计算机网络第五版 重点Word下载.docx

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文件传输，域名服务，WWW，电子邮件，即时通信服务（QQ），电子公告牌BBS

http,ftp,邮局协议pop,简单邮件传送协议smtp，动态主机配置协议DHCp，Telnet,snmp.

网络电视：

pps,pplive

流媒体：

ASF,WMV

P2P技术：

电驴、迅雷。

运输层

连接管理，负责端到端的顺序控制、流量控制及恢复。

补充和完善通信子网的服务，为源主机和目的主机提供可靠的端到到数据的透明传输。

传输控制协议TCP，用户数据报协议UDP。

端到端通信，端口。

网络层

路由选择，流量控制，网络控制传输。

透明的数据传输，虚电路服务，数据报服务。

IP协议

路由选择协议

IP地址及子网划分。

数据链路层

链路管理、帧同步，差错控制，流量控制。

无应答无连接，有应答无连接，面向连接服务等。

面向字符协议，点对点协议（PPP），以太网协议。

局域网技术，以太网交换技术，广域网技术。

物理层

在通信设备之间提供有关的控制信号，为同步数据流提供时钟信号并管理bit流的传输率，提供电平地，提供机械的电缆连接器

物理层接口标准RS-232C

机械特性，电气特性，功能特性，过程特性，调制解调器Modem，数据通信，

传输介质。

习题：

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。

答案;

（1）发送时延：

ts=107÷

105=100s传播时延：

tp=106÷

（2*108）=0.005s

（2）发送时延：

ts=103÷

109=0.000001s传播时延：

（2*108）=0.005s

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，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

网络协议三要素；

语法，语义，同步。

第2章物理层

物理层下面的传输媒介：

双绞线:

屏蔽双绞线STP无屏蔽双绞线UTP:

同轴电缆:

50W同轴电缆;

75W同轴电缆

光纤：

单模光纤；

多模光纤

例题：

试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。

假定光在光纤中的传播速率为2*108m/s。

答案：

（1）23.8THz；

（2）17.86THz

P62

2-07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，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

答：

C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？

这个结果说明什么问题？

）答：

C=Wlog2（1+S/N）（b/s）W=3khz，C=64khz----à

S/N=64.2dB是个信噪比要求很高的信源

2-16共有4个站进行码分多址通信。

4个站的码片序列为A：

（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：

（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）C：

（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：

（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）现收到这样的码片序列S：

（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。

问哪个站发送数据了？

发送数据的站发送的是0还是1？

解：

S•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1S•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0S•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送S•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

2-17试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？

答：

xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。

成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。

HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。

要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网需要相当的资金和时间。

FTTx（光纤到……）这里字母x可代表不同意思。

可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太。

第三章数据链路层

差错检测：

在传输过程中可能会产生比特差错：

1可能会变成0而0也可能变成1。

在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER（BitErrorRate）。

误码率与信噪比有很大的关系。

为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。

目前在数据链路层广泛使用了循环冗余校验CRC的检错技术。

点对点协议ppp、

ppp协议的特点：

1、简单——这是首要的要求；

2、封装成帧；

3、透明性；

4、多种网络层协议；

5、多种类型链路；

6、差错检测；

7、检测连接状态;

8、最大传送单元；

9、网络层地址协商：

10、数据压缩协商；

CSMA/CD协议主要解决两个问题：

一是各站点如何访问共享介质；

二是如何解决同时访问造成的碰撞

CSMA/CD协议的过程总结:

（1）适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧，放入适配器的缓存中，准备发送。

（2）若适配器检测到信道空闲（即在96比特时间内没有检测到信道上有信号），就发送这个帧。

若检测到信道忙，则继续检测并等待信道转为空闲（加上96比特时间），然后发送这个帧。

（3）在发送过程中继续检测信道，若一直未检测到碰撞，就顺利把这个帧成功发送完毕。

若检测到碰撞，则中止数据的发送，并发送人为干扰信号。

（4）在中止发送后，适配器就执行指数退避算法，等待r倍512比特时间后，返回到步骤

（2）。

多接口网桥——以太网交换机

交换式集线器常称为以太网交换机或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。

以太网交换机通常都有十几个接口。

因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥。

特点：

1、以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。

2、交换式网络从根本上改变了共享介质工作方式，它可以通过交换机在多端口之间实现多个并发连接，实现多个节点间的并发通信，以增加带宽，改善网络性能和服务质量。

3、以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。

交换过程：

1、过滤同网段帧；

2、转发异网段帧；

3、广播未知帧；

4、自学信源地址;

第二层交换机（太网交换机）和网桥相比具有以下特点：

1、端口的数量和类型均多于网桥。

2、转发的速度要比网桥快。

因为网桥主要是基于软件进行转发，而交换机使用硬件进行转发。

3、既可进行存储转发，又可支持直通交换。

4、可支持网络管理。

5、可支持VLAN技术，有效地避免了广播风暴；

1、PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。

试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?

若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?

（1）011011111011111000

（2）000111011111-11111-110

2、设某单总线LAN,总线长度为1000米,数据率为10Mbps,数字信号在总线上的传输速度2C/3（C为光速3*108m/s）,则每个信号占据的介质长度为米.

当CSMA/CD访问时,如只考虑数据帧而忽略其他一切因素,则最小时间片的长度为us,最小帧长度是位?

（1）答：

2c/3=2*3*108/3=2*108（m/s）1000米所需时间为T=1000/2*108=5*10-6秒，T时间内可传输多少位呢？

5*10-6*10*106=50bit，则1000米上有50位，1位占据的介质长度为20米

（2）答：

最小时间片的长度=2*传播时延=2*T=10-5秒=10us（3）答：

最短数据帧长（bit）/数据传输速率（Mbps）＝2T

则：

最短数据帧长=数据传输速率×

2T=10×

106×

10-5=100（b）

3、在最小帧的长度为512bit，传输速率为100Mb/s，电磁波在电缆中的传播速率为200m/us。

局域网的最大覆盖半径为512m。

P105:

3-03网络适配器的作用是什么?

网络适配器工作在哪一层?

适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件

网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）

3-07要发送的数据为1101011011。

采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。

试求应

添加在数据后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？

若

数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？

采用CRC检验后，数据链

路层的传输是否就变成了可靠的传输？

作二进制除法，1101011011000010011得余数1110，添加的检验序列是1110.作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？

现在最流行的是哪种结构？

为什么早期

的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？

星形网，总线网，环形网，树形网当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑。

第四章网络层

网际协议IP：

网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。

与IP协议配套使用的还有四个协议：

1、地址解析协议ARP；

2、逆地址解析协议RARP；

3、网际控制报文协议ICMP；

4、网际组管理协议IGMP。

IP地址的一些重要特点：

（1）IP地址是一种分等级的地址结构。

分两个等级的好处是：

第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。

这样就方便了IP地址的管理。

第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。

（2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。

这种主机称为多归属主机。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。

（3）用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。

（4）所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

IP地址编址：

1、两级编址（网络号、主机号）2、三级编址（网络号、子网号、主机号）3、无分类编址（网络前缀、主机号、子网掩码、主机号）。

子网掩码：

1、左边比特值连续为1

2、可计算子网中的地址范围和主机数。

地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP：

地址解析协议ARP：

1、不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址

2、每一个主机都设有一个ARP高速缓存，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。

3、当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。

如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址

逆地址解析协议RARP：

1、逆地址解析协议RARP使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。

2、这种主机往往是无盘工作站。

因此RARP协议目前已很少使用。

P175

4-05IP地址分为几类？

各如何表示？

IP地址的主要特点是什么？

目前的IP地址（IPv4：

IP第四版本）由32个二进制位表示，每8位二进制数为一个整数，中间由小数点间隔，如159.226.41.98，整个IP地址空间有4组8位二进制数，表示主机所在网络的地址（类似部队的编号）以及主机在该网络中的标识（如同士兵在该部队的编号）共同组成。

为了便于寻址和层次化的构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。

A类地址：

A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为“0”。

不难算出，A类地址允许有126个网段，每个网络大约允许有1670万台主机，通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。

B类地址：

B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为“10”。

B类地址允许有16384个网段，每个网络允许有65533台主机，适用于结点比较多的网络（如区域网）。

C类地址：

C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中的主机标识占1组8位二进制数，C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为“110”。

具有C类地址的网络允许有254台主机，使用于结点比较少的网络（如校园网）。

为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点“.”予以分隔。

这种IP地址的表示方法也被陈伟点分十进制法。

如以这种方式表示，A类网络的IP地址范围为1.0.0.1-127.255.255.254；

B类网络的IP地址范围为：

128.1.0.1-191.255.255.254；

C类网络的IP地址范围为：

192.0.1.1-223.255.255.254.

IP地址共分5类，分类情况如题4-05解图所示：

题4-05解图

IP地址是32位地址，其中分为netid（网络号），和hostid（主机号）。

特点如下：

1.IP地址不能反映任何有关主机位置的物理信息；

2.一个主机同时连接在多个网络上时，该主机就必须有多个IP地址；

3.由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络；

4.所有分配到网络号（netid）的网络都是平等的；

5.IP地址可用来指明一个网络的地址。

4-09

（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？

（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？

（3）一A类网络和一B类网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个网络的子网掩码有何不同？

（4）一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。

试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？

（5）一Ａ类网络的子网掩码为255.255.0.255，它是否为一个有效的子网掩码？

（6）某个IP地址的十六进制表示为C2.2F.14.81，试将其转换为点分十进制的形式。

这个地址是哪一类IP地址？

（7）C类网络使用子网掩码有无实际意义？

为什么？

（1）可以代表C类地址对应的子网掩码默认值；

也能表示A类和B类地址的掩码,前24位决定网络号和子网号，后8位决定主机号。

（用24bit表示网络部分地址，包括网络号和子网号）

（2）255.255.255.248化成二进制序列为：

11111111111111111111111111111000，根据掩码的定义，后三位是主机号，一共可以表示8个主机号，除掉全0和全1的两个，该网络能够接6个主机。

（3）子网掩码的形式是一样的，都是255.255.255.0；

但是子网的数目不一样，前者为65534，后者为254。

（4）255.255.240.0（11111111.11111111.11110000.00000000）是B类地址的子网掩码，主机地址域为12比特，所以每个子网的主机数最多为：

212-2=4094。

（5）子网掩码由一连串的1和一连串的0组成，1代表网络号和子网号，0对应主机号.255.255.0.255变成二进制形式是：

11111111111111110000000011111111.可见，是一个有效的子网掩码，但是不是一个方便使用的解决办法。

（6）用点分十进制表示，该IP地址是194.47.20.129，为C类地址。

（7）有，可以提高网络利用率。

注：

实际环境中可能存在将C类网网络地址进一步划分为子网的情况，需要掩码说明子网号的划分。

C类网参加互连网的路由，也应该使用子网掩码进行统一的IP路由运算。

C类网的子网掩码是255.255.255.0。

4-10试辨认以下IP地址的网络类别。

（1）128.36.199.3

（2）21.12.240.17（3）183.194.76.253（4）192.12.69.248（5）89.3.0.1（6）200.3.6.2

（1）128.36.199.3B类网

（2）21.12.240.17A类网（3）183.194.76.253B类网（4）192.12.69.248C类网（5）89.3.0.1A类网（6）200.3.6.2C类网

4-26有如下的四个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24

212.56.133.0/24

212.56.134.0/24

212.56.135.0/24

212=（11010100）2，56=（00111000）2

132=（10000100）2，

133=（10000101）2

134=（10000110）2，

135=（10000111）2

所以共同的前缀有22位，即1101010000111000100001，聚合的CIDR地址块是：

212.56.132.0/22

4-37.某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。

现在需要进一步划分为4个一样大

的子网。

试问:

（1）每一个子网的网络前缀有多长？

（2）每一个子网中有多少个地址？

（3）每一个子网的地址是什么？

（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？

（1）每个子网前缀28位。

（2）每个子网的地址中有4位留给主机用，因此共有16个地址。

（3）四个子网的地址块是：

第一个地址块136.23.12.64/28，可分配给主机使用的最小地址：

136.23.12.01000001＝136.23.12.65/28最大地址：

136.23.12.01001110＝136.23.12.78/28

第二个地址块136.23.12.80/28，可分配给主机使用的最小地址：

136.23.12.01010001＝136.23.12.81/28最大地址：

136.23.12.01011110＝136.23.12.94/28第三个地址块136.23.12.96/28，可分配给主机使用的最小地址：

136.23.12.01100001＝136.23.12.97/28最大地址：

136.23.12.01101110＝136.23.12.110/28第四个地址块136.23.12.112/28，可分配给主机使用的最小地址：

136.23.12.01110001＝136.23.12.113/28最大地址：

136.23.12.01111110＝136.23.12.126/28.

第5章运输层：

运输层的两个主要协议：

TCP/IP的运输层有两个不同的协议：

（1）用户数据报协议UDP

（2）传输控制协议TCP

TCP的流量控制：

1、一般说来，我们总是希望数据传输得更快一些。

但如果发送方把数据发送得过快，接收方就可能来不及接收，这就会造成数据的丢失。

2、流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。

3、利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现流量控制。

TCP的拥塞控制：

拥塞控制的一般原理：

1、在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞（congestion）。

2、出现资源拥塞的条件：

对资源需求的总和>

可用资源（5-7）

3、若网络中有许多资源同时产生拥塞，网络的性能就要明显变坏，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。

⏹拥塞控制与流量控制的关系：

拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。

⏹拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

⏹流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。

⏹流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。

TCP的运输连接管理：

⏹运输连接就有三个阶段，即：

连接建立、数据传送和连接释放。

运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。

⏹连接建立过程中要解决以下三个问题：

⏹要使每一方能够确知对方的存在。

⏹要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）。

⏹能够对运输实体资源（如缓存大小，连接表中的项目等）进行分配。

第6章应用层

域名系统DNS

域名系统概述：

许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS（DomainNameSystem），但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。

⏹因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统DNS。

⏹名字到IP地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。

域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。

因特网的域名结构：

⏹因特网采用了层次树状结构的命名方法。

⏹任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一