南京信息工程大学计算机网络期末复习资料.docx
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南京信息工程大学计算机网络期末复习资料
一、考试题型及考核方式（选择题20%，填空题20%，问答60%，闭卷）
二、考点
第一章：
概述
1.计算机网络的常用数据交换技术。
P11
电路交换：
必须经过“建立连接通信释放连接”
报文交换：
报文交换基于存储转发原理。
在报文交换中心，以每份报文为单位，根据报文的目的站地址，在进行相应的转发
分组交换：
分组交换采用存储转发技术。
报文（message）：
要发送的整块数据。
分组或包（package）:
将报文划分成的等长的数据段，每个数据段前加上必要的控制信息组成的首部（header）。
分组的首部也称为包头。
信元交换：
2.计算机网络的定义。
P3
定义：
计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机集合。
功能：
连通性和共享
含义：
将不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统用通信线路连接起来，在协议的控制之下，以实现资源共享和数据通信为目的的系统。
网络把许多计算机连接在一起，而因特网则把许多网络连接在一起。
3.计算机网络的分类。
P17
（1）从网络结点分布来看，可分为局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）和个人区域网（PAN）。
（2）按交换方式可分为电路交换网、报文交换网、分组交换网和混合交换网。
（3）按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和分布式网络。
（4）按网络使用范围分为：
公用网和专用网。
4.计算机网络的主要性能指标。
P19
1）速率：
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
速率即数据率（datarate）或比特率（bitrate）是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等。
2）带宽：
原义指某个信号具有的频带宽度。
模拟信号：
带宽－－表示允许信号占用的频率范围。
数字信号：
带宽－－表示数字信道发送数字信号的速率，即比特率或数据率或传输速率，也称为吞吐量。
吞吐量（throughput）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）在计算机上表示数据大小和容量时，K=210=1024，M=220,G=230,T=240
3）时延
时延：
指数据（报文或分组，比特）从网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。
时延有以下几个组成部分：
发送时延、传播时延、处理时延
传播时延：
指电磁波在信道中传播一定距离所需的时间。
传播时延＝信道长度（米）/电磁波在信道中的传播速率（米/秒）
电磁波在信道中的传播速率：
太空：
3.0x105km/s（30万km/s）电缆：
2.3x105km/s（23万km/s）光纤：
2.0x105km/s（20万km/s）
发送时延（传输时延）：
发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
发送时延＝数据块长度（bit）/信道带宽（bit/s或bps）
处理时延：
交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延：
结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
往返时延RTT：
数据从发送端开始发送，到发送端收到来自接收端的确认信息所经历的时间。
往返时延宽带积：
在收到确认信息前，已经发送的比特数。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
4）利用率：
信道利用率指出信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。
完全空闲的信道的利用率为零。
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。
信道利用率并非越高越好。
D=Do/（1-U）U是网络的利用率，数值在0到1之间，Do表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延
5.协议的概念及组成要素。
P26
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。
三要素：
①语法：
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，完成何种动作以及何种响应。
③同步：
也即时序，即事件实现顺序的详细说明。
6.协议与服务的关系。
（1）在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层可以向上一层提供服务。
（协议的实现保证了向上一层提供服务）要实现本层协议，还需要使用下一层所提供的服务。
（2）本层的服务用户（服务接受者）只能看见服务，而无法看见下层的协议。
下层的协议对本层用户是透明的。
（3）协议是水平方向的，即协议是控制对等实体间的通信规则。
服务是垂直方向的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
（4）服务访问点（SAP）、服务原语。
7.OSI七层模型和TCP/IP。
P28
OSI体系结构
TCP/IP体系结构
7应用层
应用层
6表示层
5会话层
4运输层
运输层（TCP或UDP）
3网络层
网际层IP
2数据链路层
网络接口层
1物理层
应用层：
Dns,Http,Ftp,Telnet,Nntp,SMTP,SNMP,……
运输层：
TCP、UDP
网际层：
IGMP、ICMP、IP、ARP、RARP
网络接口层：
网络接口（物理网络）
第二章：
物理层
1.物理层与传输媒体的接口特性。
P38
确定与传输媒体的接口的一些特性。
机械特性（指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。
）
电气特性（指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
）
功能特性（指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
）
规程特性（指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
）
2.奈奎斯特准则和香农公式的具体内容及其含义。
并能利用奈奎斯特准则和香农公式进行计算。
理想低通信道下的奈氏准则：
（1）理想低通信道
对于信号的低频分量，只要其频率不超过某个上限值，都能够不失真的通过此信道。
而频率超过该上限值的所有高频分量都不能通过该信道。
（2）奈氏准则
理想低通信道下的最高码元传输率＝2WBaud
W:
理想低通信的带宽,单位Hz，Baud（波特），码元传输速率的单位。
1波特为每秒传送1个码元。
即每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率为每秒2个码元。
理想带通信道的奈氏准则：
（1）理想带通信道：
即频率在f1~f2之间的频率分量能够不失真的通过此信道，而低于f1和高于f2的频率分量都不能通过该信道。
（2）奈氏准则：
理想带通信道下的最高码元传输率＝1WBaud即每赫带宽的理想带通信道的最高码元传输速率为每秒1个码元。
实际信道的最高码元传输速率要低于奈氏准则的上限值。
香农公式：
信道的极限信息传输速率
C=Wlog2（1+S/N）
W：
信道的带宽
S：
信道内部所传信号的平均功率
N：
信道内部高斯噪声的功率
S/N:
信道的信噪比
3.计算机网络中常用的有线传输介质、无线传输介质与技术。
4.计算机网络中常用的信道复用技术及其原理。
频分复用FDM
时分复用TDM
统计时分复用STDM
（密集）波分复用（D）WDM
码分复用（码分多址）CDM（A）
5.常用的宽带接入技术。
1）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。
ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine）：
非对称数字用户线
HDSL（HighspeedDSL）：
高速数字用户线
SDSL（Single-lineDSL）：
1对线的数字用户线
VDSL（VeryhighspeedDSL）：
甚高速数字用户线
DSL：
ISDN用户线。
RADSL（Rate-AdaptiveDSL）：
速率自适应DSL，是ADSL的一个子集，可自动调节线路速率）。
2）光纤同轴混合网HFC
3）FTTx技术
FTTx（光纤到……）也是一种实现宽带居民接入网的方案。
这里字母x可代表不同意思。
光纤到家FTTH（FiberToTheHome）：
光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法。
光纤到大楼FTTB（FiberToTheBuilding）：
光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。
光纤到路边FTTC（FiberToTheCurb）：
从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。
第三章：
数据链路层
1.数据链路层必须解决的三个基本问题？
是如何解决的？
P67
（1）封装成帧：
在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。
（2）透明传输：
1）发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”（其十六进制编码是1B）
2）字节填充或字符填充：
接收端的数据链路层在数据送往网络层之前删除插入的转移字符。
3）如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个字符。
当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
（3）差错控制：
1）循环冗余检验
2）帧校验序列FCS
2.循环冗余检验码的计算。
P70
1）nbit冗余码的得出：
若要传送的数据为M，用二进制模2运算进行2n．M的运算，这相当于在M的后面添加n个0。
用2n．M除以事先选定好的数P得到商Q而余数是R，余数R比除数P至少少一个比特.将得到的余数R作为冗余码添加在数据M的后面发送出去，即将2n．M+R发送出去。
2）如果数据在传输过程中不产生误码，则接收端收到的应当是2nM+R。
将这个数除以P后得到的余数为0
3.局域网的工作层次及特点。
工作在数据链路层
局域网的特点除了具备结构简单、数据传输率高，可行性高，实际投资少且技术更新发展迅速等基本特征外，还具有以下特点：
1、具有较高大数据传输速率，有1Mb/s、10Mb/s、155Mb/s和622Mb/s之分，实际中最高可达1Gb/s，未来甚至可达101Gb/s。
2、具有优良的传输质量。
3、具有对不同速率的适应能力，低速或高速设备均能接入。
4、具有良好的兼容性和互操作性，不同厂商生产的不同型号的设备均能接入。
5、支持多种同轴电缆，双绞线，光纤和无线等多种传输介质。
6、网络覆盖范围有限，一般为0.1～10km。
4.网卡的作用及工作层次。
工作在物理层
◆进行串行/并行转换。
◆数据缓存。
◆在计算机操作系统中安装设备驱动程序。
实现以太网协议。
5.以太网的介质访问控制方法（CSMA/CD）的含义。
6.物理层和数据链路层扩展以太网的方法及特点。
1）在物理层扩展局域网（集线器）
优点：
使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行通信。
扩大了局域网覆盖的地理范围。
缺点：
碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。
如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。
2）在数据链路层扩展局域网
优点：
过滤通信量。
扩大了物理范围。
提高了可靠性。
可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太网）的局域网
缺点：
存储转发增加了时延。
在MAC子层并没有流量控制功能。
具有不同MAC子层的网段桥接在一起时时延更大。
网桥只适合于用户数不太多（不超过几百个）和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。
这就是所谓的广播风暴。
7.高速以太网的标准名称及其所代表的含义。
P103
100BASE-TX：
使用2对UTP5类线或屏蔽双绞线STP。
100BASE-FX：
使用2对光纤。
100BASE-T4：
使用4对UTP3类线或5类线。
1000BASE-X（802.3z标准）
1）1000BASE-SX。
850nm波长
2）1000BASE-LX。
1300nm波长
3）1000BASE-CX。
屏蔽双绞线
1000BASE-T（802.3ab标准）：
使用4对5类UTP，传输距离100M。
10000BASE-ER/10000BASW-EW：
1550nm、10um单模光纤
10000BASE-LR/10000BASW-L4：
1310nm、10um多模光纤
10000BASW-L4：
1310nm、50um/62.5um多模光纤
10000BASE-SR/10000BASW-SW：
850nm、50um/62.5um多模光纤
第四章：
网络层
1.虚电路和数据报两种服务的优缺点。
P114
2.IP地址和物理地址的关系。
P115
IP地址工作在网络层，物理地址工作在数据链路层，IP可以自己设定，物理地址烧录在硬件中，两个通过ARP关系（自己总结的，大家意会。
）
3.分类IP地址的分类标准。
P117
A类：
1~126
B类：
128~191
C类：
192~223
D类：
224~239
E类：
240~247
4.子网IP地址的实现原理及划分和表示方法。
（子网掩码的概念，A、B、C类IP地址的默认子网掩码，子网掩码、子网地址、子网广播地址、子网个数、子网内主机个数的计算。
）P120
划分子网的基本思路
1）划分子网纯属一个单位内部的事情。
2）从主机号借用若干个比特作为子网号subnet-id。
3）从其他网络发送给本单位主机的IP数据报，仍然根据IP数据报的目的网络号net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。
4）然后此路由器在收到IP数据报后，再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到目的子网。
5）最后就将IP数据报直接交付给目的主机。
5.CIDR地址及CIDR地址块的概念，基于CIDR地址块的路由聚合的实现方法。
CIDR（无类型域间选路，ClasslessInter-DomainRouting）是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给客户。
CIDR将路由集中起来，使一个IP地址代表主要骨干提供商服务的几千个IP地址，从而减轻Internet路由器的负担。
1）CIDR地址块
2）CIDR将网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR地址块”。
3）一个CIDR地址块由地址块的起始地址和地址块中的地址数来定义。
6.IP数据报的基本构成。
7.RIP、OSPF、BGP路由选择协议的主要特点，RIP协议的实现原理。
RIP
1）仅和相邻路由器交换信息。
2）交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
3）按固定的时间间隔交换路由信息（如每隔30秒）。
OSPF
1）“开放”表明OSPF协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的。
2）“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPF
3）OSPF只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。
4）是分布式的链路状态协议。
BGP
1）BGP支持CIDR，因此BGP的路由表也就应当包括目的网络前缀、下一跳路由器，以及到达该目的网络所要经过的各个自治系统序列。
2）在BGP刚刚运行时，BGP的邻站是交换整个的BGP路由表。
但以后只需要在发生变化时更新有变化的部分。
这样做对节省网络带宽和减少路由器的处理开销方面都有好处。
第五章：
运输层
1.运输层的作用。
P189
1）运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。
2）运输层还要对收到的报文进行差错检测。
3）运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。
2.TCP/IP体系运输层的两个协议的名称及特点。
P190
1）用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）
2）传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）
3）UDP在传送数据之前不需要先建立连接。
对方的运输层在收到UDP报文后，不需要给出任何确认。
虽然UDP不提供可靠交付，但在某些情况下UDP是一种最有效的工作方式。
4）TCP则提供面向连接的服务。
TCP不提供广播或多播服务。
由于TCP要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。
这不仅使TCP报文的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。
3.UDP报文结构、TCP报文结构。
195
4.TCP可靠传输的原理及实现方法。
P205
原理：
确认和重传机制
实现方法：
1）使用上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。
2）这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ（AutomaticRepeatreQuest）。
3）ARQ表明重传的请求是自动进行的。
接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。
5.TCP流量控制的原理实现方法。
P212
利用滑动窗口实现流量控制
1）流量控制（flowcontrol）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。
2）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。
6.TCP拥塞控制的原理实现方法。
P215
慢开始和拥塞避免、传输轮次、乘法减小、加法增大
7.TCP建立连接的三次握手机制及原理，TCP释放连接的过程。
P224
第六章：
应用层
1.域名系统DNS的作用。
P236
将域名解析成ip地址
2.因特网的域名结构及顶级域名的构成情况。
P249
（1）国家顶级域名nTLD：
如:
.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。
（2）通用顶级域名gTLD：
最早的顶级域名是：
.com（公司和企业）.net（网络服务机构）.org（非赢利性组织）.edu（美国专用的教育机构（）.gov（美国专用的政府部门）.mil（美国专用的军事部门）.int（国际组织）
后加的：
.aero（航空运输企业）.biz（公司和企业）.cat（加泰隆人的语言和文化团体）.coop（合作团体）.info（各种情况）.jobs（人力资源管理者）.mobi（移动产品与服务的用户和提供者）.museum（博物馆）.name（个人）.pro（有证书的专业人员）
.travel（旅游业）
中国各个省级的CN域名和（公司和企业）（网络服务机构）（非赢利性组织）（美国专用的教育机构（）（美国专用的政府部门）
3.电子邮件系统的构成及所使用的协议。
P268
发送邮件的协议：
SMTP
读取邮件的协议：
POP3和IMAP
MIME在其邮件首部中说明了邮件的数据类型（如文本、声音、图像、视像等），使用MIME可在邮件中同时传送多种类型的数据。
组成：
发件人用户代理、发送方邮件服务器、接收方邮件服务器、收件人用户代理
4.www（万维网）的概念及服务机制（理解HTML、超文本、超媒体、超链接、HTTP、URL、搜索引擎，万维网必须解决的4个问题）。
P271
概念：
1）万维网WWW（WorldWideWeb）并非某种特殊的计算机网络。
2）万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。
3）万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。
4）这种访问方式称为“链接”。
服务机制：
1）万维网以客户服务器方式工作。
2）浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。
万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。
3）客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。
4）在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面（page）。
WWW：
WorldWideWeb，万维网
URL：
统一资源定位符（URL，英语Uniform/UniversalResourceLocator的缩写）也被称为网页地址
HTTP：
超文本传输协议（HTTP，HyperTextTransferProtocol）
HTML：
文本标记语言，即HTML（HypertextMarkupLanguage），
DNS：
域名系统（DomainNameSystem）
FTP：
FileTransferProtocol（文件传输协议）
SMTP：
（SimpleMailTransferProtocol）即简单邮件传输协议
DHCP：
动态主机设置协议（DynamicHostConfigurationProtocol,DHCP）
TCP：
TransmissionControlProtocol传输控制协议
UDP：
UserDatagramProtocol的简称，用户数据包协议
6.FTP协议的两个进程、两个连接、两个端口。
P279
（1）两个进程：
主进程、从属进程
（2）两个连接：
控制连接、数据连接
（3）两个端口：
21（使连接上）、20（传送数据）
7.DHCP协议的作用及工作过程。
DHCP（动态主机配置协议）
作用：
动态的为主机分配ip地址
工作过程：
1）当DHCP客户端启动时，在当前子网中广播DHCPDiscover，向DHCP服务器申请IP地址。
2）服务器分配一个未分配出去的IP地址，以DHCPOffer发回给客户端，并将该地址标记为暂时不可用。
3）客户端收到DHCPOffer后，再向服务器发回包含分配地址的DHCPRequest。
4）DHCP服务器再向客户端发回一个含有原来分配IP地址和分配方案的DHCPAck。
5）客户端收到DHCPAck后，利用ARP检查网络上是否有重复的IP地址。
如果没有则接受此地址，如果有发送DHCPDecline，开始重新分配。
6）客户端在50%租借时间过去后，定期请求更新租借时间，如果服务器应答，则租借正常延期。
如果服务器不应答，则在87.5%租借期满后，客户端与其他DHCP服务器通信，请求更新配置
信息。
7）如果在租借期满前不能与任何DHCP服务器通信，则期满后必须放弃当前配置，并重新发送DHCPDiscover，重新申请IP地址。
8）客户端可以主动发起DHCPRelease，将当前IP地址释放。
下图是客户端的六个状态：
9）DHCP服务器要给客户端分配地址需要掌握两个重要信息，第一，该客户端所在网络的子网掩码，DHCP服务器依据子网掩码来判断该分配哪个IP地址，以使得该IP地址在那个客户端的子网内；第二，DHCP服务器必须知道客户端的mac地址，以维护一个IP地址和mac之间的映射关系，由此保证同样一台客户端，每次启动后能获得和前一次相同的IP地址。
10）DHCP服务器端口号UDP67，客户端UDP68。
实验部分：
1.组装100BASE-TX所需的设备和器件。
RJ45水晶头，非屏蔽双绞线UTP，压线钳
2.非屏蔽双绞线布线标准EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。
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