計算機網絡原理（復習資料）

計算機網絡原理（復習資料）

　　21 世紀是信息和知識經濟時代,實驗教育的任務是培養具有創新精神和能力的高素質人才。因此一切有利于能力培養的現代教育技術都得到了快速、充分利用,網絡虛擬實驗在實驗教學中的應用就是典型的體現。下面是學習啦小編跟大家分享的是計算機網絡原理(復習資料)，歡迎大家來閱讀學習。

　　計算機網絡原理(復習資料)

　　電子商務(電子數據交換方式);

　　傳統網絡拓撲(總線形);

　　帶寬(最高數據率);

　　數據通信基本參數(誤碼率，數據傳輸速率);

　　URL形式(<協議>：//<主機>：<端口>/<路徑>)默認80端口通常省略;

　　郵件地址形式(用戶名@郵件服務器的域名);

　　D類地址用于多播;路由器是實現分組轉發的關鍵構件;

　　網絡管理的對象是可以操作的數據;運輸層保證通信的可靠性;

　　字節填充是解決(透明傳輸)問題;

　　高速以太網100BASE-T：100Mb/s base基帶信號 T介質雙絞線;

　　數據鏈路層曾拆成兩個子層：LLC邏輯鏈路控制子層，MAC媒體接入控制子層，但LLC已成歷史

　　名詞解釋：

　　1.計算機網絡：一些互相連接的，自治的計算機的集合。

　　2.分組交換：在通信過程中，通信雙方以分組為單位、使用存儲-轉發機制實現數據交互的通信方式。

　　3.協議：控制兩個對等實體進行通信的規則的集合;三要素 語義、語法、同步

　　4.時延：數據從網絡的一端傳送到另一端所需的時間。

　　5.基帶傳輸(信號)：來自信源的信號。

　　6.Mac地址：硬件地址 ，固化到適配器的ROM中的地址;適配器的作用：1.數據串行傳輸和并行傳輸轉換;2.數據的緩存;

　　7.數據鏈路：在鏈路的基礎上增加了一些必要的硬件(適配器)和軟件(協議的實現)(鏈路是從一個結點到相鄰結點的一條物理線路)

　　8.自制系統：一個有權自主地決定在本系統中應采用何種路由協議的小型單位。

　　9.子網掩碼：屏蔽IP地址部分主機號，可以把大的網絡劃分成子網

　　10.ARP：是解決同一個局域網上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。

　　11.動態路由選擇策略：自適應路由選擇 RIP基于距離向量的路由選擇協議

　　12.端口：在Internet上，各主機間通過TCP/IP協議發送和接收數據包，各個數據包根據其目的主機的ip地址把數據包順利的傳送到目的主機。那么目的主機應該把接收到的數據包傳送給眾多同時運行的進程中的哪一個呢?顯然這個問題有待解決，端口機制便由此被引入進來。

　　13.最大報文長度MSS：TCP報文段中數據字段的最大長度

　　14.動態網頁：指文檔的內容是在瀏覽器訪問萬維網服務器是才由應用程序動態創建。當瀏覽器請求到達時，萬維網服務器要運行另一個應用程序，并把控制轉移到此程序，萬維網服務器把應用程序的輸出作為對瀏覽器的響應(股市行情，天氣預報，民航售票)

　　15.www：萬維網一個大規模的聯機式的信息儲藏所

　　16.代理服務器：是一個網裸實體，也稱為萬維網的高速緩存，代理服務器把最近的一些請求和響應暫存在本地磁盤中。當新的請求到達時，若代理服務器發現這個請求于暫存的請求相同，就返回暫存的響應，而不需要按URL的地址在次去因特網訪問資源。

　　17.SNMP：網絡管理包括對硬件，軟件和人力的使用、綜合與協調、以便對網絡資源的監控，測試，配置，分析、評價和控制，這樣就能以合理的價格滿足網絡的一些需求，如：實時運行性能、服務質量等

　　18.報文鑒別：收到的報文的確是報文的發送者所發送的，而不是其他人偽造的或篡改的。

　　名詞翻譯：

　　1.CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access/collision Detection):載波監聽多點接入/沖突檢測

　　2.RARP(Reserse Address Resolution Protocol)：逆地址解析協議

　　3.QoS(quality of service)：服務質量

　　4.SDH(Synchronous Digital Hierarchy)：同步數字序列

　　5.CIDR(classless interDomain Routing)：無分類域間路由選擇

　　6.NAT(Network Address Translation)：網絡地址轉換 (本地IP轉換為全球IP)

　　7.OSPF(open shortest path first)：開放最短通路優先

　　8.IMAP(Internet Message Access Protocol)：網際報文存取協議

　　9.SNMP(Simple Network Management Protocol)：簡單網絡管理協議

　　10.SMTP(Simple Mail Transfer protocol)：簡單郵件傳送協議

　　簡答：

　　1.電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。

　　答：(1)電路交換：建立連接---通話---釋放連接;端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續傳送大量數據效率高。

　　(2)報文交換：整個報文傳到相鄰節點;無須預約傳輸帶寬，動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高，通信迅速。

　　(3)分組交換：存儲轉發;具有報文交換之高效、迅速的要點，且各分組小，路由靈活，網絡生存性能好。

　　2.ISO七層模型和TCP/IP四層模型比較異同。

　　3.基本的帶通調制方式：調頻，調幅，調相

　　4.常用信道復用技術：頻分復用，波分復用，統計時分復用，碼分復用和光的頻分復用

　　5.基本的網絡拓撲分類：星型網，環形網，總線網(拓撲圖P79)

　　6.網絡層的兩種服務虛電路服務和數據報服務的異同：

　　7.網絡互連設備：

　　物理層中間設備：轉發器(repeater)。

　　數據鏈路層中間設備：網橋或橋接器(bridge)。

　　網絡層中間設備：路由器(router)。

　　網橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。

　　網絡層以上的中間設備：網關(gateway)。

　　8.子網和超網的區別：

　　子網是為解決IP地址空間利用率低的問題，采用三級IP地址：網絡號，子網號和主機號，對外仍然表現為一個網絡。

　　超網采用無分類編址的方法消除了A類，B類，C類地址及劃分子網的概念;CIDR把網絡前綴都相同的連續IP地址組成一個 CIDR地址塊。

　　9.數據鏈路層傳送的幀最終是按照硬件地址找到主機的，那為什么不直接用硬件地址進行通信，而是采用抽象的IP地址并調用ARP來尋找相應的硬件地址：

　　由于世界存在各式各樣的網絡，它們使用不同的硬件地址。要使這些異構網絡互相通信必須進行非常復雜的硬件地址轉換工作，因此用戶主機來完成這項工程幾乎不可能。但統一 的IP地址把這個復雜的問題簡單化了，它們之間的通信就像連接在同一網絡那樣簡單方便，而調用ARP的復雜過程是計算機軟件自動完成對用戶是透明的。

　　10.集線器的特點：1.使用集線器的局域網在物理上是一個星形網，邏輯上是總線網;2.一個集線器有很多接口;3.集線器工作在物理層;4.集線器采用專門的芯片，進行自適應串音回波抵消。

　　11.連續的ARQ P201

　　指發送方維持著一個一定大小的發送窗口，位于發送窗口內的所有分組都可連續發送出去，而中途不需要等待對方的確認。這樣信道的利用率就提高了。而發送方每收到一個確認就把發送窗口向前滑動一個分組的位置。

　　滑動窗口協議：該協議允許發送方在停止并等待確認前發送多個數據分組。由于發送方不必每發一個分組就停下來等待確認，因此該協議可以加速數據的傳輸。

　　12.擁塞死鎖的解釋

　　當網絡提供的負載達到某一數值時，網絡的吞吐量反而隨提供的負載的增大而下降，這時網絡進入擁塞狀態。當提供的負載繼續增大到達某一數值時，網絡的吞吐量下降到零，網絡無法工作，這就是死鎖。

　　13.停止等待協議的原理

　　發送一個分組就停止發送，等待對方確認，在收到確認后再發下一分組。發送方發送分組后必須保存保留已發送的分組副本，只有收到分組確認后才清除。每個分組和確認分組必須進行編號，以便確認哪一個分組還沒有收到確認，超時重傳

　　14.流量控制和擁塞控制的區別

　　流量控制往往指點對點通信量的控制，是端到端的問題。流量控制要做的就是抑制發送端發送數據的速率，以便接收端來得及接收。

　　若對網絡中的某一項資源的需求超過該資源所能提供的可用部分，網絡的性能就變壞，這就是網絡擁塞。擁塞控制就是防止過多的數據注入到網絡中，這樣可以使網絡中的路由器或者鏈路不至于過載。擁塞控制所做的都有一個前提，就是網絡能夠承受現有的網絡負荷。擁塞控制是全局性的過程。

　　15.擁塞控制的算法

　　慢開始;擁塞避免;快重傳;快恢復

　　16.TCP連接采用兩次握手替換三次握手是否會出現死鎖現象

　　*****3次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發送數據的準備工作(雙方都知道彼此已準備好)，也要允許雙方就初始序列號進行協商，這個序列號在握手過程中被發送和確認，避免失效請求再次出現占用資源。

　　現在把三次握手改成僅需要兩次握手，死鎖是可能發生的。作為例子，考慮計算機S和C之間的通信，假定C給S發送一個連接請求分組，S收到了這個分組，并發 送了確認應答分組。按照兩次握手的協定，S認為連接已經成功地建立了，可以開始發送數據分組。可是，C在S的應答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道S是否已準備好，不知道S建立什么樣的序列號，C甚至懷疑S是否收到自己的連接請求分組。在這種情況下，C認為連接還未建立成功，將忽略S發來的任何數據分 組，只等待連接確認應答分組。而S在發出的分組超時后，重復發送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。

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　　17.TCP和UDP比較：都是傳輸層協議，都有分用和復用，以及檢錯的功能。

　　a) UDP主要特點：無連接;盡最大努力交付;面向報文;面向報文;無擁塞控制;支持一對一、一對多、多對一、多對多的交互通信;首部開銷小(原端口，目的端口、長度、檢驗和)

　　b) TCP主要特點：面向連接;每一條TCP連接只支持一對一;提供可靠交付的服務;提供全雙工通信;面向字節流

　　18.UDP能不能直接封裝成IP數據報：不可以，UDP直接交給IP層IP數據報承擔主機導航，報頭檢錯;只能找到主機不能找到目的進程，而UDP提供應用進程的端口號。

　　19.OSI功能域

　　配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和計費管理，這5大功能是網絡管理最基本的功能

　　20.數字簽名 功能三個條件P305

　　接受者能夠核實發送者發來的報文的簽名;報文鑒別

　　接收者確信所接受到的數據和發送者發送的完全一樣而沒有被篡改過;報文的完整性

　　發送者事后不能抵賴對報文的簽名;不可否認

　　21：防火墻：防火墻是一種特殊編程的路由器安裝在一個網點和網絡的其余部分之間，目的是訪問控制策略。防火墻里面的網絡稱之為“可信網絡”，二把防火墻外面的網絡稱之為“不可信網絡”。防火墻的功能有兩個一個是阻止，一個是允許。防火墻技術分為：網絡防火墻，用來防止整個網絡出現外來非法入侵;應用防火墻是進行訪問控制。

　　計算

　　1.時延問題：

　　試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x(bit)。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d(s)，數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小?(提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。)

　　答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)

　　其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。

　　2.CRC校驗原理

　　3-01 要發送的數據為1101011011。采用CRC的生成多項式是P(X)=X4+X+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發現?若數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發現?采用CRC檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸?

　　答：由P(X)=X4+X+1 除數P=10011 ;n=5-1=4 數據后面加4個0

　　作二進制除法：

　　10011/1101011011 0000 //異或運算

　　得余數1110 ，添加的檢驗序列是1110.

　　作二進制除法，兩種錯誤均可發展

　　僅僅采用了CRC檢驗，缺重傳機制，數據鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。

　　3.求最短幀長(幀發送之前就能檢測沖突)2*爭用期*數據率

　　3-02 假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率為1Gb/s。設信號在網絡上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協議的最短幀長。

　　答：對于1km電纜，單程傳播時間為1/200000=5為微秒，來回路程傳播時間為10微秒，為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發射時間不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以發送的比特數等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短幀是10000位或1250字節長

　　4.片偏移

　　一個數據報長度為4000字節(固定首部長度)。現在經過一個網絡傳送，但此網絡能夠

　　傳送的最大數據長度為1500字節。試問應當劃分為幾個短些的數據報片?各數據報片的數據字段長度、片偏移字段和MF標志應為何數值?

　　固定首部占20字節 4000-20=3980數據部分 分片數據部分1500-20=1480

　　DF=0允許分片 MF=0后續沒有分片

　　一個UDP用戶數據的數據字段為8192季節。在數據鏈路層要使用以太網來傳送。試問應當劃分為幾個IP數據報片?說明每一個IP數據報字段長度和片偏移字段的值。

　　答：6個

　　數據字段的長度：前5個是1480字節，最后一個是800字節。

　　片偏移字段的值分別是：0，185，370，555，740和925.

　　40. 假定網絡中的路由器