计算机网络期末知识点例题版.docx
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计算机网络期末知识点例题版
一、计算题
1、给出IP（可以是二进制数表示的形式），判断是哪类IP地址（A/B/C）？
网络号、主机号
为划分子网的子网掩码，把该主机所在的网络划分为6个子网，求子网掩码及IP范围
已知网络IP，要求划分子网，求子网掩码。
或者给出子网掩码，问是否划分了子网
2、求有效数据传输率
例题：
在2km的总线网，数据传输速率为10Mbps。
帧长为512bits，发送站成功发送帧后，在下一个时隙接收方发送一个32bits的确认，假设没有冲突，求有效传输率。
发送512bits所用的实际时间为：
512/10M+32/10M+2*2k/（3*10^8）（往返的线路长度除以电磁波的传播速度）
=67.733（us）
有效数据传输率=512/67.733=7.559Mbps
3、奈奎斯定理，求波特率进而求比特率；
香农公式计算（用到信噪比）
最大传输速率R-MAX计算：
无噪声信道：
（W带宽，V信号离散等级）
有噪声信道：
香农公式：
噪声=
噪声为30dB,S/N=1000
比特率与波特率的计算：
例题：
某信道的带宽为4MHz，假定无噪声并采用4电平的数字信号，试求该信道的最大数据传输率。
（要求列出简要计算式）
解：
例题：
采用相—幅调制（PAM）技术在带宽为32KHz的无噪声信道上传输数字信号，每个相位处都有两种不同幅度的电平。
若要达到192Kbps的数据速率，至少要有多少种不同的相位?
解：
无噪声，
；
（W带宽，V信号离散等级）得
所以V=8，每个相位都有两种不同的幅度的电平，所以至少需要8/2=4种不同的相位。
4、已知生成多项式和接收序列，判断是否接收正确
或已知发送的数据，及生成多项式，求CRC及发送序列
1、已知生成多项式
，若接收端收到的位串为10110011010，问传输是否有错?
为什么?
（列出说明理由的计算式）
解 ：
（1）由
得到被除数：
11001
（2）用收到的位串10110011010除以11001，如果整除（没有余数）则代表无传输错误
2、要发送的数据为1101011011.采用CRC的生成多项式是
.试求应添加在数据后面的余数.
解答：
发送数据比特序列为1101011011（10比特）；
生成多项式比特序列为10011（5比特,K=4）；X的指数就是代表第几位为1,而且1=X的0次方；
将发送数据比特序列后面填上k个0为11010110110000；
用生成多项式比特序列去除,按模二算法得到余数1110；
5、分片、MF、DF、片偏移
数据报长度4000字节固定首部长度20字节最长数据长度为1500字节试问划分几个短数据报片？
各数据报片的偏移字段为何值？
a=1500+20=1520;（算出每片数据报的长度=最长数据长度+固定首部），1520可以被8整除
分片数目=总数据报长度/每片长度=4000/1520=2.6取整数后是3.所以分为3片。
第一片偏移值是0；占据0~1699字节。
（长度是1700字节）
第二片偏移地址是890；占据1520~3040字节。
（长度是1520字节）
第三片偏移地址是380；占据3040~3999字节。
（长度是959字节）
（片偏移：
较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。
片偏移以8个字节为偏移单位。
）
6、求最短帧长
已知带宽，求传播时延（传播速率和距离已知），或者已知最短帧长，求带宽
CSMA/CD最短帧长最短帧长和时隙长度为度
考点：
（1）发送最短帧的时间=帧长/网络速率=2τ=2×最长线路长度（D）/信号传播速率（V）
（2）时隙的长度等于信号在介质上来回的传播时间
例题：
1）一个CSMA/CD的网络，最大传输距离为5000米，信号传播速率为200m/μs，网络带宽为10M。
最短帧长是_____。
（知识点：
4-3）时隙长度为_____。
解:
先求：
根据
2）若CSMA/CD局域网的节点最大距离为2km，网络的数据传输率为10Mbps，信号在介质中的传播速度为
，求该网的最短帧长。
（要求写出计算过程）
解：
3）设信号在介质中的传播速度为200m/μs,若10Mbps的CSMA/CD LAN的最短帧长为200bit，试求该网站点的最大距离。
解：
二、其他类型
1、
（1）计算机网络的定义
一般来讲：
计算机网络就是将地理位置不同的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和数据交换的系统。
（2）功能
1）数据通信：
文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐
2）资源共享：
软件、硬件、数据（数据库）
3）提供高可靠性服务：
利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务
4）节省投资：
替代昂贵的大中型机系统
5）分布式处理
（3）拓扑结构定义
网络拓扑结构指的是网络结点的互连构型（包括：
总线型、环型、星型、树型、网状型）
（4）资源子网、通信子网
1）通信子网，承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作，每个通信节点具有存储转发功能。
（包括：
传输介质（电缆、光纤、无线电波等）、通信设备（交换机等））
2）资源子网，负责全网数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务（如：
硬件资源（主机、终端、I/O设备等）、软件资源、数据资源等）
（5）ARPA标志网络的诞生
ARPAnet，是世界上第一个以资源共享为目的的计算机网络。
它是Internet的前身。
（6）我国最早的4大网络
（1）公用计算机互联网ChinaNET
（2）中国教育科研网CERNET
（3）中国科学技术网CSTNet
（4）国家公用经济信息通信网络CHINAGBN
（7）计算机网络采用C/S工作模式
在客户/服务器体系结构中，包括一个总是运行着的服务器程序和许多有时运行的客户程序。
客户进行通过网络向服务器进程请求服务，服务进程可接受来自多个客户进程的请求，并进行响应以提供服务，而客户进程相互之间不直接进行通信。
（其最主要的特征：
客户进程是服务请求方，服务器是服务提供方）
2、计算机网络的分类
1）按网络地理范围：
LAN、MAN、WAN
2）按拓扑结构划分：
总线型、环型、星型、树型、网状型
（因特网属于网状、WAN也是网状拓扑、LAN是星型拓扑）
3）按功能划分：
通信子网、资源子网
4）有线网、无线网
5）广播式网络、点到点网络
6）公用网、专用网
3、网络的主要性能指标：
速率、带宽、吞吐量、时延、丢包率、利用率
4、
（1）网络体系结构的概念
计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
（2）网络协议的定义、三要素
1）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；
2）三要素：
语法（数据与控制信息的结构或格式）；语义（各个控制信息的具体含义，如：
需要发出何种控制信息）；同步（事件实现顺序和时间的详细说明）
（3）每层有哪些基本协议
1）数据链路层：
停止等待协议、回退N步协议、选择重传协议、高级数据链路控制（HDLC）、PPP协议、CSMA/CD协议（载波监听多址接入/碰撞检测）、CSMA/CA协议（载波监听多址接入/碰撞避免）
2）网络层：
网际协议IP、地址解析协议（ARP）、逆地址解析协议（RARP）、网际控制报文协议（ICMP）、网际组管理协议（IGMP）、多播路由选择协议、路由选择协议（内部网关协议IGP、外部网关协议EGP）
3）运输层：
用户数据报协议（UDP）、传输控制协议（TCP）
4）应用层：
超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传送协议（SMTP）、文件传送协议（FTP）、
远程终端协议（TELNET）、动态主机配置协议（DHCP）等
（4）常用体系结构（7层/4层）
OSI（开放系统互联参考模型，7层，包括：
物流层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层）
TCP/IP（4层，包括：
应用层、运输层、网际层、网络接口层
）
（5）OSI（7层）与TCP/IP（4层）体系结构异同
1）相同点：
均以协议栈的概念为基础，协议之间彼此独立；
模型中各个层的功能基本相似。
2）不同点：
OSI模型有7层；TCP/IP模型则仅有4层。
OSI模型区分了服务，接口和协议的概念；TCP/IP模型没有明确的区分。
OSI区分了物理层与数据链路层；TCP/IP甚至没有分别提及这两层。
OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级；而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。
OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，后来认识到互联网协议的重要性，才在网络层划出一个子层来完成互联作用。
而TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将互联网协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。
OSI开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准，而TCP/IP一开始就有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据报对于互联网中的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。
对OSI的面向连接服务，数据链路层、网络层和运输层都要检测和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和超时重传等措施提供可靠性，而且网络和运输层也有类似技术。
而TCP/IP则不然，TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应由运输层来解决，因此它允许单个的链路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误恢复，丢失或出错数据的恢复在源主机和目的主机之间进行，由运输层完成。
OSI开始未考虑网络管理问题，到后来才考虑这个问题，而TCP/IP有较好的网络管理。
OSI模型出现在协议发明之前，因此模型与协议间存在不符合要求的服务规范。
但是由于它不偏向任何一种协议，通用性更好；TCP/IP模型则相反，先出现协议，模型与协议匹配良好，但不适用于其他协议栈
（6）体系结构定义
计算机网络的体系结构，是计算机网络的各层及其协议的集合。
（7）具体位置
（8）
1）OSI的3个基本概念：
服务、接口与协议
2）TCP/IP分别提供哪两层的服务
网际层、运输层
（9）IOS、OSI/RM
IOS:
国际标准化组织
（10）TCP/IP体系结构中与OSI参考模型的1、2层对应的是哪一层
网络接口层
（11）连接计算机和计算机应采用____交叉___UTP电缆；连接计算机和集线器用__直通_UTP电缆。
（12）TCP/IP协议是一组协议，按这个协议用户可以接入Internet
11、
（1）数据传输方式：
1）并行传输和串行传输
2）同步传输和异步传输
3）按通信双方信息交互方式，有：
单工通信、半双工通信和全双工通信
（2）数据通信系统的模型
一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端）。
（3）码元传输速率与数据传输速率
（4）同步传输和异步传输
1）异步传输：
以字节为独立的传输单位，字节之间的时间间隔不是固定的，接收端仅在每个字节的起始位对字节内的比特实现同步，通常要在每个字节前后分别加上起始位和结束位（异步，指在字节上的异步，但字节中的每个比仍然要同步）
2）同步传输：
数据块以比特流的形式传输，字节之间没有间隔，也没有起始位和结束位（不同设备的时钟频率存在一定差异，需采取技术使接收双方的时钟保持同步）
（5）误码率
误码率，衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。
误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。
（6）RS-232C是DTE和DCE之间的接口
RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，是数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准。
（7）PCM的3个步骤
1）PCM，脉冲编码调制，用于将一个时间连续，取值连续的模拟信号转化为时间离散，取值离散的数字信号。
2）3步骤：
抽样：
对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示,通常是用二进制表示。
编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的。
12、
（1）常用传输介质
1）在导向传输媒体中，电磁波被导向沿着固体媒体（铜线或光纤）传播，而非导向传输媒体就是指自由空间。
2）导引传输媒体，如：
同轴电缆、双绞线、光纤等；
3）非导引传输媒体，如：
短波通信、微波通信（有两种方式：
地面微波接力通信、卫星通信）
（2）有线介质的传输距离
1）双绞线：
几百米之内；2）同轴电缆：
基带几公里，宽带几十公里；3）光纤：
多模几公里，单模十几公里
13、
（1）调制解调的概念
1）调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输；而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。
（基带信号：
矩形脉冲波形的数字信号包含低频分量）
（2）多元调制
（3）载波的3个基本要素
幅度、频率、相位
（4）3种常用的调制方式
调幅（幅移键控ASK）：
有无载波输出
调频（频移键控FSK）
调相（相移键控PSK）
14、
（1）常用数据交换技术——电路、分组、报文（哪个传输时延最小）
1）电路交换，应用在要求时延小和对数据准确度不是很高的地方，比如电话（电信中的语音服务），基本过程可分为连接建立、信息传送和连接拆除三个阶段。
2）报文交换，其实时性强，传输的准确度高，适应突发性数据传输，但是时延不可控制，一般较大。
3）分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个带有首部的数据段的分组。
首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。
（2）常用的多路复用技术：
1）频分复用（FDM）；
2）时分复用（TDM）；
3）波分复用（WDM）；
4）码分复用（CDM）
15、
（1）网卡定义、功能
1）网卡：
主机箱或笔记本电脑内插入的一块网络接口板实现计算机与外界局域网的链接；（现在称为适配器更合适）
2）功能：
一是将电脑的数据封装为帧，并通过网线（对无线网络来说就是电磁波）将数据发送到网络上去；二是接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据，发送到所在的电脑中。
（缓存的存储芯片、设备驱动程序）
（2）Network、阿帕网在网络接口层（按TCP/IP体系结构）
16、
（1）物理层的功能、其他各层（按TCP/IP）
1）应用层：
如何通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用；
2）运输层：
负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务；
3）网际层：
为分组交换网上的不同主机提供通信服务；
4）数据链路层：
在相邻结点之间（主机和路由器之间或路由器之间）的链路上传送以帧为单位的数据；
5）物理层：
在传输媒体上传送比特流。
（2）
停止等待协议
自动重传协议（ARQ）：
确认、超时重传
回退N步协议/滑动窗口协议
选择重传协议
高级数据链路控制（HDLC）
（3）理解MAC地址
使用点到点信道的数据链路层不需要使用地址，因为连接在信道上的只有两个站点，但当有多个站点连接在同一个广播信道上要想实现两个站点的通信，则每个站点都必须有一个唯一的标识，即一个数据链路层地址（每个发送的帧中必须携带标识接收站点和发送站点的地址）。
由于该地址用于媒体接入控制，因此被称为MAC地址。
17、
（1）为什么要划分帧？
如何划分帧？
1）虽然为了提高帧的传输效率，应当使帧的数据部分长度尽可能大些，但考虑到差错控制等因素，每一种链路层协议都规定了帧的数据部分长度上限。
2）①在传输的帧与帧之间插入时间间隔；②在帧的首部设一个帧长度字段来定位一个帧的结束和下一个帧的开始；③在每个帧的开始和结束添加一个特定的帧定界标志，标记一个帧的开始和结束（如，字符填充、比特填充）
（2）实际中的帧结构的范围：
64——1518字节，其中数据部分：
46——1500字节
18、
（1）HDLC的3种不同类型的帧
1）信息帧
2）监督帧
3）无编号帧
（2）理解零比特填充
在发送端，当一串比特流数据尚未加上标志字段时，先用硬件扫描整个帧（用软件也能实现，但要慢些）。
只要发现有5个连续1，则立即填入一个0。
因此经过这种零比特填充后的数据，就可以保证在数据中不会出现6个连续1。
在接收一个帧时，先找到F字段以确定一个HDLC帧的边界。
接着再用硬件对其中的比特流进行扫描。
每当发现5个连续1时，就将这5个连续1后的一个0删除，以还原成原来的比特流。
19、
（1）LAN中数据链路层2个子层：
逻辑链路控制LLC、媒体访问控制MAC
（2）
1）LAN基础；
2）10BASE—T定义及传输距离：
一种以100Mbps速率工作的局域网（LAN）标准，它通常被称为快速以太网标准，并使用UTP（非屏蔽双绞线）铜质电缆。
与10BASE-T的区别在于网络速率是10BASE-T的十倍，即100M。
最大网络跨度为100米。
3）10BASE—2定义及传输距离：
它的传输速率为10Mbit/s，采用基带传输技术，每个网段的距离限制为185米。
它被称为细缆网，在单个网段上最多可支持30个工作站。
（3）曼彻斯特编码
曼彻斯特编码，也叫做相位编码，是一种同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
它在以太网媒介系统中的应用属于数据通信中的两种位同步方法里的自同步法（另一种是外同步法），即接收方利用包含有同步信号的特殊编码从信号自身提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率，达到同步目的。
常用于局域网传输，每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。
（4）数据传输速率为波特率的网桥（2层交换机）工作在这一层
20、
（1）常用的介质访问方法
1）介质访问控制方式，也就是信道访问控制方法，控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据。
2）媒体接入控制：
①静态划分信道：
典型技术有频分多址、时分多址和码分多址；
②动态接入控制：
各站点动态占有信道发送数据，可分为两类：
随机接入、受控接入
（2）随机接入、受控接入
1）随机接入：
所有站点通过竞争，随机在信道上发送数据。
（共享式以太网采用随机接入，协议为：
载波监听多址接入/碰撞监听（CSMA/CD））
2）受控接入：
结点不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。
（典型代表有：
集中控制的多点轮询协议、分散控制的令牌传递协议）
21、
（1）IEEE802.3以太网基本原理：
发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送；如果信道忙，则继续监听，一旦空闲就立即发送；在发送过程中，仍需继续监听。
若监听到冲突，则立即停止发送数据，然后发送一串干扰信号。
（2）CSMA/CD原理、优缺点
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96比特时间，就发送这个帧；若信道忙，则继续监测并等待信道转为空闲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，一旦未检测到碰撞，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；（争用期）
4）在中止发送数据后，适配器执行指数退避算法，随机等待r倍512比特时间后，返回步骤
（2）。
（“发前先听，空闲即发送，边发边听，冲突时退避”）
5）优缺点：
①控制简单，易于实现；
②网络负载轻时，有较好的性能；
③网络负载重时，性能急剧下降。
（3）最短帧：
发送时延=传播时延*2
（4）遇忙退避算法：
1）非坚持：
假如信道是空闲的，则发送；否则，等待一段随机时间，重复第一步。
2）1—坚持：
假如介质是空闲的，则发送；假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送；假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。
3）P—坚持：
假如介质是空闲的，则以P概率发送；而以（1-P）的概率延迟一个时间单位。
假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，重复第一步。
假如发送被延迟一个时间单位，则重复第一步。
（5）802.3、802.4、802.5名称及对应的网络拓扑结构
1）802.3，通常指以太网；IEEE802.3拓扑结构：
星，网，环，总线，网，树型；
2）802.4（TokenBus），通常指令牌总线网；IEEE802.4拓扑结构：
环型；
3）802.5（TokenRing），通常指令牌环网；IEEE802.5拓扑结构：
环型。
（6）令牌网无冲突，如令牌总线网页没有冲突
（7）高速以太网（有百兆、千兆、万兆等）既可应用于局域网，也可应用于广域网的以太网技术
（8）100Mbps的全双工端口，端口带宽为：
200Mbps
22、无线LAN与虚拟LAN的概念及特点
1）无线局域网络,简写为：
WLAN。
利用射频的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络，在空中进行通信连接。
2）特点：
使用S频段无线电波作为传输介质，对人体没有伤害；具有灵活性，相对于有线网络，它的组建、配置和维护较为容易；使用扩频方式通信时，具有抗干扰、抗噪声、抗衰减能力，通信比较安全，不易偷听和窃取，具有高可用性。
但是，还不能完全脱离有线网络，只是有线网络的补充；产品比较贵；传输速度较慢。
3）虚拟局域网，简写为：
VLAN。
由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，通过路由和交换设备，在网络的物理拓朴结构基础上建立一个逻辑网络，以使得网络中任意几个局域网网段或（和）节点能够组合成一个逻辑上的局域网。
4）特点：
控制网络的广播风暴；（减少参与广播风暴的设备数量）
确保网络的安全性；（含有敏感数据的用户组可与网络的其余部分隔离）
简化网络管理；
改善了服务质量
23、
（1）WAN提供的两种服务
1）WAN广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。
通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连。
通常是指覆盖范围很广（远远超过一个城市的范围）的长距离网络，一般都是由电信公司所拥有。
2）WAN的两种服务：
无连接的网络服务和面向连接的网络服务
（2）数据报和虚电路对比表、有何特点
1）虚电路特点：
在每次分组传输前，都需要在源节点和目的结点之间建立一条逻辑连接；由于连接源节点与目的结点的物理链路已经存在，因此不需要真正建立一条物理链路；
一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送，因此分组不必自带目的地址、源地址等信息。
分组到达的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；
分组通过虚电路上的每个节点时，结点只需要进行差错检测，而不需要进行路由选择；
通信子网中每个节点可以与任何结点建立多条虚电路连接。
2）数据报特点：
同一报文的不同分组可以经过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是可能出现乱序、重复与丢失现象。
每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址。
数据报方式的传输过程延迟大，适用于突发性通信，不适用于长报文，会话式通信。
（3）VLAN的划分：
1）基于交换机端口
2）基于MAC地址；
3）基于IP协议等；
24、
（1）常
升级会员 