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计算机网络知识点整理

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来源:广州汇学教育

2018-08-08|已帮助:58

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计算机网络知识点整理
 

以下就是计算机网络知识点整理等等的介绍,希望为您带来帮助。
 

计算机网络知识点整理
 

一、网络各层的作用
 

物理层:通过传输介质发送和接收二进制比特流。
 

属于物理层定义的典型规范如RJ-45等。
 

数据链路层:数据的封装成帧、数据的透明传输、数据的差错检测。
 

数据链路层协议的代表包括:PPP、帧中继等。
 

网络层:负责对子网间的数据包进行路由选择,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
 

网络层协议的代表包括:IP、ICMP、IGMP等。
 

运输层:负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。运输层还要处理端到端的差错检测(与数据链路层不同)、拥塞控制、流量控制等问题。
 

运输层协议的代表包括:TCP、UDP等。
 

应用层:为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
 

应用层协议的代表包括:FTP、HTTP、SNMP等。
 

二、数据如何在网络各层之间传输
 

物理层,数据链路层,网络层属于OSI模型的低三层,负责创建网络通信连接的链路,传输层,会话层,表示层和应用层是OSI模型的高四层,具体负责端到端的数据通信。当然,并不是所有通信都是要经过OSI的全部七层,如物理接口之间的转接,只需要物理层中进行即可;而路由器与路由器之间的连接则只需网络层以下的三层。
 

三、在网络各层之间,数据是以什么单位进行传输的
 

在物理层数据的传输单位称为比特;在数据链路层数据的传输单元称为帧; 在网络层数据的传输单元称为数据包;在传输层数据的传输单元称为报文段。
 

四、奈氏准则和香农公式的主要区别是什么
 

奈氏准则:在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。
 

香农公式:求出了信息传输速率的极限。
 

五、同步通信与异步通信的区别是什么
 

同步通信:通信双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。
 

异步通信:异步通信在发送字符时,所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然,接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符,因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位,以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜,但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。
 

异步通信也可以是以帧作为发送的单位,接收端必须随时做好接收帧的准备。这时,帧的首部必须设有一些特殊的比特组合,使得接收端能够找出一帧的开始,这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置,这有两种方法:一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束;或者在帧首部中设有帧长度的字段。需要注意的是,在异步发送帧时,并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去,而是说,发送端可以在任意时间发送一个帧,而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调(不需要先进行比特同步)。
 

计算机网络知识相关问题
 

一、RIP协议的特点?RIP的优缺点?RIP用什么来传送?
 

1、特点
 

l 仅和相邻路由器交换信息
 

l 路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表
 

l 按固定的时间间隔交换路由信息
 

2、优缺点
 

优点:实现简单、开销较小
 

缺点:限制了网络的规模(因为它能使用的最大距离为15),坏消息传播得慢。
 

3、RIP用UDP来传送
 

二、OSPF协议的特点?OSPF用什么来传送?
 

1、特点
 

l 向本自治系统中所有路由器发送信息(而RIP是发送给邻居)
 

l 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态(RIP发送的是整个路由表)
 

l 只有当链路状态发生变化时,路由器才向所有路由器用洪泛法发送此信息(而RIP是30秒更新一次)
 

2、OSPF直接用IP数据报传送
 

三、交换机和路由器各自的实现原理是什么?有什么区别?
 

实现原理:
 

路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择。
 

而交换机则是一种基于MAC地址识别,能完成封转转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的起始者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。
 

区别:
 

l 二者的工作层次不同
 

交换机工作在数据链路层,而路由器工作在网络层。
 

l 二者转发所依据的对象不同
 

交换机是利用MAC地址确定转发数据的目的地址,而路由器则是利用IP地址来确定数据转发的地址。
 

四、如果一个路由器要同时连接在一个以太网和一个ATM网络上,需要有什么样的硬件加到路由器上
 

一个以太网适配器(网卡)和一个ATM适配器(网卡)。
 

计算机网络知识点
 

拥塞控制的几种方法:
 

慢开始、拥塞避免、快重传。
 

一般原理:发生拥塞控制的原因:资源(带宽、交换节点的缓存、处理机)的需求 > 可用资源。作用:拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或者链路不至于过载。拥塞控制要做的都有一个前提:就是网络能够承受现有的网络负荷。对比流量控制:拥塞控制是一个全局的过程,涉及到所有的主机、路由器、以及降低网络相关的所有因素。流量控制往往指点对点通信量的控制。是端对端的问题。
 

拥塞窗口:发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口,拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度。发送方让自己的发送窗口=拥塞窗口,但是发送窗口不是一直等于拥塞窗口的,在网络情况好的时候,拥塞窗口不断的增加,发送方的窗口自然也随着增加,但是接受方的接受能力有限,在发送方的窗口达到某个大小时就不在发生变化了。
 

计算机网络知识点整理
 

发送方如果知道网络拥塞了呢?发送方发送一些报文段时,如果发送方没有在时间间隔内收到接收方的确认报文段,则就可以人为网络出现了拥塞。
 

慢启动算法的思路:主机开发发送数据报时,如果立即将大量的数据注入到网络中,可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是在主机刚开始发送数据报的时候先探测一下网络的状况,如果网络状况良好,发送方每发送一次文段都能正确的接受确认报文段。那么就从小到大的增加拥塞窗口的大小,即增加发送窗口的大小。
 

例子:开始发送方先设置cwnd(拥塞窗口)=1,发送第一个报文段M1,接收方接收到M1后,发送方接收到接收方的确认后,把cwnd增加到2,接着发送方发送M2、M3,发送方接收到接收方发送的确认后cwnd增加到4,慢启动算法每经过一个传输轮次(认为发送方都成功接收接收方的确认),拥塞窗口cwnd就加倍。
 

拥塞避免:为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞,所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量(我也不知道这个到底是什么,就认为他是一个拥塞控制的标识),它的用法:
 

1. 当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法,
 

2. 当cwnd > ssthresh,使用拥塞控制算法,停用慢启动算法。
 

3. 当cwnd = ssthresh,这两个算法都可以。
 

拥塞避免的思路:是让cwnd缓慢的增加而不是加倍的增长,每经历过一次往返时间就使cwnd增加1,而不是加倍,这样使cwnd缓慢的增长,比慢启动要慢的多。
 

无论是慢启动算法还是拥塞避免算法,只要判断网络出现拥塞,就要把慢启动开始门限(ssthresh)设置为设置为发送窗口的一半(>=2),cwnd(拥塞窗口)设置为1,然后在使用慢启动算法,这样做的目的能迅速的减少主机向网络中传输数据,使发生拥塞的路由器能够把队列中堆积的分组处理完毕。拥塞窗口是按照线性的规律增长,比慢启动算法拥塞窗口增长块的多。
 

实例:1.TCP连接进行初始化的时候,cwnd=1,ssthresh=16。
 

2.在慢启动算法开始时,cwnd的初始值是1,每次发送方收到一个ACK拥塞窗口就增加1,当ssthresh =cwnd时,就启动拥塞控制算法,拥塞窗口按照规律增长,
 

3.当cwnd=24时,网络出现超时,发送方收不到确认ACK,此时设置ssthresh=12,(二分之一cwnd),设置cwnd=1,然后开始慢启动算法,当cwnd=ssthresh=12,慢启动算法变为拥塞控制算法,cwnd按照线性的速度进行增长。
 

AIMD(加法增大乘法减小)
 

1. 乘法减小:无论在慢启动阶段还是在拥塞控制阶段,只要网络出现超时,就是将cwnd置为1,ssthresh置为cwnd的一半,然后开始执行慢启动算法(cwnd
 

2. 加法增大:当网络频发出现超时情况时,ssthresh就下降的很快,为了减少注入到网络中的分组数,而加法增大是指执行拥塞避免算法后,是拥塞窗口缓慢的增大,以防止网络过早出现拥塞。
 

这两个结合起来就是AIMD算法,是使用最广泛的算法。拥塞避免算法不能够完全的避免网络拥塞,通过控制拥塞窗口的大小只能使网络不易出现拥塞。
 

快重传:
 

快重传算法要求首先接收方收到一个失序的报文段后就立刻发出重复确认,而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认。接收方成功的接受了发送方发送来的M1、M2并且分别给发送了ACK,现在接收方没有收到M3,而接收到了M4,显然接收方不能确认M4,因为M4是失序的报文段。如果根据可靠性传输原理接收方什么都不做,但是按照快速重传算法,在收到M4、M5等报文段的时候,不断重复的向发送方发送M2的ACK,如果接收方一连收到三个重复的ACK,那么发送方不必等待重传计时器到期,由于发送方尽早重传未被确认的报文段。
 

快恢复:
 

1. 当发送发连续接收到三个确认时,就执行乘法减小算法,把慢启动开始门限(ssthresh)减半,但是接下来并不执行慢开始算法。
 

2. 此时不执行慢启动算法,而是把cwnd设置为ssthresh的一半, 然后执行拥塞避免算法,使拥塞窗口缓慢增大。
 

计算机网络知识分享
 

ARP是地址解析协议,简单语言解释一下工作原理。
 

1:首先,每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。
 

2:当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机 IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP 地址。
 

3:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
 

4:源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。
 

广播发送ARP请求,单播发送ARP响应。
 

各种协议
 

ICMP协议: 因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
 

TFTP协议: 是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。
 

HTTP协议: 超文本传输协议,是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。
 

DHCP协议: 动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上,并获取所需要的配置参数手段。
 

NAT协议:网络地址转换属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,
 

DHCP协议:一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。
 

描述:RARP
 

RARP是逆地址解析协议,作用是完成硬件地址到IP地址的映射,主要用于无盘工作站,因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。工作流程:在网络中配置一台RARP服务器,里面保存着IP地址和MAC地址的映射关系,当无盘工作站启动后,就封装一个RARP数据包,里面有其MAC地址,然后广播到网络上去,当服务器收到请求包后,就查找对应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回给请求者。因为需要广播请求报文,因此RARP只能用于具有广播能力的网络。
 

ICMP(网际控制报文协议):有两种:差错控制报文 询问报文
 

ICMP 是 Internet Control Message Protocol ,因特网控制报文协议。它是 TCP/IP 协议族的一个子协议,用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
 

PING就是应用层直接调用运输层的例子,没有经过TCP 或者UDP.
 

TCP的可靠性如何保证:
 

在TCP的连接中,数据流必须以正确的顺序送达对方。TCP的可靠性是通过顺序编号和确认(ACK)来实现的。TCP在开始传送一个段时,为准备重传而首先将该段插入到发送队列之中,同时启动时钟。其后,如果收到了接受端对该段的ACK信息,就将该段从队列中删去。如果在时钟规定的时间内,ACK未返回,那么就从发送队列中再次送出这个段。TCP在协议中就对数据可靠传输做了保障,握手与断开都需要通讯双方确认,数据传输也需要双方确认成功,在协议中还规定了:分包、重组、重传等规则;而UDP主要是面向不可靠连接的,不能保证数据正确到达目的地。
 

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