计算机网络核心知识点精简汇总

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计算机网络核心知识点精简汇总

一、网络基础与定义

计算机网络核心特征（资源共享视角）：
- 核心目的：共享数据、软件、硬件资源
- 组成：地理分散的独立自治计算机
- 通信前提：遵循统一网络协议
逻辑功能划分（资源子网 + 通信子网）：
- 资源子网：数据处理、提供网络资源与网络服务
- 通信子网：数8据传输、转发等通信处理任务
协议三要素（网络协议的关键要素）：
- 语义：比特流的含义解释
- 语法：数据与控制信息的结构、格式与顺序
- 时序：事件实现的顺序规则

二、数据传输与链路控制

面向连接 vs 无连接服务：
- 面向连接：需建立 - 传输 - 释放连接；仅建立时带目的地址，后续用连接标识（可靠）
- 无连接：无需预建立连接；每个分组带目的地址；开销小、传输快（适用于实时数据，不可靠）
数据链路层核心功能：
链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、透明传输、寻址
数据链路层服务类型：
- 分类：面向连接确认、无连接确认、无连接不确认
- 区别：是否需建立链路；是否对帧编号确认
CSMA/CD 工作流程：
监听介质→空闲则发送→检测到冲突则停止→随机延迟后重发
多路复用技术：
- 类型：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）
- 核心原理（FDM）：一条线路划分多信道，各信道载波频率不重叠，同时传输多路信号
以太网交换机工作原理：查 MAC 地址表→匹配则定向转发→未匹配则除入端口外广播。

三、网络层关键技术

数据报 vs 虚电路：
- 数据报：①分组可走不同路径；②可能乱序 / 丢失；③每个分组带源 / 目的地址（适用于突发性通信）
- 虚电路：①先建立逻辑连接；②分组按序传输；无需带地址，③节点仅做差错检测不做路径选择（适用于长报文 / 会话通信）
IP 数据包转发流程：
1. 源主机：目的地址与子网掩码求网络地址→同网段直接交付，否则转发至本地路由器
2. 路由器：查路由表→直连网络直接交付；否则转发至下一跳路由器；无匹配路由则用默认路由，无默认则报错
核心协议作用：
- IP：网际互联，负责跨网络数据分组传输
- ARP：通过 IP 地址解析物理（MAC）地址
- RARP：通过物理地址解析 IP 地址
- ICMP：分组传输出错时向源主机报告控制信息

四、传输层协议（TCP/UDP）

特性	TCP	UDP
连接性	面向连接	无连接
可靠性	可靠（重传、校验、流量 / 拥塞控制）	不可靠（仅有限差错检验）
传输方式	流传输、全双工	报文传输
适用场景	大量交互式报文（如 HTTP、文件传输）	小报文、实时数据（如视频、DNS）

局域网介质访问控制分类及核心特点

共享介质局域网：共享公共传输介质，存在冲突，规模扩大后效率下降。
交换局域网：核心为交换机，支持多并发连接，带宽与性能显著提升。

五、应用层协议

核心协议作用：
- FTP：交互式文件传输
- DNS：域名→IP 地址映射（域名解析）
- SMTP：电子邮件传送
- HTTP：万维网数据传输
- TELNET：远程登录
- SNMP：网络管理
- TFTP：简单文件传输
域名解析：
- 流程：本地域名服务器查询缓存→缓存无则请求根服务器→逐级向下查询→返回结果并缓存
- 解析方式：
  - 递归解析：服务器一次性完成全部地址变换（服务器承担主要任务）
  - 反复解析：客户端逐次请求不同服务器（客户端承担主要任务）
FTP 与 WWW 的核心区别（均为 C/S 模式）：
- FTP：需登录（匿名 / 合法账号），实时联机服务，适用于文件传输
- WWW：无需登录，通过浏览器请求网页，支持图文声并茂的交互式信息获取
简单解释URL的作用，它有几部分组成？
1. URL叫做统一资源定位器，是对Internet资源的位置和访问方法的一种简洁表示
2. 协议类型、主机名和路径及文件名组成。

六、网络设备区别（核心特性）

设备	工作层	核心功能	冲突域 / 广播域影响
集线器	物理层	信号放大延长传输距离	所有端口同冲突域、同广播域
网桥 / 交换机	数据链路层	基于 MAC 地址转发帧	每个端口独立冲突域、同广播域
路由器	网络层	基于 IP 地址转发数据包	隔离冲突域与广播域

七、网络安全与管理

防火墙核心功能：
- 检查内外网双向数据包
- 执行安全策略，拦截违规数据包
- 自身防攻击，保证安全性
入侵检测系统（IDS）核心功能：
- 监控用户 / 系统行为
- 检查系统配置与漏洞
- 评估关键文件完整性
- 统计分析异常行为，识别攻击并报警
- 审计操作系统，识别未授权活动
OSI 网络管理 5 大功能域：
配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、计费管理
介质访问控制分类
- 共享介质：共享传输介质，有冲突，规模扩大效率下降。
- 交换式：核心为交换机，多并发连接，带宽 / 性能提升。

八、TCP/IP 协议特点

开放标准，免费且独立于硬件 / 操作系统
兼容各类网络（局域网、广域网、互联网）
统一地址分配，设备 IP 唯一
高层协议标准化，提供可靠用户服务

九、虚拟局域网（VLAN）组网方法

基于交换机端口号
基于 MAC 地址
基于网络层地址
IP 广播组定义

数字信号调制成模拟信号的 3 种核心技术简述：

振幅键控（ASK）：通过改变载波信号的振幅表示数字 0、1；
移频键控（FSK）：通过改变载波信号的频率表示数字 0、1；
移相键控（PSK）：通过改变载波信号的相位表示数字 0、1。

计算机网络试题1

1. CSMA/CD的工作方式、工作特点以及优缺点

工作方式：先监听信道，空闲则发送；边发送边检测冲突；若检测到冲突，立即停止并发送拥塞信号，然后随机退避一段时间再重试。
工作特点：适用于有线总线型以太网；半双工通信；是一种“边说边听”的竞争机制。
优点：原理简单，易于实现。
缺点：不适用于无线网络；网络负载重时效率下降；存在最小帧长限制。

2. 计算机网络常见的拓扑结构 主要有：星型、总线型、环型、树型、网状型。

3. 网络协议的关键要素

语法：数据与控制信息的结构或格式。
语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
时序（同步）：事件实现顺序的详细说明。

4. OSI参考模型层次（由低到高） 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，共七层。

5. 分层的原因与一般原则

原因：将复杂的网络通信过程分解为多个简单、功能明确的层次，便于设计、实现、标准化、维护和排错。各层之间相互独立，通过接口提供服务。
一般原则：每层功能明确；层间接口清晰；下层为上层提供服务；保持层次独立性。

6. 星形网络的结构及其优缺点

结构：所有节点都通过点到点链路连接到一个中央节点（如交换机、集线器）。
优点：结构简单，易于管理、扩展和故障诊断；单个节点故障不影响全网。
缺点：中央节点是单一故障点，其故障会导致全网瘫痪；所需线缆量较大。

7. 网络设备功能及工作层次

中继器（Repeater）：放大和再生信号，扩展网络距离。工作在物理层。
网桥（Bridge）：连接两个局域网段，基于MAC地址进行帧过滤和转发。工作在数据链路层。
路由器（Router）：连接不同网络，基于IP地址进行路由选择和分组转发。工作在网络层。
网关（Gateway）：连接不同体系结构的网络，进行高层协议转换。工作在传输层及以上高层。

8. 网络高层基本应用及协议

万维网（WWW）：超文本传输协议（HTTP）。
电子邮件（Email）：简单邮件传输协议（SMTP）、邮局协议（POP3）或交互式邮件访问协议（IMAP）。
文件传输：文件传输协议（FTP）。
域名解析：域名系统（DNS）。

9. 虚拟局域网（VLAN）的优点

提高管理灵活性：逻辑划分而非物理划分网络。
增强网络安全性：隔离不同VLAN间的广播流量。
控制广播风暴：将广播域限制在一个VLAN内。

10. DNS服务器的工作过程 用户主机向本地DNS服务器发起递归查询；若本地DNS服务器无缓存，则代表用户向根DNS服务器、顶级域DNS服务器、权威DNS服务器等进行迭代查询，逐级获取目标域名的IP地址，最终返回给用户并缓存结果。

11. IP地址转换与类别

二进制：00111101.10010101.10001111.00010100
类别：A类地址（首位为0）。
网络/主机数：A类地址最多有 126（2^7 - 2） 个网络，每个网络最多有 16,777,214（2^24 - 2） 台主机。

12. CSMA/CA与CSMA/CD主要区别及无线网络不用CD的原因

主要区别：CSMA/CD是冲突检测，发后监听，冲突则退避；CSMA/CA是冲突避免，发前预约（RTS/CTS）并等待随机退避时间，发后需确认（ACK）。
无线不用CD的原因：无线环境中存在“隐蔽站”问题，且硬件难以在发送时同时监听信道（即无法可靠检测冲突）。

13. RIP协议和OSPF协议的优缺点比较

RIP（距离矢量）
- 优点：配置简单，开销小。
- 缺点：最大跳数15限制网络规模；收敛慢；仅以跳数为度量，无法反映带宽、延迟等；路由环路风险。
OSPF（链路状态）
- 优点：收敛速度快；支持大规模网络；以成本为度量，更合理；无跳数限制；支持VLSM和CIDR；通过分区设计可扩展性强。
- 缺点：配置和管理比RIP复杂；路由器负载和内存消耗较高。