计算机考研复试_计算机网络

计算机网络的概念

  计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络的性能指标

  速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

计算机网络的拓扑结构

  网络的拓扑结构主要有：总线型结构、星型结构、环型结构、树型结构和网状结构
（1）总线型结构是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上。
（2）星型结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。
（3）环型结构各结点通过通信线路组成闭合回路。
（4）树型结构是一种层次结构，结点间按层次连接。
（5）网状结构又称作无规则结构，结点间的连接是任意的，没有规律。

计算机网络分层的好处

（1）各层之间是独立的。某一层并不需要知道它下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小问题，这样，整个问题的复杂度就下降了。
（2）灵活性好。当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响，此外，对某一层提供的服务还可以进行修改。当某层提供的服务不再需要时，甚至可以将这层取消。
（3）结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。
（4）易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统。
（5）能促进标准化工作。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。

OSI 七层协议模型、TCP/IP 四层模型和五层协议体系结构

（1）OSI的体系结构，共七层，分别是：
    物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
  每一层的作用如下：
  ① 物理层：通过媒介传输数据比特流，确定媒介的接口特性
  ② 数据链路层：将数据组装成帧和点到点的数据通信
  ③ 网络层：负责数据从源端到目的端的传送和网际互联
  ④ 传输层：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复
  ⑤ 会话层：建立、管理和终止会话
  ⑥ 表示层：对数据进行翻译、加密和压缩
  ⑦ 应用层：允许访问OSI环境的手段
（2）TCP/IP的体系结构，共四层，分别是：
    网络接口层、网际层、传输层、应用层
（3）五层协议的体系结构，共五层，分别是：
    物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层
  每一层的设备如下：
  ① 物理层：中继器、集线器
  ② 数据链路层：交换机、网桥
  ③ 网络层：路由器
  ④ 传输层、应用层（网络层以上）：网关
  注：网卡属于物理层和数据链路层

TCP/IP 四层模型中每一层对应的协议

（1）网络层对应的协议有：
  IP（网际互连协议）、ICMP（网络控制报文协议）、ARP（地址解析协议）、RARP（逆地址解析协议）
（2）传输层对应的协议有：
  UDP（用户数据报协议）、TCP（传输控制协议）
（3）应用层对应的协议有：
  FTP（文件传输协议）、HTTP（超文本传输协议）、DNS（域名解析协议）、Telnet（远程登录协议）、SMTP（简单邮件传输协议），SNMP（简单网络管理协议）

路由器的主要功能

  路由器主要完成两个功能：一是路由选择（确定哪一条路径），二是分组转发（当一个分组到达时所采取的动作）。
（1）路由选择是根据特定的路由选择协议构造路由表，同时经常或定期地和相邻路由器交换信息而不断地更新和维护路由表。
（2）分组转发是处理通过路由器的数据流，关键操作是转发表查询、转发相关的队列管理和任务调度等。

交换机与路由器的区别

（1）工作所处的OSI层次不同：交换机工作在OSI第二层数据链路层，路由器工作在OSI第三层网络层。
（2）寻址方式不同：交换机根据MAC地址寻址，路由器根据IP地址寻址。
（3）转发速度不同：交换机的转发速度快，路由器的转发速度相对较慢。

网桥的概念

  网桥是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。

网卡（网络适配器）的功能

  网卡能够对数据的串行和并行传输进行转换，并且能够对数据进行缓存，实现以太网协议，同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。

物理层解决的问题

  物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒介上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒介。物理层的传输媒介，如光纤、双绞线、同轴电缆等，并不在物理层之内，而是在物理层的下面。物理层的任务是确定传输媒介的接口特性，即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。

数据链路层的三个基本问题

（1）封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在接收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记识别帧的开始和结束。
（2）透明传输：由于帧的开始和结束的标记使用特定的控制字符，如果数据本身就含有这些特定的字符，就会出现帧定界的错误。若传输时，帧的数据部分不会出现帧定界的控制字符，这样的传输就是透明传输。
（3）差错检测：传输过程中可能出现比特差错，比如1可能会变成0，0可能会变成1，或者出现帧丢失、帧重复、帧失序等问题。
  常用的检错方法有：① 奇偶校验 ② 循环冗余校验CRC

网络层的作用

  网络层在数据链路层提供的两个相邻端点之间数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源节点经过若干个中间节点传送到目的节点。通俗来讲，就是添加源IP地址和目的IP地址。

路由协议的概念

  路由协议是一种指定数据包转送方式的网上协议

常见的路由选择协议

  常见的路由选择协议有：RIP协议、OSPF协议。
（1）RIP协议：底层是贝尔曼福特算法，是路由信息协议，它选择路由的度量标准是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。
（2）OSPF协议：底层是迪杰斯特拉算法，是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。

IP 协议的概念

  IP协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。

IP 地址的分类

  常用的网络地址有3类，分别为A类，B类和C类。
（1）A类地址第一位是“0”，前8位是网络号，后24位是主机号；
  A类地址的范围为：1.0.0.0-127.255.255.255，默认子网掩码为：255.0.0.0。
（2）B类地址前两位是“10”，前16位是网络号，后16位是主机号；
  B类地址的范围为：128.0.0.0-191.255.255.255，默认子网掩码为：255.255.0.0。
（3）C类地址前三位是“110”，前24位是网络号，后8位是主机号；
  C类地址的范围为：192.0.0.0-223.255.255.255，默认子网掩码为：255.255.255.0
（4）D类地址为组播地址，用于组播；
（5）E类地址为保留地址，保留给将来使用；
  其中，A类适用于大型网络，B类适用于中型网络，C类适用于小型网络。
  注：① 127.0.0.1是回送地址，指本地机，一般用来测试使用。
    ② 192.168.1.1 是路由器的地址。

IPv4 的特点

（1）IPv4地址空间少于40亿个，实际可以使用的更少。
（2）IPv4不区分网络终端主机和终端设备，每台电脑都可以作为主机和路由器。
（3）IPv4独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网、互联网中。
（4）IPv4缺乏对安全性的支持，无法实现网络实名制。

IPv6 相比 IPv4 的改进

（1）IPv6将是IPv4地址耗尽问题唯一长远的解决方案。IPv6提供数以万亿计的全新IP地址，以识别连接到互联网的设备。
（2）IPv6的地址排列比IPv4长很多。
（3）IPv6在设计上作出一些改进，尤其在系统自动配置、流动性以及延展性方面都比IPv4优胜。

IP 地址和 MAC 地址的作用

（1）IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
（2）MAC地址是一个硬件地址，用来定义网络设备的位置，主要由数据链路层负责。

子网掩码和默认网关的作用

（1）子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码不能单独存在，必须结合IP地址一起使用。
（2）默认网关的作用：默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就会把数据包发送给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。因为通常来说，一个稍微复杂点的网络不可能只有一个子网，而是由多个不同的子网组成，经过不同子网间的网络通讯必须要通过网关，网关起到信息转发的作用。

传输层的作用

  传输层为不同主机上运行的应用进程提供逻辑通信。传输层使用两种不同的协议：即面向连接的、可靠的传输控制协议TCP，和面向非连接的、不可靠的用户数据报协议UDP。
  传输层有两大重要的功能：复用和分用。
  ① 复用是指在发送端，多个应用进程共用一个传输层。
  ② 分用是指在接收端，传输层会根据端口号将数据分派给不同的应用进程。

传输层和网络层的区别

（1）传输层位于网络层之上，传输层为不同主机上运行的应用进程提供逻辑通信；而网络层为不同主机提供逻辑通信。
（2）网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，提供点到点通信服务；而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口，提供端到端通信服务。
（3）网络层只对报文头部进行差错检测；而传输层对整个报文进行差错检测。

TCP 和 UDP 的区别

（1）TCP是传输控制协议，提供面向连接的、可靠的(指没有数据重复或丢失)、全双工的(指在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行)数据流传输服务，TCP提供超时重传，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传送到另一端；UDP是用户数据报协议，提供面向非连接的、不可靠的数据流传输服务，UDP主要用于流媒体传输，IP电话等对数据可靠性要求不是很高的场合。
（2）TCP注重数据安全性，通信双方彼此交换数据前，必须先通过三次握手协议建立连接，之后才能传输数据；UDP注重数据传输快，在传输数据之前不需要先建立连接。
（3）TCP传输单位称为TCP报文段；UDP传输单位称为用户数据报。
（4）TCP对系统资源要求较多；UDP对系统资源要求较少。

对于视频网站和视频聊天，是用 TCP 还是用 UDP

  TCP和UDP是质量和实时性的权衡。
  对于视频网站，完全可以缓冲20秒再播放，不会带来什么影响，但如果视频画面模糊不清晰肯定是不好的，所以用TCP。
  而对于视频聊天，如果缓冲5秒，相信整个聊天已经没法愉快的进行了，而这时出现一些画面质量的损失是可以接受的，所以用UDP。

在某些场景下，为什么 UDP 比 TCP 更有优势

  UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多的场景下取代了TCP，如实时游戏。
  网速的提升给UDP的稳定性提供了可靠的网络保障，丢包率会很低，如果使用应用层重传，能够保证传输的可靠性。
  而若采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包先缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大。

为什么说 TCP 协议传输是可靠的

  TCP的可靠性表现在：它向应用层提供的数据是无差错的、有序的、无丢失的。简单地说，TCP最终递交给应用层的数据和发送者发送来的数据是一模一样的。
  TCP采用流量控制、拥塞控制、连续ARQ等技术来保证它的可靠性。
注：IP协议不可靠的原因是，IP网络存在冲突丢包及传输错误甚至被恶意篡改的情况。

流量控制和拥塞控制

（1）流量控制：如果发送方把数据发送得过快，接收方可能会来不及接收，这样就会造成数据的丢失。所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现对发送方的流量控制。
（2）拥塞控制：拥塞控制就是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链路不过载。拥塞控制的方法有慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。
（3）两者的区别：流量控制控制端到端的速率，而拥塞控制控制全局网络的速率。
  以多人聊天为例：
  流量控制是指，友人A的讲话速率过快，你无法听清，请求他说慢一些；
  拥塞控制是指，友人A、B、C同时讲话，你的大脑无法处理这么多信息，于是你要求A先说，然后B说，然后C说。

TCP 三次握手的过程

  TCP协议是一个面向连接的安全可靠的传输层协议，三次握手的机制是为了保证能建立一个安全可靠的连接。
  第一次握手是由客户端发起的，客户端向服务端发送一个报文，在报文里面：SYN标志位置1，表示发起一个新的连接。当服务端收到这个报文之后，就知道客户端要和它建立一个新的连接，于是服务端就向客户端发送一个确认消息包，在这个消息包里面：ACK标志位置1，表示确认客户端发起的第一次连接请求。
  以上两次握手之后，对于客户端而言：已经明确了它既能给服务端成功发消息，也能成功收到服务端的响应。但是对于服务端而言：两次握手是不够的，因为到目前为止，服务端只知道一件事，客户端发给它的消息它能收到，但是它响应给客户端的消息，客户端能不能收到它是不知道的。所以，还需要进行第三次握手，第三次握手就是当客户端收到服务端发送的确认响应报文之后，还要继续去给服务端进行回应，也是一个ACK标志位置1的确认消息。
  通过以上三次握手，不管是客户端还是服务端，双方都知道既能给对方发送消息，也能收到对方的响应。那么，这个连接就被安全的建立了。

TCP 四次挥手的过程

  四次挥手机制也是由客户端去发起，客户端会发送一个报文，在报文里面FIN位标志位置1，当服务端收到这个报文之后，它就知道了客户端想要和它断开连接，但是此时服务端不一定能做好准备，因为当客户端发起断开连接的这个消息的时候，对于服务端而言，它还有可能有未发送完的消息，它还要继续发送。所以，此时对于服务端而言，它只能进行一个消息确认，就是它先告诉客户端，我知道你要给我断开连接了，但是我这里边还可能没有做好准备，你需要等我一下，等会儿我会告诉你。
  于是，发完这个消息确认包之后，可能稍过片刻它就会继续发送一个断开连接的一个报文，也是一个FIN位置1的报文，也是由服务端发给客户端的，这个报文表示服务端已经做好了断开连接的准备，那么当这个报文发给客户端的时候，客户端同样要给服务端继续发送一个消息确认的报文。
  那么，通过这四次的相互沟通和连接，就知道了，不管是服务端还是客户端都已经做好了断开连接的准备，于是连接就可以被断开了。

网络管理协议有哪些

  常用的网络管理协议有简单网络管理协议（SNMP）和公共管理信息协议（CMIP）。

在以太网中，“冲突” 是什么含义

  在以太网中，冲突指的是当两个节点同时经过同一个介质传输数据时，从两个设备发出的帧将会发生碰撞，彼此的数据都会被破坏。所以在以太网中我们引入了CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）这种机制来避免冲突。

HTTP 协议包括哪些请求

（1）GET：请求读取由URL所标志的信息。
（2）POST：给服务器添加信息（如注释）。
（3）PUT：在给定的URL下存储一个文档。
（4）DELETE：删除给定的URL所标志的资源。

HTTP 返回码

  HTTP协议的响应报文由状态行、响应头部和响应包体组成。
  其响应状态码总体描述如下：
  1XX：指示信息–表示请求已接收，继续处理
  2XX：成功–表示请求已被成功接收、理解、接受
  3XX：重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作
  4XX：客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现
  5XX：服务器端错误–服务器未能实现合法的请求

HTTP 请求/响应的步骤

  举个例子，在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：
（1）浏览器向DNS服务器请求解析该URL中的域名以及所对应的IP地址；
（2）解析出IP地址后，根据该IP地址和默认端口80，和服务器建立TCP连接；
（3）浏览器发出读取文件（URL中域名后面部分对应的文件）的HTTP请求，该请求报文作为TCP三次握手的第三个报文的数据发送给服务器；
（4）服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的HTML文本发送给浏览器；
（5）释放TCP连接；
（6）浏览器将该HTML文本解析并显示内容。

HTTP 和 HTTPS

  HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息。HTTP遵循请求/应答模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构成一套请求和应答。
  HTTPS是以安全为目标的HTTP通道，简单讲就是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL。其所用的端口号是443。过程大致如下：
（1）建立连接获取证书
（2）证书验证
（3）数据加密和传输
  HTTP协议和HTTPS协议的区别如下：
（1）HTTP协议是以明文的方式在网络中传输数据，而HTTPS协议传输的数据则是经过TLS加密后的，HTTPS具有更高的安全性。
（2）HTTPS在TCP三次握手阶段之后，还需要进行SSL的握手，协商加密使用的对称加密秘钥。
（3）HTTP协议端口是80，HTTPS协议端口是443。

HTTPS 有什么优缺点

（1）HTTPS优点
  ① HTTPS传输数据过程中使用密钥进行加密，所以安全性更高。
  ② HTTPS协议可以认证用户和服务器，确保数据发送到正确的用户和服务器。
（2）HTTPS缺点：
  ① HTTPS握手阶段延时较高，由于在进行HTTP会话之前还需要进行SSL握手，因此HTTPS协议握手阶段延时增加
  ② HTTPS部署成本高，一方面HTTPS协议需要用证书来验证自身的安全性，所以需要购买CA证书；另一方面由于采用HTTPS协议需要进行加密的计算，占用CPU资源较多，需要的服务器配置或数目高。

NAT 协议、DHCP 协议、DNS 协议的作用

（1）NAT协议（网络地址转换协议）：网络地址转换属接入广域网(WAN)的技术，是一种将私有（保留）地址转换为合法IP地址的转换技术。NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
（2）DHCP协议（动态主机配置协议）：是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，是一种让系统得以连接到网络上，并获取所需的配置参数的手段。通常应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态地获得IP地址等信息，并能够提升地址的使用率。
（3）DNS协议（域名解析协议）：DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

手机联网上网有几种方式

  目前手机常用的上网方式有两种，一是通过手机数据流量，二是通过连接无线网络。
（1）开启手机的数据开关，通过手机卡实现上网，不过此种上网方式会消耗手机流量，运营商会收取费用。
（2）开启手机的WLAN功能，然后连接无线路由器上网，此种方法上网，有一定局限性，必须在路由器的信号范围内才可以正常连接使用，不过此种方式上网是免费的。

机器 A 和机器 B 之间是如何收发数据的

  程序在发送信息时，应用层按既定的协议打包数据，随后由传输层加上双方的端口号，由网络层加上双方的IP地址，由链路层加上双方的MAC地址，并将数据拆分成数据帧，经过多个路由器和网关后，到达目标机器。
  简而言之，就是按“端口—>IP地址—>MAC地址”这样的路径进行数据的封装和发送，解包的时候反过来即可。

搜索 baidu，会用到计算机网络中的什么层，每层是干什么的

  在浏览器中输入URL，浏览器要将URL解析为IP地址，解析域名就要用到DNS协议，首先主机会查询DNS的缓存，如果没有就给本地DNS发送查询请求。DNS查询分为两种方式，一种是递归查询，一种是迭代查询。如果是迭代查询，本地的DNS服务器，向根域名服务器发送查询请求，根域名服务器告知该域名的一级域名服务器，然后本地服务器给该一级域名服务器发送查询请求，然后依次类推直到查询到该域名的IP地址。DNS服务器是基于UDP的，因此会用到UDP协议。
  得到IP地址后，浏览器就要与服务器建立一个HTTP连接。因此要用到HTTP协议，HTTP生成一个get请求报文，将该报文传给TCP层处理，所以还会用到TCP协议。如果采用HTTPS还会使用HTTPS协议先对HTTP数据进行加密。TCP层如果有需要先将HTTP数据包分片，分片依据路径MTU和MSS。TCP的数据包会发送给IP层，用到IP协议。IP层通过路由选路，一跳一跳发送到目的地址。当然在一个网段内的寻址是通过以太网协议实现(也可以是其他物理层协议，比如PPP，SLIP)，以太网协议需要直到目的IP地址的物理地址，又需要ARP协议。
  简单来说，需要经过如下步骤：
  （1）地址解析
  （2）封装HTTP请求数据包
  （3）封装TCP包并建立连接
  （4）客户机发送请求命令
  （5）服务器响应
  （6）服务器关闭TCP连接

一、DNS 协议，HTTP 协议，HTTPS 协议属于应用层
  应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。
二、TCP 协议、UDP 协议属于传输层
  传输层为不同主机上运行的应用进程提供逻辑通信。传输层使用两种不同协议，即面向连接的传输控制协议TCP，和无连接的用户数据报协议UDP。面向连接的服务能够提供可靠的交付，但无连接服务则不保证提供可靠的交付。
  传输层有两大重要的功能：复用和分用。
  ① 复用是指在发送端，多个应用进程共用一个传输层。
  ② 分用是指在接收端，传输层会根据端口号将数据分派给不同的应用进程。
三、IP协议，ARP协议属于网络层
  网络层在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端。通俗点就是添加源IP地址和目的IP地址。
四、数据链路层
  当发送数据时，数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息，控制信息使接收端能够知道—个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束，控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。
五、物理层
  物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒介上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒介。物理层的传输媒介，如光纤、双绞线、同轴电缆或无线，并不在物理层之内而是在物理层的下面。物理层的任务是确定传输媒介的接口特性，即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。

最后

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