计算机网络期末要点(谢希仁).docx

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1、计算机网络知识及要点第一章21实际的主要特征数字化、网络化、信息化，以网络为核心的信息时代。三网：电信网络、有线电视网络、计算机网络 三网融合计算机网络向用户提供的重要功能：1.连通性2.共享网络由若干节点和连接这些节点的链路组成，网络中的节点可以是交换机、集线器、计算机因特网边缘的部分所有主机称做端系统，主机A的某个进程和主机B的某个进程进行通信简称为“计算机之间的通信”。客户- 服务器方式（C/S方式）对等方式（P2P）客户-服务器方式（C/S方式）客户（client）服务器（server）路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组电路连接：建立连接通话释放连接三种交换的主要特

2、点电路交换：整个报文比特流连续的从原点直达终点，好像在一个管道中传送报文交换：整个报文先传送到相邻节点，全部储存下来查找转发表，转发到下一个节点分组交换：单个分组（报文一部分）传送到相邻节点，储存下来查找转换表，转发到下一个节点。（1-02）计算机网络七个指标：速率：传输数据的速率，比特（Bit）数据量的单位，b/s速率的单位带宽：1.信号具有的频带宽度（Hz） 2.通信线路传送数据的能力（b/s）注意：一个字节（byte）代表8bit吞吐量：表示某个单位时间内通过某个网络的数据量。时延：指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间。发送时延二数据帧长

3、度b/发送速率（b/s）传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。传播时延二信道长度（m） /电磁波在心道上的传播速率(m/s)可靠交付的TCP因此不需要这样做。41.假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络、“距离和下一跳路由器）N17AN22BN68FN84EN94F现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络距离）：N24N38N64N83N95试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。路由器B更新后的路由表如下：N17A无新信息，不改变N25C相同的下一跳，更新N39C新的项目，添加进来N65C不同的下一跳，距离更短，更新N84

4、E不同的下一跳，距离一样，不改变N94F不同的下一跳，距离更大，不改变第五章运输层向上面的应用层提供通信服务它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能的最底层。两个主机进行通信就是两个主机中的应用进程互相通信，通信真正的端点不再主机，在主机的进程。运输层功能：复用和分用运输层提供应用进程之间的逻辑通信。网络层是为主机之间提供逻辑通信的，运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDPo运输层：传输控制协议TCP提供面向链接的、可靠数据传输服务。其数据传输单位是报文段。用户数据报协议UDP提供 无连接、尽最大努力的数据传输服务，其数据传

5、输的单位是用户数据报。TCP/IP的运输层用一个16位端口号来标识一个端口，TCP UDP均有源端口和目的端口服务器端使用的端口号:熟知端口号或系统端口 （0-1023）号;登记端口号（1024-49151）客户端口号：（49152-65535）UDP主要特点：UDP无连接；UDP尽最大努力交付；面向报文；没有拥塞控制；支持一对多一对一多对多；首部开销小计算检验和的时候要在UDP数据报之前增加12字节的伪首部TCP的特点：面向连接的运输层协议；每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接都是点对点；提供可靠交付服务；全双 工通信；面向字节流TCP 的连接 套接字 socket： （IP 地

6、址：端口号）TCP： ： = socketl, socket2TCP连接的端点是个很抽象的套接字连续ARQ协议规定，发送方每收到一个确认，就把窗口向前滑动一个分组的位置。接收方采取累计确认的方式。这就是说，接 收方不必对收到的分组逐个发送确认，而是收到几个分组，对按顺序到达的最后一个分组发送确认，这就表示：到这个分组为 止的所有分组都已正确收到。以字节为单位的滑动窗口（P206）拥塞控制的一般原理让算机网缝中的链路容量（即带宽）、交换结点中的缓存和处理机等，都是网络的的整坯J茸独靖远逊邀想塞（侬31讪可以把出现网络拥塞的条件写成如下流量控制往往只点对点的通信量控制/TCP是面向连接的协议。运输

7、连接是用来传送TCP报文的。TCP运输连接的建立和释 赚每一次面向连接的通信中必不可少的过程。因此，运输连接就有三个阶段，即 斗二幽输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。嚏京F连套建工过而要解决以下三个问题：(1)要使每一方能够确知对方的存在。(2)要允许双方协商一些参数(如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等)。(3)能够对运输实体资源(如缓存大小、连接表中的项目等)进行分配。TCP连接的建立采用客户服务器方式。主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client),TCP报文段首部的前20个字节固定，后面有4N字节是根据需要而增加的选项(N是整数)主动发起

8、TCP连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器，TCP的连接采用三次握 制。服务 器要确认客户的连接请求，然后客户对服务器的确认进行确认TCP的连接释放采用四次握 制。任何一方都可以在数据传送结束后发送连接释放的通知，待对方确认后就进入半关闭状态。 当另一方也没有数据在发送时，则发送连接释放通知，对方确认后就完全关闭了 TCP连接。5-01试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信

9、，但网络层是为主机之间提供逻辑通信(面向主机，承担路由功能，即主机寻 址及有效的分组交换)。各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。5-03当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？答：都是。这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。511某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP,然而继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。既然都是数据报，可否跳过UDP而直接交给IP层？哪些功能UDP提供了但IP没提提供？答：不可跳过UDP而直接交给IP层IP数据报IP报承担主机寻

10、址，提供报头检错；只能找到目的主机而无法找到目的进程。UDP提供对应用进程的复用和分用功能，以及提供对数据差分的差错检验。5-35 试计算一个包括5段链路的运输连接的单程端到端时延。5段链路程中有2段是卫星链路，有3段是广域网链路。每 条卫星链路又由上行链路和下行链路两部分组成。可以取这两部分的传播时延之和为250mso每一个广域网的范围为1500km, 其传播时延可按150000km/s来计算。各数据链路速率为48kb/s,帧长为960位。答：5 段链路的传播时延=250*2+ (1500/150000) *3*1000=530ms5 段链路的发送时延=960/ (48*1000) *5*1

11、000=100ms所以5段链路单程端到端时延=530+100=630ms应用层许多协议都是基于客户-服务器方式，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。域名系统DNS因特网余名结构mail.cctv三级域名二级域名顶级域名文件传送协议FTP基于TCP的FTP和基于UDP的简单文件传送协议FTFP,他们都是文件共享协议中的一大类，即复制整个文件，其特点是：若存 取一件，就必须先获得本地的一个文件副本。如果要修改，只能对文件副本进行修改。文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本服务，他使用TCP可靠的运输服务。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统 下处理文件的不兼容性。远程终端协议TELNE

12、TURL访问形式一般有下列四种部分，协议:主机:端口/路径超文本标记语言HTML制作万维网页面的标准语言在王伟王中用来搜索的搜索工具叫做搜索引擎，全文搜索；分类目录搜索。全文搜索谷歌百度；分类搜索雅虎，搜狐，网易万维网的一种新的应用广为流行，这就是博客、微博、轻博。建立网站电子邮件由信封和内容两部分组成。电子邮件传输程序根据邮件信封来传送邮件。用户名邮件服务器的域名电子邮件的信息格式分为信封和内容两大部分，首部；主体(TO； Subject)邮件读取协议：邮局协议POP;网际报文存取协议IMAP动态主机配置协议DHCP处里时延：主机或路由潜在收到分组时要花费一定的时间进行处理。排队时延：分组在

13、经过网络传输时，要经过许多路由器，但分组输入队列中要现在输入队列排队处理总时延二发送时延+传播时延+处里时延+排队时延时延带宽积：时延带宽积二传播时延*带宽往返时间：RTT发送数据到收到接收方发来的确认的时间。利用率：信道利用率和网络利用率 D=DO /（1-U）计算机非性能特征：费用、质量、标准化、可靠性、可拓展性和升级性、易于管理和维护国际标准化组织ISO开放系统互联基本参考模型OSL ISO与CCITT联合制定网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：（1-22）（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作

14、以及做出何种响应。（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。分层带来的好处：隔层之间是独立的；灵活性好；结构上可分开；易于维护和实现；能促进标准化工作运输层：传输控制协议TCP一提供面向链接的、可靠数据传输服务。其数据传输单位是报文段。用户数据报协议UDP一提供 无连接、尽最大努力的数据传输服务，其数据传输的单位是用户数据报。实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：是控制两个或多个对等实体进行通信的规则合集服务访问点：在同一系统中相邻的两个系统进行交互1-24论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。答：综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：

15、物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必 要的控制信息。网络层网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。运输层运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。第二章物理

16、层的特性：机械特性，电气特性，功能特性，过程特性源点发送器接收器终点香农公式信道的极限信息传输速率 C=Wlg2(l+S/N) (b/s)信道的带宽或信道中的信噪比越大，极限传输速率就越高。引导传输媒体引导电磁波沿着固体媒体传播；非引导型传播媒体就是指自由空间，通常指无线传输双绞线，从用户到交换机的双绞线称为用户线或用户环线信道复用技术：频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用(详见P51)数字传输系统存在的问题：速率标准不统一，不是同步传输同步光纤网SONET同步数字系列SDHADSL：非对称用用户数字线路是数字技术对现有模拟用户先进行改造2-09用香农公式计算一卜.，假定信道带宽为为31

17、00Hz,最大信道传输速率为35Kb/s ,那么若想使最大信道传输速率增加6 0 %, 问信噪比S/N应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信 噪比S/N再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加2 0%?答：C = Wlog2(l+S/N) b/s-aSNl=2* (Cl/W) -1=2* (35000/3100) -1SN2=2* (C2/W) -1=2* (1.6*Cl/w) -1=2* (1.6*35000/3100) -1SN2/SN1E00信噪比应增大到约100倍。C3=Wlong2 (1+SN3) =Wlog2 (l+10*S

18、N2)C3/C2=18.5%如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右2-14试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.答：FDM(frequency division multiplexing)TDMfTime Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiplexing)DWDMfDense Wave Division Mult

19、iplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网SDHfSynchronous Digital Hierarchy)同步数字系列STM-l(Synchronous Transfer Module)第 1 级同步传递模块OC-48(Optical Carrier)第 48 级光载波第三章点对点数据链路层三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测封装成帧：就是在一段数据前后分别添加首部和部尾，接收端在物理层上交的比特流就能根据首部和尾部的标记从收到的比特 流中识别帧的开始和结束

20、。循环冗余检测CRC (详见P70)PPP协议的需求：简单；封装成帧；透明性多种网络层协议，多种类型链路；差错检测；检测连接状态；最大传送单元；网络层 地址协商；数据压缩协商局域网的优点：具有广播功能；便于系统的扩展和逐渐演变，割设备位置可灵活改变和调整；提高了系统的可靠性，可用性和生存性局域网的拓扑：星型；环形；总线以太网的两个标准:DIX Ethernet V2标准与IEEE的802.3标准逻辑链路控制LLC媒体介入控制MACCSMA/CD协议(载波监听多点接入/碰撞检测)协议要点：多点接入；载波坚挺；碰撞检测1:作特点：准备发送；检测信道；边发送边监听集线器的使用（详见P86）单程端到端

21、时延t与帧的发送时间TO a= t /TO a-0极限信道利用率：Smax=T0/（T0+ t ）=l/（l+a）MAC的硬件地址（物理地址）名字指出我们所要寻找的资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们该如何到达Mac地址段可采用6字节48位或2字节16位发往本站的帧：单播帧一对一收到的帧的mac地址与本站硬件地址相同广播帧一对全体即发送给本局域网上所有站点的帧多播帧一对多即发送给本局域网上一部分站点的帧在物理层扩展以太网使用光纤调制解调器集线器在数据链路层扩展以太网使用网桥3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P （X） =X4+X+1。试求应添加在数据后

22、面的余数。数据在传输 过程中最后一个1变成了 0,问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了 0,问接收端能否发现？采用CRC检 验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？答：作二进制除法，1101011011 0000 10011得余数1110 ,添加的检验序列是1110.作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了 CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE 27 7D5D7D5D 65 7D5E。试问真正的数据是什么（用十六进制 写出）？答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7

23、D 5E7E FE 27 7D 7D 65 7D答：011011111 11111003-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形 拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构?答：星形网，总线网，环形网，树形网当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很 容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构 的拓扑。3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？答：DIX Ethernet V2标准的局

24、域网DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准3-18 试说明10BASE-T中的10、BASE和T所代表的意思。答：10BASE-T中的“10表示信号在电缆上的传输速率为10MB/S, “BASE表示电缆上的信号是基带信号，T代表双纹线星形网, 但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100mo3-28 有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。(1) 10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；(2) 10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；(3) 10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。答:(1)

25、 10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器:lOmbs(2) 10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：lOOmbs(3) 10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：lOmbs网络层向上只提供简单灵活的、无连接、尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量承诺。网际协议：地址解析协议ARP；网际控制报文协议ICMP；网际组管理协议IGMP物理层使用中间设备转发器数据链路层使用的中间设备叫网桥或桥接器网络层使用的中间设备叫路由器网络层以上使用的中间设备叫网关网际协议IP，IP地址由因特网名字和数字分配机构ICANNIP地址的编制方式三个阶段：分类的IP地址IP地址：:网络号，主

26、机号;子网的划分；构成超网IP地址特点：1.一种分等级的地址结构；2.IP是标志一个主机和一条链路的接口； 3.一个网络是指具有相同网络号net-id的主机 的集合；4.所有分配到网络号的网路都是平等的IP地址放在IP数据报首部，而硬件地址则放在mac帧首部。网络层以上使用的是IP地址，数据链路层以下使用的硬件地址。IP数据报（详见P127）路由表中最主要的是以下两个信息：（目的网络地址，下一跳地址）IP数据包最终一定可以找到目的主机所在的目的网络；只有到达最后一个路由器才试图向目的主机进行交付。划分子网过程：从两级IP划分为三级IP三级IP:=网络号, 子网号, 主机号划分网络后，路由表包含

27、一下三项内容：目的网络地址、子网掩码、下一跳地址无分类编址CIDR,地址记法:：网络前缀，主机号,斜线记法网际控制报文协议ICMP差错报告报文种类：终点不可达；源点抑制；时间超过；参数问题；改变路由询问报文：回送请求和回答；时间戳请求和回答分组网间探测PING,使用回送请求和回答，应用层使用Tracert路由选择协议分为内部网关协议（IGP） 包括路由信息协议（RIP）和开放路径最短优先协议（OSPF）和外部网关协议（EGP） 外部网关协议（BGP）RIP特点：1.仅和相邻路由交换信息2.交换的是本路由器知道的全部信息3.按固定时间间隔交换距离向量算法：发来的保温距离+1，下一跳地址都改为X、

28、OSPF特点：1.向本自治系统所有路由器发送信息2.发送的是木路由器相邻的所有路由器的链路状态3.只有当链路状态发生变化 时才向所有的路由器用洪泛法发送信息BGP寻找较好的路径而非最佳，使用路径向量路由选择协议。IP多播用D类地址，IP多播地址只能用于目的地址，不产生ICMP差错报文虚拟网VPN4-03.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。物理层中继系统：转发器(repeater)。数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。网络层中继系统：路由器(router)。网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。网络层以上的中

29、继系统：网关(gateway)。4-05.IP地址分为几类？各如何表示？ IP地址的主要特点是什么？分为ABCDE5类；每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络，而另一 个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。各类地址的网络号字段net-id分别为1, 2, 3, 0, 0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。4-07.试说明IP地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？IP地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符

30、。从而把整个因特网看 成为一个单一的、抽象的网络在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件限制。4-20.设某路由器建立了如下路由表：目的网络子网掩码下一跳接口 m0接口 mlR2R3R4* (默认)现共收到5个分组，其目的地址分别为：(1)分组的目的站IP地址为：先与子网掩码相与，得128.96.39.0,可见该分组经接口 0转发。(2)分组的目的IP地址为: 与子网掩码 255.255.255.128 相与得 128.96.40.0,不等于 。 与子网掩码相与得128.

31、96.40.0,经查路由表可知,该项分组经R2转发。(3)分组的目的 IP i也址为：128.96.40.151,与了网掩下马 255.255.255.128 相与后得 128.96.40.128,与子网掩码 相与后得128.96.40.128,经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。(4)分组的目的IP地址为:与子网掩码相与后得。与子网掩码相与后得192.4.153.0,经查路由表知，该分组经R3转发。(5)分组的目的IP地址为:192.4.153.90,与子网掩码相与后得。与子网掩码相与后得192.4.153.64,经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。4-25.以下

32、有4个子网掩码。哪些是不推荐使用的？为什么？(1) 176.0.0.0, (2) 96.0.0.0, (3) 127.192.0.0, 。只有(4)是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的4-39.试简述RIP, OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。主要特点RIPOSPFBGP网关协议内部内部外部路由表内容目的网，下一站，距离目的网，下一站，距离目的网，完整路径最优通路依据跳数费用多种策略算法距离矢量链路状态距离矢量传送方式运输层UDPIP数据报建立TCP连接其他简单、效率低、跳数为16不可达、效率高、路由器频繁交换信息，规模大、统一度量为可达性好消息传的快，坏消息传的慢难维持一致性4-40. RIP使用UDP, OSPF使用IP,而BGP使用TCP。这样做有何优点？为什么RIP周期性地和临站交换路由器由信息而BGP却不这样做？RIP只和邻站交换信息，使用UDP无可靠保障，但开销小，可以满足RIP要求；OSPF使用可靠的洪泛法，直接使用IP,灵活、开销小；BGP需要交换整个路由表和更新信息，TCP提供可靠交付以减少带宽消耗；RIP使用不保证可靠交付的UDP,因此必须不断地(周期性地)和邻站交换信息才能使路由信息及时得到更新。但BGP使用保证