Nowcoder专项练习：网络基础（四）
1，网络传递时延
三种交换方式：
在上面的三种交换方式中，主要特点如下：
- 电路交换： 整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。
- 报文交换： 整个报文先传输到相邻的结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
- 分组交换： 单个分组(报文的一部分)传送到相邻结点，传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是：
- 分组交换的最小信息单位是分组；
- 报文交换则是一个个报文。
由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。
分组交换对报文交换的主要改进是传输单位更小且定长，这种改进产生的直接结果是减小延迟。
电路交换常与分组交换进行比较。其主要不同之处在于：
- 分组交换的通信线路并不专用于源与目的地间的信息传输。在要求数据按先后顺序且以恒定速率快速传输的情况下，使用电路交换是较为理想的选择。
- 因此，当传输实时数据时，诸如音频和视频；或当服务质量（QOS）要求较高时，通常使用电路交换网络。分组交换在数据传输方面具有更强的的效能，可以预防传输过程（如e-mail信息和Web页面）中的延迟和抖动现象。
因此，对于网络传递时延来说，最小的是电路交换。
延迟：
电路交换 < 分组交换 < 报文交换
2，电话线连入因特网
计算机接入Internet时，可以通过公共电话网进行连接。以这种方式连接并在连接时分配到一个临时性IP地址的用户，通常使用的是SLIP/PPP协议连接方式。
其中，SLIP是串行线路协议（Serial Line IP） 的英文缩写。PPP是点对点协议（Point to Point Protocol） 的英文缩写。以这种方式入网时，用户所需要的硬件设备包括一台微型计算机、一条电话线、一台调制解调器(MODEM)、一根RS-232电缆，利用调制解调器通过公共电话网进行Internet连接。
3，网络传输的大端小端
假设在x86平台上,有一个int型变量,在内存中的内部由低到高分别是:0x12,0x34,0x56,0x78当通过网络发送该数据时,正确的发送顺序应该是多少?
- 小端法(Little-Endian) 就是低位字节排放在内存的低地址端(即该值的起始地址),高位字节排放在内存的高地址端;
- 大端法(Big-Endian) 就是高位字节排放在内存的低地址端(即该值的起始地址),低位字节排放在内存的高地址端;
在X86 系列CPU都是little－endian的，因此，根据题目的要求，这个int型变量值为：
- 0x78563412
而网络发送数据时，网络协议规定：
- 将接受到的第一个字节当做高位字节看待，这就要求求发送端发送的第一个字节是高位字节;即，先发送高位再发送低位。
- 因此，网络字节序应该是大端字节序。
于是，正确的发送顺序为：
- 0x78，0x56。0x34。0x12
4，网络组织方式
根据本地网的业务覆盖范围和通信容量的不同，可以有其不同的网路组织方式。
1、适合于特大和大城市的本地网的网路组织
采用分区双汇接局结构。将本地网划分成若干个汇接区，每个汇接区内设置两个大容量的汇接局，覆盖区内的每个端局；当汇接局均为端/汇合一局（用DTm/DL）时，全网的所有汇接局间为个个相连的网状网；当某一个汇接区内的两个汇接局均为纯汇接局时，这两个汇接局之间不需相连。
2、适合于中等城市的本地网的网路组织
采用汇接局全覆盖结构。在全网设置2～3汇接局，对全网的端局全覆盖，汇接局一般设置在本地网的中心城市，并且相互之间采用网状网结构。
3、适合于较小本地网的网路组织
采用一级（无汇接局）网状网结构。
5，TCP中重发数据的等待时间
TCP协议用于控制数据段是否需要重传的依据是设立重发定时器。
在发送一个数据段的同时启动一个重发定时器，如果在定时器超时前收到确认就关闭该定时器，如果定时器超时前没有收到确认，则重传该数据段。这种重传策略的关键是对定时器初值的设定。目前采用较多的算法是Jacobson于1988年提出的一种不断调整超时时间间隔的动态算法。其工作原理是：
- 对每条连接TCP都保持一个变量RTT，用于存放当前到目的端往返所需要时间最接近的估计值。当发送一个数据段时，同时启动连接的定时器，如果在定时器超时前确认到达，则记录所需要的时间(M)，并修正RTT的值，如果定时器超时前没有收到确认，则将RTT的值增加1倍。通过测量一系列的RTT(往返时间)值，TCP可以估算数据报重发前需要等待的时间。
6，Internet
- Internet：network of network
意思是将无数局域网连接起来组成的网络。
7，数字签名
- 数字签名技术是将摘要用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。
- 接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要，然后用Hash函数对收到的原文产生一个摘要，与解密的摘要对比，如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则，就是被修改过，不是原信息。
- 数字签名能够解决篡改，伪造等安全问题。
- 实现数字签名的主要技术是非对称**加密技术。
- 数字签名并不能保证信息在传输过程中不被截获。
8，IP数据报分片与重组
- IP数据报的分片可以在信源机或者路由器上。
- IP数据报的重组则只能在目的机上。
9，OSI分层与功能
| 分层 | 功能 |
|---|---|
| 应用层 | 针对特定应用规定各层协议、时序、表示等，进行封装。如HTTP。 |
| 表示层 | 规定数据的格式化表示 ，数据格式的转换。 |
| 会话层 | 规定通信时序；数据交换的定界、同步，创建检查点等。 |
| 传输层 | 节点之间可靠地分发数据包。 |
| 网络层 | 路由（ IP寻址）；拥塞控制。 |
| 数据链接层 | 检错与纠错（CRC码），多路访问，寻址。 |
| 物理层 | 定义机械特性，电气特性。 |
10，Socket
基于传输层的差异，socket有四种类型：
-
基于TCP的Socket：提供应用层可靠的流式数据服务。
使用TCP的Socket应用程序协议有：BGP，HTTP，FTP，TELNET等。
优点：基于数据传输的可靠性。 -
基于UDP的Socket：适用于数据传输可靠性要求不高的场合。
基于UDP的Socket应用程序或协议有：RIP，SNMP，L2TP等。 -
基于RawIp的Socket：非连接，是不可靠的数据传输。
基于RawIp的Socket：PING ,Tracert,OSPF等。
特点：能使应用程序直接访问网络层。 - 基于链路层的Socket：为IS-IS协议提供的Socket接口。使IS-IS协议可通过Socket直接访问链路层。非连接，不可靠通信服务。
11，802
802.3
- 经典以太网，采用CSMA/CD算法
802.11
- 无限局域网，采用CSMA/CA算法
12，确定应用程序的协议
计算机通过端口号确定应用程序使用该种协议。
- IP地址： IP地址是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址，让电脑之间可以相互通信. 每台连网计算机都依靠IP地址来互相区分、相互联系。
- 域名： 由于IP地址是数字标识，使用时难以记忆和书写，因此在IP地址的基础上又发展出一种符号化的地址方案，来代替数字型的IP地址。每一个符号化的地址都与特定的IP地址对应，这样网络上的资源访问起来就容易得多了。这个与网络上的数字型IP地址相对应的字符型地址，就被称为域名。
- DNS： 在Internet上域名与IP地址之间是一对一（或者多对一）的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器。域名的最终指向是IP。
- 端口号： 我们知道，一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务，比如Web服务、FTP服务、SMTP服务等，这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么，主机是怎样区分不同的网络服务呢？显然不能只靠IP地址，因为IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务的。
13，常用端口号
TCP/UDP常用端口号：
| 端口号 | 协议类型 | 服务 |
|---|---|---|
| 20 | TCP | FTP数据 |
| 21 | TCP | FTP控制 文件传输协议 |
| 22 | TCP | SSH 安全登录、文件传送(SCP)和端口重定向 |
| 23 | TCP | Telnet 不安全的文本传送 |
| 25 | TCP | SMTP 简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol)(E-mail) |
| 53 | TCP | DNS 域名服务器 |
| 67 | UDP | DHCP 动态主机配置协议（服务器） |
| 69 | UDP | TFTP 日常文件传输协议(Trivial File Transfer Protocol) |
| 80 | TCP | WWW (HTTP超文本传送协议) |
| 110 | TCP | POP3 邮局协议(Post Office Protocol)(E-mail) |
| 161 | UDP | SNMP 简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol) |
| 220 | TCP | IMAP3 Internet消息访问协议(Internet Message Access Protocol) |
| 443 | TCP | HTTPS 经过加密的HTTP(used for securely transferring web pages) |
14，路由器的基本功能
路由器的基本功能如下：
- 网络互连： 路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络相互通信。
- 数据处理： 路由器提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。
- 网络管理： 路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
15，域名解析
对于主机域名 for.zj.edu.cn 来说：
- for：主机名
- zj：三级域名
- edu：二级域名
- cn：顶级域名
16，波特率
波特率B与数据传输率C的关系：
- C=B×log2N（N为一个码元所取的离散值个数）
如果我们采用4种相位，也即可以表示四种变化，则一个码元可以携带：
- log24 = 2bit信息
因此，如果某通信链路的数据传输速率为2400bit/s，采用4相位调制，则该链路的波特率 = 比特率/2 = 1200波特
17，私有地址
私有IP地址的范围：
| 类型 | IP地址范围 |
|---|---|
| A类 | 10.0.0.0-10.255.255.255 |
| B类 | 172.16.0.0-172.31.255.255 |
| C类 | 192.168.0.0-192.168.255.255 |
- 127.0.0.1是本机回送地址，主要测试的用途
18，传输可靠性的保证
TCP协议本身保证了数据传输的可靠性，而UDP本身不保证数据传输的可靠性。
倘若TCP/IP 为实现高效率的数据传输，在传输层采用了 UDP 协议，则对于传输的可靠性而言，因为UDP在传输层，而传输层提供端对端的接口，即为应用进程间的通信，所以，其可靠性由应用进程提供。
19，冲突域的隔离
关于物理层、数据链路层、网络层设备对于隔离冲突域的总结：
| 设备名称 | 能否隔离冲突域 |
|---|---|
| 集线器 | 不能 |
| 中继器 | 不能 |
| 交换机 | 能 |
| 网桥 | 能 |
| 路由器 | 能 |
对于问题：
若主机H2向主机H4发送1个数据帧，主机H4向主机H2立即发送一个确认帧，则除H4外，从物理层上能够收到该确认帧的主机还有谁？
这道题中，交换机（Switch）可以隔离冲突域，但集线器（Hub）无法隔离冲突域，因此从物理层上能够收到该确认帧的主机仅H2、H3。
20，广域网与以太网
以太网是一种计算机局域网基于，不属于广域网。
属于广域网的有：
- ATM网
- 帧中继网
- x.25分组交换网