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	7	4
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

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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

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3.传输层精要

TCP与UDP对比

特性	TCP	UDP
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

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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	RIP	OSPF	BGP
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

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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

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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)