计算机网络基础复习要点.docx
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计算机网络基础复习要点
★了解Internet发展史(前身),Internet使用的协议集
ARPANET.TCP/IP
★★了解计算机网络的定义及其功能
1)定义:
计算机网络是“以相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”
2)功能:
联网用户可以交换信息,实现资源共享
★了解广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、个人区域网(PAN)
广域网:
100-1000km(远程网),公共数据网络。
宽带核心交换技术。
城域网:
10-100km(通信平台),
局域网:
10m-10km,高数据传输速率
个人区域网:
10m以内,蓝牙技术,ZigBee技术。
★★了解三网融合的概念
三网即计算机网络、电信通信网、电视传输网络。
★网络术语的区别
计算机网络:
使用通信技术将若干独立计算机系统互联起来的集合,比如局域网
internet:
网络互联,是表述将多个计算机网络互联成为大型网络系统的技术
Internet即因特网、互联网是专用名词,专指目前广泛应用、覆盖了全世界的大型网络
Intranet即将企业不同地理位置的部门或分支机构不连接或不直接连接到Internet而供内部员工使用的专用网络
★★了解计算机网络组成:
资源子网与通信子网
资源子网:
主机与终端、终端控制器、联网外设、各种网络软件与数据资源;负责全网的数据处理业务,为用户提供网络资源与网络服务。
通信子网:
路由器、各种互联设备与通信线路;负责网络数据传输,路由与分组转发等任务(拓扑)
★★了解数据交换方式的分类
线路交换
报文存储转发交换
数据交换方式存储转发交换数据报交换:
不需建立连接带地址
分组交换
虚电路交换:
建立虚电路无地址
★★了解通信线路的两种分类
点到点(电话机、传统广域网、光纤)
广播(WiFi)
★★了解常用传输介质特征
有线传输介质:
(1)双绞线:
①分为STP屏蔽双绞线和UTP非屏蔽双绞线,二者区别在于多了一个金属屏蔽层②星型或树状型拓扑③适用于双绞线的接口-RJ45(水晶头路由器)
(2)同轴电缆:
①用于有线电视、早期以太网②总线型拓扑,半双工
(3)光纤:
传输效率高,误码率低,安全性好
无线传输介质:
无线电波、微波、卫星、红外线
★★★了解数字信号与模拟信号特征,
模拟信号:
取值是连续的,电平幅度连续变化的电信号(人的语音信号)
数字信号:
取值是离散的,计算机产生的0/1比特序列由两种不同的电平来表示、电压跳变的脉冲信号(电压跳变的脉冲信号)
★★★理解调制解调器的作用
将发送端的数字信号变换成模拟信号,又将接收端的模拟信号还原为数字信号
★★★了解数字信号调制为模拟信号的三种常见的方法
(1)振幅键控:
通过改变载波信号振幅来表示数字信号1、0
(2)移频键控:
通过改变载波信号角频率来表示数字信号1、0
(3)移相键控:
通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0
★★了解单工、全双工、半双工通信方式特征及对应常见例子
(1)单工通信:
只能有一个方向的通信而没有反方向的交互(打印机)
(2)半双工通信:
通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送也不能同时接收(WiFi、同轴电缆、集线器)
(3)全双工通信:
通信的双方可以同时发送和接收信息。
(交换机)
★★了解串行通信与并行通信的特征
将表示一个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序依次发送的方式称为串行通信
将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条并行的通信信道发送,每次可发送一个字符代码的方式称为并行通信。
★★了解通信过程的同步的概念;位同步与字符同步,了解内同步法与外同步法的差异;
内同步(曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码)
位同步
同步外同步(非归零码,同时画同步时钟)
字符同步:
同步传输、异步传输
(1)同步是要求通信双方在时间基准上保持一致的过程
(2)位同步:
要求接收端根据发送端发送数据的时钟频率与比特流的起始时刻来校正自己的时钟频率与接收数据的起始时刻
(3)字符同步:
发送端以八位为一个字符单元来发送,接收端也以八位的字符单元来接收,保证双方正确传输字符的过程
(4)内同步:
从自含时钟编码的发送信号中提取同步时钟的方法
(5)外同步:
在发送端发送一路数据信号的同时,另外发送一路同步时钟信号,接收端根据收到的同步时钟信号来校正时间基准与时钟频率,实现双方的位同步
★★★★★重点掌握非归零码、曼彻斯特编码及差分曼彻斯特编码的方法
(1)非归零码:
低电平表示0,高电平表示1,并附上同步时钟。
(2)曼彻斯特编码:
①每比特的周期T分为前T/2余后T/2两个部分②前T/2传送该比特的反码③后T/2传送该比特的原码
(3)差分曼彻斯特编码:
①每比特的值根据其开始边界是否跳变来决定②每个比特开始处如果发生电平跳变,则表示传输二进制“0”,不发生跳变表示传输二进制“1”
★★了解多路复用的常见几种形式
(1)时分复用:
是将信道用于传输的时间划分为若干工作周期T(时间片),再将每个周期T划分成若干时隙,通过为信源信道分配互不重叠的时隙,使其对应的用户在其占有时隙内使用信道的全部带宽。
(2)频分复用:
一条通信线路上设置多个信道(其频率范围互不重叠),从而使一条通信线路可以划分为不同通信频率的多个信道用来同时传输多路信号。
用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。
(3)波分复用:
整个波长频带被划分为若干个波长范围,每路信号占用一个波长范围来进行传输
★了解常见的Internet接入技术:
ADSL、HFC、光纤接入、移动通信接入
(1)ADSL宽带接入技术:
是采用频分复用技术在电话线路上实现语音传输的非对称数字用户线路。
采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道,从而避免了相互之间的干扰。
“非对称”是指ADSL的下行(从ISP到用户)带宽都远远大于上行(从用户到ISP)带宽
(2)光纤同轴混合网HFC:
是一种可传送有线电视网络,还提供电话、数据和其他宽带交互型业务的居民宽带接入网
(3)光纤接入:
ADSL、光纤同轴混合网HFC
(4)移动通信接入:
2G.3G.4G
★了解“奈奎斯特定理”
矩形特征的有限带宽、无噪声的理想信道的最大传输速率与信道带宽的关系Rmax=2·B(bps)
★★掌握“香农定理”公式
有限带宽、有随机热噪声信道中理想最大传输速率与信号带宽和信噪比的关系Rmax=B·log2(1+S/N)
了解信噪比使用分贝(dB)来表示方法(db)=10log(S/N),如果信噪比为1000,则S/N=30db
★了解传输差错的原因、误码率的概念、纠错码与检错码、物理线路噪声的分类
(1)传输差错的原因:
数据在通过物理线路时受到噪音干扰,使得接收的数据与发送数据不一致
(2)误码率:
二进制码元在数据传输系统中被传错的概率
(3)纠错码:
接收端能发现出错,但不能确定哪一比特是错的并且自己不能纠正传输差错
(4)检错码:
接收端能发现并自动纠正传输差错
(5)物理线路噪声的分类:
①热噪声:
时刻存在,随机差错
②冲击噪声:
外界电磁干扰引起,呈突发性
★★了解数据帧校验的概念,FCS的概念及其作用
(1)数据帧校验的概念:
帧尾放FCS来检测差错
(2)FSC概念:
根据循环溶于检错码计算出的校验部分,用来检测帧是否正确
★★★掌握0比特插入/删除方法实现数据帧的透明传输
101111110为头和尾
2发送端在发送数据时如果检查出有连续的五个1,不管它背后是0还是1,都增加一个0
3接收端在接收数据时先把边界去掉再对数据进行检查,每发现五个连续的1时,就将后面的一个0删除
★★了解数据链路层滑动窗口协议的分类及其特点
第五个后都重新发送
只重发第五个
★★★理解掌握奇偶校验方法
(1)奇校验:
确保整个被传输的数据中“1”的个数是奇数个,如果信息位中“1”的个数为奇数时,校验位填“0”;否则填“1”
(2)偶校验:
确保整个被传输的数据中“1”的个数是偶数个,如果信息位中“1”的个数为奇数时,校验位填“1”;否则填“0”
信息字段 奇校验码 偶校验码
0110001 01100010 01100011
★★★★★掌握CRC计算方法
模2加法运算定义为:
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0
模2乘法运算定义为:
0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1
模2减法运算定义为:
0-0=00-1=11-0=11-1=0
模2除法运算定义为:
0÷1=0 1÷1=1
(1)原理:
①根据生成多项式(二进制序列)计算k值(其最高幂值)得到2k;②将发送数据多项式(二进制序列)与2k(二进制序列)进行模二乘法运算得到乘积(二进制序列)③将乘积(被除数,二进制序列)与生成多项式(除数,二进制序列)进行模二除法运算,得到余数(二进制序列)④将余数比特序列与乘积进行模二加法运算得到带CRC校验码的发送数据比特序列⑤如果在数据传输过程中没有发生错误,接收端收到的带有CRC校验码的数据比特序列一定能被相同的生成多项式
(2)举例:
将发送数据比特序列110011
生成多项式比特序列11001
解:
1*24+1*23+0*22+0*21+1*20
2k=24=(10000)2
模二乘法
★★掌握5种常见的网络拓扑结构:
星型、环型、总线型、树型、网状及其典型,
星型:
交换机
环型:
tokenring、早期网络
总线型:
同轴电缆
树型:
学校
网状:
大型网络
★★了解MAC地址
在局域网中,硬件地址又称为物理地址或MAC地址;是共享介质的使用规则;Mac地址全球唯一;典型的Ethernet地址:
00-60-8C-01-28-12;
Mac地址:
48比特位,6字节
子网掩码、IP地址:
32比特位,4字节
★★了解10BASE-T的含义
10——速率Mbps
Base——基带传输
T——传输介质双绞线UTPSTP
★★了解TokenBus与TokenRing的介质访问控制方法(确定型介质访问控制方法)
tokenbus:
IEEE802.4标准(使用令牌作为控制节点访问公共总线的机制,需要预先确定节点获得令牌的顺序,使得连接在共享总线的多个节点在传输过程中形成逻辑的环状)
tokenring:
IEEE802.5标准(闭合环状结构->数据一个方向逐站传输->令牌的空闲/繁忙->数据被正确接收的标记
★★了解IEEE802.3传统以太网的网络特征,了解Ethernet、FastEthernet的工作速率的差异
Ethernet:
CMSA/CDIEEE802.3标准(随机型介质访问控制方法)
Ethernet:
10Mbps
FastEthernet:
100Mbps
★★★重点掌握Ethernet的介质访问控制机制CSMA/CD的工作过程
先听后发:
监听线路是否空闲,空闲了再发数据
边听边发:
发送过程是否发生了冲突
冲突停发:
发生了冲突停止发送数据
随机重发:
随机重新发送数据
★★★★★掌握共享介质中争用期(也叫冲突窗口)对于发送的数据帧长度的影响
Lmin=数据长度S=发送速率2D/V=征用期时长Lmin/S≥2D/V
Ethernet的最小帧长度约束(64字节)小于64B称为碎帧,无法发送
★★★了解交换机交换数据帧的3种机制(存储转发、直接交换、改进直接交换),了解其特点
直接交换:
交换机只要接收并检测到目的地址字段,立即将帧转发出去,而不进行差错校验。
优点是交换拖延时间短,缺点是缺乏差错检测能力
改进直接交换方式:
在接收到Ethernet帧的前64字节后。
判断帧头字段是否正确,如果正确就发出去。
只对帧的地址字段和控制字段进行差错检测,使交换延迟时间将会减少
存储转发方式:
交换机首先要完整的接收帧,并进行差错检测。
如果接收帧正确,根据帧目的地址选择对应的输出端口号然后转发出去。
优点是具有帧差错检测能力,缺点是交换延迟时间将会增长
★★了解L3交换机与L2交换机的差异
L2交换机:
工作在数据链路层的交换机,要通信必须网络号一样(同一广播域)
L3交换机:
工作在网络层的交换机,网络互联(分割广播域)
★交换机功能:
①建立和维护一个表示Mac地址和交换机端口号对应关系的映射表②完成帧的过滤与转发
★★★理解TTL的含义及变化特征
TTL是指数据在路由器里的保存时间,以跳为单位。
★了解WLANIEEE802.11标准
无线局域网IEEE802.11,已发展到IEEE802.11j
★了解防火墙的作用
保护电脑内部文件不受入侵
★★了解网络协议三要素
语义—解释控制信息每个部分的意义,规定了需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出什么样的响应。
(要做什么)
语法—用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序。
(要怎么做)
时序—对事件发生顺序的详细说明(做的顺序)
★★★★★重点掌握OSI参考模型
OSI参考模型层次划分的原则:
•网中各主机都具有相同的层次。
•不同主机的同等层具有相同的功能。
•同一主机内相邻层之间通过接口通信。
•每层可以使用下层提供的服务,并向其上层提供服务。
•不同主机的同等层通过协议来实现同等层之间的通信。
OSI各层的应用:
•应用层:
作为用户访问网络的接口,实现协同工作的应用程序之间的通信过程控制
•表示层:
负责通信系统之间的数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等
•会话层:
负责维护两个主机之间的会话连接的建立、管理和终止以及数据的交换[建立会话,拆除会话等会话管理服务,区分不同应用程序数据]
•传输层:
为分布在不同地理位置计算机的进程通信提供端-端连接与数据传输服务。
(TCP、UTP)区分不同的上层应用(端口号)---找到应用进程了
•网络层也叫第3层:
提供逻辑网络地址寻址,(IP)通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的传输路径,实现流量控制、拥塞控制与网络互联的功能。
路由器工作在网络层,在互连的网络中提供路由选择服务。
---找到主机了
•数据链路层:
在物理层基础上,通过建立数据链路连接,采用差错控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
包括提供对介质的访问、物理寻址、帧的差错校验
•物理层:
实现比特流的透明传输,屏蔽各种传输介质的差异,为数据链路层提供数据传输服务
★★★★重点掌握TCP/IP协议各层常见协议及各协议的作用
(1)主机-网络层(网络接口层):
(允许使用广域网、局域网与城域网的各种协议)
–TCP/IP参考模型的最低层,它负责通过网络发送和接收IP分组
–任何一种流行的低层传输协议都可以与TCP/IP协议互联网络层接口。
(2)互联网络层:
(IP协议)
-处理来自传输层的数据发送请求:
将传输层报文封装入IP分组,填充分组头部,启动路由选择算法,选择去往目的结点的发送路径,将分组发往适当的网络接口进而转发至下一节点;
-处理输入的分组:
首先检查IP数据分组的合法性,然后进行路由选择,假如该数据分组已到达目的结点(本机),则去掉分组头,将IP分组的数据部分交给传输层相应的模块处理;假如该分组尚未到达目的结点,则通过路由选择算法选择下一跳节点对应的网络输出接口继续转发该IP分组。
-处理网络的路由选择、流量控制与拥塞控制。
(3)传输层:
(UTP、TCP协议)
-负责在会话进程之间建立和维护端-端连接,实现网络环境中分布式进程通信。
-定义了两种不同的协议:
TCP与UDP。
-传输控制协议TCP是一种可靠的、面向连接、面向字节流(bytestream)的传输层协议(通过三次握手建立连接,通过四次握手释放连接)。
TCP协议提供比较完善的流量控制与拥塞控制功能。
用户数据报协议UDP是一种不可靠的、无连接的传输层协议
(4)应用层:
TCP/IP应用层包括各种标准的网络应用协议,基本的协议主要是:
4远程登录协议(TELNET)
5文件传输协议(FTP)
6简单邮件传输协议(SMTP)
7超文本传输协议(HTTP)
8域名服务(DNS)协议
9简单网络管理协议(SNMP)
10动态主机配置协议(DHCP)
★★了解套接字
由地址、端口号、传输层的TCP或UDP组成
★★★网络层:
ICMP、IP、ARP、RARP
ICMP:
internet控制报文协议
IP:
网络层向上提供无连接的、不可靠的“尽最大努力”的分组传送服务。
网络在发送分组时不需要先建立连接,每一个分组独立发送,与其前后的分组无关。
网络层不提供服务质量的承诺,即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按序到达终点)
ARP:
地址解析协议(IP-物理地址)
RARP:
逆地址解析协议(物理地址-IP地址)
★★★掌握ARP协议及其工作过程
ARP:
地址解析协议(IP-物理地址),A主机要发给B主机文件,只知道它的IP地址但不知道它的物理地址,所以通过ARP命令,用IP在当前局域网搜索Mac地址
★★了解ICMP因特网控制信息协议,熟悉通过ICMP协议进行连通性测试的工具ping命令
ICMP:
测试网络用的一种报文,发过去反馈的信息可以看出网络连接的问题
Ping:
测试是否能通信的工具
★★★应用层:
FTP、HTTP、DHCP、DNS、SMTP、POP3、TELNET
★★★★掌握DHCP、www、http、URL、FTP、DNS
DHCP:
动态主机配置协议,为网卡自动分配包括IP地址在内的网络属性(掌握DHCP服务器的作用域设置(起止地址与排除地址),DHCP保留设置,DHCP客户端设置)
WWW:
万维网
HTTP:
超文本传输协议
URL格式:
主机、目录、对象(FTP:
//xxx/share/1.doc)
FTP:
文件传输协议,用于上传、下载文件,控制连接与数据连接
DNS:
域名系统,将域名转换为IP地址
★★了解域名的表示及常见的顶级域名(比如EDU代表教育组织等),了解顶级域名分类的主要方法(基于地理位置与组织性质)
域名表示:
主机域名=四级域名+三级域名+二级域名+顶级域名
()
顶级域:
(1)通用域:
com商业、edu教育机构、gov政府、net网络服务供应商、org非营利性机构、int国际性组织、mil军事组织
(2)国家或地区用域
顶级域名分类的主要方法:
地理位置和组织性质
★★★了解目前流行的3种电子邮件传输协议及作用:
SMTP、POP3、IMAP;
SMTP:
发送邮件
Pop3:
接收邮件
IMAP:
接收邮件
★了解电子邮件账号的格式:
name@host-domain
★★掌握常见的应用协议所使用的端口号
www80.FTP数据连接20.
0-1023熟知端口号。
1024-49151注册端口号。
49151-65535临时端口号。
★★★掌握ipconfig/all命令并理解其执行结果
当使用all选项时,Ipconfig能为DNS和WINS服务器显示它已配置且所要使用的附加信息(如IP地址),并且显示内置于本地网卡中的物理地址
★★★掌握数据封装过程:
比特序列->数据帧->IP分组/数据包->报文段及相应头部包含的关键信息(源地址、目的地址)
★★理解冲突域和广播域
冲突域:
我发数据你不能发,属同一冲突域
广播域:
我发广播你能听得到,属同一广播域
★★★★掌握使用集线器、交换机、路由器互连对冲突域及广播域划分与否
集线器:
合并冲突域和广播域
交换机:
划分冲突域,合并广播域
路由器:
划分冲突域,分割广播域
★★★★掌握集线器对应的OSI模型中的层次:
集线器工作在物理层,主要功能:
信号再生放大,扩大传输距离;
★★★★掌握交换机对应的OSI模型中的层次:
交换机工作在数据链路层,用于将同一个网络的主机互连,识别数据帧根据MAC地址进行转发过滤
★★★★掌握路由器的工作原理及对应的OSI模型中的层次:
路由器工作在网络层,用于将不同网络比如局域网与局域网、局域网与广域网互连,具有IP寻址和路由选择功能,根据IP地址转发报文分组
★★★理解路由器与主机网卡的网关设置的关系
主机要设置默认网关,这个默认网关就是路由器IP地址,这样主机才可以和路由器通信。
★★了解NAT网络地址转换的作用
在路由器上把私有地址转化为公有地址的上网方式,一个路由器带几十个手机一起用
★★了解虚拟局域网VLAN,了解在交换机上划分VLAN的几种方法
虚拟局域网VLAN:
基于交换机上划分广播域(男生组女生组)逻辑工作组
VLAN的划分方法:
(1)交换机的端口:
将端口1、4、5连接的三个节点组成了VLAN1,将端口2、3、6连接的三个节点组成了VLAN2,成为两个相互隔离的两个虚拟工作组,交换机中保存的‘VLAN与端口映射表’也叫‘VLAN成员列表’
(2)Mac地址:
网咯管理员可以指定具有哪些Mac地址的节点术语某个VLAN,而不管这个节点连接在哪个端口上‘VLAN与端口映射表’
(3)IP地址、网络层协议:
可以将属于一个子网的所有节点划分在一个VLAN中
★★★★★IP地址
1)理解IP地址的表示法(IPV4:
32位与点分子十进制,另外IPV6:
128位)
2)掌握A/B/C三类IP地址的特点及范围,并能区分出有效的IP地址:
A:
0开头8位网络位,24位主机位,第一字节:
1-126,默认子网掩码:
255.0.0.0
B:
10开头,16位网络位,16位主机位,第一字节:
128-191,默认子网掩码:
255.255.0.0
C:
110开头,24位网络位,8位主机位,第一字节:
192-223,默认子网掩:
255.255.255.0
超过C类IP地址上限223的IP地址比如224.1.1.1则为不合法IP,不能分配给主机使用。
D:
1110D类IP地址用于多播;
3)理解特殊的IP地址;
网络地址:
网络位不变,主机位全0
直接广播地址:
网络位不变,主机位全1
受限(有限)广播地址:
32位全为1即255.255.255.255
loopback回送(回路)地址:
127.0.0.1回路测试地址
★★★★★划分子网(实验4的练习)
1)理解子网掩码的作用及表示方法,判定合法的子网掩码特征,及A/B/C三类默认的子网掩码;
2)掌握:
判断两主机是否可以直接通信的方法(即是否处于同一子网,子网的网络地址相同则属于同一子网)
3)掌握:
根据IP地址和子网掩码,计算其所在子网的网络地址和直接广播地址;(根据给定子网掩码与默认子网掩码区分网络位和主机位来判断是否借位情况)
注意:
子网的网络地址就是将网络位与子网位保持不变,而将主机位置为全0;而子网的直接广播地址就是将网络位与子网位保持不变,将主机位置为全1;介于该子网的网络地址与广播地址之间的IP地址就是合法有效的IP。
4)掌握子网划分的方法:
根据子网掩码,计算该网络可容纳的子网数和主机数,并能进行子网划分(根据网络可容纳的子网数或主机数,计算新的子网掩码,并能列出每个子网的子网地址,广播地址及每个子网中IP的取值范围)
如:
购买了A类地址123.0.0.0,要
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