【计算机网络】基础知识，常识应用知识

局域网使用的是广播技术，广域网使用的是点对点技术，使用的协议不同。
局域网工作在数据链路层，可以不要网络层，不存在路由选择问题。
1968年6月，世界上最早的计算机网络是ARPAnet
服务原语：请求、指示、相应、证实。
可靠服务：纠错、检错、应答机制。
TCP/IP模型中，传输层提供面向连接与无连接的服务、网络层只有无连接服务。
ISO/OSI参考模型中，传输层只有面向连接服务，网络层支持无连接和面向连接。
奈奎斯特定理：理想低通信道下的极限速率= 2Wlog2(V)，W理想低通信道带宽，V每个码元离散电平数。
香农定理：信道的极限速率=Wlog2(1+S/N)，W信道带宽，S信道传输信号平均速率，N高斯噪声功率。S/N为信噪比，信噪比=10log10(S/N)
以太网使用的编码方式：曼彻斯特编码，码元中间出现跳变，下跳为1，上跳为0。
编码：归零编码RZ、非归零编码NRZ、反向非归零编码NRZI、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码
调制：幅移键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK、正交振幅调制QAM。
QAM中，R=Blog2N。码元速率转化为传输速率。
同步传输、异步传输是通信方式 ，串行传输和并行传输是传输方式。
双绞线绞合的目的是减少两根导线相互的电磁干扰。
电缆中屏蔽层的作用是提高电缆的抗干扰能力。
卫星通信成本高、传播时延场、受大气影响、保密性差、误码率高。覆盖范围广、距离长。
差错控制：处理出错的情况，奇偶校验，CRC校验，海明码纠错检错。
流量控制：实际上是对发送方的数据流量的控制（不能一次性发太多内容，会拥堵）。
最大信道利用率=发送数据时间/从开始发送第一帧到收到第一个确认帧的时间
介质访问控制：决定广播信道中信道分配的协议层，MAC层（多个双方通信使用同一个链路，进行信道的划分）。频分复用，时分复用，波分复用，码分复用。
黄豆和绿豆同时运输，FDM、WDM就是公路划分两个车道各自使用，TDM就是不同时段走一趟，依次轮流走。CDM将黄豆绿豆混合一起，运送到达之后再分开。
码分多址CDMA：每个站点有一个码片，发送时数据位为1则发送码片，为0则发送反码。在公共信道上进行线性叠加。接收站点收到数据后，与发送站点的码片做内积进行数据分离。
随机介质访问控制：不进行固定的划分信道，用户根据自己意愿随机发送信息，占用信道全部速率。多个用户同时发送时产生帧的冲突。ALHOA、CMSA、CMSA/CD、CMSA/CA。
ALHOA协议：纯ALHOA，碰撞后随机等待一段时间后重传。吞吐量低。时隙ALHOA，所有站点时间同步后，只有时隙开始时可以发送帧。
CSMA载波侦听多路访问协议 ：比起ALHOA多了载波侦听装置，检测信道是否在忙。
1-坚持CSMA，持续侦听，空闲则发送，冲突后随机等待一段时间重新开始。
非坚持CSMA，侦听信道，空闲则放弃，随机等待一段时间后重新开始。
p-坚持CMSA，信道空闲时，以概率p发送，1-p推迟下一个时隙。信道忙则持续侦听。
CSMA/CD碰撞检测协议：先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发。半双工的以太网。冲突恢复时，采用二进制指数退避算法。从0-(2k-1)之间随机取值r，2rt作为退避时间，重传16次不成功则向上层反馈网络拥挤。
以太网 规定51.2μs为争用期长度，所以对于10Mb/s以太网，争用期可发送512bit，即最短帧长为64B。
CSMA/CD与CSMA/CA比较：1）CSMA/CD可以检测冲突，但不能避免；CSMA/CA在发送时无法检测，本节点无冲突不代表接受节点无冲突，只能尽量避免。2）传输介质不同，CSMA/CD用于总线型以太网；CSMA/CA协议用于无线局域网IEEE 802.11a/b/g/n。3）检测方式不同，CSMA/CD通过电压变化，CSMA/CA采用能量检测和载波检测。
以太网MAC协议提供无连接的不可靠服务，提供的是广播式服务。
100Base-T以太网中T表示双绞线，F表示光纤。
PPP点对点协议：标志字段F（1B），地址字段A（1B），控制字段C（1B），协议字段（2B），尾部FCS（2B），标志字段F（1B）。有差错检测，但不纠错。只支持全双工链路，两端可以使用不同的网络层协议。面向字节，软件实现。
HDLC高级数据链路控制协议：面向比特，几乎总以硬件形式实现。
拥塞控制：确保子网能够承载所达到的流量，是一个全局性的过程。涉及网络中所有主机、路由器。而流量控制，只发送端和接收端之间点对点通信的控制，控制发送端发送速率，以便接收端能够来得及收。
IP头部20B-60B，首部中有3个长度，首部长度占4位，总长度占16位，片偏移占13位。基本单位位4B、1B和8B。首部长度（24-1）*4B=60B。总长度216B=65535B。片偏移字段用于分片后的数据包，表示该片在原分组中的相对位置。
以太网最大传输单元MTU为1500B，许多广域网MTU不超过576B。
私有地址：A：10.0.0.0-10.255.255.255；B：172.16.0.0-172.31.255.255；C：192.169.0.0-192.168.255.255。
路由器连接多个网络，不仅有多个IP地址，也有多个MAC地址。
ARP协议工作在IP层，NAT路由器工作在传输层，用到了端口。
DHCP即插即用，应用层协议。主机向DHCP服务器发送发现报文，成为DHCP客户，本网络上所有主机都能收到，只有服务器回答，回答报文称为提供报文。
ICMP网际控制报文协议：ICMP询问报文和ICMP差错报告报文。ping使用了ICMP回送请求和回答报文。
NAT网络地址转换，多个主机公用一个IP地址，将公有IP地址转化为私有地址。
IGP ：RIP固定周期和相邻路由器交换全部信息（应用层协议，使用UDP）特点：坏消息传得慢；
OSPF发生变化时向自治系统内所有路由器发送本路由器相邻状态（网络层协议，交换信息量大，报文长度尽可能短，所以使用IP）。
EGP：BGP（应用层协议，网络环境复杂，需要保证可靠性，所以使用TCP）。
IP组播，仅应用于UDP。使用IGMP协议加入组播。
通常网络的默认网关地址，就是路由器端口的IP地址。
端口号：0-1023应用程序。
UDP在IP数据报服务之上，添加了复用和分用以及差错检测。UDP分用时一句目的端口号。
TCP协议是面向字节流的，面向连接的点对点协议。提供全双工通信。TCP两端都设有发送缓存和接收缓存。
TCP三握手 、四握手。建立连接三握手：1）SYN=1，seq=x；2）SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1；3）ACK=1，seq=x+1，ack=y+1。
释放连接四握手：1）FIN=1，seq=u；2）ACK=1，seq=v，ack=u+1；3）服务器发完数据才停止FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1；4）ACK=1，seq=u+1，ack=w+1。
TCP流量控制，基于滑动窗口协议的流量控制。接收窗口，拥塞窗口，二者取小值。
TCP拥塞控制，发送窗口上限=min(接收窗口rwnd，拥塞窗口cwnd)。慢开始（翻倍，直到慢开始门限）、拥塞避免算法（每次加1，出现超时则慢开始门限ssthresh减半）、快重传（发送方收到3个重复ACK，直接重传而不是等待重传计时器超时）、快恢复（ssthresh减半之后，窗口不从1重新开始）。
DNS域名系统53：本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器、权限域名服务器。递归查询（按照顺序依次深入询问），迭代查询（通过本地域名服务器分别询问后三者）。
FTP文件传输协议20/21：控制连接21号，数据连接20号端口。
SMTP简单邮件传输协议25、POP3邮局协议110。客户端通过邮件服务器进行邮件的往来。格式：From: hoop@hhh.com To: abc@hust.edu.cn Subject: Say hello to Internet。其中SMTP服务器回答代码：250 OK，550 No such users.
URL统一资源定位符：<协议>://<主机>:<端口>/<路径>。
浏览器访问页面的过程：1）分析URL；2）向DNS请求解析IP；3）DNS解析IP地址；4）与服务器建立TCP连接（80）；5）发送HTTP请求；6）服务器把文件发送给浏览器；7）释放TCP连接；8）浏览器解释文件，web展示给用户。