计算机网络原理复习要点

第一章概述
1.三网：电信网、有线电视网、计算机网
2.计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个：连通性、共享
3.网络有若干结点和连接这些结点的链路组成
4.因特网发展的几个重要时间点：1969年美国国防部创建第一个分组交换网ARPANET，
最初它只是一个单个的分组交换网，不是一个互联的网络；1983年TCP/IP协议成为ARPANET的标准协议，人们把这一年作为因特网的诞生时间
5.internet是个通用名词，泛指由多个计算机网络互连而成的网络，网络之间的通信协议
可以是任意的；Internet是个专有名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的特定网络，它采用TCP/IP协议族作为通信规则，它的前身是ARPANET
6.因特网的三级结构：主干网、地区网、校园网（企业网）
7.所有的因特网标准都是以RFC文档的形式在因特网上发表的。

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8.从工作方式上可将因特网划分为两大块：边缘部分、核心部分
9.计算机通信：主机A的某个进程和主机B的另一个进程进行通信
10.在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式可分为两大类：客户服务器方式（C/S
方式）、对等方式（P2P方式）
11.客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户是服务请求方，服务器是服务
提供方。

12.对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方；其工作
方式成为P2P文件件共享
13.“交换”就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源；必须经过“建立连接（占用通
信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放连接（归还通信资源）”三个步骤的交换方式称为电路交换，其特点是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
14.分组交换采用存储转发技术。

把要发送的整块的数据称为报文。

分组是在因特网中传送
的数据单元
15.三种交换方式在数据传送阶段的主要特点：
电路交换——整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送
报文交换——整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一结点
分组交换——单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一结点
16.广域网WAN 城域网MAN 局域网LAN 个人区域网PAN 接入网AN：用来把用
户接入到因特网的网络
17.速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称数据率或比特率；
带宽：在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，单位：b/s；
吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量；时延：数据从网络的一端传送到另一端的时间；发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也叫传输时间；传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间；处理时延：主机或路由器在处理分组时所花费的时间；排队时延，其长短取决于网络当时的通信量；
总时延等于以上四种时延的总和
18.时延带宽积=传播时延×带宽
19.往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送方接到来自接收方的确认总共经历的时
间
20.利用率有信道利用率和网络利用率；信道或网络利用率过高会产生非常大的时延
21.开放式系统互连基本参考模型OSI/RM（open system interconnection reference model），
简称OSI
22.为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议；主要由以下三个要
素组成：语法：即数据与控制信息的结构或格式；语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；同步：即事件实现顺序的详细说明
23.分层的好处：各层之间是独立的；灵活型好；结构上可分割；易于实现和维护；能促进
标准化工作
24.计算机的体系结构是这个计算机网络及其构建所应完成的功能的精确定义。

体系结构是
抽象的，而现实是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件
25.OSI的七层协议体系结构（由下到上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话
层、表示层、应用层；TCP/IP的体系结构：网络接口层、网际层IP、运输层、应用层；五层协议的体系结构：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层
26.应用层直接为用户的应用进程提供服务；运输层负责向两个主机中进程之间的通信提供
服务，运输层主要使用的两种协议：传输控制协议TCP——无连接的，数据传输的单位是报文段，能提供可靠的交付；用户数据报协议UDP——无连接的，数据传输单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最大努力交付”；网络层为分组交换网上的不同主机提供通信服务；数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数据；透明：某一个实际存在的事物看起来好像不存在一样；物理层的任务是透明地传送比特流；
27.在研究开放系统中的信息交换时，用实体这一名词表示任何可发送或接收信息的硬件或
软件进程；协议是控制两个或多个对等实体进行通信的规则的集合；在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提够服务。

要实现本层的协议，还需要使用下一层所提供的服务；
28.协议和服务的区别：首先，协议的实现保证了能够向上一层提供服务。

使用本层服务的
实体只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的实体是透明的；其次，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。

但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

只有那些能够被高一层实体“看得见”的功能才能称之为服务。

29.上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务
原语；在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，称为服务访问点SAP；OSI把层与层之间交换的数据单位称为服务数据单元SDU；OSI把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU
第二章物理层
1.通信的目的是传送消息；数据是运送消息的实体；信号则是数据的电气或电磁的表现；
模拟信号（连续信号）——代表消息的参数的取值是连续的；数字信号（离散信号）——代表消息的参数的取值是离散的；在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元
2.信道一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体；
3.单向通信，又称单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互；双向交
替通信，又称半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送，也不能同时接受；双向同时通信，又称全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息
4.来至信源的信号称为基带信号；调制可分为两大类：基带调制、带通调制；最基本的带
通调制的方法有：调幅AM、调频FM、调相PM；正交振幅调制QAM；
5.传输媒体可分为两大类：导向传输媒体、非导向传输媒体；屏蔽双绞线STP、无屏蔽双
绞线UTP；光纤有多模光纤和单模光纤；T形接头有两种：有源的和无源的；传统的微波通信主要有：地面微波接力通信和卫星通信；
6.最基本的复用是频分复用FDM和时分复用TDM；频分复用的所有用户在同样的时间占
用不同的带宽资源；时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度；
7.波分复用WDM就是光的频分复用；码分复用CDM是一种共享信道的方法；CDMA：码
分多址
8.ADSL：非对称数字用户线；ADSL把上行和下行带宽做成不对称的，上行指从用户到ISP，
下行指从ISP到用户；基于ASDL的接入网由以下三大部分组成：数字用户线接入复用器DSLAM，用户线和用户家中的一些设备；
9.FTTH：光纤到户；FTTB：光纤到大楼；FTTC：光纤到路边
第三章数据链路层
1.数据链路层使用的信道主要有：点对点信道、广播信道
2.链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理链路，且中间没有任何其他的交换结点。

3.把控制实现数据传输协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。

4.数据链路层协议的三个基本问题是：封装成帧、透明传输、差错检测。

5.最大传送单元MTU（maximum transfer unit）——数据链路层协议规定的帧的数据部
分的长度上限
6.发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”和“EOT”（只是控制字符的名字）
的前面插入一个转义字符“ESC”，而在接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。

这叫做字节填充或字符填充
7.在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER；在数据链路
层广泛使用了循环冗余检验CRC检错技术
8.帧丢失、帧重复、帧失序属于出现传输差错，但这些帧里没有出现“比特差错”；“无比
特差错”和“无传输差错”并不是同样的概念
9.PPP协议的特点：简单、封装成帧、透明性、支持多种网络层协议、在多种类型的链路
上运行、差错检测、检测连接状态、最大传送单元、网络层地址协商、数据压缩协商10.PPP协议的组成：一个将IP数据报封装到串行链路的方法；一个用来建立、配置和测
试数据链路连接的链路控制协议LCP；一套网络控制协议NCP，其中的每一个协议支持不通的网络层协议
11.连续两帧之间只需要用一个标志字段；如果出现连续两个标志字段，就表示这是一个空
帧，应当丢弃；信息字段的长度是可变的，不超过1500字节
12.PPP协议使用SONET/SDH链路时，是使用同步传输（一连串的比特连续传送）而不是
异步传输（逐个字符传送）。

在这种情况下，PPP协议采用零比特填充的方法来实现透明传输。

做法是：在发送端扫描整个信息字段，只要发现5个连续的1，就立即在后面填入一个0，在接收端，如果发现5个连续的1，就把5个1后面的0删除
13.局域网的最主要特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限
14.共享信道的方法：静态划分信道——频分、时分、波分、码分等，不适合局域网；动态
媒体接入控制，又称多点接入，可分为随机接入和受控接入
15.局域网的数据链路层被拆成两个子层：逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子
层
16.为了通信的简便，以太网采取了两种措施：一、采用较为灵活的无连接的工作方式，即
不必先建立连接就可以直接发送数据。

适配器对发送的数据帧不编号，也不要求对方发
17.
18.网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务；网络层不提
供服务质量的承诺
1.与IP协议配套使用的有四个协议：1、地址解析协议ARP；2、逆地址解析协议RARP；
3、网际控制报文协议ICMP；
4、网际组管理协议IGMP
2.虚拟互联网络也就是逻辑互联网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本
来客观存在，但利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络；使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网；互联网可以由多种异构网络互连组成
3.因特网名字与号码指派公司ICANN
4.分类的IP地址由网络号和主机号组成；A类B类C类地址都是单播地址（一对一通信），
其网络号字段分别为1、2、3字节长，而在网络号最前面有一至三位类别位，分别为0、
10、110
5.IP地址是标志一个主机或路由器和一条链路的接口，当一个主机连接到两个网络上时，
该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号必须是不同的，这种主机称为多归属主机；由于一个路由器至少连接到两个网络，因此一个路由器至少有两个IP地址6.一个网络是指具有相同网络号的主机的集合，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网
仍为一个网络；具有不同网络号的局域网要使用路由器进行互连
7.物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地
址，是一种逻辑地址；IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部；
在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层和以下使用的是硬件地址；数据链路层看不见数据报的IP地址
8.划分子网只是把IP地址的主机号进行再划分，而不改变IP地址原来的网络号
9.使用子网掩码的好处是：不管网络有没有划分子网掩码，只要把子网掩码和IP地址进
行逐位的与运算，就可立即得出网络地址；如果一个网络不划分子网，那么该网络的子网掩码就使用默认的子网掩码；子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性
10.划分子网增加了灵活性，但却减少了能够连接在网络上的主机总数；同样的IP地址和
不同的子网掩码可以得出相同的网络地址
11.无分类域间路由选择CIDR；斜线记法中，斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数；
“CIDR不使用子网”是指CIDR并没有在32位地址中指明若干位作为子网字段，但分配到一个CIDR地址块的组织仍可以在本组织内根据需要划分子网，这些子网也都只有一个网络前缀和一个主机号字段，但子网的网络前缀要比整个组织的网络前缀要长一些
12.网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多
13.为了提高二叉线索的查找速度，广泛使用了各种压缩技术
14.为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协
议ICMP
15.ICMP报文的种类有两种：ICMP差错报告报文和ICMP询问报文
16.下面是不应该发送ICMP差错报告报文的几种情况：1、对ICMP差错报告报文不再发送
差错报告报文；2、对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文；3、对具有多播地址的数据报都不发送ICMP 差错报告报文；4、对具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP差错报告报文
17.常用的ICMP询问报文有：1、回送请求和回答：ICMP回送请求报文是由主机或路由器
像一个特定的目的主机发出的询问，收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文，这种询问报文用来测试目的站是否可达以及了解其有关状态；2、时间戳请求和回答：ICMP时间戳请求报文是请求某个主机或路由器回答当前的日期和
时间，在ICMP时间戳回答报文中有一个32位的字段，其中写入的整数代表从1900年1月1日起到当前时刻一共有多少秒，时间戳请求与回答可用来进行时钟同步和测量时间
18.ICMP的一个重要应用就是分组网间探测PING，用来测试两个主机之间的连通性。

PING
使用了ICMP回送请求与回送回答报文
19.在windows操作系统中，tracert这个命令用来跟踪一个分组从源点到终点的路径
20.因特网采用的路由选择协议主要是自适应的（即动态的）、分布式路由选择协议
21.因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统，记为AS；尽管一个AS使用了多种内
部路由选择协议和度量，但一个AS对其他AS表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略
22.使用分层次的路由选择方法，可将因特网的路由选择协议划分为两大类：1、内部网关
协议IGP，如RIP、OSPF；2、外部网关协议EGP，目前使用的是BGP
23.自治系统之间的路由选择叫域间路由选择；自治系统内部的路由选择叫域内路由选择
24.路由信息协议RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议；
25.RIP协议的特点：1、仅和相邻路由器交换信息；2、路由器交换的信息是当前本路由器
所知道的全部信息，即自己的路由表；3、按固定时间交换路由信息
26.RIP博文由首部和路由部分组成。

RIP的首部占4个字节，有“命令、版本、必为0”组
成，其中的命令字段指出报文的意义：1表示请求路由信息，2表示对请求路由信息的响应或未被请求而发出的路由更新报文；“必为0”是为了4字节字的对齐；路由部分由若干个路由信息组成，每个路由信息需要用20个字节，包括地址族标识符、路由标记、网络地址、子网掩码、下一跳路由器地址、距离，一个RIP报文最多可包括25个路由，故RIP报文的最大长度是4+25×20=504字节，如超过，必须再用一个RIP报文来传送
27.开放最短路径优先OSPF，最要的特征就是使用分布式的链路状态协议；（1）OSPF用洪
泛法向本自治系统中所有路由器发送信息；（2）发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息；（3）只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器用洪泛法发送此信息；OSPF的更新过程收敛得快是其重要优点
28.为了使OSPF能过用于规模很大的网络，OSPF将一个自治系统再划分为若干个更小的范
围，叫做区域
29.在配置边界网关协议BGP时，每一个AS的管理员要选择至少一个路由器作为该AS的
“BGP发言人”，而它往往就是BGP边界路由器；“BGP发言人”表明该路由器可以代表整个AS与其他AS交换路由信息
30.在RFC4271中规定了BGP-4的4种报文：1、OPEN（打开）报文，用来与相邻的另一个
BGP发言人建立关系，是通信初始化；2、UPDATE（更新）报文，用来通告某一路由的信息，以及列出要撤销的多条路由；3、KEEPALIVE（保活）报文，用来周期性的证实邻站的连通性；4、NOTIFICATONA（通知）报文，用来发送检测到的差错
31.路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组；从
路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地，把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器
32.整个路由器结构可分为两大部分：路由选择部分和分组转发部分；路由选择部分也叫控
制部分，其核心构建是路由选择处理机
33.在互联网中，“转发”就是路由器根据转发表把收到的IP数据报从路由器合适的端口转
发出去，“转发”仅仅涉及到一个路由器；但“路由选择”则涉及到很多路由器，路由
表则是许多路由器协同工作的结果，这些路由器按照复杂的路由算法，得出整个网络的拓扑变化情况，因而能够动态的改变所选择的路由，并由此构造出整个的路由表
34.输入端口的处理速率能够跟上线路把分组传送到路由器的速率，这种速率称为线速
35.在因特网上进行多播就叫做IP多播，IP多播所传送的分组需要使用多播IP地址，多播
组的标识符就是IP地址中的D类地址，D类IP地址的前4位是1110
36.多播数据报和一般的IP数据报的区别就是它使用D类IP地址作为目的地址，并且首部
中的协议字段值为2，表明使用IGMP（网际组管理协议）；多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址
37.IP多播可分为两种：一种是只在本局域网上进行硬件多播，另一种是在因特网的范围进
行多播
38.在因特网中的所有路由器，对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发
39.采用专用IP地址的互联网络称为专用互联网或本地互联网，或专用网；专用IP地址也
叫做可重用地址
40.利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网称为虚拟专用网
VPN；有场所A和场所B的内部网络所构成的虚拟专用网VPN又称为内联网，表示A、B都属于同一个机构；有时一个机构的VPN需要某些外部机构参加进来，这样的VPN 称为外联网
41.使用端口号的NAT叫做网络地址与端口号转换NAPT（network address and port
translation）
第五章运输层
1.运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户
功能中的最低层
2.运输层有一个很重要的功能：复用和分用；“复用”指在发送方不同的应用进程都可以
使用同一个运输层协议传送数据；“分用”指接收方的运输层在剥去报文的首部后能把这些数据正确交付到目的应用进程
3.网络层是为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信
4.按OSI的术语两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫做运输协议数据单元TPDU。

但在TCP/IP体系中，则根据所使用的协议是TCP或UDP，分别称之为TCP报文段和UDP 用户数据报
5.应用层所有的应用程序都可以通过运输层再传送到IP层，这就是复用；运输层从IP
层收到数据后必须交付给指明的应用进程，这就是分用
6.在运输层使用协议端口号，通常简称为端口，在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端
口，它是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址
7.TCP/IP的运输层用一个16位端口号来标志一个端口，端口号只具有本地意义，它只是
为了标志本计算机应用层中的各个进程在和运输层交互时的层间接口；在因特网不同计算机中，相同的端口号是没有关联的
8.运输层的端口号分为两大类：1、服务器端使用的端口号，又分为熟知（系统）端口号
和登记端口号；2、客户端使用的端口号，又叫短暂端口号
9.UDP的主要特点：1、UDP是无连接的；2、UDP使用尽最大努力交付；3、UDP是面向
报文的；4UDP没有拥塞控制；5、UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信；6、UDP的首部开销小
10.在计算UDP用户数据报首部中的校验和时，要在UDP用户数据报之前增加12个字节
的伪首部
11.IP数据报的检验和只检验IP数据报的首部，但UDP的检验和是把首部和数据部分一起
都检验
12.TCP最主要的特点：1、TCP是面向连接的运输层协议；2、每一条TCP连接只能有两个
端点，也只能是点对点的；3、TCP提供可靠交付的服务；4、TCP提供全双工通信；5、面向字节流
13.TCP连接的端点叫套接字（socket）或插口，套接字socket=（IP地址：端口号）；每一
条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即套接字）所确定，即TCP连接：：={socket1，socket2}={（IP1：port1），（IP2：port2）}
14.同一个IP地址可以有多个不同的TCP连接，而同一个端口也可以出现在多个不同的TCp
连接
15.可靠传输协议是这样设计的：A只要超过了一段时间仍没有收到确认，就认为刚才发送
的分组丢失了，因而重传前面发送过的分组，这就是超时重传。

要实现超时重传，就要在每发送完一个分组设置一个超时计时器。

如果在超时计时器到期之前收到了对方的确认，就撤销已设置的超时计时器；要注意以下三点：1、A在发送完一个分组后，必须保留已发送的分组的副本；2、分组和确认分组都必须进行编号；3、超时计时器设置的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些
16.A向B发送分组M1，但之后B发送的对M1的确认丢失了，在A的超时计时器到期后
就要重传M1，结果B又收到分组M1，这是B就采取两个行动：1、丢弃这个重复的分组；2、向A发送确认。

另外一种情况就是B发送的确认迟到了，这样B也会收到重传的M1，这时B就丢弃重复的M1并重传确认，而A会收到重复的确认，这时A就将重复的确认丢弃
17.使用确认和重传机制，就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信；可靠传输协议常
称为自动重传请求ARQ，意思是重传的请求是自动进行的
18.TCP的分用功能是通过端口实现的，有源端口和目的端口，各占两个字节
19.TCP报文段首部中的序号占4个字节，序号字段值指的是本报文段所发送的数据的第一
个字节的序号，也叫“报文段序号”
20.确认号占4个字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；若确认号
=N，则表明到序号N-1为止的所有数据都已正确收到
21.“数据偏移”的单位是32位字，它指出TCP报文段首部的长度
22.当紧急URG=1时，表明紧急指针有效，要与紧急指针配合使用
23.仅当确认ACK=1时确认号字段才有效；TCP规定，在建立连接后所有传送的报文段都必
须把ACK置1
24.最大报文段长度MSS是每一个TCP报文段中数据字段的最大长度，MSS与接收窗口值
没有关系
25.流量控制是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接受；发送方的发送窗口
不能超过接收方给出的接收窗口的数据
26.在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的部分，网络的性能就
要变坏，这种情况叫做拥塞
27.拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不至于
过载；拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷
28.拥塞控制的四种算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复
29.。