2023年7月20日发(作者：)

计算机网络复习范围

一、基础知识

1、计算机网络系统由通信子网和资源子网组成。

2、电路交换网络中的多路复用包括频分多路复用和时分多路复用。

3、协议是控制网络中信息接收和发送的一组软件。

4、存储转发时延是将一个分组转发到输出链路上所需时间。

5、DNS实际上是一个服务器软件，运行在指定的计算机上，完成域名到IP的映射。

6、计算机网络按作用范围分为局域网，广域网和城域网。

7、在通信技术中，通信信道的类型有两类：广播通信信道与点到点通信信道。

8、计算机网络按拓扑结构主要分为星形、环形、总线、树形、分布式。

9、调制是将数字信号转换成模拟信号。解调：将模拟信号转换成数字信号。

10、双绞线电缆分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP。

11、HTTP和FTP都是应用协议，一个重要区别就是FTP使用了两个并行的TCP连接来传输信息，一个用来传输数据，另一个用来传输控制信号。

12、网络应用程序体系结构是客户机/服务器，对等P2P和客户机/服务器与P2P的混合。

13、套接字是同一台主机内应用层与运输层之间的接口。

14、应用层协议有很多种，我们经常使用的有HTTP、FTP、SMTP等。

15、运输层的两个协议分别是用户数据报协议UDP、传输控制协议TCP。

16、HTTP（超文本传输协议）使用的端口号是80。

17、URL：Uniform Resource Locator，统一资源定位符，存放对象的服务器主机名和对象的路径名。

18、拥塞是指太多的源发送太多太快的数据，使网络来不及处理，具有表现为:丢包（路由器缓冲区溢出）和长时延（路由器缓冲区中排队）。

19、转发：当一个分组到达某个路由器的输入链路时，该路由器必须将其移动到合适的输出链路。选路：确定分组从发送方流向接收方时所经过的路由或路径。

20、广播链路：许多主机被连接到相同的通信信道。点对点通信链路：直接链接两个节点的链路，每一端有一个节点。

21、链路层功能：将分组通过一个链路，从一个节点传输到邻近的另一个节点。

22、成帧：把网络层数据报封装成链路层帧，再传送到链路上。

23、全双工传输：链路两端的节点可以同时传输分组。半双工传输：链路两端的节点不能同时传输和接收，只能交替。

24、CSMA是载波侦听多路访问，CSMA/CD是带冲突检测的载波侦听多路访问。

25、IPv4是一个32位的二进制，IPv6是一个128位的二进制。

26、IP地址包括：网络号（指明主机所在物理网络的编号）和主机号（主机在物理网络中的编号）。

27、ARP地址解析协议：将IP地址解析到MAC地址。

28、存储转发方式(store-and-forward)：先接收整个分组（帧），保存到缓冲区，再转发。

29、直通交换 (cut-though switching)：分组（帧）在转发之前不需要完全“存储”。边接收边转发。

30、多路复用：在一条传输链路上同时建立多条连接，分别传输数据。

31、报文(message)：应用程序要传输的信息。包含需要的任何内容。

32、四种时延：节点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延等。

33、POP3：第三版的邮局协议

34、如果分组序号字段的位数是k，则序号范围是[0，2k-1]。PS：GBN协议

k-135、若序号位数k位，SR协议，发送窗口和接收窗口尺寸最大是2，不是2k-1。

36、网络层：向运输层提供的主机到主机的服务。运输层：向应用层提供的进程到进程的服务。

37、VC号：该路径上每段链路的号码，每条链路上的VC号可能不同。

38、路由器转发表：是目的地址与链路接口的映射表。

39、三种差错检测技术：奇偶校验，检查和方法，循环冗余检测。

40、ATM：异步传输方式，是一种能够传输实时音频、视频，以及文本、电子邮件、图像文件的网络技术。

二、理解识记知识

1、对于某一基带数字信号，试画出曼彻斯特编码信号图或差分曼彻斯特编码信号图。

曼彻斯特编码：每位信号的中间都有一个跳变，两个作用：

1、表示数据：根据跳变方向判断数据“1”或“0”，如：

“1”--高电平跳到低电平；“0”--低电平变到高电平

2、

做同步时钟：接收方根据跳变来同步接收。

差分曼彻斯特编码：每位信号的中间都有一个跳变，只做时钟，不表示数据

数据表示：根据每位开始处是否有跳变，来判断数据“1”或“0”。如：

“1”--无跳变； “0”--有跳变； 【较好的抗干扰性能，复杂。】

2、CDMA的基本思想：

 给每个节点分配一个不同的代码（CDMA代码，码片序列）；

 每个节点用惟一的代码对要发送的数据进行编码；

 不同节点可以同时发送，并正确到达接收方（不会互相干扰）。

最初：用于军事通信，抗干扰能力强；

目前：用于移动通信、无线多路访问信道等。

3、随机访问协议的基本思想：

 发送节点以信道全部速率（R b/s）发送；

 发生冲突时，冲突的每个节点分别等待一个随机时间，再重发，直到帧(分组)发送成功。



典型随机访问协议：

 ALOHA协议

 载波监听多路访问CSMA协议

 带冲突检测载波监听多路访问CSMA/CD

4、路由器和交换机的区别：

一、路由器：用网络层地址转发，是第三层的分组交换机。

路由器维护选路表，实现选路算法。

二、交换机：用MAC地址转发，是第二层的分组交换机。

交换机维护交换机表, 实现过滤、学习算法。

交换机优缺点：

 即插即用：不需网络管理员干预；

 较高的分组过滤和转发率：

 拓扑结构为一棵生成树。

 可能产生“广播风暴”：某台主机失控，并传输无穷的以太网广播帧流，交换机将转发所有这些帧，导致整个以太网的崩溃。

路由器优缺点：

 网络寻址是层次的；

 若网络中存在冗余路径，分组不会在路由器中循环。

 无生成树限制，使用路由器构建因特网可以采用大量丰富的拓扑结构。

 可以使用源和目的之间的最佳路径。

 为第二层的广播风暴提供防火墙保护。

 非即插即用：路由器及主机都需配置IP地址。

 每个分组的处理时间比交换机长。

小网络（几百台主机）：采用交换机。

大网络（几千台主机）：使用路由器。

5、MAC地址与IP地址的区别：

 1、对于网络上的某一设备，其IP地址可变（但必须唯一）。而MAC地址不可变

 2、长度不同，IP地址为32位，MAC地址为48位。

 3、分配依据不同，IP地址的分配时基于网络拓扑，MAC地址的分配时基于制造商

 4、寻址协议层不同。IP地址应用于OSI第三层（网络层），MAC地址应用于OSI第二层（数据链路层）

6、令牌环网的工作过程：

N个节点(主机和路由器)通过直接链路连接成一个环。

工作过程：令牌沿环路顺序传递。

 一个节点有帧要发，等待“令牌”到达；

 得到令牌，发送一个帧，沿着整个环传播；

 到达目的节点，将其接收（复制），作标记，继续传

 帧沿环路循环一周返回源点，检查标记传输是否成功

不成功：重发该帧；

成功：将其从环中移走（删除），

并传递“令牌”。

7、简述“停止—等待协议”的主要思想

“停止—等待协议”就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认。在收到确认后再发送下一个分组。如果收不到确认就会等到一定时间后或者收到否定确认后，重新发送，直到收到对方的确认。

8、局域网中CSMA/CD协议的工作流程

 适配器从网络层得到一个数据报，准备一个以太网帧，并把该帧放到适配器缓存区中。

 如果适配器侦听到信道空闲（即在96比特时间内，没有信号能量从信道进入到适配器），

 它开始传输该帧。如果适配器侦听到信道忙，它等待到侦听不到信号能量（加上96比特时间），然后开始传输该帧。

 在传输过程时，适配器监视来自其他适配器的信号能量的出现。如果该适配器传输了整个帧，而没有检测到来自其他适配器的信号能量，它就完成了该帧的传输。

 如果适配器在传输中检测到来自其他适配器的信号能量，它就停止传输它的帧，而代之以传输一个48比特的阻塞（jam）信号。

 在中止（即传输阻塞信号）以后，适配器进入一个指数后退阶段。特别是，当传输一个给定帧时，在该帧经受了一连串的第n次碰撞后，适配器随机地从{0,1，2，···，2m-1}为K选择一个值，其中m=min(n,10)。然后适配器等待K·512比特时间，并返回到第二步。

综合起来：先听后发，边听边发，冲突停止，延时重发

9、比较电路交换、分组交换和报文交换三种交换技术。



电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。



报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后，再转发到下一个结点。



分组交换：单个分组（只是整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后，再

转发到下一个结点。

10、计算机网络的逻辑组成。



通信子网：由结点交换机、通信线路及设备组成。（网络核心）。

保证高效、可靠地数据通信。



资源子网：网络外围，包括主机、终端、软件等。（网络边缘）

数据处理。

11、TCP连接的“三次握手”过程

 客户机发送一个TCP连接请求报文

 服务器回送一个TCP确认响应报文

 客户机向服务器发送一个包含“ HTTP请求”与“TCP确认”的报文

12、请画出TCP/IP参考模型图，并说明各层的名称和功能。

应用层

传输层

互联网层

网络接口层

答：TCP/IP参考模型图如下所示：

各层的功能：

网络接口层负责接收从IP层交来的IP数据报并通过低层物理网络发送之，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

互联网层责主机-主机、主机-路由器以及路由器-路由器之间IP报文的传输。

传输层负责任意两台主机上的两个应用进程之间的可靠的数据传输。

应用层是用户访问网络的接口。

13、电子邮件系统的总体结构包括三部分：

 用户代理

 邮件服务器

 简单邮件传输协议SMTP

14、HTTP与SMTP的区别：

1）HTTP是拉协议：用户使用HTTP从服务器拉取信息。 其TCP连接是由想获取文件的机器发起。

SMTP是推协议：发送邮件服务器把文件推向接收邮件服务器，其TCP连接是由要发送文件的机器发起。 2）SMTP使用7位ASCII码格式：对一些包含了非7位ASCII字符的报文或二进制数据(如图片、声音)，需要按照7位ASCII码进行编码，再传送。在接收方需要解码还原为原有报文。

HTTP数据没有该限制。

3） 对含有文本和图形 (或其他媒体类型)的文档：

 HTTP把每个对象封装在它各自的HTTP响应报文中发送

 电子邮件则把所有报文对象放在一个报文中。

15、在P2P对等网中，对等点的加入过程：

对等方X维持一张对等方列表（IP地址）；X试图与列表上的对等方建立TCP，直到与Y建立连接；X向Y发送Ping报文；Y向邻居转发Ping报文；所有收到Ping报文的对等方Z用Pong报文响应（IP地址）；X收到多个Pong报文，建立多个TCP连接，即多个边

16、回退N步 (Go-Back-N)的基本思想：

发送方：连续发送多个数据分组，停止等待

 收到确认ACK，继续发送后面分组；

 超时，未收到应答，从出错分组开始重发

接收方：按序号接收数据分组

 正确：接收处理，发确认ACK；

 出错：将该分组及后面分组均丢弃，不发任何应答。

17、选择性重传 (SR)基本思想：

发送方：连发多个数据分组，停止等待

 收到确认ACK，继续发送后面分组；

 超时,未收到应答，只重发出错分组。

接收方：不按序号接收数据分组

 正确：接收、并交付，发确认ACK；

 出错：丢弃该分组，以后正确分组放入缓存，当出错分组正确收到后，按顺序一起交付。

18、时隙ALOHA工作过程

 当节点有新的帧要发送，需等到下一个时隙开始，才传输整个帧。



无冲突：节点成功传输帧。



有冲突：节点检测到冲突后，以概率p在后续的每一个时隙重传该帧，直到成功。

19、LS算法与DV算法比较

 DV算法：每个节点只与邻居互相交流，得到邻居的新费用，并告知邻居自己的当前最低费用。

 LS算法：每个节点与所有其他节点广播交流，只告知与其直接相连链路的费用。

报文复杂性：

 LS算法：知道网络每条链路的费用，需发送O(nE)个报文；当一条链路的费用变化时，必须通知所有节点

 DV算法：迭代时，在两个直接相连邻居之间交换报文；收敛时间受许多因素影响；当链路费用改变时，只有该链路相连的节点的最低费用路径发生改变时，才传播已改变的链路费用。

收敛速度：

 LS算法：需要O(nE)个报文和O(n2)的搜寻。

 DV算法：收敛较慢。可能会遇到选路回环，或计数到无穷的问题。

健壮性： 当一台路由器发生故障、操作错误或受到破坏时，会发生什么情况?

 LS算法：路由器向其连接的一条链路广播不正确费用。路由计算基本独立（仅计算自己的转发表），有一定健壮性。

 DV算法：一个节点可向任意或所有目的节点发布其不正确的最低费用路径。一个节点的计算值会传递给它的邻居，并间接地传递给邻居的邻居。一个不正确的计算值会扩散到整个网络。

20、码分多址CDMA基本思想：

三、综合应用知识

1、用Ethereal工具抓获各类数据报文，并回答相关问题

2、计算机网络中路由的最短路径计算。

3、GBN协议的发送窗口小，SR协议的发送窗口大小。

若序号位数k位，GBN协议，发送窗口最大尺寸是WT =2k -1 ，而不是2k。

若序号位数k位，SR协议，发送窗口和接收窗口尺寸最大是2k-1，不是2k-1。即序号空间一半。

4、rdt协议发送方和接收方的有限状态机。

箭头表示协议从一个状态变迁到另一个状态。横线上方：表示引起变迁的事件；横线下方：表示事件发生时所采取的动作； ：表示没有事件或未采取动作虚线表示FSM的初始状态

5、传播时延和传输时延的计算。

传输时延：是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。（又称为传输时延）

传输时延= L / R；R = 链路的传输速率 (bps)；L = 分组长度 (比特)

传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

传播时延= d / s ；传播速率s：信号在线路上单位时间内传送的距离；d ：两个节点间的距离