计算机网络重点.docx
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计算机网络重点
第1章：
1、计算机网络把许多计算机连接在一起，二互联网则是把许多网络连接在一起，是网络的网络。
因特网是世界上最大的互联网。
2、以小写字母i开始的internet是专用名词，它泛指由许多个计算机网络互连而成的网络。
在这些网络之间的通信协议可以是任意的。
1、以大写字母I开始Internet是专用名词，他指当前全球最大的、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协议族作为通信规则，且其前身是美国的ARPANET。
2、因特网现在采用存储转发的分组交换技术，以及三层因特网服务提供者（ISP）结构。
3、计算机因特网按工作方式可划分为边缘部分与核心部分，主机在网络的边缘部分，其作用是进行信息处理，路由器在网络的核心部分，其作用是按存储转发方式进行分组交换。
4、通信方式是客户—服务器方式和对等连接方式（P2P方式）。
5、按作用范围的不同，计算机网络分为广域网WAN、城域网MAN、局域网ＬＡＮ和个人区域网PAN。
第2章：
1、物理层的主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的一些特性，如机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2、通信的目的是传送信息，如语音、文字、图像、视频等都是信息。
数据是运送信息的实体。
信号则是数据的电气或电磁的表现。
3、根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可分为模拟信号和数字信号。
代表数字信号不同离散数值的基本波形成为码元。
4、根据双方信息交互方式的不同，通信可以划分为单工通信、半双工通信和全双工通信。
5、来自信源的信号叫做基带信号。
信号要在信道上传输就要经过调制。
调制有基带调制和带通调制之分。
最基本的带通调制方法有调幅、调频和调相。
还有更复杂的调制方法，如正交振幅调制。
6、传输媒体可以划分为两大类，即导引型传输媒体（双绞线、同轴电缆或光纤）和非导引型传输媒体（无线或红外或大气激光）。
7、常用的信道复用技术有频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用和波分复用。
8、用户到因特网的宽带接入方法有非对称数字用户线ADSL、光纤同轴混合网HFC（在有线电视网的基础上开发的）和FTTx（即到光纤.......）。
第3章：
1、数据连路层使用的信道主要有点对点信道和广播信道两种。
2、数据链路层传送的协议数据单元是帧。
数据链路层的三个基本问题是：
封装成帧、透明传输和差错检测。
3、循环冗余检验CRC是一种检错方法，而帧检验序列FCS是添加在数据后面的冗余码。
4、点对点协议PPP是数据链路层使用的最多的一种协议，他的特点是：
简单；只检测错，而不是纠错；不使用序号，也不进行流量控制；可同时支持多种网络层协议。
5、IEEE802委员会曾把局域网的数据链路层拆分为两个子层，即逻辑链路控制（LLC）子层（与传输媒体无关）和媒体接入控制（MAC）子层（与传输媒体有关）。
现在LLC子层已成为历史。
6、以太网采用无连接的工作方式，对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。
目的站收到有差错帧就把它丢弃，其他什么也不做。
7、以太网采用的协议是具有冲突检测的载波监听多点接入CSMA/CD。
协议的要点是：
发送前先监听，边发送边监听，一旦发现总线上出现了碰撞，就立即停止发送。
然后按照退避算法等待一段随机时间后再次发送。
8、以太网的硬件地址，即MAC地址实际上就是适配器地址或适配器标识符，与主机所在的地点无关。
源地址和目的地址都是48位长。
9、交换式集线器称为以太网交换机或第二层交换机（工作在数据链路层）。
它就是一个多接口的网桥，而每个接口都直接与某台单主机或另一个集线器相连，且工作在全双工方式。
以太网交换机能同时连通许多对的接口，使每一个相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。
第4章：
1、TCP/CP体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限，所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序。
进程之间的通信的可靠性由运输层负责。
2、IP网是虚拟的，因为从网络层上看，IP网好像是一个统一的、抽象的网络。
IP层抽象的互联网屏蔽了下层网络很复杂的细节，使我们能够使用网络统一的、抽象的IP地址之间的通信问题。
3、一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
分类的IP地址包括A类、B类、C类地址，已经D类地址。
E类地址未使用。
4、物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，在数据链路层看不见数据报的IP地址。
5、IP数据报分为首部和数据两部分。
首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。
一些长度可变的可选字段放在固定首部的后面。
6、地址解析协议ARP把IP地址解析为硬件地址，它解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
ARP的高速缓存可以减少网络上的通信量。
7、路由选择协议有两大类：
内部网关协议，如;RIP和OSPF；外部网关协议，如：
BGP-4。
8、ICMP的一个重要应用就是分组网间探测PING，用来测试两台主机之间的连通性。
PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。
第5章：
1、网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
2、运输层有两个主要协议：
TCP和UDP。
它们都有复用和分用，以及检错的功能。
当运输层采用面向连接TCP协议时，尽管下面的网络是不可靠的，但这种逻辑通信道就相当于一条全双工通信的可靠通信。
3、运输层用一个16位端口号来标志一个端口。
4、UDP的主要特点是：
（1）无连接；
（2）尽最大努力交付；（3）面向报文；（4）无拥塞控制；（5）支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信；（6）首部开销小。
5、TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点。
这样的端点就叫做套接字（socket）或插口。
套接字用（IP地址：
端口号）来表示。
6、流量控制是一个端到端的问题，是接收端抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。
拥塞控制是一个XX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。
7、TCP的拥塞控制采用了四种算法，即慢开始、拥塞避免、快恢复。
在网络层，也可以使路由器采用适当的分组丢弃策略，以减少网络拥塞的发生。
8、运输连接有三个阶段，即：
连接建立、数据传送和连接释放。
9、主机发起TCP连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器。
TCP的连接建立采用三次握手机制。
服务器要确认客户的连接请求，然后客户要对服务器的确认进行确认。
第6章：
1、万维网：
是一个由许多互相链接的超文本组成的系统，通过互联网访问。
2、电子邮件：
，是指一种由一寄件人将数字信息发送给一个人或多个人的信息交换方式，一般会通过互联网或其他电脑网络进行书写、发送和接收邮件，目的是达成发信人和收信人之间的信息交互。
3、HTTP协议：
（超文本传输协议）是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。
所有的WWW文件都必须遵守这个标准。
设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。
4、打开网页用到TCP／IP协议、HTTP协议、UDP协议、ARP协议、ＤＮＳ协议。
5、各种协议的作用：
ＴＣＰ／ＣＰ协议：
这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的；
第1章重点题：
1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：
（1）电路交换：
端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：
无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：
具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-22网络协议的三要素是什么？
各有什么含义？
答：
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。
有下面三个要素组成：
（1）语法：
即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：
即事件实现顺序的详细说明。
1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：
综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。
各层的主要功能：
物理层 ：
物理层的任务就是透明地传送比特流。
（注意：
传递信息的物理媒体，如双绞 线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。
）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层：
数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。
每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层：
网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层：
运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层：
应用层直接为用户的应用进程提供服务。
第3章重点题：
3-03 络适配器的作用是什么？
网络适配器工作在哪一层？
答：
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？
答：
作二进制除法，1101011011 0000 10011 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。
算法步骤：
1、p（x）=（x^4）+x+1=10011。
1101011011除以10011=1110（R）
2、若最后两个成为0，则11010110001110,11010110001110除以10011=100得余100，不为0，故判断出错。
3、采用CRC检验后，收方将丢掉此数据，所以只采用CRC检验而没有PPP重传机制，数据链路层的传输还不是可靠传输。
3-30 以太网交换机有何特点？
用它怎样组成虚拟局域网？
答：
以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换虚拟局域网VLAN
是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4 字节的标识符，称为
VLAN 标记（tag），用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
3-31 网桥的工作原理和特点是什么？
网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？
答：
网桥工作在数据链路层，它根据MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。
当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口
转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力
以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥
第4章重点题：
4-4试简单说明下列协议的作用：
IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：
实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
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。
ARP协议：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：
提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议
IGMP：
用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
4-17. 一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。
但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。
因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）
答：
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个
IP数据片的数据部分<1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。
4-20.设某路由器建立了如下路由表：
目的网络子网掩码下一跳
128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 255.255.255.128 R2
192.4.153.0 255.255.255.192 R3
*（默认）——R4
现共收到5个分组，其目的地址分别为：
（1）128.96.39.10
（2）128.96.40.12
（3）128.96.40.151
（4）192.153.17
（5）192.4.153.90
（1）分组的目的站IP地址为：
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0转发。
（2）分组的目的IP地址为：
128.96.40.12。
①与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。
②与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经R2转发。
（3）分组的目的IP地址为：
128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
（4）分组的目的IP地址为：
192.4.153.17。
与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0，经查路由表知，该分组经R3转发。
（5）分组的目的IP地址为：
192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
4-22.一个数据报长度为4000字节（固定首部长度）。
现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大数据长度为1500字节。
试问应当划分为几个短些的数据报片？
各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值？
IP数据报固定首部长度为20字节：
总长度（字节）
数据长度（字节）
MF
片偏移
原始数据报
4000
3980
0
0
数据报片1
1500
1480
1
0
数据报片2
1500
1480
1
185
数据报片3
1040
1020
0
370
4-41. 假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N17A
N22B
N68E
N84E
N94F
现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”“距离”）：
N24
N38
N64
N83
N95
试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。
答：
路由器B更新后的路由表如下：
N17A无新信息，不改变
N25C相同的下一跳，更新
N39C新的项目，添加进来
N65C不同的下一跳，距离更短，更新
N84E不同的下一跳，距离一样，不改变
N94F不同的下一跳，距离更大，不改变
4-42假设网络中的路由器A的路由表有如下的项目：
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现将A收到从C发来的路由信息：
N1 2
N2 1
N3 3
N4 7
试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。
答：
路由器B更新后的路由表如下：
N13C不同的下一跳，距离更短，改变
N22C不同的下一跳，距离一样，不变
N31F不同的下一跳，距离更大，不改变
N45G无新信息，不改变
第5章重点题：
5-14一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：
06 32 00 45 00 1C E2 17.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发送给客户？
使用UDP的这个服务器程序是什么？
解：
源端口1586（0632）x=（1580）d
目的端口69（0045）
UDP用户数据报总长度28字节（001c）
数据部分长度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TFFTP。
5-23主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别为70和100。
试问：
（1）第一个报文段携带了多少个字节的数据？
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）如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是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？
解：
（1）第一个报文段的数据序号是70到99，共30字节的数据。
（2）确认号应为100. （3）80字节。
（4）70 。
5—37 在TCP的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复法?
这里每一种算法各起什么作用?
“乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下?
答：
慢开始：
在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个大报文段MSS的数值。
在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加多一个MSS的数值。
用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd，可以分组注入到网络的速率更加合理。
拥塞避免：
当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。
拥塞避免算法使发送的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT就增加一个MSS的大小。
快重传算法规定：
发送端只要一连收到三个重复的ACK即可断定有分组丢失了，就应该立即重传丢手的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时。
快恢复算法：
当发送端收到连续三个重复的ACK时，就重新设置慢开始门限
ssthresh 与慢开始不同之处是拥塞窗口cwnd 不是设置为 1，而是设置为ssthresh
若收到的重复的AVK为n个（n>3），则将cwnd设置为ssthresh 若发送窗口值还容许发送报文段，就按拥塞避免算法继续发送报文段。
若收到了确认新的报文段的ACK，就将cwnd缩小到ssthresh
乘法减小：
是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以
0.5。
当网络频繁出现拥塞时，ssthresh 值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分组数。
加法增大：
是指执行拥塞避免算法后，在收到对所有报文段的确认后（即经过一个往返时间），就把拥塞窗口cwnd增加一个MSS 大小，使拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早出现拥塞。
5—38 设TCP的ssthresh的初始值为8（单位为报文段）。
当拥塞窗口上升到12时网络发生了超时，TCP使用慢开始和拥塞避免。
试分别求出第1次到第15
次传输的各拥塞窗口大小。
你能说明拥塞控制窗口每一次变化的原因吗？
答：
拥塞窗口大小分别为：
1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9.
原因：
因为ssthresh的初始值为8，刚开始拥塞口使用慢开始算法，每经过一个传输轮次，拥塞窗口cmnd就加倍，当cmnd=ssthresh时出现网络拥塞，使拥塞避免算法，cmnd按线性规律缓慢增长，当增长到12时，网络发生了超时，就使用“乘法减小”和“加大增大”法则，使sstresh减半变为4，cmnd从1开始使用慢开始算法，然后当cmnd=sstresh时出现网络拥塞，使用拥塞避免算法，cmnd按线性规律缓慢增长。
5—39 TCP的拥塞窗口cwnd大小与传输轮次n的关系如下所示：
cwnd1248163233343536373839
n12345678910111213
cwnd4041422122232425261248
n14151617181920212223242526
（1）试画出如图5-25所示的拥塞窗口与传输轮次的关系曲线。
（2）指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。
（3）指明TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔。
（4）在第16轮次和第22轮次之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超市检测到丢失了报文段？
（5）在第1轮次，第18轮次和第24轮次发送时，门限ssthresh分别被设置为多大？
（6）在第几轮次发送出第70个报文段？
（7）假定在第26轮次之后收到了三个重复的确认，因而检测出了报文段的丢失，那么拥塞窗口cwnd和门限ssthresh应设置为多大？
答：
（1）拥塞窗口与传输轮次的关系曲线如图所示（课本后答案）：
（2）慢开始时间间隔：
【1，6】和【23，26】 （3）拥塞避免时间间隔：
【6，16】和【17，22】（4） 在第16轮次之后发送方通过收到三个重复的确认检测到丢失的报文段。
在第22轮次之后发送方是通过超时检测到丢失的报文段。
（5）在第1轮次发送时，门限ssthresh被设置为32 在第18轮次发送时，门限
ssthresh被设置为发生拥塞时的一半，即21. 在第24轮次发送时，门限
ssthresh是第18轮次发送时设置的21 （6）第70报文段在第7轮次发送出。
（7）拥塞窗口cwnd和门限ssthresh应设置为8的一半，即4.
5-46试分析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出现说明情况？
答：
3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
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