计算机网络知识点全面总结（这也太全了吧！）

一、计算机网络概述

1.1 计算机网络的分类

按照网络的作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）；

按照网络使用者：公用网络、专用网络。

1.2 计算机网络的层次结构

TCP/IP四层模型与OSI体系结构对比：

1.3 层次结构设计的基本原则

1.4 计算机网络的性能指标

速率：bps=bit/s 时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延 往返时间RTT：数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。

二、物理层

物理层的作用：连接不同的物理设备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

物理层设备：

信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。

三、数据链路层

3.1 数据链路层概述

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发 等。

有关数据链路层的重要知识点：

封装成帧：“帧”是数据链路层 数据的基本单位：

透明传输：“透明”是指即使控制字符在帧数据中，但是要当做不存在去处理。即在控制字符前加上转义字符ESC。

3.2 数据链路层的差错监测

差错检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC

3.3 最大传输单元MTU

最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制.

路径MTU：由链路中MTU的最小值决定。

3.4 以太网协议详解

MAC地址：每一个设备都拥有唯一的MAC地址，共48位，使用十六进制表示。

以太网协议：是一种使用广泛的局域网技术，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输：

局域网分类：

Ethernet以太网IEEE802.3：

以太网帧结构：

MAC地址（物理地址、局域网地址）

四、网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。数据交换技术是报文交换（基本上被分组所替代）：采用储存转发方式，数据交换单位是报文。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结，有关网络层的重点为：

路由器相关协议

4.1 IP协议详解

IP网际协议是 Internet 网络层最核心的协议。虚拟互联网络的产生：实际的计算机网络错综复杂；物理设备通过使用IP协议，屏蔽了物理网络之间的差异；当网络中主机使用IP协议连接时，无需关注网络细节，于是形成了虚拟网络。

IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互联的网络；并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。

其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；首部位长度表示IP首部长度，占4位，最大数值位15；总长度表示IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；TTL表示IP数据报文在网络中的寿命，占8位；协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的，如TCP、UDP。

4.2 IP协议的转发流程

4.3 IP地址的子网划分

A类（8网络号+24主机号）、B类（16网络号+16主机号）、C类（24网络号+8主机号）可以用于标识网络中的主机或路由器，D类地址作为组广播地址，E类是地址保留。

4.4 网络地址转换NAT技术

用于多个主机通过一个公有IP访问访问互联网的私有网络中，减缓了IP地址的消耗，但是增加了网络通信的复杂度。

NAT 工作原理：

从内网出去的IP数据报，将其IP地址替换为NAT服务器拥有的合法的公共IP地址，并将替换关系记录到NAT转换表中；

从公共互联网返回的IP数据报，依据其目的的IP地址检索NAT转换表，并利用检索到的内部私有IP地址替换目的IP地址，然后将IP数据报转发到内部网络。

4.5 ARP协议与RARP协议

地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）：为网卡（网络适配器）的IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。可以把网络层32位地址转化为数据链路层MAC48位地址。

ARP 是即插即用的，一个ARP表是自动建立的，不需要系统管理员来配置。

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地址解析协议，可以把数据链路层MAC48位地址转化为网络层32位地址。

4.6 ICMP协议详解

网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol），可以报告错误信息或者异常情况，ICMP报文封装在IP数据报当中。

ICMP协议的应用：

4.7网络层的路由概述

关于路由算法的要求：正确的完整的、在计算上应该尽可能是简单的、可以适应网络中的变化、稳定的公平的。

自治系统AS ： 指处于一个管理机构下的网络设备群，AS内部网络自治管理，对外提供一个或多个出入口，其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议，如RIP、OSPF等；自治系统外部的路由协议为外部网关协议，如BGP。

静态路由 ： 人工配置，难度和复杂度高；

动态路由：

4.8 内部网关路由协议之RIP协议

路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层 】，基于距离-向量的路由选择算法，较小的AS（自治系统） ，适合小型网络；RIP报文，封装进UDP数据报。

RIP协议特性：

4.9 内部网关路由协议之OSPF协议

开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】，基于链路状态的路由选择算法（即Dijkstra算法），较大规模的AS ，适合大型网络，直接封装在IP数据报传输。

OSPF协议优点：

RIP与OSPF的对比（路由算法决定其性质）：

4.10外部网关路由协议之BGP协议

BGP（Border Gateway Protocol）边际网关协议【应用层】：是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由：首次交换全部信息，以后只交换变化的部分,BGP封装进TCP报文段.

五、传输层

第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

有关网络层的重点：

5.1 UDP协议详解

UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议，

UDP协议的特点：

UDP数据报结构：

首部:8B，四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段：应用数据

5.2 TCP协议详解

TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协议。

TCP协议的功能：

TCP协议的特点：

5.2.1 TCP报文段结构：

最大报文段长度：报文段中封装的应用层数据的最大长度。

TCP首部：

TCP标记的作用：

5.3 可靠传输的基本原理

基本原理：

差错检测：利用编码实现数据包传输过程中的比特差错检测 确认：接收方向发送方反馈接收状态 重传：发送方重新发送接收方没有正确接收的数据 序号：确保数据按序提交 计时器：解决数据丢失问题；

停止等待协议：是最简单的可靠传输协议，但是该协议对信道的利用率不高。

连续ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的利用率。

5.3.1TCP协议的可靠传输

基于连续ARQ协议，在某些情况下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经成功接收的字节。

5.3.2 TCP协议的流量控制

流量控制：让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。

5.4 TCP协议的拥塞控制

拥塞控制与流量控制的区别：流量控制考虑点对点的通信量的控制，而拥塞控制考虑整个网络，是全局性的考虑。拥塞控制的方法：慢启动算法+拥塞避免算法。

慢开始和拥塞避免：

快重传和快恢复：

5.5 TCP连接的三次握手（重要）

TCP三次握手使用指令：

面试常客：为什么需要三次握手？

建立连接（三次握手）：

第一次：客户向服务器发送连接请求段，建立连接请求控制段（SYN=1），表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；

第二次：服务器发回确认报文段，同意建立新连接的确认段（SYN=1），确认序号字段有效（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;

第三次:客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;

5.6 TCP连接的四次挥手（重要）

释放连接（四次挥手）

第一次：客户向服务器发送释放连接报文段，发送端数据发送完毕，请求释放连接（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止等待1状态）；

第二次：服务器向客户发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭等待）； 客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；

第三次:服务器向客户发送释放连接报文段，请求释放连接（FIN=1），确认字号段有效（ACK=1），表示服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;表示自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；

第四次：客户向服务器发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），表示客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，等待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED；

为什么需要等待2MSL?

六、应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 应用层重点：

6.1 DNS详解

DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的顺序：

6.2 DHCP协议详解

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。 作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。

6.3 HTTP协议详解

文件传输协议（FTP）：控制连接（端口21）：传输控制信息（连接、传输请求），以7位ASCII码的格式。整个会话期间一直打开。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建立TCP连接，HTTP使用TCP连接方式（HTTP自身无连接）。

HTTP请求报文方式：

6.3.1 HTTP工作的结构

6.3.2 HTTPS协议详解

HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，端口号443。基于HTTP协议，通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护。

原文链接 https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591

物联网工程——更像电子类的计算机专业《李老师高考升学详解》

1.专业定义：该专业要求掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及和物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。2.在大多数院校招生计划专业设置的划分中，物联网归为计算机类专业招生，也有一部分院校招生此专业放在电子信息类专业中。而计算机类和电子信息类属于工科中最火的两个专业类，这就充分说明物联网专业属于优质专业，但是学习难度大。

3.物联网属于热门专业，好专业，不少媒体也说物联网是最热门最有前景的，国家大力提倡的。但是有不少人吐槽此专业，主要是因为学的很杂，物联网不能算是一个具体的专业。准确来讲，物联网是一个庞大的行业，一个复杂的交叉学科，涉及通信（信号）、电子（传感、射频、电子标签）、计算机网络、单片机、嵌入式系统技术等多项技术知识。

4.什么是物联网?请您试想下面几个生活场景。下班的时间快到了，您坐在办公室里与家中的电器“对话”，电饭锅就开始煮饭了；回家路上，您动动手指给空调发个指令，它就自动调节到舒适的温度了；到家开门时，安全系统开启识别功能，电子门锁自动开门，迎接您回家。每周末，家中的冰箱也能够与食品“对话”，告诉您冰箱里储存了哪些食品，上面有保质期还有食品的数量，哪些食品已经没有了，提示您及时购买，等等。

借助智能传感器，世界上的万事万物，大到汽车、楼房，小到家电、钥匙，都能开口“说话”。这一切，已不再只出现在科幻电影中，而是即将到来的物联网时代的生活写照。所谓物联网，就是物物相连的互联网，通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、IPv6（下一代IP协议）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，让声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。物联网技术可以把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。简而言之，就是让一切物体相连，并可以实施感知、操作、管理。物联网被认为是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。

5.看主要课程，基本上就是电子类+计算机类+通信工程类。物联网概论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。

6.物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类，学生主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术，有着很强的工程实践特点。学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程，同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外，优秀的外语能力也是必备条件，因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家，学生需要阅读外文资料和应对国际交流。

北京科技大学招生就业处处长韩经说，该校的课程包括物联网工程导论、嵌入式系统与单片机、无线传感器网络与RFID技术、物联网技术及应用、云计算与物联网、物联网安全、物联网体系结构及综合实训、信号与系统概论、现代传感器技术、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、现代通信技术、操作系统等课程以及多种选修课。物联网专业是一门交叉学科，涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识，以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业，各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。

7.但是本科阶段通过一个物联网专业把这些都掌握一二也是痴人说梦，现实中很多学校都侧重了某些方向，比如嵌入式开发、传感器，但是对外宣称都是物联网。比如A校物联网本科段侧重嵌入式开发，那么你研究生最好考嵌入式方向；比如B校物联网本科段没有侧重什么，那么你研究生自己找方向考。

8.物联网和人工智能一个共通性，那就是没有具体的、统一的概念，没有具体的指向。1）比如人工智能行业内人员对非行业内人员一般就说我是做人工智能的，对行业内人员一般会说做算法优化、做运筹控制、做计算机神经网络、做自然语言处理（比如语言识别、自动翻译）、做机器学习（深度学习）等等2）物联网也是如此，对非业内人员一般就说我是做物联网的，对业内人士一般会说做嵌入式开发、做信号处理、做传感技术、做网络技术等等。所以物联网能包含的范围太大，而且作为一项新兴科技是不断变化和延伸的，也不存在吃老本，新兴知识更迭快速，也算是计算机类的标配。

9.从事物联网相关岗位，硕士是标配，很多研究性岗位博士才能做，想本科毕业就做这个基本不现实，或者做个皮毛（就业质量肯定就不好了）。这就是很多本科就择业的人吐槽这个专业的原因，物联网范围太大了，涉及的专业岗位工位数不胜数。

10.大多数考生面对物联网工程这样的新兴专业，不知道该不该报考或如何报考。由于物联网的体系庞杂，涉及领域多，国家对于物联网专业并没有统一的教材和课程要求，因此各高校在人才培养方面尚处在探索阶段。由于物联网工程专业属于典型的交叉学科，涉及到电子、计算机、测控、通信、软件等多个专业的知识。因此，有些高校未明确将它归属在哪个院系，有些高校的物联网工程专业是由几个院系合作共同规划建设的。所以，考生在选择时最好先了解相关专业所在院系的实力和背景，优先选择那些相关专业实力强的院校。例如，与物联网专业联系比较紧密的计算机和通讯专业，考生报考时就可以优先选择这两个专业实力背景深厚的学校。专业培养方向决定着人才的就业发展走向，有突出的强势专业，必然能带动该学科在某个领域的发展。

11.物联网工程开设院校；

12.华科物联网工程专业培养目标:培养具有系统、扎实的信息学科理论基础，在物联网的系统规划、分析设计、技术开发、工程组织与管理等方面具有综合能力的复合型人才。课程设置:数据结构、计算机组织与结构、数据库系统原理、汇编语言与接口设计、计算机网络与通信、物联网技术导论、嵌入式操作系统、物联网通信技术、射频识别技术与应用、传感器原理及应用、物联网中间件技术、物联网安全概论、物联网数据存储与管理、物联网应用系统设计及人工智能、机器学习、大数据处理、大数据分析与挖掘等特色专业方向课程。毕业去向:可选择出国、读研，或在物联网技术产业、科研部门及相关领域从事物联网及智能物联网、大数据等方面的研究、设计、开发及管理等方面的工作。

13.武汉理工物联网介绍：

14.这个专业可以学，仍然属于好专业队列，因为每一个方向都算是热门，缺点是学的杂而多，就非常需要考生自身有一个明确的定位，选一个具体的方向去努力。一般建议211及以上的成绩才选此专业，211以下学计算机科学与技术，软件工程，网络安全相对好些。

15.武汉相关岗位

这个专业可以学，仍然属于好专业队列，因为每一个方向都算是热门，缺点是学的杂而多，就非常需要考生自身有一个明确的定位，选一个具体的方向去努力！

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