复习大纲
--第一章 概述
计算机网络的组成
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##### 网络边缘：主机和网络应用程序（又称为"端系统"）
* 端系统中运行的程序之间的通信方式可划分为两大类：
* 客户/服务器方式（C/S方式）
* 对等方式（P2P方式）
* 网络接入方式（P22\~P34）
##### 网络核心：路由器互连、网络的网络
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###### 电路交换（分为建立连接、通信、释放连接三个阶段）
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###### 报文交换（PPT中没写，但是王道课程里面有）
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###### 分组交换（数据首先分成多个分组，每个分组单独传送）
* **（这里会给出时延数据、报文长度、传输速率、请求处理时间等要求计算传播时长)**网络性能的指标（P71）
##### 带宽
* **速率：连接到网络上的节点在信道上传输数据的速率，也称数据率或比特率、数据传输速率，单位bit/s，b/s或bps**
* **信道：表示向某一方向传送信息的通道，信道≠通信线路，一条通信线路在逻辑上对应一条发送信道和接收信道**
* **带宽指某信道所能传送的最高数据率，单位：bit/s，b/s或bps**##### 时延（P76\~P79）
* **指数据从网络或链路的一段传送到另一端所需的时间。**
* **总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延**##### 吞吐量：指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量协议和分层体系结构
##### 服务、协议
* **协议是通信实体之间通信所必须遵守的规则，其三要素为语法、语义、同步**
* **服务是下层为紧邻的上层提供的功能调用**##### OSI参考模型（"物联网叔会使用"）、TCP/IP模型
--第二章 应用层
网络应用概述
##### 应用层协议的特点：没有通用的协议，每个应用都有专门的协议##### C/S、P2P、C/S和P2P混合结构（P11\~P22）##### P2P怎么查找资源？
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###### 集中式查找：混合P2P
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###### 洪泛式查找：每个peer都将查询请求转发给相邻的全部Peer
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###### 分层叠加网查找##### 进程通信
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###### P2P应用既运行client进程也运行是server进程
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###### 不同主机间通信的接口：Sockets
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###### 进程标识：主机IP地址+进程端口号##### 传输服务
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###### 衡量指标：可靠性、实时性、吞吐量、安全性
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###### TCP服务与UDP服务
DNS(一般使用UDP，服务端口号为53)
###### DNS的功能和名字空间
###### DNS服务器分为根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器、本地域名服务器（P41\~43）###### 迭代查询与递归查询（简单理解一下就是迭代查询是BFS，递归查询是DFS）###### DNS资源记录
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###### RR格式：(name,TTL,class,type,value)
* Type：
* A:地址资源记录 name：主机域名 value：IP地址
* NS：权威DNS服务器资源记录 name:域 value:此域的权威DNS服务器的域名
* CNAME：标准名称资源记录 name:域名（别名） value:规范名
* MX：邮件服务器资源记录 name:域 value:此域的邮件服务器的规范名字
* 查询资源记录的命令：`nslookup`###### DNS的消息格式：DNS包含请求(query)和应答(reply)两个消息，其消息格式相同
WWW应用和HTTP
##### WWW的体系结构
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###### 以C/S模式工作
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###### 使用URL标识分布在整个因特网上的页面
* 编址格式：协议名://主机:端口号/文件路径及文件名
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###### 使用HTTP协议实现通过www上的各种链接获取信息
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###### 使用HTML标记语言显示页面并标识超链接
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###### WWW应用客户：
* 浏览器
* web服务器##### 网页类型
* 静态网页
* 动态网页：如CGI脚本
* 活跃网页：例如Java Applet
##### HTTP：操作过程、消息格式
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###### 概述
* 采用C/S模型
* 传输层采用TCP
* 无状态协议：服务器端不保存以前的访问记录，对于每个请求都是单独处理
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###### HTTP操作过程（P69)
##### 持久连接与非持久连接
* 非持久连接：每次传输对象都要重新建立TCP连接，响应时间为2×RRT+文件传输时间（HTTP1.0）
* 采用非流水线机制
* 持久连接：一个TCP连接可以传输多个对象（HTTP1.1）
* 流水线机制：Client可以连续发出多个请求，而不必等待前一个请求的响应完成##### Cookies和Proxy
* HTTP有两类消息：请求(request),响应(response)
* 消息格式：ASCII
* 请求消息的格式：
* HTTP方法
* HTTP响应消息的格式
* 状态码
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###### Cookie：Web服务器对于访问用户的标识信息，可用于识别用户、记录用户信息和访问情况（用于保持访问应用）
* 在HTTP响应中包含一行set-cookie头信息
* 在HTTP请求中包含一行cookie头信息
* Client主机中保存一个cookie文件，由浏览器管理
* Server端的后台数据库
* 应用包括：身份认证、购物车、个性化推荐信息、用户会话状态等
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###### 代理服务器（Proxy Server）：目的用于减轻Web服务器的负担，加快访问速度
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###### 浏览器Caching：浏览器缓存访问过的网页，进一步减少网络负载
* 缓存更新：条件GET（P87）Email应用
##### 电子邮件系统的构成：用户代理(UA)、邮件服务器(mail servers)、邮件传输协议:SMTP、邮件访问协议:IMAP，POP3
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###### 邮件服务器采用C/S模式
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###### SMTP采用C/S模式，传输层协议使用TCP，server端口号为25
* 直接传输：邮件直接从发信人的服务器传输到收信人的服务器，而不从中间服务器转发
* 命令/响应方式交互
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###### 邮件访问协议：POP3(端口号：110)和IMAP(端口号：143)
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###### 邮件格式：多媒体扩展
* SMTP不能传送可执行文件或其他的二进制对象，限于传送7为ASCII码，会拒接超过一定长度的邮件
* 通过因特网邮件扩充(MIME)
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* FTP:文件传输协议
- 用于和远程主机之间上传/下载文件
- C/S模式
- 传输协议使用TCP
- FTP两个连接
- 控制连接
- FTP client 与 FTP server（端口21）建立控制连接
- 进行身份验证
- 传输命令和响应
- 持久连接：在访问期间，控制连接一直存在
- 数据连接
- 需要传输数据时建立数据连接
- 数据传输结束后，连接关闭
- 控制连接
远程登录协议：Telent
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远程登录：从一台计算机通过网络登录到远程另一台计算机上进行操作
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Telent特性：
- C/S模型
- 基于TCP，server端口号：23
- 通用、双向、基于8位字符的通信协议
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NVT：网络仿真终端
- 标准的数据格式
- 实现异构设备的互联
--第三章 传输层：实现端到端的可靠通信
传输层的功能及服务
##### 进程-进程的逻辑通信##### 复用与解复用
* 多路复用：多个应用进程的消息在同一个网络接口上传输
* 进程标识：16位端口号
* 复用：源端传输层在应用层消息之前加上源端口号和目的端口号
* 解复用：目的端传输层根据端口号确定目的进程##### 端口号
* 熟知端口（常用端口）
* 服务器进程使用
* 开放、固定值
* 值一般是0\~1023
* 短暂端口
* 客户进程使用
* 由操作系统分配，值不固定
* 值一般是49152\~65535##### 两种服务：TCP与UDP
* TCP：可靠、按顺序交付
* 建立连接
* 流量控制
* 拥塞控制
* UDP：不可靠、无序交付##### 传输层不提供时延保障和带宽保障可靠数据传输的原理
##### 提供可靠传输服务的层次：传输层和数据链路层##### 可靠传输代表：数据不会丢失、重复、失序（P18\~P50）##### 无连接传输协议：UDP
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简单高效的传输层协议
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提供"尽力而为"的服务
- UDP数据报可能丢失
- 接受的顺序可能与发送顺序不一致
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无连接协议
- 在发送数据之前，发送端和接收端没有握手
- 每个UDP数据报都是独立的，与其他的数据报无关
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相比IP：增强了多路复用/多路分解
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数据格式
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伪报头：只用于校验和的计算，不发送
面向连接的传输协议：TCP
- 面向连接、全双工数据传输、端到端传输
- 连接管理：三次握手建立连接，四步释放连接
- 动态滑动窗口：发送窗口不超过对端通知的接收窗口值
- 采用ARQ协议，流水线方式工作，流量控制，拥塞控制，可靠、按序的字节流传输
- TCP不能保证上层消息的边界
- TCP的报文段
- 发送序号与接收序号
- 控制字段
- 可靠数据传输：序号管理
- 流量控制：防止发送方发送过快导致接收方缓存溢出造成数据丢失
- 基本方法：接收方反馈，限制发送方的发送数据量
- RTT估值=α×RTT估值的历史值+（1-α）×RTT的测量值
- 传输效率问题：
- Nagle算法：一次尽量发送较大的数据量
- Clark算法：只有在较大缓存时，才发送窗口更新通知
拥塞控制的主要原理
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拥塞即网络边缘主机发送到网络中的负载超出了网络的承载能力
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特征包括：时延增大（数据包在缓存中排队）、数据包丢失（路由器缓存溢出）
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拥塞控制是全局问题，涉及全网所有的路由器和主机
- 流量控制是局部问题，仅限于发送方和接收方之间
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拥塞控制
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开环方法
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闭环方法
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TCP拥塞控制方法
- 细节发送端限制发送速率，发送速率近似为cwnd/RTT 字节/秒
- cwnd动态变化，取决于网络拥塞情况
- 发送端感知拥塞
- 当定时器超时或收到3个重复ACK时，即认为有数据丢失
- 发送端随即降低发送速率（降低cwnd）
- 三个机制：慢启动、AIMD、根据拥塞情况调整策略
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慢启动：启动速率很低，按照指数级增加发送速率直至发现数据丢失（或者达到预先设定的阈值）
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拥塞窗口达到阈值后，进入拥塞避免（CA）阶段
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出现数据丢失的情况：MD
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快速重传机制
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