6.计算机网络核心知识点精要手册

计算机网络核心知识点精要手册

1.协议基础篇

网络协议三要素

  • 语法:数据与控制信息的结构或格式,如同语言中的语法规则
  • 语义:控制信息的具体含义和响应方式,规定通信双方"说什么"
  • 同步:事件执行的顺序与时序关系,确保"何时说"

分层模型对比

特性OSI七层模型TCP/IP四层模型
分层数量74
应用层对应应用层、表示层、会话层应用层
网络层对应网络层网际层
底层对应数据链路层、物理层网络接口层

2.物理与链路层

物理层四大特性

  1. 机械特性:接口形状、尺寸规格
  2. 电气特性:信号电压、阻抗匹配
  3. 功能特性:引脚功能定义
  4. 过程特性:事件执行顺序

典型编码方式

  • 曼彻斯特编码:每位中间跳变,自带时钟信号
  • 差分曼彻斯特:每位开始跳变表示0,保持表示1
  • 4B/5B编码:效率80%,用于快速以太网

交换机工作原理

  • 学习机制:记录源MAC与端口映射
  • 转发决策:基于目的MAC地址
  • 广播处理:未知目的时泛洪广播
  • 隔离冲突:每个端口独立冲突域

3.传输层精要

TCP与UDP对比

特性TCPUDP
连接方式面向连接(三次握手)无连接
可靠性确认重传、流量控制、拥塞控制尽最大努力交付
首部开销20字节8字节
传输效率较低较高
应用场景文件传输、网页浏览视频会议、DNS查询
数据单位字节流数据报

TCP状态转换关键路径

  • 建立连接
    CLOSED → SYN_SENT → ESTABLISHED
  • 断开连接
    ESTABLISHED → FIN_WAIT_1 → FIN_WAIT_2 → TIME_WAIT → CLOSED
  • 被动关闭
    ESTABLISHED → CLOSE_WAIT → LAST_ACK → CLOSED

4.网络层核心

IP地址特性

  • 层次结构:网络号+主机号
  • 分类寻址
    • A类(1-126)
    • B类(128-191)
    • C类(192-223)
  • 子网划分:借主机位创建子网
  • 特殊地址
    • 网络地址:主机位全0
    • 广播地址:主机位全1
    • 回环地址:127.0.0.1

路由协议对比

类型RIPOSPFBGP
算法类型距离向量链路状态路径向量
度量标准跳数代价路径属性
更新方式定期广播触发更新增量更新
封装协议UDP(520)IP(89)TCP(179)
适用场景小型网络大型企业网自治系统间

5.应用层协议

典型协议端口

  • HTTP:80/TCP
  • HTTPS:443/TCP
  • FTP:21(控制)、20(数据)/TCP
  • DNS:53/UDP&TCP
  • SMTP:25/TCP
  • DHCP:67(服务器)、68(客户端)/UDP

FTP连接特性

  • 控制连接:持久连接,端口21
  • 数据连接:非持久连接,端口20
  • 传输模式
    • 主动模式:服务器主动连接客户端
    • 被动模式:客户端连接服务器指定端口

性能计算专题

时延组成

  • 传输时延:数据长度/带宽
  • 传播时延:距离/传播速度
  • 处理时延:节点处理时间
  • 排队时延:等待输出链路时间

分组交换总时延

总时延 = (分组数×分组传输时延) + (跳数×分组传输时延)

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