计算机 - 话题

数据链路层
（一）数据链路层的功能：节点到节点地将网络层的数据报传送通过路径中的单段链路。
注1：提出这个点是为了使知识结构体系完整。
注2：其他的基本常识：
两种信道：广播信道、点对点信道。
链路层提供的服务：成帧（即（二）组帧）、链路访问（即（五）介质访问控制）、差错检测和纠错（即（三）差错控制）。
（二）组帧：基本的模式为：帧首部+数据部分（大小不能超多mtu）+帧尾部。具体情况视各具体协议而定，抛开具体的协议谈组帧没有意义。
（三）差错控制:1.检错编码：2.纠错编码：注：这个点和组成的点是重合的。
（四）流量控制与可靠传输机制
1.流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制
a)滑轮窗口机制：发送方连续发送窗口内的所有分组。接收方可以累积确认（只对按序到达的最后一个分组发送确认。）
2.单帧滑动窗口与停止-等待协议：不论是否已有该分组，收到就确认、超时重传、分组和ack有编号。
3.多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN也称滑动窗口协议）：丢弃失序分组（使接受缓存简单）：序号、检查、累积确认、超时/重传。
4.多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）：窗口长度必须小于或等于序号空间大小的一半。
注：这个点个人觉得不应该放在这里，我手头的两本教材都是在运输层详细将这个点的。所以准备放到运输层复习。
（五）介质访问控制
问题背景：在广播链路中，两个以上的节点同时传输帧时，所有节点都会收到这些帧，即发生碰撞。多个节点同时活动时，多址访问协议可确保广播信道进行有用的工作。多址访问协议有如下三类：
1.信道划分介质访问控制（信道划分协议）
频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM，光的频分复用）、码分多路复用（CDMA）的概念和基本原理。
注：信道划分协议这个点，想不出能出什么题。看到英文缩写能知道中文，看到中文能知道大致是怎么一回事儿应该就足够了。
2.随机访问介质访问控制（随机访问协议）
ALOHA协议：时隙ALOHA的效率公式，最大效率：1/e=0.37、0.37的概率空闲、0.26的概率碰撞；纯ALOHA的效率是时隙的一半。
CSMA协议：载波侦听多址访问协议：
CSMA/CD协议：带碰撞检测的载波侦听多址访问协议。
CSMA/CA协议：避免碰撞的载波侦听多址访问协议。
注1：即使使用了这些协议，因为传播时延的存在，碰撞还是会产生。
注2：随机访问协议这个点，依然想不出单独对这能出什么题。
3.轮询访问介质访问控制：（轮流协议）
令牌传递协议要点：有帧传送时持有令牌、无帧传送时转发令牌、发送帧数超过最大帧数也要转发令牌；
令牌传递协议的注意点：一个节点崩溃可能导致整个信道崩溃，一个节点释放令牌出现故障时的恢复。
注：依然不知道能出什么题目。
（六）局域网
1.局域网的基本概念与体系结构：
注：局域网的重点在于以太网和无线wi-fi网，复习这两点时注意基本概念和体系结构应该就可以了。
2.以太网与IEEE802.3：（mtu=1500字节）、提供不可靠的无连接服务、使用csma/cd。
a)以太网综述：使用802.3标准；使用CSMA/CD协议；物理上是星型拓扑结构，逻辑上是总线拓扑结构。
b)CSMA/CD：机制：
i.没有使用时隙
ii.载波侦听
iii.碰撞检测，有碰撞就停止发送
iv.等待重传
注：大致的工作流程也应该熟悉。
c)以太网帧结构：
i.数据字段46（任何小于46+6+6+2+4=64的以太网帧都是无效帧，会被丢弃，所以如果ip数据报的长度不足46字节，那么需要填充到46字节）到1500字节
ii.目的地址：6字节（mac地址）
iii.源地址：6字节（mac地址）
iv.类型字段：标志上层使用什么协议。2字节
v.循环冗余检测：4字节
注：前同步码并不是以太网帧的组成部分。
d)以太网的扩展：802.3规定任意两个站之间最多可经过三个电缆网段
。10BASE-T以太网中主机与集线器（或交换机等连接设备）的最大距离为100m，即同一网段的两主机的最大距离为200m。
注：此处倒是有可能出题。
3.IEEE 802.11：（Wi-Fi）
a)802.11b、a、g的链路层帧结构都相同，物理层有大区别。个人觉得注意相同点就好了。
b)802.11综述：使用CSMA/CA协议。基本构件为基本服务集BBS，中心称为接入点AP。
c)信道与关联：
d)CSMA/CA协议：
i.工作原理，或者说流程。
ii.预约机制：RTS和CTS
e)帧结构：
i.有效载荷与CRC字段。
ii.地址字段
iii.序号、持续期和帧控制字段
4.令牌环网的基本原理：lan的N个节点通过直接链路连接成一个环。令牌环的拓扑定义了令牌的传递次序。一个节点获得令牌另发送一个帧之后，帧沿整个环广播。目的节点接受帧，发送节点则删除帧。
（七）广域网
1.广域网的基本概念
2.PPP协议：点对点协议。
a)特点：简单，只检错，不纠错，具有透明性
b)PPP帧格式：
i.标志字段：用01111110 的一字节字段来作开始和结束。
ii.地址字段：唯一可能的值是：11111111
iii.控制字段：唯一可能的值：00000011（这两个字段以后可能有其他值，现在只有固定值，所以可以不发送）
iv.协议：上层网络层使用的协议。
v.信息：最大1500字节。
vi.检查和
c)PPP的字节填充问题：为了保持ppp的透明性，采用字节填充技术解决，其他字段出现标志字段的值。当其他字段出现标志字段的值时，发送方在前面填充控制转义字节01111101，接收方自行恢复。（一个转义字符，表示出现01111110，连续两个，表示出现01111101）
d)PPP主要部分：成帧、链路控制协议、网络控制协议
3.HDLC协议：高级数据链路控制
4.ATM网络基本原理：异步传送模式
注：考虑到网络只有25分，前面又有局域网，所以个人觉得如果在这部分出题，我又不会，我就只好认栽了。
（八）数据链路层设备
1.网桥
网桥的概念；网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来（扩展以太网），根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。
网桥的优点：过滤通信量、增大吞吐量、扩大物理范围提高可靠性、可互连不同物理层，不同mac层和不同速率的以太网。
2.局域网交换机及其工作原理：交换机和集线器在外观上非常相似，而我们怎么分辨它们之间的区别呢?交换机（Switch）是工作在第二层即数据链路层的一种设备，它根据MAC地址对数 据帧进行转发。集线器（HUB）是一种工作在物理层的设备，它并不提供数据交换的功能。它相当于一根线缆，把各个网络节点连接起来，而交换机却能够为任意两个网络节点之间提供一条数据通道，防止了冲突的产生，能够满足目前用户对数据高速交换的需求。
网络层
（一）网络层的功能
1.异构网络互联【注：即谢希仁版的虚拟互联网络】
2.路由与转发【路由是过程性的，转发是动作性的】注：路由即选路。
3.拥塞控制 注：和上一章的流量控制与可靠传输一起，在运输层复习。
（二）路由算法
1.静态路由与动态路由
静态路由：随着时间的流失，路由的变化非常缓慢。
动态路由：当网络流量负载或拓扑结构发生变化时改变选路路径。易受选路循环、路由振荡等问题的影响。
2.距离-向量路由算法（DV算法）
a)是一个异步、迭代、自我终结的和分散式选路算法。
b)具体算法觉得也不会考。
c)计数到无穷问题，毒性逆转不能解决这个问题。
3.链路状态路由算法（LS算法）
a)属于全局选路算法。每个节点都知道整个网络的拓扑结构和所有链路的费用。
b)具体算法即求单源点最短路径的Dijkstra算法，不过网络应该不会考这个算法的。
c)振荡问题：知道什么是振荡，通过随机化路由器发送链路通告的时间来避免路由器的自同步，这样就可以解决振荡问题。
注：DV算法和LS算法的比较
4.层次路由（为后面的路由协议做准备）
（三）IPv4
1.IPv4分组
a)我手头有的两本书：谢希仁的计算机网络第四版和那本机械工业出版社出版译文版的的自顶向下的计算机网络上的术语和大纲列出的术语有很多都不同。这个IPv4分组，应该是IP数据报分片，即：由于各链路层可能具有不同的MTU，所以网络层可能要将一个完整的IP数据报分成几个小的IP数据报（片）
2.IPv4地址与NAT
a)IP地址：网络号+主机号，使用点分十进制记法，最长前缀匹配原则。
i.分类IP地址：ABCDE类地址的格式
1.A类：首位为0，7位网络号，但只有126个可用网络号，其中：网络号字段全为0的是保留地址，网络号01111111为本机测试用，不会出现在网络上。可用主机号为二的二十四次方减去二，全1的主机号为广播地址、全0的主机号也不用。
2.B类：前两位为：10，14位网络号。除128.0外，其他网络号可用。主机号为全0或1的不可用
3.C类：前三位110，21为网络号，除192.0.0外，其他网络号可用。主机号为全0或1的不可用。
ii.不分类IP地址：无类别域际路由选择(CIDR):a.b.c.d/x，x指出网络号位数。
b)NAT（网络地址转换）：理解NAT转发表：
lan端：nat地址+端口号
对应 wan端：IP地址+端口号
3.子网划分与子网掩码、CIDR
a)子网掩码：/20的地址块的子网掩码为11111111 11111111 11110000 00000000 。子网掩码与IP地址相与就得到网络号。
b)CIDR：无类别域际路由选择。
4.ARP协议、DHCP协议与ICMP协议
a)ARP：地址解析协议。根据IP找硬件地址。
b)DHCP：动态主机配置协议：为主机配置IP地址、子网掩码、默认路由器的IP地址、域名服务器的IP地址。
c)ICMP：网际控制报文协议。为了更有效的转发IP数据报和提高交付成功的机会而使用ICMP。有ICMP询问报文和相应的ICMP差错报告报文两种。
（四）IPv6
1.IPv6的主要特点：
a)128位IP地址。
b)首部长度为8字节的整数倍。IPv4为4字节的整数倍。
2.IPv6地址：除了传统的单薄和多播外还有一种任播地址：即任播终点是一组计算机，但数据报只交付给其中一个。使用冒号十六进制记法，允许零压缩，即FF05：0：0：0：0：0：0：B3可写成：FF05：：B3
（五）路由协议
1.自治系统
2.域内路由与域间路由
3.RIP路由协议：选路信息协议。距离也称为跳数，每经过一个路由器，跳数就加1.RIP路径最多只能包含15个路由器。运行在UDP上的应用层协议。
4.OSPF路由协议：开放最短路径优先。使用IP数据报传送。核心是一个使用链路状态信息洪泛的链路状态协议和一个Dijkstra最低费用路径算法。运行OSPF的路由器知道全部网络的拓扑结构。OSPF能做到负载平衡，RIP不能。OSPF使用层次结构的区域划分。OSPF支持CIDR。
注：RIP都是AS内部路由协议，通常RIP用于小型AS，OSPF用于规模较大的网络。
5.BGP路由协议：边界网关路由协议。BGP采用路径向量路由选择协议，可以较好的解决兜圈子问题。BGP支持CIDR。BGP使用TCP传输报文。为每个AS提供一种手段处理：
a)从相邻AS获得子网可达性信息。
b)向该AS内部的所有路由器传播这些可达性信息。
c)基于该可达性信息和AS策略，决定达到子网的“好”路由。
（六）IP组播（IP多播）
1.组播的概念：使单个源节点能够向其他网络节点的一个子集发送分组的拷贝。多播组。
2.IP组播地址：即D类地址。224.0.0.0至238.255.255.255是全球可用的多播组标识符。
3.组播路由算法：
a)使用一颗组共享树进行多播选路：使用基于中心方法构造多播选路树，从边缘向中心
b)使用一颗基于源的树进行多播选路：从源向边缘。“剪枝”：自身以及所有下有路由器都不属于该多播组时，向上有路由器发送剪枝报文。
注：多播路由算法了解这两个思想应该就足够了。
（七）移动IP
1.移动IP的概念：支持移动性的因特网体系结构与协议统称为移动IP
2.移动IP的通信过程：
（八）网络层设备
1.路由器的组成和功能：
a)组成：输出端口、输入端口、交换机构、选路处理器
b)功能：连接网络（类似集线器、交换机等）+选路
2.路由表与路由转发：路由器根据路由表路由转发。

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