三、知识扩充

计算机网络三种分层结构：

• OSI 七层模型（应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
• TCP/IP四层参考模型（应用层、运输层、网际层、网络接口层
• 五层参考模型（应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

按照网络覆盖范围的五个分类：

• 个域网（PAN)——1m左右（个体
• 局域网（LAN)——1公里左右（学校、公司
• 城域网（MAN)——10公里左右（城市
• 广域网（WAN)——100-1000公里左右（国家
• 互联网（Internet)——10000公里左右（全球

网络性能七指标：

• 速率（ 单位时间传输信息量
• 带宽（ 最高数据率
• 往返时间PPT（ a发送信息给b,到a收到b的确认这段时间
• 吞吐量（ 即时吞吐量和平均吞吐量
• 时延（ 发送时延，传播时延，处理时延，排队时延
• 利用率（ 信道利用率和网络利用率
• 时延带宽积（ 传播时延*带宽

数据交换的三种方式：

• 电路交换（建立连接，如电话通信，涉及到多路复用技术
• 报文交换（不建立连接，一次性发送一个报文
• 分组交换（不建立连接，将报文拆分成一些列较小的包，接收时再重新整合，像qq微信

多路复用技术的四种分类：

• 频分多路复用
• 时分多路复用
• 码分多路复用
• 波分多路复用

物理层相关概念：

两个定理：

• 奈奎斯特定理：给出理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。
• 香农定理：在有噪声的信道中，最大的传输速率。

两种调制技术：（为了适应在信道中的传输

• 带通调制（仅仅对波形进行调制
• 基带调制（利用载波进行调制

信道分类：

• 单向信道
• 双向交替信道
• 双向同时信道

常用编码方式：

• 不归零制
• 归零制
• 曼彻斯特编码
• 差分曼彻斯特编码

链路层相关概念

成帧的三种方法：

• 字符计数法（每帧头部第一个字段标识帧长度
• 字节填充标志字节法（每一帧前用特殊字节标记
• 零比特填充（起始和终止标志为6个连续的1，数据部分每5个1后面加一个零，读取时去掉

帧检错的三种方法：

• 奇偶校验
• 互联网校验
• 循环冗余检验（CRC

局域网按网络拓扑结构的三种分类：

• 星形网
• 环形网
• 总线网

以太网的两个标准：

• DIX Ethernet V2
• IEEE 的802.3

共享信道媒体的两种方法：

• 静态划分通道（复用技术
• 动态媒体接入控制（随机接入、受控接入

CSMA/CD协议

• 协议由来：采用动态媒体接入控制的方式共享信道媒体可能发生冲突（两个工作站同时发出帧），所以诞生了CSMA/CD协议
• 协议要点：多点接入，载波监听，碰撞检测
• 工作流程：发前先听，边发边听，冲突停止，延迟重发

网络层相关概念

子网分类：

• 面向无连接的服务
• 面向连接的服务

IPv4地址可以分类：

• A类地址：0（开头）+7位（网络地址）+24位（主机地址）
• B类地址：10（开头）+14位（网络地址）+16位（主机地址）
• C类地址：110（开头）+21位（网络地址）+8位（主机地址）
• D类 以1110开始 用于组播
• E类 以11110开始 用于科研保留
  
  注：主机位为全0和全1的分别为网络地址和广播地址，所以主机数量要减2（如每个A类地址能容纳的主机数为224−22^{24}-2224−2

IPv6地址（128位）

• 格式： 分8组（每组16位），用 ’ ：’隔开。
• 用16进制表示。
• 一组中4位16进制全为0可以简化只 4000 写一个0(x:0:x)或者不写（x：：x）,但只能存在一个：：
• 可在网址后面加上/24表示前缀为24位（IPv6子网掩码称为前缀）

IPv6地址分类：

• 单播地址（一个单播地址对应一个接口，发往单播地址的数据包会被对应的接口接收；

• 多播地址 （一个任播地址对应一组接口，发往任播地址的数据包会被这组接口的其中一个接收，被哪个接口接收由具体的路由协议确定；

• 任播地址（一个组播地址对应一组接口，发往组播地址的数据包会被这组的所有接口接收；任播地址存在于单播地址中
  

  未指定地址：主要用于系统启动之初，尚未分配IP时，对外请求IP地址时，作为源地址使用，它不能用于数据包的目的地址之中。

  环回地址：用于自己向自己发送数据包时使用，在日常网络排错中可以测试网络层协议状态。

  本地链路单播地址：本地单播地址的前缀为FE80::/8，它的作用是在没有路由（网关）存在的网络中，主机通过MAC地址自动配置生成IPv6地址，仅能在本地网络中使用。

IPv6过度技术：

• 双协议栈（同时支持IPv4和IPv6,优先IPv6访问
• 隧道技术（将IPv4/IPv6作为数据部分，放入IPv6/IPv4中
• 翻译技术（直接将IPv6/IPv4转换为IPv4/IPv6

路由：

1. 路由表中信息的来源

   直连路由（学习感知
   • 静态路由（人工配置，适合小型网络
   • 动态路由（路由协议自动生成，更新和维护，适合大型网络

2. 距离矢量路由选择协议（DV）和链路状态路由选择协议（LS）

• 典型代表：RIP （DV）,OSPF（LS)
• 适用范围区别： RIP适用于中小网络，比较简单。没有系统内外、系统分区，边界等概念，用到不是分类的路由。
• OSPF适用于较大规模网络。它把自 治系统分成若干个区域，通过系列内外路由的不同处理，区域内和区域间路由的不同处理方法，减少网络数据量大传输。