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网络复习资料

1、什么是网络体系结构？

答：

计算机网络体系结构是网络层次模型和各层次协议的集合，它反映了整个计算机网络系统的逻辑结构和功能划分，包含了硬件和软件的组织与设计时所必须要遵守的规定。

2、常见的计算机网络通信介质分类及举例（导向性介质包括哪些）。

双绞线举例：

计算机网络使用1－2、3－6两组线对分别来发送和接收数据。

同轴电缆举例：

广泛使用的同轴电缆有两种：

一种为50Ω同轴电缆，用于数字信号的传输；另一种为75Ω同轴电缆，用于宽带模拟信号的传输。

光导纤维举例：

用光纤作为网络介质的LAN技术主要是光纤分布式数据接口。

微波传输和卫星传输这两种传输方式均以空气为传输介质，以电磁波为传输载体，联网方式较为灵活。

3、常见的信道复用技术有哪些？

其工作原理又分别如何？

答：

①频分多路复用技术原理：

频分多路复用技术是将线路的可用频带划分成若干个在频率上互不重叠的频段，每路要传送的信号分别占用不同的频段。

②波分多路复用技术原理：

通过使用不同波长的光载波，可以在一根光纤上传输多路光信号。

③时分多路复用技术原理：

时分多路技术是将传输时间分成若干个时隙，每路信号占用一个时隙。

在每路信号所占有的时隙内，其使用通信线路的全部宽带。

可分为同步时分复用和异步时分复用。

④码分多路复用技术原理：

采用了特殊的编码方法和扩频技术，多个用户可以使用同样的频带在相同的时间内进行通信；由于不同用户使用不同的码型，因此相互之间不会造成干扰；在CDMA系统中，每个用被分配一个唯一的m比特码片序列，发送的每个数据比特将被扩展成m位码片。

3、物理层与数据链路层的中继设备分别是什么？

工作中有何异同？

物理层：

集线器；数据链路层：

二层交换机、网桥。

工作中的异同：

物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接.媒体是长期的,连接是有生存期的；而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,拆除,对数据的检错，但是并不纠正错误。

4、局域网扩展的主要方法有哪些？

简述使用集线器和二层交换机扩展局域网的异同

答：

①在物理层扩展局域网使用集线器；②在数据链层扩展局域网是使用网桥

异同：

交换机和集线器，都起着局域网的数据传送“枢纽”的作用；在星型结构中，集线器是连接的中间结点，它起放大信号的作用；而交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。

5、简述OSI体系结构和TCP/IP体系结构的特点、层次划分及各层功能。

答：

特点：

OSI是基于硬件的分层，用于同种网络间的互联；TCP/IP是逻辑上的划分，用于不同网络间的互联。

层次划分及各层功能：

OSI体系结构有7层，第一层物理层：

传输透明bit流，第二层数据链路层：

为网络层提供数据传送服务，第三层网络层：

建立网络连接和为上层提供服务，第四层传输层：

源端到目的端对数据传送进行控制，第五层会话层：

建立和维持会话，第六层表示层：

为异种机通信提供一种公共语言，第七层应用层：

向应用程序提供服务；TCP／IP体系结构有四层，第一层主机－网络层，它与OSI的数据链路层和物理层相对应，第二层互连层，它与OSI的网络层相对应，第三层传输层，它与OSI的传输层相对应，第四层应用层，它与OSI的应用层、表示层、会话层相对应。

CSMA/CD协议及基于CSMA/CD协议的以太网的工作过程。

答：

CSMA/CD协议，即载波监听多路访问/冲突检测方法是一种争用型的介质访问控制协议。

工作过程：

CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。

每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。

这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。

每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。

CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统被广泛使用。

6、当某个路由器发现一IP数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报？

答：

纠错控制由上层（传输层）执行。

IP首部中的源站地址也可能出错请错误的源地址，重传数据报是没有意义的。

RIP协议原理及工作过程（路由表更新过程示例）

答：

原理：

RIP采用距离向量算法，使用跳数（hopcount）作为距离的度量值；RIP协议规定，一条路由的最大距离不可超过15跳；RIP的报文首部只有四个字节，封装内容为路由信息，RIP目前有两类命令：

RIP请求，用来发现RIP路由器；RIP更新，用来交换路由表信息。

工作过程：

（1）路由器启动RIP后，向周围路由器发送请求报文（Requestmessage）。

（2）周围的RIP路由器收到请求报文后，响应该请求，回送包含本地路由表信息的响应报文（Responsemessage）。

（3）路由器收到邻居路由器响应报文后，修改本地路由表。

7、RIP使用UDP，OSPF使用IP，BGP使用TCP，这样做有何优点？

答：

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。

简述OSPF协议与RIP协议的不同。

答：

RIP的拓扑简单，适用于中小型网络，rip协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包；OSPF适用于较大规模网络，ospf协议是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。

8、IP地址分类、掩码、子网划分、超网组成及CIDR基本概念及示例。

答：

IP地址分类：

为了方便IP寻址，将所有IP地址所在的网络划分为A、B、C、D和E五类，①A类地址用IP地址前8位表示网络ID，后24位表示主机ID；②B类地址用IP地址前16位表示网络ID，后16位表示主机ID；③C类地址用IP地址前24位表示网络ID，后8位表示主机ID；④D类地址用来多播使用，没有网络ID和主机ID之分；⑤E类地址保留实验用，没有网络ID和主机ID之分；掩码：

子网掩码的位数和IP地址相同，格式是将主机部分全置为0，网络地址部分全置为1。

子网划分：

子网划分定义：

Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。

A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。

而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。

可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。

划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

超网：

超网（是与子网类似的概念--IP地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。

但是，与子网把大网络分成若干小网络相反，它是把一些小网络组合成一个大网络--超网。

超网是用汇总地址把一组有类的网络汇聚成一个地址的实际应用。

与VLSM（可变长子网掩码）的区别：

VLSM是将一个有类的网络进行划分，而超网则是将几个有类网集合在一起。

假设现在有16个C类网络，从201.66.32.0到201.66.47.0，它们可以用子网掩码255.255.240.0统一表示为网络201.66.32.0。

在做ACL时，为了节省设备开支（即用尽量少的ACL条目）会用到超网技术。

因此涉及到超网的计算和划分。

下面列举几例说明计算超网的方法：

　　1．由2048个C类网络组成，从192.24.0.0到192.31.255.0，哪个掩码可表示此地址范围？

　　2．在配置ACL时碰到这样一个地址范围：

59.39.80.0-59.39.127.0,如何划分超网才使ACL条目最少呢？

　　参考解答：

　　1．由2048个C类网络组成，从192.24.0.0到192.31.255.0，哪个掩码可表示此地址范围？

　　参考解答：

　　1．192.24.0.0划成2进制为

　　11000000.00011000.00000000.00000000

　　192.31.0.0划成2进制为

　　11000000.00011111.00000000.00000000

　　↑-相同位

　　从左到右取相同的位数为子网掩码位数，即：

13位255.248.0.0

　　2.59.39.80.0转化为2进制为:

　　00111011.00100111.01010000.00000000

　　↑取全0之前位数为网络地址位,即59.39.80.0/20[59.39.80.0-59.39.95.255]得到一个超网

　　然后余下的地址以59.39.96.0开始，

　　59.39.96.0转化为2进制为:

　　00111011.00100111.01100000.00000000

　　↑取全0之前位数为网络地址位,即59.39.96.0/19[59.39.96.0-59.39.127.255],全部覆盖此地址池.

　　一共得到两条ACL,分别为:

59.39.80.0/20、59.39.96.0/19

CIDR：

（无类型域间选路，ClasslessInter-DomainRouting）是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给客户。

CIDR将路由集中起来，使一个IP地址代表主要骨干提供商服务的几千个IP地址，从而减轻Internet路由器的负担。

CIDR如何工作

　　CIDR对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。

CIDR用13-27位长的前缀取代了原来地址结构对地址网络部分的限制（3类地址的网络部分分别被限制为8位、16位和24位）。

在管理员能分配的地址块中，主机数量范围是32-500,000，从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。

　　CIDR地址中包含标准的32位IP地址和有关网络前缀位数的信息。

以CIDR地址222.80.18.18/25为例，其中“/25”表示其前面地址中的前25位代表网络部分，其余位代表主机部分。

　　CIDR建立于“超级组网”的基础上，“超级组网”是“子网划分”的派生词，可看作子网划分的逆过程。

子网划分时，从地址主机部分借位，将其合并进网络部分；而在超级组网中，则是将网络部分的某些位合并进主机部分。

这种无类别超级组网技术通过将一组较小的无类别网络汇聚为一个较大的单一路由表项，减少了Internet路由域中路由表条目的数量。

实例　　例如一个ISP被分配了一些C类网络,这个ISP准备把这些C类网络分配给各个用户群,目前已经分配了三个C类网段给用户,如果没有实施CIDR技术.ISP的路由器的路由表中会有三条下连网段的路由条目,并且会把它通告给Internet上的路由器.通过实施CIDR技术,我们可以在ISP的路由器上把这三个网段198.168.1.0,198.168.2.0,198.168.3.0汇聚成一条路由198.168.0.0/16.这样ISP路由器只向Internet通告198.168.0.0/16这一条路由,大大减少了路由表的数目.从而为网络路由器节省出了存储空间。

值得注意的是,使用CIDR技术汇聚的网络地址的比特位必须是一致的,如上例所示.如果上例所示的ISP连接了一个172.178.1.0网段,这些网段路由将无法汇聚,无法实现CIDR技术.

9、在因特网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。

还可以有另一种做法，即数据包片通过一个网络就进行一次组装。

试比较这两种方法的优劣。

答：

在目的站而不是在中间的路由器进行组装是由于：

（1）路由器处理数据报更简单些；效率高，延迟小。

（2）数据报的各分片可能经过各自的路径。

因此在每一个中间的路由器进行组装可能总会缺少几个数据报片；

（3）也许分组后面还要经过一个网络，它还要给这些数据报片划分成更小的片。

如果在中间的路由器进行组装就可能会组装多次。

（为适应路径上不同链路段所能许可的不同分片规模，可能要重新分片或组装）

10、什么叫传输差错？

什么叫拥塞？

什么叫拥塞控制？

什么叫流量控制？

答：

（1）传输差错：

信号通过信道后受噪声影响而使得接收的数据和发送的数据不相同的现象称为传输差错。

（2）拥塞:

是指因特网中的数据报过多，超过了中间结点（如路由器等）的最大容量，从而导致时延急剧增加，网络性能急速下降的现象。

（3）拥塞控制：

为解决拥塞问题所采用的机制和采取的措施称为拥塞控制。

（4）流量控制：

流量控制是管理两端的流量，以免会产生发送过块导致收端溢出，或者因收端处理太快而浪费时间的状态。

用的是：

滑动窗口，以字节为单位。

11、TCP采用的拥塞控制算法主要有哪些？

各类算法的工作过程如何？

（课本170、171页）

答：

①慢开始算法算法工作过程：

TCP建立好连接准备发送数据，发送方首先将cwnd设置为一个报文段大小进行发送，如果发送方收到来自接收方的确认报文段，则将cwnd设置为2个报文段大小进行发送，如果发送方收到来自接收方的2个确认报文段，由于没收到一个确认信息cwnd值就增加1，于是cwnd被设置为4个报文段大小进行发送。

②拥塞避免算法算法工作过程：

当cwnd低于ssthresh时，TCP处于慢开始阶段。

当cwnd高于ssthresh时，TCP进入拥塞避免阶段，假设此时的ssthresh值为4，当发送方收到4个确认报文段后，将cwnd值增加为5进行发送，当发送方收到5个确认报文段后，将cwnd值增加为6进行发送。

12、TCP/IP体系中，运输层的通信和网络层的通信有什么重要的区别？

为什么运输层是必不可少的？

22页——24页

答：

（1）区别:

网络层在五层体系结构中位于数据链路层和传输层之间，它的作用是为分组交换网上的不同主机提供通信。

而运输层的作用是为运行在不同主机中的进程提供逻辑通信。

在发送数据时，网络层会把运输层产生的报文段或用户数据报封装成组进行传送。

网络层还有一个任务就是路由的选择，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

（2）运输层主要负责在应用进程之间的“端到端”的通信，在某一时刻可能要同时为多个不同应用进程服务，运输层包括两个主要协议，即传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）这两个协议分别应用于有不同要求的应用进程。

所以……

13、DNS基本概念，常见的顶级域名及含义，DNS解析过程，DNS的两类解析方法示例。

（课本183页—184页）

答：

概念:

域名系统（DNS）是采用层次结构和分布式数据库，在因特网中将域名映射到IP地址的系统；域名服务器（DNS）是指装有从域名到IP地址的转换程序的机器。

顶级域名及含义:

①COM：

商业机构②CN：

中国③org:

非营利性组织④edu：

教育机构⑤gov：

政府机构⑥aero:

航空运输⑦int：

国际组织⑧mil:

军事机构⑨net：

网络支持机构⑩uk:

英国DNS的两类方法解析示例：

（课本184页）

14、子网划分类题目P149,7-8题。

（1）第7题：

一个C类网络的子网掩码是255.255.255.240，请问它划分了几个子网？

每个子网可以容纳多少台主机？

（主机不包括全0和全1）

答：

C类的默认掩码为255.255.255.0，使用255.255.255.240则表示从8位主机位中借用了4位划分子网则划分的子网为2^4=16，按照子网划分原则其中划分出的第一个和最后一个子网不可用，实际可用的是16-2=14个子网。

借用4位划分子网后还剩余4位作为主机ip位，故每个子网可容纳的主机ip为2^4=16个，同样第一和最后一个主机ip不可用，实际子网内可用的主机ip数目为16-2=14个。

15、路由表操作类题目P149,第9题。

电子邮件服务中，可以使用的协议有哪些？

简述电子邮件系统的工作过程。

答:

使用的协议有：

POP3、SMTP、IMAP4、MIME等。

工作过程：

电子邮件工作过程遵循客服—服务器模式，每份电子邮件的发送都要涉及发送方和接收方，发送方式构成客户端，而接收方构成服务器，服务器含有纵多用户的电子信箱，发送刚通过邮件客户程序，将编辑好的电子邮件向邮局服务器（SMTP服务器）发送，邮局服务器识别接收者的地址，并将管理该地址的服务器（POP3服务器）发送信息，邮件服务器将信息存放在接收者的电子信箱内，并告知接收者有新邮件到来，接收者通过邮件客户程序连接到服务器后，就会看到服务器的消息，进而打开自己的电子邮箱来查收邮件。

16、TCP连接建立需要三次握手,释放连接需要四次挥手,请分析原因.试画图举例说明为什么在TCP运输连接释放的最后一个步骤时为什么要等待2倍的最长报文段寿命的时间？

（课本164—166页）

答：

TCP建立连接，服务器执行被动打开命令等待连接请求的到达；客户则执行主动打开命令，并指明它想要连接到的服务器的IP地址和端口号，等待服务器的响应；由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。

这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。

收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。

首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

17、什么是流量控制,TCP如何实现流量控制？

答：

（1）流量控制：

流量控制是管理两端的流量，以免会产生发送过块导致收端溢出，或者因收端处理太快而浪费时间的状态。

用的是：

滑动窗口，以字节为单位。

（2）TCP实现流量控制：

TCP使用大小可变的滑动窗口进行流量控制。

17、什么是拥拥塞控制,TCP为拥塞控制采取了哪些策略?

答：

（1）拥塞控制：

为解决拥塞问题所采用的机制和采取的措施称为拥塞控制。

（2）采取的策略：

慢开始算法、拥塞避免算法、快速恢复算法等。

一个自治系统有5个局域网，LAN1至LAN5上的主机数目分别为359、232、128、38和28，该自治系统分配到的IP地址块为198.16.119/22，试给出每一个局域网的地址块并说明运算过程（包括前缀）。

　子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用CIDR的网络前缀法表示掩码，即“/<；网络地址位数>；”。

如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

编辑本段路由器判断IP

　　子网掩码告知路由器，IP地址的前多少位是网络地址，后多少位（剩余位）是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。

　　例如，有两台主机，主机一的IP地址为222.21.160.6，子网掩码为255.255.255.192，主机二的IP地址为222.21.160.73，子网掩码为255.255.255.192。

现在主机一要给主机二发送数据，先要判断两个主机是否在同一网段。

　　主机一

　　222.21.160.6即：

11011110.00010101.10100000.00000110

　　255.255.255.192即：

11111111.11111111.11111111.11000000

　　按位逻辑与运算结果为：

11011110.00010101.10100000.00000000

　　十进制形式为（网络地址）：

222.21.160.0

　　主机二

　　222.21.160.73即：

11011110.00010101.10100000.01001001

　　255.255.255.192即：

11111111.11111111.11111111.11000000

　　按位逻辑与运算结果为：

11011110.00010101.10100000.01000000

　　十进制形式为（网络地址）：

222.21.160.64

　　两个结果不同，也就是说，两台主机不在同一网络，数据需先发送给默认网关，然后再发送给主机二所在网络。

（路由器路由选择方式可参考另外文献）

编辑本段设置

　　子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。

　　划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。

以C类网络为例，原有8位主机位，2的8次方即256个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。

借用1位主机位，产生2个子网，每个子网有126个主机地址；借用2位主机位，产生4个子网，每个子网有62个主机地址……每个网中，第一个IP地址（即主机部分全部为0的IP）和最后一个IP（即主机部分全部为1的IP）不能分配给主机使用，所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2；根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数，列表如下：

　　①划分子网数②子网位数③子网掩码（二进制）④子网掩码（十进制）⑤每个子网主机数

　　①1～2②1③11111111.11111111.11111111.10000000④255.255.255.128⑤126

　　①3～4②2③11111111.11111111.11111111.11000000④255.255.255.192⑤62

　　①5～8②3③11111111.11111111.11111111.11100000④255.255.255.224⑤30

　　①9～16②4③11111111.11111111.11111111.11110000④255.255.255.240⑤14

　　①17～32②5③11111111.11111111.11111111.11111000④255.255.255.248⑤6

　　①33～64②6③11111111.11111111.11111111.11111100④255.255.255.252⑤2

　　如上表所示的C类网络中，若子网占用7位主机位时，主机位只剩一位，无论设为0还是1，都意味着主机位是全0或全1。

由于主机位全0表示本网络，全1留作广播地址，这时子网实际没有可用主机地址，所以主机位至少应保留2位。

编辑本段计算步骤

　1、确定要划分的子网数

　2、求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M。

　3、对该IP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置取1或后M位置取0即得出该IP地址划分子网后的子网掩码。

　　例如，对B类网络135.41.0.0/16需要划分为20个能容纳200台主机的网络（即：

子网）。

因为16<20<32，即：

2的4次方<20<2的5次方，所以，子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网，可以满足划分成20个子网的要求。

B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，转换为二进制为11111111.11111111.00000000.00000000。

现在子网又占用了5位主机位，根据子网掩码的定义，划分子网后的子网掩码应该为11111111.11111111.11111000.00000000，转换为十进制应该为255.255.248.0。

现在我们再来看一看每个子网的主机数。

子网中可用主机位还有11位，2的11次方=2048，