计算机网络期末复习要点（谢希仁第8版）抱佛脚通用

熬夜苦肝4天拿下

课本是谢希仁的计算机网络第8版。

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复习建议本博客不一定能涵盖你们考试的重点所以不是走到穷途末路的同学还是应该多多回归课本课本每章后面都有一个要点回顾可以看看哦。时间够多的同学可以去b站听一下王道的计网课小姐姐声音很好听呢有助于打好基础帮助理解本人是2倍速听了三天仅供参考……课后的习题也要挑一些来做答案全网都有。

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目录

一、概述

二、物理层

三、数据链路层

四、网络层

五、运输层

六、应用层

一个需要搞清楚的知识——报文变成以太网MAC帧的过程 

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一、概述

1.互联网的两个重要基本特点连通性和共享

2.三大类主要网络电信网络、计算机网络、有线电视网络

3.ISP互联网服务提供者。通常就是一个进行商业活动的公司如中国移动、中国联通

4.互联网的组成要区分清楚

边缘部分又称资源子网主要是主机。用户直接使用用来进行通信和资源共享。

核心部分又称通信子网主要是路由器和网络。为边缘部分提供服务。

5.互联网的边缘部分计算机之间进行通信两大类通信方式是C/S方式和P2P方式对等方式

6.互联网核心部分主要是为边缘部分的主机提供连通性。三种数据传送方式电路交换、报文交换、分组交换采用存储转发技术。p17图1-11要看懂。

note位于边缘部分的主机和位于核心部分的路由器都是计算机但主机是为用户提供信息处理的路由器则用来转发分组即进行分组交换。

7.计算机网络类别广域网WAN跨国家城域网MAN跨城市局域网LAN小区域如学校、公司个人局域网PAN个人设备使用的网络

8.计算机网络的性能指标计算必考

速率又称数据率或比特率。单位bit/s或bps。前面加的字母是十进制表示如K=10^3,M=10^6,G=10^9

note:表示文件大小、存储容量用二进制K=2^10=1024,M=2^20,G=2^30

信道带宽最高数据率。表示网络中某信道传送数据的能力。单位是bit/s。

吞吐量单位时间内通过某个网络的实际数据量。

时延数据从网络或链路一端到另一端的所需时间。有以下四种

1发送时延又称传输时延。主机或路由器传送数据帧所需要的时间发生在机器内部的发送器网路适配器又称网卡p36数据链路层和物理层共同作用。

2传播时延电磁波在信道传播一定距离花费的时间。计算公式

传播时延=信道长度m/电磁波在信道上的传播速率m/s

3处理时延主机或路由器收到分组时要花费一定时间进行处理。例如分析首部、提取数据部分、进行差错检测、查找转发表。

4排队时延发生在路由器里。

总时延就是以上四种之和计算时具体看题目要求有些时延可以忽略。

时延带宽积以比特为单位的链路长度。时延带宽积=传播时延x带宽

往返时间RTT双向交互一次所需的时间。

信道利用率U = 1-空闲时的时延/当前时延

9.计算机网络体系结构p31图1-16对应关系要看懂

OSI七层协议

TCP/IP四层协议

10.协议数据单元PDU对等层次之间传送的数据单位。

11.服务数据单元SDU层与层之间交换的数据的单位。

12.最大传送单元MTU后面会遇到写在这里是为了方便区分

13.协议的三要素语法、语义、同步。其中语法规定格式语义规定操作

二、物理层

1.物理层主要特性

1机械特性2电气特性指明电压范围3功能特性指明某一电平的电压的意义4过程特性指明不同功能的各种可能事件的出现顺序

2.基本概念物理层考虑的是如何传输比特流。

3.三种通信方式1单工通信只有一个方向的通信而没有反方向的交互。如广播。

2半双工通信双方都可以发送与接收但不能同时发送或同时接收。如对讲机使用CSMA/CD协议的以太网。

3全双工通信双方可以同时发送同时接收。如打电话。

4.奈氏准则在带宽为WHz的低通信道中若不考虑噪声影响。码元最高传输速率是2W码元/秒。如果超过这个速率就会出现严重的码间串扰问题。

5.信噪比S/N以分贝dB为度量单位。信噪比dB=10log10S/NdB

6.香农公式必考结合信噪比公式C=Wlog21+S/Nbit/s

其中W为信道带宽单位是HzC是信道的极限信息传输速率单位是bit/s。

7.传输媒体分为导引型和非导引型。

1导引型

双绞线分为无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP双绞线最便宜同轴电缆电视用的就是光缆、光纤

2非导引型无线电波信号向所有方向传播穿透力强广泛用于通信领域

微波信号向固定方向传播。如卫星通信优点是距离远、覆盖广通信容量大缺点是受气候影响传播时延长误码率高成本高。

红外线、激光信号向固定方向传播。

8.信道复用技术

1频分复用FDM频分复用的各路信号同样的时间占用不同的带宽资源。

2时分复用TDM时分复用的所有用户实在不同时间占用同样的频带宽度。

3统计时分复用STDM是一种改进的时分复用。又称为异步的时分复用。

4码分复用CDM码分复用信道为多个不同地址用户所共享时就称为码分多址CDMA考计算。每个用户可以同一时间使用同样的频带进行通信。

计算要点

码片序列中用-1表示0用1表示1;

当S站发送比特1时在X站计算内积结果是+1当S站发送比特0内积结果是-1内积结果为0则不发送。

例题p70 2-16

9.数字传输系统了解最初使用的传输标准是脉冲编码调制PCM。现在光纤是长途干线最主要的传输媒体现在高速的数字传输系统使用同步光纤网SONET美国标准或同步数字系列SDH国际标准。

10.宽带接入技术看课本p63

ADSL非对称数字用户线电话线上网——ADSL调制解调器。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造。

HFC光纤同轴混合网改造有线电视网——电缆调制解调器。在有线电视的基础上开发的。

FTTx技术利用电视上网双向传导——光纤到户FTTH

三、数据链路层

1.数据链路层两种使用的信道

1点对点信道一对一通信。使用PPP协议。使用的协议数据单元PDU——帧。

PPP协议是目前使用最广泛的数据链路层协议。

零比特填充考发送端扫描整个信息字段发现有连续5个1就立即填入1个0。接收端发现5个连续的1时就把5个连续的1后的1个0删掉。

2广播信道一对多进行通信。使用CSMA/CD协议。采用以太网帧。局域网使用的就是广播信道。

2.CSMA/CD协议必考CSMA/CD的意思是载波监听多点接入/碰撞检测

116字总结先听后发边听边发冲突停止延迟重发。

2多点接入说明这是总线型网络。

载波监听就是不管在发送数据前还是正在发送数据都不停地监听信道。

碰撞检测就是发送前监听信道避免冲突发送时监听信道如果发现有其他站在发送就立即中断本站的发送。

3p89-92需要重点看一下比如退避算法基本退避时间为征用期2t51.2µs对于10Mbit/s以太网也可以说争用期是512比特时间1比特时间就是发送1比特需要的时间。

最小帧长= 2t x 数据传输数据率 t是端到端的传播时延这个公式如何得来的帧长/数据传输速率>=2t

以太网规定帧间最小间隔是9.6µs相当于96比特时间

4还有课后习题3-243-25详细解答如下

note使用CSMA/CD协议时一个站不可能同时进行发送和接收但必须边发边监听因此使用CSMA/CD的以太网只能进行半双工通信。

3.局域网网络为一个单位所有且地理范围和站点数目均有限。局域网可以按网络拓扑结构进行分类为星型网使用了集线器总线网环形网。p84有图需要掌握。

note以太网逻辑拓扑——总线型物理拓扑——星型拓扑。

4.数据链路层的三个基本问题封装成帧、透明传输、差错检测

1封装成帧将网络层传来的IP数据报加上首部和尾部帧定界符构成一个帧。

2透明传输实际存在的事物但看起来像透明的数据链路层对要传输的数据来说是“透明”的。使用字节填充法解决透明传输的转义字符问题。

3差错检测不纠错只检错错的帧就丢弃什么也不做。

误码率BER传输错误的比特占所传比特总数的比率。提高信噪比可以减小误码率

循环冗余检验CRC是一种检错方法。步骤通过生成多项式得到除数P2进制n位->待传送的数据后面加上n-1个0除以P得到余数R这个R就是冗余码FCS。必考计算

将R加到待传送的数据后面所得的数据除以P得到的余数为0则判定这个帧没有差错。

帧检验序列FCS通过CRC得到的余数是添加在数据后面的冗余码。

补充计算时一定要注意他给你的数据是待发送的还是接收的如果是接收的就不要在后面加n-1个0了期末考遇到的坑10分没了哭死。

注凡是接收端数据链路层接收的帧均无差错。

5.最大传送单元MTU帧的数据部分最大长度即IP数据报的总长度不包括帧头和帧尾p74图3-4记清楚。

6.信道极限利用率Smax=发送帧所需时间 /发送帧所需时间 + 端到端传播时延

7.以太网MAC帧to物理层加上8字节首部p98在MAC帧前面再加8字节

8.IEEE802.3规定出现以下情况之一即为无效的MAC帧

1帧的长度不是整数个字节

2用收到的帧检验序列FCS查出有错

3帧的数据字段不在46～1500字节之间。

9.以太网交换机交换式集线器工作在数据链路层。以全双工方式工作没有碰撞问题不使用CSMA/CD协议。之所以还叫以太网是因为它仍然采用以太网帧结构。

补充期末考遇到这样一个选择题其实就是书113页3-271是10个站共享10Mbit3是10个站每个站都有10Mbit

10.虚拟局域网VLAN将一个较大的局域网分割成一些较小的局域网每一个小局域网是一个小的广播域。虚拟局域网只是局域网提供给用户的一种服务而不是一种新型局域网。

注意区分虚拟专用网缩写是VPNp185

11.100BASE-T以太网是在双绞线上传送100Mbit/s基带信号的星型拓扑以太网。仍使用CSMA/CD协议又称快速以太网。最短帧长不变还是64字节争用期变成5.12µs帧间最小间隔变成了0.96µs都是10Mbit/s的1/10。

12.吉比特以太网允许在1Gbit/s下以全双工和半双工两种方式工作。

13.以太网的适配器有过滤功能包括三种帧——单播帧、广播帧、多播帧。

四、网络层

1.主要功能路由选择和分组转发异构网络互联拥塞控制。

2.传输单元是数据报or分组在书中是一个意思可以混用。

3.基于采用分组交换的数据传送方式网络层提供两种服务虚电路服务和数据报服务。主要差别在于虚电路需要建立连接各分组按序到达终端更多差别见p117表4-1。

4.路由器之间传送的两大类信息1转发源主机和目的主机之间所传送的数据。2传送路由信息

5.分类的IP地址

	固定开头	网络号主机号	网络号大小	最大主机数
A类地址单播	0	1:3	1-126	2^24-2
B类地址单播	10	2:2	128-191	2^16-2
C类地址单播	110	3:1	192-223	2^8-2
D类地址多播	1110		224-

特殊的地址

1127开头主机号不全为1和不全为0的是环回测试地址。

2某个A、B、C类IP地址主机号全为1作为广播地址主机号全为0作为网络地址。

6.无分类编址CIDR又称构造超网。将网络号改称网络前缀。使用“斜线记法”斜杠后面是网络前缀所占位数。网络前缀都相同的连续IP地址称为一个“CIDR地址块”

书上有个例子已知128.14.35.7/20=10000000 00001110 00100011 00000111得到该地址所在地址块中的最大地址和最小地址

最小地址	128.14.32.0	10000000 00001110 00100000 00000000
0最大地址	128.14.47.255	10000000 00001110 00101111 11111111

该地址块共有2^12个IP地址可指派的地址数是2^12-2。要扣除主机号全0和全1

拓展 

某网络IP地址空间为192.168.5.0/24采用定长子网划分子网掩码为255.255.255.248。则该网络中的最大子网个数为 2^5=32每个子网内最大可分配地址个数是 2^3-2=6.

(这是一个在CIDR的基础上进行子网划分的例子求可指派地址仍然要-2

7.地址掩码又称子网掩码网络前缀网络号全为1主机号全为0。将二进制的IP地址与地址掩码按位与AND运算有0则0全1为1可以得到网络地址。

8.网络前缀越短的地址块包含的地址数越多。网络前缀越长其地址块就越小因而其路由就越具体。

9.p130图4-14,图4-15

10.p128-132一些细碎的知识点都过一遍比如路由聚合。

11.地址解析协议ARP通过IP地址找出其对应的MAC地址。

12.IP数据报的格式看懂图4-20

1首部长度4位单位是4B。IP首部的固定部分是20字节所以首部长度最小是010120=4Bx5。要求首部长度必须是4字节的整数倍可以利用填充字段进行填充。IP数据报的数据部分永远从4字节的整数倍开始。题目没给默认就是20B。

2总长度是指首部+数据部分之和。单位为1B。

还记得数据链路层封装MAC帧的时候要求数据报的总长度不能大于MTU吗总长度就是指这个如果超过了就要进行分片。注意分片后每一个分片的总长度是指分片后的首部长度与该分片的数据部分长度之和。

3标志

MFMF=1表示后面还有分片MF=0表示这是最后一个分片。

DFDF=1意思是不能分片DF=0可以分片。

4片偏移分片后该分片在原分组中的相对位置。以8字节为单位。除了最后一个分片其他每个分片的长度一定是8字节的整数倍

课后习题4-15.解首部长度是160bit

因此分片后数据部分长度为1200-160=1040bit

要取8B的倍数所以取1024

因此分片数为3200/1024≈3.125分成4片

13.最长前缀匹配见课后习题 4-18

14.网际控制报文协议ICMPICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP报文有两种ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。其中ICMP差错报告报文有四种1终点不可达2时间超过3参数问题4改变路由

不应发送ICMP差错报文的四种情况略

两种应用PING回送请求和回送回答报文和rraceRouteICMP时间超过差错报文

15.IPv6:

首部长度改为8字节整数倍IPv4是4字节。

冒号十六进制记法——零压缩p153有很多例子记住以下两点

1可以省略开头的0但要保证每一组至少还有一个数字或字母

2一连串连续的0可以用表示但是任一地址都只能用一次零压缩。

16.IPv4向IPv6过渡双协议栈、隧道技术

17.自治系统AS在单一技术管理下的许多网络、IP地址以及路由器。它们使用一种AS内部的路由选择协议和共同的度量。每一个AS对其他的AS表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略。

18.路由选择协议

内部网关协议IGP1个AS内使用。如OSPF和RIP。

外部网关协议EGPAS之间使用。如BGP。

19.RIP路由信息协议基于距离向量的路由选择协议。只适用于小型互联网。只和相邻路由器交换信息。交换的是路由表按固定的时间交换。RIP报文作为运输层用户数据报UDP的数据部分进行传送。有一个特点“好消息传的快而坏消息传的慢”。

距离向量算法考

路由器A收到相邻路由器B发来的路由表要求更新A的路由表

第一步将B的路由表距离那一列每一项都+1将下一跳路由器每一项改为B

第二步将第一步得到的路由表与A的表逐项进行比较对于该表中每一项

若A表没有该Net直接将该项插入A表

若A中有那个Net比较下一条路由器如果A表该项下一跳路由器也是B就直接更新A中的项

如果下一条路由器不是B比较距离如果该表距离比A中小就更新A中的项

否则什么都不做。

20.OSPF开放最短路径优先最主要特征是使用链路状态协议。向本自治系统内所有路由器发送信息洪泛法发送的信息是本路由器相邻的所有路由器的链路状态。当链路发生变化才向所有路由器用洪泛法发送链路状态信息。OSPF直接采用IP数据报传送。

21.BGP目前使用的版本是BGP-4BGP的四种报文OPENUPDATEKEEPALIVENOTIFICATION。BGP报文是作为TCP报文的数据部分来传送的。

22.网际组协议IGMP让连接在本地局域网的多播路由器知道本局域网上是否有主机进程参加或退出了某个多播组。

23.专用地址只能用于一个机构的内部通信而不能用于和互联网中的主机通信换言之只能用作本地地址而不能作为全球地址。

三个IPv4专用地址块

110.0.0.0/8        10.0.0.0～10.255.255.255

(2) 172.16.0.0/12        172.16.0.0~172.31.255.255

(3) 192.168.0.0/16        192.168.0.0~192.168.255.255

24.软件定义网络SDN是一种体系结构并不是要改变网络的功能。要点是将网络的控制层面和数据层面分离而用控制层面利用软件来实现。

五、运输层

不会还有人分不清数据链路层和运输层吧这一部分建议去听一下王道的课不然确实要自学很久

1.网络层为主机间的通信提供服务而运输层则在网络层的基础上为应用进程之间的通信提供服务。

2.两个主要协议UTP和TCP

1UTP用户数据报协议图5-3要看一下

无连接不靠谱尽最大努力交付面向报文没有拥塞控制首部是8字节

p217UDP的首部格式要看例题5-14

2TCP传输控制协议

面向连接点对点可靠交付不丢不重全双工面向字节流。

ARP自动重传请求P223理解一下结合p229的5.6.1节

3.软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的地点。运输层的端口号分为两大类

1服务器端使用的端口号

熟知端口号也叫全国通用端口号0-1023

书上表5-2要背如

应用程序	FTP	TELNET	SMTP	DNS	TFTP	HTTP
熟知端口号	21	23	25	53	69	80

登记端口号1024-49151

2客户端使用的端口号49152-65535又叫短暂端口号。

4.TCP报文首部各字段的意思p225-228

5.TCP流量控制让发送方别发的太快要让接收方来得及接收

6.TCP拥塞控制防止过多的数据注入到网络导致网络性能变差。是一个全局性的过程。

产生条件对资源的需求>可用资源

p239的图助于理解

拥塞控制的四种算法慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复

p243拥塞窗口cwnd在拥塞控制时的变化和它的分析要理解会做题很重要看不懂建议直接去听王道的课总结一下就是慢开始阶段拥塞窗口是2倍增大拥塞控制阶段是+1的增大超时的情况拥塞窗口大跳水直接变成1收到三个确认的情况拥塞窗口降为当前的1/2。例题5-39要会哦。

7.TCP连接三次握手p247 图5-28要理解不能理解就去看王道的视频

noteack是我对你的期望即我希望你下一个传来的序号是多少那么你下一个传给我的seq就应该=那个ack如果不是我才不要呢。

8.TCP连接释放p249 图5-19要理解

note三次握手四次分手

9.课后习题5-13、5-23

六、应用层

知识点太稀碎了我只能给出几个大概建议时间不够的不要去深究了通常期末考不考太深。

1.域名系统DNS

域名结构p262

国家顶级域名、通用顶级域名p263看一看。

域名服务器p265图理解一下根域名服务器、顶级域名服务器、权限域名服务器、本地域名服务器。

域名解析的两种方式是重点哦迭代和递归p267有图它们各自的步骤要懂看不懂课本就去看王道的视频。

note递归查询就是靠别人迭代查询就是靠自己。

2.文件传送协议FTP

3.万维网WWW

4.超文本传送协议HTTP

5.简单邮件传送协议SMTP

6.邮件读取协议POP3和IMAP

7.通过互联网邮件扩充MIME

8.动态主机配置协议DHCP

以上2-8点具体看你们老师要求了通常只需要知道它们有什么用就可以了。具体的可以看书我就不多说了

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一个需要搞清楚的知识——报文变成以太网MAC帧的过程 

(从上到下分别是应用层->传输层->网络层->数据链路层)

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逢考必过

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