透明传输 差错检测）

网际层：（路由选择 分组转发 异构网络互联）

传输层：（可差留用？--TCP/IP提供可靠传输，UDP尽最大努力交付，差错控制，流量控制，复用分用）

应用层：（直接为用户进程提供服务）

7.       OSI/IOS七层及其功能：
物链网输 同上

会话层：建立管理和终止会话

表示层：处理交换信息的表示方式，如数据压缩，加密解密

应用层：直接为用户进程提供服务

8.       OSI和TCP/IP异同
同：都体现分层结构 下层服务上层

都有网络 传输 应用层

异：层数 7和4

       支持连接不同

       应用规模不同

9.       为什么要分层：
①    把问题划分成较小的易于处理的问题。

②    某一层协议的改变不会影响其他层次的协议。

第二章-物理层
14.  为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？
使得许多用户共用一个共享信道来进行通信

频分 时分，波分，码分

第三章-数链层
15.  数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？
封装成帧即加首部和尾部，接收端收到后能根据首尾部的标记，识别帧的开始和结束。

透明传输”就是上层交下来的数据，不管是什么形式的比特组合，都必须能够正确传送。

差错检测：若不检测，则会使错误的数据仍在在网络中传送，浪费网络资源。

16.  PPP协议的三个组成部分：
网络控制协议；链路控制协议；一个将IP数据报封装到串行电路的方法。

17.  PPP 协议的主要特点是什么？为什么 PPP 不使用帧的编号? PPP 适用情况？为什么 PPP 协议不能使数据链路层实现可靠传输？
1）特点：(1) 简单：(2) 封装成帧： (3) 透明传输（4）只差错检测不可靠传输（无序号和确认机制）（5）只支持点对点和全双工

2）因为帧的编号是为了出错时可以有效地重传，而 PPP 并不需要实现可靠传输。

3） 适用线路质量不太差的情况下。如果通信线路太差，传输频频出错(就丢弃)，使数据的传输效率低，必须靠上层的协议才能保证数据正确传输。

4）数据链路层的主要任务是尽可能传输，正确与否是上层关心的问题。

以太网介质访问控制的工作原理：即CSMA/CD协议工作原理。
载波侦听：用电子技术检测总线上有无信号

多点接入：接在一根总线上

碰撞检测：边发送边监听

以太网介质访问控制的工作流程：先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发

二进制指数退避算法：
①    确定争用期2t（两倍传播时延）

②    定义参数k=min【重传次数，10】

③    随机取r=【 0，1，…，2^k-1】,重传时间=2tr

④    重传16次仍失败则丢弃

以太网使用的 CSMA/CD 和TDM 相比优缺点如何？
网络负荷较轻时， CSMA/CD 协议很灵活，哪个站想发送就可以发送，而且发生碰撞的概率很小。而此时TDM效率就比较低，分配到的时隙也浪费了。

负荷很重时， CSMA/CD 协议引起的碰撞很多，效率大大降低。而 TOM 的效率就很高。

21.  中继器 交换机 路由器等互连网络的中间设备
分别工作在物理层 数据链路层 网络层。

隔离冲突域 广播域情况：××；√×；√√。

前两个只是扩大了网络 而路由器可以进行异构网络互联和路由选择。

集线器均分带宽，而交换机独占带宽。

22.  以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网(VLAN)？原理
1）多端口的网桥。独占带宽。通过自学习算法建立转发表。

2）VLAN是逻辑上的局域网，每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站属于哪一个 VLAN 。

3）原理即自学习算法的原理：①检测从该端口来的帧的源地址和目的地址，②与查找表对比，a若目的地址对应转发端口与收到帧的端口相同则丢弃，b不同则转发，c若转发表中没有目的地址对应的转发端口，则泛洪。③记录源地址与该端口的映射。

23.  交换机和路由器连接的网络
交换机连接的若干LAN仍是一个网络（即网络号一样）（同一个广播域 无法隔离广播域）

同一时刻只能一对主机通信

路由器可连接不同的LAN，不同的WAN或把LAN和WAN互联起来，隔离广播域

第四章-网络层
24.  "尽最大努力交付" (best effort delivery)都有哪些含义？
不保证一定无差错，不保证按时，按序，不重复。但是保证不故意丢弃 IP 数据报。

25.  ARP解决同一个局域网上的IP地址和MAC地址映射问题
不在同一个局域网的主机通信需要通过路由器 ，主机A只能ARP到其连接的路由器的MAC地址，然后转发给路由器 剩下的交给路由器来完成。

26.  数据报和虚电路比较
连接与否 是否有序 是否有单点故障问题  分别携带目的地址和虚电路号 分别按照虚电路号和随机选择路由转发

27.  MAC地址和IP地址区别 为什么要使用两种不同地址
MAC是物理地址即硬件地址，物链层使用

IP地址是逻辑地址，网络及其上层使用

使得MAC地址不同的各主机能在异构网络中使用IP地址进行通信

28.  与 IP 协议配套使用的还有四个协议：
1）ARP：地址解析协议--解决IP 地址和硬件地址的映射问题。

工作过程：①A先在ARP高速缓冲中查找，有则直接写入MAC帧，将MAC帧发往该硬件地址。②无则广播ARP请求，③目的主机收到后，向A响应ARP请求。

无需ARP情况：

ARP缓存中已有该IP地址；广播分组；

2)  RARP：逆地址解析协议--使只知道自己硬件地址的主机能够知道其 IP 地址

工作过程：①主机从网卡上读取MAC地址，②然后发送RARP请求的广播数据包，RARP服务器为其分配IP地址，③主机收到回复后便可使用该IP地址进行通信。

3)  ICMP：网际控制报文协议（报告差错或异常来提高交付成功的机会）

4)  IGMP：网际组管理协议

29.  网络层提供两种类型的服务
数据报服务和虚电路服务

31.  RIP工作流程
对相邻路由器X发来的信息，将下一跳改成X，跳数加一。若：

无该表项，加入

有则判定下一跳是否为X，若是则更新 不是则选跳数min的保留

32.  RIP协议工作原理 RU-UDP协议来传输
用于自治系统内的内部网关协议。基于距离向量算法，选择跳数最少的路径。

只和相邻路由交换信息。适用小型互联网

固定时间间隔交换信息

33.  OSPF协议工作原理 OI-IP协议来传输
用于自治系统内的内部网关协议。基于链路状态算法，选择代价最低的路径。

和所有路由器交换信息。适用大型互联网

当链路状态发生变化时，才向所有路由器泛洪发送此信息

34.  BGP协议工作原理 BT-TCP协议来传输
用于自治系统间的边界网关协议。基于路径向量算法 选择较好路由 非最佳。

35.  VPN含义，优缺点，工作流程（virtual private network）--隧道技术
采用 TCP/IP 技术和公用的互联网作为本机构各专用网间的通信载体，使一个机构中分布在不同场所的主机能像使用一个本机构的专用网那样进行通信的专用网叫做VPN

优点：比建造专用网便宜

缺点：需要比较复杂的技术。

36.  什么是 NAT? NAT 的优点和缺点有哪些？
网络地址转换。

优点：可通过 NAT 路由器使专用网内部的用户和互联网连接。

缺点：①必须由专用网内的主机发起。

②当 NAT 路由器只有一个全球 IP 地址时，专用网内最多只有一个主机可以接入互联网。

第五章-传输层
37.  试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的 UDP, 而不愿意采用可靠的 TCP 。
在互联网上传输实时数据的分组时，有可能会出现差错甚至丢失。如果利用 TCP进行重传，那么时延就会大大增加。因此宁可丢失少量分组，也不要等待太晚到达的分组。

TCP、UDP协议的特点：
TCP：使用前建立连接，使用后释放连接。提供可靠交付（按时按序不重复）。面向字节流。

UDP特点：无连接；尽最大努力传输；面向报文。

39.  TCP建立连接的三次握手（2 4 3）
SYN=1 seq=x         

SYN=1 seq=y ACK=1 ack=x+1

       seq=x+1 ACK=1 ack=y+1

为什么要三次握手：
主要的目的就是双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。

第一次握手：只有接收方确认了自己接收正常，对方发送正常。

第二次握手：发送方确认自己发送、接收正常，对方发送、接收正常。

第三次握手：接收方才可以确认：自己发送、接收正常。对方发送、接收正常。

如果不使用三次握手，若有一个滞留在网络中的 SYN 报文段，现在突然传送到 B 了。B 就以为 A 现在请求建立 TCP 连接，就分配资源，等待 A 传送数据。但 A 并没有想要建立 TCP 连接，也不会向 B 传送数据。浪费了B的资源。

如果使用三报文握手，那么 B 在收到 A 发送的陈旧的 SYN 报文段后，就向 A 发送 SYN

报文段，当 A收到 B 的 SYN 报文段时，从确认号就可得知不应当理睬这个 SYN 报文段

这时， A 发送复位报文段。B 收到 A 的 复位报文段后，就知道不能建立 TCP 连接，不会等待 A 发送数据了。

41.  断开TCP连接的四次挥手（2 3 4 3）
FIN=1 seq=x           

      seq=y ACK=1 ack=x+1

FIN=1 seq=u ACK=1 ack=x+1

       seq=x+1 ACK=1 ack=u+1

42.  为什么要4次挥手
发送方发送完数据后会通知接收方释放连接，接收方确认后发送方进入半关闭状态。当接收方也没有数据要发送的时候，则发出连接释放的通知，对方确认后才完全关闭了TCP连接。

43.  连接释放的四次握手中，在 ESTABLISHED 状态下， B 能否先不发送 ack = x + I 的确认？（因为 B 在后面要发送的连接释放报文段中，仍有 ack = x + I 这一信息 。 ）
如果 B 不再发送数据了，可以把两个报文段（确认和连接释放）合为一个，即只发送 FIN +ACK 报文段。但如果 B 还有数据要发送，那就不行，因为 A 迟迟收不到确认，就会以为刚才发送的 FIN 报文段丢失了，就超时重传这个 FIN 报文段，浪费网络资源。

44.  拥塞控制和流量控制区别：发送窗口的大小取决于流量控制还是拥塞控制？
拥塞：整个网络对发送端施加的拥塞控制。是一个全局性的过程。

流量：接收端对发送端施加的流量控制，以保证自己来得及接收。（停止等待协议和滑动窗口协议）

发送窗口的上限值= Min{接收窗口，拥塞窗口}

45自动重传请求（ARQ）
它通过使用确认和超时这两个机制，在不可靠服务的基础上实现可靠的信息传输。如果发送方在发送后一段时间之内没有收到确认帧，它就会重新发送。

ARQ包括停止-等待ARQ和连续ARQ（包括后退N帧ARQ和请求重传ARQ）

46连续ARQ
是滑动窗口技术和请求重传技术的结合，当窗口尺寸开到足够大时，帧可以持续流动。

后退N帧ARQ：按序接受；累计确认；超时重传所有发送但未被接受的帧。

请求重传ARQ：来者不拒；非累计确认；超时只重传出错帧。

47.  拥塞控制的四种算法：
1）慢开始算法：

先令拥塞窗口=1，即一个最大报文段长度MSS，每收到一个报文段的确认后 cwnd+1，经过一个RTT传输轮次，cwnd就会加倍，到规定门限时改用拥塞避免算法。

作用：逐步增大cwnd，可使分组注入网络速率更加合理。

2）拥塞避免算法

每经过一个RTT，发送方的cwnd+1（加法增大）

作用：防止拥塞窗口 cwnd 增长过大引起网络拥塞，

3）快重传

接收方收到一个失序的报文段后，就立即发出重复确认，不等累计确认。发送方连续收到3个冗余ACK时直接重传，不等超时

4) 快恢复

把慢开始门限设为出现拥塞时cwnd的一半。并将cwnd 设为该值，然后开始执行拥塞避免算法。

拥寒控制流程如下：

48.  网络拥塞的处理：
超时：不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现超时，就把慢开始门限值设为出现拥塞时cwnd的一半，然后拥塞窗口置1，开始慢开始算法

冗余ACK：用快重传和快恢复，把慢开始门限设为出现拥塞时cwnd的一半。并将拥塞窗口设为该值，然后开始执行拥塞避免算法。

一般出现超时用慢开始和拥塞避免，出现冗余ACK用快重传和快恢复

49 . UDP 和 IP 的不可靠程度是否相同？请加以解释 。
相同之处：都是无连接，不可靠的协议。他们首部都有检验和字段，当检验出有差错时，就丢弃。

但UDP 用户数据报的检验和检验首部和数据部分，而IP数据报的检验和仅检验首部。

第六章-应用层
50. 状态码：

51. HTTP和HTTPS的区别

https协议需要到ca申请证书，需要一定费用。

HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS 则是使用SSL技术的加密传输协议。

HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式，前者的端口号是80，后者是443。

http的连接简单，是无状态的；HTTPS协议比http协议安全。

52. 在浏览器中输入url地址到显示主页的过程/点击超链接后发生的事件

1）浏览器分析URL。2）向DNS请求域名解析，DNS解析出IP地址3）建立TCP链接4）浏览器发出HTTP请求，服务器响应HTTP请求5）释放TCP连接6）浏览器显示信息。

53. ARP 和 DNS 是否有些相似？它们有何区别？

形式上都是主机发送出请求，

DNS 是应用层协议，它请求将互联网上的某个主机的域名解析为IP 地址。

ARP 是网络层协议，它请求将以太网上的某个主机或路由器的IP 地址解析为 MAC地址

54. HTTP 协议的主要特点？

是一个应用层协议

使用可靠的运输协议 TCP

既支持持久连接又支持非持久连接

无状态即不保留记录

双向传输

55.  DNS（域名系统）工作原理以及高速缓存的作用：
有递归查询和递归与迭代相结合方式

①递归查询：客户机向本地域名服务器递归查询->本地域名向根域名递归查询->根域名向顶级域名->顶级域名向权限域名，最后返回结果给主机。

②递归与迭代相结合：客户机向本地域名服务器递归查询，若无缓存->本地域名向根域名迭代查询() 要么给出IP要么给出下一步应当查询哪个顶级域名->本地域名向顶级域名迭代查询(.com)->本地域名向权限域名迭代查询(abc.com)，最后返回结果给主机. 若是xyz.acb.com则需再访问一次权限域名服务器

作用：提高 DNS 查询效率，并减轻根域名服务器的负荷和减少互联网上的 DNS 查询报文

数量

56. 域名系统的主要功能是什么？域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器有何区别？

是互联网使用的命名系统，用来把便于人们记忆的主机名转换为IP 地址。

本地域名服务器离用户较近

根域名服务器是最高层次的域名服务器。

顶级域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。

权限域名服务器是负责一个区的域名服务器

57. 电子邮件中的SMTP POP3，WWW中的HTTP都使用TCP连接，DNS使用UDP连接

假定要从已知的 URL 获得一个万维网文档。若该万维网服务器的 IP 地址开始

时并不知道。试问：除 HTTP 外，还需要什么应用层协议和运输层协议？

应用层协议：DNS 。运输层协议：UDP （DNS 使用）和 TCP (HTTP 使用）

58.  HTTP请求文档时间：
必不可少：1RTT建立连接，1RTT获取页面信息

非持久连接：每个对象引用都还要经历2个RTT

持久连接：非流水线：引用个数*1RTT

                流水线：1RTT包揽所有的引用

电子邮件的最主要的组成部件。用户代理 UA 的作用是什么？
用户代理(UA)、邮件服务器，邮件发送协议和读取协议（SMTP POP3 )

用户代理 UA (User Agent)就是用户与电子邮件系统的接口 ，通常是一个程序。

UA功能：撰写，显示，处理和通信的功能。

60.  基于万维网的电子邮件系统有什么特点？在传送邮件时使用什么协议？
只要能上网，在打开浏览器就可以收发电子邮件,显然非常方便.

从用户的浏览器发送到某个邮件服务器时，不是使用 SMTP 协议，而是使用HTTP 协议。电子邮件在邮件服务器之间传送时，仍然是使用 SMTP 协议。

收件人从邮件服务器读取发件人发来的邮件时，是使用 HTTP协议，而不是POP3

61.  动态主机配置协议DHCP使用的情况，以及工作过程
当一台计算机加入到一个新的网络时，就需要运行 DHCP 协议来获取这台计算机的 IP 地址。

客户端广播DHCP发现报文，DHCP服务端广播DHCP提供报文，客户端广播DHCP请求报文，服务端广播DHCP确认报文

源目的IP：0.0.0.0  255.255.255.255

62.  名词解释
ARP：地址解析协议，由IP得MAC

FDM：频分复用 通信过程中始终占用同一频带通信

CDM：码分复用

WWW（web万维网）：分布式，联机式的信息存储空间，①资源由URL标识 ②并通过HTTP传给使用者 ③用HTML描述网页上的各种信息

HTTP：超文本传输协议 从服务器传输超文本到本地浏览器

VLAN：虚拟局域网 逻辑上的设备 逻辑上在一个网段上

PDU：协议数据单元 PDU=SDU+PCI 对等层次传输的数据单位

网络体系结构：网络各层及其协议的集合

全双工通信：双方同时发送和接收信息

Ethernet：以太网 普遍应用的局域网技术

IGP：内部网关协议 自治系统内交换路由信息

BGP：边界网关协议 系统间交换

DHCP：动态主机配置协议 动态申请IP

ICMP：网际控制报文协议 分为ICMP差错报告报文和ICMP询问报文

作用：报告差错情况，提高交付成功的机会

IGMP：网际组管理协议

CIDR：无分类域间路由选择 变长子网掩码基础上消除ABC类网络划分

packet switching：分组交换 以分组为单位 使用存储转发机制通信

AS：自治系统，单一技术管理下的一组路由器

TTL：生存时间值

ISP：互联网服务提供商

默认路由：路由表中没有匹配网络时，选择默认路由。（这条路由一般连接另一个路由器）