浙财计算机网络期末复习资料.doc

精品文档选择15*1；填空25*1；名词解释5*2；简答4*5；分析计算3*15/9/6Ch1 网络概论1.1计算机网络：把不同地理范围内，若干台具有独立处理能力的计算机用传输介质连接在一起，并配备以完备的网络操作系统，使之能数据传输，设备共享。简单定义：是一些相互连接的、自治的计算机的集合。1.2网络协议是为网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由语法、语义、同步（时序）三个要素构成。1.3实体：表示任何可以发送或接受信息的硬件或软件进程。1.5数据报服务：无连接服务1.6时延（延迟/迟延）：是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。1.7吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络(或信道,接口)的数据的总量在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类： C/S模式 和 P2P模式。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。计算机网络是计算机与通信技术结合的产物。从网络的作用范围进行分类，计算机网络可以分为：LAN（局域网）、WAN（广域网）和MAN（城域网）等。把网络分按数据交换方式进行分类可分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网。电路交换方法在实时性方面优于其它交换方式。随着电信和信息技术的发展，国际上出现了所谓“三网合一”的趋势，三网指：电信网、有线电视网络、计算机网络。国际性组织ISOC对Internet进行全面管理，它下面的技术组织IAB负责管理有关协议的开发。所有Internet标准都是以RFC的形式在网上发表,它的意思是请求评论。计算机网络通信的一个显著特点是间歇性、突发性。带宽本身是指信道能传送信号的频率范围，也就是可以传送信号的高频与低频之差。在计算机网络中，带宽常用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。OSI的会话层处于运输层提供的服务之上，为表示层提供服务，会话层的主要功能是会话管理。表示层主要用于处理两个通信系统间信息交换的表示方式。它包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。计算机网络由负责信息传递的通信子网和负责信息处理的资源子网组成。通信子网包括物理层、数据链路层和网络层。网络中各个节点相互连接的形式，叫做网络的拓扑结构。常见的拓扑结构有层次(树)型、总线型、环型、星型和网型。在计算机网络体系结构中，对等实体之间的规则叫协议，而上下层通过（层间）接口（使用服务原语）传递数据。物理层要解决信号（码元）同步的问题。运输层主要解决进程间端到端的传输除物理层以外的任何一层的PDU由该层的PCI和SDU组成。采用的计算机网络体系机构有OSI、TCP/IP等TCP/IP体系结构共分4层。各层的名称、传输单位。OSI参考模型的中文含义是开放系统互联参考模型。在计算机网络的分层体系结构中，n层是n-1层的用户，又是n+1的服务提供者。在OSI参考模型中，上层欲使用下层所提供的服务就必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。2.数据报的基本工作原理是什么？当端系统要发送数据时，网络层给该数据加上地址，序号等信息后作为数据报发送给网络节点，目的端系统收到可能不按照顺序到达，也可能出现数据丢失。3.请简述在网络体系结构中服务与协议之间有何关系？在协议控制下，两个对等实体间的通信使本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下一层所提供的服务。协议时水平的，服务时垂直的。4.何为拓扑，常见拓扑结构有那些？网络中各个节点相互连接的形式，叫做网络的拓扑结构。5.写出OSI的体系结构。要求写出共几层，每层的名称及基本功能Ch2物理层2.4异步通信:计算机主机与输入、输出设备之间一般采用异步传输方式2.5CDMA:码分多址2.6机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等。当依时间顺序一个码元接着一个码元在信道中传输时，称为串行传输方式。从通信的双方信息交互的方式来看，通信主要有这样三种方式，即单工、半双工和双工。1)单向(单工)通信：只能由一个方向的通信而没有反方向的交互（例：BP机）2)双向交替(半双工)通信：一方发送另一方接受，过一段时间后再反过来（例：有步话机通信）3)双向同时(全双工)通信：通信的双方可以同时发送和接受信息（例：会议电视）区分比特、比特率、码元率（波特率）比特：计算机中数据量的单位比特率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率码元速率(波特率）：表示每秒钟传输多少电信号单/码元。物理层的主要功能是规定了接口的机械特性、电气特性、功能特性和过（规）程特性。机械特性是关于描述接线器的形状和尺寸的。过（规）程特性，指明不同功能的各种事件的出现顺序；电气特性，指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围等等。用同轴电缆连接LAN经常采用总线拓扑结构，而采用双绞线连接LAN时经常采用星型拓扑结构。几种常用的信道复用方式：FDM，TDM,WDM,CDM等。数据是运送消息的实体，通常是有意义的符号序列。信号是数据的电气或电磁的表现。根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，分为两类：1）模拟信号/连续信号：代表消息的参数的取值是连续的。2）数字信号/离散信号：代表消息的参数的取值是离散的。常用的有线传输介质主要有同轴电缆、双绞线和光缆等。关于卫星通信的特点是：卫星的通信频带宽，通信容量大；卫星的通信距离远，且通信费用与通信距离无关；适合广播通信；但卫星的通信时延较大，保密性较差。PCM：数字传输中的一次复用群有两个标准。我国采用的叫E1，它的数据传输率是2.048Mbps，它共有32个信道，其中有两个信道用于控制。T1数率是1.544Mbps。2.请问何谓TDM？其基本思想是什么？时分复用；所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。3.单模光纤和多模光纤区别。多模光纤：可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。适合近距离传输单模光纤：光纤的的直径只有一个光的波长，则光纤的就像一根波导那样，它可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。4.光纤有何优点？/光纤通讯为何能成为现代通信技术中的一个十分重要的领域？ 光纤优点:通信容量大，传输损耗小，抗干扰好，保密性好，体积小。但施工时难于将两根光纤精确连接。Ch3 DL层与LAN3.1数据链路：当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还需把通信协议的硬件和软件加到链路上来。3.2透明传输：无论所传输的数据是什么比特组合，都应当能够在链路上传送3.3CRC循环冗余检验3.4载波监听：“发送前先监听”,即每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站在发送数据。3.5WLAN无线局域网3.6CSMA/CA载波监听多点接入/冲突避免在数据链路层中，帧是用于描述PDU的单位。数据链路层的任务是将有噪声线路变成无传输差错的通信线路，为达到此目的，数据被分装成帧；为防止发送过快，一般提供流量控制功能。数据链路的管理包括数据链路的建立、维持和链路的释放。控制相邻两个结点间链路上的流量的工作称为段级流量控制。序号、发送窗口、接收窗口之间的关系。当信息字段中出现和标志字段一样的比特组合时，必须采用一些特定的方法，HDLC采用零比特填充法；PPP协议在同步传输时，使用零比特填充法，在异步传输时，使用字节填充法。PPP是面向字节的点到点传输协议，所以其所有帧的长度都必须是以字节为单位的。CRC是一种在计算机网络的差错控制中经常使用的方法，在发送端采用软件编码时，一般使用模二除以生成多项式的系数，得到的余数就是CRC检错编码的结果。在采用CRC差错控制的接收端，当把收到的比特串用模二除以生成多项式时，若除不尽时，则判断传输有错误。在计算机通信中，经常采用自动请求重发方式（ARQ）进行差错控制。，ARQ方式有：停止等待、后退N帧、选择重发等方式。停等协议信道利用率的计算。HDLC通常被称为是面向比特的高级链路控制规程，而PPP主要是面向字符的。IEEE802委员会将局域网的数据链路层拆分为两个子层。其中，与传输媒体有关的内容放在MAC子层，与传输媒体无关的放在LLC子层。局域网的体系结构包括物理层、LLC、MAC。LAN常用的拓扑结构有总线,环型,星型等。掌握CRC计算。CRC冗余校验的方法，生成多项式。认识局域网协议：802.3载波监听多点接入/碰撞检测；802.4令牌总线型；802.5令牌环形网；802.11无线局域网HDLC有三种不同类型的帧，分别为信息帧、监督帧和无编号帧。CSMA/CAPPP协议能协商网络层参数。“0比特填充”的概念、计算。零比特填充(同步传输)：在发送端，先扫描整个信息字段，只要发现有5个连续的1，则立刻填入一个0。接收端在收到一个帧时，先找到标志字段F（字段6个连续的1）以确定一个帧的边界，接着再用硬件对其中的比特流进行扫描，每当发现5个连续的1时，就把这5个连续1后的一个0删除，以还原成原来的信息比特流。IEEE802.5是一种拓扑结构为环状的、令牌控制的多路媒体访问控制标准。MAC地址（另一个名字是物理地址）的格式规定。MAC地址通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开。如：08:00:20:0A:8C:6D对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据帧的传输时延至少要等于信号传播时延的2倍。目前，局域网的传输介质（媒体）主要是双绞线、同轴电缆和光纤等。以太网中，有效的MAC帧长度的规定。中继器负责在物理层间实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。交换机/网桥工作在数据链路层。以太网的媒体访问控制方法（即以太网解决信道冲突的方法）是CSMA/CD。CSMA/CD的算法可以简单的概括为：载波监听、冲突检测、冲突后用截断二进制指数退避算法。对于以太网10BASE-T标准，10M bps， BASE表示基带传输，T代表双绞线。网卡的功能覆盖了体系结构的物理层和MAC子层等的功能。交换机/路由器的广播域、冲突域；VLAN：虚拟局域网是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。虚拟局域网只是聚友网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。按照路径选择算法，连接LAN的网桥通常分为透明网桥和源路由选择网桥。理解这两种工作方式。重点掌握透明网桥的工作机制、原理、特点。对于有固定基础设施的无线局域网，IEEE制定的标准为IEEE802.11，它使用星型拓扑。拓扑结构中的AP全称是接入点。1.何为连续ARQ协议中的窗口？大小选择的依据是什么？窗口是一段缓存空间，根据窗口的大小，可连续发送多个分组而不需要对方的确认，这样信道利用率就提高了。窗口大小的选择是由发送方的发送能力、信道传输能力、接收方的接收能力等共同决定。2.在网络通信中为什么要进行流量控制？流量控制的基本思想是什么？流量控制是用于防止端口堵塞的情况下失帧，这种方法是当发送或接受缓冲区开始溢出时通过将堵塞信号发送回原地址实现的。流量控制可以有效地防止由于网络中瞬间有大量数据时对网络带来的冲击，保证用户网络高效和稳定的运行。3. 简述IEEE802.3标准。说明其对应网络体系中有哪几层？典型速率有哪些？它如何解决信道争用？ 是一个使用CSMA/CD媒体访问控制方法的局域网标准。有物理层和数据链路层两层。速率有：10Mb/s,100Mb/s，1Gb/s。采用载波监听多点接入/碰撞检测协议解决信道争用。4.在采用半双工方式的IEEE802.3中，当某站检测到媒体空闲后开始发送MAC帧，为什么还需要边发送边检测是否有冲突？最短帧时长如何确定？因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的，当某个站监听到总是空闲时，总线并非一定是空闲的，可能的情况是某两个站同时监听到总线是空闲的，病同时发出数据，这样在某个时间必然会导致冲突。64字节，用截断二进制指数退避算法确定。5. 写出CSMA/CD的全称、作用，并说明其工作机制。载波监听多点接入/碰撞检测协议。保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务。当一个节点发发送数据时，首先监听信道，如果信道空闲就会发送数据，并继续监听；如果在数据发送过程中监听到了冲突，则立刻停止数据发送，等待一段随机的时间后，重新开始尝试发送数据。6.使用网桥的好处: （集线器与交换机的区别）过滤通信量，增大吞吐量。集线器：100兆集线器的总吞吐量就是100兆，每一个端口速度=100/端口数交换机：100兆交换机的网络，每一个端口独享100兆，整个网络的吞吐量为：端口数*100扩大了物理范围。提高了可靠性。可互连不同物理层，不同MAC子层和不同速率的以太网。7.透明网桥的工作原理是什么？如果网桥现在能从端口X收到从源地址发来的帧，那么以后就可以从端口X将一个帧转发到目的地址ACh4 网络层（为主机之间提供逻辑通信）NAT：网络地址转换；FR：帧中继VPN：虚拟专用网，利用共用的英特网作为本机构各专用网之间的通讯载体。网络层的传输单元是分组。分组交换采用存储转发基本思想，即先把收到的分组存储起来、处理后再转发出去。网络层提供两种服务，即面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务。帧中继网络只有OSI的最低2层，它的的每一条PVC都用 DLCI来标识。在帧中继网络中：CIR、接入速率的概念。（用户向服务商交纳的费用，是按照CIR来计算的）网络层的互联设备是路由器。使用路由器设备能够将多个ip子网络互连。路由器隔绝了广播。在Internet中，按IP地址进行主机寻址。IP地址长度在IPv4中为32比特。Internet网际互联层中使用的四个重要协议是IP网际协议、ICMP网际控制报文协议、ARP地址解析协议、RARP逆向地址解析协议。因特网中的IP地址由两部分组成，前面一个部分称为网络标识。掌握地址分类：A、B、C、D掌握数据报片的计算。路由选择是网络层的主要功能。网络层向运输层提供服务，主要任务是为从源点到目的点的信息传送作路由选择。无IP地址的站点可以通过RARP协议获得自己的IP地址。路由协议主要有：RIP、OSPF等。路由协议RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，距离指路由器的跳数，最大为16。OSPF是“最短路径优先”算法。用TCPIP协议的网络在传输信息时，如果出了错误需要报告，采用的协议是ICMP。ICMP允许主机或路由器报告（差错情况）和提供有关异常情况的报告。ICMP报文是通过IP报文传输的。下一代的IPv6的地址是（128）位的，能充分保证地址的分配。4.1请简述在支持子网划分的因特网中，路由器如何转发IP数据报？4.2我们常用PING（子网掩码）来测试两个主机间的连通性。PING使用了哪个协议，描述其工作过程。ICMP协议。ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。4.3IPv6的地址有多少位？8*16=128位；请举例说明其地址的表示。一个IPv6的IP地址由8个地址节组成，每节包含16个地址位，以4个十六进制数书写，节与节之间用冒号分隔，除了128位的地址空间，IPv6还为点对点通信设计了一种具有分级结构的地址，这种地址被称为可聚合全局单点广播地址。数据报与虚电路服务的对比。填写下表对比的方面虚电路(面向连接)数据报（无连接）可靠通信由谁来保证？（网络/用户主机？）网络用户主机通信前是否要建立连接？必须有不需要分组是否按顺序到达目的地？按发送顺序不一定数据通信期间，每个分组怎样表示目的站点？（终点地址） 仅在连接建立阶段使用终点地址，每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址。典型协议TCPUDP4.4划分子网二级IP地址设计不合理：1） IP地址空间的利用率有时很低2） 给每个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。3） 二级IP地址不够灵活（三级）IP地址：=，P138例4-2：已知IP地址4，子网掩码是，求网络地址，广播地址例4-3：在上例中，若子网掩码改为.求网络地址，广播地址4.5内部网关协议RIP与内部网关协议OSPF的区别（至少5点）：1）RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。OSPF开放最短路径优先是使用分布式的链路状态协议。2）RIP核心：距离/跳数；OSPF核心：链路度量值3）RIP只向相邻的路由器发送信息；OSPF向所有的路由器发送信息。4）RIP好消息传递得慢，坏消息传递得快；OSPF不存在好消息传递得慢的问题，更新过程的收敛性得到保证。5）RIP按固定的时间间隔交换路由信息；OSPF只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器用洪泛法发送信息。4.6RIP的最大优点是简单，但存在以下缺点：1）当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。2）RIP限制了网络的规模，它能使用的最大距离为15（16表示不可达）。所以RIP协议只适用于规模较小的网络。3）路由器之间交换的路由信息是路由器中的整个路由表，扩大了网络规模，开销随之增加。4.7RIP距离向量算法P154例4-54.8专用IP地址/可重用地址在因特网中的所有路由器，对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。1）到55（或记为/8，它又称为24位块）2）到55（或记为/12，它又称为20位块） 3）到55（或记为/16，它又称为16位块）4.9有时一个很大的机构有许多部门分布在距离很远的一些地方，而在每一个地点都有自己的专用网。假定这些分布在不同地点的专用网需要进行通信，这时有2种方法：1）租用专线：简单方便，租金高2）利用因特网建立虚拟专用网VPNCh5 运输层（为应用进程之间提供端到端的逻辑通信）运输层的两个主要协议：用户数据报协议UDP（无连接）；传输控制协议TCP（面向连接）运输层的端口分为两类：1）服务器端使用的端口号：（1）熟知端口号/系统端口号（2）登记端口号2）客户端使用的端口号5.1运输层协议端口：运输层服务访问点；5.2套接字（Socket）：TCP连接的端点；5.3流量控制：让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。5.4拥塞：若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏，这种情况就叫做拥塞。（到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分乃至整个网络性能下降的现象，称为拥塞现象。）5.5死锁：网络的吞吐量下降到0TCP的主要特点：是面向连接的运输层协议；每个TCP连接只能有两个端点；它提供可靠的交付；全双工；面向字节流。TCP连接的建立采用三次握手法，释放时采用“文雅”释放。按照连接特性，因特网运输层的UDP协议是无连接的。端口号用来区分上层应用进程。一些常用的应用层程序固定使用熟知端口，如：DNS：53 ；HTTP: 80；TELNET:23；FTP:21/20；TFTP：69等。TCP报文段的首部格式含义/作用：1. 源端口和目的端口：分别写入源端口号和目的端口号。2. 序号：每一个字节都按序号编号3. 确认号：占4个字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。5数据偏移：指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。6. 保留：占6位，保留为今后使用，但目前应置为零7. 紧急URG：当URG=1时，表明紧急指针字段有效。告诉系统文段中有紧急数据，应尽快传送，而不要按原来的排队顺序来传送；8. 确认ACK仅当ACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。9. 推送PSH：收方收到PSH=1的报文段，应尽快的交付给接收应用程序而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付10. 复位RST：当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立运输连接。11.同步SYN在连接建立时用来同步序号。12.终止FIN用来释放连接。13.窗口：发送本报文段的一方的接收窗口。14.检验和：用于检验首部和数据。15.紧急指针：指出本报文段中的紧急数据的字节数；16选项：长度可变，最长40字节1.TCP报文段首部的控制比特有哪些？2.简述TCP协议的流量控制机制：让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。3.（p202结合TCP报文段的首部描述）TCP的主要特点：1、面向连接的运输层协议；2、点对点通信（源端口，目的端口）；3、提供可靠交付的服务；4、全双工通信(确认号)；5、面向字节流（序号）；6、可靠的连接建立（检验和）；7、完美的连接终止（画图P225）4.请简述客户服务器模式的工作机制。客户和服务器指通信中涉及的两个应用程序。客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。5.何为域名系统，域名的命名规则是什么？6.何谓DNS？其基本原理是什么？DNS域名系统：因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换成IP地址；基本原理：当某一个应用进程需要把主机名解析为IP地址时，该应用进程就调用解析程序，并成为DNS的一个客户，把待解析的域名放在DNS请求报文