计算机网络相关知识点 | 青训营笔记

1、OSI七层模型，还有书本上的5层模型及各层相应的作用？理解

TCP/IP四层：

• 应用层
• 传输层
• 网络层
• 网络接口层

五层模型：

• 应用层：解决应用程序之间的通信
• 传输层：数据传输
• 网络层：不相邻路由之间的通信传输
• 数据链路层：相邻路由之间的通信传输
• 物理层：通信介质、接口规范

OSI七层模型：

• 应用层：为应用程序或用户请求提供各种请求服务。-OSI参考模型最高层，也是最靠近用户的一层，为计算机用户、各种应用程序以及网络提供接口，也为用户直接提供各种网络服务。

• 表示层：数据编码、格式转换、数据加密。-提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。如果必要，该层可提供一种标准表示形式，用于将计算机内部的多种数据格式转换成通信中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。

• 会话层：创建、管理和维护会话。- 接收来自传输层的数据，负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话，支持它们之间的数据交换。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。

• 传输层：数据通信。- 建立主机端到端的链接，为会话层和网络层提供端到端可靠的和透明的数据传输服务，确保数据能完整的传输到网络层。

• 网络层：IP选址及路由选择。- 通过路由选择算法，为报文或通信子网选择最适当的路径。控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。

• 数据链路层：提供介质访问和链路管理。- 接收来自物理层的位流形式的数据，封装成帧，传送到网络层；将网络层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；负责建立和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。差错控制、透明传输、帧同步、帧定界

• 物理层：管理通信设备和网络媒体之间的互联互通。传输介质为数据链路层，提供物理连接，实现比特流的透明传输。实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，屏蔽具体传输介质和物理设备的差异。

2、传输媒体的有哪几种，特性包括什么？了解

常见的传输媒体有以下几种

1、双绞线

主要特点：

(1)可以传输模拟信号、数字信号。

(2)双绞线容易受到外部高频电子波的干扰，误码率高。

(3)价格便宜、安装方便、既适用点到点连接、又可用于多点连接。

2、同轴电缆

主要特点：

(1)在局域网发展的初期曾广泛的使用同轴电缆作为传输媒体。

(2)具有很好的抗干扰特性。

3、光纤

(1)传输损耗小，可实现长距离传输。

(2)体积小、重量轻。

(3)传输速率高，通信容量大。

(4)抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好、误码率低。

4、无线电波

(1)通信容量大，传输频率宽。

(2)受外界干扰小、传输质量高。

(3)初建成本低、易于跨越山区、江河。

3、数字传输率、带宽、时延等网络特性？了解

带宽：表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。

吞吐量 (throughput) 表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

时延 (delay 或 latency) 是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

总时延 = 发送时延 传播时延 处理时延 排队时延

4、差错校验及差错控制？了解

奇偶校验

循环冗余码

海明码

5、奈氏准则、香农公式、信噪比公式的计算与应用？简单应用

6、局域网的主要技术要素：分类、拓扑结构，传输介质以及介质访问控制方法？理解

局域网 分类 :

① 以太网 : 最广泛的局域网 ;

类型 : 标准以太网 ( 10Mbps ) , 快速以太网 ( 100Mbps ) , 千兆以太网 ( 1000Mbps ) , 10G 以太网 ;

标准 : 符合 IEEE 802.3 标准规范 ;

物理拓扑 : 星型拓扑 , 或 拓展星型 拓扑

逻辑拓扑 : 总线型

介质访问控制方法 : CSMA / CD ;

② 令牌环网 : 一个节点挂了 , 整个网络瘫痪 , 已经淘汰 ;

物理拓扑 : 星型拓扑 逻辑拓扑 : 环形拓扑 ③ FDDI 网 : Fiber Distribute Data Interface , 光纤分布式数据接口 ;

物理拓扑 : 双环拓扑结构 逻辑拓扑 : 环形拓扑结构 ④ ATM 网 : Asynchronous Transfer Mode , 新型单元交换技术 , 使用 53 字节固定长度单元进行交换 ;

⑤ 无线局网 : Wireless Local Area Network , ALAN , 使用 IEEE 802.11 标准 ;

拓扑结构：

• 星型拓扑
• 总线型拓扑
• 环形拓扑
• 树形拓扑

局域网 传输介质 :

① 有线局域网 :

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光纤

② 无线局域网

• 电磁波

局域网 介质访问控制方法 :

① CSMA / CD : 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;

网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ; ② 令牌总线 :

应用网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ; 物理拓扑结构 : 总线型 / 树型 拓扑结构 ; 逻辑拓扑结构 : 将 总线型 / 树型 网络 中各个主机 按照一定顺序 排列成 逻辑环 ; 工作机制 : 只有持有 令牌 的主机 , 才能控制总线 , 有发送数据的权利 ; ③ 令牌环 : 用于 环境拓扑结构 , 令牌环网

7、集线器、网桥、交换机的特征、区别和联系？理解

网桥，交换机，中继器，集线器 之间的联系及各自的功能 1,中继器是物理层上的网络互连设备，它的作用是重新生成信号(即对原信号进行放大和整形)。 中继器(Repeater)又称重发器，是一种最为简单但也是用得最多的互连设备。中继器仅适用于以太网，可将两段或两段以上以太网互连起来。中继器只对电缆上传输的数据信号再生放大，再重发到其它电缆段上。对链路层以上的协议来说，用中继器互连起来的若干段电缆与单根电缆并无区别(除了中断器本身会引起一定的时间延迟外)。

2,集线器在OSI的7层模型中处于物理层，其实质是一个中继器。主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正因为集线器只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备交换功能，但是由于集线器价格便宜、组网灵活﹐所以经常使用它。集线器使用于星型网络布线，如果一个工作站出现问题，不会影响整个网络的正常运行。

3，网桥（Bridge）又叫桥接器，它是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。网桥工作在数据链路层，将两个LAN 连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。网桥从一个局域网接收MAC 帧，拆封、校对、校验之后，按另一个局域网的格式重新组装，发往它的物理层。由于网桥是链路层设备，因此不处理数据链路层以上层次协议所加的报头。

4,数据交换机(Switch)也叫交换式集线器，是一种工作在OSI第二层(数据链路层，参见“广域网”定义)上的、基于MAC(网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。交换机不懂得IP地址，但它可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发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。多端口网桥

8、局域网路由表的概念、子网掩码的概念、IP地址的分类（A\B\C三类）、网关等理解及应用

路由表：

在计算机网络中，路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳的传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。为了能够实现从众多路径中选择最佳的传输路径，路由器中保存了周边网络的拓扑信息和各种路径参数，我们将这张表称作路由表。路由表（routing table）或称路由择域信息库（RIB, Routing Information Base），是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格（文件）或类数据库。路由表存储着指向特定网络地址的路径（在有些情况下，还记录有路径的路由度量值）。路由表建立的主要目标是为了实现路由协议和静态路由选择。

子网掩码：

子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。 它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和 主机 标识，并说明该IP地址是在 局域网 上，还是在远程网上。

IP地址：

​ A类地址：1.0.0.1－126.255.255.254

　　B类地址：128.1.0.1－191.255.255.254

　　C类地址：192.0.1.1－223.255.255.254

9、网际控制报文协议ICMP及其应用 了解

10、路由选择算法的分类（静态路由选择和动态路由选择算法RIP&OSPF）及各自的特点与应用场景 应用

RIP存在路由环路的问题

11、UDP和TCP的区别，是否可靠，是否面向连接等，如果不可靠，可靠通信需要由上层来保证 理解

TCP三次握手，四次挥手。确认机制、重传机制、滑动窗口。

UDP如何实现可靠性传输？

最简单的方式是在应用层模仿传输层TCP的可靠性传输。

UDP它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。 传输层无法保证数据的可靠传输，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层。 实现确认机制、重传机制、窗口确认机制。 如果你不利用linux协议栈以及上层socket机制，自己通过抓包和发包的方式去实现可靠性传输，那么必须实现如下功能： 发送：包的分片、包确认、包的重发 接收：包的调序、包的序号确认 目前有如下开源程序利用udp实现了可靠的数据传输。分别为RUDP、RTP、UDT。

12、C/S模式和P2P模式工作原理，了解

​ 即 Client/Server 方式，简称为 C/S 方式。 客户 (client) 和服务器 (server) 都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

即 PeertoPeer 方式 ，简称为 P2P 方式。对等连接 (peer-to-peer，简写为 P2P) 是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

13、为什么我们要使用IP地址和MAC两种地址 理解

MAC地址唯一且不可变，用于区分不同的设备

IP地址可能由于环境变化导致设备的ip跟着变化，主要用于区分不同网段。

当一个数据报进入网络时，通过ip地址找到目的主机所在的具体网段，进入该网段后再通过MAC地址找到目的主机。

14、TCP协议是面向连接的，但TCP使用的IP协议却是无连接的。这两种协议都有哪些主要的区别 理解

ip是网络层协议（倒数第二层，最下面一层是数据链路层，通过mac地址区分一个链路内的不同主机，进行送达），作用是通过ip地址（ipv4、ipv6）为传输层寻找目标主机并进行数据传输，ip就像快递员，仅仅负责将数据传递给全网内的目标地址，其本身并不保持连接状态。 tcp（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层通信协议，通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。 tcp的连接管理：在数据通信之前，通过tcp首部发送一个SYN包作为简历连接的请求等待确认应答。如果对端发来确认应答，则认为可以进行数据通信。如果对端的确认应答未能到达，就不会进行数据通信。此外，在通信结束时会进行断开连接的处理（FIN包）。 可以使用TCp首部用于控制的字段管理TCP连接，一个连接的建立与断开，正常过程至少需要来回发送7个包才能完成。

15、子网的划分及子网号、主机号范围、可用地址数？应用

固定长度子网：根据IP地址分类，每类都有自己的默认掩码，如A类网络的默认子网掩码为255.0.0.0

变长子网：ip地址后面加上/

16、用户直接用服务器名称查看WWW服务器的主页，客户端的WWW浏览器需要经过哪些步骤才能将该页显示在客户端的屏幕上 应用

1. 浏览器访问DNS服务器进行域名解析
2. 浏览器通过TCP与服务器进行连接
3. TCP连接成功后，浏览器向服务器发送HTTP请求
4. 服务器响应请求，向浏览器发送html文件
5. 浏览器收到服务器发送的html文档，进行解析并渲染到页面上

17、DNS域名服务器工作以及解析的原理？

DNS工作原理： 　　第一步：客户机提出域名解析请求，并将该请求发送给本地的域名服务器。 　　第二步：当本地的域名服务器收到请求后，就先查询本地的缓存，如果有该纪录项，则本地的域名服务器就直接把查询的结果返回。 　　第三步：如果本地的缓存中没有该纪录，则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器，然后根域名服务器再返回给本地域名服务器一个所查询域(根的子域) 的主域名服务器的地址。 　　第四步：本地服务器再向上一步返回的域名服务器发送请求，然后接受请求的服务器查询自己的缓存，如果没有该纪录，则返回相关的下级的域名服务器的地址。 　　第五步：重复第四步，直到找到正确的纪录。 　　第六步：本地域名服务器把返回的结果保存到缓存，以备下一次使用，同时还将结果返回给客户机。

迭代查询？递归查询？

18、CSMA/CD协议的工作原理？

先听再说，边听边说