自考04741计算机网络原理考点讲义汇总.PDF

目录第 1 章 计算机网络概述.11.1 计算机网络基本概念.11.2 计算机网络结构.51.3 数据交换技术.61.4 计算机网络性能.9第 2 章 网络应用.202.1 计算机网络应用体系结构.202.2 网络应用通信基本原理.212.3 域名系统（DNS）.222.4 万维网应用.242.5 Internet 电子邮件.312.6 FTP.352.7 P2P 应用.372.8 Socket 编程基础.37第 3 章 传输层.443.1 传输层的基本服务.443.2 传输层的复用与分解.463.3 停-等协议与滑动窗口协议.483.4 用户数据报协议（UDP）.553.5 传输控制协议（TCP）.58第 4 章 网络层.724.1 网络层服务.724.2 数据报网络与虚电路网络.734.3 网络互连与网络互连设备.764.4 网络层拥塞控制.784.5 Internet 网络层.804.6 路由算法与路由协议.96第 5 章 数据链路层与局域网.1125.1 数据链路层服务.1125.2 差错控制.1135.3 多路访问控制协议.1195.4 局域网.1255.5 点对点链路协议.134第 6 章 物理层.1456.1 数据链路层服务.1456.2 物理介质.1506.3 信道与信道容量.1546.4 基带传输.1586.5 频带传输.1656.6 物理层接口规程.172第 7 章 无线与移动网络.1807.1 无线网络.1807.2 移动网络.1837.3 无线局域网 IEEE 802.11.1897.4 蜂窝网络.1967.5 移动 IP 网络.2017.6 其他典型无线网络简介.205第 8 章 网络安全基础.2128.1 网络安全概述.2128.2 数据加密.2158.3 消息完整性与数字签名.2238.4 身份认证.2308.5 秘钥分发中心与证书认证机构.2338.6 防火墙与入侵检测系统.2378.7 网络安全协议.241【附录模拟题 1】.261【附录模拟题 2】.2821第 1 章 计算机网络概述计算机网络已经成为现代人类生活、工作、学习、娱乐等不可或缺的基础设施，将人类由“陆、海、空、天”的物理空间带入到一个同等重要的网络虚拟空间。计算机网络正在与各行业进行全面的融合，“互联网+X”已经成为人们生活的新常态。网络化也自然成为现代 IT 技术的重要特征以及未来发展方向之一，近年来 IT 领域的创新与发展几乎都与网络相关。本章将概括性地认识计算机网络，了解计算机网络相关概念、组成、体系结构等内容。1.1 计算机网络基本概念知识点一：计算机网络的定义知识点描述：名师讲解：考生需记忆关于计算机网络的相关描述，此处易出现填空题。理解记忆即可。下列关于计算机网络的说法中错误的是（）A.计算机网络是互连的、自治的计算机的集合B.最典型的分组交换设备是路由器和服务器C.目前最大的、应用最广泛的计算机网络是 InternetD.无论是传统的计算机还是新兴的智能设备，只要连接到 Internet 上，都称为主机或端系统答案：答案：B解析：解析：计算机网络是互连的、自治的计算机的集合。“自治”“自治”是指互连的计算机系统彼此独立，不存在主从或者控制与被控制的关系；“互连”“互连”是指利用通信链路连接相互独立的计算机系统。目前最大的、应用最广泛的计算机网络是 Internet 或称因特网。无论是传统的计算机还是新兴的智能设备，只要连接到 Internet 上，都称为主机或端系统。ISP 网络由许多有线或无线通信链路互连分组交换设备构成。分组交换设备可以实现数据分组的接收与转发，是构成 Internet 的重要基础，存在多种形式，最典型的分组交换设备是路由器和交换机。最典型的分组交换设备是路由器和交换机。故 B 错。2知识点二：协议的定义知识点描述：计算机网络中的实体在进行数据交换的过程中也必须遵循一些规则或约定，这些规则或约定就是网络协议。名师讲解：此处理解记忆网络协议的定义和协议三要素，并区分三要素分别表示什么。语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。属于高频考点。知识点三：计算机网络的功能知识点描述：网络协议中涉及用于协调与差错处理的控制信息的要素是（）A.语义B.语法C.定时D.编码答案：答案：A解析：解析：语义就是定义实体之间交换的信息中需要发送（或包含）哪些控制信息，这些信息的具体含义，以及针对不同含义的控制信息，接收信息端应如何响应。另外，有的协议还需要进行差错检测，这类协议通常会在协议信息中附加差错编码等控制信息。语义还需要定义彼此采用何种差错编码，以及采取何种差错处理机制。通过计算机网络，一台主机可以共享使用另一台主机的硬件资源。典型实例：云计算，云存储网络上的主机可以远程访问、使用服务器计算机上运行的各类大型软件，如大型数据库系统。典型实例：软件即服务SaaS新闻阅读、信息检索等。典型实例：计算机网络所支持的信息交换计算机网络的功能是在不同主机之间实现快速的信息交换。核心功能是实现资源共享，包括：信息软件硬件协议三要素03时序也称为同步，定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度时序02语义就是定义实体之间交换的信息中需要发送控制信息语义01语法定义实体之间交换信息的格式与结构语法3名师讲解：此处理解记忆计算机网络的核心功能，并区分不同类型的资源共享。为方便记忆可以理解为：在计算机中“看的见”属于硬件，“看不见的”属于软件。云存储（如百度网盘）共享的是“看的见”的存储硬盘，属于硬件共享；大型数据库系统是“看不见的”，属于软件共享。知识点四：计算机网络的分类知识点描述：在计算机网络实现的资源共享中，计算机网络所支持的信息交换就是典型的（）A.网络资源共享B.软件资源共享C.信息资源共享D.硬件资源共享答案：答案：C解析：解析：计算机网络的功能是在不同主机之间实现快速的信息交换。通过信息交换，计算机可实现资源共享这一核心功能，包括硬件资源共享、软件资源共享和信息资源共享。（1）硬件资源共享硬件资源共享：通过计算机网络，一台主机可以共享使用另一台主机的硬件资源。（2）软件资源共享软件资源共享：网络上的主机可以远程访问、使用服务器计算机上运行的各类大型软件。（3）信息资源共享信息资源共享：互联网已经成为人们获取信息的重要渠道。包括政府的政策法规、企业的产品信息、社会热点新闻、高校研究成果等。计算机网络所支持的信息交换就是典型的信息共享。按覆盖范围分类个域网PAN1-10m局域网LAN10m-1km城域网MAN5-50km广域网WAN几十到几千千米按网络用户属性分类指由国家或企业出资建设，面向公众提供收费或免费服务的网络。例如电信网络。公用网指由某个组织（如政府部门或企业等）出资建设，专门面向该组织内部业务提供网络传输服务，不向公众开放的网络。例如银行、军事，铁路专用网。私有网4按拓扑结构分类星形拓扑结构优点：是易于监控与管理，故障诊断与隔离容易；缺点：是中央结点是网络的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量。总线型拓扑结构优点：结构简单，所需电缆数量少，易于扩展；缺点：是通信范围受限，故障诊断与隔离较困难，容易产生冲突。环形拓扑结构优点：所需电缆长度短，可以使用光纤，易于避免冲突；缺点：是某结点的故障容易引起全网瘫痪，新结点的加入或撤出过程比较麻烦，存在等待时间问题。网状拓扑结构优点：网络可靠性高，一条或多条链路故障时，网络仍然可联通；缺点：网络结构复杂，造价成本高，选路协议复杂。树形拓扑结构优点：易于扩展，故障隔离容易；缺点：对根结点的可靠性要求高，一旦根结点故障，则可能导致网络大范围无法通信。混合拓扑结构是由两种以上简单拓扑结构混合连接而成的网络。优点：易于扩展，可以构建不同规模网络，并可根据需要优选网络结构；缺点：网络结构复杂，管理与维护复杂。按交换方式分类电路交换网络报文交换网络分组交换网络5名师讲解：此处常见选择题，按拓扑结构分类中，需要区分记忆不同拓扑结构的优缺点。按覆盖范围和用户属性分类方式理解记忆即可。按交换方式分类的三种交换网络后面会详细讲解。此知识点属于高频考点。1.2 计算机网络结构知识点描述：考点讲解：大规模现代计算机网络的结构包括网络边缘、接入网络与网络核心 3 部分，需要理解每部分包含的内容与作用。此处易出现选择题。理解记忆即可。下列关于星形拓扑特点的描述中错误的是（）A.故障诊断和隔离容易B.通常采用分布式通信控制策略C.控制简单且方便服务D.中央节点负担较重，形成瓶颈答案：答案：B解析：解析：星型拓扑结构网络的主要优点是易于监控与管理，故障诊断与隔离容易；主要缺点是中央结点是网络的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量。所以该结构不是采用分布式通信控制策略，选 B。网络边缘连接到网络上所有的端系统如计算机、服务器、智能手机等，构成了网络边缘。网络边缘为用户提供了网络应用服务。接入网络(1)电话拨号接入(2)非对称数字用户线路 ADSL(3)混合光纤同轴电缆HFC接入网络(4)局域网：典型的局域网技术是以太网、Wi-Fi 等(5)移动接入网络：移动接入网络主要利用移动通信网络，如3G/4G/5G 网络，实现智能手机、移动终端等设备的网络接入。网络核心由通信链路互连的分组交换设备构成的网络。作用：采用数据交换来实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发。61.3 数据交换技术在大规模现代计算机网络的结构中，连接到网络上的所有端系统构成了（）A.接入网络B.网络边缘C.网络核心D.网络输出答案：答案：B解析：解析：大规模现代计算机网络的结构包括网络边缘（network edge）、接入网络（access network）与网络核心（network core）3 部分。连接到网络上的计算机、服务器、智能手机、智能传感器、智能家电等称为主机或端系统。这些端系统位于网络的最边缘，因此，连接到网络上的所有端系统构成了网络边缘。常见的数据交换技术电路交换报文交换分组交换数据交换是在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。交换结点传输介质集合通信子网网络核心/数据交换网络7知识点一：电路交换知识点描述：考点讲解：对比打电话的过程可方便记忆电路交换的特点。此处易出现选择题。属于高频考点。知识点二：报文交换知识点描述：在数据交换技术中，下列关于电路交换优点描述正确的是（）A.时延和时延抖动都较大B.实时性高C.对于突发性数据传输，信道利用率高D.对于突发性数据传输，传输速率多样答案：答案：B解析：解析：电路交换的优点是实时性高，时延和时延抖动都较小；缺点是对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速率单一。电路交换主要适用于语音和视频这类实时性强的业务。8考点讲解：此处易出现选择题，注意与电路交换和分组交换的区别。属于高频考点。知识点三：分组交换知识点描述：考点讲解：分组交换是目前使用最广泛的技术，需要重点记忆，注意与报文交换区分。属于高频考点。在数据交换技术中，下列关于报文交换的描述错误的是（）A.采用存储-转发的交换方式B.相对电路交换信道而言，报文交换线路利用率高C.适用于实时通信D.会出现丢弃报文的现象答案：答案：C解析解析：报文交换采用存储-转发的交换方式，只有当报文被转发时才占用相应的信道，不存在电路交换中通信双方空闲时信道也要被占用的情况。因此，相对电路交换信道而言，报文交换线路利用率高。报文交换网络中交换结点需要缓冲存储，报文需要排队，因此会导致报文经过网络的延迟时间变长并且不固定，对于实时通信而言会容易出现不能满足速度要求的情况。有时候结点收到的报文过多而存储空间不够或者输出链路被占用不能及时转发时，就不得不丢弃报文，这也是报文交换的缺点。分组长度以 16B 到4096B之间的2nB为标 准分 组长 度，如32B、64B、256B 等。91.4 计算机网络性能知识点描述：计算机网络中使用最广泛的交换技术是（）A.电路交换B.报文交换C.分组交换D.线路交换答案：答案：C解析：解析：数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包括电路交换、报文交换和分组交换。电路交换：是最早出现的一种交换方式，电话网络是最早、最大的电路交换网络。报文交换：现在计算机网络没有采用报文交换技术的。分组交换：是目前计算机网络广泛采用的技术。1.速率：速率是指网络单位时间内传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢，也称为数据传输速率或数据速率。速率的基本单位是 bit/s（位每秒），因此有时也称为比特率。单位间的换算：1Tbit/s=103Gbit/s=106Mbit/s=109kbit/s=1012bit/s。2.带宽：在通信领域中，指信号具有的频带宽度，即信号成分的最高频率与最低频率之差，单位为 Hz（赫兹）。在计算机网络中，当描述一条链路或信道的数据传输能力时，经常使用“带宽”一词表示链路或信道的最高数据速率，单位也是 bit/s。速率与带宽丢包率常被用于评价和衡量网络性能的指标，在很大程度上可以反映网络的拥塞程度。丢包率可以定义为=N1NS=NSNrNS，Ns为发送分组总数；Nr为接收分组总数；N1为丢失分组总数。丢包率表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量，单位为 bit/s 或 B/s（字节每秒），记为 Thr。吞吐量经常用于度量网络的实际数据传送（通过）能力，即网络实际可以达到的源主机到目的的主机的数据传送速率。吞吐量受网络链路带宽、网络连接复杂性、网络协议、网络拥塞程度等影响。吞吐量10考点讲解：此知识点主要考查各名词的含义，易出现选择题。其中时延中的传输时延（或称发送时延）和传播时延，容易混淆，且计算题中容易出现，需重点记忆。属于高频考点。也称为延迟。指数据从网络中的一个结点（主机或交换设备等）到达另一结点所需要的时间。1.在计算机网络中，通常将连接两个结点的直接链路称为一个“跳步”，简称“跳”。2.分组的每跳传输过程主要产生 4 类时间延迟：结点处理时延、排队时延、传输时延（或称发送时延）和传播时延。(1)结点处理时延 dc：每个分组到达交换结点时进行的检错、检索转发表等时间总和，常忽略。(2)排队时延 dq：分组在缓存中排队等待的时间。大小不确定。(3)传输时延 dt：也称为发送时延，当一个分组在输出链路发送时，从发送第一位开始，到发送完最后一位为止，所用的时间。设分组长度 Lbit，链路带宽（即速率）Rbit/s，则 dt=L/R。(4)传播时延 dp：信号从发送端发送出来，经过一定距离的物理链路到达接收端所需要的时间。设物理链路长度 D（m），信号传播速度 V（m/s），则 dp=D/V。一个分组经过一个跳步所需的时间：dh=dc+dq+dt+dp时延一段物理链路的传播时延与链路带宽的乘积，称为时延带宽积，记为 G，G=dp*R，G 的单位是位。时延带宽积的物理意义在于：如果将物理链路看作一个传输数据的管道的话，时延带宽积表示一段链路可以容纳的数据位数，也称为以位为单位的链路长度。时延带宽积111.5 计算机网络体系结构知识点一：计算机网络体系结构知识点描述：考点讲解：此知识点主要考查计算机网络体系结构的含义：计算机网络所划分的层次以及各层协议的集合。此处常考填空题，理解记忆即可。知识点二：OSI 参考模型知识点描述：一、OSI 参考模型计算机网络各层次结构模型及其协议的集合称为网络的_。答案：答案：体系结构解析：解析：计算机网络所划分的层次以及各层协议的集合称为计算机网络体系结构。层次各层协议网络体系结构在以下计算机网络性能指标中，（）表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量。A.速率B.带宽C.时延D.吞吐量答案：答案：D解析：解析：速率是指网络单位时间内传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢，也称为数据传输速率或数据速率。在计算机网络中，当描述一条链路或信道的数据传输能力时，经常使用“带宽”一词表示链路或信道的最高数据速率，单位也是 bit/s。时延是指数据从网络中的一个结点（主机或交换设备等）到达另一结点所需要的时间。吞吐量表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量，单位为 bit/s 或 B/s（字节每秒），记为 Thr。12二、OSI 参考模型有关术语考点讲解：在层的实体之间传送的比特组称为数据单元，在对等层之间传送的数据单元是按照本层的协议进行的，因此，称为协议数据单元（PDU）。PDU 的构成如上图所示，PDU=PCI+SDU，其中 SDU 是上层的 PDU 经过 SAP 变换的。反之，到达目的站的 PDU 送往上层之前要把 PCI 逐层去掉，使信息恢复原来的结构。在此过程中都是用一组原语描述的，分别是：请求、指示、响应和证实。应用层7表示层6会话层5传输层4网络层3数据链路层2物理层1网络高层（信息处理服务）网络低层（数据交换和传输）端到端层结点到结点层与提供给用户的网络服务相关。在 Internet 上常见的一些网络应用大多在这一层。例如：WWW 服务：HTTP；文件传输：FTP；电子邮件：SMTP 和 POP3。处理应用实体间交换数据的语法，解决格式和数据表示的差别，为应用层提供一致格式；还可实现文本压缩/解压缩、数据加密/解密、字符编码的转换等功能。会话层是指用户与用户的连接，通过在两台计算机间建立、管理和终止通信来完成对话。进程-进程层次。功能：复用/分解、端到端的可靠数据传输、连接控制、流量控制和拥塞控制机制等。TCP：连接可靠传输协议。UDP：无连接不可靠传输协议。将分组通过交换网络传送至目的主机。功能：数据转发与路由。整个 TCP/IP 参考模型的核心。核心协议：IP 协议。功能：实现相邻结点之间数据可靠而有效的传输。有：帧同步功能，流量控制、链路管理、寻址。功能：在传输介质上实现无结构比特流传输；规定数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间接口的相关特性，包括机械、电气、功能和规程。SAPN-PCIN-PDUN-SDU（N+1）-PDUN+1 层N 层PDU：协议数据单元SDU：服务数据单元PCI：协议控制信息SAP：服务访问点每一层为其上层提供服务（服务原语）指示请求响应证实13知识点三：TCP/IP 参考模型、五层参考模型知识点描述：考点讲解：本教材的 2-6 章是按照五层参考模型展开讲解的，本节内容属于高频考点。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI 参考模型应用层传输层网络互联层（核心）网络接口层TCP/IP 参考模型应用层传输层网络层数据链路层物理层五层参考模型因特网体系结构最常用、最接近实际的模型理论体系结构报文段帧比特流各层 PDU 名称数据报(分组或包)OSI 参考模型中处理端到端的差错控制和流量控制的是（）A.数据链路层B.网络层C.传输层D.应用层答案：答案：C解析：解析：在 OSI 参考模型中，传输层是第一个端到端的层次，也是进程进程的层次。传输层的核心任务是为应用进程之间提供端到端的逻辑通信服务。传输层的功能主要包括：实现进程间的端到端可靠数据传输控制；面向应用层实现复用与分解；实现端到端的流量控制；拥塞控制等。141.6 计算机网络与因特网发展简史知识点描述：1967ARPAnet 是第一个分组交换计算机网络。当今因特网的祖先1972第一个主机到主机的协议：NCP20 世纪 90 年底万维网（WWW）应用的诞生2000 开始互联网+1983TCP/IP 成熟代替了 NCP考点讲解：网络最开始用于美国军方，直到 20 世纪 90 年代开始商用才催生了万维网的诞生。此处易考选择题，理解记忆即可。下列网络协议中提供传输层服务的协议是（）A.TCP 与 IPB.FTP 与 TCPC.IP 与 DNSD.TCP 与 UDP答案：答案：D解析：解析：传输层的协议为运行在不同主机上的进程提供了一种逻辑通信机制。TCP/IP 参考模型的传输层主要包括面向连接、提供可靠数据流传输的传输控制协议 TCP 和无连接不提供可靠数据传输的用户数据报协议 UDP。首次使用分组交换方式的网络是（）A.ARPAnetB.SNA 网C.无线局域网D.DNA 网答案：答案：A解析：解析：ARPAnet 是第一个分组交换计算机网络，也是当今因特网的祖先。15【选择题】1.以下网络拓扑构型中不采用点-点线路的通信子网的拓扑是（）A.星形B.网状形C.树形D.总线形2.网络核心是通过（）来实现数据的中继与转发。A.分组交换B.资源共享C.数据共享D.数据交换3.下列网络协议中提供传输层服务的协议是（）A.TCP 与 IPB.FTP 与 TCPC.IP 与 DNSD.TCP 与 UDP4.下列关于交换技术的说法中错误的是（）A.电路交换适用于猝发式通信B.报文交换不能满足实时通信C.报文交换的电路利用率高D.分组交换适用于交互式通信5.在以下计算机网络性能指标中，（）指数据从网络中的一个结点（主机或交换设备等）到达另一结点所需要的时间。A.速率B.带宽C.时延D.吞吐量6.将协议数据单元称为“分组”的是（）A.应用层B.传输层C.网络层D.物理层练一练练一练167.首次在 ARPANET 上使用的网络交换方式是（）A.电路交换B.报文交换C.分组交换D.虚拟交换【填空题】1.计算机网络中，为进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为_。2.组成网络协议的三个要素是_、语义和时序。3.计算机网络中，通常将连接两个结点的直接链路称为一个_。17【选择题】1.D解析：总线型拓扑结构网络采用一条广播信道作为公共传输介质，称为总线，所有结点均与总线连接，结点间的通信均通过共享的总线进行。由于总线是一条广播信道，所以任一结点通过总线发送数据时，其他结点都会接收到承载这些数据的信号。如果同时有两个或两个以上的结点同时向共享信道中发送数据，就会产生干扰，会导致任何一个结点的数据发送失败，这一现象称为冲突。总线型拓扑结构网络在早期的局域网中比较多见。总线形是点与总线相连，而不是点与点相连的拓扑结构。2.D解析：网络核心是由通信链路互连的分组交换设备构成的网络，作用是实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发。比较典型的分组交换设备是路由器和交换机等。网络核心如何实现数据的中继与转发？答案就是数据交换。3.D解析：传输层的协议为运行在不同主机上的进程提供了一种逻辑通信机制。TCP/IP 参考模型的传输层主要包括面向连接、提供可靠数据流传输的传输控制协议 TCP 和无连接不提供可靠数据传输的用户数据报协议UDP。4.A解析：数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包括电路交换、报文交换和分组交换。（1）电路交换的特点是有连接的，在通信时需要先建立电路连接，在通信过程中独占一个信道，通信结束后拆除电路连接。电路交换的优点是实时性高，时延和时延抖动都较小；缺点是对于突发性数据传输，信答案18道利用率低，且传输速率单一。电路交换主要适用于语音和视频这类实时性强的业务。故电路交换不适用于突发性数据传输，即 A 错。（2）报文交换：相对电路交换信道而言，报文交换线路利用率高；缺点是对于实时通信而言会容易出现不能满足速度要求的情况，有时候结点收到的报文过多而存储空间不够或者输出链路被占用不能及时转发时，就不得不丢弃报文，这也是报文交换的缺点。（3）分组交换的优点：交换设备存储容量要求低；交换速度快；可靠传输效率高；更加公平。当分组长度尽可能短时，适用于交互式通信。5.C解析：速率是指网络单位时间内传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢，也称为数据传输速率或数据速率。在计算机网络中，当描述一条链路或信道的数据传输能力时，经常使用“带宽”一词表示链路或信道的最高数据速率，单位也是 bit/s。时延是指数据从网络中的一个结点（主机或交换设备等）到达另一结点所需要的时间。吞吐量表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量，单位为 bit/s 或 B/s（字节每秒），记为 Thr。6.C解析：网络层解决的核心问题是如何将分组通过交换网络传送至目的主机。在对等层之间传送的数据单元称为协议数据单元。7.C解析：ARPAnet 是第一个分组交换计算机网络，也是当今因特网的祖先。【填空题】191.网络协议解析：Internet 中互连的端系统、分组交换设备或其他网络设备在进行信息发送、接收或转发的过程中，都需要遵循一些规则或约定，即网络协议。2.语法解析：协议约定了实体之间交换的信息类型、信息各部分的含义、信息交换顺序以及收到特定信息或出现异常时应采取的行为。任何一个协议都会显式或隐式地定义 3 个基本要素：语法、语义和时序，称为协议三要素。3.跳步解析：计算机网络中，通常将连接两个结点的直接链路称为一个跳步（hop），简称跳。20第 2 章 网络应用人们通过各种网络应用使用计算机网络，比如使用 Web 应用浏览新闻、使用邮件系统收发电子邮件、使用 QQ 视频聊天、使用 BT 分享文件等。应用层是普通用户最关心的层，因为在应用层提供的网络应用越丰富，用户拥有的选择就越多，并且用户还可以根据需要开发针对特定需求的网络应用，支持特定的业务。本章将介绍网络应用的体系结构与特点，网络应用通信的基本原理，典型的网络应用与应用层协议以及 Socket 编程基础等内容。2.1 计算机网络应用体系结构知识点描述：考点讲解：考生需牢记三类应用体系结构，并区分。此处常考选择题和填空题，为高频考点。特点：最典型、最基本；通信只在客户与服务器间进行。案例：WWW 应用、文件传输 FTP、电子邮件客户/服务器（C/S）结构特点：所有通信都在对等的通行方之间直接进行。案例：Gnutella、BitTorent纯 P2P 结构特点：存在客户与服务器之间传统 C/S 结构的通信，也存在客户之间的通信。案例：IPTV混合结构WWW 采用的是_的工作模式。答案：答案：客户/服务器解析解析：客户/服务器结构的网络应用是最典型的、最基本的网络应用。人们平时使用的许多网络应用都属于这类应用，比如 WWW 应用、文件传输 FTP、电子邮件等。212.2 网络应用通信基本原理知识点描述：考点讲解：考生需记忆常用的端口号，下面例题的解析给出了本书涉及的端口号，之后将不再赘述。此处常考选择题，为高频考点。Web 服务器的默认端口号是（）A.25B.53C.110D.80答案：答案：D解析：解析：标准化应用为不同的服务器分配了不同的默认端口号，常用如下：协议端口号HTTP 超文本传输协议（Web 服务器的默认端口号）80SMTP 简单邮件传输协议25POP3 邮局协议版本 3110FTP 文件传送协议21 控制连接（默认）20 数据连接DNS 域服务器所开放的端口53DHCP 动态主机配置协议DHCP 客户端68DHCP 服务器端67Telnet 远程终端协议23RIP 信息协议520SNMP 简单网络管理协议get UDP 161（默认）trap UDP 162典型的网络应用编程接口是套接字（Socket）。IP 地址端口号标识应用进程唯一标识一个主机或路由器接口标识套接字的编号。如 Web 服务器的默认端口号是 80222.3 域名系统（DNS）知识点描述：考点讲解：此处常考选择题，为高频考点。知识点一：层次化域名空间知识点描述：考点讲解：考生需重点记忆顶级域名中各名称及其代表的含义。此处常考选择题，为高频考点。下列关于域名系统 DNS 的表述中错误的是（)A.DNS 是一个集中式数据库系统B.域名的各分量之间用小数点分隔C.Internet 域名由 DNS 统一管理D.域名中的英文字母不区分大小写答案：答案：A解析解析：DNS 为了实现域名解析，需要建立分布式数据库分布式数据库，存储网络中域名与 IP 地址的映射关系数据，这些数据库存储在域名服务器上，域名服务器根据用户的请求提供域名解析服务。IP 地址域名域名解析DNS42.62.10.15523知识点二：域名服务器知识点描述根域名服务器顶级域名服务器权威域名服务器最重要的域名服务器，知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP。共 13 个，用 am的英文字母表示。其名称对应一个域名的最后一个名字，是对行业或区域的命名，如 com、cn。负责一个区的域名服务器。拥有域名的主机，其域名与IP地址的映射关系都存储在其上。中间域名服务器除了根、顶级、权威域名服务器外的服务器。考点讲解：例如，某主机域名为 ，则可能存在的域名服务器包括顶级域名服务器 com，中间域名服务器 ，权威域名服务器 。此处常考选择题，为高频考点。在域名服务器中，（）用来保存一个区中的所有主机的域名到 IP 地址的映射。A.根域名服务器B.顶级域名服务器C.权威域名服务器D.中间域名服务器答案：答案：C解析：解析：域名服务器根据其主要保存的域名信息以及在域名解析过程中的作用等，可以分为根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器、中间域名服务器 4 类。一个服务器所负责的管辖的（或有权限的）范围叫做区。每个区设置相应的权威域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到 IP 地址的映射。以下顶级域名中，用于非盈利性组织的是（）A.usB.comC.netD.org答案：答案：D解析解析：（1）国家顶级域名 nTLD：如 cn 表示中国，us 表示美国，uk 表示英国等。（2）通用顶级域名 gTLD：最早的顶级域名是 com（公司和企业）、net（网络服务机构）、org（非盈利性组织）、edu（专用的教育机构）、gov（专用的政府部门）、mil（专用的军事部门）、int（国际组织）。（3）基础结构域名：这种顶级域名只有一个，即 arpaarpa，用于反向域名解析，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。一个服务区所管辖的范围叫做区。DNS 服务器管辖范围以区为单位。24知识点三：域名解析过程知识点描述考点讲解：此处易考选择题，理解记忆即可。2.4 万维网应用知识点一：万维网应用结构知识点描述当本地域名服务器不能直接响应解析结果，则都从根域名服务器开始查询。对因特网上任何一个域名进行解析，若本地域名服务器无法解析，就首先求助于（）A.根域名服务器B.顶级域名服务器C.权威域名服务器D.中间域名服务器答案：答案：A解析：解析：域名服务器根据其主要保存的域名信息以及在域名解析过程中的作用等，可以分为根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器、中间域名服务器 4 类。根域名服务器：根域名服务器是最重要的域名服务器，全球互联网中部署了有限的几个根域名服务器，每个根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地址。不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。Web 服 务浏览器HTTPWeb 应用结构典型的客户/服务器网络应用。每个 Web 页面的唯一标识符：URL 地址=主机域名（或 IP 地址）+对象的路径名，如http:/ 应用主要包括三部分：浏览器、超文本传输协议（HTTP）、web 服务器。类似 Web 应用的客户与服务器之间的交互基于应用层协议 HTTP。HTTP 标识被操作资源的方法是采用 URL。此知识点属于高频考点。知识点二：HTTP知识点描述1、HTTP 概述HTTP 是 Web 应用的应用层协议。定义浏览器如何向 Web 服务器发送请求以及 Web 服务器如何向浏览器进行响应。目前主要使用的 HTTP/1.0 和 HTTP/1.1，尤其以 HTTP/1.1 为主流。2、HTTP 连接浏览器访问 Web 服务器上的超文本信息所使用的协议是_。答案：答案：HTTP解析解析：Web 应用主要包括 Web 服务器、浏览器与超文本传输协议（HTTP）等部分，Web 应用是典型的客户/服务器网络应用，客户与服务器之间的交互基于应用层协议 HTTP。浏览器向 Web 服务器发送HTTP 请求报文，服务器向浏览器送回 HTTP 响应报文，其中包含客户所要的 Web 页，浏览器对其中的 Web 页进行解析并显示。HTTP 客户与 HTTP 服务器建立 TCP 连接后，通过该连接发送 HTTP 请求报文，接收 HTTP 响应报文，然后断开连接。HTTP/1.0 默认使用非持久连接。通过建立多条并行 TCP 连接，并行发送 HTTP 请求和并行接收 HTTP 响应。但对同时建立的并行 TCP 连接数有限制。也称为非管道方式持久连接，客户端在通过持久连接收到前一个响应报文后，才能发出对下一个对象的请求报文。也称为管道方式持久连接，客户端在通过持久连接收到前一个对象的响应报文前，连续依次发送对后续对象的请求报文，然后再通过该连接依次接收服务器发回的响应报文。HTTP/1.1 默认使用流水方式持久连接。不断开已建立的 TCP 连接。并行连接非持久连接优化非流水方式持久连接流水方式举例26以请求浏览一个引用 3 个 JPEG 小图像的 Web 页面为例计算 RTT（请求和响应的一个时间单位）。并行连接浏览器时间服务器建立TCP 连接请求Web 页并行建立3 条连接并行请求3 个图像共需 4RTT非流水方式持久连接浏览器时间服务器建立TCP 连接请求Web 页请求第 1个图像请求第 2个图像请求第 3个图像共需 5RTT非持久连接浏览器时间服务器建立TCP 连接请求Web 页建立TCP 连接请求第 1个图像建立TCP 连接请求第 2个图像建立TCP 连接请求第 3个图像共需 8RTT流水方式持久连接浏览器时间服务器建立TCP 连接请求Web 页依次请求3 个图像共需 3RTT27考点讲解：HTTP 作为 Web 应用的应用层协议，依据每次请求后是否需要重新建立一个连接，分为非持久连接和持久连接的 HTTP。因为非持久连接需要每次重新建立连接的弊端，提出了并行连接和持久连接的优化技术，但并行连接有并行 TCP 连接数的限制，故产生了持久连接的方式。又根据是否可以连续依次发送请求，分为非流水方式持久连接和流水方式持久连接。非流水方式必须等待一个对象请求并响应后才可以对下一个对象请求，流水方式可以连续依次发送请求，节省时间，故现在流行的 HTTP/1.1 默认使用流水方式持久连接。考生可以根据上述例子加以理解应用，此知识点易选择题、简答题和应用题，属于高频考点。3、HTTP 报文起始行方法/协议版本URL/状态码协议版本/短语CRLF首部行首部行字段名:值CRLF首部行字段名:值CRLF空白行CRLF报文主体实体HTTP 报文分为两类：请求报文和响应报文，其最主要区别是起始行不同。分别为：请求报文起始行：响应报文起始行：空格1、HTTP 是 Web 应用的应用层协议，（）是目前 Web 应用最广泛的 HTTP 版本。A.HTTP/1.0B.HTTP/1.1C.HTTP/2.0D.HTTP-NG答案：答案：B解析：解析：HTTP 是 Web 应用的应用层协议，定义浏览器如何向 Web 服务器发送请求以及 Web 服务器如何向浏览器进行响应。目前主要使用的是 HTTP/1.0 和 HTTP/1.1 两个版本，尤其以 HTTP/1.1 为主流。HTTP/1.0 是第一个得到广泛应用的 HTTP 版本。HTTP/1.1 是目前 Web 应用最广泛的 HTTP 版本。最新版本的 HTTP 是 HTTP/2.0，但是该协议目前尚未得到广泛应用。HTTP/2.0 最初称为 HTTP-NG。2、关于 HTTP 连接，HTTP/1.1 默认情况下使用（）A.非持久连接B.并行连接C.流水方式持久连接D.非流水方式持久连接答案：答案：C解析：解析：根据 HTTP 在使用 TCP 连接的策略不同，可以分为非持久连接的 HTTP 和持久连接的 HTTP。对 HTTP/1.0 的这种默认的非持久连接使用方式进行优化，典型优化技术包括以下两种：并行连接和持久连接。持久连接又分为两种工作方式：非流水方式持久连接和流水方式持久连接。HTTP/1.0 默认使用非持久连接。HTTP/1.1 默认情况下使用流水方式持久连接。28HTTP 状态码分类状态码类别取值范围作用说明1xx100199信息提示通告信息，可能还需要进一步交互2xx20