计算机网络（一）

TCP/IP P模型分层

IPv4/IPv6
IPv4(IPv4产生与70年代)的地址总量为43亿。尽管当时被认为是很大的数字，但数字浪潮很快带来了地址耗尽危机。IPv6的主要目的是增加IPv4的地址容量

从网络的作用范围进行分类

1、 广域网： 2、 局域网： 3、 城域网：作用范围在局域网和广域网之间

从网络的使用范围分类

1、 公用网：一般是国家的邮电部门建造的网络 2、 专用网：一般一个单位专用的网络

从网络的拓扑结构分类

1、 星型网络 2、 网状网络 3、 总线网络 4、 令牌环网络 5、 树形网络

复用的相关概念（频分、时分、码分等）

1、 频分复用的所有用户，在同样的时间占用不同的带宽资源。
2、 时分复用的所有用户，在不同的时间占用同样的频带宽度。
3、 码分多址，每个用户在同一时间使用同样的频带进行通信。
4、 波分复用就是光的频分复用

单工、半双工、全双工

单工：单向通信，只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。（例如：无线/有线电广播，电视广播）
半双工：双向交替通信，通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送，也不能同时接收。一方发送一方
接收，多段时间，再反过来。
全双工：双向同时通信，通信的双方可以同时发送和接收信息。
半双工和全双工通信都需要两条信道。

网络安全有哪些方面

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原 因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。 网络安全从 其本质上来讲就是网络上的信息安全。从广义来说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整 性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。网络安全是一门 涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息 论等多种学科的综合性学科。

组成网络协议的三个要素

1、 语法：数据和控制信息的结构或格式
2、 语意：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答。
3、 同步：事件实现顺序的详细说明

DNS and DHCP

DNS 是计算机域名系统 (Domain Name System 或 Domain Name Service) 的缩写，它是由解析器和域 名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应 IP 地址，并具有将域名转换为 IP 地址功能的服务器。
动态主机设置协议（DynamicHost Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网络协议，使用 UDP 协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配 IP 地址，给用户或者内部网络管理员 作为对所有计算机作中央管理的手段

分组交换的优点及缺点

优点：
1、 高效：逐段占用通信链路，动态分配资源。
2、 迅速：通信前，不用首先建立链接，可以直接发送。 3、 可靠：完善的网络协议；分布式路由
4、 灵活：每个分组可以独立路由
缺点：
1、时延：分组在各个结点存储转发时因要排队，造成一定的时间延迟。
2、开销：因为包头要携带控制信息，造成一定的网络开销。

三网，指哪三网

电信网络：主要业务是电话，传真等。 有线电视网络：单向电视节目传输网络 计算机网络：我们现在用的很多的局域网和 Internet 等。

流量控制在哪些层实现

流量控制：实质就是限制发送方的数据流量，使其发送的速率不要超过接收方处理的速率。
1、 传输层：端到端的流量控制
2、 数据链路层：相邻结点间的流量控制

PPP 协议

点对点协议（PPP）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 最初设计是为两 个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。在 TCP-IP 协议集中它是一种用来同步调制连接的数 据链路层协议（OSI 模式中的第二层） ，替代了原来非标准的第二层协议，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 还 可以携带其它协议，包括 DECnet 和 Novell 的 Internet 网包交换（IPX） 。
PPP 协议是一种点——点串行通信协议。PPP 具有处理错误检测、支持多个协议、允许在连接时刻协 商 IP 地址、允许身份认证等功能，还有其他。PPP 提供了 3 类功能：成帧；链路控制协议 LCP；网络控制 协议 NCP。PPP是面向字符类型的协议。

二层交换机是哪一层的设备，与三层交换机之间的区别？

二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的 MAC 地址信息，根据 MAC 地址进行转发，并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的 一个地址表中。
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机
三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。传统交换技术是在 OSI 网络标准模型第 二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的 高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用
相同的密钥加密

也就是密钥也可以用作解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且破译困难，除了数据加密标准（DES），另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法（IDEA），它比DES的加密性好，而且对计算机功能要求也没有那么高

与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）

公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。
常见的非对称加密算法有：RSA、ECC（移动设备用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（数字签名用）Hash算法（摘要算法）

Hash算法特别的地方在于它是一种单向算法，用户可以通过hash算法对目标信息生成一段特定长度的唯一hash值，却不能通过这个hash值重新获得目标信息。因此Hash算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。

ICMP

ICMP 是（InternetControlMessageProtocol）Internet 控制报文协议。它是 TCP/IP 协议族的一个子协议，
用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网 络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
ICMP 协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对 于网络安全具有极其重要的意义。
我们在网络中经常会使用到 ICMP 协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的 Ping 命令（Linux 和 Windows 中均有），这个“Ping”的过程实际上就是 ICMP 协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪 路由的 Tracert 命令也是基于 ICMP 协议的。

电路交换、报文交换、分组交换主要的区别

1、 电路交换，需要先建立链接，才能进行通信。而报文交换和分组交换不需要先建立链接。
2、 若连续传送大量数据，传送时间大于链路建立时间，比较适合用电路交换。
3、 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时，可提高整个网络的 信道利用率。
4、 分组交换比报文交换时延小，但结点交换机必须具备更强的处理能力。

电路交换和分组交换的区别及联系

电路交换：
1、 基于位置，即在某一位置的比特经交换后变更到另一个位置上。
2、 面向连接的，电路交换必定是面向连接的，但面向连接的却不一定是电路交换。
3、 通话过程中始终占用端到端的固定传输带宽。
分组交换：
1、 采用存储转发技术
2、 基于标记的，将欲发送的整块数据称为报文(message)，将较长的报文划分为一个个更小 等长数据段（比如 1024bit），在每个数据段前面加上首部(header)，后就构成一个分组 (packet)，分组又称为包，分组的头部称为包头。分组首部包含了目的地址和源地址等重 要的控制信息，每一个分组才能在分组交换网中独立地选择路由。
3、 无连接的

数据链路层有哪些协议，

PPP 协议：当前世界使用最多的数据链路层协议
SLIP 协议：
HDLC

网络各层的设备是什么和工作原理

传输层：四层交换机、也有工作在四层的路由器
网络层：路由器、三层交换机
数据链路层：网桥、以太网交换机（二层交换机） 、网卡（其实网卡是一半工作在物理 层、一半工作在数据链路层）
物理层：中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层

应用层有什么协议，作用

简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（TELNET）、DNS

时延

时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延， 处理时延，排队时延。（时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延）一般，发送时延与传播时延是我 们主要考虑的。对于报文长度较大的情况，发送时延是主要矛盾；报文长度较小的情况，传播时延是主要
矛盾。（计算机网络方面的时延概念）

滑动窗口协议是什么

滑动窗口协议，是 TCP 使用的一种流量控制方法。该协议允许发送方在停止并等待确认前可以连续发送多 个分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认，因此该协议可以加速数据的传输

网络拥塞

拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃到整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿即出现死锁现象。
拥塞产生原因：
（1）多条流入线路有分组到达，并需要同一输出线路，此时，如果路由器没有足够的内存来存放所有 分组，那么有的分组就会丢失。 （2）路由器的慢速处理器的缘故，以至于难以完成必要的处理工作（如缓冲区排队、更新路由表等）。 那么，即使有多余的线路容量，分组也需要进入到队列中。
防止拥塞的方法：
（1）传输层可采用：慢开始 拥塞避免 快重传 快恢复 （2）网络层可采用：子网内部的虚电路与数据报策略、分组排队和服务策略、分组丢弃策略、路由算 法和分组生存管理。 （3）数据链路层可采用：重传策略、乱序缓存策略、确认策略和流控制策略。

CSMA/CD的原理

CSMA/CD（Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detect）即载波监听多路访问/冲突检测方法 在以太 网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网
的介质访问控制协议要解决的问题。
CSMA/CD 应用在 OSI 的第二层 数据链路层
工作原理：发送数据前，先侦听信道是否空闲，若空闲，则立即发送数据，在发送数据时，边发送边继续
侦听，若侦听到冲突，则立即停止发送数据，等待一段随机时间，再重新尝试。
先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。

数据缓存 cache 的基本概念

高速缓冲存储器（Cache）其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体（RAM）来得快的一种 RAM， 一般而言它不像系统主记忆体那样使用 DRAM 技术，而使用昂贵但较快速的 SRAM 技术，也有快取记忆 体的名称。
高速缓冲存储器是存在于主存与 CPU 之间的一级存储器， 由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但 速度比主存高得多， 接近于 CPU 的速度。
主要由三大部分组成：
Cache存储体：存放由主存调入的指令与数据块。 地址转换部件：建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。 替换部件：在缓存已满时按一定策略进行数据块替换，并修改地址转换部件。[1]

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