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6.计算机网络核心知识点精要手册

计算机网络核心知识点精要手册

1.协议基础篇

网络协议三要素

  • 语法：数据与控制信息的结构或格式，如同语言中的语法规则
  • 语义：控制信息的具体含义和响应方式，规定通信双方"说什么"
  • 同步：事件执行的顺序与时序关系，确保"何时说"

分层模型对比

特性 OSI七层模型 TCP/IP四层模型
分层数量 7 4
应用层对应 应用层、表示层、会话层 应用层
网络层对应 网络层 网际层
底层对应 数据链路层、物理层 网络接口层

2.物理与链路层

物理层四大特性

  1. 机械特性：接口形状、尺寸规格
  2. 电气特性：信号电压、阻抗匹配
  3. 功能特性：引脚功能定义
  4. 过程特性：事件执行顺序

典型编码方式

  • 曼彻斯特编码：每位中间跳变，自带时钟信号
  • 差分曼彻斯特：每位开始跳变表示0，保持表示1
  • 4B/5B编码：效率80%，用于快速以太网

交换机工作原理

  • 学习机制：记录源MAC与端口映射
  • 转发决策：基于目的MAC地址
  • 广播处理：未知目的时泛洪广播
  • 隔离冲突：每个端口独立冲突域

3.传输层精要

TCP与UDP对比

特性 TCP UDP
连接方式 面向连接（三次握手） 无连接
可靠性 确认重传、流量控制、拥塞控制 尽最大努力交付
首部开销 20字节 8字节
传输效率 较低 较高
应用场景 文件传输、网页浏览 视频会议、DNS查询
数据单位 字节流 数据报

TCP状态转换关键路径

  • 建立连接：
    CLOSED → SYN_SENT → ESTABLISHED
  • 断开连接：
    ESTABLISHED → FIN_WAIT_1 → FIN_WAIT_2 → TIME_WAIT → CLOSED
  • 被动关闭：
    ESTABLISHED → CLOSE_WAIT → LAST_ACK → CLOSED

4.网络层核心

IP地址特性

  • 层次结构：网络号+主机号
  • 分类寻址：
    • A类(1-126)
    • B类(128-191)
    • C类(192-223)
  • 子网划分：借主机位创建子网
  • 特殊地址：
    • 网络地址：主机位全0
    • 广播地址：主机位全1
    • 回环地址：127.0.0.1

路由协议对比

类型 RIP OSPF BGP
算法类型 距离向量 链路状态 路径向量
度量标准 跳数 代价 路径属性
更新方式 定期广播 触发更新 增量更新
封装协议 UDP(520) IP(89) TCP(179)
适用场景 小型网络 大型企业网 自治系统间

5.应用层协议

典型协议端口

  • HTTP：80/TCP
  • HTTPS：443/TCP
  • FTP：21(控制)、20(数据)/TCP
  • DNS：53/UDP&TCP
  • SMTP：25/TCP
  • DHCP：67(服务器)、68(客户端)/UDP

FTP连接特性

  • 控制连接：持久连接，端口21
  • 数据连接：非持久连接，端口20
  • 传输模式：
    • 主动模式：服务器主动连接客户端
    • 被动模式：客户端连接服务器指定端口

性能计算专题

时延组成

  • 传输时延：数据长度/带宽
  • 传播时延：距离/传播速度
  • 处理时延：节点处理时间
  • 排队时延：等待输出链路时间

分组交换总时延

总时延 = (分组数×分组传输时延) + (跳数×分组传输时延)

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  • zoj 3829 Known Notation(贪心) 阿尔萨斯 ZOJ
    题目链接：zoj 3829 Known Notation 题目大意：给定一个不完整的后缀表达式，要求有2种不同操作，用尽量少的操作使得表达式完整。 解题思路：贪心，数字的个数要要保证比∗的个数多1，不够的话优先补在开头是最优的。然后遍历一遍字符串，碰到数字+1，碰到∗-1,保证数字的个数大于等1，如果不够减的话，可以和最后面的一个数字交换位置（用栈维护十分方便），因为添加和交换代价都是1
按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他