期末加油！！ Quiet

試卷題型分布

填空 選擇 判斷 簡答 綜合

第一章 概述

1、互聯網的基本概念

• 互聯網概念： 自治的，互聯的計算機系統集合
• 互聯網的前身：

1. 第一階段：單個網路（阿帕網）向互聯網發展的程序
2. 第二階段： 三級互聯網結構的建成
3. 第三階段： 逐步形成全球范圍內的多層次ISP結構互聯網

• 互聯網的組成：（P9）組成方式（軟體，硬體，協議），作業方式（邊緣部分，核心部分），功能方式（通信子網，資源子網）
• 互聯網分類 :

1. 分布范圍：廣域網，域域網，局域網，個人局域網
2. 傳輸技術 ： 廣播式網路 點對點網路
3. 拓撲結構： 總線形網路，星形網路，環狀網路，網狀形網路
4. 使用者分類： 專用網，公用網
5. 交換技術分類：電路交換網路，報文交換網路，分組交換網路（包交換網路）

2、互聯網的性能

• 計算機網路性能（時延）

• 時延 ： 發送時延，傳輸時延，排隊時延，處理時延

• 時延的概念：指資料（報文/分組/位元流）從網路（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間，也叫延遲或遲延，單位是s

題目： 廣域網使用點對點技術，局域網使用廣播技術

注意：
對排隊時延以及處理時延的理解，相當于進高鐵站進安檢口進行排隊（排隊時延），在安檢站進行檢查的程序（處理時延），排隊拿已經被檢查的行李（排隊時延）

拓展：時延帶寬積

• 往返時延RRT 的概念 ： 從發送方發送資料開始，到發送方收到接收方的確認（接收方收到資料后立即發送確認）總共經歷的時延，

3、互聯網的體系結構

• 計算機網路體系結構（協議劃分層次）

1. 協議：為進行網路中的資料交換而建立的規則（協議的構成：語法，語意，同步）
2. 計算機網路的分層：（向上層提供服務，向下層使用服務）
3. 計算機網路的分層的好處：1、各層之間是獨立的 2、靈活性好 3、結構上可分開 4、易于實作與維護 5、能促進標準化作業

通常各層所屬需要完成的功能如下：
1、流量控制
2、差錯控制
3、分段與重裝
4、復用和分用
5、連接的建立與釋放

計算機網路的各層及其協議集合就是網路的體系結構

PS : 體系結構是抽象的 ， 實作是具體的，真正運行的是軟體和硬體

計算機網路的體系結構 ：

• 相當于快遞的打包與拆包的程序，
  

注意： 資料傳輸層 不僅需要加入頭部，還需要加入尾部（記憶：資料傳輸層 比其他三個字的層多字）

協議和服務之間的區別

• 物體 ：發送或接收資訊的硬體或軟體行程
• 協議：控制兩個對等物體（或多個物體）進行通信的規則的集合
• 服務：在協議的控制下，兩個對等的物體間通信使得本層能夠向上提供服務，要實作本層協議，還要使用下面一層使用的服務， （下面的協議對上面的物體是透明的）使用本層服務的物體只能看見服務而無法看見下面的協議
• 服務訪問點: 在同一個系統中相鄰兩層的物體進行互動（即交換資訊的地方），通常稱為服務訪問點，（SPA）

第二章 物理層

• 物理層信道復用 ：

1、物理層信道復用 P56（課本）

頻分多路復用 FDM

• 用戶在分配到一定的頻帶后，在通信程序中自始至終都占用這個頻帶，頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬（頻率帶寬）資源 , 充分利用傳輸介質帶寬，系統效率較高 ,由于技術比較成熟，實作也比較容易，

時分多路復用 TDM

• 將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀），每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙，所有用戶輪流占用信道TDM幀是在物理層傳送的位元流所劃分的幀，標志一個周期，
  

波分多路復用WDM

• 波分多路復用就是光的頻分多路復用，在一根光纖中傳輸多種不同波長（頻率）的光信號，由于波長（頻率）不同，所以各路光信號互不干擾，最后再用波長分解復用器將各路波長分解出來，

碼分多路復用 CDM

• 每一個位元時間劃分為m個短的間隔，稱為碼片（chip）每個站分配一個唯一的m bit碼片序列，各站的碼片序列必須互相正交, 使用擴頻通信方法，每bit轉換成m bit碼片

2、IP 地址轉換協議

IP地址轉換用到的協議 ----> ARP 協議(王道 P150)

• 網路層及其網路層之上使用 IP 地址，IP地址放在IP 資料報的首部，MAC 地址放在MAC 地址幀的首部，通過資料封裝，將IP資料報封裝為MAC幀后資料鏈路層看不見資料分組的IP 地址，

ARP 作業在網路層, ARP 請求分組是廣播發送，

• ARP作業在網路層，其作業原理如下：主機A欲向本局域網上的某臺主機B發送IP資料報時，先在其ARP高速快取中查看有無主機B的IP地址，如有，就可查出其對應的硬體地址，再將此硬體地址寫入MAC幀，然后通過局域網將該MAC幀發往此硬體地址，如果沒有，那么就通過使用目的MAC地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF的幀來封裝并廣播ARP請求分組，使同一個局域網里的所有主機收到ARP請求，主機B收到該ARP請求后，向主機A發出回應ARP分組，分組中包含主機B的IP與MAC地址的映射關系，主機A在收到后將此映射寫入ARP快取，然后查詢到的硬體地址發送MAC幀，ARP由于“看到了”IP地址，所以它作業在網路層，而NAT路由器由于“看到了”埠，所以它作業在傳輸層，

ARP 的典型四種情況如下：

3、IP地址和MAC地址轉換 ？

演算法？

參考鏈接

第三章 資料鏈路層

1、輸入網址到打開用到的協議以及協議的作用

這是一道典型的面試題目：

總結如下 🔥 🔥

• 詳細參考鏈接如下

1. 域名決議
2. 為了將訊息從你的PC上傳到服務器上，需要用到IP協議、ARP協議和OSPF路由協議，
3. 發起TCP的三次握手
4. 建立TCP連接后發起HTTP請求
5. 服務器回應HTTP請求
6. 瀏覽器決議html代碼，并請求HTML代碼中的資源（如js、css、圖片等）
7. 斷開TCP連接
8. 瀏覽器對頁面進行渲染呈現給用戶

域名決議 ----> ARP協議 —> 路由選擇協議（內部網關協議，外部網關協議） -----> 路由分組轉發演算法

2、以太網的概念

• 嚴格來說，以太網應當是指符合DIX Ethernet V2 標準的局域網，但DIX Ethernet V2 標準與IEEE 802.3 標準差別很小，則通常將802.3 局域網稱為 以太網

• 以太網采用兩項措施簡化通信：采用無連接的作業方式；不對發送的資料幀編號，也不要求接收方發送確認，即以太網盡最大努力交付資料，提供的是不可靠服務，對于差錯的糾正則由高層完成

以太網傳輸介質與網卡

以太網的MAC 幀

3、配接器的概念

• 計算機是通過配接器將硬體連接到局域網
  

4、CSMA/CD協議 P87(課本)

• 載波監聽多點接入 / 碰撞檢測
• 半雙工通信
• 二進制指數退避演算法
  

第四章 網路層

1、網路層的兩個層面 P117 (課本)

• 資料層面（轉發層面）和控制層面

每個層面的中間設備 P120 (課本)

1. 物理層的中間設備 -> 轉發器
2. 資料鏈路層中間設備 -> 網橋/橋接器/交換機
3. 網路層中間設備 -> 路由器
4. 網路層以上中間設備 ->網關

2、IP 地址的知識點

IP 地址及其表示方法 ： 點分十進制 P122 (課本)

IP 地址的分類

3、無分類編址 CIDR

地址塊

地址掩碼

地址掩碼又稱子網掩碼
作用：從 IP 地址迅速算出網路地址

IP ::= <網路前綴，主機號>

• CIDR地址塊劃分舉例 P129

PS: 用轉發器或交換機連接起來的若干局域網仍為一個網路，不同前綴的局域網必須使用路由器進行連接

4、 ARP協議，MAC尋址

描述找主機MAC地址的程序 P133

• ARP作業在網路層，其作業原理如下：主機A欲向本局域網上的某臺主機B發送IP資料報時，先在其ARP高速快取中查看有無主機B的IP地址，如有，就可查出其對應的硬體地址，再將此硬體地址寫入MAC幀，然后通過局域網將該MAC幀發往此硬體地址，如果沒有，那么就通過使用目的MAC地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF的幀來封裝并廣播ARP請求分組，使同一個局域網里的所有主機收到ARP請求，主機B收到該ARP請求后，向主機A發出回應ARP分組，分組中包含主機B的IP與MAC地址的映射關系，主機A在收到后將此映射寫入ARP快取，然后查詢到的硬體地址發送MAC幀，ARP由于“看到了”IP地址，所以它作業在網路層，而NAT路由器由于“看到了”埠，所以它作業在傳輸層，

ARP 的典型四種情況如下：

5、IPV6與IPV4的不同表示方法

• IPv4和IPv6用于用戶標識和Internet上不同設備之間的通信，IPv4是32位IP地址，而IPv6是128位IP地址，IPv4是數字地址，用點分隔，IPv6是一個字母數字地址，用冒號分隔，

IPV6 冒號十六進制表示 ： 每個十六位的值使用十六進制表示，各值之間使用冒號隔開

IPV6與IPV4區別

• 1、IPV6將地址從32位(4B)擴大到128位(16B),更大的地址空間，
• 2、IPV6將IPV4的校驗和欄位徹底移除，以減少每跳的處理時間
• 3、IPV6將IPV4的可選欄位移出首部，變成了擴展首部，成為靈活的首部格式，路由器通常不對擴展首部進行檢查，大大提高了路由器的處埋效率，
• 4、Pv6支持即插即用（即自動配置），不需要DHCP協議，
• 5、IPv6首部長度必須是8B的整數倍，IPv4首部是4B的整數倍
• 6、IPv6只能在主機處分片，IPv4可以在路由器和主機處分片，
• 7 、ICMPV6:附加報文型別“分組過大”，
• 8、IPv6支持資源的預分配，支持實時視像等要求，保證一定的帶寬和時延的應用，
• 9、IPv6取消了協議欄位，改成下一個首部欄位，
• 10、IPv6取消了總長度欄位，改用有效載荷長度欄位
• 11、IPV6取消了服務型別欄位，
• 12、IPV6取消了子網掩碼

過渡

• 雙協議堆疊 —> IPV4/IPV6 同時存在，區分：DNS 查詢回傳
• 隧道技術 —> IPV4 向IPV6 過渡的技術

6、路由選擇協議

• 路由協議，那些是動態那些是靜態，內部協議和外部協議，內部的更重要 （推薦視頻）

路由選擇協議概述

因特網所采用的路由選擇協議的主要特點：
自適應：動態路由選擇，能較好地適應網路狀態的變化
分布式：路由器之間交換路由資訊
分層次：將整個因特網劃分為許多較小的自治系統AS

域內路由選擇：IGP
域外路由選擇：EGP

IGP與EGP 只是分類名稱，不是具體的分類協議，

路由器的基本結構

①路由選擇協議RIP 的基本作業原理

• RIP 存在壞訊息傳的慢，路由環路的情況（距離向量演算法的通病）

②OSPF 開放最短路徑優演算法

• 克服RIP 的缺點，基于鏈路狀態（不會產生路由環路）
• 鏈路狀態是指本路由器都和哪些路由器相鄰，以及相應鏈路的“代價

RIP , OSPF , BGP 報文的協議及其封裝關系：

7、虛擬專用VPN和網路地址轉換NAT

• 虛擬局域網,什么情況下會用到，用途 P185

• 虛擬專用網的概念：利用公用的因特網作為本機構各專用網之間的通信載體，這樣的專用網又稱為虛擬專用網，由于IPv4地址的緊缺，一個機構能夠申請到的IPv4地址數量往往遠小于本機構所擁有的主機數量，因此，虛擬專用網中的各主機所分配的地址應該是本機構可自由分配的專用地址而不是需要申請的、在因特網上使用的公有地址，

• 行內網VPN :同一機構內不同部門的內部網路所構成的虛擬專用網VPN又稱為

IP隧道技術：

• 遠程接入VPN. 有時一個機構的VPN需要有某些外部機構（通常就是合作伙伴）參加進來，這樣的VPN就稱為外聯網VPN.在外地作業的員工需要訪問公司內部的專用網路時，只要在任何地點接入到因特網，運行駐留在員工PC中的VPN軟體，在員工的PC和公司的主機之間建立VPN隧道，即可訪問專用網路中的資源，

網路地址轉換NAT ： 緩解了IPV4地址空間即將耗盡的問題，

• NAT能使大量使用內部專用地址的專用網路用戶共享少量外部全球地址來訪問因特網上的主機和資源，

NAT 網路地址轉換表情況如下：注意全球IP 地址與目的IP地址

存在的問題：該轉換方法存在一個問題：如果NAT路由器具有N個全球P地址，那么至多只能有N個內網主機能夠同時和因特網上的主機通信，

8、軟體定義網路SDN

• 軟體定義網路SDN，openflow協議 P194

• 在SDN中，資料層面的交換機是由控制層面進行控制的，這種控制是通過協議OpenFlow來實作的，可以將協議OpenFlow看成是在SDN體系結構中控制層面和資料層面之間的介面，它使得控制層面的控制器可以對資料層面中的物理設備或虛擬設備，進行直接訪問和操縱；這種控制在邏輯上是集中式的，是基于流的控制，

SDN 體系結構的四個關鍵特征

1. 基于流的轉發
2. 資料層面與控制層面分離
3. 位于資料層面交換機之外的網路控制功能
4. 可編程的網路

SDN 控制器的層次

OpenFlow 協議與OpenFlow 交換機

小知識點匯總

1、IP TCP 分別在哪個層

• IP： 網路層
• TCP/UDP： 傳輸層
• HTTP、RTSP、FTP： 應用層協議

TCP 面向連接，可靠

交換機在資料鏈路層
路由器在網路層
集線器在物理層
設配器在物理層

2、各層網路單位

物聯網淑惠試用

各層單位：

• 物理層：位元
• 資料鏈路層：幀
• 網路層：資料報
• 傳輸層：報文段，用戶資料報