計算機網(wǎng)絡第七版謝希仁著考試知識點.docx

1、計算機網(wǎng)絡整理資料第1章 概述1、 計算機網(wǎng)絡的兩大功能：連通性和共享；2、 計算機網(wǎng)絡（簡稱為網(wǎng)絡）由若干結(jié)點（node）和連接這些結(jié)點的鏈路（link）組成。網(wǎng)絡中的結(jié)點可以是計算機、集線器、交換機或路由器等。3、 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段：從單個網(wǎng)絡 ARPANET 向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。逐漸形成了多層次 ISP（Internet service provider） 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。4、 制定互聯(lián)網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過以下三個階段： 互聯(lián)網(wǎng)草案（Internet Draft）建議標準（Proposed Standard）互聯(lián)網(wǎng)標準（Internet Standard）

2、5、 互聯(lián)網(wǎng)的組成： 邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機組成，這部分是用戶直接使用的。處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機，這些主機又稱為端系統(tǒng)（end system）。（是進程之間的通信）兩類通信方式： 客戶服務器方式：這種方式在互聯(lián)網(wǎng)上是最常見的，也是最傳統(tǒng)的方式。客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用進程（軟件）?？蛻羰欠盏恼埱蠓剑掌魇欠盏奶峁┓?；服務請求方和服務提供方都要使用網(wǎng)絡核心部分所提供的服務?？蛻舫绦颍阂粚Χ啵仨氈婪掌鞒绦虻牡刂?；不需要特殊硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。服務器程序：可同時處理多個遠地或本地客戶的請求（被動

3、等待）；一般需要有強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持 對等連接方式（p2p)：平等的、對等連接通信。既是客戶端又是服務端； 核心部分：由大量網(wǎng)絡和連接在這些網(wǎng)絡上的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）（主要由路由器和網(wǎng)絡組成）；核心中的核心：路由器（路由器是實現(xiàn)分組交換的關(guān)鍵構(gòu)建，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組）交換按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源： 電路交換：必須經(jīng)過建立連接（占用通信資源）通話（一直占用通信資源）釋放資源（歸還通信資源）三個步驟的交換方式。電路交換的一個重要特點就是在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源； 報文交換：基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理（時延

4、較長）； 分組交換：分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。在發(fā)送報文（message）之前，先把較長的報文劃分成為一個個更小的等長數(shù)據(jù)段，在每一個數(shù)據(jù)段前面，加上一些由必要的控制信息組成的首部（包頭header）后，就構(gòu)成了一個分組（包packet）；分組是在互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元。路由器處理分組過程：緩存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到合適接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。優(yōu)點：高效（逐段占用鏈路，動態(tài)分配帶寬），靈活（獨立選擇轉(zhuǎn)發(fā)路由），迅速（不建立連接就能發(fā)送分組），可靠（保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議；分布式多路由的分組交換網(wǎng)）問題：存儲轉(zhuǎn)發(fā)時會造成一定的時延；無法確保通信時端到端所需的帶寬。報文交換和分組交換不需要預先分配傳輸帶寬；6、 計算

5、機網(wǎng)絡的分類：按作用范圍：WAN(廣），MAN（城），LAN（局），PAN（個人區(qū)域網(wǎng)）；按使用者：公用網(wǎng)，專用網(wǎng)；7、 計算機網(wǎng)絡的性能1) 速率（比特每秒bit/s）：比特（bit）：信息論中信息量的單位；網(wǎng)絡技術(shù)中速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率也稱為數(shù)據(jù)率或比特率。2) 帶寬（兩種不同的意義）：頻域稱謂，指信號具有的頻帶寬度，單位赫茲Hz 時域稱謂，表示在單位時間內(nèi)網(wǎng)絡中某信道所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”，單位比特每秒（bit/s）;兩者本質(zhì)一樣，一條通信鏈路的“帶寬”越寬，傳輸?shù)摹白罡邤?shù)據(jù)率”自然越高。3) 吞吐量：單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的實際數(shù)據(jù)量。受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率

6、的限制。 4) 時延：時延是指數(shù)據(jù)（一個報文或分組，甚至是比特）從網(wǎng)絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間，有時也成為延遲或遲延。l 發(fā)送時延（傳輸時延）：主機或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時間。 l 傳播時延：電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。l 處理時延：主機或路由器在收到分組時需要花費一定的時間進行處理。 l 排隊時延：結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。（取決于網(wǎng)絡當時的通信量）；數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中經(jīng)歷的總時延就是以上四種時延之和。n 注：對于高速網(wǎng)絡，提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率不是比特在鏈路上的傳播速率。5) 時延帶寬積：時延帶寬積（體積）=傳播時延（長）X帶寬（截面積），以比特為

7、單位的鏈路長度。6) 往返時間（RTT)：簡單來說，就是兩倍傳播時延（實際上還包括處理時延，排隊時延，轉(zhuǎn)發(fā)時的發(fā)送時延）；7) 利用率：信道利用率網(wǎng)絡利用率（全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值）。，D0表示網(wǎng)絡空閑時的時延，U為利用率，D表示網(wǎng)絡當前的時延；可見信道利用率并不是越高越好，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增大。減少方法：增大線路的帶寬。8、 計算機網(wǎng)絡的非特征性能：費用，質(zhì)量，標準化，可靠性，可擴展性和可升級性，易于管理和維護。9、 計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)OSI/RM開放系統(tǒng)互連參考模型（法律上的國際標準）；簡稱OSI。TCP/IP事實上的國際標準；協(xié)議為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)

8、交換而建立的規(guī)則、標準或約定。 三要素：語法（結(jié)構(gòu)和格式），語義（動作），同步（順序）；分層的好處：各層之間是獨立的；靈活性好；結(jié)構(gòu)上可分割開；易實現(xiàn)和維護；能促進標準化工作。 五層體系結(jié)構(gòu)：l 應用層：通過應用進程（正在運行的程序）間的交互來完成特定網(wǎng)絡應用。（如DNS,HTTP,SMTP,FTP)l 運輸層：負責向兩臺主機中進程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務；（復用和分用）。運輸層主要使用以下兩種協(xié)議：1、傳輸控制協(xié)議TCP：提供面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，其數(shù)據(jù)傳輸單位是報文段。2、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP：提供無連接的、盡最大努力的數(shù)據(jù)傳輸服務（不保證可靠性），其數(shù)據(jù)傳輸單位是用戶數(shù)

9、據(jù)報。l 網(wǎng)絡層：負責為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務（在TCP/IP體系中，分組也叫IP數(shù)據(jù)報）。l 數(shù)據(jù)鏈路層：將網(wǎng)絡層交下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀，在兩個相鄰結(jié)點（主機和路由器之間或路由器之間）間的鏈路上傳送幀；每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息。l 物理層：透明地傳送比特流（雙絞線、同軸電纜、光纜、無線信道等不在物理層）。10、實體、協(xié)議、服務和服務訪問點實體任何可發(fā)送或接受信息的硬件或軟件進程；協(xié)議控制兩個對等實體（或多個實體）進行通信的規(guī)則的集合；（水平的）在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務（垂直的）。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務。 同

10、一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互(即交換信息)的地方，稱為服務訪問點 SAP (Service Access Point)。 下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。IP over everything everything over IP (p36)第2章 物理層1、 基本概念機械特性（接口）；電氣特性（電壓范圍）；功能特性（電壓的意義）；過程特性（順序）2、 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)（發(fā)送端、發(fā)送方）傳輸系統(tǒng)（傳輸網(wǎng)絡）目的系統(tǒng)（接收端、接收方）。常用術(shù)語：l 數(shù)據(jù)(data)運送消息的實體。l 信號(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 l 模擬信號，或連續(xù)信號

11、(analogous)代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 l 數(shù)字信號，或離散信號(digital)代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 l 碼元(code)代表不同離散數(shù)值的基本波形。3、 信道的基本概念 信道：用來表示向某一個方向傳送信息的媒體；可以有以下三種基本方式。單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。（廣播）雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當然也就不能同時接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間后，可以再反過來。 雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 l 基帶信號來自信源的信號，為使信道能夠傳輸?shù)?/p>

12、頻分量和直流分量，必須進行調(diào)制基帶調(diào)制（僅對波形進行變換）；帶通調(diào)制（使用載波調(diào)制）。最基本的帶通調(diào)制方法：調(diào)幅（AM）；調(diào)頻（FM）；調(diào)相（PM）；為了達到更高的信息傳輸速率，必須采用技術(shù)上更為復雜的多元制的振幅相位混合調(diào)制方法，例如正交振幅調(diào)制4、 信道的極限容量兩因素：l 信道能夠通過的頻率范圍（碼間串擾）加寬頻帶；l 信噪比信號的平均功率和噪聲的平均功率之比；常記為S/N，并用分貝（dB）作為度量單位即：信噪比（dB）= 10 log10（S/N）(dB)l 香濃公式：信道的極限信息傳輸速率C = W log2(1+S/N)（bit/s） ；式中W為信道的帶寬（單位Hz），S為信道內(nèi)所

13、傳信號的平均功率，N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。香濃公式表明：信道的帶寬或信道中的信噪比越大，信息的極限傳輸速率就越高。只要信息傳輸速率低于信道的極限傳輸速率，就一定存在某種方法實現(xiàn)無差錯傳輸。其他提高信息傳輸速率的辦法：讓每個碼元攜帶更多比特的信息量。5、 傳輸媒體6、 信道復用技術(shù)l 頻分復用（FDM）：所有用戶在同樣的時間占用不同的資源；l 時分復用(TDM)（同步時分復用）：所有用戶在不同的時間用同樣的頻帶寬度；（更有利于數(shù)字信號的傳輸）；以上兩種復用方法的優(yōu)點是技術(shù)比較成熟，缺點是不夠靈活。l 統(tǒng)計時分復用(STDM)（異步時分復用）：動態(tài)分配時隙；集中器常使用統(tǒng)計時分復用l 波分復用

14、：光的頻分復用；l 碼分復用（碼分多址CDMA）：各用戶使用不同的碼型，因此各用戶之間不會造成干擾。每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)（相乘為0，0寫為-1，1寫為+1）。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 ；任何一個碼片向量和該碼片反碼的向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是-1 ；任何一個碼片向量和其他碼片向量的規(guī)格化內(nèi)積都是0；7、 寬帶接入技術(shù)l ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）技術(shù)用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造把 04 kHz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使

15、用。上行和下行帶寬不對稱；ADSL的極限傳輸距離取決于數(shù)據(jù)率和用戶線的線徑（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大）；離散多音調(diào) DMT 頻分復用；ADSL不能保證固定的數(shù)據(jù)率基于ADSL的接入網(wǎng)由以下三部分組成：數(shù)字用戶線接入復用器（DSLAM）、用戶線和用戶家中的一些設施；l 光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）l FTTx技術(shù)：光纖到戶FTTH8、假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率（b/s）?答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s9、共有4個站進行CDMA通信。4個

16、站的碼片序列為A：（11111111） B：（11111111）C：（11111111） D：（11111111）現(xiàn)收到這樣的碼片序列S：（11311311）。問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是0還是1？解：SA=（11311311）8=1， A發(fā)送1SB=（11311311）8=1， B發(fā)送0SC=（11311311）8=0， C無發(fā)送SD=（11311311）8=1， D發(fā)送1第3章 數(shù)據(jù)鏈路層（計算題：1 CRC；2征用期、最短幀長與時延）1、兩種信道：點對點信道。 廣播信道。2、鏈路：從一個結(jié)點到相鄰結(jié)點的一段物理線程（有線或無線），中間沒有任何交換節(jié)點。3、數(shù)據(jù)鏈路：當需要在一

17、條線路上傳送數(shù)據(jù)時，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸，把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。最常用網(wǎng)絡適配器。4、幀協(xié)議數(shù)據(jù)單元。5、三個基本問題：l 封裝成幀在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部進行幀定界（確定幀的界限）。SOH：幀首部，16進制編碼是01，二進制是00000001EOT：幀尾部，16進制編碼是04，二進制是00000100l 透明傳輸解決透明傳輸問題具體方法：字節(jié)填充（或字符填充），發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符SOH或EOT的前面插入一個轉(zhuǎn)義字符ESC（16進制編碼是1B，二進制是00011011）.l 差錯

18、檢測比特在傳輸過程中可能會產(chǎn)生差錯（比特差錯）；傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率稱為誤碼率（BER）。循環(huán)冗余檢驗CRC：CRC運算就是在數(shù)據(jù)M的后面添加供差錯檢測用的n位冗余碼。n位冗余碼得出方法：用二進制的模2運算進行2n乘M（待傳送的數(shù)據(jù)）的運算，這相當于在M后面添加n個0。得到的(k+n)位的數(shù)除以事先商定的長度為（n+1）位的除數(shù)P，得到的余數(shù)（比除數(shù)少一位）作為冗余碼，數(shù)據(jù)加上冗余碼在除以除數(shù)P，得到的余數(shù)為0即為無差錯。凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀均無差錯（無比特差錯）要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上幀編號、確認和重傳機制。（提高通信效率）傳輸差錯：幀丟

19、失、幀重復、幀失序6、 點對點協(xié)議PPP目前使用得最廣泛的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議l 特點：簡單（這是首要的要求）；封裝成幀 （幀界定符）；透明性；多種網(wǎng)絡層協(xié)議（PPP協(xié)議必須能在同一條物理鏈路上同時支持多種網(wǎng)絡層協(xié)議，如IP、IPX） ；多種類型鏈路（串行的、并行的，同步的、異步的，高速的、低速的，電的、光的，動態(tài)的、靜態(tài)的） ；差錯檢測（立即丟棄有差錯的幀）；檢測連接狀態(tài)（短時間自動檢測）；最大傳送單元（MTU是數(shù)據(jù)鏈路層的幀可以載荷的數(shù)據(jù)部分的最大長度）；網(wǎng)絡層地址協(xié)商；數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商（不要求標準化） 。l 不需要/支持的功能：糾錯（不可靠傳輸） ；流量控制（由TCP負責） ；序號（不是可靠傳輸，

20、在無線時可用） ；多點線路（不支持一主對多從） ；半雙工或單工鏈路（只支持全雙工） 。l 組成三個部分：1、一個將 IP 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。2、鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。（用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接）3、網(wǎng)絡控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。其中的每一個協(xié)議支持不同的網(wǎng)絡層協(xié)議 l 幀格式PPP幀的格式標志字段F（Flag）規(guī)定為0x7E（0x表示后面的字符是用十六進制表示的） 7E（01111110）地址字段A規(guī)定為0xFF (11111111)控制字段C規(guī)定為0x03（00000011）字節(jié)填

21、充轉(zhuǎn)義字符（0x7D）；零比特填充5個1后加0；l 建立過程（設備之間無鏈路）物理鏈路LCP鏈路已鑒別的LCP鏈路（口令鑒別協(xié)議PAP/口令握手鑒別協(xié)議CHAP）NCP鏈路（IP控制協(xié)議IPCP）7、 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層l 局域網(wǎng)的特點：網(wǎng)絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點范圍均有限。優(yōu)點：具有廣播功能，便于系統(tǒng)的擴展和逐漸演變，提高了系統(tǒng)的可靠、可用、生存性。l 局域網(wǎng)的拓撲：星形網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，總線網(wǎng)。l 共享信道： 靜態(tài)劃分信道 （頻分復用 時分復用 波分復用 碼分復用） 動態(tài)媒體接入控制又稱多點接入（隨機接入；受控接入，如多點線路探詢(polling)/輪詢） l 以太網(wǎng)的兩個標準DIX

22、Ethernet V2和IEEE 802.3l 適配器的作用： 進行串行/并行轉(zhuǎn)換。 對數(shù)據(jù)進行緩存。 在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅(qū)動程序。 實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 l CSMA/CD（載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測）協(xié)議為了通信簡便，以太網(wǎng)采用了以下兩個措施： 用較為靈活的無連接的工作方式（不進行編號，不要求對方發(fā)回確認）； 曼切斯特編碼（一分為二）；多點接入總線型網(wǎng)絡；載波監(jiān)聽（檢測信道）不管在發(fā)送前還是發(fā)送中，每個站都必須不停地檢測信道；碰撞檢測（沖突檢測）邊發(fā)送邊監(jiān)聽。每一個站在自己發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性（發(fā)送的不確定性）半雙工通信爭用期（碰撞窗口）經(jīng)過征用期這段時間

23、還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。以太網(wǎng)使用截斷二進制指數(shù)退避（動態(tài)退避）算法來確定碰撞后重傳的時機最短有效幀長度為64字節(jié)；強化碰撞人為干擾信號；幀間最小間隔為9.6微秒，相當于96比特時間l 使用集線器的星形拓撲物理上星形網(wǎng)，邏輯上總線網(wǎng)；一個集線器有許多接口；集線器工作在物理層，每個接口僅僅簡單地轉(zhuǎn)發(fā)比特，不進行碰撞檢測；l 以太網(wǎng)的信道利用率成功發(fā)送一個幀占用信道的時間=T（發(fā)送幀需要的時間，由幀長除以發(fā)送速率得出）+（單程端到端傳播時延）；參數(shù)a：，a越小越好，以太網(wǎng)的幀長度不能太短；極限信道利用率；只有當a遠小于1才能得到盡可能高的極限信道利用率l 以太網(wǎng)的MAC層名

24、字指出我們所要尋找的那個資源，地址指出那個資源在何處，路由告訴我們?nèi)绾蔚竭_該處；RA注冊管理機構(gòu)；OUI組織唯一標識符（公司的）；EUI擴展唯一標識符；適配器檢測MAC幀中的目的地址是否發(fā)往本幀單播，廣播，多播；最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng) V2 的格式。利用曼切斯特編碼來確定長度；幀間最小間隔導致不需要幀結(jié)束定界符；以太網(wǎng)不負責重傳丟棄的MAC幀； 8、要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRCD 生成多項式是P（X）=X3+1。試求應添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。答：作二進制除法，101110 000 10011 添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)是0119、PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111

25、111100。試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接收端收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？答：011011111 11111 000110111110111110000001110111110111110110000111011111 11111 11010、在2000m長的總線上，數(shù)據(jù)傳輸率為10Mbps，信號傳播速率為200m/s，采用CSMA/CD進行數(shù)據(jù)通信。（） 爭用期是多少？（） 最小幀長應該為多少？（3 ） 若A向B發(fā)送1000字節(jié)的數(shù)據(jù)，A是否必須在數(shù)據(jù)發(fā)送期間一直進行沖突檢測？為什么？(1)

26、 爭用期為(2) 最短幀長(3) 不需要，只需在發(fā)送前25字節(jié)是需要進行沖突檢測。原因在于沖突只會出現(xiàn)在爭用期內(nèi)（等價于發(fā)送25字節(jié)），爭用期內(nèi)沒有沖突，則在傳輸完之前就一定不會發(fā)生沖突；過了爭用期，其他站點檢測信道時，會檢測到信道處于忙狀態(tài)，因此不會發(fā)送數(shù)據(jù)。第4章 網(wǎng)絡層（計算題：1子網(wǎng)劃分；2路由選擇）網(wǎng)絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務網(wǎng)絡層不提供服務質(zhì)量的承諾1、 虛電路服務和數(shù)據(jù)包服務的對比對比的方面虛電路服務數(shù)據(jù)報服務思路可靠通信應當由網(wǎng)絡來保證可靠通信應當由用戶主機來保證（盡最大努力交付）連接的建立必須有不需要終點地址僅在連接建立階段使用，每個分組使

27、用段的虛電路號每個分組都有終點的完整地址分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進行轉(zhuǎn)發(fā)每個分組獨立選擇路由進行轉(zhuǎn)發(fā)（獨立發(fā)送）當節(jié)點出故障時所有通過出故障的結(jié)點的虛電路均不能工作出故障的結(jié)點可能會丟失分組，一些路由可能會發(fā)生變化分組的順序總是按發(fā)送順序到達終點到達終點時不一定按發(fā)送順序端到端的差錯處理和流量控制可以由網(wǎng)絡負責，也可以由用戶主機負責由用戶主機負責2、虛擬互連網(wǎng)絡（IP網(wǎng)） 使用路由器解決各種異構(gòu)的物理網(wǎng)絡連接在一起的問題；3、 分類的IP地址 IP地址由ICANN進行分配（中國向APINC）；一個IP地址在整個互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)是唯一的分類的IP地址（已成歷史）l A類地址（5

28、0%）網(wǎng)絡號全0表示本機，全1表示環(huán)回測試；主機號全0表示本主機的網(wǎng)絡地址，全1表示所有主機；l B類地址（25%）網(wǎng)絡號（不可用）；主機號跟A類一樣l C類地址（12.5%）網(wǎng)絡號（不可用）；主機號（同上）A類、B類、C類地址都是單播地址l 特點每一個IP地址都由網(wǎng)絡號和主機號兩部分組成，IP地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)IP地址管理機構(gòu)分配IP地址時只分配網(wǎng)絡號路由器僅根據(jù)網(wǎng)絡號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（不考慮目的主機號）；多歸屬主機一個路由器至少要有兩個不同的IP地址（每個接口一個）；用網(wǎng)橋或轉(zhuǎn)發(fā)器連接起來的若干個局域網(wǎng)仍屬于一個網(wǎng)絡（相同網(wǎng)絡號），用路由器才能連接不同

29、網(wǎng)絡；4、 IP地址與硬件地址物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址；IP地址是網(wǎng)絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址 使用IP地址是為了隱蔽各種底層網(wǎng)絡的復雜性而便于分析和研究問題； 數(shù)據(jù)鏈路層看不到數(shù)據(jù)報的IP地址； 路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡號進行路由選擇；5、 ARP（地址解析協(xié)議）和RARPARPIP地址轉(zhuǎn)為MAC地址；每一臺主機都設有一個ARP cache（ARP高速緩存）里面有本局域網(wǎng)上的主機和路由表的IP地址到MAC地址的映射表；請求是廣播，響應是單播，一次請求響應，兩邊同時把雙方的信息寫進ARP cache；不同局域網(wǎng)的主機，要通過路由器進行ARP查詢；6、 IP

30、數(shù)據(jù)包的格式0 4 8 16 19 24 31 版本首部長度區(qū)分服務總長度標識標志片偏移生存時間協(xié)議首部檢驗和源地址目的地址可選字段（長度可變）填充數(shù)據(jù)部分固定部分（20字節(jié)）首部可變部分互聯(lián)網(wǎng)中所有的主機和路由器，必須能夠接受長度不超過576字節(jié)的數(shù)據(jù)報；標識，標志，片偏移用于分片；TTL（現(xiàn)為跳數(shù)限制）在經(jīng)過路由器時才減1；常用協(xié)議：協(xié)議名ICMPIGMPTCPUDP協(xié)議字段值12617首部檢驗和占16位，只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，但不包括數(shù)據(jù)部分。用反碼算術(shù)運算把所有16位字相加，再將得到的和求反碼，檢驗時一樣，得到為0即無差錯；IP 首部的可變部分就是一個選項字段，用來支持排錯、測量以及安全

31、等措施。7、 IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 從一個路由器轉(zhuǎn)發(fā)到下一個路由器（最主要的兩個信息：目的網(wǎng)絡地址，下一跳地址）； 特定主機路由對特定的目的主機指明一個路由，方便控制網(wǎng)絡和測試網(wǎng)絡； 默認路由（）下一跳路由器的地址不在IP數(shù)據(jù)包里，而在MAC幀里（轉(zhuǎn)為 MAC地址）； 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法：提取目的主機的IP地址，得出目的網(wǎng)絡地址直接交付特定主機路由下一跳路由器默認路由報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯8、 劃分子網(wǎng)（計算題） IP地址：=網(wǎng)絡號，子網(wǎng)號，主機號 劃分子網(wǎng)只是把IP地址得的主機號部分進行再劃分，不改變網(wǎng)絡號； 子網(wǎng)掩碼：推薦在子網(wǎng)掩碼中選用連續(xù)的1；如果一個網(wǎng)絡不劃分子網(wǎng)，那么該網(wǎng)絡的子網(wǎng)

32、掩碼就使用默認子網(wǎng)掩碼現(xiàn)在全1和全0的子網(wǎng)號也可以使用了（但要謹慎） 劃分子網(wǎng)增加了靈活性，但減少了能連接在網(wǎng)絡上的主機總數(shù)； 同樣的IP地址和不同的子網(wǎng)掩碼可以得出相同的網(wǎng)絡地址；（但是不同的掩碼的效果是不同的） 使用子網(wǎng)時分組的轉(zhuǎn)發(fā)，增加了子網(wǎng)掩碼 能解釋下面這幅圖：9、 CIDR（無分類編址）CIDR最主要的兩個特點：CIDR消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念；CIDR把網(wǎng)絡前綴都相同的連續(xù)IP地址組成一個“CIDR地址快”IP地址：=網(wǎng)絡前綴，主機號；“/”后表示網(wǎng)絡前綴所占的位數(shù)（斜線記法/CIDR記法）；最小地址（全0），最大地址（全1）；CIDR使用32位的地址掩

33、碼；斜線記法中，斜線后面的數(shù)字就是地址掩碼中1的個數(shù)。路由聚合又稱構(gòu)成超網(wǎng)；能解釋下面的這幅圖：10、 ICMP（網(wǎng)際控制報文協(xié)議）l 差錯報文3終點不可達 4源點抑制(Source quench)，放慢發(fā)送速率 11時間超過，TTL=012參數(shù)問題，首部參數(shù)有問題5改變路由（重定向）(Redirect) l 以下情況不發(fā)送差錯報文對 ICMP 差錯報告報文不再發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對第一個分片的數(shù)據(jù)報片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報片都不發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對具有多播地址的數(shù)據(jù)報都不發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對具有特殊地址（如 或 ）的數(shù)據(jù)報不發(fā)送 I

34、CMP 差錯報告報文。l 詢問報文8或0回送請求和回答報文，測試目的站是否可達；13或14時間戳請求和回答報文，時鐘同步和測量時間；l 應用Ping回送請求和回答報文；沒有經(jīng)過TCP和UDPTracert時間差錯報文和終點不可達報文（最后）；11、 路由選擇協(xié)議l 兩類靜態(tài)路由選擇策略（非自適應路由選擇）；動態(tài)路由選擇策略（自適應路由選擇）；l 分層次的路由選擇協(xié)議AS：IGB（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）RIP（基于距離向量的路由選擇）和OSPF；域內(nèi)路由選擇EGB（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）BGP-4；域間路由選擇12、 路由器的構(gòu)成l 路由選擇核心路由選擇處理機；l 分組轉(zhuǎn)發(fā)組成交換結(jié)構(gòu)，輸入端口，輸出端口；路由

35、選擇涉及到多個路由器總是用軟件轉(zhuǎn)發(fā)只涉及到一個路由器可用特殊硬件實現(xiàn)路由器中的輸入或輸出隊列產(chǎn)生溢出是造成分組丟失的重要原因。 交換結(jié)構(gòu)三種方法：通過存儲器；通過縱向；通過互連網(wǎng)絡；13、 IP多播（了解即可）IP多播所傳送的分組需要使用多播IP地址；多播數(shù)據(jù)包使用D類地址作為目的地址；14、 VPN：1專用地址（可重用地址）包括10/8，172.16/12，192.168/16；2利用隧道技術(shù)實現(xiàn)VPN；15、 NAT：1安裝在路由器上；2將本地地址轉(zhuǎn)為全球IP地址；16、已知A IP地址，但不知其MAC地址，欲將數(shù)據(jù)發(fā)送給A，則需要使用ARP協(xié)議。17、網(wǎng)絡層的核心功能是路由。18、路由器

36、在七層網(wǎng)絡參考模型各層中涉及網(wǎng)絡（第三）層。19、IPv4網(wǎng)絡支持的傳播方式有單播、廣播和多播。20、偽首部的功能是校驗數(shù)據(jù)。21、RIP路由協(xié)議描述正確的是采用距離向量算法。22、在計算機局域網(wǎng)的構(gòu)件中，本質(zhì)上與中繼器相同的是集線器。23、在物理層擴展局域網(wǎng)是集線器。在數(shù)據(jù)鏈層擴展局域網(wǎng)是網(wǎng)橋。24、到55、到55、到55三個地址段屬于專用地址。25、202.195.256.31、和55都屬于不正確的主機IP地址。26

37、、某單位規(guī)劃網(wǎng)絡需要1024個IP地址，若采用無類型域間路由選擇CIDR機制，起始地址為。則該網(wǎng)絡的掩碼為。27、RIP允許一條路徑最多只能包含15個路由器。28、OSPF最主要的特征就是使用鏈路狀態(tài)協(xié)議。29、4不屬于子網(wǎng)9/28的主機地址。30、CSMA/CD協(xié)議的工作過程。提示：對CSMA/CD協(xié)議的工作過程通?？筛爬椤鞍l(fā)前先聽、邊發(fā)邊聽、沖突停發(fā)、隨機重發(fā)”。CSMA/CD 協(xié)議的工作過程詳述如下：某站點想要發(fā)送數(shù)據(jù)，必須首先偵聽信道，如果信道空閑，立即發(fā)送數(shù)據(jù)并進行沖突檢測；如果信道忙，繼續(xù)

38、偵聽信道，直到信道變?yōu)榭臻e，發(fā)送數(shù)據(jù)并進行沖突檢測。如果站點在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測到?jīng)_ 突，立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)并等待一隨機長的時間，重復上述過程。31、網(wǎng)絡的互連設備有哪些？分別有什么作用和工作在什么層次？提示：中繼器，工作在物理層，功能是對接收信號進行再生和發(fā)送，從而增加信號傳輸?shù)木嚯x。集線器是一種特殊的中繼器，可作為多個網(wǎng)段的轉(zhuǎn)接設備。網(wǎng)橋工作于數(shù)據(jù)鏈路層，不但能擴展網(wǎng)絡的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡的性能、可靠性和安全性。路由器工作于網(wǎng)絡層，用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡。橋路器是一種結(jié)合橋接器（bridge）和路由器（router）兩者功能的設備，它控制從一個網(wǎng)絡組件到另一個網(wǎng)絡組件（此時充當

39、橋接器）和從網(wǎng)絡到因特網(wǎng)（此時充當路由器）的傳輸。網(wǎng)關(guān)又叫協(xié)議轉(zhuǎn)換器，工作于網(wǎng)絡層之上，可以支持不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換， 實現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡之間的互連。主要用于不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡或者局域網(wǎng)與主機系統(tǒng)的連接。32、設某路由器建立了如下路由表：目的網(wǎng)絡 子網(wǎng)掩碼 下一跳 28 接口m028 28 接口m1 28 R2 92 R3*（默認） R4 現(xiàn)共收到5個分組，其目的地址分別為：（1）0（2

40、）2（3）51（4）192.153.17（5）0分析：（1）分組的目的站IP地址為：0。先與子網(wǎng)掩碼28相與，得，可見該分組經(jīng)接口0轉(zhuǎn)發(fā)。（2）分組的目的IP地址為：2。 與子網(wǎng)掩碼28相與得，不等于。 與子網(wǎng)掩碼28相與得，經(jīng)查路由表可知，該項分組經(jīng)R2轉(zhuǎn)發(fā)。（3）分組的目的IP地址為：51，與子網(wǎng)

41、掩碼28相與后得28，與子網(wǎng)掩碼92相與后得28，經(jīng)查路由表知，該分組轉(zhuǎn)發(fā)選擇默認路由，經(jīng)R4轉(zhuǎn)發(fā)。（4）分組的目的IP地址為：7。與子網(wǎng)掩碼28相與后得。與子網(wǎng)掩碼92相與后得，經(jīng)查路由表知，該分組經(jīng)R3轉(zhuǎn)發(fā)。（5）分組的目的IP地址為：0，與子網(wǎng)掩碼28相與后得。與子網(wǎng)掩碼92相與后得

42、4，經(jīng)查路由表知，該分組轉(zhuǎn)發(fā)選擇默認路由，經(jīng)R4轉(zhuǎn)發(fā)。33、某單位分配到一個B類IP地址，其net-id為.該單位有4000臺機器，分布在16個不同的地點。如選用子網(wǎng)掩碼為，試給每一個地點分配一個子網(wǎng)掩碼號，并算出每個地點主機號碼的最小值和最大值。分析： 4000/16=250，平均每個地點250臺機器。如選為掩碼，則每個網(wǎng)絡所連主機數(shù)=28-2=254250，共有子網(wǎng)數(shù)=28-2=25416，能滿足實際需求?？山o每個地點分配如下子網(wǎng)號碼地點： 子網(wǎng)號（subnet-id） 子網(wǎng)網(wǎng)絡號 主機IP的最

43、小值和最大值1： 00000001 -54 2： 00000010 -543： 00000011 -544： 00000100 -545： 00000101 -546： 00000110 -5

44、47： 00000111 -548： 00001000 -549： 00001001 -5410： 00001010 -5411： 00001011 -5412： 00001100 -129.250

45、.12.25413： 00001101 -5414： 00001110 -5415： 00001111 -5416： 00010000 -5434、一個自治系統(tǒng)有5個局域網(wǎng)，其連接圖如圖4-55示。LAN2至LAN5上的主機數(shù)分別為：91，150，3和15.該自治系統(tǒng)分配到的IP地址塊為30.138.1

46、18/23。試給出每一個局域網(wǎng)的地址塊（包括前綴）。 分析：30.138.118/23-30.138.0111 011分配網(wǎng)絡前綴時應先分配地址數(shù)較多的前綴題目沒有說LAN1上有幾個主機，但至少需要3個地址給三個路由器用。本題的解答有很多種，下面給出兩種不同的答案： 第一組答案 第二組答案 LAN1 92/29 92/27LAN2 /25 /25 LAN3 /24 /24LAN4 00/29 24/27L

47、AN5 28/26 28/2735、某單位分配到一個地址塊4/26?，F(xiàn)在需要進一步劃分為4個一樣大的子網(wǎng)。試問: （1）每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡前綴有多長？ （2）每一個子網(wǎng)中有多少個地址？ （3）每一個子網(wǎng)的地址是什么？ （4）每一個子網(wǎng)可分配給主機使用的最小地址和最大地址是什么？分析：（1）每個子網(wǎng)前綴28位。（2）每個子網(wǎng)的地址中有4位留給主機用，因此共有16個地址。（3）四個子網(wǎng)的地址塊是：第一個地址塊4/28，可分配給主機使用的 最小地址：10000015/

48、28 最大地址：10011108/28第二個地址塊0/28，可分配給主機使用的 最小地址：10100011/28 最大地址：10111104/28第三個地址塊6/28，可分配給主機使用的 最小地址：11000017/28 最大地址：110111010/28第四個地址塊12/28，可分配給主機使用的 最小地址：13

49、111000113/28 最大地址：111111026/2836、設有路由器(網(wǎng)關(guān))G1和G2，且它們相鄰，它們采用RIP協(xié)議交換路由信息，現(xiàn)假設網(wǎng)關(guān)G1的當前路由表為表1所示，表2為網(wǎng)關(guān)G2廣播的V-D報文，問G1收到G2廣播的V-D報文后，G1的路徑表如何修改，給出修改后的路由表。 表1 G1當前路由表 表2 G2廣播的V-D報文第19頁，共19頁 信宿距離下一跳1直接5G94G6G83G4G580.0.0.

50、04G5信宿距離4343234第5章 運輸層1、 進程之間的通信面向通信部分的最高層；用戶功能中的最低層；提供應用進程間的邏輯通信；2、 運輸層的端口識別各應用層進程；只具有本地意義；端口范圍：熟知端口（11023）；注冊（或登記）端口（102449151）；動態(tài)（或客戶、短暫）端口號（4915265535）；3、 UDPl 特點無連接；（減少開銷和發(fā)送時延）盡最大努力交付；面向報文；（對報文不分拆，不合并）沒有擁塞控制；支持一對一，一對多，多對一，多對多的交互通信；首部開銷小。（八

51、個字節(jié)）無編號；l 首部格式檢驗和加上偽首部和數(shù)據(jù)部分；4、 TCPl 特點進程到進程的通信；（點對點，每個進程都需要一個連接）流交付服務；（無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流）全雙工通信；（發(fā)送、接收緩存）復用和分用；（發(fā)送復用，接收分用）面向連接的服務；可靠的服務。（無差錯，不丟失，不重復，按序到達）l 套接字（socket）IP地址加端口號；TCP連接：=socket1，socket2；5、 可靠傳輸?shù)墓ぷ髟韑 停止等待協(xié)議（等待確認后在發(fā)送）在發(fā)送完一個分組后，必須暫時保留已發(fā)送的分組的副本。分組和確認分組都必須進行編號。超時計時器的重傳時間應當比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些。 自動重傳請求 A

52、RQ；簡單，但信道利用率太低；l 連續(xù)ARQ協(xié)議發(fā)送窗口，累積確認（對按序到達的最后一個分組發(fā)送確認）6、 TCP首部格式 0 8 16 24 31源端口目的端口序號確認號數(shù)據(jù)偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗口檢驗和緊急指針選項（長度可變）填充數(shù)據(jù)偏移首部長度（最大60字節(jié)）；ACK確認號有效；PSH立即收到響應；RST釋放鏈接；SYN連接請求和連接接受；FIN釋放運輸連接；窗口現(xiàn)在允許對方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，窗口值是經(jīng)常在動態(tài)變化著；（以字節(jié)為單位）檢驗和也要加上偽首部；緊急指針窗口為0也可以發(fā)送緊急數(shù)據(jù)；選項：MSS（556字節(jié)）；窗口擴大（通過左移來擴大）；時間戳（計算RTT）；7、 TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)l 以字節(jié)為單位的滑動窗口窗口位置由后沿和前沿決定；必須按序確認；發(fā)送（接收）緩存發(fā)送（接收）窗口已發(fā)送（按序到達）；接收方要有累計確認的功能；l 超時重傳時間的選擇RTT往返時間；加權(quán)平均往返時間，來一個算一個，一個一個來算；對應新樣本；RTO超時重傳時間略大于RTT；重傳的報文段不采用其往返時間樣本，但每次重傳會增加RTO；l 選擇確認SACK首部選項加上SACK；（所需信息過多，可以忽略，選擇重傳未