計算機網絡複習

 

面試時，面試官若是想考查你機算機網絡學得怎麼樣，怎麼說也得問下TCP三次握手的過程吧?

so, 我4月24號就開始複習計算機網絡，斷斷續續複習了3天吧。

 

ISP: Internet Service Provider 因特網服務提供商

Eg: 中國電信、中國聯通和中國移動

 

路由器是一種專用計算機。路由器實現分組交換(packet switching)的關鍵構件。其任務是轉發收到的分組。

• 電路交換－－整個報文的比特流連續地從源點直達終點，好像在一個管道中傳送
• 報文交換－－整個報文先傳送到相鄰結點，所有存儲下來後查找轉發表，轉發到下一個結點
• 分組交換－－單個分組(這只是整個報文的一部分)傳送到相鄰結點，存儲下來後查找轉發表，轉發到下一個結點

 

網絡分類

• 廣域網－WAN(Wide Area Network)
• 城域網－MAN(Metropolitan Area Network) 範圍: 城市
• 局域網－LAN(Local Area Network) eg: 校園網 or 企業網
• 我的區域網－PAN(Personal Area Network) eg: 電腦用無線技術鏈接起來的網絡(wifi)

 

OSI，TCP/IP，五層協議的體系結構，以及各層協議

OSI分層      （7層）：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

TCP/IP分層（4層）：網絡接口層、             網際層、運輸層、                       應用層。

五層協議     （5層）：物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、                       應用層。

結合OSI和TCP/IP產生了一個五層結構，分別爲：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。Internet就是採用的TCP/IP協議

每一層的做用以下：

• 物理層：經過媒介傳輸比特,肯定機械及電氣規範（比特Bit）
• 數據鏈路層：將比特組裝成幀和點到點的傳遞（幀Frame）
• 網絡層：負責數據包從源到宿的傳遞和網際互連（包PackeT）
• 傳輸層：提供端到端的可靠報文傳遞和錯誤恢復（段Segment）
• 會話層：創建、管理和終止會話（會話協議數據單元SPDU）
• 表示層：對數據進行翻譯、加密和壓縮（表示協議數據單元PPDU）
• 應用層：容許訪問OSI環境的手段（應用協議數據單元APDU）

 

頻分複用：全部用戶在一樣的時間佔用不一樣的頻率帶寬。

時分複用：全部用戶在不一樣的時間佔用一樣的頻帶寬度。

 

點對點信道的數據鏈路層的協議數據單元－－幀

數據鏈路層的三個基本問題:

1. 封裝成幀：給一段數據的先後分別添加首部和尾部，構成幀
2. 透明傳輸
3. 差錯檢測：循環冗餘檢驗CRC差錯檢測技術

幀的數據部分長度上限－－最大傳送單元MTU(Maximum Transfer Unit)

CRC是一種檢錯方法，FCS是添加在數據後面的冗餘碼。

 

PPP協議：用戶計算機和ISP進行通訊時所使用的數據鏈路層協議。

PPP幀的格式：75頁

 

適配器(網卡)：負責把幀發送到局域網 及 從局域網接收幀

適配器接收和發送各類幀不使用計算機的CPU，適配器上面裝有處理器和存儲器(包括RAM和ROM)

 

廣播通訊方式：當一臺計算機發送數據時，總線上的全部計算機都能檢測到這個數據。

CSMA/CD協議：一個站不可能同時邊發送和接收(但必須邊發送邊監聽信道)

 

發送的不肯定性：每個站在本身發送數據以後的一小段時間內，存在着遭遇碰撞的可能性。這一小段時間是不肯定的，它取決於另外一個發送數據的站到本站的距離。

爭用期（碰撞窗口）：以太網的端到端往返時間2i

通過爭用期這段時間尚未檢測到碰撞，才能確定此次發送不會發生碰撞。這時，就能夠放心把這一幀數據順利發送完畢。

 

以太網的爭用期肯定爲51.2us

以太網規定了一個最短幀長64字節，即512bit。若是發送的數據很是少，那麼必須加入一些填充字節，使幀長不小於64字節。

以太網在發送數據時，若是在爭用期(共發送了64字節)沒有發生碰撞，那麼後續發送的數據就必定不會發生衝突。
凡長度小於64字節的幀都是因爲衝突而異常停止的無效幀。

若是在爭用期內檢測出發生了碰撞，那麼還要再推遲一段時間再把這個暫時保留的幀和重傳一次。

 

適配器有過濾功能：從網絡每收到一個MAC幀就先用硬件檢查MAC幀中的目的地址。若是是發往本站的幀則收下，不然就將此幀丟棄。

"發往本站的幀"包括以下三種幀：

• 單播(unicast)幀(一對一)：收到的幀的MAC地址與本站的硬件地址相同
• 廣播(broadcast)幀(一對全體)：發送給本局域網上全部的站點的幀(全1地址)
• 多播(multicast)幀(一對多)：發送給本局域網上一部分站點的幀

 

硬件地址(或稱爲物理地址/MAC地址)。
在生產適配器時，這種6字節的MAC地址已被固化在適配器的ROM中。

MAC幀的格式：92頁

 

集線器：使用集線器的以太網在邏輯上還是一個總線網，各站共享邏輯上的總線，使用的仍是CSMA/CD協議。一個集線器有許多接口。

 

數據鏈路層擴展以太網要使用網橋(bridge)。網橋工做在數據鏈路層，根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發和過濾。

網橋依靠轉發表來轉發幀。轉發表也叫作路由目錄 or 轉發數據庫。　95頁

 

透明網橋(transparent bridge)：目前使用得最多。不用人工配置轉發表，網橋就能工做。是一種即插即用設備。

網橋經過自學習算法(self-learning)處理收到的幀(逐步創建起轉發表)，而且按照轉發表把幀轉發出去。　　98－重要

 

以太網交換機其實是一個多接口的網橋。

交換機最大優勢：每一個接口到主機的帶寬是10Mb/s。對於擁有N對接口的交換機的總容量爲N*10Mb/s.

以太網幀格式：102頁

 

虛擬局域網VLAN是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組，這些網段有共同的需求。虛擬局域網協議容許在以太網的幀格式中插入一個4字節的標識符，稱爲VLAN標記(tag)。用來指明發送該幀的工做站屬於哪個局域網。

 

A類地址網絡號：126個，即2^7-2=126;

減2的緣由：IP地址中全0表示"本網絡"。網絡號爲127（0111 1111）保留做爲本地軟件環回測試(loopback test)本主機的進程之間的通訊之用。

 

A類地址主機號佔3字節，所以每個A類網絡中的最大主機數是2^24－2；
減2的緣由：全0的主機號字段表示該IP地址是"本主機"所鏈接到的單個網絡地址；
（一主機的IP地址爲5.6.7.8，則該主機所在的網絡地址是5.0.0.0）
而全1表示"全部的"，所以全1的主機號字段表示該網絡上的全部主機。

路由器老是具備兩個或兩個以上的IP地址。即路由器的每個接口都有一個不一樣網絡號的IP地址。　121頁

 

ARP是地址解析協議，簡單語言解釋一下工做原理。

一、首先，每一個主機都會在本身的ARP緩衝區中創建一個ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之間的對應關係。

二、當源主機要發送數據時，首先檢查ARP列表中是否有目的主機的IP地址。若是有，就在ARP高速緩存中查出對應的硬件地址，再把這個硬件地址寫入MAC幀，而後經過局域網把該MAC幀發往此硬件地址。

若是沒有，就向本網段的全部主機發送ARP數據包，該數據包包括的內容有：源主機IP地址，源主機MAC地址，目的主機的IP地址。

三、當本網絡的全部主機收到該ARP數據包時，首先檢查數據包中的IP地址是不是本身的IP地址，若是不是，則忽略該數據包，若是是，則首先從數據包中取出源主機的IP和MAC地址寫入到ARP列表中，若是已經存在，則覆蓋，而後將本身的MAC地址寫入ARP響應包中，告訴源主機本身是它想要找的MAC地址。

四、源主機收到ARP響應包後。將目的主機的IP和MAC地址寫入ARP列表，並利用此信息發送數據。若是源主機一直沒有收到ARP響應數據包，表示ARP查詢失敗。

廣播發送ARP請求，單播發送ARP響應。

 

 

IP地址與子網掩碼相與&獲得主機號

網際控制報文協議ICMP（Internet Control Message Protocol）
ICMP報文的種類有兩種，即ICMP差錯報文和ICMP詢問報文

ICMP詢問報文：

• 回送請求和回答：由主機或路由器向一個特定的目的主機發出的詢問。收到此報文的主機必須給源主機或路由器發送ICMP回答報文。
• 時間戳請求和回答：請某個主機或路由器回答當前的日期和時間。

PING：用來測試兩個主機之間的連通性。

ping是應用層直接使用網絡層ICMP的一個例子。它沒有經過運輸層的TCP或UDP

 

RIP與OSPF

 

虛擬專用網

對於這些僅在機構內部使用的計算機就能夠由本機構自行分配其IP地址。這就是說，讓這些計算機使用僅在本機構有效的IP地址（稱爲本地地址），而不須要向因特網的管理機構申請全球惟一的IP地址（稱爲全球地址）。這樣就能夠大大節約寶貴的全球IP地址資源。

 

專用地址(private address)：只能用於一個機構的內部通訊，而不能用於和因特網上的主機通訊。即專用地址只能用做本地地址而不能用做全球地址。

在因特網中的全部路由器，對目的地址是專用地址的數據報一概不進行轉發。

專用地址：

• 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

 

TCP和UDP的區別?

TCP提供面向鏈接的、可靠的數據流傳輸，而UDP提供的是非面向鏈接的、不可靠的數據流傳輸。

TCP傳輸單位稱爲TCP報文段，UDP傳輸單位稱爲用戶數據報。

TCP注重數據安全性，UDP數據傳輸快，由於不須要鏈接等待，少了許多操做，可是其安全性卻通常。

 

DNS域名系統，簡單描述其工做原理。

域名服務器是保存網絡中全部主機域名和對應IP地址，並將域名轉換爲IP地址的服務器。

 

面向鏈接和非面向鏈接的服務的特色是什麼？

面向鏈接的服務，通訊雙方在進行通訊以前，要先在雙方創建起一個完整的能夠彼此溝通的通道，在通訊過程當中，整個鏈接的狀況一直能夠被實時地監控和管理。

非面向鏈接的服務，不須要預先創建一個聯絡兩個通訊節點的鏈接，須要通訊的時候，發送節點就能夠往網絡上發送信息，讓信息自主地在網絡上去傳，通常在傳輸的過程當中再也不加以監控。

 

 

端口及對應的服務？

 

TCP對應的協議和UDP對應的協議

TCP對應的協議：

• FTP：定義了文件傳輸協議，使用21端口。
• Telnet：一種用於遠程登錄的端口，使用23端口，用戶能夠以本身的身份遠程鏈接到計算機上，可提供基於DOS模式下的通訊服務。
• SMTP：郵件傳送協議，用於發送郵件。服務器開放的是25號端口。
• POP3：它是和SMTP對應，POP3用於接收郵件。POP3協議所用的是110端口。
• HTTP：是從Web服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協議。

UDP對應的協議：

• DNS：用於域名解析服務，將域名地址轉換爲IP地址。DNS用的是53號端口。
• SNMP：簡單網絡管理協議，使用161號端口，是用來管理網絡設備的。因爲網絡設備不少，無鏈接的服務就體現出其優點。
• TFTP(Trival File Transfer Protocal)，簡單文件傳輸協議，該協議在熟知端口69上使用UDP服務。