同学们，计网这科的特点是「知识点碎、公式固定、大题套路深」。选择题考协议细节，大题永远围绕 IP 分片、子网划分、TCP 拥塞控制转。这份讲义把协议和公式一网打尽，考前过三遍，计网 25 分稳稳拿下。
一、性能指标：必考公式第一批
| 公式 | 内容 | 备注 |
|---|---|---|
| 发送时延 | 分组长度(b) ÷ 发送速率(b/s) | 又叫传输时延，高频 |
| 传播时延 | 信道长度 ÷ 传播速率 | 电/光信号约 2×10⁸ m/s |
| 时延带宽积 | 传播时延 × 带宽 | 「链路上正在跑的比特数」 |
| 信道利用率（停等） | U = T_D / (T_D + RTT + T_A) | T_D 发送、T_A 确认帧发送 |
【经典题】100MB 文件用 100Mbps 链路发送，发送时延 = 800Mb ÷ 100Mbps = 8s。注意 MB 要乘 8 变成 bit——单位换算错误是计网丢分第一大坑。
奈奎斯特与香农（无噪声 / 有噪声）
- 奈奎斯特（无噪声）：C = 2W·log₂V（V 为离散电平数）
- 香农（有噪声）：C = W·log₂(1 + S/N)
- 信噪比换算：dB = 10·lg(S/N)。30dB → S/N = 1000
【经典题】带宽 3kHz、信噪比 30dB：C = 3000 × log₂1001 ≈ 3000 × 9.97 ≈ 29.9 kb/s。
两个公式不能混用：题目给「电平数/状态数」用奈奎斯特，给「信噪比/dB」用香农；两个条件都给时，取两者较小值作为实际极限。
二、分层模型与设备
| 层次 | 核心协议/设备 | 交换单位 |
|---|---|---|
| 应用层 | HTTP/FTP/SMTP/DNS/DHCP | 报文 |
| 传输层 | TCP/UDP | 段（segment） |
| 网络层 | IP/ICMP/ARP/OSPF | 数据报/分组 |
| 数据链路层 | 以太网/PPP/HDLC | 帧 |
| 物理层 | 中继器/集线器 | 比特 |
【易错点】路由器工作在网络层（隔离广播域），交换机工作在数据链路层（隔离冲突域不隔离广播域），集线器物理层（啥也不隔离）。集线器不隔离冲突域这句话选择器年年考。
三、数据链路层：以太网与 CSMA/CD
- 最短帧长 = 2 × 传播时延 × 数据速率（10Mbps 以太网争用期 51.2μs → 最短帧 64B）
- 以太网帧：数据字段 46
1500B，帧长 641518B，帧间间隔 9.6μs - CSMA/CD 二进制指数退避：第 i 次冲突后从 [0, 2^i − 1] 中随机选，16 次失败放弃
- 最短帧长考点变形：帧长缩短一半 → 争用期减半 → 最大网段距离减半
四、IP 层：分片、子网与路由协议
IP 分片（大题常客）
- IP 首部 20B；片偏移以 8B 为单位，因此每片数据长度必须是 8 的倍数
- 标志位：DF（不可分片）、MF（后面还有片）
- 【套路】总长 3820B、MTU 1420B：数据部分 1400B（1420−20），分 3 片，偏移 0 / 175 / 350（1400÷8=175）
子网划分与 CIDR
- 主机数 = 2^主机位 − 2（去全 0 网络地址、全 1 广播地址）
- 聚合方法：取所有网络地址的最长公共前缀
- 【口诀】掩码 1 对应网络位，主机全 1 是广播，广播地址的下一个就是下一子网
三大路由协议对比
| 协议 | 类型 | 传递方式 | 要点 |
|---|---|---|---|
| RIP | 距离向量 | UDP(520) | 跳数≤15，30s 广播，坏消息传得慢 |
| OSPF | 链路状态 | IP(协议号89) | 洪泛 LSA + Dijkstra，区域划分 |
| BGP | 路径向量 | TCP(179) | 自治域之间，策略优先 |
五、TCP 与 UDP
数字要背
UDP 首部 8B（源端口、目的端口、长度、校验和各 2B）；TCP 首部 20B 起；TCP 连接四元组 =（源 IP，源端口，目的 IP，目的端口）。
三次握手与四次挥手
- 三次握手：SYN → SYN+ACK → ACK；SYN 不携带数据但消耗一个序号
- 四次挥手：FIN → ACK → FIN → ACK；主动方最后进入 TIME_WAIT 等待 2MSL（保证最后一个 ACK 到达 + 让旧连接报文消亡）
- 【高频坑】「第三次握手的数据捎带」和「为什么不能两次握手」两个论述题，标准答案背熟
滑动窗口与序号
- GBN：发送窗口 W ≤ 2^n − 1（n 为序号比特数），接收窗口 = 1
- SR：发送窗口 = 接收窗口 ≤ 2^(n−1)
- 确认号 = 期望收到的下一个字节的序号
拥塞控制（大题钉子户）
四算法：慢开始 → 拥塞避免 → 快重传 → 快恢复。
- 每 RTT：慢开始指数增长（每收到一个 ACK cwnd+1，等效翻倍），到 ssthresh 后线性加 1
- 超时：ssthresh = cwnd/2，cwnd = 1，重新慢开始
- 收到 3 个重复 ACK（快重传）：ssthresh = cwnd/2，cwnd = ssthresh，直接进入拥塞避免（快恢复）
【名师提醒】画 cwnd-RTT 折线图是 2009 年以来考过 N 次的题型，横轴 RTT 纵轴 cwnd，转折点标注事件，最后一问通常问「第 n 个 RTT 时吞吐量」。
六、应用层协议端口表（背！）
| 协议 | 端口 | 传输层 |
|---|---|---|
| FTP | 21 控制 / 20 数据 | TCP |
| SMTP | 25 | TCP |
| DNS | 53（区域传送用 TCP） | UDP 为主 |
| DHCP | 67（服务器）/ 68（客户端） | UDP |
| HTTP | 80 | TCP |
| HTTPS | 443 | TCP |
| POP3 | 110 | TCP |
| Telnet | 23 | TCP |
【口诀】「FTP 嘴 21 腿 20」——控制连接一直是 21，数据连接主动模式才是 20。
七、其他高频散点
- ARP：IP → MAC，请求广播、应答单播；ICMP 差错报告（目的不可达类型 3）、Ping 用回送请求/应答（8/0）
- DHCP 四步：DISCOVER（广播）→ OFFER → REQUEST（广播）→ ACK
- DNS 递归 vs 迭代：主机向本地域名服务器递归，本地向根/顶级/迭代
- HTTP/1.1 默认持续连接；非持续连接每个对象耗 2×RTT
- 香农与奈奎斯特适用边界、CDMA 码片正交（内积为 0）、海明码检错位计算 2^k ≥ n+k+1
冲刺建议：计网选择题 40% 考「数字与细节」（端口号、首部长度、帧长范围），40% 考「过程」（握手挥手、DHCP 四步、DNS 查询），大题基本锁定「子网划分 + 路由表填空」和「TCP 拥塞控制画图」。把这篇里的表格全部默写一遍，计网下限就有了。