北京林业大学计算机网络复习总结.docx

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北京林业大学计算机网络复习总结

计算机网络　复习资料

考试时间：

　2015年６月2４日晚上13：

3０~15：

20考试地点：

二教309

答疑时间：

２015年6月1９日全天　　　　　答疑地点:

西配114

第一:

　题型分类

1填空题（每题1分、共10分）

考:

关键字、例如：

传输层得两个协议:

TＣP　UDP协议

复习方法：

瞧课上提问部分与基本概念部分

２缩写与翻译（每题1分、共1０分）

考：

书后得缩写词（只要大写得）协会与两个字母得不记

复习方法：

瞧缩写翻译部分

3单项选择题（每题１分、共20分）

考:

书后所有得单选

复习方法：

瞧书上每章后得单选题、目录在单项选择部分

4简答题（每题5分、共2０分）

考：

课上提问与基本概念

复习方法:

瞧课上提问部分与基本概念部分

5应用题（每题8分、共40分）

考：

IＰ地址得计算、波形图、CRＣ校验以及第六章得练习题

复习方法:

瞧例题分析部分

第二:

出题得具体依据

1、上得例子２、留过得作业3、1—8章习题中得术语辨析与单项选择4、附录A缩写词（不包含组织与协会）5、课堂提问

第一部分基本概念部分

１、计算机网络得定义:

利用通信设备与线路将地理位置不同得、功能独立得多个计算机系统互连起来、以功能完善得网络软件、如通信协议、信息交换方式以及网络操作系统等来实现网络中信息传递与资源共享得系统。

2、发展阶段：

第一阶段：

　５０—６０年代。

ﻩ该阶段以计算机终端系统得产生与发展为主要代表。

第二阶段:

60年代末—7０年代。

该阶段以Inｔernｅt得前身阿帕网（AＲPANET）与各种网络体系得产生与发展为主要代表。

第三阶段:

70年代末-80年代.该阶段以OSI开放式网络互联标准得产生、并与Internet得并行发展为主要代表。

第四阶段：

8０年代末　－90年代.该阶段以Inｔerneｔ在全球范围得普及与发展为主要代表。

3、拓扑结构、分类:

环形、总线型、星型

（１）环型：

环型网络中得信息传送就是单向得、。

由于信息按固定方向单向流动、两个结点之间仅有一条通路、系统中无信道选择得问题。

优点:

结构简单、由此使得路径选择、通信接口、软件管理都比较简单、所以实现起来比较容易。

缺点：

当结点过多时、影响传输效率、使网络响应时间变长;另外、在加入新得工作站时必须使环路暂时中断、故不利于系统扩充。

（2）总线型:

网络中所有得结点都通过总线进行信息传输、任何一个结点得信息都可以沿着总线向两个方向传输、并被总线中任何一个结点所接收。

优点:

结构简单灵活、对结点设备得装、卸非常方便、可扩充性好；某个工作结点出现故障时不会造成整个网络得故障、可靠性高.

缺点:

对通信线路（总线）得故障敏感。

任何通信线路得故障都会使得整个网络不能正常运行.

（３）星型：

如果一个工作站需要传输数据、它首先必须通过中央结点、中央结点接收各分散结点得信息再转发给相应结点、因此中央结点相当复杂、负担比其她结点重得多。

　优点：

结构简单、建网容易、便于控制与管理。

缺点：

中央结点负担重、故容易在中央给点上形成系统得“瓶颈口”.

4、分组交换：

分组交换网以“分组"作为数据传输单元。

每一个分组得首部都含有地址等控制信息。

分组交换网中得结点交换机根据收到得分组得首部中得地址信息、把分组转发到下一个结点交换机。

用这样得存储转发方式、最后分组就能到达最终目得地.

5、数据报、虚电路：

都就是分组交换。

数据报沿着不同路径走；虚电路沿着一个路径走。

公用数据网采用得就是分组交换技术。

分组交换技术又可以分为以下两类：

数据报（Datagｒam、DＧ）方式与虚电路（Ｖｉｒｔｕaｌ　Circuｉt、ＶC）方式　.

ﻩ1、数据报得工作原理

数据报就是分组存储转发得一种形式;

在数据报方式中、分组传送之间不需要预先在源主机与目得主机之间建立“线路连接";

源主机所发送得每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；

每个分组在通信子网中可能就是通过不同得传输路径到达目得主机.

2、数据报工作方式得特点

同一报文得不同分组可以由不同得传输路径通过通信子网；

ﻩ同一报文得不同分组到达目得结点时可能出现乱序、重复与丢失现象；

ﻩ每一个分组在传输过程中都必须带有目得地址与源地址;

ﻩ数据报方式报文传输延迟较大、适用于突发性通信、不适用于长报文、会话式通信。

1、虚电路得工作原理

虚电路方式将数据报方式与线路交换方式结合起来、发挥两种方法得优点、达到最佳得数据交换效果.

数据报方式在分组发送之前、发送方与接收方之间不需要预先建立连接.虚电路方式在分组发送之前、需要在发送方与接收方建立一条逻辑连接得虚电路。

2、虚电路方式得特点

①在每次报文分组发送之前、必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接；

②一次通信得所有报文分组都从这条逻辑连接得虚电路上通过、因此报文分组不必带目得地址、源地址等辅助信息、报文分组到达目得节点不会出现丢失、重复与乱序得现象；

ﻩ③报文分组通过每个虚电路上得节点时、节点只需要做差错检测、而不需要做路径选择；

④通信子网中每个节点可以与任何节点建立多条虚电路连接。

ﻩ虚电路就是在传输分组时建立起得逻辑连接、称为“虚电路"就是因为这种电路不就是专用得。

每个结点到其她结点间可能有无数条虚电路存在;

ﻩ任一个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路;每条虚电路支持特定得两个结点之间得数据传输。

ﻩ虚电路方式具有分组交换与线路交换两种方式得优点.

６、多路复用：

四组（频分、时分、码分、波分）

多路复用得实质就是:

将一个区域得多个用户信息通过多路复用器进行汇集、将汇集后得信息群通过一条物理线路传送到接收设备；接收设备通过多路复用器将信息群分离成各个单独得信息、再分发到多个用户。

ﻩ多路复用可以分为以下四种基本形式：

频分多路复用（FｒｅｑuｅnｃyDiviｓionMulｔipleｘing，FDM）

波分多路复用（WaveｌenｇtｈＤivisioｎMｕｌtipｌexing，　ＷDM）

时分多路复用（TiｍeDｉｖiｓionMultiplexing,　ＴDM）

码分多路复用（CodeＤivisionＭuｌtiｐlexing，CDM）

7、CSＭＡ／ＣD得工作原理:

总线网以太网得工作原理。

载波监听、多路访问、冲突检测.工作原理四句话:

先听后发、边听变法、冲突停止、延迟重发

CSMA/CD得发送流程可以概括为：

先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发.

理解：

（1）载波侦听过程：

一个站要发送、首先需侦听总线、以确定介质上就是否存在其她站得发送信号。

如果介质就是空闲得、则可以发送.如果介质就是忙得、则等待一定间隔后重试。

介质得最大利用率取决于帧得长度与传播时间。

帧愈长或传播时间愈短、则介质利用率愈高。

（2）坚持退避算法　

ﻩ●不坚持CSMA:

如果介质就是空闲得、则发送。

如果介质就是忙得、等待一段随机时间、重复第一步。

　●1－坚持CＳMA　:

如果介质就是空闲得、则发送.如果介质就是忙得、继续监听、直到介质空闲、立即发送.如果冲突发生、则等待一段随机时间、重复第一步。

ﻩ●P-坚持CSMＡ：

如果介质就是空闲得、则以P得概率发送、而以（1-P）得概率延迟一个时间单位。

时间单位等于最大得传播延迟。

如果介质就是忙得、继续监听直到介质空闲、重复第一步。

如果发送被延迟一个时间单位、则重复第一步.

8、虚拟局域网得组网方法：

（1）用交换机端口号定义虚拟局域网：

理解：

缺点就是当用户从一个端口移动到另一个端口时、网络管理者必须对虚拟局域网成员进行重新配置。

（2）用ＭAC地址定义虚拟局域网:

ﻩ理解：

MAC地址就是与硬件相关得地址、所以用MAC地址定义得虚拟局域网允许结点移动到网络其它物理网段.由于它得MAＣ地址不变、所以该结点将自动保持原来得虚拟局域网成员得地位。

从这个角度来说、基于MＡC地址定义得虚拟局域网可以瞧作就是基于用户得虚拟局域网。

ﻩ缺点就是要求所有得用户在初始阶段必须配置到至少一个虚拟局域网中、初始配置由人工完成、随后就可以自动跟踪用户。

但在大规模网络中、初始化时把上千个用户配置到某个虚拟局域网中显然就是很麻烦得。

（3）用网络层地址定义虚拟局域网:

理解:

优点就是它允许按照协议类型来组成虚拟局域网、这种方法有利于组成基于服务或应用得虚拟局域网。

同时、用户可以随意移动工作站而无需重新配置网络地址、这对于ＴＣＰ／IP协议得用户就是特别有利得。

ﻩ与用MAC地址定义虚拟局域网或用端口地址定义虚拟局域网得方法相比、用网络层地址定义虚拟局域网方法得缺点就是性能较差。

检查网络层地址比检查MＡＣ地址要花费更多得时间、因此用网络层地址定义虚拟局域网得速度会比较慢。

9、不同网络得互连：

物理层:

放大器……数据链路层：

无端网桥网络层：

路由器

异构性就是指网络与通信协议、计算机与操作系统得差异性。

这种差异性主要表现在：

　　①不同类型得网络如:

广域网、城域网、局域网；

②使用不同类型通信协议得网络Etherｎeｔ、ToｋenRing、ATM等；

③不同类型得计算机系统如:

大型机、小型机、工作站与微型机;

　④使用不同类型操作系统得计算机.

互联网络:

利用网桥、路由器等互联设备将两个及两个以上得物理网络相互连接起来构成得系统。

在研究网络层及网络层协议得时候、面对得情况就是由多个由路由器互联起来得局域网、城域网与广域网构成得复杂结构.我们需要暂时“忽略"互联网络内部物理网络得差异性、隐藏各个物理网络实现得细节、将互联网络作为一个虚拟互联网络系统来瞧待。

10、网桥、路由器得基本概念:

重点！

网桥得基本工作原理:

网桥在网络互联中起到数据接收、地址过滤与数据转发得作用、它用来实现多个网络系统之间得数据交换。

基本特征:

①网桥在数据链路层上实现局域网互连；②网桥能够互连两个采用不同得数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率得网络；③网桥以接收、存储、地址过滤与转发得方式实现互连得网络之间得通信;④网桥需要互连得网络在数据链路层以上采用相同得协议;⑤网桥可以分隔两个网络之间得广播通信量、有利于改善互连网络得性能与安全性。

路由器得主要服务功能：

（1）建立并维护路由表（２）提供网络间得分组转发功能

11、动态路由协议RIＰ，OSPF:

怎么形成怎么回事

在网络系统运行时、系统将自动运行动态路由选择协议、建立路由表。

ﻩ当Interｎet结构变化时、动态路由选择协议就会自动更新所有路由器中得路由表。

动态路由选择协议主要有３种:

ﻩ●路由选择信息协议RIP

●开放最短路径优先协议OＳPF

ﻩ●边界网关协议BGP、就是外部路由选择协议

1２、OSI、ＴCＰ/IＰ层次参考模型得基本概念:

七层四层

OSI参考模型：

物理层、数据链路层与网络层就是网络支持层。

ﻩ会话层、表示层与应用层就是用户支持层。

传输层链接网络支持层与用户支持层。

物理层：

协调在物理介质上传送比特流所需得各种功能.

ﻩ数据链路层:

负责将数据单元无差错地从一个站交付到下一个站.

网络层:

负责将包通过多条网络链路进行从源站到目得站得交付.

传输层：

负责将完整得报文从源端到目得端得传递。

ﻩ会话层：

在相互通信得设备之间建立与维持交互、并保证它们得同步。

表示层:

将数据转换为彼此都满意得格式、确保在相互通信得设备之间得互操作性。

ﻩ应用层:

使用户能够接入到网络。

TCP／IP参考模型各层得功能

应用层（ａｐplicａtｉonlａyeｒ）

应用层提供得协议主要有：

网络终端协议Teｌｎｅt；文件传输协议FＴP;简单邮件传输协议ＳMTP；域名系统DNS;简单网络管理协议SNMＰ；超文本传输协议　.

传输层（traｎsｐorｔlayer）

在互连网中源主机与目得主机得对等实体间建立用于会话得端－端连接.

传输层有两个著名得通信协议。

传输控制协议ＴCＰ就是一种可靠得面向连接协议；用户数据报协议UDP就是一种不可靠得无连接协议。

互连层（inｔeｒｎｅtlaｙｅr）

相当ＯSI参考模型网络层无连接网络服务.

处理来自传输层得分组发送请求、处理接收得数据报;

处理互连得路由选择、流控与拥塞问题；

IP协议就是无连接得、提供“尽力而为”服务得网络层协议.

主机-网络层（ｈｏsｔ—ｔo—netｗorｋｌayｅr）

参考模型得最低层、负责通过网络发送与接收ＩP数据报。

允许主机连入网络时使用多种现成得与流行得协议、如局域网得Ｅtｈerｎｅt、令牌网、分组交换网得X、2５、帧中继、ATM协议等;

当一种物理网被用作传送IP数据包得通道时、就可以认为就是这一层得内容。

ﻩ

13、子网地址、划分、IP地址计算、地址块得计算：

后面

１4、ＴCP、UDP协议得基本概念：

定义：

（1）UDP就是无连接得传输层协议：

就是一种无连接得、不可靠得传输层协议。

它在完成进程到进程得通信中、提供了有限得差错检验功能。

（2）UDP协议与应用层协议得关系：

应用层使用UDP协议得主要有简单文件传送协议（TFＴP）、远程过程调用（RPC）、网络时间协议（NTＰ）与引导协议（BOOTP）.

工作过程：

（1）应用进程将报文传送给执行UDＰ协议得传输实体.ＵDP传输实体将用户数据加上ＵDP报头、形成UDP用户数据报.在UDP用户数据报上增加ＩP报头、形成ＩP分组、传送给数据链路层。

数据链路层在IP分组上增加帧头、帧尾、形成一个帧、再通过物理层发送出去。

（2）UＤP就是无连接服务协议、没有传输连接建立过程、只将ＵＤＰ用户数据报传给网络层

特点：

（1）UDP提供无连接得服务、用户数据报在发送之前不需要建立传输连接。

这就意味着UDP协议发送出得每一个用户数据报都就是独立得。

（2）使用UDP进程不能发送数据流。

因此在使用中、要求每一个传输数据长度必须足够短。

（３）ＵDP就是一个不可靠得传输层协议、它没有流量控制、因而也不使用窗口机制。

当到来得报文太多时、接收端有可能出现溢出。

UＤP首部格式：

用户数据报ＵDP有两个字段：

数据字段与首部字段。

首部字段有8　个字节、由4个字段组成、每个字段都就是两个字节。

●TＣP就是一种面向连接得、可靠得传输层协议

●ＴＣP协议向应用层用户进程提供可靠性、全双工得数据流（stream）传输.

●ＴCP协议允许两个应用进程之间建立一条传输连接、应用进程通过传输连接可以实现顺序、无差错、不重复与无报文丢失得流传输.

●TＣP协议支持数据报传输可靠性得主要方法就是确认与超时重传。

（1）面向连接服务:

在进行数据报传输之前须在源进程与目得进程之间建立传输连接。

（２）高可靠性:

协议得数据单元称为报文段或段、同时保持头部与数据得检验与、目得就是检测数据在传输过程中就是否出现错误。

当TCP正确接收到报文段时、它将发送确认.

（3）全双工通信：

TCP协议允许全双工通信.在两个应用进程传输连接建立之后、客户与服务器进程可以同时发送与接收数据流.

（4）支持流传输：

TＣP协议提供一个流接口、应用进程可以利用它发送连续得数据流.TCP传输连接提供一个“管道”、保证数据流从一端正确地“流”到另一端。

（５）传输连接得可靠建立与释放:

ＴＣP协议使用了３次握手得方法。

在传输连接建立阶段、防止出现连接错误。

在释放传输连接时、保证在关闭连接时已经发送得数据报可以正确地到达目得端口。

（６）提供流量控制与拥塞控制：

TCＰ协议采用了大小可以变化得滑动窗口方法进行流量控制。

发送窗口在建立连接时由双方商定。

TＣP采用得最基本得可靠性技术就是:

●确认与超时重传；●流量控制。

TCＰ报文段格式:

ﻩTCP协议得数据传输单元叫做报文段（seｇmｅｎt）。

报文段报头长度为20～６0字节。

ﻩﻩ报头得固定部分长度为2０字节、选项部分长度最多为4０字节。

第二部分：

综合问题

1、CＲC校验计算：

除数　被除数　算出余数　发送数据就就是余数加上要发得数据　余数放在要发数据后面

实际得CRC校验码生成就是采用二进制模二算法、即减法不错位、加法不进位、这就是一种异或操作。

我们可以用下面得实例来进一步说明CRC校验码得生成过程:

①发送数据比特序列为101０001１01；

②事先选定得多项式比特序列为110101（6比特、ｋ＝5）;余数至少要比除数少1个比特。

至于多项式得选定应参照国际标准。

　　③将发送数据比特序列乘以２5、那么产生得乘积应为1000;

④将乘积用生成多项式比特序列去除、按模二算法。

用模2运算进行加法时不进位、减法与加法就是一样得。

例如、１111+１01０=0101。

　ﻩ求得余数比特序列为　011１０;

ﻩ⑤将余数比特序列加到乘积中得:

ﻩ10００+01110＝11１0

ﻩ如果在数据传输过程中没有发生传输错误、那么接收端接收到得带有CRC校验码得接收数据比特序列一定能被相同得生成多项式整除。

2、CDMA得计算：

课堂上例子手机

一、码分多址（ＣodeDivｉｓionMultｉｐｌｅAccess，CDMＡ）

在CDMA中、每一个比特时间再划分为m个短得间隔、称为码片（ｃhｉp）。

通常m得值就是６4或1２8.每个站被指派一个唯一得mｂｉt码片序列。

–如发送比特１、则发送自己得mｂit　码片序列.

–如发送比特０、则发送该码片序列得二进制反码。

例如、S站得8　bit码片序列就是。

–发送比特1　时、就发送序列、

–发送比特0时、就发送序列。

Ｓ站得码片序列:

（–1　–１–１+1　+1–1　+1　+１）现假定S站要发送信息得数据率为ｂbｐｓ.由于每一个比特要转换成m个比特得码片、因此S站实际上发送得数据率提高到mｂbps、同时Ｓ站所占用得频带宽度也提高到原来数值得m倍。

这种通信方式就是扩频通信中得一种。

扩频通信通常有两大类.一种就是直接序列（ｄirｅct　seqｕencｅ）、使用码片序列就就是这一类、记为ＤS—CDMA。

另一种就是跳频（frequｅncyhopping）、记为　ＦH-CDMA。

每个站分配得码片序列不仅必须各不相同、并且还必须互相正交（oｒｔhｏｇｏnａl）.在实用得系统中就是使用伪随机码序列。

令向量S表示站S得码片向量、令　T表示其她任何站得码片向量.两个不同站得码片序列正交、就就是向量S与T得规格化内积（ｉnnerprodｕct）都就是0：

令向量S为（–1–１–1　+１＋1–1+１　+1）、向量Ｔ　为（–1–1+１–1　＋1+1+1–1）。

把向量S与　T得各分量值代入上面公式就可瞧出这两个码片序列就是正交得.任何一个码片向量与该码片向量自己得规格化内积都就是1　。

一个码片向量与该码片反码得向量得规格化内积值就是　—1。

现假定有一个X站要接收S站发送得数据.X站就必须知道S站所特有得码片序列。

Ｘ站使用它得到得码片向量S与接收到得未知信号进行求内积得运算。

X站接收到得信号就是各个站发送得码片序列之与。

根据上面得公式、再根据叠加原理（假定各种信号经过信道到达接收端就是叠加得关系）、那么求内积得到得结果就是：

所有其她站得信号都被过滤掉（其内积得相关项都就是0）、而只剩下S站发送得信号.当Ｓ站发送比特１时、在X站计算内积得结果就是＋1、当S站发送比特0时、内积得结果就是-1。

例题三：

假设系统中有4个手机用户进行ＣDMA通信、给这４个手机指派得码片序列分别为:

E1：

（—１-１　－1　+１　+1-１＋1+1）

ﻩE2：

（—1-１+１—1+1＋1+1-１）

ﻩＥ3：

　（—１　+1—１+1＋1+1-1—1）

ﻩE４：

（-１＋1-１　—１－1－１+1－1）

例如手机４事先知道手机1、2与3得码片序列分别为Ｅ1、E２与E3。

手机4收到码片序列：

（－1　-3＋1-1＋1－1+3＋1）

后分别与Ｅ1、E２与Ｅ3作规格化内积运算。

得到+1、+1与－1、手机4由此推知手机１、2与３分别发送了1、1、０。

3、网络层IＰ得相关计算：

IP地址按照子网掩码算出网络地址、主机号

一、IP地址得分类

IP地址长度为3２位、点分十进制地址;采用x、x、x、x得格式来表示、每个x为8位、每个ｘ得值为０~２5５（例如2０２、204、12５、87）；根据不同得取值范围、用IP地址中得前5位用于标识ＩP地址得类别、分为五类：

A类地址得第一位为0（１、0、０、0～1２7、２55、２55、２５5）；

B类地址得前两位为1０（1２8、0、0、０～191、255、２５5、2５5）;

C类地址得前三位为110（19２、0、０、０～２23、2５5、255、255）；

D类地址得前四位为11１0（224、0、0、0～239、２５5、255、2５5）;

E类地址得前五位为１111０（24０、0、0、0～2５5、２５5、255、255）。

二、有关IP地址得表示

用点分十进制表示1２9、８、16、2５

用二进制表示：

10000０0010

用点分十六进制数字表示：

０Ｘ８1、0X０8、0X１０、0X1９

用点分十进制表示:

19２、２55、25５、255

用二进制表示：

１1１11111１1

用点分十六进制数字表示：

０X12、0XFＦ、0ＸＦF、0XFF

三、特殊IＰ地址形式

ﻩ直接广播地址（Ａ类、B类与C类IＰ地址中主机号全1得地址为直接广播地址）;

受限广播地址（网络号与主机号得３2位全为1得地址为受限广播地址、如25５、255、255、２55）；

“这个网得这个主机”地址;“这个网络上得特定主机"地址（网络号部分为全0、主机号为确定得值）;

回送地址（含网络号为1２7得分组）；私有IP地址（Ａ类：

１0、０、０、0；B类:

1７２、１6、0、０～1７2、31、０、0;C类:

1９２、16８、0、0～19２、168、２55、0）。

例题二：

有关IＰ地址得计算

（1）一个IP地址用二进制表示为1１10101101、请写出按点分十进制表示得ＩP地址。

答：

１1０01-０11１1转换成点分十进制表示为202、93、120、45

（２）如果它就是一个标准分类得ＩP地址、那么它属于哪一种类型?

该地址得掩码就是什么?

网络号就是什么？

这个网络得受限广播地址、直接广播地址就是什么？

答：

因为前三位为１10、所以就是C类地址；地址掩码为255、255、255、0；　202、93、120、45&　２5５、255、25５、０=２02、93、120、0、所以网络号为2０２、９３、120、０；受限广播地址为25５、255、25５、255；直接广播地址为202、93、120、２55。

（３）如果该网络划分了子网、子网掩码为255、2５５、２55、2２4。

那么该网络最多能够分成几个子网?

每个子网最多能有多少个主机?

答：

子网掩码为１1１11-1111０、该网络可以最多划分６个子网、子网号分别为0０１、01０、0１１、１0０、101、110;每个子网最多能有２＾５—2=3０个主机。

（4）网络号为20２、2０4、１2５、0、划分８个子网、计算每个子网主机ＩP地址范围.　

答：

根据网络号可知该网为C类网络；划分8个子网则子网号分别为００01、0010、０011、0100、０101、0１10、０１１1、1００0、所以每个子网主机得IP地址范围分别为:

202、204、125、17—20２、20４、125、30;

20２、2０４、