计算机网络知识点汇总（王道）

目录

第 1 章 计算机网络概述

1.1 计算机网络的组成

1.2 计算机网络的分类

1.3 性能指标

1.3.1 带宽

1.3.2 吞吐量

1.3.3 时延

1.3.4 时延带宽积(链路容量)

1.3.5 往返时延RTT​

1.3.6 利用率

1.4 分层结构

1.4.1 OSI参考模型（7层）

1.4.2 TCP/IP参考模型（4层）

1.4.3 合成参考模型（5层）

第 2 章 物理层

2.1 物理层概述

2.2 数据通信基础知识

2.3 码元、波特、速率、带宽*

2.4 奈氏准则、香农定理*

2.4.1 失真

2.4.2 奈氏准则*

2.4.3 香农定理*

2.4.4 "Nice"和"香浓"​

2.5 编码、调制*​

2.5.1 数字数据编码为数字信号​

2.5.2 数字数据调制为模拟信号​

2.5.3 模拟数据编码为数字信号​

2.5.4 模拟数据调制为模拟信号​

2.6 物理层传输介质

2.6.1 导向性传输介质​

2.6.2 非导向性传输介质​

2.7 物理层设备

2.7.1 中继器​

2.7.2 集线器​

第 3 章 数据链路层

3.1 数据链路层概述​

3.2 封装成帧、透明传输​

3.3 差错控制​

3.3.1 检错码（奇偶校验码、CRC循环冗余码）

3.3.2 纠错码（海明码）

3.4 流量控制与可靠传输机制*​

3.4.1 停止-等待协议

3.4.2 后退N帧协议（GBN）

3.4.3 选择重传协议（SR）

3.5 介质访问控制（MAC协议）*

3.5.1 信道划分介质访问控制（静态）（频分FDM、时分TDM、波分WDM、码分CDM）

3.5.2 随机访问介质访问控制（动态）（ALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA）

3.5.3 轮询访问介质访问控制（动态）（轮询、令牌传递）​

3.6 局域网

3.6.1 以太网

3.6.2 无线局域网

3.7 广域网​

3.7.1 PPP协议

3.7.2 HDLC协议

3.8 链路层设备

3.8.1 网桥​

3.8.2 交换机

第 4 章 网络层

4.2 数据交换方式*

4.2.1 电路交换​

4.2.2 报文交换​

4.2.3 分组交换（数据报、虚电路）​

4.3 IP*

4.3.1 IP数据报格式​

4.3.2 IP数据报分片

4.3.3 IPv4地址​

4.3.4 网络地址转换（NAT）​

4.3.5 子网划分、子网掩码​

4.3.6 无分类编址CIDR（构成超网）​

4.3.7 ARP协议​

4.3.8 DHCP协议​

4.3.9 ICMP协议​

4.4 IPv6​

4.5 路由算法及路由协议​

4.5.1 RIP协议与距离向量算法​

4.5.2 OSPF协议与链路状态算法​

4.5.3 BGP协议​

4.6 IP组播​​​

4.6.1 硬件组播​

4.6.2 因特网范围内组播​

4.7 移动IP​

4.8 网络层设备

4.8.1 路由器​

第 5 章 传输层

5.1 传输层概述

​

5.2 UDP协议 

5.3 TCP协议*

5.3.1 TCP协议特点​

5.3.2 TCP报文段格式​

5.3.3 TCP连接管理​

5.3.4 TCP可靠传输​

5.3.5 TCP流量控制*

5.3.6 TCP拥塞控制*​

第 6 章 应用层

6.1 应用层概述​

6.2 域名解析系统DNS​

6.3 文件传输协议FTP​

6.4 电子邮件​

6.5 万维网和HTTP协议​

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第 1 章 计算机网络概述

1.1 计算机网络的组成

1.2 计算机网络的分类

 总线型弊端：若总线断开，则影响很多主机，使其无法转递信息

星型：若主机A和集线器D中间断开，则不影响其他任何主机之间传递信息

1.3 性能指标

1.3.1 带宽

• 指发送数据的最高速率，并不是传播数据的速率

1.3.2 吞吐量

• 所有信道加在一起，接受比特的速率

1.3.3 时延

1.3.4 时延带宽积(链路容量)

1.3.5 往返时延RTT

1.3.6 利用率

 

1.4 分层结构

• 第n层在向第n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能

• 仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽

• 体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件

1.4.1 OSI参考模型（7层）

• 法定标准

1. 应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序
2. 表示层：  
3. 会话层：
4. 传输层：  
5.  网络层：
6. 数据链路层 ：
7.  物理层：

1.4.2 TCP/IP参考模型（4层）

• 事实标准

 

1.4.3 合成参考模型（5层）

 

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第 2 章 物理层

2.1 物理层概述

2.2 数据通信基础知识

 

 

2.3 码元、波特、速率、带宽*

 

2.4 奈氏准则、香农定理*

2.4.1 失真

2.4.2 奈氏准则*

2.4.3 香农定理*

2.4.4 "Nice"和"香浓"

2.5 编码、调制*

2.5.1 数字数据编码为数字信号

2.5.2 数字数据调制为模拟信号

2.5.3 模拟数据编码为数字信号

2.5.4 模拟数据调制为模拟信号

2.6 物理层传输介质

2.6.1 导向性传输介质

 

 

 

2.6.2 非导向性传输介质

2.7 物理层设备

2.7.1 中继器

2.7.2 集线器

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第 3 章 数据链路层

3.1 数据链路层概述

 

3.2 封装成帧、透明传输

 

 

 

 

 

3.3 差错控制

 

3.3.1 检错码（奇偶校验码、CRC循环冗余码）

3.3.1.1 奇偶校验码

3.3.1.2 CRC循环冗余码*

 

3.3.2 纠错码（海明码）

3.3.2.1 海明码*

 

 

 

 

3.4 流量控制与可靠传输机制*

• 流量控制：控制发送速率，使接受方有足够的缓冲空间来接受每一个帧

• 可靠传输：发送端发啥，接收端就接受啥

• 滑动窗口解决：

  • 流量控制（收不下就不给确认，想发也发不了）

  • 可靠传输（发送方自动重传）

3.4.1 停止-等待协议

 

 

 

 

 

3.4.2 后退N帧协议（GBN）

 有窗口就可以发送（发送端有窗口可以发送数据帧，接收端有窗口可以发送确认帧）

 

 

 

GBN总结重点：

• 累计确认（偶尔捎带确认）

• 接收方只按顺序接受帧，不安顺序无情丢弃

• 确认序列号最大的、按序到达的帧

• 发送窗口最大为2的n次方-1，接收窗口大小为1

3.4.3 选择重传协议（SR）

 

 

 

SR重点总结：

• 对数据帧逐一确认，收一个确认一个

• 只重传出错帧

• 接收方有缓存

3.5 介质访问控制（MAC协议）*

 

3.5.1 信道划分介质访问控制（静态）（频分FDM、时分TDM、波分WDM、码分CDM）

 

3.5.1.1 频分多路复用（FDM）

3.5.1.2 时分多路复用（TDM）

 

3.5.1.3 波分多路复用（WDM）

3.5.1.4 码分多路复用（CDM）*

3.5.2 随机访问介质访问控制（动态）（ALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA）

3.5.2.1 ALOHA协议

 

• 纯ALOHA协议比时隙ALOHA协议吞吐量更低，效率更低

• 纯ALOHA想发就发，时隙ALOHA只有在时间片段开始时才能发

3.5.2.2 CSMA协议

 

 

 

 

 注：p-坚持CSMA是有的主机(p的概率)直接发送，有的主机(1-p的概率)监听到下一个时序再发送，降低了冲突的可能性

3.5.2.3 CSMA/CD协议**

• 应用于半双工网络，总线型以太网（有线）

 

 

 最小帧长是为了确保在检测到碰撞时，帧还没有发完。检测到碰撞的最短时间是2(tao)

3.5.2.4 CSMA/CA协议

 

CSMA/CD与CSMA/CA区别：

• 相同点：

  • 都属于CSMA的思路，其核心是先听再说，即需要先监听信道，若空闲，再发送数据。

• 不同点：

  • 传输介质不同：CSMA/CD用于总线式以太网【有线】，而CSMA/CA用于无线局域网【无线】

  • 载波检测方式不同：因传输介质的不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随之发生变化；而CSMA/CA采用能量检测（ED）、载波检测（CS）和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。

  • CSMA/CD检测冲突，CSMA/CA避免冲突，二者出现冲突后都会进行有限的重传

3.5.3 轮询访问介质访问控制（动态）（轮询、令牌传递）

3.5.3.1 轮询协议

3.5.3.2 令牌传递协议*

3.6 局域网

局域网（Local Area Network）：简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，使用广播信道

决定区域网的主要因素为：网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法

 

局域网分类：

• 以太网：采用IEEE 802.3标准

• 无线局域网：采用IEEE 802.11标准

IEEE 802标准：

• IEEE 802.3：以太网介质访问控制协议及物理层技术规范

• IEEE 802.5：令牌环网介质访问控制协议及物理层技术规范

• IEEE 802.8：光纤技术咨询组，提供有光关光纤联网的技术咨询

• IEEE 802.11：无线局域网介质访问控制协议及物理层技术规范

3.6.1 以太网

• 也称802.3局域网，是基带总线局域网规范，使用CSMA/CD技术，满足网络速率要求：10Mb/s ~ 10Gb/s

• 以太网的两个标准：

  • DIX Ethernet V2：第一个局域网产品（以太网）规约

  • IEEE 802.3：IEEE 802委员会802.3工作组指定的第一个IEEE的以太网标准

• 以太网提供无连接、不可靠的服务：

  • 无连接：发送方和接收方无“握手过程”

  • 不可靠：不对发送方的数据帧编号，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责

  • 只能实现无差错的接受，不实现可靠传输

• 以太网拓扑：

  • 逻辑上是总线型，物理上是星型

 

 

 

 

3.6.2 无线局域网

 

 

 

 

3.7 广域网

3.7.1 PPP协议

• 全双工通信，点对点通信

PPP协议无需满足的要求：纠错、流量控制、序号、不支持多点线路

 

 

3.7.2 HDLC协议

• 全双工通信

 

 

 节点交换机是在一个网络内的，而路由器是在几个网络之间的

3.8 链路层设备

 

3.8.1 网桥

 

 

3.8.2 交换机

• 也称多接口的网桥

 

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第 4 章 网络层

4.2 数据交换方式*

4.2.1 电路交换

4.2.2 报文交换

4.2.3 分组交换（数据报、虚电路）

 

 

 

4.2.3.1 数据报方式

4.2.3.2 虚电路方式

 

4.3 IP*

4.3.1 IP数据报格式

 

 

4.3.2 IP数据报分片

• 首部长度单位：4B

• 总长度单位：1B

• 片偏移量单位：8B

4.3.3 IPv4地址

 

 

 

 路由器对目的地址是私有IP地址的数据报一律不进行转发

4.3.4 网络地址转换（NAT）

4.3.5 子网划分、子网掩码

 

 

 

 

4.3.6 无分类编址CIDR（构成超网）

 

 

 

4.3.7 ARP协议

 

 

 

4.3.8 DHCP协议

 

4.3.9 ICMP协议

 

 

 

 

 

4.4 IPv6

 

 

 

 

 

 

4.5 路由算法及路由协议

 

 

4.5.1 RIP协议与距离向量算法

 

 

 

 

 

4.5.2 OSPF协议与链路状态算法

 

 

 

 

4.5.3 BGP协议

 

 

 

 

 

 

4.6 IP组播

4.6.1 硬件组播

4.6.2 因特网范围内组播

 

4.7 移动IP

 

 

4.8 网络层设备

4.8.1 路由器

 

 

 

 

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第 5 章 传输层

5.1 传输层概述

5.2 UDP协议 

 

 

 

5.3 TCP协议*

5.3.1 TCP协议特点

5.3.2 TCP报文段格式

 

 

5.3.3 TCP连接管理

 

 

 

5.3.4 TCP可靠传输

 

 

 

 

5.3.5 TCP流量控制*

 

 

5.3.6 TCP拥塞控制*

 

 

 

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第 6 章 应用层

6.1 应用层概述

 

 

6.2 域名解析系统DNS

 

 

 

6.3 文件传输协议FTP

 

FTP传输模式：

• 文本模式：ASCII码模式，以文本序列传送数据

• 二进制模式：Binary模式，以二进制序列传送数据

6.4 电子邮件

 

 

 

 

 

 

 

6.5 万维网和HTTP协议