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网络技术与应用知识点整理

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发表于 2023-1-12 14:52:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
第一二章:

计算机网络的概念和逻辑上的组成:



    • 计算机网络的概念:

      • 把分布在不同地点,且具有独立功能的,多个计算机通过通信设备和线路链接起来,在功能完善的网络软件运行环境下,以实现网络中资源共享为目标的系统。

    • 计算机网络逻辑上的组成

      • 通信子网+终端系统


协议的概念和协议三要素的名称及含义



    • 协议的概念:

      • 通信双方必须遵守的、控制信息交换规则的集合,是一套语义和语法规则,用来规定有关功能部件在通信过程中操作定义数据发送和接收工作中必经的过程
      • 协议是一个水平的概念
      • 服务是一个垂直的概念

    • 协议三要素(怎么讲,讲什么,什么时候讲什么)

      • 语义:构成协议的协议元素含义的解释
      • 语法:数据与控制信息的结构或格式,确定通信时采用的数据格式、编码和信号电平等
      • 同步:规定了时间的执行顺序


网络的分类方式:



    • 按照网络作用范围分:5种

      • PAN(Personal area network:个人区域网)
      • LAN(Local area network:局域网)
      • MAN(Metropolitan area network:城域网)
      • WAN(Wide area network:广域网)
      • Internet(因特网)

    • 按照拓扑结构分:5种

      • 星状结构
      • 树状结构
      • 总线型结构
      • 环状结构
      • 网状结构



OSI/RM七个层次和作用:



    • 应用层:

      • 应用程序提供网络服务,包含各种用户使用的网络协议。

    • 表示层:

      • 用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式

    • 会话层:

      • 维护两个通信节点之间的会话连接建立、维护和断开,以及数据的交换。

    • 传输层:

      • 向用户提供端到端的数据传输服务,解决对上层屏蔽低层的数据传输问题。

    • 网络层:

      • 分组交换网络上不同主机提供通信服务
      • 以分组为单位的数据包通过通信子网选择适当的路由
      • 实现网络互联、拥塞控制等功能

    • 数据链路层:在通信的实体之间建立数据链路连接

      • 传输以帧为单位的数据包
      • 采取差错控制和流量控制的方法,让有差错的物理线路变成无差错的数据链路

    • 物理层:利用传输介质为通信的网络节点之间建立、维护和释放物理连接

      • 实现比特流的传输


TCP/IP体系结构的分层






    • 应用层

      • SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件传输协议
      • MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions):多用途网际邮件扩充协议
      • Telnet:远程终端协议
      • FTP(File Transfer Protocol):文件传输协议
      • HTTP:超文本传输协议
      • RIP:路由信息协议

    • 传输层

      • TCP(Transmission Control Protocol):传输控制协议
      • UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议

    • 互联网络层

      • IP:IP协议
      • ICMP(Internet Control Message Protocol):控制报文协议
      • ARP(Address Resolution Protocol):地址解析协议



第三章

掌握传信速率(比特率)、传码速率(波特率)、发送时延、传播时延的计算



    • 传码速率:

      • 波特率
      • 每秒钟传输码元的个数,单位:个/秒
      • 码元周期 T  的倒数
      • 符号: \[{N_{Bd}}\]

    • 传信速率:

      • 比特率
      • 每秒传输二进制码元的个数,单位:bps(比特每秒),Mbps,Kbps
      • 符号: \[{R_b}\]
      • 传信速率和传码速率: \[{R_b} = {N_{Bd}} \times {\log _2}M\]
      • \[{R_b}\]  :传信速率
      • \[{N_{Bd}}\]  :传码速率
      • \[M\]    :一个码元中含有的电平种类/信号状态的个数

        • 二电平信号: \[M=2\] ,一个信号携带1比特数据0/1
        • 四电平信号: \[M = 4\] ,一个信号携带2比特数据00/01/10/11
        • \[M \] 相调制器:输送 \[M \] 电平信号


    • 发送时延:

      • 数据块的第一个比特开始发送开始算起,到最后一个比特发送完毕结束
      • 发送端开始发送,默认接收端就开始接收
      • 计算公式:

        • 数据块长度(b)/信道带宽(bps)
        • 信道带宽:

          • 模拟:允许通过信号的频带范围
          • 数字:传信速率(bps)



    • 传播时延:

      • 信道长度(m)/电磁波在信道上传播的速度(m/s)

    • 总时延:

      • 发送时延+传播时延+处理时延


掌握误码率和信道容量的计算



    • 误码率:

      • 出错的比特数/总传输的比特数

    • 误组率:

      • 出错的组数/总的传输组数

    • 信道容量计算:(信道传输速率。传信速率)

      • 信道容量:

        • 符号:
        • 单位:比特/秒(bps)
        • 定义:给定条件下,给定通信路径(信道)上的最大数据传输速率(传信速率)
        • 有噪声信道的信道容量:香农公式

          • \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {C = W{{\log }_2}(1 + S/N)({\rm{S}}/NdB)}\\ {{{(S/N)}_{dB}} = 10{{\log }_{10}}({{\rm{P}}_1}/{{\rm{P}}_2})} \end{array}} \right.\]
          • \[W\] :信道通频带宽,单位:Hz
          • \[S/N\] :信噪功率比,单位:不是dB(分贝)

        • 无噪声信道的信道容量:奈氏准则

          • \[C = 2W{\log _2}M\]
          • M :信号状态的个数
          • W :信道带宽,单位:Hz




了解常用的有限传输介质的名称



    • 双绞线(twisted pain TP)
    • 同轴电缆
    • 光纤(Optical Fiber )

了解多路复用技术的基本概念,四种多路复用技术名称



    • 信道复用:

      • 信道复用技术是指在一条传输信道中传输多路信号,以提高传输介质利用率的技术
      • 四种多路复用技术的名称:

        • 时分复用(TDM)

          • 静态时分:预分配带宽,利用率低
          • 动态时分:用的时候才分配

        • 码分复用(CDM)
        • 频分复用(FDM)
        • 波分复用(WDM)



掌握三种基本的数据交换技术名称和工作原理(和以太网交换机的转发方式进行区分)



    • 电路交换:

      • 通过中间交换节点在两个站点之间建立一条专用的通信线路进行通信和数据交换
      • 包括建立、通信(信息传送)、连接释放3个阶段

        • 呼叫建立阶段
        • 通信阶段
        • 连接释放阶段

      • 是一种实时交换
      • 是预分配带宽
      • 传送信息时无差错控制措施

    • 报文交换:

      • 报文接收节点,接收一份报文,予以存储,再按照报文的包头(内含收报人地址、流水号)进行转发
      • 传输的基本单位是报文
      • 存储-转发方式,完整处理
      • 每份报文有报头,含有双方的地址
      • 可以进行速率、码型的变换、有差错控制措施
      • 过负荷回让报文延迟

    • 分组交换:

      • 是一种存储-转发处理方式,需将用户的原始信息分成若干个小的数据单元来传送,传输的数据单元是分组,分组中必须附加一个分组标题,含有可供处理的控制信息。
      • 提供两种服务方式:

        • 虚电路
        • 数据报

      • 优点:

        • 能实现不同类型的数据终端设备之间的通信
        • 分组多路通信,动态时分复用
        • 数据传输质量高、可靠性高(网络生存性好)
        • 经济性好

      • 缺点:

        • 时延高,实时性差(和电路交换相比的最大缺点)
        • 不适合实时性高,信息量大的环境
        • 分组交换技术比较复杂


    • CRC冗余码计算:

      • 假定生成多项式为: \[{\rm{G}}(x) = {x^r} + {x^{{r_0}}} +  \cdots  + 1\] ,最高次为 r (多项式有r+位)
      • 报文左移 r 取得CRC除数
      • 除数被生成多项式 G(x) 模二除取得 r 位余数(CRC检验码)
      • 除数和余数(CRC码)进行模二加取得发送序列

    • 含有CRC码的序列的检验

      • 将收到的序列作为除数,被生成多项式模2除
      • 检验余数,全零为正确

    • 所有都是摸2运算

第四章

掌握CSMA/CD协议的相关知识:



    • CSMA:一种介质访问控制方法Carrier Sense Multiple Access

      • 载波监听
      • 多路访问
      • 基于随机访问的介质访问控制,可能发生冲突

    • CSMA/CD:

      • 载波监听
      • 多路访问
      • 冲突检测
      • 应用对象:以太网

        • 以太网:

          • 以CSMA/CD工作的总线型的局域网

        • 双绞线连接的局域网

          • 物理上以集线器为中心的星状拓扑结构
          • 逻辑上仍然属于总线型


      • 工作原理:以太网各节点共享传输介质,节点发送数据前进行载波监听,若检测到冲突,立即终止冲突帧的发送,然后等一个随机的时间重新发送
      • 争用期的计算/最长冲突检测时间/冲突窗口的计算: \[2\tau  = 2L/v\]( L :电缆长度, v :电磁波速度)

        • 最短帧长的计算:

          • A先发送: \[\tau  = L/v\] (A,B近乎同时发送)
          • A后发送:0(A在B近乎到达后发送)




理解无线局域网802.11标准中所用协议CSMA/CA的基本概念



    • CSMA/CA:

      • 载波监听
      • 多路访问
      • 冲突避免和确认
      • 应用对象:无线以太网(无线局域网)

        • 优势:解决隐蔽站和暴露站的问题

      • 工作原理:

        • 站点发送数据帧之前需要等待介质NAV的时间结束才能开始
        • 介质NAV时间结束后源站需要等待一个帧间间隔再发送
        • 帧间间隔根据优先级划分为SIFS,PIFS,DIFS



  • 掌握一个有效的以太网帧(即MAC帧)的帧长范围:

    • 以太网帧(MAC帧):最小帧长度 N 不能小于争用期内传输的比特数 \[N \ge C \times 2\tau \] ( C :信道容量 , \[2\tau \] :争用期)

      • 最长帧:1500(DATA)+6(DA)+6(SA)+2(T)+4(FCS)+0(PAD)=1518字节
      • 最短帧:0(DATA)+6(DA)+6(SA)+2(T)+4(FCS)+46(PAD)=64字节=512Bit





MAC帧格式


  • 以太网帧(MAC帧)从DA开始算起,前面的不属于MAC帧的范围
  • 固定字节6(DA)+6(SA)+2(T)+4(FCS)=18字节
掌握以太网交换机转发帧的过程,三种转发方式和其特点,理解碎片帧的含义,会计算各种转发方式的转发时延


  • 以太网交换机转发帧(MAC帧)的过程

    • 以太网交换机(多端口网桥)

      • 工作层级:数据链路层
      • 作用:拓展局域网





MAC帧转发的过程



    • 转发方式:

      • 直通交换方式

        • 接收到数据帧的同时就立即按照数据帧的目的MAC地址进行转发。时延计算:目的MAC地址长度(6字节)/传信速率(bps)

      • 存储转发交换方式

        • 将数据帧完整接收并缓存下来后再进行转发
        • 时延计算:数据帧的长度/传信速率(bps)

      • 无碎片交换方式

        • 接收到64字节以后才以直通方式转发帧
        • 避免转发发生冲突造成的碎片帧
        • 碎片帧:以太网中长度小于64字节的帧
        • 时延计算:64字节/传信速率



第五章

会区分一个分类的IP地址类型,区分特殊IP地址:


  • IP v4地址格式:

    • 前缀:网络号部分,表示主机所属的物理网络
    • 后缀:主机号部分,区分物理网络内的主机




IPv4地址分类



    • 几种类型的网络地址范围:

地址类型最低地址最高地址备注固定头
A1.0.0.0127.0.0.0网络号127用于回送地址0
B128.0.0.0191.255.0.010
C192.0.0.0223.255.255.0110
D224.0.0.0239.255.255.255组播地址1110
E保留11110



    • 特殊的IP地址:

      • 网络地址:网络号保持,主机号全零
      • 广播地址:网络号保持,主机号全一


掌握ARP协议的作用和工作原理:


  • ARP协议:

    • 地址解析协议(Adress Resolution Protocol)
    • 作用:

      • 建立IP地址和物理地址(以太网地址/MAC地址)之间的映射
      • 完成动态地址解析
      • (域名和IP地址对应的协议:域名解析协议)
      • 以太网:

        • 有广播能力
        • 48位(6字节)的以太网地址


    • 协议工作原理:


  • 当主机A需要解析本网络内主机B的IP地址时,A先广播一个特殊的分组:请求IP地址位为 I_B 的主机将自己的物理地址告诉A。
  • 网内的所有主机都受到这个请求,但只有主机B进行单播回应,向A发出一个含有自己物理地址的分组作为相应。
  • 使用ARP协议的计算机都维护着一张ARP表,在ARP Cache(ARP告诉缓存)中,存放着最近获得的IP地址和物理地址(MAC地址)的绑定。
  • 为了防止绑定陈旧,每个绑定都有计时器,过时的表项会被删除。
  • A向其他主机发送IP分组的时候,总是在ARP告诉缓存中寻找所需的绑定,找不到了才会广播ARP请求
会分析IP数据报的关键字段:


  • IP协议:无连接、尽力而为的数据报服务
  • IP报文:




IPv4报文格式



    • 版本:

      • 大小为半个字节,版本为IPv4时,对应值为0x4

    • 首部长度:

      • 大小为半个字节,常见为20字节,字段值为0x5(4个字节为单位)

    • 服务类型:

      • 一个字节,一般不用管

    • 总长度:

      • 2个字节,理论长度可达65535( 2^{16}-1 ),字节单位,整个数据报

    • 标识:

      • 2字节源主机赋予数据报的唯一标识符,用于分辨的重装识别,识别数据来源

    • 标志:

      • 3比特,只有低两位有效,用于表示分片情况
      • [无效位 DF MF ]
      • 中间一位(DF):是否能被分片

        • Don’t fragment flag
        • 置1时表示不能分片,0时允许被分片

      • 最后一位(MF):是否继续分片

        • More fragment flag
        • 置1时表示数据报不是最后一个分片
        • 置0时表示是最后一个分片

      • 片偏移量:

        • 占用13比特,指出本数据报片中数据相对于最初数据报中数据的偏移量
        • 偏移量的计数单位为8个字节一组,即描述本数据报相对于最初数据报偏移了多少个8字节-----分片的数据部分要求是8的倍数字节
        • 报文分片:

          • 当IP分组的总长度超过某个网络的MTU(Maximum Transaction Unit)需要进行分组。
          • 分组的对象是IP分组的数据部分分组的计算要先去除20个字节的首部,而每个分片的最终长度要加上20个字节的首部成为IP分组
          • 分组工作:路由器
          • 重组工作:目的站
          • 路由器处理数据包简单些
          • 并非所有的数据报经过同样的路由器

        • 可能后续要经过MTU更小的网络

      • 生存时间:

        • 符号(TTL)
        • 占一个字节,起着跳数限制的作用,没经过路由器就将TTL减一,一旦TTL减为零,不转发数据报而予以丢弃,向数据报的源站发送ICMP报告

      • 协议:

        • 占用一个字节,指明数据报数据区的格式,封装了那个协议的数据单元

          • ICMP:字段值1
          • IP:字段值4
          • TCP:字段值6
          • UDP:字段值17


      • 首部校验和:

        • 占2个字节,用于首部的校验

      • 源IP:

        • 4个字节—32bit
        • (区别于IPv6(128位/16字节)和MAC地址的长度(6字节)

      • 目的IP:

        • 4个字节

      • IP选项:

        • 不常用,一般没有
        • 填充
        • 不常用,一般没有

      • IPv4的首部长度一般都是20字节


理解因特网控制报文协议ICMP及其应用


  • (Internet Control Message Protocol)因特网控制报文协议

    • ICMP:IP的补充协议,是IP的必要组成部分,不把他当成高层协议
    • 用于路由器或者目的主机把发生的交付问题或者路由问题通告发送给源站,复制产生问题的IP数据报的首部和前64比特数据
    • 分类:差错报告报文

      • 信息提供报文
      • 应用:

        • PING因特网包探索器:(信息提供报文/询问)

          • 基于ICMP询问报文类型中的回送请求和回答报文
          • 有问有答

        • Tracert路由追踪:(差错报告报文

          • 基于ICMP终点不可达和时间超过差错报告报文




掌握子网的划分和计算,会计算所用的子网掩码,每个子网的子网地址,每个子网容纳的主机数,每个子网最小的IP地址,最大的IP地址和广播地址:


  • 子网编址:

    • 前缀:

      • 网络号:标识网点

    • 后缀:

      • 子网号:标识子网
      • 主机号:标识主机

    • 子网掩码:

      • 网络号,子网号对应为1
      • 主机号对应为0

    • 子网个数:

      • 假定子网号长度为n那么可划分的子网数为2^n-2个
      • 全0和全1一般不用于划分子网

    • 子网地址:

      • 网络号,子网号不变,主机号全0

    • 主机数:

      • 假定主机号长度为m,那么对应子网的主机数为2^m-2
      • 主机号全零为子网地址
      • 主机号全零是子网的广播地址


掌握CIDR地址块中地址个数的计算,掌握路由都汇聚,路由最长前缀匹配


  • CIDR:无分类域间路由选择(Classless Inter-Domain Routing)

    • 前后缀的长度变成任意的
    • 前缀长度不唯一
    • 用32位的地址掩码指明前缀和后缀之间的边界
    • 前缀:网络号
    • 后缀:主机号
    • CIDR是两级地址结构:网络号-主机号
    • 子网编址是三级地址结构:网络号-子网-主机号
    • 用/n来指定网络前缀的长度如:
    • 202.119.230.0/24有24位前缀,有32-24位后缀
    • 注意在用CIDR表示方式的过程中,/n不能漏去
    • 主机号全0的仍然作为网络地址,全1的作为广播地址
    • 区别地址可可分配给主机使用的地址:
    • 地址数量=网络地址+广播地址+可分配地址

  • 路由汇聚合:


      • 把几个前缀为M位,且前缀前N位相同的所有网络地址合并成前缀为N位的网络地址由/M变成/N





路由汇聚示例


  • 路由最长前缀匹配:

    • 进行网络号匹配的时候,自动选择网络前缀最长的项进行匹配,前缀越长,地址块中的地址数量越少,这样的路由就越具体。

掌握路由选择协议RIP的基本概念和应用层次


  • RIP(Routing Information Protocol):路由信息协议

    • RIP应用于OSI模型的应用层
    • 是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议

      • IGP(Interior Gateway Protocol):内部网关协议
      • EGP(External Gateway Protocol):外部网关协议

    • 使用一种距离向量算法更新路由表,常用于小型自治系统
    • RIP协议是一种分布式的基于距离向量的内部路由选择协议
    • RIP协议是通过“距离”的定义,来实现对最短路径的寻找,认为最好的路由时通过路由器数目最少的路由
    • 路由器到直接连接的网络距离定义为1,最大距离为16(不可达)
    • RIP路由信息表:

目的IP地址到目的IP的最小跳数下一跳IP标志域计时器
-----


  • RIP路由信息表的交换

    • 每个路由器根据相邻路由器定期发来的路由信息更新路由表(交换所有信息)--向邻居节点广播整个路由表

掌握直接交付和间接交付的概念,理解路由器组成部分和转发IP分组的原理,能够进行路由选择,理解各种路由的优先级


  • 直接交付:

    • 不需要使用路由器
    • 目的主机与源主机在同一个物理网络上,目的IP地址和源主机IP地址的网络前缀相匹配,可以进行直接交付

  • 间接交付:需要使用路由器

    • 目的主机和源主机的网络前缀不匹配,需要用过地址解析获取该网络连接的路由器的物理地址,再将数据报封装在帧里发给路由器

  • 路由器的组成部分:

    • 路由器:通信专用的计算机,每个网络接口都提供双向通信
    • 分部:路由选择部分和分组转发部分

      • 分组转发部分:交换结构,一组输入端口,一组输出端口

    • 拥有层级:物理层-数据链路层-网络层
    • 路由表的表项:

      • (目的网络地址,子网掩码,下一跳路由器IP地址,接口)

        • 目的网络:目的主机所在网络的网络地址
        • 子网掩码:目的网络对应的网络地址的子网掩码
        • 下一跳路由器:选择路由的下一跳路由器的IP地址,直接交付使用“——“表示
        • 接口:指示通过本路由器的哪个接口送个下一跳



  • 某路由表表项
目的网络子网掩码下一跳路由输出接口


  • IP分组转发算法:



IP转发算法


  • 默认路由:

    • 对应的子网掩码为0.0.0.0,目的网络地址为0.0.0.0
    • 优先级最低,把所有下一跳相同的表象合成而成
    • 最后的选择,和对应的子网掩码进行相与运算,一定能和默认路由的网络地址进行匹配

  • 特定主机路由

    • 对应的子网掩码为255.255.255.255
    • 优先级最高,只要匹配了就走,先进行匹配判断
    • 目的网络地址是某台主机的IP地址
    • 出于安全考虑或者用于网络调试
    • 匹配原则:最长前缀匹配原则

掌握实现VPN用到的技术


  • VPN:虚拟专用网

    • 利用公共网络来构建的专用网络技术
    • VPN编址:

      • 本地地址:

        • 仅在机构内部用的IP地址
        • 外网通信需要用到有NAT功能的路由器

      • 全球地址:全球唯一的IP地址必须申请





本地地址


  • 基本技术:

    • 隧道传输,加密技术

      • 定义两个网络的路由器之间的隧道
      • 用加密技术对数据进行加密
      • 用IP-in-IP的技术对数据进行封装
      • 隧道接收路由器将数据报解密,还原出内层数据报
      • 最后转发该数据报


能够区分私有地址(专用地址)和全球地址,掌握NAT的作用和基本原理


  • 私有地址(专用地址):



专用地址


  • 全球地址:全球唯一的IP地址必须申请
  • NAT(Network Adress Translation):网络地址转换协议

    • 作用:解决本地编址的内部网络和外部网通信的问题
    • 前提:需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件(NAT路由器)
    • NAT路由器:至少有一个有效的外部全球地址G
    • 所有本地地址的主机在和外界通信时都要经过NAT路由器进行转换成全球地址才能和因特网连接

  • IPv6中IP地址的长度,如何通过零压法表示IPv6地址

    • IPv6地址长度:128比特,一共16个字节
    • 可以分解成8x16,因此IPv6表示一般为:

      • XXXX : XXXX : XXXX: XXXX :XXXX :XXXX :XXXX : XXXX
      • 其中每个X 是4个bit位,是一个16进制数

    • 零压缩法:一连串的0可以用::代替,但一个IPv6地址中只能用一次

      • 每组地址4个连续的0也可以用一个0代替
      • 具体压缩了多少个零用128减去非零数位数即可


掌握端口和套接字的概念


  • 端口:

    • 端口就是传输层服务访问点TSAP,是和应用进程的接口
    • 作用是作为应用层进程的标识
    • 用16bit数来进行描述,理论最大65535

  • 应用层的概念

    • 熟知端口是0~1023,熟知端口号是TCP/IP 体系确定并公布的,有确定功能
    • 一般端口,随时分配给请求通信的进程

  • 套接字:

    • 是IP地址和端口的结合,也成为插口,套接口
    • 一般套接字:<IP地址,端口>
    •   五元组:因特网中用于表示通信双方的唯一连接

      • 传输层的概念,传输协议是TCP或则UDP
      • <源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口,传输协议>


掌握UDP和TCP的特点


  • UDP和TCP的特点对比




  • 无连接:

    • 通信前不需要建立连接
    • 数据按顺序发送,但不一定按顺序接收
    • 不可靠
    • 简单,高效

  • 面向连接

    • 通信前要建立连接,传输时保持,完毕后释放
    • 顺序接收
    • 可靠服务
    • 协议复杂,效率不高

  • UDP报文格式:



  • TCP报文格式:




    • Seq(序号):

      • 指明本报文所发送的数据的第一个字节的序号

    • Ack(确认号):

      • 期望收到的下一个报文段首部中序号即Seq的值
      • 若确认好为M+1,那么意味着M为止所有数据以收到
      • 区别于标志位ACK

    • 数据偏移:

      • 指出TCP报文段的首部长度,以4字节为单位
      • 若为N,那么报文首部长度为4 x N 字节
      • 区别于IP数据报的分片偏移量(8字节一个单位)

    • URG(urgent): 紧急数据
    • ACK(acknowledge):ACK------不消耗序号,即Seq不会加一
    • PSH(push):尽快交付给应用程序
    • RST(reset):TCP连接有重大差错,必须释放连接重连
    • SYN(signature):连接时用于同步信号-------消耗一个序号,Seq+1
    • FIN(finsh):用于释放连接--------消耗一个序号,Seq+1
    • 窗口:当前允许发送方发送的数据量,字节为单位,接收方对发送方的控制
    • 校验和:校验TCP伪首部,首部,和TCP数据3个部分
    • 紧急操作:只有在URG有效(==1)才有效,指明紧急字段字节数

      • (以上20字节是固定的)

    • 选项:0-40字节,必须是4字节的整数倍,常用MSS

  • MSS(Maximum Segment Size)TCP报文段数据字段的最大长度

    • MSS等于TCP报文文段长度减去TCP首部长度

掌握TCP通过三次握手建立连接的过程和标志位(SYN和ACK)的设置


  • 三次握手:

    • 第一次握手:

      • A向B发送链接请求报文:

        • 选择Seq初值Seq=x;
        • SYN位置1,序号为x;
        • 下一个发送的数据起始序号为x+1


    • 第二次握手:

      • B向A回发确认和链接请求报文:

        • 选择Seq初值为Seq=y;
        • 确认号字段Ack设定为x+1;
        • (表示第x个字节SYN已收到,期待下一个从A收到的数据段的起始序号起始为x+1)
        •   SYN位置1,序号为y,下一个报文起始为y+1
        • ACK位置1,不消耗序号


    • 第三次握手:

      • A向B回发确认报文

        • ACK设为1,不消耗序号
        • 下一个发送的起始仍为x+1
        •   Ack设置为Ack=y+1,期待下一个从B收到的数据部分的字节的起始序号为y+1的数据



TCP实现可靠传输的方法(通过序号确认机制和重传机制),能够分析序号字段(Seq)和确认字段(Ack )以及数据部分长度之间的关系


  • TCP实现可靠传输的方法:

    • 序号确认机制:

      • Ack字段的设置

        • 返还的数据报Ack是期望下一次收到的第一个数据字节的第一个序号。
        • 不必专门发送确认报文,在传输送数据时报文段的Ack字段捎带传送

      • Seq字段的设置:

        • 表示本次发送数据报的数据的第一个字节的序号

      • 对于未按序号的报文:

        • (1):丢弃;
        • (2):先存于缓冲区内,等待所缺号的报文收齐后再一起上传


    • 超时重传机制:

      • 超时重发时间到了,还没有收到确认,重发此报文
      • 重发的报文段和原来一样,确认号也一样,无法区分是第一次发的报文的确认还是重发报文的确认
      • \[\begin{array}{l} RTO = RTT + 4 \times RTTD\\  \end{array}\]

        • RTO:超时重传时间
        • RTT:往返时延
        • RTTD:RTTD的加权平均值

      • \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {RT{T_{new}} = RT{T_{sample}}}\\ {RT{T_{new}} = \alpha  \times RTT{}_{old} + (1 - \alpha ) \times RT{T_{sample}}} \end{array}} \right.\]

        •   RTT:往返时延
        • \alpha :一般取7/8

      • \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {RTT{D_{new}} = RT{T_{sample}}/2}\\ {RTT{D_{new}} = \beta  \times RTTD{}_{new} + (1 - \beta ) \times |RT{T_{new}} - RT{T_{sample}}|} \end{array}} \right.\]

        • RTTD:加权平均
        • \[\beta \] :一般取3/4



掌握在TCP中,发送窗口的取值和拥塞窗口、对方的接收窗口之间的关系,MSS的概念


  • 发送窗口的取值

    • Sendwin=Min[rwnd,cwnd]
    • 发送窗口的大小取拥塞窗口和接收窗口的最小值

  • 拥塞窗口

    • cwnd(congestion window)衡量网络的拥塞成都

  • 对方的接收窗口

    • rwnd(receive window)接收方的接收窗口
    • 接收端将接收窗口值rwnd放在“窗口”中发给发送端
    • 发送窗口在连接建立时,通信双方都将自己能够支持的MSS设定好,并通过TCP报文中的“选项”字段通知对方,进行约定。

  • MSS

    • Maximum Segment Size,TCP报文数据字段的最大长度
    • MSS 的值等于TCP报文段长度减去TCP首部的长度,
    • 即TCP数据部分的最大长度

掌握拥塞控制算法(慢启动,拥塞避免,快重传,快恢复,门限值)


  • 慢启动:指在TCP刚建立或者当网络发生拥塞超时时,将cwnd设定为一个报文段(MSS)的大小,当cwnd<=ssthresh(门限值)时,指数方式增大cwnd(一个传输轮次,cwnd加倍(x2))
  • 拥塞避免:当cwnd>=ssthresh(门限值)时,线性增大cwnd(每一个经过传输轮次,cwnd增加一个报文段(cwnd+MSS))
  • 快重传:3个重复确认的ACK,立即重传报文段
  • 快恢复:采用快速重传算法时,直接执行拥塞避免算法
  • 门限值:设定为出现拥塞时的发送窗口Sendwin的一半
第六章

掌握域名系统的作用


  • 域名系统(DNS):

    • 因特网使用命名系统,完成域名解析,将域名解析到特定的IP地址

      • (联系ARP:Adress Resolution Protocol 地址解析协议 IPMAC )
      • (联系NAT,网络地址转换协议,把专用地址转变成全球地址)


理解FTP应用的两个连接名称以及建立两个连接的优点


  • FTP(File Transfer Protocol):

    • 基于TCP,采用C/S服务模式
    • 两个连接:

      • 控制连接:

        • 会话期间一直打开,FTP客户发送的传送请求通过控制连接发送  给服务器端的控制进程

      • 数据连接:

        • 用于连接客户端和服务器端的数据传送进程


    • 优点:

      • 使用了两个不同的端口号,确保并发、交互式的数据连接和控制连接正常工作,协议简单,易于实现


掌握DHCP的基本原理



    • DHCP(主机动态被指协议):

      • 允许一台计算机加入新网可以自动获取IP地址,不用人工参与,对运行服务器软件而固定的计算机将设置一个永久的地址,对运行客户软件的计算机移到新网络时,可以自动获取配置信息
      • 网络计算机需要配置的项目:

        • IP地址、子网掩码、默认路由IP地址、域名服务器的IP地址

      • DHCP采用C/S模式
      • 工作过程:

        • 某主机需要IP地址时,启动时向DHCP服务器发送广播报文(DHCPDISCOVER 报文)
        • 由于此时计算机不知道源IP和目的IP因此:

          • 源IP地址设定为0.0.0.0
          • 目的IP设定为255.255.255.255

        • 唯有DHCP服务器对此予以响应
        • DHCO服务其现在数据库中查该计算机配置信息:

          • 找到:采用提供报文(DHCPOFFER)送回
          • 找不到:从服务器的IP地址池任选一个IP地址分配

        • 可分配的地址池是所在网络地址下的IP
        • DHCP报文是UDP用户数据包中的数据



理解发送电子邮件的过程以及可能会使用到的相关协议(SMTP/MIME/POP3/IMAP)


  • SMTP:

    • 简单邮件传送协议
    • TCP连接建立
    • 邮件传送
    • TCP连接释放

  • MIME:

    • 通用因特网邮件拓展
    • 重新定义了邮件/消息的格式
    • MIME邮件中可以同时传送多种类型的数据
    • 定义非ASCII码数据的编码规则




  • POP3

    • 邮局协议,邮件读取协议
    • C/S工作方式,必须运行客户程序
    • POP3客户程序在读取后,邮件复制到所在计算机中,服务器删除邮件

  • IMAP4:

    • Internet Message Access Protocol协议
    • 运行IMAP4客户程序
    • 联机协议,用户打开邮箱可以看到邮件首部
    • 打开指定邮件,邮件才传到PC上
    • IMAP读取邮件后,邮件不会被删除

理解WWW和HTTP的基本概念,URL每个部分的含义


  • WWW:万维网

    • 因特网中最受瞩目的一种多媒体超文本信息服务系统

  • 基于C/S服务模式,整个系统由浏览器,Web服务器和超文本传输协议3部分构成S
  • HTTP:

    • 应用层协议,用TCP连接进行可靠传送
    • 万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所用的协议
    • URL:统一资源定位符,用来标志万维网上的各种文档,整一个因特网的范围有唯一标识符





    • 主机:主机地址,可以是域名也可以是IP地址
    • 端口号
    • 路径:所访问文件的路径

(部分图文源于网络,侵删)
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发表于 2023-1-12 14:52:40 | 显示全部楼层
才上到第一章,看着很顶,先收藏一波[赞同]
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发表于 2023-1-12 14:53:18 | 显示全部楼层
博主这个课程和南邮的差别大嘛[思考]
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发表于 2023-1-12 14:53:33 | 显示全部楼层
[爱]有没有可能我就是南邮的呢哈哈哈哈哈
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