计算机网络基础

1，分组交换的概念及特点概念：分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。

（分组：首部：目的地址，源地址等重要控制信息，+数据段）特点：（1）采用存储-转发交换技术，（2）有两种方式：数据报方式，虚电路方式，（3）优点：高效，灵活，迅速，可靠（4）缺点：路由器在转发分组时需要花费一定时间，造成时延，各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。

2，计算机网络的工作方式及特点：采用的方式为：客户-服务器方式和对等连接方式。

客户-服务器方式是因特网上最常用，最传统的方式，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

客户程序：（1）被用户调用后运行，在通信时主动向远地服务器发起通信。

客户程序必须知道服务器程序的地址：（2）不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

服务器程序：（1）是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个本地或远地客户的请求：（2）不需要知道客户程序的地址：（3）一般需要强大的硬件和高级的操作系统。

对等连接方式：是指两台主机在通信时并不区分哪一个是服务器请求方还是服务提供方。

只要两台主机都运行了对等连接软件，它们就可以平等的，对等的进行连接通信，这种方式也称为p2p文件共享。

其本质仍是使用客户服务器方式，只是不区分服务提供方和请求方，支持大量对等用户同时工作。

3，网络体系结构及其协议：计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络的体系结构。

（1）应用层：体系结构中的最高层，任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。

应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则，协议：http协议，smtp协议，ftp协议。

将应用层交互的数据单元称为报文。

（2）运输层：负责向两台主机进程之间提供通用的数据传输服务。

运输层有复用和分用的功能。

协议：传输控制协议TCP，提供面向连接，可靠地数据传输服务，数据传输的单位是报文段。

用户数据报协议UDP,提供无连接，尽最大努力的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据报。

（3）网络层：也叫IP层和网际层，负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，将运输层中的报文段和用户数据报封装成分组和包进行传送。

协议：IP协议，分组叫IP数据报（数据报）。

另一个任务就是使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到合适的路由，最后到达目的主机。

（4）数据链路层：在两个相邻结点间传送数据时，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传送帧。

（5）物理层：传送数据的单位是比特。

在物理媒介上正确地、透明地传送比特流。

5、PPP协议的工作状态：起始状态为“静止”状态，当检测到载波，进入“建立”状态，（若建立失败，进入到“静止”状态），双方协商一些选项，进入“鉴别”状态，若鉴别成功，进入“网络”状态，（若鉴别失败，进入到“终止”状态），进行NCP配置，进入“打开”状态，通信结束，进入“终止”状态。

P666、以太网的工作原理以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机制。

以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息，因此，我们说以太网是一种广播式网络。

当以太网中的一台主机要传输数据时，它将按如下步骤进行：1、适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部组成以太网帧，放入适配器的缓存中，准备发送。

2、帧听信道上收否有信号在传输。

如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续帧听，直到信道空闲为止。

若没有帧听到任何信号，就传输数据3、传输的时候继续帧听，如发现冲突则执行退避算法，并发送人为干扰信号，等待r倍512比特时间后，重新执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送会返回到帧听信道状态。

4、若未发现冲突则发送成功，计算机所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须在最近一次发送后等待9.6微秒（以10Mbps运行）。

发前先听，空闲即发送，边发边听，冲突时退避。

P737、以太网的最小帧长，为什么传统的以太网是共享性局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议。

最小帧长必须大于整个网络的最大时延位（最大时延时间内可以传输的数据位，64字节）。

如果帧长度太小，就可能出现网络上同时有两个帧在传播，就会产生冲突（碰撞）而造成网络无法发送数据。

如果数据帧太长就会出现有的工作长时间不能发送数据，而且可能超出接受端的缓冲区大小，造成缓冲益出。

由于多方面的限制，每个以太网帧都有最小的大小64bytes最大不能超过1518bytes，对于小于或者大于这个限制的以太网帧我们都可以视之为错误的数据帧，一般的以太网转发设备会丢弃这些数据帧。

9、交换机的概念、特点及工作过程：（1）交换机(英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。

它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。

(2)特点：是一个多接口的网桥，它的每一个接口都直接与一个单主机或另一个集线器相连，一般都工作在全双工模式，能同时连通许多对的接口，无碰撞地传输数据，也是一种即插即用设备，以太网交换机使用专用的交换结构芯片，交换效率较高。

工作流程如下：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播。

10、CSMA/CA的工作机制（载波监听多点接入/碰撞避免）（1）首先检测信道是否有使用，如果检测出信道空闲，则等待一段随机时间DIFS后，才送出数据。

（2）接收端如果正确收到此帧，则经过一段时间间隔SIFS后，向发送端发送确认帧ACK。

（3）发送端收到ACK帧，确定数据正确传输，（在经历一段时间间隔后，会出现一段空闲时间。

）若发送端在规定时间内没有收到确认帧，就必须重传此帧，直到收到确认为止。

11.ip地址与硬件地址的差别？为什么要使用这两种地址？（1）硬件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；（2）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。

因为在因特网上，是使用IP地址独一无二的标识每个主机（或路由器），但在发送数据时，使用IP地址的IP数据报向下要交给数据链路层，被封装成MAC帧，而MAC帧在传送时使用的源地址和目的地址都是使用的硬件地址。

连接在通信链路上的设备（主机或路由器）在接收MAC帧时，其根据是MAC帧首部中的硬件地址。

只有在剥去MAC帧首部和尾部后将MAC层的数据上交给网络层，网络层才能在IP数据报中找到源IP地址和目的IP地址。

12.ARP的工作原理？每一个主机都设有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表（P115）13.CIDR网络前缀、网络地址、主机地址的判断？CIDR把32位的IP地址划分为2个部分，前面的部分是“网络前缀”用来指明网络，后面的部分用来指明主机。

IP地址：：={<网络前缀>，<主机号>}；CIDR使用“斜线记法”即在IP地址后面加上斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数。

网络地址是将网络前缀后的主机号全为0.14.路由器的概念及工作原理？15.UDP协议的特点？TCP协议的特点？UDP协议的特点：（1）UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延；（2）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用流量控制和拥塞控制，因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表；（3）由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低；（4）UDP是面向报文的；（5）UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信；（6）用户数据报只有8个字节的首部开销，比TCP的20个字节的首部要短得多。

TCP协议：（1）TCP是面向连接的运输层协议；（2）每一条TCP连接只能有两端点；（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。

16.滑动窗口的工作原理及作用？落入发送窗口内的是允许发送的字节，落入发送窗口外左侧的是已发送并被确认的字节，而落在发送窗口外右侧的是还不能发送的字节。

收到确认后，发送窗口向右滑动，直到发送窗口的左沿正好包含确认序号的字节。

发送方只要收到了对方的确认，发送窗口就可前移；发送TCP要维护一个指针；每发送一个报文段，指针就向前移动一个报文段的距离；当指针移动到发送窗口的最右端时就不能再发送报文段了。

为了提高报文段的传输效率17.DNS的域名解析过程？第一步:客户机提出域名解析请求,并将该请求发送给本地的域名服务器。

第二步:当本地的域名服务器收到请求后,就先查询本地的缓存,如果有该纪录项,则本地的域名服务器就直接把查询的结果返回。

第三步:如果本地的缓存中没有该纪录,则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器,然后根域名服务器再返回给本地域名服务器一个所查询域(根的子域)的主域名服务器的地址。

第四步:本地服务器再向上一步返回的域名服务器发送请求,然后接受请求的服务器查询自己的缓存,如果没有该纪录,则返回相关的下级的域名服务器的地址。

第五步:重复第四步,直到找到正确的纪录。

第六步:本地域名服务器把返回的结果保存到缓存,以备下一次使用,同时还将结果返回给客户机。

18.WWW的工作原理？万维网以客户服务器方式工作，万维网浏览器向万维网服务器发出对某个万维网文档的请求，万维网服务器返回浏览器请求的万维网文档，浏览器将该文档在窗口中显示出来。

19.FTP的工作原理？文件传送协议FTP使用TCP可靠的运输服务来传送文件，在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接：控制连接和数据连接。

FTP客户所发出的传送请求，通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接并不用来传送文件。

实际用于传输文件的是数据连接。

20.DHCP的作用及工作原理？允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。