IP地址与硬件地址有什么区别？它们之间如何进行转换？

硬件地址通常是指MAC地址，它是厂商标记网卡的标示，是惟一的；IP地址基于逻辑，比较灵活，不受硬件限制;

• 计算机网络:计算机网络是通过传输介质,通信设施和网络通信协议,把分散在不同地点的计算机设备互连起来,实现资源公园和数据传输的系统.

• 通信子网和资源子网

• 带宽:一种以赫兹(HZ)为单位的模拟信号带宽,一种以位每秒的(bit/s)为单位的数字信号带宽.带宽受物质能量的限制.

• 时延:从发送端到接收端所需要的时间

  • 传播时延
  • 传输时延
  • 处理时延
  • 排队时延

• 吞吐量:网络传输数据的速率,单位时间通过给点结点的比特数

• 丢包率:丢失数据报占所有发送数据包的比例

• 分组交换、存储转发

  • 分组交换：在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地
  • 存储转发：要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转发

• 计算机网络协议三要素

  • 语义:语义是解释控制信息每个部分的意义.它规定了需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出什么样的响应
  • 语法:语法是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序.
  • 时序:时序是对事件发生顺序的详细说明

• 数据单元,报文,分组,帧,位流

数据通信技术基础

• 频分复用（FDM）：带宽足够时把信道分成多个子信道，每个子信道传输一路信号，子信道间要有隔离频带，每个子信道传输的频率不同，传输到目的地在恢复原始信号。如有线电视CATV。

• 时分复用(TDM):可以把传输时间分成时间片帧，每个时间片帧包含若干时间间隙，每个时间间隙对应一路信号的若干位。这样交叉进行数据插入实现多路信号传输。

• 波分复用:

• 曼彻斯特编码: 高到低为1

• 差分曼彻斯特编码:相同为0,不同为1

• 电路交换；报文交换；分组交换

• 循环冗余校验编码:。

  • K(x)（信息位）:k位要发送的信息位对应的（k-1）次多项式
  • G(x):通信双方遵守的r次多项式
  • R(x)（校验位）：x^rK(x)除以G(x)的余数，若余数小于r，则在前面 补0。（运算过程中加法使用摸2加法，即异或）
  • T(x)：x^rK(x)+R(x) 实际为K(x)R(x)

应用层

• 域名系统 : 域名地址到IP地址解析的系统称为域名系统

• 请简要说明域名解析系统的工作过程。

  作用：用于域名地址与IP地址间进行解析。
  结构：树型结构,根->*域名->二级域名->三级域名->四级域名
  解析过程：
  1.客户机提出域名解析请求,并将该请求发送给本地的域名服务器。(递归查询)
  2.当本地的域名服务器收到请求后,就先查询本地的缓存,如果有该纪录项,则本地的域名服务器就直接把查询的结果返回。
  3.如果本地的缓存中没有该纪录,则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器,然后根域名服务器再返回给本地域名服务器一个所查询域(根的子域)的主域名服务器的地址。(迭代查询)
  4.本地服务器再向上一步返回的域名服务器发送请求,然后接受请求的服务器查询自己的缓存,如果没有该纪录,则返回相关的下级的域名服务器的地址。
  5.重复第四步,直到找到正确的纪录。
  6.本地域名服务器把返回的结果保存到缓存,以备下一次使用,同时还将结果返回给客户机。

• 万维网:就是一个超媒体系统,是一个大规模,分布式,超连接的信息资源系统

• SMTP 三个阶段连接建立,邮件传输,连接释放

• POP 特许,事务处理,更新

运输层

• 简单说明TCP协议三次握手的过程。

  第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
  SYN： 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)
  第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
  第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

• 请简要说明TCP可靠数据传输是如何实现的。

  应用层向传输层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段。之后，TCP把结果包传给网络层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认；如果发送端实体在合理的往返时延内未收到确认，那么对应的数据将会被重传。

• TCP:传输控制协议，是一种面向连接的，可靠的，基于字节流顺序的传输层通信协议。

• UDP 是一种无连接协议

TCP / UDP 的区别主要在于：
1.连接性：
TCP基于连接；UDP基于无连接。
2.传输模式：
TCP使用流模式，能保证数据顺序；UDP使用数据报模式，不能保证数据顺序。
3.数据可靠性：
TCP能保证数据的正确；UDP不能保证，会有丢包，重复数据包等情况。
4.资源占用：
TCP多;UPD少。

• 拥塞控制:

  • 收到3个冗余ACK
  • 丢包事件

网络层

路由器

虚电路与数据报

虚电路与数据报子网
虚电路：面向连接的网络服务。在通信前需要建立一条逻辑连接。虚电路建立时途径的节点要为各个逻辑信道预留缓冲区，并建立虚电路转发表。虚电路在节点间不需要进行路由选择，所有的分组首部都有虚电路标识，途径的节点通过查找虚电路转发表保证分组在建立的虚电路途径上有序传输。数据传输完后要拆除虚电路，释放资源。虚电路采用分组交换，并不是独占整个路径的连接。
虚电路连接与运输层连接区别：运输连接仅涉及所连接的两个端节点，虚电路连接涉及途径的多个节点。
数据报：无连接服务，尽力交付服务。分组携带完整的地址，独立的在网络中传输，通信子网中每个节点都要有一张路由表，不同的分组在网络中经过的路径可能不一样，延时也可能不一样，所以到达接收方是无序的。目的节点会对无序分组缓存，等待相关分组到达后在交付给目的主机。
数据报服务比虚电路服务健壮，当网络某条路径出现故障，分组可以绕道传输。

路由器的组成

• 输入端口:
  
  • 物理层功能:将输入链路与路由器相连接
  • 数据链路层功能:还需要与入链路远端的数据链路层交互
  • 完成查找功能:查询转发表确定输出端口

• 交换结构

  • 交换结构将输入端口和输出端口相连接

• 输出端口

  • 与输入端口一样承担一些物理层和数据链路层功能

• 路由选择处理器

  • 路由选择处理器执行路由协议,维护路由选择表以及连接的链路信息,并为路由器计算转发表

路由选择算法

• 链路状态路由选择算法 (LS算法) 迪杰特斯拉

• 距离向量路由选择算法 (DV算法) SPFA

• AS:自治系统,每个AS由一组通常处在相同管理控制下的路由器组成,运行着相同的路由选择算法.

  • 算法又叫做,自治系统内部路由选择协议

因特网自治系统内部的路由选择:RIP

请简述说明OSPF协议的工作机理

链路层

多路访问链路和协议

• 信道划分协议

• 随机接入协议

• 轮流协议

  

5.3.1 信道划分协议

• TDM

• FDM

• 码分多址(CDMA)

5.3.2 随机接入协议

• ALOHA

• 载波侦听多路访问协议(CSMA)

• 以太网

载波侦听多路访问

CSMA/CD 带有碰撞检测的载波监听多路访问

• 载波侦听(carrier sensing):监听信道,等没人再发送.

• 碰撞检测