# 计算机网络体系结构 | 考研复试终极整理版

## 1. 计算机网络基本概念

### 1.1 定义与功能

- **定义**：将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接，由软件实现**资源共享**和**信息传递**的系统。
- **核心特征**：互联、自治、协议控制。
- **核心功能**：
  - **数据通信**（基础功能）
  - **资源共享**（硬件/软件/数据）
  - **分布式处理**（任务分配优化）
  - **可靠性保障**（冗余链路容错）

### 1.2 组成与分类

- **组成**：
  - **硬件**：主机、路由器、交换机、通信链路
  - **软件**：网络OS、协议栈、应用工具
  - **协议**：TCP/IP、HTTP、DNS等
- **分类**：
  - **拓扑结构**：总线型/星型/环型/网状
  - **覆盖范围**：LAN（局域网）、WAN（广域网）、MAN（城域网）
  - **交换技术**：电路交换/报文交换/分组交换

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## 2. 网络分层体系

### 2.1 OSI七层模型

| 层级           | 功能                 | 关键协议/技术 | 数据传输单元  |
| -------------- | -------------------- | ------------- | ------------- |
| **应用层**     | 用户接口、文件传输   | HTTP/FTP/SMTP | 报文          |
| **表示层**     | 数据格式转换、加密   | ASCII/JPEG    | 报文          |
| **会话层**     | 建立/管理会话        | ADSP/ASP      | 报文          |
| **传输层**     | 端到端通信、流量控制 | TCP/UDP       | 段（Segment） |
| **网络层**     | 路由选择、IP寻址     | IP/ICMP/ARP   | 包（Packet）  |
| **数据链路层** | 帧封装、差错检测     | PPP/HDLC      | 帧（Frame）   |
| **物理层**     | 比特流传输           | 光纤/双绞线   | 比特（Bit）   |

### 2.2 TCP/IP四层模型

| 层级           | 对应OSI层            | 核心协议      |
| -------------- | -------------------- | ------------- |
| **应用层**     | 应用层+表示层+会话层 | HTTP/DNS/SMTP |
| **传输层**     | 传输层               | TCP/UDP       |
| **网络层**     | 网络层               | IP/ICMP/ARP   |
| **网络接口层** | 数据链路层+物理层    | Ethernet/PPP  |

**对比要点**：

- OSI理论性强，TCP/IP实用性强
- TCP/IP省略会话层/表示层，合并网络接口层

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## 3. 核心协议与机制

### 3.1 关键协议对比

| 协议    | 层级   | 连接性   | 可靠性          | 典型应用   |
| ------- | ------ | -------- | --------------- | ---------- |
| **TCP** | 传输层 | 面向连接 | 高（确认/重传） | Web/Email  |
| **UDP** | 传输层 | 无连接   | 低              | 视频流/DNS |
| **IP**  | 网络层 | 无连接   | 不可靠          | 全局寻址   |

### 3.2 重要机制

- **流量控制**：
  - **滑动窗口协议**（传输层）
  - **停等协议/后退N帧/选择重传**（数据链路层）
- **拥塞控制**：
  - 慢启动/拥塞避免/快重传/快恢复（TCP特有）
- **地址解析**：
  - **ARP**（IP→MAC）
  - **RARP**（MAC→IP）

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## 4. 高频考点解析

### 4.1 三次握手与四次挥手

- **三次握手**：
  1. SYN=1, seq=x
  2. SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1
  3. ACK=1, seq=x+1, ack=y+1
- **四次挥手**：
  1. FIN=1
  2. ACK=1
  3. FIN=1
  4. ACK=1

### 4.2 路由协议分类

| 类型         | 协议             | 特点                 |
| ------------ | ---------------- | -------------------- |
| **内部网关** | RIP（距离向量）  | 跳数限制15，UDP传输  |
| **内部网关** | OSPF（链路状态） | Dijkstra算法，IP封装 |
| **外部网关** | BGP（路径向量）  | TCP传输，策略路由    |

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## 5. 典型问题应答模板

**Q：OSI与TCP/IP模型的主要区别？**  
A：OSI强调严格分层和服务定义，TCP/IP更注重实用性；OSI会话层/表示层在TCP/IP中被合并至应用层；TCP/IP网络接口层对应OSI的数据链路层+物理层。

**Q：数据链路层的核心功能？**  
A：① 封装成帧（帧定界） ② 透明传输（零比特填充） ③ 差错检测（CRC校验） ④ 流量控制（滑动窗口）。