简述计算机网络漏斗算法工作过程

A. 简要说明计算机网络是如何工作的

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
简单地说，计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。

B. 简述计算机网络的形成与发展过程

计算机网络的形成与发展经历了四个阶段：

1.第1阶段：20世纪60年代末到20世纪70年代初为计算机网络发展的萌芽阶段。

其主要特征是：为了增加系统的计算能力和资源共享，把小型计算机连成实验性的网络。第一个远程分组交换网叫ARPANET，是由美国国防部于1969年建成的，第一次实现了由通信网络和资源网络复合构成计算机网络系统。

2.第2阶段：20世纪70年代中后期是局域网络(LAN)发展的重要阶段。

其主要特征为：局域网络作为一种新型的计算机体系结构开始进入产业部门。局域网技术是从远程分组交换通信网络和I/O总线结构计算机系统派生出来的。

1976年，美国Xerox公司的Palo Alto研究中心推出以太网(Ethernet)，它成功地采用了夏威夷大学ALOHA无线电网络系统的基本原理，使之发展成为第一个总线竞争式局域网络。

3.第3阶段：整个20世纪80年代是计算机局域网络的发展时期。

其主要特征是：局域网络完全从硬件上实现了ISO的开放系统互连通信模式协议的能力。

计算机局域网及其互连产品的集成，使得局域网与局域互连、局域网与各类主机互连，以及局域网与广域网互连的技术越来越成熟。综合业务数据通信网络(ISDN)和智能化网络(IN)的发展，标志着局域网络的飞速发展。

4.第4阶段：20世纪90年代初至现在是计算机网络飞速发展的阶段。

其主要特征是：计算机网络化，协同计算能力发展以及全球互连网络(Internet)的盛行。计算机的发展已经完全与网络融为一体，体现了“网络就是计算机”的口号。

拓展资料：

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，即连通性和共享。

简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

C. 计算机网络知识点

一、计算机网络概述

1.1 计算机网络的分类

按照网络的作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）；

按照网络使用者：公用网络、专用网络。

1.2 计算机网络的层次结构

TCP/IP四层模型与OSI体系结构对比：

1.3 层次结构设计的基本原则

各层之间是相互独立的；

每一层需要有足够的灵活性；

各层之间完全解耦。

1.4 计算机网络的性能指标

速率：bps=bit/s 时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延 往返时间RTT：数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。

二、物理层

物理层的作用：连接不同的物理设备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

物理层设备：

中继器【Repeater，也叫放大器】：同一局域网的再生信号；两端口的网段必须同一协议；5-4-3规程：10BASE-5以太网中，最多串联4个中继器，5段中只能有3个连接主机；

集线器：同一局域网的再生、放大信号（多端口的中继器）；半双工，不能隔离冲突域也不能隔离广播域。

信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。

单工通信信道：只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道；

半双工通信信道：双方都可以发送和接受信息，但不能同时发送也不能同时接收；

全双工通信信道：双方都可以同时发送和接收。

三、数据链路层

3.1 数据链路层概述

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括： 物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发 等。

有关数据链路层的重要知识点：

数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；

基本数据单位为帧；

主要的协议：以太网协议；

两个重要设备名称：网桥和交换机。

封装成帧：“帧”是 数据链路层 数据的基本单位：

透明传输：“透明”是指即使控制字符在帧数据中，但是要当做不存在去处理。即在控制字符前加上转义字符ESC。

3.2 数据链路层的差错监测

差错检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC

奇偶校验码–局限性：当出错两位时，检测不到错误。

循环冗余检验码：根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码。

3.3 最大传输单元MTU

最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制.

路径MTU：由链路中MTU的最小值决定。

3.4 以太网协议详解

MAC地址：每一个设备都拥有唯一的MAC地址，共48位，使用十六进制表示。

以太网协议：是一种使用广泛的局域网技术，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输：

局域网分类：

Ethernet以太网IEEE802.3：

以太网第一个广泛部署的高速局域网

以太网数据速率快

以太网硬件价格便宜，网络造价成本低

以太网帧结构：

类型：标识上层协议（2字节）

目的地址和源地址：MAC地址（每个6字节）

数据：封装的上层协议的分组（46~1500字节）

CRC：循环冗余码（4字节）

以太网最短帧：以太网帧最短64字节；以太网帧除了数据部分18字节；数据最短46字节；

MAC地址（物理地址、局域网地址）

MAC地址长度为6字节，48位；

MAC地址具有唯一性，每个网络适配器对应一个MAC地址；

通常采用十六进制表示法，每个字节表示一个十六进制数，用 - 或 : 连接起来；

MAC广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

四、网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。数据交换技术是报文交换（基本上被分组所替代）：采用储存转发方式，数据交换单位是报文。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结，有关网络层的重点为：

1、网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能；

2、基本数据单位为IP数据报；

3、包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

4、重要的设备：路由器。

路由器相关协议

4.1 IP协议详解

IP网际协议是 Internet 网络层最核心的协议。虚拟互联网络的产生：实际的计算机网络错综复杂；物理设备通过使用IP协议，屏蔽了物理网络之间的差异；当网络中主机使用IP协议连接时，无需关注网络细节，于是形成了虚拟网络。

IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互联的网络；并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。

其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；首部位长度表示IP首部长度，占4位，最大数值位15；总长度表示IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；TTL表示IP数据报文在网络中的寿命，占8位；协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的，如TCP、UDP。

4.2 IP协议的转发流程

4.3 IP地址的子网划分

A类（8网络号+24主机号）、B类（16网络号+16主机号）、C类（24网络号+8主机号）可以用于标识网络中的主机或路由器，D类地址作为组广播地址，E类是地址保留。

4.4 网络地址转换NAT技术

用于多个主机通过一个公有IP访问访问互联网的私有网络中，减缓了IP地址的消耗，但是增加了网络通信的复杂度。

NAT 工作原理：

从内网出去的IP数据报，将其IP地址替换为NAT服务器拥有的合法的公共IP地址，并将替换关系记录到NAT转换表中；

从公共互联网返回的IP数据报，依据其目的的IP地址检索NAT转换表，并利用检索到的内部私有IP地址替换目的IP地址，然后将IP数据报转发到内部网络。

4.5 ARP协议与RARP协议

地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）：为网卡（网络适配器）的IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。可以把网络层32位地址转化为数据链路层MAC48位地址。

ARP 是即插即用的，一个ARP表是自动建立的，不需要系统管理员来配置。

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地址解析协议，可以把数据链路层MAC48位地址转化为网络层32位地址。

4.6 ICMP协议详解

网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol），可以报告错误信息或者异常情况，ICMP报文封装在IP数据报当中。

ICMP协议的应用：

Ping应用：网络故障的排查；

Traceroute应用：可以探测IP数据报在网络中走过的路径。

4.7网络层的路由概述

关于路由算法的要求：正确的完整的、在计算上应该尽可能是简单的、可以适应网络中的变化、稳定的公平的。

自治系统AS： 指处于一个管理机构下的网络设备群，AS内部网络自治管理，对外提供一个或多个出入口，其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议，如RIP、OSPF等；自治系统外部的路由协议为外部网关协议，如BGP。

静态路由： 人工配置，难度和复杂度高；

动态路由：

链路状态路由选择算法LS：向所有隔壁路由发送信息收敛快；全局式路由选择算法，每个路由器计算路由时，需构建整个网络拓扑图；利用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径；Dijkstra(迪杰斯特拉)算法

距离-向量路由选择算法DV：向所有隔壁路由发送信息收敛慢、会存在回路；基础是Bellman-Ford方程（简称B-F方程）；

4.8 内部网关路由协议之RIP协议

路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层】，基于距离-向量的路由选择算法，较小的AS（自治系统），适合小型网络；RIP报文，封装进UDP数据报。

RIP协议特性：

RIP在度量路径时采用的是跳数（每个路由器维护自身到其他每个路由器的距离记录）；

RIP的费用定义在源路由器和目的子网之间；

RIP被限制的网络直径不超过15跳；

和隔壁交换所有的信息，30主动一次（广播）。

4.9 内部网关路由协议之OSPF协议

开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】，基于链路状态的路由选择算法（即Dijkstra算法），较大规模的AS ，适合大型网络，直接封装在IP数据报传输。

OSPF协议优点：

安全；

支持多条相同费用路径；

支持区别化费用度量；

支持单播路由和多播路由；

分层路由。

RIP与OSPF的对比（路由算法决定其性质）：

4.10外部网关路由协议之BGP协议

BGP（Border Gateway Protocol）边际网关协议【应用层】：是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由：首次交换全部信息，以后只交换变化的部分,BGP封装进TCP报文段.

五、传输层

第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

有关网络层的重点：

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题；

包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；

重要设备：网关。

5.1 UDP协议详解

UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议。

UDP协议的特点：

UDP是无连接协议；

UDP不能保证可靠的交付数据；

UDP是面向报文传输的；

UDP没有拥塞控制；

UDP首部开销很小。

UDP数据报结构：

首部:8B，四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段：应用数据

5.2 TCP协议详解

TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协议。

TCP协议的功能：

对应用层报文进行分段和重组；

面向应用层实现复用与分解；

实现端到端的流量控制；

拥塞控制；

传输层寻址；

对收到的报文进行差错检测（首部和数据部分都检错）；

实现进程间的端到端可靠数据传输控制。

TCP协议的特点：

TCP是面向连接的协议；

TCP是面向字节流的协议；

TCP的一个连接有两端，即点对点通信；

TCP提供可靠的传输服务；

TCP协议提供全双工通信（每条TCP连接只能一对一）；

5.2.1 TCP报文段结构：

最大报文段长度：报文段中封装的应用层数据的最大长度。

TCP首部：

序号字段：TCP的序号是对每个应用层数据的每个字节进行编号

确认序号字段：期望从对方接收数据的字节序号，即该序号对应的字节尚未收到。用ack_seq标识；

TCP段的首部长度最短是20B ，最长为60字节。但是长度必须为4B的整数倍

TCP标记的作用：

5.3 可靠传输的基本原理

基本原理：

不可靠传输信道在数据传输中可能发生的情况：比特差错、乱序、重传、丢失

基于不可靠信道实现可靠数据传输采取的措施：

差错检测：利用编码实现数据包传输过程中的比特差错检测 确认：接收方向发送方反馈接收状态 重传：发送方重新发送接收方没有正确接收的数据 序号：确保数据按序提交 计时器：解决数据丢失问题；

停止等待协议：是最简单的可靠传输协议，但是该协议对信道的利用率不高。

连续ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的利用率。

5.3.1TCP协议的可靠传输

基于连续ARQ协议，在某些情况下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经成功接收的字节。

5.3.2 TCP协议的流量控制

流量控制：让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。

5.4 TCP协议的拥塞控制

拥塞控制与流量控制的区别：流量控制考虑点对点的通信量的控制，而拥塞控制考虑整个网络，是全局性的考虑。拥塞控制的方法：慢启动算法+拥塞避免算法。

慢开始和拥塞避免：

【慢开始】拥塞窗口从1指数增长；

到达阈值时进入【拥塞避免】，变成+1增长；

【超时】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2）；

再从【慢开始】，拥塞窗口从1指数增长。

快重传和快恢复：

发送方连续收到3个冗余ACK，执行【快重传】，不必等计时器超时；

执行【快恢复】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2），并从此新的ssthresh点进入【拥塞避免】。

5.5 TCP连接的三次握手（重要）

TCP三次握手使用指令：

面试常客：为什么需要三次握手？

第一次握手：客户发送请求，此时服务器知道客户能发；

第二次握手：服务器发送确认，此时客户知道服务器能发能收；

第三次握手：客户发送确认，此时服务器知道客户能收。

建立连接（三次握手）：

第一次： 客户向服务器发送连接请求段，建立连接请求控制段（SYN=1），表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；

第二次： 服务器发回确认报文段，同意建立新连接的确认段（SYN=1），确认序号字段有效（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;

第三次： 客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;

5.6 TCP连接的四次挥手（重要）

释放连接（四次挥手）

第一次： 客户向服务器发送释放连接报文段，发送端数据发送完毕，请求释放连接（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止等待1状态）；

第二次： 服务器向客户发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭等待）；客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；

第三次： 服务器向客户发送释放连接报文段，请求释放连接（FIN=1），确认字号段有效（ACK=1），表示服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;表示自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；

第四次： 客户向服务器发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），表示客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，等待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED；

为什么需要等待2MSL?

最后一个报文没有确认；

确保发送方的ACK可以到达接收方；

2MSL时间内没有收到，则接收方会重发；

确保当前连接的所有报文都已经过期。

六、应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层重点：

数据传输基本单位为报文；

包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

6.1 DNS详解

DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的顺序：

【1】浏览器缓存，

【2】找本机的hosts文件，

【3】路由缓存，

【4】找DNS服务器（本地域名、顶级域名、根域名）->迭代解析、递归查询。

IP—>DNS服务—>便于记忆的域名

域名由点、字母和数字组成，分为顶级域（com，cn，net，gov，org）、二级域（,taobao,qq,alibaba）、三级域（www）(12-2-0852)

6.2 DHCP协议详解

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。

6.3 HTTP协议详解

文件传输协议（FTP）：控制连接（端口21）：传输控制信息（连接、传输请求），以7位ASCII码的格式。整个会话期间一直打开。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建立TCP连接，HTTP使用TCP连接方式（HTTP自身无连接）。

HTTP请求报文方式：

GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体；

POST：向指定资源提交数据进行处理请求；

DELETE：请求服务器删除指定的页面；

HEAD：请求读取URL标识的信息的首部，只返回报文头；

OPETION：请求一些选项的信息；

PUT：在指明的URL下存储一个文档。

6.3.1 HTTP工作的结构

6.3.2 HTTPS协议详解

HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，端口号443。基于HTTP协议，通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护

原文地址：https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591

D. 简述数据通过计算机网络的通信过程。

过程：电脑将数据封装上一定的头部，转换成0,1等二进制信号在线路上传播给路由器，路由器根据路由表转发数据，直达目的主机，再拆去头部信息，将纯的数据交给应用程序。

c/s(客户机/服务器)有三个主要部件：数据库服务器、客户应用程序和网络。服务器负责有效地管理系统的资源，其任务集中于：
1.数据库安全性的要求
2.数据库访问并发性的控制
3.数据库前端的客户应用程序的全局数据完整性规则
4.数据库的备份与恢复

客户端应用程序的的主要任务是：
1.提供用户与数据库交互的界面
2.向数据库服务器提交用户请求并接收来自数据库服务器的信息
3.利用客户应用程序对存在于客户端的数据执行应用逻辑要求
4.网络通信软件的主要作用是，完成数据库服务器和客户应用程序之间的数据传输。
三层C/S结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。
解决方案是：对这三层进行明确分割,并在逻辑上使其独立。
在三层C/S中， 表示层 是应用的用户接口部分,它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作，一般要使用图形用户接口 (GUI)，操作简单、易学易用。在变更用户接口时，只需改写显示控制和数据检查程序，而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑。
功能层 相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑地编入程序中。表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简洁。
数据层 就是DBMS，负责管理对数据库数据的读写。DBMS必须能迅速执行大量数据的更新和检索。现在的主流是关系数据库管理系统 (RDBMS)。因此一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。
在三层或N层C/S结构中，中间件 (Middleware) 是最重要的部件。所谓中间件是一个用API定义的软件层,是具有强大通信能力和良好可扩展性的分布式软件管理框架。它的功能是在客户机和服务器或者服务器和服务器之间传送数据，实现客户机群和服务器群之间的通信。其工作流程是:在客户机里的应用程序需要驻留网络上某个服务器的数据或服务时，搜索此数据的C/S应用程序需访问中间件系统。该系统将查找数据源或服务，并在发送应用程序请求后重新打包响应,将其传送回应用程序。随着网络计算模式的发展，中间件日益成为软件领域的新的热点。中间件在整个分布式系统中起数据总线的作用，各种异构系统通过中间件有机地结合成一个整体。每个C/S环境，从最小的LAN环境到超级网络环境,都使用某种形式的中间件。无论客户机何时给服务器发送请求，也无论它何时应用存取数据库文件，都有某种形式的中间件传递C/S链路，用以消除通信协议、数据库查询语言、应用逻辑与操作系统之间潜在的不兼容问题。

三层C/S结构的优势主要表现在以下几个方面：
1.利用单一的访问点，可以在任何地方访问站点的数据库；
2.对于各种信息源，不论是文本还是图形都采用相同的界面；
3.所有的信息，不论其基于的平台，都可以用相同的界面访问；
4.可跨平台操作；
5.减少整个系统的成本；
6.维护升级十分方便；
7.具有良好的开放性；
8.系统的可扩充性良好；
9.进行严密的安全管理；
10.系统管理简单，可支持异种数据库，有很高的可用性。

E. 简述计算机网络的组成,以及各个组成部分的作用

计算机网络由七层组成：

1、物理层：传递信息需要利用一些物理传输媒体，如双绞线、同轴电缆、光纤等。物理层的任务就是为上层提供一个物理的连接，以及该物理连接表现出来的机械、电气、功能和过程特性，实现透明的比特流传输。

2、数据链路层：数据链路层负责在2个相邻的结点之间的链路上实现无差错的数据帧传输。在接收方接收到数据出错时要通知发送方重发，直到这一帧无差错地到达接收结点，数据链路层就是把一条有可能出错的实际链路变成让网络层看起来像不会出错的数据链路。

3、网络层：网络中通信的2个计算机之间可能要经过许多结点和链路，还可能经过几个通信子网。网络层数据传输的单位是分组。网络层的主要任务是为要传输的分组选择一条合适的路径，使发送分组能够正确无误地按照给定的目的地址找到目的主机，交付给目的主机的传输层。

4、传输层：传输层的主要任务是通过通信子网的特性，最佳地利用网络资源，并以可靠与经济的方式为2个端系统的会话层之间建立一条连接通道，以透明地传输报文。传输层向上一层提供一个可靠的端到端的服务，使会话层不知道传输层以下的数据通信的细节。

5、会话层：在会话层以及以上各层中，数据的传输都以报文为单位，会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立以及维护应用之间的通信机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

6、表示层：这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将要交换的数据从适合某一用户的抽象语法，转换为适合OSI内部表示使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩、加密和解密等工作都由表示层负责。

7、应用层：这是OSI参考模型的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需求，以及提供网络与用户软件之间的接口服务。

(5)简述计算机网络漏斗算法工作过程扩展阅读：

传输层作为整个计算机网络的核心，是惟一负责总体数据传输和控制的一层。因为网络层不一定保证服务的可靠，而用户也不能直接对通信子网加以控制，因此在网络层之上，加一层即传输层以改善传输质量。

传输层利用网络层提供的服务，并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口，使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不可靠的数据传输方面的问题。

F. 计算机网络名词解释知识点简答题整理

基带传输：比特流直接向电缆发送，无需调制到不同频段；

基带信号：信源发出的没有经过调制的原始电信号；

URL ：统一资源定位符，标识万维网上的各种文档，全网范围唯一；

传输时延：将分组的所有比特推向链路所需要的时间；

协议：协议是通信设备通信前约定好的必须遵守的规则与约定，包括语法、语义、定时等。

网络协议：对等层中对等实体间制定的规则和约定的集合；

MODEM ：调制解调器；

起始（原始）服务器：对象最初存放并始终保持其拷贝的服务器；

计算机网络：是用通信设备和线路将分散在不同地点的有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，并通过网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机集合；

解调：将模拟信号转换成数字信号；

多路复用：在一条传输链路上同时建立多条连接，分别传输数据；

默认路由器：与主机直接相连的一台路由器；

LAN ：局域网，是一个地理范围小的计算机网络；

DNS ：域名系统，完成主机名与 IP 地址的转换；

ATM ：异步传输模式，是建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术；

Torrent ：洪流，参与一个特定文件分发的所有对等方的集合；

Cookie ：为了辨别用户、用于 session 跟踪等而储存在用户本地终端的数据；

SAP ：服务访问点；

n PDU ： PDU 为协议数据单元，指对等层之间的数据传输单位；第 n 层的协议数据单元；

PPP ：点对点传输协议；

Web caching ：网页缓存技术；

Web 缓存：代替起始服务器来满足 HTTP 请求的网络实体。

Proxy server ：代理服务器；

Go-back-n ：回退 n 流水线协议；允许发送方连续发送分组，无需等待确认，若出错，从出错的分组开始重发；接收方接收数据分组，若正确，发 ACK ，若出错，丢弃出错分组及其后面的分组，不发任何应答；

Packet switching ：分组交换技术；

CDMA ：码分多路复用技术；各站点使用不同的编码，然后可以混合发送，接收方可正确提取所需信息；

TDM ：时分多路复用，将链路的传输时间划分为若干时隙，每个连接轮流使用不同时隙进行传输；

FDM ：频分多路复用，将链路传输频段分成多个小的频段，分别用于不同连接信息的传送；

OSI ：开放系统互连模型，是计算机广域网体系结构的国际标准，把网络分为 7 层；

CRC ：循环冗余检测法，事先双方约定好生成多项式，发送节点在发送数据后附上冗余码，使得整个数据可以整除生成多项式，接收节点收到后，若能整除，则认为数据正确，否则，认为数据错误；

RIP ：路由信息协议；

Socket （套接字）：同一台主机内应用层和运输层的接口；

转发表：交换设备内，从入端口到出端口建立起来的对应表，主要用来转发数据帧或 IP 分组；

路由表：路由设备内，从源地址到目的地址建立起来的最佳路径表，主要用来转发 IP 分组；

存储转发：分组先接收存储后，再转发出去；

虚电路网络：能支持实现虚电路通信的网络；

数据报网络：能支持实现数据报通信的网络；

虚电路：源和目的主机之间建立的一条逻辑连接，创建这条逻辑连接时，将指派一个虚电路标识符 VC.ID ，相关设备为它运行中的连接维护状态信息；

毒性逆转技术： DV 算法中，解决计数到无穷的技术，即告知从相邻路由器获得最短路径信息的相邻路由器到目的网络的距离为无穷大；

加权公平排队 WFQ ：排队策略为根据权值大小不同，将超出队列的数据包丢弃；

服务原语：服务的实现形式，在相邻层通过服务原语建立交互关系，完服务与被服务的过程；

透明传输：在无需用户干涉的情况下，可以传输任何数据的技术；

自治系统 AS ：由一组通常在相同管理者控制下的路由器组成，在相同的 AS 中，路由器可全部选用同样的选路算法，且拥有相互之间的信息；

分组丢失：分组在传输过程中因为种种原因未能到达接收方的现象；

隧道技术：在链路层或网络层通过对等协议建立起来的逻辑通信信道；

移动接入：也称无线接入，是指那些常常是移动的端系统与网络的连接；

面向连接服务：客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前，要彼此发送控制分组建立连接；

无连接服务：客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前，无需彼此发送控制分组建立连接；

MAC 地址：网卡或网络设备端口的物理地址；

拥塞控制：当网络发生拥塞时，用响应的算法使网络恢复到正常工作的状态；

流量控制：控制发送方发送数据的速率，使收发双方协调一致；

Ad Hoc 网络：自主网络，无基站；

往返时延：发送方发送数据分组到收到接收方应答所需要的时间；

电路交换：通信节点之间采用面向连接方式，使用专用电路进行传输；

ADSL ：异步数字用户专线，采用不对称的上行与下行传输速率，常用于用户宽带接入。

多播：组播，一对多通信；

路由器的组成包括：输入端口、输出端口、交换结构、选路处理器；

网络应用程序体系结构：客户机 / 服务器结构、对等共享、混合；

集线器是物理层设备，交换机是数据链路层设备，网卡是数据链路层设备，路由器是网络层设备；

双绞线连接设备的两种方法：直连线和交叉线，同种设备相连和计算机与路由器相连都使用交叉线；不同设备相连用直连线；

MAC 地址 6 字节， IPv4 地址 4 字节， IPv6 地址 16 字节；

有多种方法对载波波形进行调制，调频，调幅，调相；

IEEE802.3 以太网采用的多路访问协议是 CSMA/CD ；

自治系统 AS 内部的选路协议是 RIP 、 OSPF ；自治系统间的选路协议是 BGP ；

多路访问协议：分三大类：信道划分协议、随机访问协议、轮流协议；

信道划分协议包括：频分 FDM 、时分 TDM 、码分 CDMA ；

随机访问协议包括： ALOHA 、 CSMA 、 CSMA/CD(802.3) 、 CSMA/CA(802.11) ；

轮流协议包括：轮询协议、令牌传递协议

ISO 和 OSI 分别是什么单词的缩写，中文意思是什么？用自己的理解写出 OSI 分成哪七层？每层要解决的问题和主要功能是什么？

答：ISO：international standard organization 国际标准化组织；OSI：open system interconnection reference model 开放系统互连模型；

OSI分为 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层；

层名称解决的问题主要功能

应用层实现特定应用选择特定协议；针对特定应用规定协议、时序、表示等，进行封装。在端系统中用软件来实现，如HTTP；

表示层压缩、加密等表示问题；规定数据的格式化表示，数据格式的转换等；

会话层会话关系建立，会话时序控制等问题；规定通信的时序；数据交换的定界、同步、建立检查点等；

传输层源端口到目的端口的传输问题；所有传输遗留问题：复用、流量、可靠；

网络层路由、拥塞控制等网络问题；IP寻址，拥塞控制；

数据链路层相邻节点无差错传输问题；实现检错与纠错，多路访问，寻址；

物理层物理上可达；定义机械特性，电气特性，功能特性等；

因特网协议栈分层模型及每层的功能。

分层的优点：使复杂系统简化，易于维护和更新；

分层的缺点：有些功能可能在不同层重复出现；

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假设一个用户 ( 邮箱为： [email protected]) 使用 outlook 软件发送邮件到另一个用户 ( 邮箱为： [email protected]) ，且接收用户使用 IMAP 协议收取邮件，请给出此邮件的三个传输阶段，并给出每个阶段可能使用的应用层协议。

用户 [email protected] 使用outlook软件发送邮件到 163 邮件服务器

163邮件服务器将邮件发送给用户 [email protected] 的yahoo邮件服务器

用户 [email protected] 使用IMAP协议从yahoo邮件服务器上拉取邮件

第1、2阶段可以使用SMTP协议或者扩展的SMTP协议：MIME协议，第3阶段可以使用IMAP、POP3、HTTP协议

三次握手的目的是什么？为什么要三次（二次为什么不行）？

为了实现可靠数据传输，TCP协议的通信双方，都必须维护一个序列号，以标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

如果只是两次握手，至多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认。

选择性重传 (SR) 协议中发送方窗口和接收方窗口何时移动？分别如何移动？

发送方：当收到ACK确认分组后，若该分组的序号等于发送基序号时窗口发生移动；向前移动到未确认的最小序号的分组处；

接收方：当收到分组的序号等于接收基序号时窗口移动；窗口按交付的分组数量向前移动；

简述可靠传输协议 rdt1.0, rdt2.0, rdt2.1, rdt2.2 和 rdt3.0 在功能上的区别。

rdt1.0：经可靠信道上的可靠数据传输，数据传送不出错不丢失，不需要反馈。

rdt2.0（停等协议）：比特差错信道上的可靠数据传输，认为信道传输的数据可能有比特差错，但不会丢包。接收方能进行差错检验，若数据出错，发送方接收到NAK之后进行重传。

rdt2.1：在rdt2.0的基础上增加了处理重复分组的功能，收到重复分组后，再次发送ACK；

rdt2.2：实现无NAK的可靠数据传输，接收方回发带确认号的ACK0/1，

收到出错分组时，不发NAK，发送接收到的上一个分组的ACK；

rdt3.0：实现了超时重发功能，由发送方检测丢包和恢复；

电路交换和虚电路交换的区别？哪些网络使用电路交换、报文交换、虚电路交换和数据报交换？请各举一个例子。

电路交换时整个物理线路由通讯双方独占；

虚电路交换是在电路交换的基础上增加了分组机制，在一条物理线路上虚拟出多条通讯线路。

电路交换：电话通信网

报文交换：公用电报网

虚电路交换：ATM

数据报交换：Internet

电路交换：面向连接，线路由通信双方独占；

虚电路交换：面向连接，分组交换，各分组走统一路径，非独占链路；

数据报交换：无连接，分组交换，各分组走不同路径；

交换机逆向扩散式路径学习法的基本原理：

交换表初始为空；

当收到一个帧的目的地址不在交换表中时，将该帧发送到所有其他接口（除接收接口），并在表中记录下发送节点的信息，包括源MAC地址、发送到的接口，当前时间；

如果每个节点都发送了一帧，每个节点的地址都会记录在表中；

收到一个目的地址在表中的帧，将该帧发送到对应的接口；

表自动更新：一段时间后，没有收到以表中某个地址为源地址的帧，从表中删除该地址；

非持久 HTTP 连接和持久 HTTP 连接的不同：

非持久HTTP连接：每个TCP连接只传输一个web对象，只传送一个请求/响应对，HTTP1.0使用；

持久HTTP连接：每个TCP连接可以传送多个web对象，传送多个请求/响应对，HTTP1.1使用；

Web 缓存的作用是什么？简述其工作过程：

作用：代理原始服务器满足HTTP请求的网络实体；

工作过程：

浏览器：与web缓存建立一个TCP连接，向缓存发送一个该对象的HTTP请求；

Web缓存：检查本地是否有该对象的拷贝；

若有，就用HTTP响应报文向浏览器转发该对象；

若没有，缓存与原始服务器建立TCP连接，向原始服务器发送一个该对象的HTTP请求，原始服务器收到请求后，用HTTP响应报文向web缓存发送该对象，web缓存收到响应，在本地存储一份，并通过HTTP响应报文向浏览器发送该对象；

简要说明无线网络为什么要用 CSMA/CA 而不用 CSMA/CD ？

无线网络用无线信号实施传输，现在的技术还无法检测冲突，因此无法使用带冲突检测的载波侦听多路访问协议CSMA/CD，而使用冲突避免的载波侦听多路访问协议CSMA/CA；

简述各种交换结构优缺点，并解释线头 HOL 阻塞现象。

内存交换结构：以内存为交换中心；

       优点：实现简单，成本低；

       缺点：不能并行，速度慢；

总线交换结构：以共享总线为交换中心；

       优点：实现相对简单，成本低；

       缺点：不能并行，速度慢，不过比memory快；

纵横制：以交叉阵列为交换中心；

       优点：能并行，速度快，比memory和总线都快；

       缺点：实现复杂，成本高；

线头HOL阻塞：输入队列中后面的分组被位于线头的一个分组阻塞（即使输出端口是空闲的），等待交换结构发送；

CSMA/CD 协议的中文全称，简述其工作原理。

带冲突检测的载波侦听多路访问协议；

在共享信道网络中，发送节点发送数据之前，先侦听链路是否空闲，若空闲，立即发送，否则随机推迟一段时间再侦听，在传输过程中，边传输边侦听，若发生冲突，以最快速度结束发送，并随机推迟一段时间再侦听；

奇偶校验、二维奇偶校验、 CRC 校验三者比较：

奇偶校验能检测出奇数个差错；

二维奇偶校验能够检测出两个比特的错误，能够纠正一个比特的差错；

CRC校验能检测小于等于r位的差错和任何奇数个差错；

GBN 方法和 SR 方法的差异：

GBN：一个定时器，超时，重发所有已发送未确认接收的分组，发送窗口不超过2的k次方-1，接收窗口大小为1，采用累计确认，接收方返回最后一个正确接受的分组的ACK；

SR：多个定时器，超时，只重发超时定时器对应的分组，发送窗口和接收窗口大小都不超过2的k-1次方，非累计确认，接收方收到当前窗口或前一窗口内正确分组时返回对应的ACK；

G. 计算机网络工作原理是什么

关于计算机网络的定义。

广义的观点：计算机技术与通信技术相结合，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统；资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式连接起来，并且各自具有独立功能的计算机系统的集合；对用户透明的观点：存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它来调用完成用户任务所需要的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的，实际上这种观点描述的是一个分布式系统。
1、支撑计算机网络的有两大技术原理：
1）计算机（广义上的计算机） 2）通信技术（包括接入和输出技术）
前者的存在使得用户有了强大的数据录入、处理、输出能力，后者使得信息的远程即时交换和共享成为可能。
2． 计算机网络的拓朴结构。
答：计算机网络采用拓朴学的研究方法，将网络中的设备定义为结点，把两个设备之间的连接线路定义为链路。计算机网络也是由一组结点和链路组成的的几何图形，这就是拓朴结构。
分类：按信道类型分，分为点---点线路通信子网和广播信道的通信子网。采用点——点连线的通信子网的基本结构有四类：星状、环状、树状和网状；广播信道通子网有总线状、环状和无线状。
3． 计算机网络的体系结构
答：将计算机网络的层次结构模型和分层协议的集合定义为计算机网络体系结构。
4．计算机网络的协议三要素
答：三要素是：1，语法：关于诸如数据格式及信号电平等的规定；2，语义：关于协议动作和差错处理等控制信息；3，定时：包含速率匹配和排序等。
5．OSI七层协议体系结构和各级的主要作用
答：七层指：由低到高，依次是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。
6．TCP/IP协议体系结构
答：TCP/IP是一个协议系列，目前已饮食了100多个协议，用于将各种计算机和数据通信设备组成计算机网络。
TCP/IP协议具有如下特点：1，协议标准具有开放性，其独立于特定的计算机硬件与操作系统，可以免费使用；2，统一分配网络地址，使得整个TCP/IP设备在网络中都具有惟一的IP地址。
分层：应用层（SMTP, DNS, NFS, FTP, Telnet, Others）、传输层（TCP,UDP）、互联层（IP，ICMP, ARP, RARP）、主机——网络层(Ethernet, ARPANET, PDN ,Others)。
传输控制协议TCP：定义了两台计算机之间进行可靠数据传输所交换的数据和确认信息的格式，以及计算机为了确保数据的正确到达而采取的措施。
7、计算机通信常用原理

虚电路可分为永久虚电路和交换虚电路。
X.25协议描述了主机（DTE）与分组交换网（PSN）之间的接口标准。
X.25的分组级相当于OSI参考模型中的网络层，主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务。
帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，采用光纤作为传输介质。
帧中继的常见应用：1，局域网的互联，2，语音传输，3，文件传输。
ATM（异步传输模式），ATM的信元具有固定的长度，53个字节，5个自己是信头，48个字节是信息段。
ATM网络环境由两部分组成：ATM网络和ATM终端用户。
局域网L3交换技术：Fast IP技术，Net Flow技术
广域网L3交换技术：Tag Switching
虚拟局域网：是通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立的逻辑网络。
虚拟局域网的交换技术：端口交换、帧交换、元交换。
虚拟局域网的划分方法：按交换端口号、按MAC地址、按第三层协议。
VPN（虚拟专用网），特点：1，安全保障，2，服务质量保证，3，可扩充性和灵活性，4，可管理性。
VPN的安全技术：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术。
网络管理基本功能：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理。
SNMP（简单网络管理协议），CMIS/CMIP（公共管理信息服务和公共管理信息协议）。

H. 计算机的基本工作原理是什么啊

工作原理是计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。

计算机的主要特点是运算速度快，计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算；计算精确度高，计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的；逻辑运算能力强，能对信息进行比较和判断；计算机可以存储大量的信息。

(8)简述计算机网络漏斗算法工作过程扩展阅读：

计算机的应用

1、多媒体应用

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念—“多媒体”。在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播、交流和出版等领域中，多媒体的应用发展很快。

2、计算机网络

由一些独立的和具备信息交换能力的计算机互联构成，以实现资源共享。计算机在网络方面的应用使人类之间的交流跨越了时间和空间障碍。计算机网络已成为人类建立信息社会的物质基础，它给我们的工作带来极大的方便和快捷。

3、信息管理

以数据库管理系统为基础，辅助管理者提高决策水平，改善运营策略。信息处理具体包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。

I. 简要说明计算机网络的通信过程是怎样进行的

从用户在浏览器中输入URL开始大概是这样的过程。
1)URL被提交到域名服务器得到目的主机的IP地址
2)根据IP选择路由 ，若在同一网络则直接交付，否则交给路由器选择下一跳地址直到把消息传到目的主机所在网络
3)到达目的主机所在网络后，根据IP地址得到MAC地址，按此MAC地址将消息交付给目的主机