王道计算机网络

王道计网习题的若干细节总结（包括王道视频讲解的补充，课本有但王道没有且属于考试范围的内容，解题的二级结论等秒杀方法）

计网二刷&Check-List

• 考前速记
• 新考纲补充
  • • 删除
      • HDLC
      • 网桥
      • 令牌环网
  • VLAN（软件层面进行逻辑工作组（子网）的划分和管理）
    • 为什么要VLAN（可隔离广播域）
      • 因为洪泛
    • 要通过路由器或者三层交换机进行通信
    • 两种VLAN表
      • 静态VLAN：VLAN+端口
      • 动态VLAN
        • VLAN+MAC（规定硬件，不那么灵活）
        • 基于IP地址（更灵活）
    • 作用
  • SDN
• Check List
  • 物理层
    • PCM
    • 光纤种类
    • 香农定理，奈氏准则
      • 计网期末复习 思维导图
    • 中继器和集线器
      • 中继器再生数字信号
        • 543定理
      • 放大器（转发器）放大模拟信号
      • 集线器
        • 星型
        • 半双工
    • 信噪比越大越好
    • 各种编码的图
    • CRC校验计算
  • 数据链路层
    • MAC帧格式
      • • 前导码有64位，前62位为10，最后是11
    • 广域网的PPP协议
      • PPP使用异步传输的时候，采用字节填充，使用同步传输的时候，采用比特填充
    • 局域网只有物理层和数据链路层
    • 考前背
      • 停等，GBN，SR大题
      • LLC层
      • 802.11的传输协议的三个地址的细节
      • 定位本思维导图
      • 计网导图
        • 3.6.2以太网和IEEE 802.3
      • 王道书P130-133 第3，5，6，10，12
      • 1坚持，非坚持，p坚持
      • TDM和FDM
        • P95 T2-8
      • 码分复用
        • P 97 T24
      • PPP协议
        • 王道书P115-117
  • 网络层
    • 考前必看
      • 最大传输单位MTU：要减去20才能作为分片有效数据的最大值
        • 定位本思维导图
      • 私有IP地址
        • 路由器对目的地址是私有IP地址的数据报一律不进行转发
      • XMind计网总思维导图，定位点(必看！！！)
        • IPV6
        • 移动IP
        • 自治系统内IGP （内部网关协议：AS内使用）
• 选择题和大题
  • 第一章-计算机网络体系结构
    • 计网最基本功能是数据通信不是资源共享
    • 计网构成中一定有操作系统，不一定有数据库
      • 包括硬件，软件，数据
    • 局域网和广域网的差别除了距离，还有协议和技术不同
      • 局域网使用广播技术
      • 广域网使用点对点技术，交换技术
    • 城域网是多个局域网连在一起，本质上还是局域网，不是广域网
    • 分组交换的缺点
      • 附加信息开销大，每个分组都要加上目的地址等信息
        • “不同规格的终端很难进行通信”不是它的缺点，因为 任何交换技术都很难，对于这种共性问题谈不上是缺点
    • 网络体系结构要说明每层要完成的功能，说明的都是抽象的
      • 协议内部的细节不需要说明，因为这是具体的，不是抽象的
    • 物理层功能
      • 处理信号通过介质的功能
    • 数据链路层功能
      • 保证数据正确的顺序和完整性
    • 会话层功能
      • 不同主机间进行的对话
      • 利用校验点，同步点实现同步
    • 传输层功能
      • 应答
      • 分组排序
    • OSI&TCP/IP的无连接和有连接区别
      • • OSI传输层传的是报文（TCP）而不是数据报
    • 各层传输的名词
      • 网络层
        • TCP：分组
        • UDP：数据报
      • 传输层
        • TCP：报文
        • UDP：数据报
    • 第N层的服务访问点（SAP）表示其与N+1的上一层的连接方式
      • 用户
      • 应用层
      • 传输层
      • 网络层
      • 数据链路层
      • 物理层
    • 分组交换中间每一段都要计算一次发送时延，而电路交换只要算一次
      • • 分组交换的发送总时间类似于流水线，等于K个节点的发送时间+（N-1）个节点的一个发送时间（要仔细理解，2010年，2013年都考了 王道P43）
  • 第二章-物理层
    • 一条可通信的电路往往包含两条信道：发送和接受信道
    • 波特率
      • 信号每秒变化的次数
    • 曼彻斯特编码
      • • 频带宽度是原始基带宽度的两倍
      • 将时钟和数据取值都包含在信号里面
      • 10BaseT（10Mb/s的以太网）采用曼彻斯特编码
        • 若以太网的波特率为40MBaud，则其数据率是20Mb/s
    • 编码和调制的四种组合
      • • 关键理解PCM的中文是脉冲编码调制
    • 基带传输和频带传输
    • 比特率（传输速率）=波特率*log2N（N表示离散值，也叫码元） log2N表示有几个二进制数
      • 一般比特率比波特率大
    • 采样频率不是越大越好，大于2W（即波特率）之后就没用
    • 时分复用是指有很多条路线，其中的复用线路是指其最长的那条的通信速率×条数
    • 三种交换方式
      • • 只有报文交换的长度是不固定的，且延时很长，因此不适用于语音等实时传输
      • 电路交换的差错问题大
      • 分组交换相比较报文交换，每个分组是固定的
      • 分组交换中，对于出错率大的网络，使用数据报而不用虚电路，因为虚电路的话一条路错了，就完全崩了
      • 虚电路是有序的
      • 虚电路包含
        • 临时性连接(SVC)
        • 永久性连接（PVC)
      • 虚电路虚在不是独占带宽，并不需要预分配带宽
        • 虚电路依据虚电路号进行数据分组转发
    • 同轴电缆比双绞线传输快主要因为其屏蔽层保护得很好
      • • 信号衰减跟屏蔽无关
    • 单模光纤的光源只能是激光 光纤不是中空的（里面有屏蔽层）
    • 转发器=放大器：放大模拟信号
    • 集线器连接的是不同的冲突域和不同的广播域
    • 集线器转发的时候不转发给自己
    • 中继器通常只有两个端口，集线器通常有四个及以上端口
  • 第三章-数据链路层
    • 选择题
      • 数据链路层提供结点之间的可靠传输
      • 以太网中，A发送B数据，是广播的形式，这个广播也会返回给A本身
      • 以太网由于其局域网通信质量好
        • 采用无连接不可靠的服务
          • 差错由高层来完成
      • 以太网
        • 逻辑拓扑：总线型
          • 罗总
        • 物理拓扑：星形
        • • T表示双绞线，F表示光纤
        • 10BATE-T
          • 10BATE-T传的是数字编码，因此如果要延长距离，要用中继器进行连接而不是放大器
          • 用的是曼彻斯特编码
            • 知道什么时候一位结束，自带时钟
        • 快速以太网
          • 保持最短帧长不变减少网段长度
            • 以达到提高数据传输速率
        • 高速以太网
          • 速率≥100Mb/s的以太网称为高速以太网
          • 100BASE-T以太网
            • 在双绞线上传100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议。支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。
            • 又被称为快速以太网，以太网的争用期为5.12us,帧间最小间隔为0.96us，均为10M以太网的1/10
          • 吉比特以太网
            • 在光纤或双绞线上传1Gb/s信号。
              • IEEE802.3z
                • 光纤
              • IEEE802.3ab
                • 四对UTP5双绞线
            • 支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。
            • 增加了分组突发的功能，第一短帧要进行填充，但随后的一些短帧则一个接一个的发送，只需要保留帧间最短间隔即可
            • 载波延伸
              • 最短帧长仍为64字节，但在帧结尾填充字符到512字节
          • 10吉比特以太网
            • 使用光纤
            • 10吉比特以太网在光纤上传送10Gb/s信号。
            • 只支持全双工，无争用问题，不需要CSMA/CD协议
      • TDM
        • TDM和STDM（统计时分复用）的细节
        • TDM比FDM强的原因是可以传数字信号
        • TDM不会发生冲突
          • CSMA/CA也不会，除此之外都会
      • CSMA/CA不需要进行冲突检测
      • LLC层
        • 给帧加序号
        • 差错控制
      • MAC层
        • 组帧和拆帧
        • 比特差错检测
      • 区别开两者，极易混淆
      • 大量广播信息降低网络性能原因
        • 每台计算机都需要处理每个广播信息
      • SR的接收窗口可以等于2的n-1次方
      • 传输速率增加时，要保证能检测到冲突
        • 可以增加电缆长度
        • 或者增加最短帧长
      • 若最短帧长减少，相应得两个站点的距离也要减少
        • 注意是来回的距离的时间等于减少的帧长对应的发送时长
      • 以太网中的二进制退避算法中，k越大则越不可能发生冲突
        • 第一次冲突是{0，1}，第十次冲突是{0，1，2，3，4.......511}
      • CSMA/CA使用确认帧的方式来对正确接收到的帧进行确认，以达到冲突避免
      • 多路复用器的作用是结合两条及以上的线路以充分利用信道
      • 交换机
        • 对于交换机，如果有ABC三个地址，转发表开始有B，然后A发给C，即使转发表有知道B不是要发送的C，但是它很蠢，只要看不到C，就洪泛给除了发出该请求的A的其余地址B和C
        • 组成一个广播域，但不是一个冲突域
          • 隔离冲突域但不隔离广播域的底层理解
            • 集线器不隔离，因此组成一个冲域一个广播域
        • 比集线器的优点在于
          • 全双工，多对节点通信，提高网络利用率
            • P124 T8
        • 24个10Mb/s的半双工交换机
          • 每个连接点10Mb/s
            • 如果是全双工则是20Mb/s
          • 交换机总容量为N对节点×10Mb/s，24个即12对
            • 因此为120Mb/s
        • 多个端口可以并行传输
        • 不能实现采用不同网络层协议的网络互联
        • 交换机不是根据LLC目的地址进行转发，而是根据MAC目的地址
      • 广域网
        • 和互联网不同，广域网属于一个网络，通过结点交换机进行联通，而互联网使用路由器进行联通
        • 广域网采用分组的存储转发方式进行通信
      • 经典题目
        • 集线器的速度是100Mb/s，本题还结合了最小帧长中有一个集线器延时的问题
        • 同一个局域网不能有相同的MAC地址，但不同的局域网可以有相同的MAC地址
        • 802.11的传输协议的三个地址的细节
        • 以太网只检查6B的目的MAC地址
    • 大题
      • ARP：先广播，再单播
      • GBN协议
        • 确认帧丢失没关系
          • 累计确认机制
        • 发送帧丢失则需要重传
          • 此时接收方发送ACK=1，表示已经接收到1号，接下来期待发送2号
      • 路由表
        • 默认路由
      • CRC校验码除了能够检测奇数位错误，还能检测双比特错误，比如最后两位原来是11，现在变成00
        • 具体能不能检测要看用除数除了之后余数是不是为0
      • 停等，GBN，SR大题
        • 算链路利用率，区别在于分子
          • • 分子的时间是要算包括帧信息的总长度
          • 分子比如乘N，这个N跟帧序号的比特数K 的关系是N+1≤2的K次方
            • P79 T15
        • 算有效数据传输速率
          • • 细节
              • 分母的时间里面，对于帧的发送速率要算上以太网帧的18B信息
                • 链路中传的是带有信息的帧
              • 分子算的是有效的信息，所以不包括帧的信息
                • 等于窗口尺寸×数据帧长，比如窗口是1000，数据帧长是1000B，则传的是1MB
              • 算出来的值与带宽相比，取MIN作为最终的数据传输速率
                • 书本P79 T14
        • 动画演示
          • https://media.pearsoncmg.com/aw/ecs_kurose_compnetwork_7/cw/content/interactiveanimations/selective-repeat-protocol/index.html
          • SR
            • 如果发送的帧没收到或者确认帧中途丢失，在发送方看来都算是发送失败，这时候都需要重新发送
              • 没有累计重传协议
            • 接收方的确认帧丢失，此时接收方的窗口比发送方前
        • • 意味着如果GBN的某一帧丢失，则后面的也失效
  • 第四层-网络层
    • RIP最细节情况
    • 以太网组播
      • 01-00-5E-第一位是0+ip的后面23位
    • 考前看
      • NAT技术中IP首部要修改的三项
      • 最大传输单位MTU：要减去20才能作为分片有效数据的最大值
        • • MTU-18首尾帧信息-20IP首部-20TCP首部=有效数据部分
        • 减去20后如果不能被八整除，则取小于该MTU的最大的能被8整除的数作为IP层最大程度
          • • • 512-20=492，492不能被8整除，而488可以，故取508作为最大IP层
          • • 1500-20=1480，1480能被8整除，没事
            • 576-20=556，556不能被8整除，故取552，552+20=572作为最大IP层
            • 好题！
      • 一个ip地址发送到internet的ip
        • 若直接与internet相连，则为其本身
        • 若经过代理服务器，则为在代理服务器中经过NAT之后转换的地址
      • IP字段
        • 协议
          • 8位
          • TCP:6
          • UDP:17
        • 版本
          • 4：IPV4
          • 6:IPV6
      • ICMPv6
        • IPv6需要ICMP来反馈差错信息
        • ARP与IGMP合并到ICMPv6中
    • 请求IP的全过程
      • 通过DNS得到IP地址
        • 通过与本网络的掩码相与，看看在不在同一个网关
          • 如果相同，表示在同一个网络
            • 通过FFFFFF广播
          • 如果不同，看看有没有网关
            • 没有网关则丢弃
            • 有网关则看ARP里面有没有网关
              • 有网关则发送给网关
            • 没网关则广播一个FFFFFF找到网关
            • 网关再看ARP有没有目的网络
              • 有的话直接发，没的话再通过FFFFFF广播
    • 直播课
      • • 应用层，网络层，应用层
      • 不用考虑交换机的MAC地址
      • 有NAT的IP地址要改变
    • 划分子网后CIDR / 后面的值变大
      • 子网要不要包含全0和全1看问法
        • 子网的起始和终止ip地址包括全0和全1
        • 每个子网的主机IP地址范围（要除去全0和全1） 或者每个子网内的最大可分配地址个数
          • • 有前缀的那个叫做 子网地址块
    • 如果要连到互联网，则默认路由和子网掩码都是0.0.0.0
    • nslookup：测试域名服务器
    • 特定主机路由的网络前缀就是它本身，255.255.255.255
    • 选择题
      • 对网络层来说，网络层，数据链路层，物理层的协议可以不同，而上层的协议要相同，因为网络层不能处理上层的东西，而为什么网络层可以不同？因为IPV4和IPV6就是典型的不同的例子，通过隧道技术和双栈技术达到传输的效果
      • 慢收敛是导致路由回路的根本原因
      • 数据报经过若干路由器到达目的网络后，要想发送给指定目的主机，还需要知道 物理地址
      • 如果要判断一个地址是不是单播地址，需要排除其为广播地址和组播地址
        • 192.168.24.59/30
          • 其中59表示为00111011
            • 由于主机号是11，所以是广播地址
      • 如果一个地址是广播地址，那么它一定是作为目的地址被发出去的，这时候就不存在说广播地址能不能发给自己这个伪命题
        • 比如CIDR为30中，192.168.4.3是一个广播地址
          • 只有192.168.4.1和192.168.4.2可以收到
      • ARP只针对一个子网，不能跨子网进行ARP企图得到其他子网某个主机的目的地址，因此每经过一个路由器要重新封装MAC地址
      • ICMP报文是封装在IP分组中的，不要误以为封装是指封在下一层然后误以为是封在以太帧里面
      • • IP为ICMP，UDP,TCP提供服务
        • PPP为网络层提供服务
        • UDP，TCP为应用层提供服务
          • UDP，TCP为应用层提供服务
      • ICMP
        • 差错
          • 堵塞
            • 原点抑制报文
          • 端口找不到
            • 终点不可达报文
        • 查询
          • PING
      • 路由表和转发表
        • 路由表总是用软件实现的，但转发表则可以用特殊的硬件实现。
      • OSPF和BGP的具体报文
      • BGP的路由表包括到达目的网络的完整路径，而不仅仅是下一跳的路径
  • 第五层-传输层
    • 直播课
      • tcp校验和与ip校验和的区别是：TCP和UDP检验和覆盖首部和数据，而IP首部中的检验和只覆盖IP的首部，不覆盖IP数据报中的任何数据。 tcp校验和和udp校验和的区别是：TCP的检验和是必需的，而UDP的检验和是可选的。
        • UDP长度：UDP用户数据报的长度，其最小值是8（仅有首部）。
        • TCP的数据偏移字段：要乘4，表示首部的长度，比如15表示首部长度为15*4=60字节
        • IPV6中的UDP校验和是必选的
        • IP分和TCP的首部都可变长，UDP固定8B
      • TCP三次握手的SYN，ACK状态
      • 必看sshreshold的题 三次确认的快重传跟慢开始都会使其减半