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前言

大家好，我是林总，今天我们一起来看下网络有哪些知识点，值得学习！

正文

第一章 概述

基本概念链路，结点，协议和服务，实体和对等实体，各层 PDU链路：连接结点的称为链路，可以是铜缆，光纤，卫星等结点：可以是计算机，集线器，交换机或路由器等协议：两个对等实体之间的通信规则。协议规定了通信实体之间所交换的消息的格式、意义、顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的动作。协议有三要素：语法（数据与控制信息的结构或格式、信号电平）、语义（需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种响应、差错控制）、时序（事件顺序、速度匹配）服务：在协议的控制下，本层向上一层提供服务，本层使用下一层所提供的服务实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程对等实体：位于同等层中相互通信的两个实体。对等实体之间处理相同的 PDU。各层 PDU：PDU: 对等层之间传送的数据单位

- C/S 模式，B/S 模式，P2P 模式C/S 模式：也即客户 - 服务器方式。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。客户必须知道服务器的地址，反之不必B/S 模式：也即浏览器 - 服务器方式。在服务器安装 SQLserver，MYSQL 等数据库，浏览器通过 web server 同数据库进行数据交换P2P 模式：对等方式，通信在对等实体之间直接进行。每一个主机既是客户又是服务器，本质上仍是 C/SLAN,WAN,MAN,PAN 的划分

LAN,WAN,MAN,PAN 的划分：按照网络的作用范围进行分类，分别为：广域网 WAN（几十到几千公里）、城域网 MAN（5~50KM）、局域网 LAN（1km 左右）、个人局域网 PAN（10 米左右）

网络性能参数：速率，带宽，吞吐量，时延，往返时间，[信道]利用率速率：数据的传送速率，单位是 Bit/s带宽: 在计算机网络中，网络带宽表示单位时间内网络中某信道所能通过的 “最高数据率”，单位为 bit/s吞吐量: 表示在发送端与接收端之间实际的传送数据速率（bit/s）时延: 指数据从网络的一端传送到另外一端所需的时间。发送时延：是主机或路由器发送数据帧所需要的时间。公式为：数据帧长度（bit）/ 发送速率（bit/s）传播时延：是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。公式为：信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速率（m/s）处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理排队时延：在分组进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理往返时间: 从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接受方的确认，总共经历的时间信道利用率: 指某信道有百分之几的时间是有数据通过的信道利用率并非越高越好，因为当利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加

2、互联网的组成（边缘部分与核心部分的作用）

边缘部分：各种端系统如主机，手机，大型或超级计算机组成。位于网络边缘；运行网络应用程序

核心部分：互联的路由器网络。关键功能：路由和转发，其中交换机是在同一个子网内部转发数据，路由器是在不同子网之间转发数据。以数据交换的方式实现数据从源主机通过网络核心到达目的主机。

电路交换与[分组交换]，数据报交换和虚电路交换的特点电路交换：最经典的电路交换网络是电话网络。主要特点就是独占资源。电路交换的三个阶段：建立连接（呼叫）、通信、释放连接（挂机）。用多路复用技术解决一条链路被多路通信共享的问题分组交换：

报文：源应用发送的信息整体

分组：由报文拆分成较小的数据块在发送端，先把较长的报文划分成较短的，固定长度的数据段每一个数据段前面添加上首部构成分组。每一个分组的首部都含有地址等控制信息依次把各分组发送到接收端。每个分组在互联网中独立地选择传输路径接收端收到分组后剥去首部还原成报文数据报交换：将整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点虚电路交换：

即先建一条逻辑通路，其通信过程类似电路交换。每个分组除了包含数据之外还包含一个虚电路标识号，而不是目的地址的信息；在预先建好的路径上的每个节点都知道把这些分组引导到哪里去，数据分组按已建立的路径顺序通过网络，不再需要路由选择判定。4.TCP/IP [体系结构]，数据的封装与解封装

TCP/IP 体系结构

数据的封装与解封装

第二章 [物理层]信号编码：不归零编码，曼切斯特编码

不归零编码：1 为高电平，0 为低电平

曼切斯特编码：1 开始为高电平中间转为低电平，0 开始为低电平中间转为高电平

影响信号失真程度的因素

影响信号失真程度的因素：传输速率、传输距离、传输介质、噪声干扰

在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则会出现码间串扰

传输介质：双绞线，同轴电缆，光纤（单模和多模），无线介质

双绞线：

同轴电缆：

光纤（单模和多模）：

几种复用技术的特点：频分复用，时分复用，统计时分复用，波分复用，码分复用

几种复用技术的特点：

频分复用将整个宽带分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带所有用户在同样的时间占用不同的宽带资源时分复用将时间划分为等长时间复用帧所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度当某用户暂时无数据发送时，在时分复用帧中分配给该用户的时隙只能处于空闲状态统计时分复用

STDM 帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙波分复用

使用一根光纤来同时传输多个光载波信号，就是光的频分复用码分复用常用名称：码分多址 CDMA，广泛应用于 2G,3G 网络各用户使用经过特殊挑选的不同码型（必须各不相同，必须相互正交），彼此不会干扰CDMA 信号有很强的抗干扰能力，保密性强不同用户在相同的时间占用同样的频带宽度每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片每个站被指派一个唯一的 mbit 码片序列，如果发送 1 则发送自己的 mbit 码片序列，如果发送 0 则发送该码片序列的二进制反码两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和 T 的规格化内积等于 0任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是 1，和 giant 码片反码的向量的规格化内积值是 - 1宽带接入技术：ADSL,HFC,FTTX

第三章 数据链路层理解数据链路层的地位与作用，三个基本问题链路：从一个结点到相邻结点的一段物理线路（有线或无线），中间没有任何其他交换结点数据链路：物理链路 + 通信协议数据链路层的地位：局域网中的主机、交换机必须实现数据链路层；网络中的主机、路由器必须实现数据链路层。数据链路层的作用：网络中两个主机发送数据所经过的网络可以是多种不同类型的，不同类型网络的链路层可能采用不同的协议三个基本问题：封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，构成一个帧。帧定界符：SOH（帧开始符），EOT（帧结束符）透明传输：若帧出现定界符，在其前面用字符填充法差错检测：循环冗余检验的原理：在发送端，计算 CRC 冗余码（在待发送数据（k 位）后面再添加供差错检测用的 CRC 冗余码（n 位），实际发送 k+n 位）；在接收端：利用 n 位 CRC 冗余码对收到的数据进行检验用除数 P 再除去收到的数，若余数 R=0，则证明这个帧无差错，接受

2、使用点对点信道的链路层：信道特点，PPP 帧格式，零比特填充法和字节填充法，差错检测（CRC）

图中 F 为标志字段表示开始和结束，是 PPP 帧的定界符；A 和 C 实际上并没有携带 PPP 帧的信息；协议字段中的不同数据表示该帧的数据部分的作用不同（背）

使用广播信道的链路层: 信道特点，CSMA/CD 协议，MAC 帧格式，最小帧长和最大帧长CSMA/CD 协议：载波监听多点接入 / 碰撞检测

网卡的功能和 MAC 地址，帧的类型（单播帧，广播帧，多播帧）

网卡的功能：计算机通过网络适配器（网卡）和局域网进行通信

MAC 地址：MAC 地址固化在网卡的 ROM 中，全球唯一。由 6 个字节组成，前 3 个字节由 IEEE 注册管理机构 RA 分配，后 3 个字节由厂家自行指派。

注意：当主机或路由器安装有多个适配器，就有多个 “MAC 地址”

帧的类型（单播帧，广播帧宽带接入技术 pdf下载，多播帧）：

比较集线器与交换机，交换机的自学习功能及转发帧的过程

比较集线器与交换机：

交换机的自学习功能及转发帧的过程：

开始时，交换表是空的收到第一个帧后，广播发到其他接口，非目标主机会把收到的帧丢弃，并记录这个接口对应的 MAC 地址当一个接口发送帧时，先从原接口进入，查找交换表是否有目的地址的记录，如果有就直接发送；如果没有就广播发帧。交换表上的记录会存在有效时间，过了有效时间会清除记录，以免接口更换主机或者主机更换网卡如果两个交换机有两个接口相互连接，会利用生成树协议，在逻辑上删除一个接口广播域和碰撞域，VLAN，生成树协议 STP

广播域：指网络中一个站点发出广播帧所影响的范围

碰撞域：指网络中一个站点发出的单播帧会与其他站点发出的单播帧产生碰撞的范围；任一个时刻在一个碰撞域中只能有一个主机发送数据

VLAN：即虚拟局域网，不改变网络的物理局域网，在逻辑上划分虚拟局域网。可以基于交换机端口，基于主机 MAC 地址，基于主机 IP 地址（交换机只在 802.1Q 标记相同的接口之间转发帧）划分 VLAN

生成树协议 STP：不改变网络的物理拓扑，但在逻辑上切断某些链路，消除回路

第四章 网络层网络连接设备：中继器，集线器，交换机，路由器的工作层次

中继器：物理层使用设备

集线器：物理层使用设备

交换机：数据链路层使用设备

路由器：网络层使用设备

2.IP 地址：分类 IP 地址；互联网中的 IP 地址，特殊 IP 地址（网络地址，广播地址）

分类 IP 地址：

互联网中的 IP 地址：有两个字段组成，第一个字段是网络号，标志着主机（或路由器）要连接到的网络；第二个字段是主机号，标志着一台主机号在他前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的

特殊 IP 地址（网络地址，广播地址等） ：

3.IP 地址与硬件地址的关系，ARP 协议（ARP 原理，ARP 缓存，同一局域网使用 ARP，跨网使用 ARP）

IP 地址与硬件地址的关系：在网络中传输数据时，目的 IP 地址不变，但目的 MAC 地址会随着传输到不同设备改变

ARP 协议（ARP 原理，ARP 缓存，同一局域网使用 ARP，跨网使用 ARP）

4.IP 数据报格式：首部长度和总长度，IP 分片与重组（标识，标志，片偏移），生存时间 TTL，协议，首部检验和

首部长度：4 位，首部长度 = 固定部分（20 字节）+ 可选字段（0~40 字节），取值范围 5 到 15，单位为 4 字节

总长度：16 位，单位为 1 字节，最大值为 65535，但总长度必须不超过 MTU

IP 分片与重组（标识，标志，片偏移） ：

生存时间 TTL：8 位，指数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。IP 数据报每经过一个路由器，TTL 减 1。当减到 0 时，这个数据报就会被丢失

协议：8 位，指数据部分是何种协议

划分子网：子网划分，子网掩码，根据 IP 地址和子网掩码计算该 IP 地址所在网络的网络地址，广播地址，子网数和子网中的主机数

子网划分：

子网掩码：形如 IP 地址，网络号和子网号全取 1，主机号全取 0

根据 IP 地址和子网掩码计算该 IP 地址所在网络的网络地址、广播地址、子网数和子网中的主机数：

路由优先级：直连路由》特定主机路由》静态路由》动态路由》默认路由

6.CIDR（给定一个 CIDR 地址快，计算最小 IP 地址，最大 IP 地址，掩码和地址总数）和路由聚合（给定几个 IP 地址，计算聚合后的地址）

CIDR（给定一个 CIDR 地址快，计算最小 IP 地址，最大 IP 地址，掩码和地址总数） ：

7.ICMP 协议：ICMP 协议的作用，ICMP 差错报文何时产生，由谁产生. PING 命令和 Tracert 命令的工作原理

ICMP 协议的作用：支持主机或路由器进行差错报告和网络探询。向源主机报告 IP 数据报的差错信息；只是报告差错，不能纠正差错。ICMP 报文有两种，即 ICMP 差错报告报文（单向，向源主机报告差错）和 ICMP 询问报文（双向，向源主机请求，向目的主机应答）

ICMP 差错报文何时产生，由谁产生：

终点不可达：当路由器或主机不能交付数据报时向源点发送终点不可达报文时间超过：当路由器收到生存时间为零的数据报，除丢弃该数据报外，还要向源点发送时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发送时间超过报文。参数问题：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文改变路由（重定向）：路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发给另外的路由器

PING 命令和 Tracert 命令的工作原理：分组网间探测 PING 用来测试两台主机之间的连通性，使用了 ICMP 回送请求与回送回答报文；tracert 命令用来跟踪一个分组从源点到终点的路径

8、路由器：给定拓扑写出路由器（直连路由宽带接入技术 pdf下载，静态路由和动态路由，默认路由），路由器根据路由器转发 IP 数据报的过程

给定拓扑写出路由器（直连路由，静态路由和动态路由，默认路由） ：

路由器根据路由器转发 IP 数据报的过程：

9.RIP：距离，距离向量算法，工作过程，特点

距离：

距离向量算法：路由器 R 收到邻居路由器 X 的路由表后：

将收到的路由表（即邻居的路由表）中所有的项目的 “下一跳” 改为 X，所有 “距离” 值加 1对修改的每个项目（N，d，X）：若 N 不在 R 的路由表中，则添加该项目若 N 在 R 的路由表中，且 “下一跳” 也是 X，则更新该项目若 N 在 R 的路由表中，但 “下一跳” 不是 X，如果距离 d 值较小，则用该项目替换原项目

工作过程：

特点：

仅和相邻路由器交换信息交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表按固定的时间间隔交换路由信息，例如每隔 30 秒。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息网络规模较小以跳表示链路开销占用宽带较多收敛慢：当网络出现故障时，RIP 需较长时间才能让所有路由器知晓

10.OSPF：链路状态，OSPF 的工作过程，OSPF 区域

链路状态：

OSPF 的工作过程：

每个路由器根据链路状态数据库，利用 Dijkstra 算法，求出到达每个网络的最短路径，一次构造路由表

R8 根据链路状态数据库调用 Dijkstra 算法获得以 R8 为根的最短路径树

根据最短路径树生成路由表

OSPF 区域：为了使 OSPF 能够用于规模很大的网络，OSPF 将一个自治系统再划分为若干个更小的范围，叫做区域。

划分区域的好处就是把利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限于每一个区域而不是整个的自治系统，这就减少了整个网络上的通信量

粉色区域为主干区域，里面的路由器叫主干路由器（包括边缘的）

主干边缘和其他区域交接的路由器又叫区域边界路由器

R6 这种位置的叫自治系统边界路由器

外部网关协议 BGP：寻找可达性的路由，策略路由

寻找可达性的路由：用于在不同自治系统的边界路由器之间交换路由信息，寻找一条可以到达目的网络的较好路径

策略路由：

12.IPv6：ipv6 数据报格式，IPv6 相比 IPv4 的变化，IPv6 地址的表示，从 IPv4 相比 IPv6 的过渡技术

ipv6 数据报格式：IPv6 数据报 = 基本首部 + 有效载荷；有效载荷 = 扩展首部 + 数据部分

IPv6 地址的表示：

冒号十六进制记法：各段之间用冒号分隔：68E6:8C64:FFFF:FFFF:0000:1180:960A:FFFF零压缩表示法：连续的零可用双冒号代替（只能使用一次）：0:0:0:2AA:23:0:0:0→::2AA:23:0:0:0CIDR 表示法：21DA::D3:0:0/48URLs：[3FFE::1:800:200C:417A]:8000

从 IPv4 相比 IPv6 的过渡技术：

使用双协议栈

路由器 B 和 E 同时具有两种 IP 地址：一个 IPv6 地址和一个 IPv4 地址使用隧道技术

路由器 B 把 IPv6 数据报封装在 IPv4 数据报中发送给路由器 E

13.IP 多播：比较（单播，广播，多播，任播），IP 多播数据报的封装，多播 IP 地址与多播 MAC 地址，IGMP 协议的作用

比较（单播，广播，多播，任播）：

IP 多播数据报的封装：IP 首部加上 IGMP 报文，其中首部的协议字段等于 2，目的地址为 D 类 IP 地址（224.0.0.0~239.255.255.255）

多播 IP 地址与多播 MAC 地址：

IGMP 协议的作用：是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出了某个多播组

14.VPN：私有 IP，VPN 路由器封装 IP 数据报的过程，三种 VPN 类型的判断，NAT 路由器封装 IP 数据报的过程

私有 IP：仅在机构内部使用，不需要向因特网管理机构申请

A 类：10.0.0.0 到 10.255.255.255B 类：172.16.0.0 到 172.31.255.255C 类：192.168.0.0 到 192.168.255.255

VPN 路由器封装 IP 数据报的过程：用隧道技术实现 VPN。将原本的 IP 数据报作为数据部分加密到新的 IP 数据报中，并为她添加新的数据报首部，源地址是发送的路由器地址，目的地址是收到的路由器地址

三种 VPN 类型的判断：

15.MPLS：与传输路由技术的比较，负载均衡与 FEC

MPLS：多协议标记交换，在 MPLS 域的入口处给每个 IP 数据报打标机，使用硬件转发

与传输路由技术的比较：

负载均衡与 FEC：

第五章 运输层运输层的作用

运输层向它上面的应用层提供通信服务（提供端到端，进程到进程的可靠通信），为运行在不同 host 上的进程提供逻辑通信，向高层用户屏蔽通信子网的细节

2.UDP 和 TCP 的特点，及使用它们的应用程序，熟知端口号

UDP 和 TCP 的特点：

TCP

及使用它们的应用程序：

熟知端口号：

3.UDP：首部格式，检验和

首部格式：

检验和：

发送端：

先设置检验和字段为 0每两个字节为一组，进位累加求和，多出的加到最后一位把求和结果求反，求反即转换成 2 进制后，0 变 1,1 变 0把计算结果放入检验和字段

接收端

把每 2 个字节为一组，进位累加求和把求和结果求反：为 0 即未检验出差错（不排除没检测出来的错误）

4.TCP 的首部格式（端口号，序号，确认号，窗口，首部长度，检验和，6 个标志位）

端口号：各占 2 个字节

当访问百度时，源端口使用客户端系统随机分配的端口号，目的端口是使用熟知端口号 80

序号：占 4 个字节。序号范围是【0~2^32-1】，循环使用

确认号：占 4 个字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。若确认号为 N，则代表：序号 N-1 为止的所有数据都已正确收到

窗口：占 2 个字节。窗口值是【0~2^16-1】之间的整数。窗口指的是发送本报文段的一方的接收窗口。窗口值告诉对方：从本报文段首部中的确认号算起，接收方目前允许对方发送的数据量。窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。

窗口字段明确指出了现在允许对方发送的数据量。窗口值经常在动态变化着

首部长度：占 4 位，也叫数据偏移，最小 20，最大 60

检验和：占 2 位，检验和字段检验的范围包括首部和数据两部分

6 个标志位：

5.TCP 的可靠传输：超时重传机制，TCP 流量控制（序号，确认号，确认标志位，窗口，死锁问题与持续计时器），发送缓存和接受缓存的作用，捎带确认与累积确认

超时重传机制：

超时计时器时间 RTO:RTO=RTTs+4*RTTD

测量多个 sampleRTT 求平均值，形成 RTT 的估计值 RTTs：

RTTs=(1-α) * RTTS+α * SampleRTT 典型值α=1/8

测量 RTT 的变化值：RTTs 与 SampleRTT 的差值：

RTTd=（1-β） * RTTD+β * |RTTs-SampleRTT| 典型值：β=1/4

TCP 流量控制（序号，确认号，确认标志位，窗口，死锁问题与持续计时器） ：

6.TCP 的拥塞控制：网络拥塞的判断，传输轮次与拥塞窗口大小的关系（慢开始与拥塞避免，门限 ssthresh，重传计时器超时与三个重复 ACK）

网络拥塞的判断：重传定时器超时

*** 传输轮次与拥塞窗口大小的关系（慢开始与拥塞避免，门限 ssthresh，重传计时器超时与三个重复 ACK）***：

7.TCP 连接：TCP 的套接字，三次握手建立 TCP 连接，四次握手释放 TCP 连接

TCP 的套接字：就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制

三次握手建立 TCP 连接：

四次握手释放 TCP 连接：

第六章 应用层域名系统 DNS1）IP 与域名的关系，DNS 的作用，域名的结构

IP 与域名的关系：一个域名只有一个 IP 地址，但是一共 IP 地址却是可以对应多个域名的。所以，IP 地址与域名是一对多的关系。

DNS 的作用：查询域名与 IP 地址的映射；主机别名；负载均衡（web 服务器）；Internet 核心功能；多层命名服务器构成的分布式数据库

域名的结构：域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开

2）四类域名服务器（根域名服务器，顶级域名服务器，权限域名服务器和本地域名服务器）

四类域名服务器（根域名服务器，顶级域名服务器，权限域名服务器和本地域名服务器）

根域名服务器：知道所有顶级域名的映射

顶级域名服务器：负责 com，org,ney,cn,uk 等顶级域名

权威域名服务器：属于组织的，负责组织内部服务器的解析

本地域名服务器：

3）迭代与递归解析域名的方式，DNS 缓存

迭代与递归解析域名的方式：

DNS 缓存：每个域名服务器和主机都维护一个 DNS 高速缓存。

查看主机 DNS 缓存命令：ipconfig /displaydns

清空主机 DNS 缓存命令：ipconfig /flushdns

文件传输协议 FTP:FTP 协议的作用，控制连接与 21 号端口，数据连接与 20 号端口，匿名 FTP 的三种使用方式

FTP 协议的作用：是互联网上使用最广泛的文件传送协议。FTP 提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型和格式，并允许文件具有存取的权限。基于 TCP，使用 C/S 方式

控制连接与 21 号端口：FTP 客户使用临时端口号，用来传输控制信息，使用 21 号端口，发送你用户名、密码、读取文件等命令

数据连接与 20 号端口：FTP 服务器从控制连接上收到一个读取文件命令后，使用 20 号端口与客户端临时端口号建立一个数据连接；通过数据连接传输文件；文件传输完毕后关闭数据连接

匿名 FTP 的三种使用方法：