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 |
2.物理与链路层
物理层四大特性
- 机械特性：接口形状、尺寸规格
- 电气特性：信号电压、阻抗匹配
- 功能特性：引脚功能定义
- 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
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
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 |
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
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)