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：
传输层的两个协议：
TCPUDP协议复习方法：
看课上提问部分和基本概念部分
2缩写与翻译（每题1分，共10分）考：
书后的缩写词（只要大写的）协会和两个字母的不记复习方法：
看缩写翻译部分
3单项选择题（每题1分，共20分）考：
书后所有的单选复习方法：
看书上每章后的单选题，目录在单项选择部分
4简答题（每题5分，共20分）考：
课上提问和基本概念复习方法：
看课上提问部分和基本概念部分
5应用题（每题8分，共40分）
考：
IP地址的计算、波形图、CRC校验以及第六章的练习题复习方法：
看例题分析部分
第二：
出题的具体依据
1.PPT上的例子2.留过的作业3.1-8章习题中的术语辨析和单项
选择4•附录A缩写词（不包含组织和协会）5.课堂提问
第一部分基本概念部分
1.计算机网络的定义：
利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件，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和资源共享的系统。
2.发展阶段：
第一阶段：
50—60年代。
该阶段以计算机终端系统的产生和发展为主要代表。
第二阶段：
60年代末—70年代。
该阶段以Internet的前身阿帕
网（ARPANET和各种网络体系的产生和发展为主要代表。
第三阶段：
70年代末一80年代。
该阶段以OSI开放式网络互联
标准的产生，并与Internet的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在全球范围的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：
环型网络中的信息传送是单向的，。
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，系统中无信道选择的问题。
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，在加入新的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：
网络中所有的结点都通过总线进行信息传输，任何一个结点的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，对结点设备的装、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的故障，可靠性高。
缺点：
对通信线路（总线）的故障敏感。
任何通信线路的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的信息再转发给相应结点，因此中央结点相当复杂，负担比其他结点重得多。
优点：
结构简单，建网容易，便于控制和管理。
缺点：
中央结点负担重，故容易在中央给点上形成系统的“瓶颈口”。
4.分组交换：
分组交换网以“分组”作为数据传输单元。
每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
分组交换网中的结点交换机根据收到
的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。
5.数据报、虚电路：
都是分组交换。
数据报沿着不同路径走；虚电路沿着一个路径走。
公用数据网采用的是分组交换技术。
分组交换技术又可以分为以下两类：
数据报（Datagram,DG方式和虚电路（VirtualCircuitVC）方式。
1.数据报的工作原理数据报是分组存储转发的一种形式；在数据报方式中,分组传送之间不需要预先在源主机与目的
主机之间建立“线路连接”；
源主机所发送的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是通过不同的传输路径到达目的主机。
2.数据报工作方式的特点同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与
丢失现象；
每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；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.虚电路的工作原理
虚电路方式将数据报方式与线路交换方式结合起来，发挥两种方法的优点，达到最佳的数据交换效果。
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，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路。
2.虚电路方式的特点
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；
2一次通信的所有报文分组都从这条逻辑连接的虚电路上通过，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息，报文分组到达目的节点不会出现丢失、重复与乱序的现象；
3报文分组通过每个虚电路上的节点时，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和任何节点建立多条虚电路连接。
虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接，称为“虚电路”是因为这种电路不是专用的。
每个结点到其他结点间可能有无数条虚电路存在；
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的两个结点之间的数据传输。
虚电路方式具有分组交换与线路交换两种方式的优点。
6.多路复用：
四组（频分、时分、码分、波分）
多路复用的实质是：
将一个区域的多个用户信息通过多路复用器进行汇集，将汇集后的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的信息，再分发到多个用户。
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的工作原理：
总线网以太网的工作原理。
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/C［的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，以确定介质上是否存在其他站的发送信号。
如果介质是空闲的，则可以发送。
如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
介质的最大利用率取决于帧的长度和传播时间。
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
•不坚持CSMA:
如果介质是空闲的，则发送。
如果介质是忙的，等待一段随机时间，重复第一步。
•1-坚持CSMA:
如果介质是空闲的，则发送。
如果介质是忙的，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。
•P-坚持CSMA:
如果介质是空闲的，则以P的概率发送，而以（1-P）的概率延迟一个时间单位。
时间单位等于最大的传播延迟。
如果介质是忙的，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.虚拟局域网的组网方法:
（1）用交换机端口号定义虚拟局域网:
理解:
缺点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：
理解：
MAC地址是与硬件相关的地址，所以用MAC地址定义的虚拟局域网允许结点移动到网络其它物理网段。
由于它的MAC地
址不变，所以该结点将自动保持原来的虚拟局域网成员的地位。
从这个角度来说，基于MAC地址定义的虚拟局域网可以看作是基于用户的虚拟局域网。
缺点是要求所有的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
中显然是很麻烦的。
（3）用网络层地址定义虚拟局域网：
理解：
优点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的虚拟局域网。
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协议的用户是特别有利的。
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
的方法相比，用网络层地址定义虚拟局域网方法的缺点是性能较差。
检查网络层地址比检查MAC地址要花费更多的时间，因此用网络层地址定义虚拟局域网的速度会比较慢。
9.不同网络的互连：
物理层：
放大器……数据链路层：
无端网桥网络层：
路由器异构性是指网络和通信协议、计算机和操作系统的差异性。
这种差异性主要表现在：
1不同类型的网络如：
广域网、城域网、局域网；
2使用不同类型通信协议的网络Ethernet、TokenRing、
ATM等;
3不同类型的计算机系统如：
大型机、小型机、工作站与微型机；
4使用不同类型操作系统的计算机。
互联网络：
利用网桥、路由器等互联设备将两个及两个以上的物理网络相互连接起来构成的系统。
在研究网络层及网络层协议的时候，面对的情况是由多个由路由器互联起来的局域网、城域网与广域网构成的复杂结构。
我们需要暂时“忽略”互联网络内部物理网络的差异性，隐藏各个物理网络实现的细节，将互联网络作为一个虚拟互联网络系统来看待。
10.网桥、路由器的基本概念：
重点！
网桥的基本工作原理：
网桥在网络互联中起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，它用来实现多个网络系统之间的数据交换。
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的数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络；③网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信；④网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议；⑤网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于改善互连网络的性能与安全性。
路由器的主要服务功能：
（1）建立并维护路由表
（2）提供网络间的分组转发功能
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。
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的路由表。
动态路由选择协议主要有3种：
•路由选择信息协议RIP
•开放最短路径优先协议OSPF
•边界网关协议BGP是外部路由选择协议
12.OSI、TCP/IP层次参考模型的基本概念：
七层四层
OSI参考模型：
物理层、数据链路层和网络层是网络支持层。
会话层、表示层和应用层是用户支持层。
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的各种功能。
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的站的交付。
传输层：
负责将完整的报文从源端到目的端的传递。
会话层：
在相互通信的设备之间建立和维持交互，并保证它们的同步。
表示层：
将数据转换为彼此都满意的格式，确保在相互通信的设备之间的互操作性。
应用层：
使用户能够接入到网络
TCP/IP参考模型各层的功能应用层（applicationlayer）应用层提供的协议主要有：
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HTTP。
传输层（transportlayer）在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端端连接。
传输层有两个著名的通信协议。
传输控制协议TCP是一种可靠的面向连接协议；用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议。
互连层（internetlayer）
相当OSI参考模型网络层无连接网络服务。
处理来自传输层的分组发送请求、处理接收的数据报；处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；
IP协议是无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。
主机-网络层（host-to-networklayer）参考模型的最低层，负责通过网络发送和接收IP数据报。
允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如局域网的
Ethernet、令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、ATM协议等；当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容。
13.子网地址、划分、IP地址计算，地址块的计算：
后面
14.TCP、UDP协议的基本概念：
定义：
（1）UDP是无连接的传输层协议：
是一种无连接的、不可靠的传输层协议。
它在完成进程到进程的通信中，提供了有限的差错检验功能。
（2）UDP协议与应用层协议的关系：
应用层使用UDP协议的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）和引导协议（BOOTP。
工作过程：
（1）应用进程将报文传送给执行UDP协议的传输实体。
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提供无连接的服务，用户数据报在发送之前不需要建立传输连接。
这就意味着UDPW议发送出的每一个用户数据报都是独立的。
（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是一个不可靠的传输层协议，它没有流量控制，因而也不使用窗口机制。
当到来的报文太多时，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：
数据字段和首部字段。
首部字段有8个字节，由4个字段组成，每个字段都是两个字节。
•TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议
•TCP协议向应用层用户进程提供可靠性、全双工的数据流
（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、不重复和无报文丢失的流传输。
•TCP协议支持数据报传输可靠性的主要方法是确认与超时重传。
（1）面向连接服务：
在进行数据报传输之前须在源进程与目的进程之间建立传输连接。
（2）高可靠性：
协议的数据单元称为报文段或段，同时保持头部和数据的检验和，目的是检测数据在传输过程中是否出现错误。
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和接收数据流。
（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的数据流。
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）传输连接的可靠建立与释放：
TCP协议使用了3次握手的方法。
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的数据报可以正确地到达目的端口。
（6）提供流量控制与拥塞控制：
TCP协议采用了大小可以变化的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采用的最基本的可靠性技术是：
•确认与超时重传；•流量控制。
TCP报文段格式：
TCP协议的数据传输单元叫做报文段
（segment）。
报文段报头长度为20〜60字节。
报头的固定部分长度为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是余数加上要发的数据余数放在要发数据后面
实际的CRC校验码生成是米用二进制模二算法，即减法不错位，加法不进位，这是一种异或操作。
我们可以用下面的实例来进一步说明CRC校验码的生成过程：
1发送数据比特序列为1010001101；
2事先选定的多项式比特序列为110101（6比特，k=5）；余数至少要比除数少1个比特。
至于多项式的选定应参照国际标准。
3将发送数据比特序列乘以25，那么产生的乘积应为
101000110100000；
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，减法和加法是一样的。
例如，1111+1010=0101。
求得余数比特序列为01110；
5将余数比特序列加到乘积中得：
101000110100000+01110=101000110101110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
到的带有CRC校验码的接收数据比特序列一定能被相同的生成多项式整除。
2.CDMA的计算：
课堂上例子手机
一、码分多址（CodeDivisionMultipleAccess,CDMA）
在CDM中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片（chip）。
通常m的值是64或128。
每个站被指派一个唯一的mbit码片序列。
-如发送比特1，则发送自己的mbit码片序列。
-如发送比特0,则发送该码片序列的二进制反码。
例如，S站的8bit码片序列是00011011。
-发送比特1时，就发送序列00011011,
-发送比特0时，就发送序列11100100。
S站的码片序列：
（-1-1-1+1+1-1+1+1）现假定
S站要发送信息的数据率为bbps。
由于每一个比特要转换成m
个比特的码片，因此S站实际上发送的数据率提高到mbbps,同时S站所占用的频带宽度也提高到原来数值的m倍。
这种通信
方式是扩频通信中的一种。
扩频通信通常有两大类。
一种是直接
序列（directsequenee），使用码片序列就是这一类，记为
DS-CDMA另一种是跳频（frequencyhopping），记为FH-CDMA
每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交（orthogonal）。
在实用的系统中是使用伪随机码序列。
令向量S表示站S的码片向量，令T表示其他任何站的
码片向量。
两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的规
格化内积（innerproduct）都是0:
S*T=—工=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和T的各分量值代入
上面公式就可看出这两个码片序列是正交的。
任何一个码片向量
和该码片向量自己的规格化内积都是1。
I刖•…Iff
s・r尹严活弘活（±2
一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是-1。
现假定有一个X站要接收S站发送的数据。
X站就必须知道S站所特有的码片序列。
X站使用它得到的码片向量S与接收到的
未知信号进行求内积的运算。
X站接收到的信号是各个站发送的
码片序列之和。
根据上面的公式，再根据叠加原理（假定各种信号经过信道到达接收端是叠加的关系），那么求内积得到的结果
是：
所有其他站的信号都被过滤掉（其内积的相关项都是0）,
而只剩下S站发送的信号。
当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果是+1,当S站发送比特0时，内积的结果是-1。
例题三：
假设系统中有4个手机用户进行CDMA通信，给这4个手机指派的码片序列分别为：
E1:
（-1-1-1+1+1-1+1+1）
E2:
（-1-1+1-1+1+1+1-1）
E3:
（-1+1-1+1+1+1-1-1）
E4:
（-1+1-1-1-1-1+1-1）
例如手机4事先知道手机1、2和3的码片序列分别为E1、E2和E3。
手机4收到码片序列：
（-1-3+1-1+1-1+3+1）
后分别与E1、E2和E3作规格化内积运算。
得到+1、+1和-1，手机4由此推知手机1、2和3分别发送了
1，1，0。
3.网络层IP的相关计算：
IP地址按照子网掩码算出网络地址、主机号
一、IP地址的分类
IP地址长度为32位，点分十进制地址；采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值为0~255（例如202.204.125.87）；根据不同的取值范围，用IP地址中的前5位用于标识IP地址的类别，分为五类：
A类地址的第一位为0（1.0.0.0~127.255.255.255）；
C类地址的前三位为
110（192.0.0.0〜223.255.255.255）;
D类地址的前四位为
1110（224.0.0.0〜239.255.255.255）;
E类地址的前五位为
11110（240.0.0.0〜255.255.255.255）。
IP地址中的网络号字段和主机号
A类地址冋I
re:
-id
gbit
host-id
24bl1
B类地址叵
net-id
1Sbrt
net*id
24Dit
host-id
16bit
[—hcst-ld
8bit
C矣地址1110
多播地址
保留为今后使用
二、有关IP地址的表示
用点分十进制表示129.8.16.25
用二进制表示：
10000001000010000001000000011001
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：
11000000111111111111111111111111
用点分十六进制数字表示：
0X12.0XFF.0XFF.0XFF
三、特殊IP地址形式
直接广播地址（A类、B类与C类IP地址中主机号全1的地
址为直接广播地址）；
受限广播地址（网络号与主机号的32位全为1的地址为受限广播地址，如255.255.255.255）；
“这个网的这个主机”地址；“这个网络上的特定主机”地址（网络号部分为全0，主机号为确定的值）；
回送地址（含网络号为127的分组）；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地址的计算
（1）一个IP地址用二进制表示为
110010*********10111100000101101，请写出按点分十进制表示的IP地址。
答：
11001010-01011101-01111000-00101101转换成点分十进制表示为202.93.120.45
（2）如果它是一个标准分类的IP地址，那么它属
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