【研究生复试】计算机&软件工程&人工智能研究生复试——资料整理（速记版）——计算机网络
程序设计基础核心语言之一
2. 计算机网络
1. TCP如何解决丢包和乱序？
- TCP每段数据携带序列编号以防止数据乱序
- 发送端的确认应答与超时重传机制共同作用以解决丢包问题
- 滑动窗口技术可同时防止高低速度下的丢包及数据顺序混乱
2. cookie和session的区别
从数据存储容量角度来看单个 cookie 所能承载的信息量相对较小（一般不超过4KB）；而 session 可支持的数据量则远超此限制（理论上可支持数TB级别数据规模）。这种设计上的差异使得 session 类型的应用场景更具扩展性和灵活性。”
3. 三次握手
该方法用于传输哪些数据？
当客户端发送SYN=1、seq=x=1时，则表示发起连接建立请求。
服务端接收到客户端请求信息后会相应地发送SYN=1、seq=y以及ACK=1、ack=x+1。
这一步骤旨在确认双方能够实现有效的通信。
随后客户端接收响应并执行下一步操作：
当客户端接受响应后，则会发送ACK=1、ack=y+1以及seq=x+1。
这表明客户端已经成功接收到了服务器端的确认信号。
接着服务端接收到此确认信息后即可进入双方都已具备正常通信能力的状态。
此时系统会依次进行以下操作：
首先是一次服务端确认测试以评估客户端的数据传输能力；
随后是两次交替进行的双方确认测试；
最后是第三次服务端确认测试以验证客户端的数据接收能力。
那么为什么不选择两次或四次呢？
因为如果选择两次的话：
一方面可能涉及到一些失效的数据包段仍然被传输到服务器端从而导致错误产生；
另一方面可能会导致发一个SYN报文就会建立一个连接但这样的做法会导致大量无效连接的发生严重消耗服务器资源；
这在实际情况中显然是不可取的策略；
而选择四次则会导致效率低下无法有效提高连接建立的速度与可靠性；
因此最佳的做法是一次性的确认流程即可满足所有必要的验证要求
4. 四次挥手
5. 滑动窗口和拥塞窗口
滑动窗口协议是传输层进行流量控制的一种措施。接受数据端使用的窗口大小，用来告知发送端接
收端的缓存大小，以此可以控制发送端发送数据的大小，从而达到流量控制的目的。
防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都
有一个前提：网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、
路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
滑动窗口与拥塞窗口的区别就在于，滑动窗口取决于接收端的缓存大小，拥塞窗口取决于当前网络
的负载能力。滑动窗口位于传输层（区别于数据链路层的），拥塞控制更关注网络层。
滑动窗口解决的是流量控制，让发送方和接受方对数据包的处理速度一致。
拥塞窗口解决的是多主机之间共享网络时出现的网络拥塞问题，就是带宽等原因使得网络不能让所有主
机全速发送数据包。
即前者流量控制，后者拥塞控制。
6. 拥塞控制
cwnd：拥塞窗口
ssthresh: 慢启动阈值：slow start threshhold
慢启动阶段：窗口大小从1开始，并且必须不超过ssthresh值。随后，在Round Trip Time（RTT）后翻倍窗口大小。如果翻倍后的窗口大小超过ssthresh，则将其调整至该阈值。
-
拥塞避免：
当cwnd >= ssthresh时，则每个RTT应递增一个MSS（最大报文单元），即不进行倍增操作。
在慢开始或拥塞避免阶段中出现拥塞时，则应在下一RTT内将ssthresh置为其初始值的一半（最低不能低于2），同时将cwnd置为1。 -
快重传：接收方连续收到3个重复的ACK报文，直接重传重传此报文段。不必等待超时重传。
-
快恢复：cwnd设置为设置为原来的ssthresh的一半。
-
流量控制和拥塞控制的区别
二者都是控制数据传输的速率
流量控制：作用于接收者。注重的是接收方和发送方速度不匹配问题，根本目的是防止分组丢失，
是构成TCP可靠性的一部分。
实现方式为超时重传，接收方返回的ACK中包含了自己窗口的大小，发送方的窗口大小要小
于等于接收方的
拥塞控制：作用于网络，避免网络阻塞
7. 应用层协议
1. HTTP和HTTPS
该文档详细介绍了Internet上不同层次的应用网络模型及其通信机制。具体而言，在互联网应用层面主要采用超文本传输协议（HTTP），其默认传输介质为可靠链路建立在基础网络层之上。该文档详细阐述了多种版本的 HTTP 协议体系结构：包含 HTTP/1.0、HTTP/1.1 以及更高级别的版本如 HTTP/2.0 等；其中 HTTP/1.0 并非基于长连接机制；而 HTTP/1.1 和 HTTP/2.x 则允许多个 HTTP 请求共享一个连接通道；这些特性均建立在可靠链路运输模型的基础上。与此同时，在安全需求方面，则采用了 SSL/TLS 加密技术实现数据安全性更高的通信方式：具体而言，在互联网安全套接字体系中，默认的安全套接字地址应采用 443 端口作为安全通道；该文档明确指出：通过 SSL/TLS 加密技术确保通信过程中的数据安全性
2. FTP
远程文件传输协议（简称FTP），... file transfer protocol
基于TCP协议的机制下，实现本地计算机对服务器上文件的上传操作以及服务器端对本地文件的下载功能。
该协议具有快速的数据传输速率和较高的安全防护能力。
3. DNS
域名解析协议采用53号端口作为默认设置，并主要依赖UDP protocol进行通信。然而，在数据量较大时会自动转而采用TCP protocol以确保传输的稳定性和可靠性。该过程将域名转化为ip地址。
4. SMTP
邮件传输协议即基本MTP。
该系统遵循TCP协议运行于第25号端口。
该系统客户端与邮件服务器通过网络通信连接。
5. DHCP
应用层上的动态主机配置协议旨在实现资源的有效管理与优化配置。
6. telnet
遵循互联网标准所制定的远程登录规范以及主要采用的方式。基于TCP/4网络层协议的经典远程终端（RDP）通信机制，默认端口设置为23号位，并广泛应用于服务探测功能。除了SSH之外，另一种常用的远程连接方法是SSH协议。然而，在传统的 telnet 协议中采用明文传输的方式存在安全隐患，在SSH中采用了加密技术来保障数据的安全性。
8. 网络层协议
1. IP协议
Internet协议
负责处理IP寻址、路由选择以及IP数据包的格式化、分割与重组。
该协议仅专注于地址分配与路径规划，并未涉及数据传输的可靠性与顺序问题。
2. ICMP和IGMP
ICM P 协议（Internet Control Message Protocol）与 IGM P 协议（ Internet Group Management Protocol ）均属于 Internet 上使用的层次协议结构。
其中 IC MP 协议的主要功能是传输控制信息与错误信息至源地址设备。
单播机制例如：当一个数据包无法抵达目标主机时 网关会通过发送 IC MP 消息至源地址设备进行通知。
Ping 方法主要是通过发送一个 IC MP 消息请求目标主机的回应 从而检测网络连接的有效性。
而 IGM P 协议则负责将传输的数据同步共享至一组接收设备。
多播应用通常应用于计算机集群环境中的高效数据传输需求
3. ARP和RARP
位于数据链路层的地址解析协议与反向地址解析协议负责将 IP 地址转换为 MAC 地址，并反之亦然。具体而言，在前者的运作下（即从 IP 到 MAC），而后者则负责从 MAC 到 IP 的转换过程。如果 ARP 缓存中没有目标 IP 对应的 MAC 记录，则会发送 ARP 广播以询问相关主机并获取其 MAC 信息；当收到相应响应时，则由响应该请求的主机返回相应的 MAC 地址信息。
4. NAT协议
网络地址转换系统：实现了私有制网络的IP地址向共有网络的IP地址转换。
该系统基于一系列映射规则及相应的转换策略使得共有网络能够转变为私有制。
建立映射表：路由器必须维护一个详细的映射表,用于记录网络中各设备的私有IP地址及其对应开放的公网IP地址及开放端口号码
当内部设备向外部设备发起连接请求时, 路由器会完成该请求的IP地址和端口号的转换, 并将其转化为相应的公网IP地址及端口.
重新规划端口号：在转换过程中，在转换过程中以防止冲突发生，在转换过程中路由器必须重新规划端口号，在转换过程从而防止与其他连接发生冲突。
当内部设备与外部设备之间建立成功连接时（原文做了同义转换），路由器必须持续维护这一连接（对"路由器就需要维护这个连接"进行了表达方式的改变），以确保数据能够顺利传输（对"能够"一词做了替换）。在维持该连接的过程中（对"在维护"一词做了同义替换），路由器需要实施一些安全措施（将"进行"改为"实施"并具体化为如速度控制、流量限制等）。
9. 子网掩码的作用
不能独立存在
作用：
在IP subnet划分中进行子网划分结构设计
10. ABCDE类地址
A类：1.0.0.0-126.0.0.0
B类：128.0.0.0-191.255.0.0
C类：192.168.0.0～192.168.255.255
D类：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般
用于多路广播用户[1] 。
E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。
公有地址：internet使用的ip地址
私有地址：局域网中使用的ip地址
在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
回送地址：127.0.0.1。 也是本机地址，等效于localhost或本机IP
11. 常见的路由算法
静态路由算法（非自适应型 routing algorithm）是由人工手动配置的一类传统路由方法。该算法具有操作简单且稳定可靠的特点，在实际应用中主要应用于高度安全性的军事网络以及规模较小的商业网络等场景。然而，在面对大规模数据传输需求的网络环境时却存在明显局限性——无法及时完成路由更新任务。相比之下动态 routing algorithm 则能够有效解决这一问题
动态 routing algorithm 是基于各路由器之间进行信息交换并通过特定算法计算出最优路径的一类智能 routing 方法。其核心机制在于通过不断迭代优化各节点之间的 routing table 从而实现快速响应拓扑变化的能力
12. ipv4和ipv6夫的区别
IPv4地址由32位二进制数字组成，并划分为四组进行编码管理；而 IPv6地址则由128位二进制数字构成，并分为八组进行组织表示。相比于 IPv4协议，在数据包的安全性方面具有显著优势；同时其寻址范围更为紧凑且所需配置信息量减少。在头部结构上更为精简，在整体规模缩减较为明显的情况下实现了对数据包头长度的优化
13. CIDR无非类编址
取消了ABC类网络以及子网划分的概念，并通过较长的子网掩码提升了IP资源的利用率；将32位IP地址分割为前后两部分：前部标识网络、后部标识主机编号；合理地规划了IPv4地址空间。
14. ip地址和mac地址的区别
ip地址：
32位的2进制数
网络层
可变的，逻辑上唯一的
网络到网络
mac地址：
12位的16进制数
数据链路层
出厂后固定不变
设备到设备
15. ip地址不够用怎么办
开放：采用IPv6替代IPv4地址方案
控制流量：通过应用基于网络地址转换（NAT）的技术实现资源优化配置。具体而言，在当前配置下，“使用NAT路由转换协议”的基础上，“每个公网IP可支持多个内部网络的IP地址分配”，并且仅占用单个外部网络资源，“从而最大限度地提升资源利用率”。
16. 数据链路层的协议（封装成帧）
该协议采用点对点通信模式进行连接，在网络数据传输过程中能够检测出传输过程中的错误数据帧，并能判断出这些异常数据的位置信息；但无法进行数据纠错；通常被视为不可靠的通信方案，在实际应用中主要应用于网线、电话线以及光纤线等多种介质中使用
-
Ethernet以太网协议
基于网络层协议实现了数据传输与端口地址封装功能
目标端口与源端口的 mac 地址各占用 6 字节
其中计算方式为：12乘以4除以2再除以8。 -
CSMA/CD 协议
采用冲突检测机制的载波侦听多路访问技术
多个设备在使用时共用同一个传输介质，在信息发送过程中可能出现信号重叠的现象。 该协议通过机制设计有效规避了这种现象的发生。这一技术方案确保了网络传输过程中的高效与安全性。
作为数据链路层中最基本的通信机制，在每一批数据传输完成后会暂停发送，在接收端确认接收到数据后才会继续向下一个分组发送
采用滑动窗口机制的连续自动重传确认（GBN）协议。
其核心机制是自重确认。
为了解决停机等待协议存在的不足，
无需逐一接收并再发送，
无需等待每个数据分组都到达对方，
一旦接收端收到已发送的数据分组ACK，
则需重新传输该数据分组及其后续的所有数据分组。
具体而言，
在出现错误时会将之前连续成功传输但出现故障的数据分组重新传输。
实际上，
后退N帧就是从出错的重发已发出的N个帧中选择前N个进行再传。
最后，
采用累积确认的方式，
接收方仅关注按顺序到达的最大数据分组。
在接收端分配一个缓存区域，在接收方每个 incoming frame都会被确认并依次存入缓存区域中；一旦发现某 frame缺失，则会生成一个重传指示请求告诉发送方需要重传的序列号数；只需重传缺少的 frame数据即可。
17. 电路交换、报文交换、分组交换的区别
电路交换技术主要应用于建立一条专用的数据通信传输路径，在此通道上实现信息传递；其最典型的应用领域是传统电话网络。
在存储-传送型网络中，在源节点将一个完整的报文发送至相邻节点后，并将其全部内容进行本地存储；随后通过转发表地址表查询目标地址，并将该报文按要求格式输出至下一个处理单元。
在分组交换机制中，在源节点将一个完整的报文拆分成多个数据包发送至相邻单元；每个数据包在接收端通过转发表地址表找到目标地址后被重新组装并发送给下一跳。
18. 计算机网络传输时延有哪些？
处理时延即为路由器识别接收到来的分组的目标网络地址所需的延迟；排队时延即为由于尚未全部发送完而必须等待产生的延迟；传输/发送延迟即为将分组中的比特从网口输出所需的时间；传播延迟即为此信号通过介质所需的时间
19. 传输时延和传播时延的区别
传输时延（发送时延）：指将分组比特依次输出至网络接口所需的时间，其大小取决于数据包体积。
传播时延：指在介质上传输所消耗的时间，主要取决于传输距离。
20. 路由器和交换机的区别
路由器主要用于第三层功能，在软件中完成IP地址的配置与传输过程。通过IP地址差异来识别并选择合适的数据转发路径。从一个网络连接到另一个网络的过程中完成数据转发操作。交换机主要用于处理数据帧的第二层协议，在MAC地址的基础上完成端口间的互联功能。交换机通过MAC地址信息将来自一个设备的数据传递到另一个设备上完成通信任务。
21.码元、波特、速率、带宽
码元：作为数据通信的基本传输单元，在编码过程中一个码元可能对应多个比特。
波特：用于衡量信号传输效率的重要指标，在单位时间内可传递的符号数量。
速率：表示信息传输的速度，在单位时间内可传递的数据量通常以比特/秒（bps）为单位进行度量。
带宽：在一定时间段内网络线路能够传送的最大信息量，在相同条件下带宽越宽则意味着更高的信息传递能力。
其数值以bps（比特每秒）为基准进行计算和比较。