計算機網絡基礎知識點


1.只有傳輸層以上各層的通信才能稱為端到端。

2.會話層管理不同主機之間進程的對話。

3.傳輸層實現應答、分組排序和流量控制功能。

4.表示層主要完成數據字符集的轉換、數據格式化及文本壓縮、數據加密和解密等工作。

5.TCP/IP參考模型中,網絡層提供的是無連接不可靠的數據報服務。通常有連接、可靠的應用是由傳輸層的TCP實現。

6.語法:規定了傳輸數據的格式。語義:規定了所要完成的功能。同步:規定了執行的各種操作的條件、時序關系。

7.多模光纖傳輸光信號原理是光的全反射。

8.單模光纖,光沿直線傳播。

9.中繼器僅作用於信號的電氣部分。

10.轉發器的作用是放大信號。

11.物理層互聯,只表明這兩個網段之間可以互相傳送物理信號,不保證傳送幀。鏈路層互聯,數據鏈路層協議和物理層協議相同,數據傳輸率也要相同,保證傳輸幀和物理信號傳輸。

12.奈奎斯特定理:理想低通信道下的極限數據傳輸速率=2W log2V  (b/s)

13.香農定理:信道的極限數據傳輸速率=W log2(1+S/N)   (b/s)

W為信道帶寬,S為信道傳輸信號的平均功率,N為信道內部的高斯噪聲功率。

信噪比=10 log10(S/N)   (dB)

14.流量控制實際上是對發送方的數據流量的控制。

15.選擇重傳協議(SR)

接收窗口WR + 發送窗口WT≤2n

接收窗口不應超過序號范圍的一半  WR≤2n

一般取接收窗口最大值時 WTMax=WRMax=2n-1

16.后退N幀協議窗口大小為1,發送窗口尺寸滿足1≤WT≤2n-1

17.Hub(集線器)一般情況下速率是100Mb/s

18.負載是計算在某個時間內發送出去多少信息量。

19.以太網沒有網絡層,物理層主要功能是:信號的編碼和譯碼、比特的接收和傳輸。

MAC子層主要功能是:組幀、比特差錯檢測、尋址競爭處理。

LLC子層的主要功能是:建立和釋放數據鏈路層的邏輯連接,提供與高層的接口、差錯控制、給幀加序號。

20.CSMA/CD協議(IEEE802.3):適用於總線型網絡或半雙工網絡。“先聽后發,邊聽邊發,沖突停發,隨機重發。”

21.CSMA/CA協議(IEEE802.11):適用於無線局域網,“發送前偵聽,邊發送邊偵聽,一旦出現碰撞馬上停止發送。“

22.輪詢訪問介質訪問控制,令牌傳送協議適合負載很高的廣播信道。

23.幾種鏈路層協議對比:

協議 RIP OSPF BGP
路由算法 距離-向量算法 鏈路狀態 路徑-向量算法
類型 內部 內部 外部
傳遞協議 UDP IP TCP
路徑選擇 跳數最好 代價最低 較好、最佳
交換節點 和本節點相鄰的路由器 網絡中的所有路由器 和本節點相鄰的路由器
交換內容 當前路由器知道的全部信息和自己的路由表 與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態 首次 整個路由表
非首次 有變化的部分

24.三種不通過類型的CSMA協議比較:

信道狀態 1-堅持 非堅持 p-堅持
空閑 立即發送數據 立即發送數據 以概率p發送數據,以概率1-p推遲到下一個時隙
繼續堅持偵聽 放棄偵聽,等待下一個隨機時間后再偵聽 堅持偵聽,直到信道空閑

25.IEEE802。3標准是一種基帶總線型局域網標准,以太網(目前使用范圍最廣的局域網):邏輯上采用總線型拓撲,物理上是星型或拓展星型結構。

26.PPP是使用串行線路通信的面向字節的協議。

PPP是點對點的,並不是總線型,所以無需采用CSMA/CD協議,自然沒有短幀,所以信息段點為0~1500字節,而不是46~1500B。

PPP只支持全雙工鏈路,檢錯而不糾錯。

27.HDLC面向比特,信息幀使用編號和確認幀機制;提供可靠傳輸(5個1插一個0)。

28.在OSI層次結構中,廣域網涉及物理層、數據鏈路層。

29.TCP是面向字節的,采用對報文的確認機制。

30.若TCP支持快速重傳,TCP規定當發送方收到對同一個報文段的3個重復確認時,就可以認為跟在這個被確認為報文段之后的報文已丟失,立即執行快速重傳算法。

31.往返時延RTT估計= (1-a)x(舊RTT)+ax(新RTT樣本)。

32.最大吞吐率=一個RTT傳輸的有效數據/一個RTT的時間

線路吞吐率=吞吐率/信道帶寬

33.各種幀的長度:

34.吞吐率=一個周期內傳輸的數據/周期時間t

35.快速以太網數據幀有效載荷的最小長度為46B

36.無線局域網格式:

幀控制(2B) 生命周期ID(2B) RA接收端(6B) TA發送端(6B) DA目的地址(6B) 序列控制(2B) SA源地址(6B)

37.SMTP只支持傳輸7比特的ASCII碼內容。

38.POP3協議在傳輸層是使用明文傳輸密碼。

39.POP3協議基於ASCII碼,對於非ASCII碼的數據,使用MIME將數據轉換成ASCII碼形式。

40.常見的應用層協議:

41.互聯網分類:

  • 互聯網:網絡的網絡
  • 因特網:源於阿帕網,最大的互聯網(國際互聯網)
  • 地理范圍:局域網、城域網、廣域網
  • 拓撲結構:總線型、星型、環狀網、網狀網
  • 傳輸介質:有線網、無線網

42.各種協議模型分類:

OSI模型 TCP/IP概念模型   TCP/IP協議簇
應用層 應用層 文件傳輸,電子郵件,文件服務,虛擬終端

DHCP,HTTP,SNMP,FTP,

SMTP,DNS,RIP,Telnet

表示層 數據格式化,代碼轉換,數據加密  
會話層 解除或建立與別的節點的聯系  
傳輸層 傳輸層 提供端到端的接口 TCP,UDP
網絡層 網絡層 為數據包選擇路由 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,ICMP
數據鏈路層 鏈路層 傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能 SLIP,CSLP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理層 以二進制數據形式在物理媒體上傳輸數據 ISO.2110,IEEE802,IEEE802.2

43.路由器連接的異構網絡是指數據鏈路層和物理層均不同。

44.0.0.0.0不能做目的地址,但0.0.0.0可以做為默認的目的地址。

45.ARP經典誤區:ARP是解決同一局域網上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題,如果所要找的主機和源主機在不同一個局域網上,剩下的工作都應該由下一跳的路由器來完成。注:ARP數據單元被封裝在以太幀中。

46.慢開始和擁塞避免算法:

  • 由擁塞窗口到慢開始是通過超時檢測到丟失報文段。

慢開始快恢復:

  • 由擁塞窗口到快開始是通過收到三個重復的確認實現。

50.以太網規定幀間最小間隔為9.6us,相當於96比特時間,這樣做為了使剛收到的數據幀的接收緩存及時來處理。

51.TCP報文段中:

確認位ACK:只有ACK=1時,確認號字段才有效;當ACK=0時,確認號無效。TCP規定,在連接建立后所有傳送的報文段都必須把ACK置為1。

同步位SYN:同步SYN=1表示這是一個連接請求或連接接收報文。若對方同意建立連接,則在響應報文中使用SYN=1,ACK=1。

seq:是指本報文所發送的數據的第一個字節的序號。

ack:是指期望對方的下一個報文段的數據的第一個字節的序號。

52.介質訪問控制:

CSMA/CD(載波監聽多點接入/碰撞檢測)通過檢測電壓的變化檢測。

  • 每次發數據前先監聽,若信道空閑則發送,如果發送的同時檢測到有沖突,則采用截斷二進制數據退避算法,等待一段時間后再重發。
  • 基本退避時間,一般取兩倍總線端到端傳播時延2┏(即爭用期)。
  • 重傳次數參考k=min[重傳次數,10]。
  • 從離散的整數集合中[0,1,...,,2k-1],隨機取一個數r,重傳所需退避時間就是r倍的基本退避時間。2r┏。
  • 當16次仍不能成功,說明網絡太擁擠,棄幀並向上層報告。

CSMA/CA(載波監聽多點接入/碰撞避免)檢測能量載波或兩個混合。

  • 發送前先檢測信道是否空閑,若空閑則發出RTS,RTS包括發射端的地址、接收端的地址,下一份數據將持續發送的時間等信息,接收到RTS后,將相應CTS,發送端收到CTS后,開始發送數據幀(同時預約信道,發送方告知其他站點自己的傳送數據的時間);接收端收到數據幀后,將用CRC來校驗數據是否正確,正確則相應ACK幀。發送方收到ACK就可以進行下一個數據幀的發送,若沒有則一直傳至規定的重發次數為止(采用二進制指數規避算法來確定隨機的推遲時間)。
  • CTS幀有兩個目的:①給源站明確發送許可。②指示其他站點在預約期內不要發送數據。

53.以太網無連接、不可靠,只實現無差錯接收。

10BASE-T是指10MB/S基帶信號雙絞線傳輸。邏輯上是總線型,物理上是星型,采用曼徹斯特編碼。

54.可靠傳輸、流量控制、滑動窗口:

  • 可靠傳輸:發送的與接收的一樣。
  • 流量控制:控制發送速率。
  • 鏈路層流量控制:接收方收不下了就不恢復確認(滑動窗口)
  • 傳輸層流量控制:接收方發送端一個窗口公告(TCP擁塞控制)慢開始和擁塞避免,快重傳和快恢復。

55.停止等待協議信道利用率=(L/C)/T

  • T:T時間內發送L比特數據
  • C:發送方數據傳輸率
  • T:發送周期,從開始發送數據,到收到第一個確認幀為止

56.后退N幀(GBN)協議(全重傳):

  • 連發N幀,接收到有一個幀出錯,就丟棄該幀之后的所有幀,對出錯的幀不發送確認幀;發送方在出錯幀超時后,從出錯的幀開始重傳所有已發送但未被確認的幀。
  • 接收方可以累計確認,ACK表示對第n號幀及其前面的幀都已經收到。(期待收到序號為n+1的幀)
  • 發送窗口:1≤WT≤2n-1   , 接收窗口:1

57.選擇重傳(SR)協議(選擇重傳):

  • 發送方可連續發送多個幀,接收方對幀逐一確認,發送方收到ACK時,繼續發送后面的幀,若超時未收到應答,則重傳出錯的幀;接收方可以不按序號接收數據幀,接收到的幀不正確則丟棄,正確則放入緩存,再按順序一起交付。
  • WT≤WR≤2n-1     ,一般收發送窗口相等:WR=WT=2n-1

58.以太網交換機相當於多端口的網橋,工作在數據鏈路層。

  • 原理:它檢測從以太端口來的數據幀的源和目的的MAC地址,然后與系統內部的動態查詢表進行比較,若數據幀的MAC地址不在查找表中,則將該地址加入查找表中,並將數據幀發送給相應的目的端口。

59.DHCP Discover報文

  • 源IP:0.0.0.0
  • 目的IP:255.255.255.255

60.對於窗口大小對n的滑動窗口(發送窗口+接收窗口),最多可有n-1個幀已發送但未確認。

61.

  • 直接廣播地址主機號:255.255.255.255
  • 本地廣播地址:用於該網絡不知道網絡號時內部廣播,將32位全置為1(內部所有主機多可收到)。
  • 本地主機可以發送別的網絡的廣播地址,即別的網絡的直接廣播地址

62.TCP/IP模型可靠性是端到端的問題

  OSI TCP/IP
傳輸層 有鏈接 有、無連接
網絡層 有、無連接 無連接

63.傳輸層

  • 分用:將數據正確的交付到目的應用進程
  • 復用:不同進程使用同一個傳輸協議傳送數據
  • UDP只有頭部、目的端口才可以實現分用。
  • UDP的源端口號,在需要對方回信時選用,不需要時可用全0

64.偽首部並不是UDP真正的首部,只是在計算校驗和時臨時加上。UDP首部大小由8B(UDP長度最小只有8B的首部)。

65.TCP數據報中,數據偏移(即首部長度)占4位,且以4B位單位,所以TCP首部的最大長度60B。

66.

  • UDP中校驗和用於檢查首部和數據
  • TCP中校驗和用於檢查首部和數據;校驗時也是需要加上偽首部
  • IP數據報中,校驗和只用於校驗首部

67.CRC具有糾錯功能,只是數據鏈路層僅使用了它的檢錯功能。

68.IP數據報中常考單位:

  首部長度 總長度 片偏移
基本單位 4B 1B 8B(分片取8的整數倍)


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