文章目录
- 一、基础概念
- 1、计算机⽹络的定义
- 2、计算机⽹络的目标
- 3、计算机⽹络的组成
- 4、计算机⽹络的分类
- 5、计算机⽹络的拓扑结构
- 6、计算机⽹络的协议
- 7、计算机⽹络的分层结构
- 8、OSI 参考模型
- 9、TCP/IP 参考模型
- 10、五层协议体系结构
- 二、物理层
- 1、物理层的功能
- 2、传输媒体
- 3、 双绞线
- 4、同轴电缆
- 5、光纤
- 6、数据通信的基本概念
- 7、信道
- 8、奈奎斯特定理
- 9、香农定理
- 10、编码与调制
- 三、数据链路层
- 1、数据链路层的功能
- 2、数据链路层的协议
- 3、帧
- 4、MAC地址
- 5、以太网
- 6、CSMA/CD 协议
- 7、CSMA/CA 协议
- 8、MAC地址、IP地址、端⼝号的区别
- 9、交换机
- 10、集线器
- 11、VLAN
- 12、PPP协议
- 13、HDLC协议
- 14、透明传输
- 15、差错检测
- 16、奇偶校验码
- 17、CRC循环冗余校验码
- 18、流量控制
- 19、 停⽌ - 等待协议
- 20、 滑动窗⼝协议
- 21、GBN协议
- 四、网络层
- 1、网络层的功能
- 2、网络层的协议
- 3、IP协议
- 4、IP地址
- 5、IP地址的分类
- 6、(子网掩码):⽤于区分 IP 地址中的⽹络号和主机号。(⼦⽹掩码与 IP 地址进⾏按位与运算,得到⽹络地址。)
- 7、CIDR
- 8、ARP协议
- 9、ICMP协议
- 10、路由
- 11、路由算法
- 12、距离⽮量路由算法
- 13、链路状态路由算法
- 14、RIP协议
- 15、OSPF协议
- 16、BGP协议
- 17、自治系统
- 18、IPv4 和 IPv6
- 19、NAT
- 20、VPN
- 五、传输层
- 1、传输层的功能
- 2、传输层的协议
- 3、端⼝号
- 4、TCP协议
- 5、TCP连接的建立(三次握⼿)
- 6、TCP连接的释放(四次挥⼿)
- 7、 TCP的可靠传输
- 8、 TCP的序号
- 9、 TCP的确认
- 10、TCP的重传
- 11、TCP的流量控制
- 12、TCP的拥塞控制
- 13、慢开始
- 14、拥塞避免
- 15、快重传
- 16、快恢复
- 17、UDP协议
- 18、TCP和UDP的区别
- 19、TCP⾸部和UDP⾸部
- 20、Socket
- 六、应用层
- 1、应用层的功能
- 2、应⽤层的协议
- 3、HTTP协议
- 4、HTTP的请求⽅法
- 5、HTTP的状态码
- 6、HTTPS协议
- 7、FTP协议
- 8、SMTP协议
- 9、POP3协议
- 10、DNS协议
- 11、域名
- 12、域名服务器
- 13、DHCP协议
- 14、Telnet协议
- 15、SSH协议
- 16、SNMP协议
- 17、P2P
- 18、CDN
- 19、Web服务器
- 七、网络安全
- 1、⽹络安全
- 2、常⻅的⽹络安全威胁
- 3、病毒
- 4、木马
- 5、蠕虫
- 6、⿊客攻击
- 7、拒绝服务攻击
- 8、⽹络钓⻥
- 9、防⽕墙
- 10、⼊侵检测系统
- 11、加密
- 12、对称加密
- 13、⾮对称加密
- 14、数字签名
- 15、数字证书
- 16、SSL/TLS协议
- 17、WPA/WPA2
- 18、访问控制
- 19、安全审计
- 八、复习总结
一、基础概念
1、计算机⽹络的定义
计算机⽹络是利⽤通信线路将多台计算机连接起来,实现资源共享和信息传递的系统。(计算机⽹络是现代信息社会的基础设施。)
2、计算机⽹络的目标
资源共享、信息传递、提⾼可靠性、提⾼可⽤性。(这些目标推动着计算机⽹络的发展。)
3、计算机⽹络的组成
由若⼲结点和连接这些结点的链路组成。(结点可以是计算机、路由器、交换机等。)
4、计算机⽹络的分类
按覆盖范围(局域⽹LAN、城域⽹MAN、⼴域⽹WAN)、按拓扑结构(星型、环型、总线型、树型、⽹状型)、按使⽤者(公⽤⽹、专⽤⽹)。
(不同的分类⽅式有不同的应⽤场景。)
5、计算机⽹络的拓扑结构
星型、环型、总线型、树型、⽹状型。(不同的拓扑结构有不同的缺点。)
🌞 星型:中⼼结点控制所有其他结点,易于管理,但中⼼结点故障会影响整个⽹络。
🌞 环型:结点连接成环,数据在环中传递,可靠性⾼,但维护复杂。
🌞 总线型:所有结点连接到⼀条总线上,简单易扩展,但容易发⽣冲突。
🌞 树型:层次结构,易于扩展,但根结点故障会影响整个⽹络。
🌞 ⽹状型:结点之间有多条连接,可靠性⾼,但成本⾼。
6、计算机⽹络的协议
是为进⾏⽹络中的数据交换⽽建⽴的规则、标准或约定。(协议是计算机⽹络通信的基础。)
7、计算机⽹络的分层结构
为了降低⽹络设计的复杂性,采⽤分层结构。(分层结构使得⽹络设计更加模块化。)
8、OSI 参考模型
七层模型:物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层。(OSI模型是理论模型,实际应⽤较少。)
9、TCP/IP 参考模型
四层模型:⽹络接⼝层、⽹际层、传输层、应⽤层。(TCP/IP 模型是实际应⽤最⼴泛的模型。)
10、五层协议体系结构
物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、应⽤层。(五层协议体系结构是综合了 OSI 和 TCP/IP 的优点。)
二、物理层
1、物理层的功能
在传输媒体上传输⽐特流。(物理层是⽹络通信的基础。)
2、传输媒体
导向型传输媒体(双绞线、同轴电缆、光纤)、⾮导向型传输媒体(⽆线电波、微波、红外线、激光)。(不同的传输媒体有不同的特点。)
3、 双绞线
将两根相互绝缘的铜导线绞合在⼀起,以减少电磁⼲扰。(双绞线是最常⽤的传输媒体。)
4、同轴电缆
由内导体、绝缘层、外导体和保护层组成,抗⼲扰能⼒强,传输距离远。(同轴电缆常⽤于有线电视。)
5、光纤
利⽤光在玻璃或塑料纤维中传输,传输速度快,损耗低,抗⼲扰能⼒强。(光纤是⾼速⽹络的⾸选。)
6、数据通信的基本概念
数据、信号、信源、信宿、信道。(这些概念是理解数据通信的基础。)
7、信道
信号传输的通道。(信道可以是物理信道,也可以是逻辑信道。)
8、奈奎斯特定理
在理想低通信道下,最⾼码元传输速率 = 2W Baud
,其中 W 是信道带宽。(奈奎斯特定理限制了理想信道的最⾼传输速率。)
9、香农定理
在带宽受限且有⾼斯⽩噪声的信道中,极限信息传输速率 = W log2(1+S/N) bit/s
,其中 W 是信道带宽, S 是信号功率,N 是噪声功率。(⾹农定理给出了实际信道的极限传输速率。)
10、编码与调制
将数据转换为适合在信道上传输的信号。(编码和调制是物理层的重要功能。)
三、数据链路层
1、数据链路层的功能
在两个相邻结点之间的链路上⽆差错地传输数据帧。(数据链路层是⽹络通信的关键。)
2、数据链路层的协议
以太⽹协议、PPP协议、HDLC协议。(不同的协议适⽤于不同的链路类型。)
3、帧
数据链路层的数据单元。(帧由⾸部、数据部分和尾部组成。)
4、MAC地址
媒体访问控制地址,是⽹络设备的唯⼀标识符。(MAC地址⽤于在局域⽹中识别设备。)
5、以太网
⼀种常⽤的局域⽹技术。(以太⽹使⽤ CSMA/CD 协议。)
6、CSMA/CD 协议
载波监听多路访问/冲突检测协议,⽤于解决总线型以太⽹的冲突问题。(CSMA/CD 协议是半双⼯的。)
7、CSMA/CA 协议
载波监听多路访问/冲突避免协议,⽤于⽆线局域⽹。(CSMA/CA 协议使⽤ RTS/CTS 机制避免冲突。)
8、MAC地址、IP地址、端⼝号的区别
MAC 地址⽤于链路层寻址,IP 地址⽤于⽹络层寻址,端⼝号⽤于传输层寻址。(它们在⽹络通信中扮演不同的⻆⾊。)
9、交换机
⼀种⼆层⽹络设备,⽤于在局域⽹中转发数据帧。(交换机可以隔离冲突域,提⾼⽹络性能。)
10、集线器
⼀种物理层设备,⽤于连接多台计算机。(集线器不能隔离冲突域,所有设备共享带宽。)
11、VLAN
虚拟局域⽹,可以将⼀个物理局域⽹划分为多个逻辑局域⽹。(VLAN 可以隔离⼴播域,提⾼⽹络安全性。)
12、PPP协议
点对点协议,⽤于在点对点链路上建⽴连接。(PPP 协议常⽤于拨号上⽹。)
13、HDLC协议
⾼级数据链路控制协议,⼀种⾯向⽐特的数据链路层协议。(HDLC协议常⽤于⼴域⽹。)
14、透明传输
指数据链路层不对数据内容进⾏任何解释,只负责传输。(透明传输可以⽀持各种类型的数据。)
15、差错检测
数据链路层使⽤差错检测编码来检测数据传输过程中是否发⽣错误。(常⽤的差错检测编码有:奇偶校验码、CRC循环冗余校验码等。)
16、奇偶校验码
通过增加⼀个校验位来检测数据中是否发⽣奇数个错误。(奇偶校验码简单易实现,但检错能⼒有限。)
17、CRC循环冗余校验码
⼀种常⽤的差错检测编码,检错能⼒强。(CRC循环冗余校验码⼴泛应⽤于各种⽹络协议中。)
18、流量控制
数据链路层使⽤流量控制机制来防⽌发送⽅发送数据过快,导致接收⽅来不及处理。(常⽤的流量控制机制有停⽌ - 等待协议、滑动窗⼝协议等。)
19、 停⽌ - 等待协议
发送⽅每发送⼀个帧就停⽌发送,等待接收⽅的确认帧,收到确认帧后再发送下⼀个帧。(停⽌ - 等待协议简单,但效率低。)
20、 滑动窗⼝协议
发送⽅可以连续发送多个帧,⽽不需要等待每个帧的确认帧。(滑动窗⼝协议可以提⾼传输效率。)
21、GBN协议
回退 N 帧协议,如果某个帧出错,则需要重传该帧及其后⾯的所有帧。(GBN 协议简单,但效率不⾼。)
四、网络层
1、网络层的功能
实现主机之间的逻辑通信。(⽹络层是实现互联互通的关键。)
2、网络层的协议
IP协议、ICMP协议、ARP协议、RIP协议、OSPF协议、BGP协议。(不同的协议⽤于实现不同的⽹络层功能。)
3、IP协议
⽹际协议,⽤于实现⽆连接的数据报传输。(IP协议是 TCP/IP 协议族的核⼼协议。)
4、IP地址
⽹络设备的逻辑地址,⽤于在互联⽹中唯⼀标识⼀台主机。(IP地址由⽹络号和主机号组成。)
5、IP地址的分类
A类、B类、C类、D类、E类。(不同的类别的 IP 地址有不同的⽹络号和主机号的范围。)
6、(子网掩码):⽤于区分 IP 地址中的⽹络号和主机号。(⼦⽹掩码与 IP 地址进⾏按位与运算,得到⽹络地址。)
7、CIDR
⽆类别域间路由,打破了传统的IP地址分类⽅式,使⽤⽹络前缀来表⽰⽹络地址。(CIDR 可以更加灵活地分配IP地址。)
8、ARP协议
地址解析协议,⽤于将 IP 地址转换为 MAC 地址。(ARP 协议是实现 IP 地址到 MAC 地址映射的关键。)
🌞 主机A要向主机B发送数据,但只知道主机B的IP地址,不知道主机B的MAC地址。
🌞 主机A会发送⼀个ARP⼴播请求,询问“谁是IP地址为X.X.X.X的主机?”
🌞 主机B收到ARP请求后,会发送⼀个ARP响应,告知主机A⾃⼰的MAC地址。
🌞 主机A收到ARP响应后,就可以使⽤主机B的MAC地址来封装数据帧,并发送给主机B。
9、ICMP协议
⽹际控制报⽂协议,⽤于在IP主机、路由器之间传递控制消息。(ICMP协议可以⽤于测试⽹络的连通性、报告错误等。)
🌞
ping
命令就是使⽤ ICMP 协议来测试⽹络连通性。
10、路由
指⽹络层设备(路由器)选择数据包转发路径的过程。(路由是⽹络层的重要功能。)
11、路由算法
⽤于计算最佳路由的算法。(常⽤的路由算法有:距离⽮量路由算法、链路状态路由算法等。)
12、距离⽮量路由算法
每个路由器维护⼀个距离⽮量表,记录到其他所有路由器的距离。(RIP 协议使⽤距离⽮量路由算法。)
13、链路状态路由算法
每个路由器维护⼀个完整的⽹络拓扑图,并使⽤ Dijkstra
算法计算最佳路由。(OSPF 协议使⽤链路状态路由算法。)
14、RIP协议
路由信息协议,⼀种基于距离⽮量路由算法的协议。(RIP协议简单易实现,但收敛速度慢。)
15、OSPF协议
开放最短路径优先协议,⼀种基于链路状态路由算法的协议。(OSP F协议收敛速度快,⽀持VLSM。)
16、BGP协议
边界⽹关协议,⽤于在⾃治系统之间交换路由信息。(BGP 协议是互联网的骨干路由协议。)
17、自治系统
由⼀个管理机构管理的、具有统⼀路由策略的⽹络。(互联⽹由多个⾃治系统组成。)
18、IPv4 和 IPv6
IPv4是32位的IP地址,IPv6是128位的IP地址。(IPv6可以解决IPv4地址耗尽的问题。)
19、NAT
⽹络地址转换,⽤于将私有IP地址转换为公有IP地址。(NAT可以缓解IPv4地址耗尽的问题。)
20、VPN
虚拟专⽤⽹络,⽤于在公⽤⽹络上建⽴安全的专⽤连接。(VPN可以保护数据的安全性。)
五、传输层
1、传输层的功能
提供端到端的可靠或不可靠的数据传输服务。(传输层是⾯向应⽤的最⾼层。)
2、传输层的协议
TCP协议、UDP协议。(TCP协议提供可靠的传输服务,UDP协议提供不可靠的传输服务。)
3、端⼝号
⽤于区分同⼀台主机上的不同应⽤程序。(端⼝号是传输层寻址的关键。)
4、TCP协议
传输控制协议,提供⾯向连接的、可靠的字节流传输服务。(TCP协议是互联⽹应⽤最⼴泛的协议。)
5、TCP连接的建立(三次握⼿)
三次握⼿是建⽴ TCP 连接的必要过程。
三次握⼿过程:
🌞 客⼾端发送 SYN 报⽂,请求建⽴连接。
🌞 服务器收到 SYN 报⽂后,发送 SYN+ACK 报⽂,表⽰同意连接。
🌞 客⼾端收到 SYN+ACK 报⽂后,发送 ACK 报⽂,表⽰连接建⽴完成。
6、TCP连接的释放(四次挥⼿)
四次挥⼿是释放 TCP 连接的必要过程。
四次挥⼿过程:
🌞 客⼾端发送 FIN 报⽂,请求释放连接。
🌞 服务器收到 FIN 报⽂后,发送 ACK 报⽂,表⽰收到释放连接的请求。
🌞 服务器发送 FIN 报⽂,请求释放连接。
🌞 客⼾端收到 FIN 报⽂后,发送 ACK 报⽂,表⽰同意释放连接。
7、 TCP的可靠传输
通过序号、确认、重传、流量控制、拥塞控制等机制来保证数据的可靠传输。(TCP的可靠传输机制是复杂的。)
8、 TCP的序号
用于标识 TCP 报⽂段的顺序。(序号可以保证数据按顺序到达。)
9、 TCP的确认
接收⽅收到TCP报⽂段后,会发送⼀个确认报⽂,告知发送⽅已经收到数据。(确认可以保证数据被正确接收。)
10、TCP的重传
如果发送⽅在⼀定时间内没有收到确认报⽂,就会重传该报⽂段。(重传可以保证数据不丢失。)
11、TCP的流量控制
接收⽅通过滑动窗⼝来告知发送⽅⾃⼰的接收能⼒,防⽌发送⽅发送数据过快,导致接收⽅来不及处理。(流量控制可以防⽌拥塞。)
12、TCP的拥塞控制
发送⽅根据⽹络的拥塞情况来调整发送速率,防⽌⽹络拥塞。(拥塞控制可以提⾼⽹络的整体性能。)
13、慢开始
TCP连接建⽴后,发送⽅一开始发送速率较慢,然后逐渐增加发送速率。(慢开始可以避免一开始就造成⽹络拥塞。)
14、拥塞避免
当发送速率达到⼀定阈值后,采⽤加法增⼤、乘法减⼩的策略来调整发送速率。(拥塞避免可以防⽌⽹络拥塞。)
15、快重传
如果发送⽅连续收到三个重复的确认报⽂,就⽴即重传该报⽂段,⽽不需要等待超时。(快重传可以提⾼重传效率。)
16、快恢复
当发送⽅收到三个重复的确认报⽂后,就进⼊快恢复状态,调整拥塞窗⼝⼤⼩。(快恢复可以更快地恢复发送速率。)
17、UDP协议
⽤⼾数据报协议,提供⽆连接的、不可靠的数据报传输服务。(UDP 协议简单⾼效,适⽤于实时性要求⾼的应⽤。)
18、TCP和UDP的区别
TCP是⾯向连接的、可靠的协议,UDP是⽆连接的、不可靠的协议。(TCP适⽤于需要可靠传输的应⽤,UDP适⽤于需要⾼效传输的应⽤。)
19、TCP⾸部和UDP⾸部
TCP⾸部⽐UDP⾸部复杂,包含更多的控制信息。(TCP⾸部开销⽐UDP⾸部⼤。)
20、Socket
套接字,是应⽤程序访问⽹络服务的接⼝。(Socket是⽹络编程的基础。)
六、应用层
1、应用层的功能
为应⽤程序提供⽹络服务。(应⽤层是⾯向⽤⼾的最⾼层。)
2、应⽤层的协议
HTTP协议、FTP协议、SMTP协议、DNS协议、DHCP协议。(不同的协议⽤于实现不同的应⽤层服务。)
3、HTTP协议
超⽂本传输协议,⽤于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据。(HTTP协议是Web应⽤的基础。)
4、HTTP的请求⽅法
GET、POST、PUT、DELETE等。(不同的请求⽅法⽤于实现不同的操作。)
5、HTTP的状态码
200 OK、404 NotFound、500 InternalServerError等。(状态码⽤于表⽰服务器的响应结果。)
6、HTTPS协议
安全的HTTP协议,使⽤ SSL/TLS 协议对数据进⾏加密。(HTTPS协议可以保护数据的安全性。)
7、FTP协议
⽂件传输协议,⽤于在客⼾端和服务器之间传输⽂件。(FTP 协议可以实现⽂件的上传和下载。)
8、SMTP协议
简单邮件传输协议,⽤于发送电⼦邮件。(SMTP协议是电⼦邮件发送的基础。)
9、POP3协议
邮局协议第3版,⽤于接收电⼦邮件。(POP3协议是电⼦邮件接收的基础。)
10、DNS协议
域名系统协议,⽤于将域名转换为IP地址。(DNS协议是互联⽹的基础设施。)
11、域名
⽤于标识互联⽹上的主机或⽹络。(域名⽐IP地址更容易记忆。)
12、域名服务器
⽤于存储域名和IP地址的映射关系。(域名服务器是DNS协议的核⼼。)
13、DHCP协议
动态主机配置协议,⽤于⾃动分配IP地址、⼦⽹掩码、⽹关等⽹络配置信息。(DHCP协议可以简化⽹络管理。)
14、Telnet协议
远程登录协议,⽤于通过⽹络远程访问计算机。(Telnet协议安全性较差,已被SSH协议取代。)
15、SSH协议
安全外壳协议,⽤于通过⽹络安全地访问计算机。(SSH协议可以保护数据的安全性。)
16、SNMP协议
简单⽹络管理协议,⽤于管理⽹络设备。(SNMP协议可以监控⽹络设备的性能。)
17、P2P
对等⽹络,⼀种分布式⽹络架构,所有节点都具有相同的功能。(P2P⽹络可以实现资源共享和⽂件传输。)
18、CDN
内容分发⽹络,⼀种分布式⽹络架构,将内容缓存在离⽤⼾最近的节点上,提⾼访问速度。(CDN可以加速⽹站的访问速度。)
19、Web服务器
⽤于提供Web服务的服务器软件。(常⽤的Web服务器有Apache、Nginx等。)
七、网络安全
1、⽹络安全
指保护⽹络系统中的硬件、软件、数据免受未经授权的访问、使⽤、泄露、破坏或修改。(⽹络安全是⽹络应⽤的重要保障。)
2、常⻅的⽹络安全威胁
病毒、⽊⻢、蠕⾍、⿊客攻击、拒绝服务攻击、⽹络钓⻥等。(了解常⻅的⽹络安全威胁是进⾏⽹络安全防护的基础。)
3、病毒
⼀种可以⾃我复制并感染其他程序的恶意代码。(病毒会破坏系统⽂件和数据。)
4、木马
⼀种伪装成正常程序的恶意代码,可以窃取⽤⼾的信息或控制⽤⼾的计算机。(⽊⻢通常⽤于远程控制。)
5、蠕虫
⼀种可以⾃我复制并通过⽹络传播的恶意代码。(蠕⾍会消耗⽹络带宽,导致⽹络拥塞。)
6、⿊客攻击
指未经授权访问计算机系统或⽹络,窃取、破坏或修改数据的⾏为。(⿊客攻击会对企业和个⼈造成损失。)
7、拒绝服务攻击
指通过⼤量请求占⽤⽹络资源,导致正常⽤⼾⽆法访问服务的攻击。(拒绝服务攻击会影响服务的可⽤性。)
8、⽹络钓⻥
指通过伪造电⼦邮件、⽹站等⽅式,诱骗用户泄露个⼈信息。(⽹络钓⻥会窃取⽤⼾的账号和密码。)
9、防⽕墙
⼀种⽹络安全设备,⽤于控制进出⽹络的流量,防⽌未经授权的访问。(防⽕墙是⽹络安全的第⼀道防线。)
10、⼊侵检测系统
⼀种⽤于检测⽹络中恶意活动的系统。(⼊侵检测系统可以及时发现⽹络攻击。)
11、加密
将数据转换为不可读的形式,防⽌未经授权的访问。(加密是保护数据安全的重要⼿段。)
12、对称加密
加密和解密使⽤相同的密钥。(对称加密速度快,但密钥管理复杂。)
13、⾮对称加密
加密和解密使⽤不同的密钥,公钥⽤于加密,私钥⽤于解密。(⾮对称加密安全性⾼,但速度慢。)
14、数字签名
⽤于验证数据的完整性和发送者的⾝份。(数字签名可以防⽌数据被篡改。)
15、数字证书
由权威机构颁发的证书,⽤于证明⽹站或个⼈的⾝份。(数字证书可以提⾼⽹站的信任度。)
16、SSL/TLS协议
安全套接层/传输层安全协议,⽤于在客⼾端和服务器之间建⽴安全的连接。(SSL/TLS协议是 HTTPS 协议的基础。)
17、WPA/WPA2
⽆线⽹络安全协议,⽤于保护⽆线⽹络的安全性。(WPA/WPA2 可以防⽌未经授权的访问。)
18、访问控制
指限制用户对系统资源的访问权限。(访问控制可以防⽌未经授权的访问。)
19、安全审计
指记录系统中的安全事件,以便进⾏分析和调查。(安全审计可以帮助发现安全漏洞。)
八、复习总结
要理解概念,掌握原理,不要死记硬背。其次,多做习题,巩固知识,提高解题能力。另外关注历年复试真题,了解考试重点和难点。