計算機 - 話題

數據鏈路層
（一）數據鏈路層的功能：節(jié)點到節(jié)點地將網絡層的數據報傳送通過路徑中的單段鏈路。
注1：提出這個點是為了使知識結構體系完整。
注2：其他的基本常識：
兩種信道：廣播信道、點對點信道。
鏈路層提供的服務：成幀（即（二）組幀）、鏈路訪問（即（五）介質訪問控制）、差錯檢測和糾錯（即（三）差錯控制）。
（二）組幀：基本的模式為：幀首部+數據部分（大小不能超多mtu）+幀尾部。具體情況視各具體協(xié)議而定，拋開具體的協(xié)議談組幀沒有意義。
（三）差錯控制:1.檢錯編碼：2.糾錯編碼：注：這個點和組成的點是重合的。
（四）流量控制與可靠傳輸機制
1.流量控制、可靠傳輸與滑輪窗口機制
a)滑輪窗口機制：發(fā)送方連續(xù)發(fā)送窗口內的所有分組。接收方可以累積確認（只對按序到達的最后一個分組發(fā)送確認。）
2.單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議：不論是否已有該分組，收到就確認、超時重傳、分組和ack有編號。
3.多幀滑動窗口與后退N幀協(xié)議（GBN也稱滑動窗口協(xié)議）：丟棄失序分組（使接受緩存簡單）：序號、檢查、累積確認、超時/重傳。
4.多幀滑動窗口與選擇重傳協(xié)議（SR）：窗口長度必須小于或等于序號空間大小的一半。
注：這個點個人覺得不應該放在這里，我手頭的兩本教材都是在運輸層詳細將這個點的。所以準備放到運輸層復習。
（五）介質訪問控制
問題背景：在廣播鏈路中，兩個以上的節(jié)點同時傳輸幀時，所有節(jié)點都會收到這些幀，即發(fā)生碰撞。多個節(jié)點同時活動時，多址訪問協(xié)議可確保廣播信道進行有用的工作。多址訪問協(xié)議有如下三類：
1.信道劃分介質訪問控制（信道劃分協(xié)議）
頻分多路復用（FDM）、時分多路復用（TDM）、波分多路復用（WDM，光的頻分復用）、碼分多路復用（CDMA）的概念和基本原理。
注：信道劃分協(xié)議這個點，想不出能出什么題�？吹接⑽目s寫能知道中文，看到中文能知道大致是怎么一回事兒應該就足夠了。
2.隨機訪問介質訪問控制（隨機訪問協(xié)議）
ALOHA協(xié)議：時隙ALOHA的效率公式，最大效率：1/e=0.37、0.37的概率空閑、0.26的概率碰撞；純ALOHA的效率是時隙的一半。
CSMA協(xié)議：載波偵聽多址訪問協(xié)議：
CSMA/CD協(xié)議：帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問協(xié)議。
CSMA/CA協(xié)議：避免碰撞的載波偵聽多址訪問協(xié)議。
注1：即使使用了這些協(xié)議，因為傳播時延的存在，碰撞還是會產生。
注2：隨機訪問協(xié)議這個點，依然想不出單獨對這能出什么題。
3.輪詢訪問介質訪問控制：（輪流協(xié)議）
令牌傳遞協(xié)議要點：有幀傳送時持有令牌、無幀傳送時轉發(fā)令牌、發(fā)送幀數超過最大幀數也要轉發(fā)令牌；
令牌傳遞協(xié)議的注意點：一個節(jié)點崩潰可能導致整個信道崩潰，一個節(jié)點釋放令牌出現(xiàn)故障時的恢復。
注：依然不知道能出什么題目。
（六）局域網
1.局域網的基本概念與體系結構：
注：局域網的重點在于以太網和無線wi-fi網，復習這兩點時注意基本概念和體系結構應該就可以了。
2.以太網與IEEE802.3：（mtu=1500字節(jié)）、提供不可靠的無連接服務、使用csma/cd。
a)以太網綜述：使用802.3標準；使用CSMA/CD協(xié)議；物理上是星型拓撲結構，邏輯上是總線拓撲結構。
b)CSMA/CD：機制：
i.沒有使用時隙
ii.載波偵聽
iii.碰撞檢測，有碰撞就停止發(fā)送
iv.等待重傳
注：大致的工作流程也應該熟悉。
c)以太網幀結構：
i.數據字段46（任何小于46+6+6+2+4=64的以太網幀都是無效幀，會被丟棄，所以如果ip數據報的長度不足46字節(jié)，那么需要填充到46字節(jié)）到1500字節(jié)
ii.目的地址：6字節(jié)（mac地址）
iii.源地址：6字節(jié)（mac地址）
iv.類型字段：標志上層使用什么協(xié)議。2字節(jié)
v.循環(huán)冗余檢測：4字節(jié)
注：前同步碼并不是以太網幀的組成部分。
d)以太網的擴展：802.3規(guī)定任意兩個站之間最多可經過三個電纜網段
。10BASE-T以太網中主機與集線器（或交換機等連接設備）的最大距離為100m，即同一網段的兩主機的最大距離為200m。
注：此處倒是有可能出題。
3.IEEE 802.11：（Wi-Fi）
a)802.11b、a、g的鏈路層幀結構都相同，物理層有大區(qū)別。個人覺得注意相同點就好了。
b)802.11綜述：使用CSMA/CA協(xié)議�；�本構件為基本服務集BBS，中心稱為接入點AP。
c)信道與關聯(lián)：
d)CSMA/CA協(xié)議：
i.工作原理，或者說流程。
ii.預約機制：RTS和CTS
e)幀結構：
i.有效載荷與CRC字段。
ii.地址字段
iii.序號、持續(xù)期和幀控制字段
4.令牌環(huán)網的基本原理：lan的N個節(jié)點通過直接鏈路連接成一個環(huán)。令牌環(huán)的拓撲定義了令牌的傳遞次序。一個節(jié)點獲得令牌另發(fā)送一個幀之后，幀沿整個環(huán)廣播。目的節(jié)點接受幀，發(fā)送節(jié)點則刪除幀。
（七）廣域網
1.廣域網的基本概念
2.PPP協(xié)議：點對點協(xié)議。
a)特點：簡單，只檢錯，不糾錯，具有透明性
b)PPP幀格式：
i.標志字段：用01111110 的一字節(jié)字段來作開始和結束。
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（這兩個字段以后可能有其他值，現(xiàn)在只有固定值，所以可以不發(fā)送）
iv.協(xié)議：上層網絡層使用的協(xié)議。
v.信息：最大1500字節(jié)。
vi.檢查和
c)PPP的字節(jié)填充問題：為了保持ppp的透明性，采用字節(jié)填充技術解決，其他字段出現(xiàn)標志字段的值。當其他字段出現(xiàn)標志字段的值時，發(fā)送方在前面填充控制轉義字節(jié)01111101，接收方自行恢復。（一個轉義字符，表示出現(xiàn)01111110，連續(xù)兩個，表示出現(xiàn)01111101）
d)PPP主要部分：成幀、鏈路控制協(xié)議、網絡控制協(xié)議
3.HDLC協(xié)議：高級數據鏈路控制
4.ATM網絡基本原理：異步傳送模式
注：考慮到網絡只有25分，前面又有局域網，所以個人覺得如果在這部分出題，我又不會，我就只好認栽了。
（八）數據鏈路層設備
1.網橋
網橋的概念；網橋工作在數據鏈路層，將兩個LAN連起來（擴展以太網），根據MAC地址來轉發(fā)幀，可以看作一個“低層的路由器”（路由器工作在網絡層，根據網絡地址如IP地址進行轉發(fā)）。
網橋的優(yōu)點：過濾通信量、增大吞吐量、擴大物理范圍提高可靠性、可互連不同物理層，不同mac層和不同速率的以太網。
2.局域網交換機及其工作原理：交換機和集線器在外觀上非常相似，而我們怎么分辨它們之間的區(qū)別呢?交換機（Switch）是工作在第二層即數據鏈路層的一種設備，它根據MAC地址對數 據幀進行轉發(fā)。集線器（HUB）是一種工作在物理層的設備，它并不提供數據交換的功能。它相當于一根線纜，把各個網絡節(jié)點連接起來，而交換機卻能夠為任意兩個網絡節(jié)點之間提供一條數據通道，防止了沖突的產生，能夠滿足目前用戶對數據高速交換的需求。
網絡層
（一）網絡層的功能
1.異構網絡互聯(lián)【注：即謝希仁版的虛擬互聯(lián)網絡】
2.路由與轉發(fā)【路由是過程性的，轉發(fā)是動作性的】注：路由即選路。
3.擁塞控制 注：和上一章的流量控制與可靠傳輸一起，在運輸層復習。
（二）路由算法
1.靜態(tài)路由與動態(tài)路由
靜態(tài)路由：隨著時間的流失，路由的變化非常緩慢。
動態(tài)路由：當網絡流量負載或拓撲結構發(fā)生變化時改變選路路徑。易受選路循環(huán)、路由振蕩等問題的影響。
2.距離-向量路由算法（DV算法）
a)是一個異步、迭代、自我終結的和分散式選路算法。
b)具體算法覺得也不會考。
c)計數到無窮問題，毒性逆轉不能解決這個問題。
3.鏈路狀態(tài)路由算法（LS算法）
a)屬于全局選路算法。每個節(jié)點都知道整個網絡的拓撲結構和所有鏈路的費用。
b)具體算法即求單源點最短路徑的Dijkstra算法，不過網絡應該不會考這個算法的。
c)振蕩問題：知道什么是振蕩，通過隨機化路由器發(fā)送鏈路通告的時間來避免路由器的自同步，這樣就可以解決振蕩問題。
注：DV算法和LS算法的比較
4.層次路由（為后面的路由協(xié)議做準備）
（三）IPv4
1.IPv4分組
a)我手頭有的兩本書：謝希仁的計算機網絡第四版和那本機械工業(yè)出版社出版譯文版的的自頂向下的計算機網絡上的術語和大綱列出的術語有很多都不同。這個IPv4分組，應該是IP數據報分片，即：由于各鏈路層可能具有不同的MTU，所以網絡層可能要將一個完整的IP數據報分成幾個小的IP數據報（片）
2.IPv4地址與NAT
a)IP地址：網絡號+主機號，使用點分十進制記法，最長前綴匹配原則。
i.分類IP地址：ABCDE類地址的格式
1.A類：首位為0，7位網絡號，但只有126個可用網絡號，其中：網絡號字段全為0的是保留地址，網絡號01111111為本機測試用，不會出現(xiàn)在網絡上�？捎弥鳈C號為二的二十四次方減去二，全1的主機號為廣播地址、全0的主機號也不用。
2.B類：前兩位為：10，14位網絡號。除128.0外，其他網絡號可用。主機號為全0或1的不可用
3.C類：前三位110，21為網絡號，除192.0.0外，其他網絡號可用。主機號為全0或1的不可用。
ii.不分類IP地址：無類別域際路由選擇(CIDR):a.b.c.d/x，x指出網絡號位數。
b)NAT（網絡地址轉換）：理解NAT轉發(fā)表：
lan端：nat地址+端口號
對應 wan端：IP地址+端口號
3.子網劃分與子網掩碼、CIDR
a)子網掩碼：/20的地址塊的子網掩碼為11111111 11111111 11110000 00000000 。子網掩碼與IP地址相與就得到網絡號。
b)CIDR：無類別域際路由選擇。
4.ARP協(xié)議、DHCP協(xié)議與ICMP協(xié)議
a)ARP：地址解析協(xié)議。根據IP找硬件地址。
b)DHCP：動態(tài)主機配置協(xié)議：為主機配置IP地址、子網掩碼、默認路由器的IP地址、域名服務器的IP地址。
c)ICMP：網際控制報文協(xié)議。為了更有效的轉發(fā)IP數據報和提高交付成功的機會而使用ICMP。有ICMP詢問報文和相應的ICMP差錯報告報文兩種。
（四）IPv6
1.IPv6的主要特點：
a)128位IP地址。
b)首部長度為8字節(jié)的整數倍。IPv4為4字節(jié)的整數倍。
2.IPv6地址：除了傳統(tǒng)的單薄和多播外還有一種任播地址：即任播終點是一組計算機，但數據報只交付給其中一個。使用冒號十六進制記法，允許零壓縮，即FF05：0：0：0：0：0：0：B3可寫成：FF05：：B3
（五）路由協(xié)議
1.自治系統(tǒng)
2.域內路由與域間路由
3.RIP路由協(xié)議：選路信息協(xié)議。距離也稱為跳數，每經過一個路由器，跳數就加1.RIP路徑最多只能包含15個路由器。運行在UDP上的應用層協(xié)議。
4.OSPF路由協(xié)議：開放最短路徑優(yōu)先。使用IP數據報傳送。核心是一個使用鏈路狀態(tài)信息洪泛的鏈路狀態(tài)協(xié)議和一個Dijkstra最低費用路徑算法。運行OSPF的路由器知道全部網絡的拓撲結構。OSPF能做到負載平衡，RIP不能。OSPF使用層次結構的區(qū)域劃分。OSPF支持CIDR。
注：RIP都是AS內部路由協(xié)議，通常RIP用于小型AS，OSPF用于規(guī)模較大的網絡。
5.BGP路由協(xié)議：邊界網關路由協(xié)議。BGP采用路徑向量路由選擇協(xié)議，可以較好的解決兜圈子問題。BGP支持CIDR。BGP使用TCP傳輸報文。為每個AS提供一種手段處理：
a)從相鄰AS獲得子網可達性信息。
b)向該AS內部的所有路由器傳播這些可達性信息。
c)基于該可達性信息和AS策略，決定達到子網的“好”路由。
（六）IP組播（IP多播）
1.組播的概念：使單個源節(jié)點能夠向其他網絡節(jié)點的一個子集發(fā)送分組的拷貝。多播組。
2.IP組播地址：即D類地址。224.0.0.0至238.255.255.255是全球可用的多播組標識符。
3.組播路由算法：
a)使用一顆組共享樹進行多播選路：使用基于中心方法構造多播選路樹，從邊緣向中心
b)使用一顆基于源的樹進行多播選路：從源向邊緣�！凹糁Α保鹤陨硪约八�有下有路由器都不屬于該多播組時，向上有路由器發(fā)送剪枝報文。
注：多播路由算法了解這兩個思想應該就足夠了。
（七）移動IP
1.移動IP的概念：支持移動性的因特網體系結構與協(xié)議統(tǒng)稱為移動IP
2.移動IP的通信過程：
（八）網絡層設備
1.路由器的組成和功能：
a)組成：輸出端口、輸入端口、交換機構、選路處理器
b)功能：連接網絡（類似集線器、交換機等）+選路
2.路由表與路由轉發(fā)：路由器根據路由表路由轉發(fā)。

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