計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)歸納與練習(xí)題庫一、引言計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代信息社會(huì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，支撐著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展。掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐技能，是學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全、云計(jì)算等方向的關(guān)鍵前提。本文系統(tǒng)歸納計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)核心知識(shí)點(diǎn)，并配套針對(duì)性練習(xí)題庫，助力讀者夯實(shí)基礎(chǔ)、提升應(yīng)用能力。二、核心知識(shí)點(diǎn)歸納（一）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.定義與本質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)備（如路由器、交換機(jī)）和傳輸介質(zhì)（如光纖、無線）連接多臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP）和軟件支持下，實(shí)現(xiàn)資源共享（如文件、打印機(jī)）、信息傳遞（如數(shù)據(jù)、視頻）的系統(tǒng)。其核心是“連通性”與“共享性”。2.發(fā)展階段面向終端的網(wǎng)絡(luò)（如分時(shí)系統(tǒng)，終端-主機(jī)模式）；計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（如ARPANET，分組交換技術(shù)誕生）；開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)（OSI參考模型推動(dòng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化）；互聯(lián)網(wǎng)與高速網(wǎng)絡(luò)（IPv4/IPv6、萬兆以太網(wǎng)、5G等技術(shù)普及）。3.分類維度覆蓋范圍：局域網(wǎng)（LAN，如辦公室網(wǎng)絡(luò)，覆蓋百米-數(shù)公里）、城域網(wǎng)（MAN，如城市寬帶，覆蓋數(shù)十公里）、廣域網(wǎng)（WAN，如互聯(lián)網(wǎng)骨干，覆蓋全球）；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型（中心節(jié)點(diǎn)如交換機(jī)，易管理但單點(diǎn)故障）、總線型（共享總線，易沖突）、環(huán)型（令牌傳遞，如FDDI）、網(wǎng)狀型（冗余度高，如互聯(lián)網(wǎng)骨干）；傳輸介質(zhì)：有線（雙絞線、同軸電纜、光纖）、無線（Wi-Fi、藍(lán)牙、5G）。4.性能指標(biāo)帶寬：?jiǎn)挝粫r(shí)間傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（如100Mbps表示每秒傳輸1億比特），反映鏈路傳輸能力；時(shí)延：包含發(fā)送時(shí)延（數(shù)據(jù)封裝為幀的時(shí)間）、傳播時(shí)延（信號(hào)在介質(zhì)中傳輸?shù)臅r(shí)間）、處理時(shí)延（設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)間）、排隊(duì)時(shí)延（數(shù)據(jù)在隊(duì)列中等待的時(shí)間）；吞吐量：實(shí)際傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)速率（受帶寬、擁塞等影響）；丟包率：丟失的分組數(shù)占總發(fā)送分組數(shù)的比例（反映網(wǎng)絡(luò)擁塞程度）。（二）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.OSI參考模型（七層）由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出，從下到上分為：物理層：處理比特流傳輸（如電壓、光信號(hào)），定義傳輸介質(zhì)（如雙絞線的線序）、編碼（如曼徹斯特編碼）；數(shù)據(jù)鏈路層：將比特封裝為幀，實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制（如CRC）、流量控制（如滑動(dòng)窗口）、介質(zhì)訪問控制（如CSMA/CD）；網(wǎng)絡(luò)層：處理分組（IP包），實(shí)現(xiàn)路由選擇（如OSPF）、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（如IP協(xié)議）；傳輸層：提供端到端的可靠/不可靠傳輸（如TCP/UDP），區(qū)分進(jìn)程（如端口號(hào)）；會(huì)話層：建立、維護(hù)、釋放會(huì)話（如RPC會(huì)話）；表示層：處理數(shù)據(jù)格式（如加密、壓縮、字符編碼）；2.TCP/IP參考模型（四層）互聯(lián)網(wǎng)實(shí)際采用的模型，從下到上為：網(wǎng)絡(luò)接口層：對(duì)應(yīng)OSI物理層+數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé)局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)的幀傳輸；網(wǎng)絡(luò)層（IP層）：對(duì)應(yīng)OSI網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)IP分組轉(zhuǎn)發(fā)（如IPv4/IPv6）；傳輸層：對(duì)應(yīng)OSI傳輸層，提供TCP（可靠）、UDP（不可靠）服務(wù)；3.協(xié)議、服務(wù)與接口協(xié)議：對(duì)等層（如兩臺(tái)主機(jī)的傳輸層）之間的通信規(guī)則（如TCP的三次握手）；服務(wù)：下層為上層提供的功能（如數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供“可靠的幀傳輸”服務(wù)）；接口：上下層之間的邊界（如應(yīng)用層通過“套接字（Socket）”接口調(diào)用傳輸層服務(wù)）。（三）物理層1.傳輸介質(zhì)有線：雙絞線：分為UTP（非屏蔽，如五類線支持100Mbps）、STP（屏蔽，抗干擾強(qiáng)）；同軸電纜：曾用于以太網(wǎng)，現(xiàn)多用于有線電視；光纖：分為單模（長(zhǎng)距離，如骨干網(wǎng)）、多模（短距離，如數(shù)據(jù)中心），帶寬大、抗干擾。無線：無線電波（如Wi-Fi的2.4G/5G頻段）、微波（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸）、紅外（短距離，如遙控器）、衛(wèi)星（覆蓋廣，如海事通信）。2.編碼與調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)→數(shù)字信號(hào)：不歸零碼（NRZ，高電平1、低電平0，無同步）、曼徹斯特編碼（每個(gè)比特中間跳變，同步+數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)用）；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)→模擬信號(hào)：調(diào)幅（AM，改變振幅）、調(diào)頻（FM，改變頻率）、調(diào)相（PM，改變相位，如QPSK）；模擬數(shù)據(jù)→數(shù)字信號(hào)：脈沖編碼調(diào)制（PCM），通過采樣、量化、編碼實(shí)現(xiàn)（如電話語音的數(shù)字化）。3.信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用（FDM）：將帶寬劃分為多個(gè)子信道（如有線電視的多頻道）；時(shí)分復(fù)用（TDM）：按時(shí)間片分配信道（如T1/E1線路）；統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM）：動(dòng)態(tài)分配時(shí)間片（如IP網(wǎng)絡(luò)的分組交換）；波分復(fù)用（WDM）：光纖的“頻分復(fù)用”，不同波長(zhǎng)光信號(hào)復(fù)用（如100G光纖傳輸）；碼分復(fù)用（CDM）：各用戶用不同碼片序列（如CDMA手機(jī)通信）。4.寬帶接入技術(shù)ADSL：非對(duì)稱數(shù)字用戶線，利用電話線，下行（用戶→網(wǎng)絡(luò)）帶寬大，上行??；HFC：混合光纖同軸，光纖到小區(qū)，同軸到家庭；FTTx：光纖到戶（FTTH）、光纖到樓（FTTB），帶寬可達(dá)千兆；無線接入：Wi-Fi（IEEE802.11系列，如Wi-Fi6）、4G/5G（蜂窩網(wǎng)絡(luò)，支持移動(dòng)性）。（四）數(shù)據(jù)鏈路層1.幀與差錯(cuò)控制幀是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，結(jié)構(gòu)為“首部+數(shù)據(jù)+尾部”，尾部含CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）（檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可檢測(cè)突發(fā)錯(cuò)誤）。差錯(cuò)控制：檢錯(cuò)（如CRC，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后重傳）、糾錯(cuò)（如海明碼，開銷大，少用）。2.流量控制防止發(fā)送方速率超過接收方處理能力，協(xié)議包括：停止-等待協(xié)議：發(fā)一幀，等確認(rèn)（ACK）后再發(fā)下一幀，簡(jiǎn)單但效率低；滑動(dòng)窗口協(xié)議：發(fā)送方維護(hù)“窗口”，可連續(xù)發(fā)多幀，接收方按序確認(rèn)（如GBN回退N幀、SR選擇重傳）。3.介質(zhì)訪問控制（MAC）隨機(jī)訪問：CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)）：以太網(wǎng)（總線型）用，發(fā)前監(jiān)聽，沖突后退避重發(fā)（半雙工）；CSMA/CA（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免）：無線局域網(wǎng)（802.11）用，發(fā)前監(jiān)聽，通過RTS/CTS預(yù)約信道（避免隱藏終端問題）。受控訪問：令牌環(huán)（如IBMTokenRing）、令牌總線（如IEEE802.4），通過令牌（Token）控制發(fā)送權(quán)。信道劃分：TDM、FDM等（如有線電視的頻道劃分）。4.局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)（IEEE802.3）：幀結(jié)構(gòu)：目的MAC（6字節(jié)）、源MAC（6字節(jié)）、類型（如0x0800表示IP）、數(shù)據(jù)（____字節(jié)）、FCS（4字節(jié)）；MAC地址：48位（前24位廠商ID，后24位自定），全球唯一（如____）；VLAN（虛擬局域網(wǎng)）：通過交換機(jī)劃分廣播域，隔離不同部門的流量（如VLAN10、VLAN20）。廣域網(wǎng)協(xié)議：PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）：用于撥號(hào)、光纖接入，支持認(rèn)證（PAP/CHAP）、壓縮、加密；HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）：面向比特的同步協(xié)議，多用于路由器串口。（五）網(wǎng)絡(luò)層1.核心功能分組轉(zhuǎn)發(fā)：路由器根據(jù)路由表（如目的網(wǎng)絡(luò)→下一跳）轉(zhuǎn)發(fā)IP分組；路由選擇：通過動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如RIP、OSPF）或靜態(tài)路由，生成路由表。2.IP地址與編址IPv4：32位，點(diǎn)分十進(jìn)制（如），分為網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位（CIDR無分類編址，如/24，前24位網(wǎng)絡(luò)，后8位主機(jī)）；子網(wǎng)劃分：通過子網(wǎng)掩碼（如）將大網(wǎng)絡(luò)劃分為小子網(wǎng)（如/24→/27，增加子網(wǎng)位，減少主機(jī)位）；IPv6：128位，冒分十六進(jìn)制（如2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334），地址類型：?jiǎn)尾ィㄒ粚?duì)一）、組播（一對(duì)多）、任播（一對(duì)最近）。3.IP分組與路由協(xié)議IP分組結(jié)構(gòu)：版本（4或6）、首部長(zhǎng)度、服務(wù)類型（QoS）、總長(zhǎng)度、標(biāo)識(shí)（分片）、標(biāo)志（DF不分片、MF更多分片）、片偏移、TTL（生存時(shí)間，每跳減1）、協(xié)議（如6表示TCP，17表示UDP）、源/目IP；路由協(xié)議：IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）：RIP（距離向量，跳數(shù)為度量，UDP520）、OSPF（鏈路狀態(tài)，Dijkstra算法，組播/6）；EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）：BGP（路徑向量，TCP179，自治系統(tǒng)間通信）。4.輔助協(xié)議ARP（地址解析協(xié)議）：將IP地址解析為MAC地址（如→____）；ICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）：傳遞差錯(cuò)/控制信息（如ping的回顯請(qǐng)求/應(yīng)答，traceroute的TTL超時(shí)）；IGMP（互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議）：管理組播組成員（如接收的所有主機(jī)組播）。（六）傳輸層1.端到端通信與端口端口范圍：____為熟知端口，____為注冊(cè)端口，____為臨時(shí)端口。2.TCP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）面向連接、可靠傳輸，通過三次握手建立連接（SYN→SYN+ACK→ACK），四次揮手釋放連接（FIN→ACK→FIN→ACK）；可靠機(jī)制：序號(hào)（保證有序）、確認(rèn)（保證不丟）、滑動(dòng)窗口（流量控制）、擁塞控制（慢啟動(dòng)、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)）；TCP首部：源/目端口、序號(hào)、確認(rèn)號(hào)、數(shù)據(jù)偏移、標(biāo)志位（SYN、ACK、FIN、RST等）、窗口、校驗(yàn)和、緊急指針。3.UDP協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）無連接、不可靠，首部?jī)H8字節(jié)（源/目端口、長(zhǎng)度、校驗(yàn)和），開銷小、時(shí)延低；適用場(chǎng)景：實(shí)時(shí)應(yīng)用（如視頻會(huì)議、語音通話）、DNS查詢、TFTP文件傳輸。4.流量控制與擁塞控制流量控制：端到端，接收方通過窗口字段告訴發(fā)送方“最多可發(fā)多少數(shù)據(jù)”（如TCP的滑動(dòng)窗口）；擁塞控制：全局，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過高時(shí)，發(fā)送方減小發(fā)送速率（如TCP的擁塞窗口，慢啟動(dòng)閾值）。（七）應(yīng)用層1.典型協(xié)議與服務(wù)郵件協(xié)議：SMTP（發(fā)郵件，TCP25）、POP3（收郵件，TCP110）、IMAP（收郵件，TCP143，支持文件夾管理）；DNS（域名系統(tǒng)）：域名→IP解析，遞歸查詢（客戶端→本地DNS→根→頂級(jí)域→二級(jí)域…）、迭代查詢（本地DNS→根→根→頂級(jí)域…），資源記錄（A記錄IPv4、AAAA記錄IPv6、CNAME別名、MX郵件服務(wù)器）；DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）：自動(dòng)分配IP地址，過程：發(fā)現(xiàn)（DHCPDISCOVER）、提供（DHCPOFFER）、請(qǐng)求（DHCPREQUEST）、確認(rèn)（DHCPACK）；SSH（安全外殼）：加密遠(yuǎn)程登錄，替代Telnet（明文，TCP23），TCP22；SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）：管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如路由器、交換機(jī)），UDP161（管理）、162（陷阱，設(shè)備主動(dòng)發(fā)告警）。2.服務(wù)模型三、練習(xí)題庫（一）選擇題（每題1分，示例5題）1.OSI參考模型中，實(shí)現(xiàn)“可靠的幀傳輸”功能的是（）層。A.物理層B.數(shù)據(jù)鏈路層C.網(wǎng)絡(luò)層D.傳輸層解析：數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)幀的封裝、差錯(cuò)控制、流量控制，實(shí)現(xiàn)可靠的幀傳輸。答案：B。2.以下屬于IPv6單播地址的是（）。A.FF02::1B.2001:DB8::1C.FF02::1:FF00:1234D.::1解析：A是組播地址，C是任播地址，D是環(huán)回地址（單播），B是全球單播地址。答案：B（或D，結(jié)合教材定義）。3.TCP擁塞控制中，“慢啟動(dòng)”的作用是（）。A.防止新連接發(fā)送速率過高導(dǎo)致?lián)砣鸅.快速恢復(fù)丟失的分組C.調(diào)整接收方的窗口大小D.檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否擁塞解析：慢啟動(dòng)階段，發(fā)送方的擁塞窗口從1開始指數(shù)增長(zhǎng)，防止初始速率過高。答案：A。4.以下協(xié)議中，工作在應(yīng)用層的是（）。A.TCPB.IPC.DNSD.ARP解析：TCP傳輸層，IP網(wǎng)絡(luò)層，ARP網(wǎng)絡(luò)層輔助，DNS應(yīng)用層。答案：C。5