コンピュータネットワークの知識ポイントの要約-Python チュートリアル-php.cn

面接中に、面接官があなたがコンピュータネットワークをどの程度勉強しているかをテストしたい場合は、TCP の 3 ウェイハンドシェイクプロセスについて質問するはずですよね

それで、私は 4 月 24 日からコンピュータネットワークの復習を始めました。 . 3日間レビューしてきました。

ISP: インターネットサービスプロバイダーインターネットサービスプロバイダー

例: China Telecom、China Unicom、China Mobile

ルーターは特別なコンピューターです。ルーターは、パケット交換(パケット交換)を実装するための重要なコンポーネントです。そのタスクは、受信したパケットを転送することです。

回線交換 - メッセージ全体のビットストリームは、あたかもパイプ内で送信されるかのように、送信元ポイントから宛先に継続的に送信されます。
メッセージ交換 - メッセージ全体が、最初に隣接ノードに送信され、すべて保存されます下りてきたら、転送テーブルを検索して次のノードに転送します
パケット交換 - 単一のパケット（これはメッセージ全体の一部にすぎません）を隣接ノードに送信し、保存してから転送テーブルを検索し、次のノードに転送します。

ネットワーク分類

WAN (広域ネットワーク)
MAN (メトロポリタンエリアネットワーク) 範囲: 都市
LAN (ローカルエリアネットワーク) 例: キャンパスネットワークまたは企業ネットワーク
パーソナルエリアネットワーク-PAN (パーソナルエリアネットワーク) 例: コンピューターが無線技術を使用して接続されているネットワーク (WiFi)

OSI、TCP/IP 、5層のプロトコルアーキテクチャ、および各層のプロトコル

OSI階層化（7層）：物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層。

TCP/IP 階層化 (4 層): ネットワークインターフェイス層、インターネット層、トランスポート層、アプリケーション層。

5 層プロトコル (5 層): 物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層。

OSI と TCP/IP を組み合わせると、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層の 5 層構造が生成されます。インターネットは TCP/IP プロトコルとして使用されます

各層の機能は次のとおりです:

物理層: メディアを介してビットを送信し、機械的および電気的仕様 (ビット) を決定します
データリンク層:転送ビットはフレームとポイントツーポイント配信 (フレーム) に組み立てられます
ネットワーク層: データパケットの配信と送信元から宛先へのインターネット相互接続 (パケット) を担当します
トランスポート層: プロバイダー最後まで確実なメッセージ配信とエラー回復 (セグメント)
セッション層: セッションの確立、管理、終了 (セッションプロトコルデータユニット SPDU)
プレゼンテーション層: 変換、暗号化、圧縮 (プロトコルデータユニットを表す) PPDU)
アプリケーション層: OSI 環境 (アプリケーションプロトコルデータユニット APDU) へのアクセスを許可することを意味します。

周波数分割多重: すべてのユーザーが同時に異なる周波数帯域幅を占有します。

時分割多重: すべてのユーザーが異なる時間に同じ周波数帯域幅を占有します。

ポイントツーポイントチャネルのデータリンク層のプロトコルデータユニット - フレーム

データリンク層の 3 つの基本的な問題:

フレームへのカプセル化: ヘッダーとテールを追加するフレームを形成するデータの表と裏
透過伝送
エラー検出:巡回冗長検査CRCエラー検出技術

フレームのデータ部分の長さの上限 - 最大転送単位MTU(最大転送単位)

CRCは検出方法の違いFCSはデータの後ろに付加される冗長符号です。

PPP プロトコル: ユーザーのコンピューターが ISP と通信するときに使用されるデータリンク層プロトコル。

PPP フレーム形式: 75 ページ

アダプター (ネットワークカード): LAN へのフレームの送受信を担当します。プロセッサとメモリ（RAM、ROMを含む）を搭載

ブロードキャスト通信

方式: 1台のコンピュータがデータを送信すると、バス上のすべてのコンピュータがこのデータを検出できます。

CSMA/CD プロトコル: ステーションが同時に送信と受信を行うことは不可能です (ただし、

送信中にチャネルを監視する必要があります)

送信の不確実性: 各ステーションには送信後短期間の時間があります。データを送信するため、衝突の可能性があります。この短い時間は不確実であり、データを送信している他のステーションからこのステーションまでの距離によって異なります。

コンテンツ期間 (衝突ウィンドウ): イーサネットのエンドツーエンドの往復時間 2i

競合期間中に衝突が検出されなかった場合にのみ、この送信によって衝突が発生しないと確信できます。現時点では、このデータフレームは正常に送信されるので安心してください。

イーサネットの競合期間は 51.2us

イーサネットでは最小フレーム長が 64 バイト、つまり 512 ビットと規定されています。送信されるデータが非常に少ない場合は、フレーム長を 64 バイト以上にするためにいくつかのパディングバイトを追加する必要があります。

イーサネットがデータを送信するとき、競合期間中に衝突が発生しなければ（合計 64 バイトが送信されます）、その後送信されるデータは確実に衝突しません。
長さが 64 バイト未満のフレームは、競合により中止された無効なフレームです。

競合期間中に衝突が検出された場合、一時的に予約されたフレームはしばらく遅延され、再度再送信されます。

アダプターにはフィルター機能があります: ネットワークから MAC フレームを受信するたびに、まずハードウェアを使用して MAC フレーム内の宛先アドレスをチェックします。フレームがこのステーションに送信された場合、それは受け入れられますが、そうでない場合、フレームは破棄されます。

「本サイトに送信されるフレーム」には、以下の3種類のフレームが含まれます:

ユニキャストフレーム(1対1): 受信フレームのMACアドレスは、本サイトのハードウェアアドレスと同じです
ブロードキャストフレーム (1 対全): この LAN 上のすべてのステーションに送信されるフレーム (すべて 1 のアドレス)
マルチキャスト (マルチキャスト) フレーム (1 対多): この LAN 上のすべてのステーションに送信されるサイトの一部のフレーム

ハードウェアアドレス (または物理アドレス/MAC アドレス)。アダプターの製造時に、この 6 バイトの MAC アドレスが
アダプターの ROM 内に固定化されています。

MAC フレーム形式: ページ 92

ハブ: ハブを使用するイーサネットは、論理的には依然としてバスネットワーク

であり、各ステーションは論理バスを共有し、依然として CSMA/CD プロトコルを使用します。ハブには多くのインターフェイスがあります。

データリンク層は、ブリッジ

(ブリッジ) を使用してイーサネットを拡張します。ブリッジはデータリンク層で動作し、MAC フレームの宛先アドレスに基づいて受信フレームの転送とフィルタリングを行います。ブリッジは、転送テーブルに依存してフレームを転送します。転送テーブルは、ルーティングディレクトリまたは転送データベースとも呼ばれます。ページ 95

透明な橋

: 現在最も多く使用されています。ブリッジは、転送テーブルを手動で構成しなくても機能します。プラグアンドプレイデバイスです。ブリッジは、

自己学習アルゴリズム

を通じて受信フレームを処理し(徐々に転送テーブルを確立します)、転送テーブルに従ってフレームを転送します。 98－重要

イーサネットスイッチは、実際にはマルチインターフェースブリッジです。

スイッチの最大の利点: 各インターフェイスからホストまでの帯域幅は 10Mb/s です。 N ペアのインターフェイスを持つスイッチの場合、合計容量は N*10Mb/s です。

イーサネットフレーム形式: ページ 102

仮想 LAN VLAN

は、何の関係もないいくつかの LAN セグメントで構成される論理グループです。物理的な場所を考慮すると、これらのネットワークセグメントには共通の要件があります。仮想 LAN プロトコルでは、 VLAN タグ (タグ) と呼ばれる 4 バイトの識別子をイーサネットフレーム形式に挿入できます。フレームを送信するワークステーションがどの LAN に属しているかを示すために使用されます。

クラス A アドレスのネットワーク番号: 126、つまり 2^7-2=126;

マイナス 2 の理由: IP アドレスのすべての 0 は「このネットワーク」を表します。ネットワーク番号 127 (0111 1111) は、このホスト上のプロセス間のローカルソフトウェアループバックテスト (ループバックテスト) 通信用に予約されています。

クラス A アドレスのホスト番号は 3 バイトを占めるため、各クラス A ネットワーク内のホストの最大数は 2^24-2 です。

2 を減算する理由: すべて 0 のホスト番号フィールドは次のことを示します。 IP アドレスは「このホストが接続されている単一のネットワークアドレスです。

(ホストの IP アドレスは 5.6.7.8、その場合、ホストのネットワークアドレスは 5.0.0.0 です)
そして、すべて 1 は「すべて」を意味します。すべて 1 のホスト数値フィールドは、ネットワーク上のすべてのホストを表します。

ルーターには常に 2 つ以上の IP アドレスがあります。つまり、ルータの各インターフェイスには、異なるネットワーク番号を持つ IP アドレスが割り当てられます。 Page 121

ARP はアドレス解決プロトコルです。その動作原理を簡単な言葉で説明します。

1. まず、各ホストは独自の

ARP バッファーに ARP リスト

を作成し、

IP アドレスと MAC アドレス

の対応を示します。 2. 送信元ホストがデータを送信する場合、まず ARP リストに宛先ホストの IP アドレスがあるかどうかを確認します。存在する場合は、ARP キャッシュで対応するハードウェアアドレスを見つけ、そのハードウェアアドレスを MAC フレームに書き込み、LAN 経由で MAC フレームをそのハードウェアアドレスに送信します。

そうでない場合は、このネットワークセグメント内のすべてのホストに ARP パケットを送信します。パケットの内容には、送信元ホストの IP アドレス、送信元ホストの MAC アドレス、宛先ホストの IP アドレスが含まれます。

3. このネットワーク内のすべてのホストは、ARP パケットを受信すると、まずパケット内の IP アドレスが自分の IP アドレスであるかどうかを確認し、そうでない場合は、その IP アドレスが自分の IP アドレスであるかどうかを最初に確認します。パケットは送信元ホストの IP アドレスと MAC アドレスを取得し、それを ARP リストに書き込みます。それがすでに存在する場合は、それを上書きして、送信元ホストにそれを伝えます。それが探している MAC アドレスです。

4. 送信元ホストがARP応答パケットを受信した後。宛先ホストの IP アドレスと MAC アドレスを ARP リストに書き込み、この情報を使用してデータを送信します。送信元ホストが ARP 応答パケットを受信していない場合は、ARP クエリが失敗したことを意味します。

ARP リクエストをブロードキャストで送信し、ARP 応答をユニキャストで送信します。

IP アドレスとサブネットマスクを組み合わせて、ホスト番号を取得します

インターネットコントロールメッセージプロトコル ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP メッセージには、ICMP エラーメッセージと 2 つのタイプがありますICMP クエリメッセージ

ICMP クエリメッセージ:

エコー要求と応答: ホストまたはルーターによって特定の宛先ホストに送信されるクエリ。
このメッセージを受信したホストは、送信元ホストまたはルーターに ICMP 応答メッセージを送信する必要があります。
タイムスタンプのリクエストと回答: ホストまたはルーターに現在の日付と時刻を回答するよう依頼します。

PING: 2 つのホスト間の接続をテストするために使用されます。

ping は、ネットワーク層 ICMP を直接使用するアプリケーション層の例です。トランスポート層で TCP や UDP を経由しません

OSPF による RIP

仮想プライベートネットワーク

教育機関内でのみ使用されるコンピューターには、教育機関自体が IP を割り当てることができます住所

。つまり、これらのコンピューターには、組織内でのみ有効な IP アドレス (ローカルアドレスと呼ばれます) を使用させることができ、インターネットの管理団体から世界的に一意の IP アドレス (グローバルアドレスと呼ばれます) を申請する必要はありません。これにより、貴重なグローバル IP アドレスリソースを大幅に節約できます。

プライベートアドレス

: 組織の内部通信にのみ使用でき、インターネット上のホストとの通信には使用できません。つまり、プライベートアドレスはローカルアドレスとしてのみ使用でき、グローバルアドレスとしては使用できません。

インターネット上のすべてのルーターは、宛先アドレスがプライベートアドレスであるデータグラムを転送しません

。専用アドレス:

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