网络小结.docx
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网络小结
1、计算机网络从逻辑功能可以分为资源子网和通信子网两个部分，下面所述分别属于哪一个子网：
数据库：
资源子网；终端：
资源子网；调制解调器：
通信子网；通信线路：
通信子网。
2、某一个用于发送二进制信号的3kHz信道，其信噪比为20dB，可以取得的最大数据速率是多少？
（注：
log2101取6.66）
解：
20＝10lg（s/n）s/n=100香农极限是3log2（1+100）=3*6.66=19.98kb/s。
奈氏准则极限是3k*2=6kb/s
显然瓶颈是奈氏准则，最大数据速率是6kb/s.
3、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。
试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。
从以上计算结果可得出什么结论？
答：
（1）发送时延＝107÷（100×103）＝100s传播时延＝1000×103÷（2×108）＝5ms
（2）发送时延＝103÷109＝1us传播时延＝1000×103÷（2×108）＝5ms
结论：
若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能在总的时延中占主导作用。
4、假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。
如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以多高的数据率（b/s）？
答：
因为若1个码元携带n比特的信息量，则MBaud的码元传输速率所对应的信息传输率为M×nbit/s，所以本题中的数据率为80000b/s。
5、主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别是70和100。
试问：
1、第一个报文携带了多少字节的数据？
2、主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？
3、如果B收到第二个报文段后发回的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少个字节？
4、如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。
B在第二个报文段到达后向A发送确认。
试问这个确认号应为多少？
答：
1、因TCP的滑动窗口是以字节为单位的，而第一个报文段的数据序号是70～99，所以第一个报文携带了30个字节的数据。
2、因B收到的第二个报文段的序号是100，所以B收到第一个报文之后发回的确认号是100。
3、若B收到第二个报文段后发回的确认号是180，则第二个报文段的数据序号是100～179，所以第二个报文携带了80个字节的数据。
4、因为B只能对按序收到的数据中的最高序号给出确认，而第一个报文段丢失了，所以B发送的确认报文段中的确认号仍然是70，即B期望收到数据的序号。
6、假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上，这两个站点之间的传播时延为225比特时间。
现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。
如果A发送的是以太网所允许的最短帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？
换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？
答：
设在t=0时A开始发送。
在t=576比特时间，A应当发送完毕前同步码、帧定界符和数据。
t=225比特时间，B就能检测出A的信号，因此只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞。
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞了（当然也不会和其他站点发生碰撞）。
7、在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。
当t=225比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=225+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。
A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。
假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。
试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？
A重传的数据帧在什么时间到达B？
A重传的数据会不会和B重传的数据再次发送碰撞？
B会不会在预定的重传时间停止发送数据？
答：
t=0时，A和B开始发送数据。
t=225比特时间，A和B都检测到碰撞。
t=273比特时间，A和B结束干扰信号的传输。
t=273+225+96=594比特时间，A开始传送数据。
（225为强化干扰信号的传播时延，96为帧间最小间隔）t=273+512=785比特时间，B再次检测信道。
如空闲，则B在接着等待96比特时间之后即881比特时间发送数据。
否则再退避。
A重传的数据在594+225=819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送数据。
因此A重传的数据和B重传的数据不会发生碰撞。
8、考虑建一个CSMA/CD网，电缆长1千米，不使用重发器，运行速率为1Gb/s,电缆中信号速度为200000km/s，求最小帧长度应为多少？
答：
对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5*10-6s，即5us；往返时延为2*5=10us。
为能够按照CSMA/CD工作，最小帧长的发送时间不能小于10us。
以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数为109*10*10-6=10000bit=1250B，即最小帧长度应该为1250字节。
9、5个站分别在3个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来。
每一个网桥有两个接口。
在一开始，两个网桥的转发表都是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据帧：
A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。
试把有关数据填写在表中。
10、一个单位有一个C类网络200.1.1。
考虑到共有四个部门，准备划分子网。
这四个部门内的主机数目分别是：
A—72台，B—35台，C—20台，D—18台；即共有145台主机。
（1）考虑尽可能地合理利用IP地址资源，请给出一种可能的子网掩码安排来完成划分任务（说明各部门采用的子网掩码），并给出划分过程；
（2）根据
（1）中的划分，给出每个部门拥有的子网号及用户主机可用的地址范围。
答：
（1）每个部门分配一个子网，名义上部门A、B、C、D的子网大小分别是：
27（=128），26（=64），25（=32）和25（=32）IP地址的最高位是0表示子网A，最高两位是10表示子网B，最高三位是110表示子网C，最高三位是111表示子网D。
显然这里采用了可变长子网掩码，涉及3种子网掩码，分别是255.255.255.128；255.255.255.192；255.255.255.224
（2）地址段
部门A：
子网号：
200.1.1.0，可用地址段：
200.1.1.1-200.1.1.126
部门B：
子网号：
200.1.1.128，可用地址段：
200.1.1.129-200.1.1.190
部门C：
子网号：
200.1.1.192，可用地址段：
200.1.1.193-200.1.1.223
部门D：
子网号：
200.1.1.224，可用地址段：
200.1.1.225-200.1.1.254
11、数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？
答：
封装成帧是分组交换的必然要求；透明传输是避免二进制比特流中出现与帧定界符号相同的模式，使节点错误识别帧；差错检测是为了避免接收到错误信息和防止信道中出现的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源。
12、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10MBps，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。
13、UDP用户数据报的首部十六进制表示是：
06320045001CE217。
试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。
这个用户数据报是从客户发送给服务器的还是从服务器发送给客户的？
使用UDP的这个服务器程序是什么？
答：
UDP报文头部字段格式为：
源端口目的端口报文长度检验和，各两字节，共8字节，所以：
源端口：
0632H=1586，目的端口：
0045H=69，UDP用户数据报总长度：
001CH=28字节，数据部分长度：
28-8=20字节。
此UDP用户数据报是从客户发给服务器（因为目的端口号<1023，是熟知端口）、服务器程序是TFTP。
14、试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。
说明如不这样做可能会出现什么情况。
答：
三次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。
按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。
可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组，在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。
而A发出的分组超时后，重复发送同样的分组。
这样就形成了死锁。
15、主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询。
简单邮件传送协议SMTP协议用于发送邮件，邮局协议POP和因特网报文存取协议IMAP用于接收邮件
16、统一资源定位符URL格式<协议>:
//<主机>:
<端口>/<路径>。
HTTP协议本身也是无连接的，虽然它使用了面向连接的TCP向上提供的服务。
17、无线局域网却不能简单地搬用CSMA/CD协议。
这里主要有两个原因：
答：
1、在无线局域网的适配器上，接收信号的强度往往会远小于发送信号的强度，因此若要实现碰撞检测，那么在硬件上需要的花费就会过大。
2、在无线局域网中，并非所有的站点都能够听见对方，而“所有站点都能够听见对方”正是实现CSMA/CD协议必须具备的基础。
18、CSMA/CA采取避免碰撞的措施：
1、规定帧间间隔IFS2、采用虚拟载波监听机制3、使用二进制指数退避算法4、对信道进行预约
19、解决IP地址耗尽的措施：
1、采用无分类编址CIDR，使IP地址的分配更合理2、采用虚拟专用网VPN、网络地址转换NAT方法，可节省许多IP地址。
3、采用更大地址空间的新版本的IP协议，即IPv6
20、IPv4向IPv6的过渡：
双协议栈：
具有双协议栈的主机或路由器具有IPv6、IPv4两个地址，既能与IPv6的系统通信，又能与IPv4的系统通信。
隧道技术：
将IPv6分组在进入IPv4区域时，封装成为IPv4数据报，整个IPv6数据分组变成了IPv4数据分组的数据部分。
当IPv4数据报离开IPv4区域时，再将其数据部分交给主机的IPv6协议栈。
21、运输层的基本功能：
1、运输层端到端通信概念2、端口概念3、复用和分用技术
22、端口号分为三类：
熟知端口号数值范围为1-1023，登记端口号数值为1024-49151，客户端口号或短暂端口号数值为49152-65535。
23、套接字包括IP地址（32比特）和端口号（16比特），共48比特；插口=（IP地址：
端口号）
24、UDP协议的主要特点：
UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
UDP是面向报文的。
UDP没有拥塞控制。
UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
UDP的首部开销小，只有8个字节。
TCP协议的特点：
面向连接的服务。
点对点连接。
高可靠性。
全双工通信。
面向字节流。
传输连接的可靠建立与释放。
提供流量控制与拥塞控制。
25、停止等待协议的基本思想：
在发送完一个数据后，停下来等待确认，在正确接收到确认后，再接着发送下一个数据。
三种形式的ARQ：
停止—等待式ARQ协议。
连续ARQ协议。
选择重传ARQ协议。
26、发送窗口：
用来对发送端进行流量控制，而发送窗口的大小代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据。
接收窗口：
在接收端只有当收到的数据的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据收下。
若接收到的数据落在窗口之外，则一律将其丢弃。
发送窗口与接收窗口的关系：
只有在接收窗口向前移动时，发送窗口才有可能向前移动。
正因为收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。
通知窗口：
接收端根据接收能力确定窗口值，来自接收端流量控制。
拥塞窗口：
发送端根据网络拥塞情况确定，发送端流量控制。
27、计算机网络发展：
网络形成阶段（分组交换），网络发展阶段（TCP/IP协议），网络标准化阶段Internet因特网，Internet时代（单个网络向互联网发展过程，三级结构的因特网，多层次ISP结构的因特网）。
28以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
以大写字母I开始的的因特网则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议，且其前身是美国的ARPANET。
通常所说的上网就是指“通过某个ISP接入到因特网”
29、资源子网：
由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
通信子网：
由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的。
30、计算机网络是以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。
面向连接的网络不一定就是电路交换的网络。
分组交换的优点：
高效、灵活、迅速、可靠
31、时延是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。
发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。
32、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。
网络的体系结构：
网络层次结构模型与各层协议的集合。
网络采用层次结构带来的好处：
1.各层之间是独立的。
2.灵活性好。
3.结构上可分割开。
4.易于实现和维护。
5.能促进标准化工作。
服务是“垂直”的。
协议是“水平”的。
33、开放系统互连基本参考模型OSI/RM。
在OSI标准中，采用的是三级抽象：
体系结构，服务定义，协议说明。
物理层的主要功能：
实现比特流的透明传输；为数据链路层提供数据传输服务；确定与传输媒体的接口的一些特性。
物理层接口的四大特性：
机械特性：
电气特性：
功能特性：
规程特性：
RS232接口标准：
RS—推荐标准，232—标识号码，E—标准已被修改过的次数。
34、数据通信系统可划分为三大部分：
源系统（发送端）、传输系统（传输网络）、目的系统（接收端）。
单向通信（单工）:
只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工）:
通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（或接收）。
双向同时通信（全双工）:
通信双方可以同时发送和接收信息。
35、码元：
是承载信息的基本信号单位；波特：
每秒传输多少个码元，是码元传输速率的单位；比特：
信息量的单位，信息速率（Rb）：
指每秒传送的信息量，它以比特/秒为单位，1码元=log2M比特（M为1码元所表示的有效状态值）1个码元携带nbit的信息量，则MBaud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M×nb/s。
理想低通信道的最大码元速率为=2WBaud；理想带通信道的最高码元传输速率=WBaud，C=Wlog2（1+S/N）b/s。
36、北美的24路PCM（简称为T1）,T1的速率是1.544Mb/s;欧洲的30路PCM（简称为E1）,E1的速率是2.048Mb/s。
37、静态划分信道信道复用技术：
频分复用，时分复用，波分复用，码分复用。
同步光纤网SONET：
第1级同步传送信号51.84Mb/s，同步数字系列SDH：
第1级同步传递模块为155.52Mb/s
38、数据链路层向网络层提供的服务：
无连接不确认服务；无连接确认服务；面向连接确认服务。
成帧的方法：
符计数法，字符填充的首尾标识法，位填充的首尾标识法，物理层编码违例法。
PPP包含三个主要成分：
一种成帧方法。
链路控制协议LCP，用来建立、配置和测试数据链路连接。
网络控制协议NCP，用以建立和配置不同的网络层协议。
39、局域网的主要优点：
网络拓扑，传输介质，介质访问控制方法。
局域网拓扑结构：
总线形，环形，星形，树型拓扑结构。
MAC地址分两部分（共48位）：
生产商ID（24bit）+设备ID（24bit）。
以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付
40、载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD过程：
1、监听信道，如果信道空闲，传输。
2如果信道忙，继续监听直到信道空闲，然后传输。
3、在传输中监听，如果检测到冲突，立即终止传输。
4、冲突过后，等待一个随机的时间，然后再次试图传输（从第一步开始重复）。
CSMA/CD要点：
先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发。
使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）载波侦听能不能完全消除冲突这是因为电磁波在总线上是以有限的速率传播的。
以太网的极限信道利用率：
SＭ=T0/（T0+τ）=1/（1+a）
41、Ethernet的最小帧长度：
取争用期长度为51.2µs，最小帧长=51.2µs*10Mbps=512b=64B，去掉MAC帧的首部和尾部共18字节，则数据部分最小为46字节。
42、10BASE5“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，采用曼彻斯特编码；“10”表示数据率为10Mb/s；而“5”、“2”表示每段电缆最大长度是500或200米；“Ｔ”代表双绞线；“Ｆ”代表光纤。
43、网桥带来广播风暴（网络中因传播过多的广播信息而引起网络性能恶化的现象。
）（透明网桥，路由网桥）
44、网络层主要任务：
1、通过路由选择算法，为分组通过通信子网选择适当路径。
2、网络层使用数据链路层的服务，实现路由选择、网络互联等基本功能，同时向运输层的端到端传输提供服务。
网络层提供的两种服务：
面向连接的网络服务（虚电路服务），无连接的网络服务（数据报服务）IP地址的编址方法：
分类的IP地址；子网的划分；构成超网。
IP地址采用这种分层结构带来的好处：
方便地址管理；方便寻址：
特殊IP地址：
直接广播地址（主机号是全1的地址。
），受限广播地址（网络号与主机号全1的IP地址），网络上的特定主机地址（网络号全０，主机号为确定值。
），回送地址（网络号127，主机号为非全0或全1的任何数）。
45、为什么划分子网：
第一、IP地址空间的利用率有时很低。
第二、给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
第三、两级的IP地址不够灵活。
划分子网带来的好处：
划分子网可以分割冲突域和广播域。
划分子网易于组网技术的实现，节省网络建设的经费。
划分子网可以提高系统的性能。
划分子网可以增强系统的安全保障。
46、有一网络号为192.168.10.0的网络，将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50台主机。
请给出划分的过程并确定其子网掩码以及各子网的范围。
答：
我们可以先用一个子网掩码将网络分为两半，再用一个子网掩码将其中的一半再进一步划分为两半。
第一步应该把网络划分为两个子网，每个子网的主机数要大于等于100。
确定子网掩码：
255.255.255.128。
两个网络的子网号分别为：
192.168.10.0，192.168.10.128子网A的子网掩码为255.255.255.128，
子网号为192.168.10.0。
最小主机号为：
192.168.10.1，最大主机号为：
192.168.10.126。
第二步把192.168.10.128再划分成2个子网，所以再取出1位表示网络号。
因此子网B和子网C的子网掩码为255.255.255.192
子网B的子网号为：
192.168.10.128子网C的子网号为：
192.168.10.192子网B最小主机号为：
192.168.10.129，最大主机号为：
192.168.10.190。
子网C最小主机号为：
192.168.10.193，最大主机号为：
192.168.10.254。
47、构成超网的好处：
1.CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念。
构成超网减少路由项目，减少路由器之间的路由信息交换，提高了整个因特网的性能。
使用CIDR可以更加有效地分配IP地址空间，可根据客户需要分配适当大小的地址块。
48、IP协议是一种不可靠、无连接的数据报传送服务的协议。
协议向传输层屏蔽了物理网络的差异。
分组交付：
指在互联网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与数据报转发交付机制。
直接分组交付、间接分组交付。
49、路由选择协议：
是路由器用来完成路由表建立和路由信息更新的通信协议。
动态路由选择：
分布式路由选择策略（距离向量RIP，路由链路状态算法OSPF）内部网关协议IGP用于自治系统内部的路由交换，路由信息协议（RIP）开放的最短路径优先协议（OSPF）。
外部网关协议EGP用于不同自治系统之间的路由交换，边界网关协议（BGP-4）RIP：
分布式的基于距离向量，仅和相邻路由器交换信息，当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表，按固定的时间间隔交换路由信息。
OSPF：
开放最短路径优先，分布式链路状态协议向本自治系统内的所有路由器发送信息（洪泛法），发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，只有当链路状态发生变化时路由器才向所有路由器用洪泛法发送信息。
50、集线器：
共享冲突域、广播域；网桥：
分隔冲突域、共享广播域；路由器：
分隔冲突域、广播域
51、网际控制报文协议ICMP：
IP协议提供了一种无连接、尽力而为的服务，它的缺点是缺少差错控制和查询机制。
为了使路由器知道多播组成员的信息，需要利用网际组管理协议IGMP。
虚拟专用网VPN，网络地址转换NAT
52、UDP：
DNS、SNMP、DHCP、RIP、TFTP；TCP：
TELENT、SMTP、HTTP、FTP
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