计算机网络重要概念

小咪咪 2022-11-11 06:13 322阅读 0赞

**目录**

0 同步与异步请求区别

1运输层

1.1 为什么要三次握手(TCP的建立)

1.2 为什么要四次挥手(TCP断开连接)

1.3 TCP与UDP区别

1.4 TCP 为什么是可靠连接？

2 网络层

2.1 路由选择协议(RIP、OSPF、BGP)

2.2 地址解析协议(ARP、RARP)

2.3 为什么要VPN？

2.4 为什么要NAT？

2.5 MPLS的特点

2.6 网络层为什么需要ICMP协议？

3 物理层

3.1 曼彻斯特编码的方法

3.2 物理层下面的传输媒体

3.3 信道复用技术(频分、时分、波分、码分)

4. 数据链路层

4.1 数据链路层的三个主要任务以及方法。

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# 0 同步与异步请求区别 #

同步请求：客户端请求服务器，服务器必须要将请求的所需资源处理好后作出响应。  
优点：实时结果  
缺点：等待

异步请求：客户端请求服务器，服务器直接作出响应，但是所需资源可以后续再给客户端，此时客户端可以继续发送请求。  
优点：解耦  
缺点：结果延时

# 1运输层 #

## 1.1 为什么要三次握手(TCP的建立) ##

假设如果只有2次握手，即client发送请求和server作出响应，从理想情况下这是可以的。

但是如果client发送请求1时，发生**网络阻塞**，由于TCP的**重传机制**，client会再次重新发送请求2，当server接收到client发送的请求2时作出了响应后，极有可能发生server又收到之前被堵塞的请求1，此时server必须还要再次作出响应，由此client端的一次请求造成了server端建立了多个响应在等待，就出现了资源浪费。

因此当client收到server的响应后，要再次发送单向报文，确认自己没有再发送连接请求了，让server端知道不用等待。

## 1.2 为什么要四次挥手(TCP断开连接) ##

这里只需要知道，TCP断开实际上是client端与server端都**不再传输数据**，注意这里的不再传输数据就是，双方不再发送数据也不再接收数据，其中的逻辑就是client先给server端说我不发了，server端知道了给client说ok！此时server端就不再监听client发来的请求了，server又给服务端说我也不发了，此时client也给他说ok！ 此时就出现都不发送数据也不接收数据，也就是真正的断开了。

## 1.3 TCP与UDP区别 ##

*  TCP 是面向连接的，UDP 是面向无连接的
 *  UDP程序结构较简单
 *  TCP 是面向字节流的，UDP 是面向报文的
 *  TCP 保证数据正确性，UDP 可能丢包
 *  TCP 保证数据顺序，UDP 不保证

## 1.4 TCP 为什么是可靠连接？ ##

*  通过 TCP 连接传输的数据无差错，不丢失，不重复，且按顺序到达。
 *  TCP 报文头里面的序号能使 TCP 的数据按序到达
 *  报文头里面的确认序号能保证不丢包，累计确认及超时重传机制(自动重传请求ARQ)
 *  TCP 拥有流量控制及拥塞控制的机制

TCP 的顺序问题，丢包问题，流量控制都是通过滑动窗口来解决的  
拥塞控制时通过拥塞窗口来解决的

# 2 网络层 #

## 2.1 路由选择协议(RIP、OSPF、BGP) ##

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RIP：基于向量的路由选择协议；其有3个特点：仅和相邻路由器交换信息；交换的信息是自己路由表的全部信息；固定时间间隔交换  
OSPF：开放最短路径优先

## 2.2 地址解析协议(ARP、RARP) ##

**arp简单来说就是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。**

**地址解析协议，即ARP**（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。

**逆地址解析协议，即RARP，**功能和ARP协议相对，其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址

## 2.3 为什么要VPN？ ##

指在公用网络建立专用网络，为什么要VPN技术呢？这就要先知道什么叫本地互联网的由来，一个机构申请到的IP地址数往往远小于所拥有的主机数，因此采用一些地址段作为专用IP地址，此地址不占用全球有限的IP地址数量，用专用IP地址的互联网称为本地互联网或者专用互联网，但是有时候一个很大的机构的许多部门分布范围太广，很难用物理连接的方法连接网络，于是VPN诞生，想到利用公用的互联网作为通信载体，通过某种加密解密的方式，达到即是不在同一个地方也依然能够像在同一个地方的局域网内，此专用网称为虚拟专用网就叫做VPN。

## 2.4 为什么要NAT？ ##

网络地址转换NAT 是为了让专用网内部的一些主机通过分配到的本地IP地址，通过装有NAT软件的路由器后，分配到一个有效的外部全球地址。

## 2.5 MPLS的特点 ##

支持面向连接的服务质量；支持流量工程，平衡网络负载；有效地支持虚拟专用网络

## 2.6 网络层为什么需要ICMP协议？ ##

国际控制报文协议ICMP，首先要知道网络层的目标是"尽最大努力提供转发分组"，但是他始终是不可靠传输，但是为了提高在不可靠层的IP数据包转发成功率，允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告(也就是**差错报告报文**和**询问报文**)

差错报告报文一般由中间的路由器发送给主机，不需要主机回复。

询问报文要双方相互回复，比如询问时间等等信息。

# 3 物理层  #

主要任务：确定传输媒体的接口有关的一些特性，但不是指具体的传输媒体。

## 3.1 曼彻斯特编码的方法 ##

规则：每一位的中间有一次跳变，从高到低为“1”，从低到高位“0”。

## 3.2 物理层下面的传输媒体 ##

传输媒体分为2大类：导引型传输媒体(如：光纤)和非导引型传输媒体(无线传输如：卫星通信)。

导引型传输媒体：屏蔽双绞线(STP)，无屏蔽双绞线(UTP)

同层设备用交叉线，不同层设备用直通线。

## 3.3 信道复用技术(频分、时分、波分、码分) ##

频分复用FDM：所有的用户在同一时间占用不同的带宽资源。

时分复用TDM(也称同步时分复用)：所有的用户在不同时间占用同样的频带宽度。不足：若某一时间没有数据，则会造成资源浪费。

统计时分复用STDM(也称异步时分复用)：过程就是将用户数据随时发往集中器的输入缓存，一次一个挨着一个发送，每一个数据都标有所属设备的编号。

波分复用WDM：光的频分复用(光纤)

码分复用CDM ：每一个用户可以在相同时间使用同样的频带进行通信。缺点：原本一个bit的信息，划分为m个bit的码分序列(划分是用来区分不同设备)

CDMA 码分多址

# 4. 数据链路层 #

## 4.1 数据链路层的三个主要任务以及方法。 ##

封装成帧；

透明传输（字符填充）；

差错控制（循环冗余检错码CRC）；

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