计网重点知识总结复习

目录

一、计算机网络概述

二、计算机网络发展阶段

三、计算机网络应用

四、互联网概念

五、计算机网络分类

六、计算机网络性能指标

七、计算机网络协议

八、参考模型概念

九、OSI参考模型

十、IP参考模型

十一、TCP 参考模型（三次握手、四次挥手）

十二、服务端口号：

十三、虚拟局域网VLAN：

十四、生成树协议STP

十五、拓扑结构

十六、网络交换技术

十七、CSMA/CD：为避免冲突的一种技术

十八、MAC地址：

十九、域名书写：

二十、邮箱书写：

二十一、“五四三”原则：

二十二、多路复用：

二十三、有线传输介质

 （红色部分为复习重点，必记）

一、计算机网络概述

        计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统.

二、计算机网络发展阶段

• 第一阶段：从第一个网络ARPANET向互联网发展的过程；
• 第二阶段：三级结构的互联网（主干网、地区网、校园网）；
• 第三阶段：多层次ISP（网络服务提供商）结构互联网。

三、计算机网络应用

三网合一:电信网络、有线电视网络、计算机网络（在很久很久以前可以将这三种网络用到一个线路上）

四、互联网概念

• 将全世界规模的网络连接起来形成了一个概念性的互联网。
• 互联网分为边缘部分（用户使用）、核心部分（为边缘部分提供服务）
• 边缘部分有2种通信方式：C/S(客户机/服务器)、P2P（对等方式）

五、计算机网络分类

1）按覆盖范围划分

1. 个人区域网/无线区域网就是个人电子设备同无线技术连接起来的网络PAN（Personal Area Network）,覆盖范围在10M左右。
2. 局域网（Local Area Network；LAN） 通常我们常见的“LAN”就是指局域网，局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。覆盖范围可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题，不包括网络层的应用。主要的LAN网：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring）、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）以及最新的无线局域网（WLAN）。。

1. 城域网（Metropolitan Area Network；MAN） 这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10-100公里。MAN与LAN相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。在一个大型城市或都市地区，一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。
2. 广域网（Wide Area Network，WAN） 这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。因为距离较远，信息衰减比较严重，所以这种网络一般是要租用专线。

2）按使用者划分

1. 公用网：需要缴费才能使用的网络，如电信公司。
2. 专用网：为特殊单位建造的网络，如军队、铁路、银行。

六、计算机网络性能指标

1、速率：数据传输速率

2、带宽：通信链路能够传输的最高数据率

3、吞吐量：链路实际传输数据量

4、时延：数据包发送到接收花费的时间

5、利用率：使用的/实际的，越高越卡

6、误码率：传输错误/传输文件全部容量

七、计算机网络协议

协议三要素：语义、语法、同步

八、参考模型概念

        在计算机网络中为了规范的交换数据，必须制定一些规则来进行约束，于是就出现了网络协议。为了更好的提供服务，提出了分层概念，使网络中各层协议分工更加明确，增加了其灵活性。计算机网络各层及其协议的集合就是计算机网络的体系结构或参考模型（是一种抽象的存在）。

九、OSI参考模型

        开放式系统互联通信参考模型（英语：Open System Interconnection Reference Model，缩写为 OSI），简称为OSI模型，一种概念模型，由国际标准化组织（ISO）提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。

OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：

• 物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号实现比特流（数据传输单位）的透明传输 相当于邮局中的搬运工人。

1. 物理层设备：中继器、集线器、网卡
2. 物理层传输介质：光纤（多模、单模）、双绞线（屏蔽、非屏蔽）、同轴电缆（粗、细）

• 数据链路层: 决定访问网络介质的方式。在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。

1. 数据链路层设备：二层交换机、网卡、网桥
2. 以MAC地址标识设备
3. MAC地址：MAC地址的长度为48位(6个字节)

如：00-16-EA-AE-3C-40就是一个MAC地址，其中前3个字节代表网络硬件制造商的编号，而后3个字节，代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。具有唯一性

• 网络层:主要通过路由选择算法为数据传输选择一条最合适的路径，相当于我们上网买快递的时候会填写收货地址和电话号码，菜鸟驿站会根据我们的收货地点，选择最合适的集中点把货物派发过去，一步步转发到我们手里。

1. 网络层设备：路由器、三层交换机
2. 以IP地址标识设备
3. IP地址：是一种在Internet上的给主机编址的方式，它主要是为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。如192.168.1.1
4. 网络层协议：ICMP网际控制报文协议、ARP地址解析协议等。
5. 网络层三大功能

 （1）寻址：数据链路层中使用的物理地址（MAC地址）仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时，为了识别和找到网络中的设备，每一子网中的设备都会被分配一个唯一的地址。由于各子网使用的物理技术可能不同，因此这个地址应当是逻辑地址（如IP地址）。

（2）交换：规定不同的信息交换方式。常见的交换技术有：线路交换技术和存储转发技术。

 （3）路由算法：当源节点和目的节点之间存在多条路径时，本层可以根据路由算法，通过网络为数据分组选择最佳路径，并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端。

• 传输层: 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。

1. 传输层协议：TCP和UDP

（1）TCP传输控制协议：是一个可靠的、面向连接的TCP协议，它允许网络间两台主机之间无差错的信息传输。TCP协议还进行流量控制与差错控制，以避免发送过快而发生拥塞或传输过程中出现丢失，也就是说，这种传输方式会考虑数据发送转换是否被接收方正确接收。

（2）UCP用户数据报协议：是无连接的数据传输方式，不可靠，也就是说在传输数据的时候不会考虑数据有没有被正确接收。

• 会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

1. 会话建立方式：全双工、半双工和单工。

（1）全双工：通信双方可以同时进行数据通信；

（2）半双工：在同一时刻通信双方只能一方发送数据；

（3）单工：只能一方发送，一方接收。

• 表示层: 主要用来把用户的数据根据某种格式编码、加密和解密、数据压缩和解压缩。

1. 编码：就像我们看到的图片是.jpg或者是.bmp，这些都是图片编码格式。
2. 加密就是使用某种编码格式对数据进行编码，别人不知道，只有特定的人才懂这种编码，这样对别人来说这个数据就是加密了，安全的。
3. 解密就是只有我自己知道这个编码方式，我收到这个数据只有我可以解码知道数据内容。
4. 压缩和解压缩：如需要传输的数据量较大，为了减少数据的传输量，将数据经过压缩传出去，接收方通过解压缩重新获得数据。

• 应用层:处于七层模型的最高层，离用户“最近”，向用户直接提供服务，在其他6层的基础上负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，并协调各个应用程序间的工作。应用层的数据就是指用户上网看到的图片、文字这些。

1. 应用层协议：HTTP超文本传输协议、TFTP简单文件传输协议、FTP文件传输协议、SMTP简单邮件传输协议等。

十、IP参考模型

（理论上这2个模型没有不同）

网络接口层：对应OSI物理层和数据链路层的功能（功能几乎是一样的，看上面的就行），传输单位：比特

网络层：对应OSI的网络层（同上），传输单位：包

传输层：对应OSI的传输层（同上），传输单位：报文

应用层：对应OSI的会话层、表示层、应用层（同上），传输单位：报文

1）IP地址

1、IP地址是为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址。由32位组成，分为4个字节。由主机位和网络位构成（不同分类的IP地址网络位和主机位数不一致，通过子网划分之后的网络位和主机位也会进行变化）

2、IP地址分类

A类：网络位8位，主机位24位，地址范围：0.0.0.0-127.255.255.255

B类：网络位16位，主机位16位，地址范围：128.0.0.0-191.255.255.255

C类：网络位24位，主机位8位，地址范围：192.0.0.0-223.255.255.255

D类：组播地址，地址范围：224.0.0.0-239.255.255.255

E类地址：保留地址，地址范围：240.0.0.0-255.255.255.255

3、特殊IP地址分类

（1）私有地址（不能用于互联网上网需要进行网络地址转化）：

A类：10.0.0.0-10.255.255.255

B类：172.16.0.0-172.31.255.255

C类：192.168.0.0-192.168.255.255

（2）特殊保留地址（有特定的含义）

0.0.0.0：未指定地址

255.255.255.255：限制广播地址

127.0.0.1：本机地址

169.254.x.x：DHCP默认分配地址

2）子网划分

目的：划分区域（局域网），节约地址空间

实现：网络位向主机位借位

1、划分步骤

（1）根据需求确定至少划分多少子网、至少可用IP地址数多少；

（2）根据子网数得出借位数、根据可用IP数得出子网地址空间；

（3）根据借位数，地址空间对给出的IP地址段进行划分；

2、例题讲解

第一步：根据需求得知至少需要5个子网，最少需要28个可用IP地址；

第二步：

     （1）若需满足子网数5，则起码需要借位m，2m>=5，则m>=3

     （2）若需满足可用IP数28，则需要n位主机位，2n-2(网络地址、主机地址不可用)>=28，则n>=5.

     （3）必须满足m+n<=8（C类地址主机位数默认）（若<8 则多出缺少的位数可以用于网络位借位用，也可留给主机位用（如=7，则剩下的一位可以当主机位或网络位）；若=8刚好进行子网划分。

     （4）借位数3，得出可用子网数23=8个，地址空间25=32（30可用）

第三步：

     （1）给出的网段：192.3.2.0（也就是：0-255）

        子网1：192.3.2.1-192.3.2.31（32个地址空间范围则为0-31）

        子网2：192.3.2.32-192.3.2.63

        子网3：192.3.2.64-192.3.2.95

        子网4：192.3.2.96-192.3.2.127

        子网5：192.3.2.128-192.3.2.159

        子网6：192.3.2.160-192.3.2.191

        子网7：192.3.2.192-192.3.2.223

        子网8：192.3.2.224-192.3.2.255

    （2）5个分公司可用从上面8个子网中随便选5个

    （3）每个子网的第一个IP地址为各子网的网络地址，最后一个地址为各子网的广播地址。

    （4）子网掩码也就是借位后的网络位全为1，主机位全为0

            C类地址默认24位网络位，192.3.2.0地址通过子网后网络位借位3位后，网络位为27位，子网掩码为255.255.255.224.0

十一、TCP 参考模型（三次握手、四次挥手）

传输控制协议（TCP，Tranmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

1、TCP报文格式如下：

 重点：要记的6个字段

1. URG（紧急）：为1时紧急指针字段有效
2. ACK（确认）：为1时确认号字段有效
3. PSH（推送）：为1时接收方应尽快将这个报文端交给应用层
4. RST（复位）：为1时表明TCP连接出现故障必须重新建立连接
5. SYN（同步）：在连接建立时用来同步序号
6. FIN（终止）：为1时表明发送端数据发送完毕要求释放连接

2、TCP建立连接（也就是三次握手）

1. 第一步，主机A向服务器发送同步序号SYN=1，且生成seq=a（a的值是随机的）请求建立连接，简称第一次握手
2. 第二步，服务器A收到主机A的SYN=1，了解到主机A的连接请求，回复ACK number=a+1,SYN=1,ACK=1，并seq=b(b的值是随机生成的)，简称第二次握手；
3. 第三步，主机A收到后检查ACK是否正确，也就是说seq的值是否为a+1,ACK是否为1,若是正确的,主机A发送ACK number=b+1,seq=a+1,ACK=1，表明确认建立连接，简称第三次握手

类似于：瞅你，瞅啥呢，瞅你咋地

3、TCP释放连接（也就是四次挥手）

1. 第一步，主机A进程发出连接释放报文，并通知发送数据，发送终止符FIN=1，seq=a（等于前面等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），ack=b
2. 第二步，服务器A收到释放报文，发出确认报文ACK=1，ack =a+1,seq=b（b为自己的序列号）。
3. 第三步，服务器A将最后的数据发送完毕后，向主机A发送连接释放报文，FIN=1，ACK=a+1,seq=b
4. 第四步，主机A收到服务器A的连接释放报文后，发出确认，ACK=1，ack=b+1,双方释放连接成功。

类似于：

A：我们分手吧  

B:行，我先收拾一下东西       

B:我收拾好了，走了    

A：行，再见

注：记住建立连接和释放连接分别是三次握手和四次挥手，再记一下交互过程中分别发送了什么字段

计算方法：

1. 根据给出的数据报大小和MTU，相除得出会划分为几片
2. 进行分片计算

例：发送一个数据部分1300字节的数据报，MTU为500字节，求分片后的偏移量，MF、DF？

第一步：

• MTU=IP头部（20字节）+数据部分  MTU=500，则=20字节的头部+480字节的数据部分；
• 1300/480=起码需要3片才能传送完所有的数据。

第二步：计算分片，如下

 计算过程都是一样的，以此类推，万能格式。

TCP:传输控制协议

UDP：用户数据报协议

相同点：

• 都属于传输层协议
• 通信都需要开放端口

不同点：

1. TCP可靠，UDP不可靠
2. TCP传输前建立连接，UDP传输不建立连接
3. TCP有可靠性保障机制如：流量控制、超时重传，UDP没有

十二、服务端口号：

• FTP文件服务：

1. 数据端口20（主动模式）
2. 控制端口21

• TELNET远程登陆23
• SMTP简单邮件传输25
• DNS域名服务53
• TFTP简单文件传输69
• HTTP超文本传输80
• SNMP简单网络管理161
• HTTPS超文本传输（安全）443

十三、虚拟局域网VLAN：

将物理存在的网络从逻辑上划分成多哥逻辑上的局域网

• 作用：隔离广播域，保障网络安全
• 实现：通过为数据包打上TAG标签，来识别不同VLAN
• 划分方式：

1. 基于端口划分
2. 基于MAC划分
3. 基于IP子网划分
4. 基于协议划分
5. 基于策略划分

配置命令放旁边文件了（可能会考）

十四、生成树协议STP

作用：消除环路

实现：阻塞端口，让网络变成生成树网络

更新换代“

RSTP快速生成树协议

MSTP多生成树协议网络拓扑结构

十五、拓扑结构

星型、总线型、环型、树型、网状

十六、网络交换技术

• 电路交换：需要建立和释放连接
• 分组交换：不建立连接
• 报文交换：不建立连接

十七、CSMA/CD：为避免冲突的一种技术

CSMA/CD的工作原理可简单总结为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。

十八、MAC地址：

48位，6字节，前面三个字节代表网络硬件制造商的编号，后面桑字节代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。

十九、域名书写：

三级域名.二级域名.顶级域名

顶级域名：cn中国、us美国、com公司、net网络机构

二级域名："二级域名"就是在一级域名前再加一级，如"baidu.com"。

gov适用政府部门

ac”适用科研机构

edu”适用教育科研机构

com”适用工商金融企业

net”适用互联网络、接入网络的信息中心(NIC)和运行中心(NOC)

org”适用各种非营利性组织。 

例：WWW.Huawei.com