計算機網(wǎng)絡(luò)整理
1、網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)MAC 幀的原理查找轉(zhuǎn)發(fā)表中有無與收到幀的目的地址相匹配的項目。如沒有,則通過所有其他端口(除進(jìn)入網(wǎng)橋的端口外)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);如有,則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);若轉(zhuǎn)發(fā)表給出的端口就是該幀進(jìn)
1、網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)MAC 幀的原理
查找轉(zhuǎn)發(fā)表中有無與收到幀的目的地址相匹配的項目。
如沒有,則通過所有其他端口(除進(jìn)入網(wǎng)橋的端口外)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);
如有,則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);
若轉(zhuǎn)發(fā)表給出的端口就是該幀進(jìn)入網(wǎng)橋的端口,則丟棄這個幀(因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā));
轉(zhuǎn)發(fā)時須使用CSMA/CD方法。
2、網(wǎng)橋每端口只連一個主機,線路用雙絞線或光纖,主機和網(wǎng)橋全雙工通信。 這種網(wǎng)橋即交換機
3、Internet 的組成部分:終端系統(tǒng)、通信線路、通信設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)
4、數(shù)據(jù)(Data):信息的表示形式(載體)。
信號(Signal):數(shù)據(jù)是借助信號來傳輸?shù)?,是通信中傳輸?shù)闹黧w,是數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)。分為模擬信號和數(shù)字信號。
模擬信號:時間上連續(xù),包含無窮多個信號值
數(shù)字信號:時間上離散,僅包含有限數(shù)目的信號值。最常見的是二值信號,也叫基帶信號
信道(Channel):傳輸信號的通路。
– 按傳輸信號的形式分為模擬信道和數(shù)字信道。模擬信道用于模擬信號,數(shù)字
信道用于傳輸數(shù)字信號
數(shù)字通信:通過在物理鏈路上傳送數(shù)字信號達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸目的的通信。
模擬通信:通過在物理鏈路上傳送模擬信號達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸目的的通信。
并行傳輸:指同時傳輸一組比特,每個比特使用單獨的一條線路。
串行傳輸:使用一條線路,逐個地傳輸所有的比特
單工(Simplex) :數(shù)據(jù)單向傳輸
半雙工(Half Duplex):信號可以雙向傳輸,但不能在同一時刻雙向傳輸
全雙工(Full Duplex):信號可雙向同時傳輸
全雙工(Full Duplex):信號可雙向同時傳輸
.5、數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)
帶寬:信號帶寬(Bandwidth):指信號頻率的變動范圍,由信號的最高頻率減去最低頻 率 得到
信道帶寬:指信道能夠通過的信號的頻率范圍
數(shù)據(jù)傳輸率(速率)
數(shù)據(jù)傳輸率:在單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù),單位為: bit/s或bps 。
最大數(shù)據(jù)傳輸率(帶寬) 輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)位數(shù),單位bit/s。
誤碼率:指二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時出錯的概率。
時延:數(shù)據(jù)從源端傳送到目的端的時間
時延 = 發(fā)送時延 傳播時延 處理時延 排隊時延
6、三種常用的調(diào)制技術(shù):
幅移、頻移、 相移
7、復(fù)用類型(技術(shù))
頻分復(fù)用 波分復(fù)用 時分復(fù)用
8、光纖的特點:
,傳輸率高,傳輸距離長,主要用于長距離的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的主干線。
抗電磁干擾性能好。
光信號不易泄漏,保密性好。
體積小,重量輕,便于安裝施工。
不支持光接口的設(shè)備需要進(jìn)行光信號與電信號的轉(zhuǎn)換裝置。
成本高并且連接技術(shù)比較復(fù)雜
9、物理層
實現(xiàn)在物理線路上傳送原始比特流。
定義設(shè)備之間機械的、電氣的、過程的和功能的特性。
機械特性:物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格。
電氣特性:信號電平,頻率,
數(shù)據(jù)傳輸速率,最大傳送距離等。
功能特性:接口引腳的功能作用。
過程特性:信號時序,應(yīng)答關(guān)系,操作過程
10、數(shù)據(jù)鏈路層
實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送
數(shù)據(jù)傳輸單位是幀。
所關(guān)心的問題包括:物理地址(網(wǎng)卡地址);組幀、幀定界;子網(wǎng)內(nèi)選路;差錯檢測;流量控制:收發(fā)雙方速率的匹配跨若干子網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送;將數(shù)據(jù)由源主機送到目的主機。
11、網(wǎng)絡(luò)層
關(guān)心的問題:屏蔽不同類型網(wǎng)絡(luò)的差異;全局的地址;統(tǒng)一分組格式;網(wǎng)間的路由選擇;流量控制和擁塞控制;差錯檢測;
12、運輸層
為應(yīng)用進(jìn)程與應(yīng)用進(jìn)程的通信提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù);
提供“面向連接”(可靠)和“無連接”(不可靠)兩種服務(wù);
提供傳輸差錯校驗與恢復(fù),流量控制,擁塞控制
13、應(yīng)用層
通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互實現(xiàn)應(yīng)用;
直接面向用戶(人)提供各種服務(wù)
14、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素
語法:規(guī)定了的數(shù)據(jù)的格式和類型。
語義:規(guī)定了對數(shù)據(jù)的處理和響應(yīng)方法。
同步(時序):規(guī)定了各個事件的發(fā)生順序。
15、基帶傳輸是指直接在電纜上傳輸表示二進(jìn)制數(shù)0和1的數(shù)字信號的傳輸方式。 MAC 地址又稱為物理地址、或硬件地址。
MAC 地址分為:單播地址、廣播地址、多播地址
16、CSMA/CD(載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測)需要解決什么問題
? 總線空閑才能發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送前,先監(jiān)聽總線是否有信號。
? 由于信號傳播需要時間,或許有兩個終端同時檢測到總線空閑,而發(fā)送數(shù)據(jù)。因此,
發(fā)送過程中仍需檢測沖突發(fā)生。
? 如果沖突發(fā)生,延遲一段時間后再發(fā)送。
17、退避延遲算法要求:
1.發(fā)生沖突后,某個主機的后退時間應(yīng)不同于其他主機,且小于其他主機。 2.在符合要求1的情況下,后退時間盡可能短。
,3.能自動適應(yīng)不同負(fù)荷。
18、截斷二進(jìn)制指數(shù)退避算法
①設(shè)K 為沖突次數(shù)。要發(fā)送一個新MAC 幀時 K=0,每發(fā)生一次沖突,K 加1,但K 不能超過10,因此,K =MIN[沖突次數(shù),10]。
②從整數(shù)集合[0,1,…,2K-1]中隨機選擇一個整數(shù)r 。
③根據(jù)r ,計算出退避延遲時間 T= r * t (t=51.2μs )。
④如果連續(xù)重傳了16次都有沖突,則放棄發(fā)送,并向高層協(xié)議報告。
19、同軸電纜以太網(wǎng)中繼規(guī)則:“5-4-3-2-1
“5”:最多可以有5個網(wǎng)段。
“4”:最多有4個中繼器。
“3”:最多有3個網(wǎng)段可以連接主機。
“2”:剩下兩個網(wǎng)段不能連主機,只能用作線路距離擴展之用。
“1”:用中繼器連接的各網(wǎng)段邏輯上還是一個以太網(wǎng)(即還是一個沖突域),只不過規(guī)模擴大了。
20、集線器以太網(wǎng)擴展規(guī)則:“5-4-3”
“5”:任何兩臺主機之間最多只能有5段鏈路。
“4”:集線器最多4個。
“3”:在4個集線器中,最多有3個集線器直接連主機,偏中間的某個集線器不能直接連主機。
21、在總線形以太網(wǎng)中,一旦兩個(或以上)主機同時發(fā)送數(shù)據(jù),就會發(fā)生沖突,具有這種 傳輸特性的網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍,稱為沖突域。
同一沖突域中相距最遠(yuǎn)的兩個主機之間的物理距離稱為沖突域直徑。
沖突域直徑可以用時間 t 表示,它和距離R 之間的關(guān)系是:
R = t*(2c/3) 最短幀長Lmin =2*t *X
(t:沖突域直徑,X :發(fā)送速率,Lmin :最短幀長)
總線形以太網(wǎng) X=10Mbps,t=25.6μs
Lmin =2*t *X =2*25.6*10-6*107 =512b =64B
22、網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)MAC 幀的原理
查找轉(zhuǎn)發(fā)表中有無與收到幀的目的地址相匹配的項目。
如沒有,則通過所有其他端口(除進(jìn)入網(wǎng)橋的端口外)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);
如有,則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);
若轉(zhuǎn)發(fā)表給出的端口就是該幀進(jìn)入網(wǎng)橋的端口,則丟棄這個幀(因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng) 橋進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā));
轉(zhuǎn)發(fā)時須使用CSMA/CD方法。
23、網(wǎng)橋隔離沖突域
? 網(wǎng)橋工作在MAC 層,轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)單位是MAC 幀,用存儲轉(zhuǎn)發(fā);
? 如果MAC 幀的源和目的在某端口的同側(cè),網(wǎng)橋不轉(zhuǎn)發(fā),所以能隔離信號,使每個
端口連接的網(wǎng)段是獨立的;
? 如果要向下一網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)MAC 幀,網(wǎng)橋會使用CSMA/CD方法解決沖突。
24、網(wǎng)橋用反向自學(xué)習(xí)算法建立轉(zhuǎn)發(fā)表
若主機A 發(fā)出的幀從端口x 進(jìn)入了某網(wǎng)橋,那么從這個端口出去沿相反方向一定可把一個幀送到A 。
網(wǎng)橋每收到一幀,就根據(jù)其源地址A 和進(jìn)入網(wǎng)橋的端口x ,作為轉(zhuǎn)發(fā)表中的一個項目。 建立轉(zhuǎn)發(fā)項時把幀的源地址A 寫在“地址”字段,而入端口 x 寫入“端口”字段。
,注意:轉(zhuǎn)發(fā)幀時,是根據(jù)收到幀的目的地址來查表的。且網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)幀和建立轉(zhuǎn)發(fā)表同時進(jìn)行。
25、網(wǎng)橋和集線器(中繼器)不同
? 集線器(中繼器)在轉(zhuǎn)發(fā)時,不監(jiān)聽線路的忙閑。
? 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀時必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。
? 若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞,就必須停止發(fā)送和進(jìn)行退避。
26、VLAN (虛擬局域網(wǎng)):由同一物理以太網(wǎng)中的若干主機構(gòu)成的邏輯組。
一個VLAN 是一個獨立廣播域,等同于一個獨立的子網(wǎng)。
同一VLAN 內(nèi)主機間可以相互通信,不同VLAN 內(nèi)主機間不能直接通信,要通信需經(jīng)過路由器。
可以把任意一組主機定義為一個VLAN 。
VLAN 的劃分不受物理區(qū)域限制,可以動態(tài)改變。
VLAN 建立在交換機基礎(chǔ)上,由交換機軟件完成
27、互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸思路:互聯(lián)網(wǎng)的傳輸數(shù)據(jù)封裝成與具體網(wǎng)絡(luò)類型無關(guān)的格式:IP 分組,用兩端主機的IP 地址作為IP 分組的源和目的地址;
IP 分組在互聯(lián)網(wǎng)中逐跳傳輸;
源主機和路由器須根據(jù)目的IP 地址和路由表確定下一跳的IP 地址;
IP 分組經(jīng)過不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸時,需封裝到傳輸網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的幀中
28、IP 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連機制
規(guī)定統(tǒng)一的、與具體網(wǎng)絡(luò)類型無關(guān)的IP 地址和IP 分組格式;
IP 分組經(jīng)過逐跳傳輸,實現(xiàn)源主機至目的主機的傳輸過程;
源主機和路由器須建立指明通往目的的路由表;
必須由單個傳輸網(wǎng)絡(luò)連接當(dāng)前跳和下一跳,通過傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)IP 分組當(dāng)前跳至下一跳的傳輸過程;
29、路由器結(jié)構(gòu)
路由器是IP 分組轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備;
線卡連接線路,完成傳輸網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)鏈路層和物理層功能;
路由模塊建立、更新路由表;
轉(zhuǎn)發(fā)模塊(交換模塊)實現(xiàn)IP 分組的選路和轉(zhuǎn)發(fā)。
30、10.0.0.0 到 10.255.255.255
172.16.0.0 到 172.31.255.255
192.168.0.0 到 192.168.255.255
這些地址往往用于機構(gòu)內(nèi)部通信,不能和因特網(wǎng)上的主機直接通信。
31、ICMP (互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議)
用于①報告IP 分組傳輸過程中的錯誤;②測試網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)。
ICMP 既是 IP 協(xié)議的輔助協(xié)議,又使用IP 協(xié)議進(jìn)行傳輸差錯報告報文和詢問報文
32、ARP 和地址解析
ARP 的主要用途是在知道下一跳的IP 地址的前提下,獲取下一跳的MAC 地址。 ARP 只能在同一個廣播域內(nèi)作用,意味著下一跳和當(dāng)前跳必須屬于同一個廣播域。
ARP 通過廣播ARP 請求來尋找下一跳,因此,廣播域中所有節(jié)點都接收ARP 請求,但只有和請求中IP 地址相同的節(jié)點才回復(fù)。
如果連續(xù)向同一個下一跳發(fā)送數(shù)據(jù),沒有必要每一次都解析地址,可以在ARP 緩存中保留IP 地址和MAC 地址之間的關(guān)聯(lián)。但這種關(guān)聯(lián)是有時效性的。
ARP 請求中給出源主機的IP 地址和MAC 地址,就是用于廣播域中其他主機在ARP 緩存中
,記錄下它們的關(guān)聯(lián)。
ARP 的另一用途測試IP 地址是否沖突。IP 網(wǎng)絡(luò)中是不允許兩個結(jié)點有同樣的IP 地址,因此,在對主機分配了IP 地址后,通過ARP 測試廣播域中是否存在具有相同地址的主機。 ARP 廣播一個ARP 請求,該ARP 請求中的源主機地址為0.0.0.0,表明是未知地址,目的地址是新分配的IP 地址。
如果源主機接收到ARP 響應(yīng),意味著廣播域中已經(jīng)有主機使用了該IP 地址。報錯。
33、查詢路由表的方法
從欲轉(zhuǎn)發(fā)IP 分組首部提取目的IP 地址 D 。
(2) 用D 與路由表中路由比較,尋找合適路由。
(3) 比較時,將路由的子網(wǎng)掩碼和 D 進(jìn)行“按位與”運算,判斷結(jié)果與路由的目的地址是否匹配。若匹配,按此路由轉(zhuǎn)發(fā),否則,繼續(xù)比較。
(4) 若找不到確切路由,則使用默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)。
(5) 若沒有默認(rèn)路由,則丟棄、報錯。
34、傳輸層的功能應(yīng)用程序之間提供端到端的通信
差錯檢測
可靠傳輸(可選項)
無差錯、不丟失、不重復(fù)、不亂序
流量控制、擁塞控制
端口就是傳輸層的服務(wù)訪問點。
端口的作用是讓各種應(yīng)用程序能將其數(shù)據(jù)向下給傳輸層,以及讓傳輸層將其報文段中的數(shù)據(jù)向上交付給應(yīng)用程序。
層間的抽象的協(xié)議端口是軟件端口
路由器或交換機上的端口是硬件端口
硬件端口是不同硬件設(shè)備進(jìn)行交互的接口,而軟件端口是應(yīng)用層的各種協(xié)議進(jìn)程與運輸實體進(jìn)行層間交互的一種地址。
. 35、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP
UDP 只在IP 基礎(chǔ)上增加了很少的功能,即端口和差錯檢測。
無連接,即數(shù)據(jù)傳輸之前不需要建立連接。
盡最大努力交付,即不保證可靠性。
支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信。
處理開銷小,效率高。
適合對可靠性要求不高的應(yīng)用(視頻點播、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)電話、DNS 等)。
.36、 傳輸控制協(xié)議TCP
提供可靠傳輸?shù)姆?wù)。
無差錯、不丟失、不重復(fù)、不亂序
流量控制、擁塞控制
是面向連接的傳輸層協(xié)議。
每個連接只有兩個端點,一對一通信。
開銷大。
TCP 連接的管理三個階段:建立連接、傳送數(shù)據(jù)和釋放連接。
連接建立過程中要解決以下問題:
確知對方的存在。
雙方協(xié)商一些參數(shù)(如初始序號,初始窗口大小等)。
資源分配(如緩存、連接表
,37、TCP 的連接是采用客戶/服務(wù)器方式。
主動發(fā)起連接的應(yīng)用進(jìn)程叫做客戶(client) 。
被動等待連接的應(yīng)用進(jìn)程叫做服務(wù)器(server)
38、名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務(wù)器程序完成的。域名服務(wù)器程序在專設(shè)的結(jié)點上運行,運行該程序的機器稱為域名服務(wù)器。
因特網(wǎng)采用層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法。
連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器,都可以有一個的層次結(jié)構(gòu)的名字,即域名。
域名由標(biāo)號序列組成,各標(biāo)號之間用點隔開:
? . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名
各標(biāo)號分別代表不同級別的域名。
根域名服務(wù)器、頂級域名服務(wù)器、權(quán)威域名服務(wù)器、本地域名服務(wù)器
39、域名的解析過程
主機向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址,那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份,向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。
本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請求報文時,要么給出所要查詢的 IP 地址,要么告訴本地域名服務(wù)器:“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。