超详细计算机网络知识点第一章概述第二章物理层第三章数据链路层第四章网络层第五章运输层第六章应用层

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我是靠谱客的博主清新曲奇，最近开发中收集的这篇文章主要介绍超详细计算机网络知识点第一章概述第二章物理层第三章数据链路层第四章网络层第五章运输层第六章应用层，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

计算机网络知识点

第一章概述
第二章物理层
第三章数据链路层
第四章网络层
第五章运输层
第六章应用层

第一章概述

互联网的特点：连通性和共享性连通性——计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。
计算机网络的定义：自主计算机的互联集合
互联网基础结构发展的三个阶段：1)单个网络ARPANET向互联网发展的过程2)建立了三级结构的互联网3)形成了多层ISP结构的互联网 1983年的网络元年
互联网的组成部分：1)边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。2)核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）
边缘部分的通信方式：1)客户-服务器2)P2P（对等连接）
电路交换：在电路交换之前，进行电路的连接建立，在电路交换的过程中，整个报文的比特流从源点直达终点，独占连接资源，按顺序到达目的地，交换完毕后连接释放。好像在一个管道中传送。
报文交换：在报文前加上首部，有相应的地址信息，报文发送到中间结点，中间结点存储报文之后，根据地址进行路由选择，在转发到下一个结点，不需要建立连接，不独占网络资源，不如电路交换可靠。整个报文先传送到相邻的节点，全部存储下来后再查找转发表，转发到下一个节点
分组交换：将原始的报文划分成一样大小的数据报分组，将报文交付的方式，进行存储转发，由于分组数据量小，且大小一样，可以提高中间发送的转发效率，但不能保证按序到达。单个分组传送到相邻的节点，存储下来后查找转发表，发送到下一个节点
从网络的作用范围进行分类广域网 WAN 城域网 MAN局域网 LAN个人区域网 PAN
计算机网络的性能指标，不同指标之间的关系：1)速率：额定速率2)带宽：最高速率（时域）、信道容量（频域）3)吞吐量：单位时间内通过网络的实际数据量4)发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间5)传播时延：电磁波在信道中传播一定距离所花费的时间
网络协议三要素：语法：数据与控制信息的结构或格式。语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。同步：事件实现顺序的详细说明。
分层的好处：各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作
时延带宽积：传播时延X带宽
往返时间RTT：发送时间=数据长度/发送速率，有效数据率=有效数据长度/发送有效数据所用的总时间。
利用率：D=D0/（1-U）（D时延，D0空闲时延，U利用率）
OSI7层结构：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层
TCP/IP4层结构：应用层，运输层，网际层，网络接口层
五层协议：应用层，运输层，网络层，数据链路层，物理层
路由器拥有的层次：网络层，数据链路层，物理层
应用层：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用，为特定类型的网络应用提供访问osi环境手段
运输层：提供端到端的通信服务，为高层提供可靠的透明的的。有效的数据传输服务。
网络层：为分组交换网上的不同主机提供通讯服务，选择合适的路由，把运输层传入的分组通过路由找到正确的主机。进行路由选择
数据链路层：将原始的物理传输改造成无差错、可靠的数据传输链路。在相邻的两个节点之间无差错的传送帧为单位的数据，帧中包含数据和控制信息
物理层：在物理媒体上透明的传输原始比特流，确定引脚的个数和链接方式
协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合
协议的三要素：语法，语义，同步
协议是水平方向上的，服务是垂直方向的协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是由下层向上层通过层间接口提供的
everything over IP 和IP over everthing 是什么？
IPover everything 指在TP/IP体系结构下，IP通过网络接口层可以运行在不同的物理网络之上。everything over IP指在TCP/IP体系结构下，各种网络应用均是建立在IP基础之上。即IP为王，未来网络将由IP一统天下。未来的通信网既已肯定以数据信息业务为重心，并普遍使用互联网规约IP，那么网上信息业务宜一律使用IP，即所谓everything over IP。
五种拓扑结构：网状，环状，树状，星型，总线

第二章物理层

编码：不归零制（正1负0），归零制（正一负1），慢切斯特编码（中心向上跳变为0，向下为1），差分慢切斯特编码（边界跳变为0，不变为1）
信噪比（dB） = 10log10(S/N)
香农公式信道的极限容量：C=Wlog2(1+S/N)(bit/s)（W为带宽Hz，S为平价功率，N为高斯噪声功率）奈奎斯特数据传输速率
C=2Wlog2N(bit/s)
常见的传输媒体：双绞线，同轴电缆，光纤，无线电波(地面微波接力，卫星通信)
信道传输方式：点到点信道，广播信道
波特率与比特率：比特率S=波特率B*log2(N),N为码元离散值的个数
光纤误码率最低
信道复用技术：频分复用、时分复用和统计时分复用，波分复用，码分复用cdma

第三章数据链路层

数据链路层的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错控制
封装成帧：就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界（字节计数，字符填充，比特填充，违规编码）
透明传输的方法：字节填充或字符填充，在数据中出现控制字符“SOH”、“EOT”、“ESC”的前面插入一个转义字符“ESC”，或者零比特填充一旦发现连续的5个1就填充一个0
差错检测：传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER
帧检验序列FCS：添加在数据后面的冗余码，余数n位，总得是k+n
循环冗余校验CRC：接收端对收到的每一帧进行CRC检验，每一帧除以P得出的余数R，若R=0就接受，否则丢弃（摩尔加减法）
拓扑结构：星型，环形，总线形，ppp协议全双工，
以太网的两个标准：DIX Ethernet V2 ，IEEE 802.3
CSMA/CD最小帧长度：最短数据帧长(bit)/数据传输速率(Mbps)=2*(两站点间的最大距离(m)/传播速度)
征用期：2τ = 51.2μs征用期512bit，人为干扰信号是48bit，帧间隔96bit
110base-t：10是速率10mbits base基带信号 t双绞线
二进制指数类型退避算法基本退避时间取为争用期2τ 2)从整数集合 [0, 1, … , (2k - 1)] 中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本退避时间 3)k=Min[重传次数, 10] 4)当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。
MAC地址长度:48位
MAC地址：6个字节中的前三个字节(即高位24位),称为组织唯一标识符。后三个字节(即低位24位)由厂家自行指派，称为扩展唯一标识符
I/G位：IEEE规定地址字段的第一字节的最低位为I/G位，2的23次方个mac地址
MAC单播地址：I/G位=0 广播（全一地址）多播（一部分地址）
MAC组播地址：I/G位=1时，表示组地址，用来进行多播（以前曾译为组播）。此时，IEEE只分配地址字段前三个字节中的23位帧长度64-1518
MAC广播地址：所有48位都为1时，只能作为目的地址使用
什么是虚拟局域网：是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，这些网段具有某些共同的需求。每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。
虚拟局域网的优点：1)改善了性能2)简化了管理3)降低了成本4)改善了安全性
局域网的优点：1广播功能2便于系统的扩展和逐渐演变3提高可靠性可用性
广播风暴:虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因广播风暴而引起性能恶化。
网桥的作用：过滤和转发交换机：独占的传输传输媒体，无碰撞的传输数据
交换式集线器常称为以太网交换机，这种交换机工作在数据链路层，以太网交换机的实质上就是一个多接口的网桥
100BASE-T的含义：100(速率为 100 Mbit/s)BASE(基带)T(双绞线)

第四章网络层

虚电路和数据报的区别:1思路2连接的建立3终点地址4分组的转发5当节点出故障时6分组的顺序7端到端的差错处理流量控制
虚电路：1可靠通信由网络来保证2必须有3只在建立连接使用，每个分组使用短的虚电路号4按同一路由进行转发5所有通过电路结点的路由均不能工作6发送顺序到达7由网络或主机负责
数据报的：1可靠通信由主机来负责2不需要3每个分组都有终点的完整地址4每个分组独立选择路由进行转发5故障结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化6不一定按照发送顺序7由主机负责
转发器：物理层使用的中间设备（集线器）
网桥：数据链路层层使用的中间设备（交换机）
路由器：网络层使用的中间设备，不转发IP为全1的广播
网关：在网络层以上使用的设备
单播地址：A，B，C类地址
A类IP：0+网络号(8位)+主机号(24位)全0代表这个，网络全0本网络，全1环回测试；主机号全0单个网络地址主机全1所在网络的所有地址
B类IP：10+网络号（16）+主机号（16位）
C类IP：110+网络号（24位）+主机号（8位）
D类IP：1110+多播地址，共2^28个
E类IP：1111 保留为今后使用
网络号0，主机号0：在本网络上的本主机（DHCP）
网络号0，主机号host-id：在本网络上某台主机host-id
网络号全1，主机号全1：在本网络上进行广播，路由器不转发（DHCP）
网络号net-id，主机号全1：对net-id上所有的主机进行广播
网络号127，主机号非全0全1：本地回环测试
网络号net-id，主机号全0：网络地址
地址解析协议ARP的功能：把IP地址转换位IP地址
ARP的工作流程：先在其ARP高速缓存中查看有无目的主机的IP地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址。如没有，ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组。如果说某一个这个站点收到ARP请求之后，发现目的地址与自己的ip地址相同，然后就回一个ARP响应ARP响应中就携带了自己的MAC地址，第二级响应是个单播。收到ARP响应分组后，将得到的IP地址到硬件地址的映射写入ARP高速缓存
IP数据报的首部：首部固定部分20字节，可选部分最长40字节，长度为4字节的整数倍
IP首部长度：占4位，可表示4到15个单位(一个单位为4字节)，IP的首部长度的最大值是60字节。一般是20字节
IP片偏移：占13 位，指出较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以8个字节为偏移单位。
首部校验和：占16 位，只检验数据报的首部，不检验数据部分。
首部校验和计算过程：1)把数据报首部划分为许多16位的序列2)把检验和置零3)用反码算数运算把所有的16位字相加后把和的反码写入检验和字段4)接收方收到后把所有的16位字反码求和，结果取反码5)如果结果为0则保留数据报，否则丢弃
IP数据报的生存时间：每经过一次路由器的转发减一
划分子网：划分子网增加了灵活性，但却减少了能够连接在网络上的主机总数。
子网掩码：子网掩码可以不连续，全0和全1的地址不使用
子网掩码作用：把子网掩码和IP地址与运算就可以得到网络地址，可以用于判断是否处于同一网络
CIDR：全0和全1的地址可以使用
使用子网时分组转发的过程：1)从收到的分组的首部提取目的IP地址D。2)先用各网络的子网掩码和D与运算，看是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。否则就是间接交付，执行(3)。3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行 (4)。4)对路由表中的每一行，将子网掩码和D逐位相“与”。若结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。5)若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。6)报告转发分组出错。
默认路由：0.0.0.0 子网掩码也是0.0.0.0
最长前缀匹配：应该从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。
路由聚合：一个CIDR地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合，路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换，从而提高了整个互联网的性能。
ICMP报文的种类：差错报告报文和询问报文
不会发送ICMP差错报告报文的情况：1)对于ICMP差错控制报文，不发送2)对于第一分片的所有后续数据报片3)具有多播地址的数据报片4)具有特殊地址(127.0.0.0、0.0.0.0)的数据报
差错控制报文种类：1)终点不可达2)时间超过3)参数问题4)改变路由
询问报文：1)回送请求和回答2)时间戳请求和回答
ICMP应用：PING，traceroute（UNIX），tracert（WIN）
PING使用的ICMP报文：回送请求和回答
路由选择协议：内部网关协议IGP（RIP，OSPF）外部网关协议EGP（BGP-4）
RIP：只适用于小型网络，距离大于16则不可达
OSPF：向本自治系统中所有路由器发送信息，这里使用的方法是洪泛法，每个路由器都有全网络的拓扑结构，使用迪杰斯特拉算法进行路由选择。
BGP：在自治系统之间交换“可达性”信息
RIP，OSPF，BGP封装在什么报文里：RIP(UDP报文),OSPF(IP数据报),BGP(TPC报文)，ICMP(IP数据报)
IPv6表示法：128位，冒号16进制表示
IPv6为什么没有校验：加快路由器处理数据的速度
IPv4向IPv6过渡的技术：使用双协议栈，使用隧道技术
IPv6的多播地址：11111111（8位）或者FF00::/8
IPv6的回环测试地址：0…1(128位)或者::1/128
IP多播需要的协议：汪集管理协议IGMP，多播路由选择协议
多播路由的选择协议使用技术:1)洪泛与剪枝2)隧道技术3)基于核心的发现技术
VPN：利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网又称为虚拟专用网VPN
NAT：需要在专用网连接到互联网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和互联网连接。

第五章运输层

端口长度：16位
端口分类：周知口（0-1023）登记端口号（1024-49151）客户端使用的端口号（49152-65535）
UDP特点：无连接的协议，提供无连接服务；其传送的运输协议数据单元TPDU是 UDP 报文或用户数据报；支持单播、多播、广播；不提供可靠交付；简单。适用于多媒体应用等。
TCP：面向连接的协议，提供面向连接服务；其传送的运输协议数据单元TPDU是 TCP 报文；支持点对点单播，不支持多播、广播；提供可靠服务；复杂。用于万维网、电子邮件、文件传送等。
UDP校验和：连同伪首部，首部，数据一起求校验和取反码写入检验和
UDP伪首部：12个字节，计算检验和时临时添加在数据报前面，伪首部不会向上或向下提交
TCP连接：每一条TCP连接被通信两端的两个SOCKET所决定
可靠传输的工作原理：1)停止等待协议、2)连续ARQ协议（回退N协议）
停止等待协议：每发送完一个分组就停止发送，等待收到对方的确认再继续发送。
回退N协议：对按序到达的最后一个分组发送确认
紧急URG：当URG=1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送
确认ACK：只有当ACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。
推送PSH：接收TCP收到PSH=1的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。
复位RST：当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，再重新建立运输连接。
同步SYN：同步SYN=1, ACK=0 表示这是一个连接请求或连接接受报文,SYN=1,ACK=1表示同意连接。
终止FIN：FIN=1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
窗口：接收方的接受窗口大小，占16位
往返时间RTTs：新RTTs=(1-α)(旧的RTTs)+α(新的RTT样本) α=0.125
RTTD：RTTD=(1-β)*(旧的RTTD) + β *|RTTs-新的RTT样本| β=0.25
超时重传时间RTO：RTO=RTTs+4*RTTD，当报文重传则不采用样本，并将RTO翻倍
流量控制：就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。利用滑动窗口机制可以很方便地在 TCP 连接上实现流量控制。
拥塞控制算法：慢开始，拥避免，快重传，快恢复
发送窗口的上限：Min[接收方的接收窗口, 拥塞窗口]
TCP连接管理：三报文握手（连接建立），四报文握手（连接释放）