rev

1.1

01 计算机网络是由自治计算机互连起来的集合体

02 计算机网络的三大主要功能：数据通信，资源共享，分布式处理，其中数据通信是最基本的功能；

04 计算机网络从逻辑功能上分为资源子网和通信子网，资源子网主要由计算机系统、终端、联网外部设备、各种软件资源和信息资源等组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务；通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成，任务是完成网络数据传输、转发等。

08 以太网中，数据以帧的形式传输

09 电路交换传输时延最小，透明传输，无中间节点转发；报文交换和分组交换都采用存储转发；

12 电路交换优点：传输时延小，通信实时性强，适用于交互式会话类通信；

电路交换缺点：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储数据的能力，不能平滑网络通信量，不具备差错控制的能力；

分组交换将传送的长报文分割成多个固定且长度有限的分组；

19 分组交换过程中记得计算最后一个分组发送后的转发

1.2

01 网络分层的目的：提供标准语言，定义标准界面，增加功能间的独立性

09 描述网络协议三要素，语法：数据与控制信息的结构或格式；语义：需要发出什么控制信息，完成什么动作，做出什么响应；同步：事件实现的顺序；

14 数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输，作用包括物理寻址、组帧、流量控制、差错检验、数据重发等。网络层和传输层才有拥塞控制

15 应用层：提供用户和网络的接口，网络层：控制报文通过网络的路由选择，数据链路层：保证数据正确的顺序和完整性

18 ISO/OSI参考模型在网络层支持无连接和面向连接的通信；TCP/IP模型在网络层仅有无连接的通信，而在传输层支持无连接和面向连接的通信

19 会话层的两个主要服务：会话管理和同步，会话层使用检验点使通信会话在通信失效时从检验点继续恢复通信，实现数据同步

32 表示层：数据格式化，文本压缩，数据加密解密

33 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

39 OSI参考模型中数据链路层是相邻结点之间的流量控制，网络层是整个网络中的流量控制，传输层是端到端的流量控制

2.1

01 一条可通信电路一般包含两个信道：发送、接收；

多个通信用户共用通信电路时每个用户在该电路都有一个信道；

调制是把数字信号转换为模拟信号的过程

信息传输速率：比特率、吞吐率、单位时间发送多少比特

02 波特率=比特率/每符号所含比特数……曼彻斯特编码每符号所含0.5比特（所占频带宽度是原始基带的2倍）

奈氏准则：2wlog2（V）

香农定理：wlog2（1+S/N）

03 并行传输：距离短，速度快；同步传输与异步传输是通信方式，不是传输方式

04 以太网使用曼彻斯特编码

12 使用带宽时要考虑采样频率，取min（采样，2w）

14 最大数据传输速率有时要同时考虑奈氏准则和香农定理

16 信道带宽：频带宽度，最高频-最低频；信号功率S；噪声功率N

19 采样率>=2带宽——奈氏准则（采样定理）中2w的来由

26 NRZ：不归零编码，高电平表示一，低电平表示0；

NRZI：反向不归零，电平翻转表示0，与前一个电平相同表示1

29 差分曼彻斯特：中间必跳，开始跳0

2.2

01 双绞线：绞合减少电磁干扰——电磁场相互抵消

02 电缆中采用屏蔽技术：提高电缆抗干扰的能力

03 传统以太网采用广播方式发信息，同一时间只允许一台主机发送信息，否则各主机间会形成冲突

05 光纤：抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好

07 单模光纤光源是激光，多模光纤还有发光二极管

08 卫星通讯：成本高，传播时延长，受气候影响大，保密差，误码率高，距离长，覆盖范围广，易于实现广播通信和多址通信

09 机械特性：接口大小，接线器形状尺寸，引脚数目

功能特性：某一电平的意义，每条线的功能

电气特性：电压范围，电缆长度

规程特性：每种功能的事件发送顺序

2.3

01 中继器原理：将衰减的信号再生，减少失真

02 转发器：只有放大信号的功能，同时也会放大噪声

06 一个由中继器或集线器互连的网络，任意发送方和接收方最多只能经过4个中继器，5个网段，最多3个网段可连接到主机，保证冲突检测正常

08 集线器物理层上扩大了覆盖范围

10 集线器带宽需要平均到相连的每台计算机

11 集线器一个端口收到数据后，从除输入端口外所有端口广播

3.1

01 数据链路层的功能：

帧定界：如何将比特流组织成帧，如何控制帧在物理信道传输

差错控制：校验码，早期或无线链路要求重传

流量控制：相邻节点的流量控制，通过反馈机制（滑动窗口）反馈窗口大小，限制发送方发送速率

链路管理：数据链路的建立释放

透明传输：比特填充，字符填充，确保数据正确传输

08 HDLC使用零比特填充（面向比特）、SLIP发展成PPP（面向字节，有身份验证）

3.2

01 字符计数：帧首部插入计数字段记录帧所含字节数

字节填充：帧定界符0x7E，原始数据中0x7E转为0x7D+0x5E，0x7D转为0x7D+0x5D，若信息字段出现小于0x20的字符转为0x7D+（通常与0x20异或）

零比特填充：帧定界符还是0x7E，数据字段遇到连续5个1就填充一个0

3.3

01 纠错码：海明码，纠正一位

CRC循环冗余校验码可以检测出所有单比特错误（1位）

03 奇检验码是添加一位使得1的个数为奇数

04 海明码纠错位d位需2d+1码距，检错位d位需d+1码距

05 2^x>=k+x+1，x为海明码需要增加的冗余信息位，k为要传输的数据

3.4

U = nT_{发} \div (T_{发} + RTT + T_{ACK})

09 GBN后退N帧协议采用累计确认

14 窗口大小一般指发送+接收

18 流量控制是实现发送方和接收方速度一致的机制，采取的措施是接收方向发送方反馈信息（窗口大小）

减小发送方速度是结果

3.5

01 信道划分介质访问控制的核心思想：分时，分频，分码等方法将广播信道变为若干点对点信道

随机访问介访问控制的特点：胜利者通过争用获得信道，从而获得信息发送权（CSMA/CD）

集中式介质访问控制：集中控制方式解决发送信息的次序（主从式协议）

轮询访问介质访问控制：轮询方式依次询问每个站点是否有数据要发送（令牌传递协议）

03 TDM要求介质的位速率大于所有单个信号的位速率之和

04 TDM抗干扰能力强，可逐级再生整形，避免干扰积累，且数字信号比较容易实现自动转换

05 TDM常用于数字信号，FDM常用于模拟信号

08 非坚持CSMA：发送前监听，忙则放弃监听，等随机时间后再监听，空闲则立即发送

p-坚持CSMA：持续监听，空闲则p概率发送

11 争用期：信号在最远两端点间往返时间

15 二进制指数退避算法：将退后时延的平均取值与负载大小联系起来

r*2t；r=[0…2^k-1]；k=min（k，10）；16次重传后向上层报告

19 令牌环网，各站轮流发送数据，无论负载如何都无冲突

22 无线局域网适配器上，接收信号强度远小于发送信号强度，实现冲突检测会使硬件费用过大

无线局域网中，并非所有站点都能听见对方，即存在隐蔽站点和暴露站问题

23 CSMA/CA：监听，空闲则等待DIFS，发送前RTS请求发送，CTS允许发送来预约（但是不一定要预约），发送后收到ACK才算发完

25 SIFS（控制帧和确认帧发送前等待时延）<PIFS（AP发送管理帧或探测帧等待时延）<DIFS（数据帧等待时延）

36 码分复用：得到的序列与原站点码片序列规格化内积可还原数据

3.5.2

01 CSMA/CD：用户共享信道更灵活，对信道利用率更高，适合突发性强的数据流；多个用户同时使用会发生冲突

05 计算传输速率时要记得用有效数据

3.6

01 以太网：无连接工作方式；不对发送数据帧编号，不要求接收方发送确认

02 BASE指介质上信号为基带信号，即基带传输，曼彻斯特编码

-T指双绞线；-F指光纤

-num指电缆最长百米

03 广播式网络使用物理层服务，可以不要网络层，共享广播信道

06 网卡不仅实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收，帧的封装与拆封，介质访问控制，数据编码与解码，数据缓存

10 同一局域网中两设备有相同静态MAC地址——两台设备都不能正常通信

11 以太网MAC帧数据载荷长度46~1500字节之间，首部6 6 2，尾部4

16 10BASE-5或-2——半双工，快速以太网使用CSMA/CD——半双工，连接交换机——全双工；吉比特以太网——几乎全双工保留半双工；10吉比特以太网和光纤以太网（-F）——全双工

17 局域网标准对于物理层和数据链路层

18 MAC：组帧，拆帧，比特差错检测，寻址，竞争处理

LLC：建立和释放数据链路层的逻辑连接，提供与高层的接口，差错控制，给帧加序号

21 高速以太网和标准以太网使用的MAC帧格式完全相同

23 插入VLAN标签（4字节）后，最大帧长变为1522字节（802.1Q帧）

24 802.1Q帧用于干线链路，同一交换机下同一VLAN两台主机通信不用802.1Q

26 VLAN划分：交换机接口、MAC地址、IP地址

27 链路聚合：解决交换机之间带宽瓶颈问题的技术

3.7

01 广域网：广播点对点，采用网状拓扑，与局域网不同主要在协议和网络技术

03 广域网结点交换机执行分组存储、转发功能

08 PPP协议，有差错控制能力不提供纠错，可用于拨号连接，支持动态分配IP地址，支持身份验证

10 LCP只提供一个协商选择的机制，不关心选项

12 PPP不使用序号和确认机制——不可靠，点对点连接

3.8

05 交换机实现的主要功能在物理层和数据链路层

10 交换机中一个用户在通信时独占带宽

13 LLC向网络提供一个接口，隐藏802网络间的差异，交换机按MAC地址转发

19 交换机检查帧首部获取帧目的地址，启动内部动态查找表转换成对应输出接口，直通交换只检查帧的目的地址共（6B）

4.1

01 网络层主要目的是在任意结点进行数据报传输（一般不可靠）

02 网络异构型指传输介质、数据编码方式、链路控制协议及不同数据单元格式和转发机制，这些特点分别在物理层和数据链路层定义

08 路由器转发一个分组过程：先接收整个分组，对分组进行错误检查，若出错则丢弃错误分组；

否则存储正确分组，最后根据路由选择协议将正确分组转发到合适端口

11 报文交换：报文大小不固定，交换结点需较大存储空间，报文经过中间节点接收，存储转发时间较长且不固定，不能用于实时通信应用环境

12 分组交换：虚电路服务、数据报服务

13 虚电路服务：面向连接可靠服务，保证数据可靠有序，一旦某个结点故障必须重新选择一条虚电路

虚电路是一种分组交换技术，可以采用存储转发的方式工作，提供永久性虚电路PVC、交换型虚电路SVC

本身实现差错控制，仅在连接建立时才使用完整目的地址，之后携带这条虚电路编号即可

逻辑上的连接，不需要预分配带宽

14 数据报服务：无连接不可靠，分组可能失序、丢失、不保证到达时间，分组独立选择传送路径，结点故障后续分组可另选路径，高层协议如TCP也可保证其传输可靠性和有序性

20 openflow协议是控制平面和数据平面的接口，在SDN中路由器间不再相互交换路由信息，由远程控制器计算最佳路由

21 SDN是新出的网络体系结构，设计、构建和管理网络的新方法，SDN控制器位于远程服务器

23 SDN对上层开发者提供的编程接口称为北向接口

南向接口负责控制平面和数据平面间通信

4.2

01 RARP：逆地址解析协议

02 IP首部，版本字段表示IP版本，协议字段表示使用上层协议，6表示TCP，17表示UDP

生存时间字段表示一个分组可经过的最多跳数

标识字段标识新分片是否属于同一个数据报，标志字段MF=1表示还有分片，DF=1表示不能分片

04 检验和只检查首部，不需要添加伪首部

10 DF=1，分组长度超过MTU，丢弃分组，向源主机发送ICMP终点不可达

15 多播地址：D类或主机号全1

20 划分子网好处：减少主机数量，减少广播域大小

22 一台主机多个IP地址，子网号必须不同

23 CIDR：有效分配IP地址空间，减少路由表数目，缓解IP地址消耗速度

38 一个IP网络划分为4个子网，反过来即4个子网要能合为一个IP网络

40 广播指在本网络，路由器连接多个网络

41 NAT，私有地址：

A类：10.x.x.x

B类：172.16-172.31

C类：192.168.x.x

46 DHCP：获取初始IP地址，源0.0.0.0，目的255.255.255.255发送DHCP发现报文

DHCP服务器回复DHCP提供报文，主机发送DHCP请求报文，回复DHCP确认报文

48 ICMP报文封装在IP数据报中发送

49 PING使用ICMP询问报文中回送请求和回送回答报文

51 路由器或主机因拥塞而丢弃数据报时发送源点抑制差错报文（弃置了）

icmp差错报文：改变路由、终点不可达、源点抑制、参数问题、时间超过

53 填写路由表记得路由聚合，看路由表记得最长前缀

64 划分子网求可能的最小子网——不平均分配，保证其他子网尽可能大

67 MTU包括IP首部，MSS指TCP数据部分最长

4.2.2

03 一个IP数据报经过两个网络，若两网络MTU不同记得看要不要先分片，路由器不会合并

04 片偏移计算直接得到数据部分第一个字节编号

14 Hub的广播性：接收报文会广播，所连的主机发送也会广播给其他主机

4.3

02 QoS保障：在有限带宽资源下为业务提供端到端服务，质量保证来满足实时多媒体通信的需要

03 目前网络传输介质可靠性高出现比特错误可能性低，且数据链路层和传输层有自己的检验，为了效率IPv6不要检验和

05 IPv6首部固定40B，不允许分片

4.4

01 静态路由：实现简单，开销小，维护整个拓扑结构信息，启动后也能修改

03 链路状态协议：每个路由器在自己链路状态变化时将链路状态信息洪泛给网络中其他路由

05 分层路由对其他区域结构不知情

06 分层划分区域方法使交换信息种类增大，也使OSPF协议更复杂

13 路由收敛指网络设备的路由表与网络拓扑结构保持一致

14 RIP和BGP是应用层协议，使用UDP传送数据；BGP使用TCP传送数据；OSPF使用IP传送数据

4.4.2

01 RIP处于UDP上层，RIP所接收的路由信息都封装在UDP数据报中；OSPF位于网络层，要交换的信息量大，所以应使报文长度尽量短，因此采用IP；BGP要在不同AS间交换路由信息，因为网络环境复杂，为保证可靠性传输所以用TCP

互联网规模大，使AS间路由选择困难，AS间选择必须考虑有关策略，所以BGP只力求寻找一条能到达目的网络且较好的路由

03 OSPF中：R6到R3与R3到R6花费可能不一样

4.5

01 多个单播模仿多播时，路由时延大，一个多播所需带宽<多个单播和

02 水平分割技术：避免距离-向量路由算法中无穷计数；TTL字段：防止IP分组因为环路在网络中无限循环

03 MAC帧与D类多播地址转换，MAC前24位固定01-00-5E再加一位0，固定的25位，后面与D类后23位一样

4.6

01 移动结点到达新网络：把移动节点新的可达信息通知归属代理，这样归属代理就可将发往移动节点的分组，通过隧道技术转到转交地址（外部代理），再由外部代理交付给移动结点

03 移动主机有两个IP地址：原始本地网获主地址，移到外地后获临时辅助地址

4.7

06 路由器的交付：发送站与目的站在同一网络——直接交付，反之间接交付，间接交付最后一个就是直接交付

11 路由表的分组转发部分组成：

交换结构：根据转发表对分组进行处理，将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发

输入端口：包括物理层、数据链路层和网络层的处理模块

输出端口：从交换结构接收分组，再发送到路由器外面的线路上

10 路由选择处理机：根据所选定的路由选择协议构造路由表，同时经常或定期地与相邻路由器交换路由信息而不断更新和维护路由表

5.1

01 通信子网：物理层、数据链路层、网络层；

资源子网：应用层、表示层、会话层；

传输层：为资源子网屏蔽通讯子网的细节

08 熟知端口号0~1023；登记端口号：1024~49151；客户端端口号：49152~65535

FTP：21控制连接，20数据连接

10 TCP和UDP分别有自己的端口号，互不干扰可共存于同一台主机

12 TCP首部20B-60B

13 使用UDP，应用层必须承担可靠性方面工作

5.2

01 IP协议的特点也是尽最大努力交付

09 检验出UDP数据报出错时可以丢弃或交付给上层

13 分用：接收方传输层剥去报文首部后能把这些数据报正确交付到目的进程

UDP首部：2B源端口号、2B目的端口号、2B总长度、2B检验和

5.3

04 TCP特点：一对一全双工可靠的字节流服务

07 伪首部：4B源ip、4B目的ip、0、17/6、2B长度，共12B

08 URG应急位：1表示有紧急数据尽快发送；

RST重置位：1表示出现严重错误、必须释放连接

12 TCP采用了面向报文的确认机制——不是每个字节都确认

17 滑动窗口过大——传送数据过多，路由器变拥挤，主机可能丢失分组；

18 拥塞窗口是发送端根据网络拥塞情况确定的

31 cwnd下一轮超过门限值要直接设为门限值

53 TCP释放连接，最后等待2MSL

TCP前20B首部：2B源端口号、2B目的端口号、4B序列号、4B确认号、

4bit数据偏移（单位4B，其实是首部长度）、6bit保留位、6bitURG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN、

2B窗口、2B检验和、2B紧急指针

M

1. 电路交换 (Circuit Switching)

原理：在传输数据之前，必须先在源端和终端之间建立一条专用的物理通路。在整个通信过程中，这条通路被这对用户独占。

优点：

时延小：一旦路径建立，数据可以实时传输，没有存储转发的时延。

有序传输：由于路径固定，数据按发送顺序到达，无需重新排序。

独占带宽：通信双方拥有固定的带宽，不受其他用户干扰，服务质量（QoS）极高。

缺点：

建立连接时间长：在发送数据前需要耗费时间进行物理连接。

线路利用率低：即使双方不说话（无数据发送），线路也一直被占着，别人无法使用。

灵活性差：一旦路径中某个节点出故障，整条通信链路就会中断，必须重新建立。

2. 报文交换 (Message Switching)

原理：不预先建立连接。发送方将整个数据块（报文）传给第一个节点，节点全部接收并存储后，再查找路由传给下一个节点。

优点：

线路利用率高：多个报文可以共享同一条物理链路，按需动态分配。

无需建立连接：随时可以发送，省去了建立物理路径的时间。

缺点：

时延大：由于采用“存储-转发”机制，且报文通常很长，每个节点都要等整个报文接收完才转发。

对节点要求高：中间节点必须有足够大的缓冲区（硬盘或大内存）来存放完整的报文。

3. 分组交换 (Packet Switching) —— 现代互联网基础

原理：将大的报文切分成一个个小的、定长的“分组”（Packet）。每个分组独立选择路径进行存储转发。

优点：

高效性：多个分组可以并行在不同的链路上转发，甚至利用不同的路径到达。

时延比报文交换小：因为分组小，节点可以“边收边发”，不必等整个原始报文到齐。

可靠性强：某个节点或链路坏了，分组可以绕道走，生存性高。

对内存要求低：由于分组长度固定且较短，节点只需简单的缓冲区即可快速处理。

缺点：

排队时延：当网络拥塞时，分组在路由器里排队会产生时延。

开销大：每个小分组都要额外加上首部（源地址、目的地址等），增加了非生产性的数据量。

可能失序：分组可能经不同路径到达，接收端需要进行复杂的排序和重组。

使用IP地址和MAC地址两种地址是计算机网络分层设计的结果，IP地址负责跨网络的逻辑寻址和路由，而MAC地址负责同一局域网内的物理设备标识和数据帧传输，两者分工协作以实现高效、可靠的端到端通信