计算机网络复习资料终极版

第二章物理层1、调制（modulation）：利用某个频率的正弦波作为载波，令其振幅、频率或相位随数字信号的变化而变化，即使该载波携带要传输的数字信息。三种基本的调制方法：振幅调制，频率调制（频移键控），相位调制（相移键控）。提高调制解调器的数据速率有两种方法：提高信号速率，增加调制状态。2、多路复用（multiplexing）：在一条线路上同时传输多路信号的技术。常用的多路复用技术有频分多路复用（FDM）和时分多路复用(TDM)，波分多路复用(WDM)是频分多路复用的一个特例。码分多路复用（CDM）。3、CDMA技术：a、每个比特时间被分为m个时隙，称为码片（chip）。b、每个节点被分配一个唯一的m比特码序列（chipsequence）。c、节点发送“1”时，发送其码序列；发送“0”时，发送其码序列的反码。d、当多个节点同时发送时，信号在空中线性相加。e、任意两个码序列都是正交的，即假如用S和T表示两个不同的码序列，用/S和/T表示各自的反码，那么应有如下关系式：S·T＝0，S·/T＝0，S·S＝1，S·/S＝-1；f、当一个节点需要接收某个节点（如X）的信号时，必须知道X的码序列（设为S），然后用S与接收到的信号（设为P）作相关运算，即可解出X发送的信号：S·P=0，没有发送数据；S·P=1，发送的是“1”；S·P=-1，发送的是“0”交换：数据包从一条线路转发到另一条线路，这个过程称为交换。两种交换方式：电路交换和分组交换。传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线链路编码：不归零码（NRZ）、不归零反转、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、4B/5B编码拓扑结构：总线结构、环型结构、树型结构非对称数字用户线路（ADSL）9、数据通信的几个概念：模拟信号和数字信号：模拟信号：连续变化的电压或电流波形。数字信号：一系列表示数字“0”和“1”的电脉冲（码元）。信号速率：在物理链路上传输的数字信号是具有一定特征的波形，信号特征包括幅度、相位、频率等（称调制状态）。信号的调制状态发生变化的速度称为信号速率，单位为波特（baud）。信道带宽：信道上所能传输的频率范围称为信道带宽，单位为赫兹（Hz）。带宽是传输介质的一种物理特性，通常与介质的结构、粗细、长度等有关。Nyquist定理：带宽为H的无噪声信道，其最大信号速率为2H波特。数据速率：每秒钟传输的二进制比特数，单位为比特/秒，记作bps或b/s。如果数字传输系统有N种不同的信号波形（或称信号调制状态），则数据速率S和信号速率B的关系为：S=B×log2N不归零码（NRZ）：使用固定的高电平和低电平来表示“1”和“0”。信道容量：表征一个信道传输数字信号的能力，用信道所能支持的最大数据速率表示。信道容量只由信道本身的特征（带宽，信噪比）来决定，与具体的通信手段无关。误码率：衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，定义为传输出错的码元数占传输总码元数的比例，即Pe=Ne/N。误码率是决定数据单元大小的一个重要依据。单工信道：仅允许在一个方向上进行数据传输。半双工信道：允许在两个方向上进行数据传输，但同一时刻仅能在一个方向上传输。全双工信道：允许在两个方向上同时进行数据传输。传输介质：可分为两类：导向传输媒体和非导向传输媒体。导向传输媒体：双绞线，同轴电缆，光纤。非导向传输媒体：无线链路。第三章数据链路层1、组帧（framing）：（1）使用字节（字符）填充的首尾标记法。a、使用特殊的字节来表示帧的开始与结束。b、为避免在数据部分出现这些特殊字节时产生异义，在特殊字节前插入转义字符，称为字节填充（bytestuffing）。c、该方法依赖于特定的字符编码集，帧长必须是8比特的整倍数，灵活性差，处理开销大（必须由软件处理）。（2）使用比特填充的首尾标记法。a、使用一个特殊的比特模式（01111110）作为帧的起始与结束标志。b、为避免在数据部分出现这个比特模式时带来异义，当数据部分连续发送了5个“1”后，自动插入一个“0”，称比特填充（bitstuffing）。c、该方法不依赖于特定的字符编码集，灵活性强，处理简单（可用硬件处理）。（3）物理层编码违例法。使用物理层编码中的无效编码表示帧的边界，如曼彻斯特编码及差分曼彻斯特编码中的“H-H”电平对和“L-L”电平对。2、传输出错的类型：（1）单个错：由随机的信道热噪声引起，一次只影响1位。（2）突发错：由瞬间的脉冲噪声引起，一次影响许多位。用突发长度表示突发错影响的最大数据位数。3、差错编码的类型：（1）检错码：只能检测到数据传输发生了错误，但无法自行纠正，通常与反馈重传结合起来进行差错恢复。2）纠错码：不权能够检测出数据传输发生了错误，而且能够自行纠正错误。4、循环冗余码（CRC码）（1）CRC是一种多项式编码，它将位串看成是某个一元多项式的系数，如1011001看成是一元多项式X6+X4+X3+1的系数。（2）信息多项式M(x)：由m个信息比特为系数构成的多项式。（3）冗余多项式R(x)：由r个冗余比特为系数构成的多项式。（4）码多项式T(x)：在m个信息比特后加上r个冗余比特构成的码字所对应的多项式，表达式为T(x)=xr·M(x)+R(x)。（5）生成多项式G(x)：双方预先确定用来计算R(x)的一个多项式。（6）编码方法：用对应于G(x)的位串去除对应于xr·M(x)的位串，所得的余式即为R(x)，将其附加到信息比特串的后面一起发送。（7）检错方法：用对应于G(x)的位串去除对应于T(x)的位串，若余式为0则认为传输正确，否则认为传输错误。（8）CRC码检错能力强，实现简单快捷，是应用最广泛的检错码。例1：G(X)=X4+X+1，对10110011进行CRC编码，为101100110100。例2：仍取G(X)=X4+X+1，判断收到的位串100101111001是否有错？CRC C(x)CRC-8 X8+X2+X1+1CRC-10 X10+X9+X5+X4+X1+1CRC-12 X12+X11+X3+X2+1CRC-16 X16+X15+X2+1CRC-CCITT X16+X12+X5+1CRC-32 X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+15、校验编码：海明码：1比特、奇偶校验：1比特、CRC校验码6、自动重传请求（AutomaticRepeatRequest）：两种ARQ方案：停-等算法、滑动窗口算法7、滑动窗口连续错误的两种解决方案：回退n帧（gobackn）、选择重传（selectiverepeat）介质（媒体）访问控制子层几个术语：Multiaccesschannel：多址信道randomaccesschannel：随机访问信道medium：介质，媒体，信道mediumaccess：使用信道发送数据mediumaccesscontrol（MAC）：决定谁可以使用信道发送数据信道分配策略：静态分配：固定分配信道的方式，如FDM和同步TDM；适用于用户数少且数量固定、每个用户通信量较大的情况，不会产生冲突。动态分配：按需分配信道的方式，如异步TDM；适用于用户数多且数量可变、突发通信的情况。动态分配的三种策略：竞争方式：各个用户竞争使用信道，不需要取得发送权就可以发送数据，这种方式会产生冲突。无冲突方式：每个用户必须先获得发送权，然后才能发送数据，这种方式不会产生冲突，如预约或轮转方式。有限竞争方式：以上两种方式的折衷。多址协议：ALOHA的基本思想：任何节点有数据发送就可以发送；每个节点通过监听信道判断是否发生了冲突；一旦发现冲突，随机等待一段时间后重新发送。时分ALOHA的基本思想：将时间分成离散的时间片（slot），每个时间片用来传输一个帧；每个节点只能在一个时间片的开始传送帧载波侦听多址协议（CSMA）：坚持CSMA：发送前先监听信道，信道忙则坚持监听直至发现信道空闲；若信道空闲立即（概率1）发送；发现冲突后随机等待一段时间，重新监听信道。非坚持CSMA：发送前先监听信道，信道忙则放弃监听，等待一个随机时间后再监听，信道空闲则发送数据。p-坚持CSMA，适用于时分信道：发送前先监听信道，信道忙则等到下一个时间片再监听；信道空闲则以概率p发送数据，以概率1-p推迟到下一个时间片。下一个时间片执行相同的操作直至发送成功或检测到信道忙。无冲突协议：节点在发送前先预约，然后按预约的顺序发送。该协议不会产生冲突。节点发送数据前先发送其二进制地址（长度相等），这些地址在信道中被线性相加，地址最高的节点胜出，可继续发送数据。令牌传递协议：节点收到令牌后，若没有数据发送，就将令牌传给下一个节点；否则发送一定数量的帧，再把令牌传给下一个节点。网络中只有一个令牌，只有持有令牌的节点允许发送，所以不会有冲突发生。有限竞争协议：在轻负载下获得良好的延迟特性，而在重负载下获得较高的信道利用率。对节点分组，每个时隙（slot）内只允许一个组的节点竞争信道，目的是通过减少同一个时隙内的竞争节点数来提高发送成功的概率。无线局域网协议：无线局域网的两种模式：（a）有基站的无线局域网（b）自组织网（adhocnetwork）单个节点的通信范围不能覆盖整个网络，即节点的活动不能被网络中所有节点检测到。这种网络也称多跳无线网络。若节点位于两个发送节点的通信范围内，该节点接收失败。2、CSMA/CDCSMAwithCollisionDetection：节点检测到冲突后立即停止冲突帧的发送，以节省时间和带宽。协议的状态周期：由竞争周期、传输周期和空闲周期交织而成。效率：当信道很长（即网络规模较大）或帧传输时间很短（帧很短或数据速率很高）时，协议的效率较低。CSMA/CD协议过程：1)发送前监听信道：信道忙（监听到信号能量）则坚持监听；一旦发现信道空闲，立即发送；2）发送时继续监听信道，若检测到冲突（发现异常的信号能量），立即停止传送，并发送一个阻塞信号（加强冲突）；3）进入指数回退（exponentialbackoff）阶段，随机等待一段时间后重新监听信道。检测冲突:当信号传播延迟不可忽略时，为确保发送节点能够检测到冲突，发送的帧必须具有足够的长度。若信号在以太网上相距最远的两个适配器之间的往返延迟为2τ，帧的发送时间至少应为2τ。在最大配置的以太网（带有4个中继器、直径为2500米的粗缆以太网）中，2τ=51.2μs,这在10Mbps速率下对应于512比特（64字节）的最小帧长。这解释了为什么以太帧中需要0~46字节的填充域。解决冲突:指数回退：冲突产生后，时间被分成一系列长为51.2μs的时隙。第一次冲突后，设置参数n=1，从0~1中随机选择一个整数k，等待k×51.2μs后重试。以后每发生一次冲突，就将n加倍，然后从0~2n-1中随机选择一个整数k，等待k×51.2μs后重试。算法规定n最大为10。10次冲突后，随机等待的最大时隙数固定在1023。适配器通常最多尝试16次，仍冲突则向上层报告出错。【问题】为什么载波侦听多路访问CSMA不适用于多跳无线网络？通过载波侦听，发送节点只能知道其周围是否有节点在发送；但真正影响此次通信的是接收节点周围是否有节点在发送。隐藏节点：不在发送节点的通信范围内、但在接收节点通信范围内的活跃节点。暴露节点：在发送节点的通信范围内、但不在接收节点通信范围内的活跃节点。【问题】：当节点A准备向节点B发送数据时，如何让节点B附近的节点保持沉默？避免冲突的多路访问MACA的基本思想：由发送方主动发起一次握手过程，引起接收方发送一个短的确认帧；接收端周围的节点检测到这个确认帧，并在随后的一段时间里保持沉默。MACA协议过程：1）A向B发送一个RTS帧，帧中给出后继数据帧的长度。2）B收到后回复一个CTS帧，帧中也给出数据帧的长度。3）A收到CTS帧后就可以发送。在此过程中，若A周围的节点监听到了A的RTS帧，它们会在随后的一段时间内保持沉默，以便让A无冲突地收到CTS帧；而B周围的节点监听到B的CTS帧后，也会在随后的一段时间（由CTS帧中的数据长度决定）内保持沉默，从而让B能够无冲突地收到A发送的数据帧。若B和C同时向A发送RTS帧，则会产生冲突，这时不成功的发送方会随机等待一段时间后再重试。无线载波侦听多路访问MACAforWireless（MACAW）MACAW是对MACA的改进：每当接收端正确收到一个帧后，发送一个确认帧；优点：发送端在发送RTS前，使用CSMA监听信道，避免两个节点同时向同一个接收节点发送RTS；改进了冲突后的回退算法；增加了节点间交换拥塞信息的机制。3、VLAN的基本概念：VLAN的基本思想将网络的物理拓扑和逻辑拓扑分开，用软件的方法将一个物理网络划分成逻辑上独立的若干个子网，每个子网称为一个VLAN。VLAN的实现基础是支持VLAN功能的交换机，4、VLAN实现的两个问题：如何确定一个节点在哪个VLAN上？如何确定一个帧属于哪个VLAN？VLAN的划分方法：基于交换机端口进行划分、基于MAC地址进行划分、基于IP地址进行划分。5、避免冲突的多路访问（MultipleAccesswithCollisionAvoidance）（握手协议）MACA的基本思想：由发送方主动发起一次握手过程，引起接收方发送一个短的确认帧；接收端周围的节点检测到这个确认帧，并在随后的一段时间里保持沉默。MACA协议过程：A向B发送一个RTS帧，帧中给出后继数据帧的长度。B收到后回复一个CTS帧，帧中也给出数据帧的长度。A收到CTS帧后就可以发送。（一次握手）MACAforWireless（三次握手协议）每当接收端正确收到一个帧后，发送一个确认帧；发送端在发送RTS前，使用CSMA监听信道，避免两个节点同时向同一个接收节点发送RTS；6、令牌环网工作流程：a）等待令牌b）获得令牌后销毁令牌并发送数据c）获得数据后进行处理并向下转发到发送方停止，删除数据并产生新的令牌7、以太网（Ethernet）a）传统以太网组网方式：10Base-5（粗缆以太网）、10Base-2（细缆以太网）、10Base-T使用3类双绞线和集线器（hub）连接计算机，物理上是星型拓扑，逻辑上是总线型拓扑；10Base-F使用多模光纤作为传输介质，采用星型拓扑；编码方式：传统以太网在物理层上使用曼彻斯特编码。b）交换式以太网（SwitchedEthernet）交换机是交换式以太网的核心。交换式以太网从根本上解决了网络规模与网络性能的矛盾问题。c）快速以太网（FastEthernet）物理层上只使用集线器和交换机进行组网，且传输介质只使用双绞线和光纤。快速以太网使用的网络设备：集线器、交换机d）千兆以太网（GigabitEthernet）操作模式：全双工、半双工。采用光纤、双绞线组网。e）无线局域网802.11、f）宽带无线网络（802.16）、g）蓝牙（Bluetooth）介质访问控制：以太网采用CSMA/CD作为介质访问控制协议发送前监听信道：信道忙（监听到信号能量）则坚持监听；一旦发现信道空闲，立即发送；发送时继续监听信道，若检测到冲突（发现异常的信号能量），立即停止传送，并发送一个阻塞信号（加强冲突）；8、MAC地址：每一块网络适配器（网卡）都固定分配了一个地址，称为MAC地址，也称物理地址。MAC地址长6个字节，一般用由冒号分隔的6个十六进制数表示，如8:0:2b:e4:b1:2。地址类型：目的地址类型：单播地址：目的主机适配器的MAC地址，地址最高比特为0。多播地址：标识一个多播组的逻辑地址，地址最高比特为1。广播地址：48位全是1。9、CSMA/CA与CSMA/CD的不同：CSMA/CD在发送过程中检测冲突，而CSMA/CA在发送过程中不检测冲突。在CSMA/CD中，节点侦听到信道空闲时立即发送。在CSMA/CA中，节点侦听到信道空闲后要推迟发送，10、逻辑链路控制子层（LLC）的作用：向网络层提供统一的接口，隐藏各种802局域网的差别。为网络层提供不同的服务。11、网桥透明桥：即插即用：只需将网桥与各个欲通过它互联的局域网连接起来，整个系统就能够正常工作，不需要做任何硬件或软件上的设置。网桥的插入不会中断现有网络的运行。网桥的存在对网络用户是透明的。生成树算法：将网桥抽象成边，局域网抽象成顶点，形成网络拓扑图。求该图的一棵生成树（spanningtree），使得覆盖图中所有的顶点但没有环路。生成树构造完成后，只有位于生成树中的网桥能够在属于生成树的边上转发帧。远程桥：远程桥之间通过点到点线路相连。点到点线路上运行某种点到点数据链路层协议，如PPP12、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关中继器和集线器：工作在物理层，不检查帧头。中继器放大电信号，起延长电缆的作用；集线器的作用相当于一条共享电缆，通常不放大电信号。网桥和交换机：工作在数据链路层，根据帧的目的地址转发帧。路由器：工作在网络层，根据分组的网络地址（如IP地址）转发分组。网关：工作在传输层及以上层次，传输网关和应用网关分别在传输层和应用层上进行协议转换。第五章1、转发路由表：由路由模块生成和维护，记录了从路由器到其它目的网络的最佳路由。转发表：根据路由表生成。转发表中的每个表项记录了一个可能的目的地址，以及去往这个目的地址的下一跳信息根据路由器在转发分组时所依据的信息，有两种基本的转发策略：a）数据报方式：依据分组的目的地址进行转发。b）虚电路方式：依据分组的连接标识进行转发。数据报转发过程：（1）源主机（如H1）的网络层从传输层接收消息，封装成分组，发给最近的路由器（如A）。（2）每个路由器检查收到的分组的目的地址（如H2），若本节点是分组的目的地，将分组交给合适的上层实体处理；否则查找转发表，从相应的输出线路转发分组。（3）如果分组长度超过了输出链路上的最大传输单元，路由器将分组分成较小的片段，每个片段封装成一个分组，各个分组独立传输。（4）目的主机（如H2）将收到的分组交给传输层；如果分组被划分成了多个片段，目的主机先将这些片段重组，再交给传输层。虚电路转发过程：根据路由表进行转发，按照转发表进行数据传输。即查询路由表对应的转发表的转发路径。网络层服务：无连接服务（数据报子网）、面向连接的服务（虚电路子网）2、因特网的网际层（internetlayer）协议TCP/IP协议：TCP和IP是其中最核心的两个协议。IP协议：描述编址及分组转发规则设计目标：实现异构网络的互连，并使系统具有良好的可扩展性。尽力而为（best-efforts）的服务模型：网际层只是尽最大努力将数据报从源节点传向目的节点，既不保证数据报一定会无差错地到达目的节点，也不保证数据报的传输顺序。功能简单，容易实现，从而系统可靠性好，吞吐量高，易于支持异构操作。IP协议由两个部分组成：编址方法及地址分配策略，数据报格式及对数据报的处理规则。网络接口：主机或路由器与物理链路之间的边界。每个网络接口对应一个IP地址。两个版本：IPv4和IPv6。IPv4地址：32比特的数，通常用点分十进制形式表示。如二进制IP地址：11000001001000001101100000001001用点分十进制形式表示为：。IPv4定义了三种地址类型：单播地址、多播地址、广播地址。IPv6地址：128位，使用冒号十六进制表示，每16位以十六进制的形式写成一组，组之间用冒号分隔，如8000:0:0:0:123:4567:89AB:CDEF。地址表示的零压缩技术：可将连续的多组0压缩为一对冒号，如以上地址可以表示为：8000::123:4567:89AB:CDEF。IPv6支持多种地址分配方法，如为不同的协议族、组织、地理区域等分配地址空间，每个地址空间内还可以有自己的编址方法。IPv6定义了三种地址类型：单播地址、多播地址、任播地址IPv6数据包以一个40字节长的基本头开始，后面跟零个或多个扩展头，然后是数据。IPv4过渡到IPv6的两种方法：双栈操作、隧道技术IP地址：IP地址的层次：从概念上讲，每个IP地址被划分成前缀和后缀两部分。地址前缀标识了一个网络或若干个符合路由聚合条件的网络集合，路由器根据地址前缀转发数据包。基于类的地址按字节边界将地址划分成前缀和后缀，由地址的类型域指示边界。IP单播地址：IP单播地址被划分成网络号和主机号两部分：网络号：标识一个物理网络。主机号：标识该物理网络上的一个网络接口。全0或全1的网络号及主机号是特殊地址，从不分配给特定的网络接口：32位全1的地址称为本地广播地址。32位全0的地址指示本机。IP数据报转发：直接交付（directdelivery）：目的路由器通过物理网络将数据包直接发送给目的主机。直接交付不涉及到路由器。间接交付（indirectdelivery）：中间路由器将数据包转发给另一个路由器处理。如何判断：直接交付：数据包的目的地址与路由器的某一端口地址具有相同的网络号。间接交付：数据包的目的地址与路由器所有端口地址的网络号均不相同。数据报分片：最大传输单元MTU：一个物理网络的帧所能携带的最大数据量。当IP包的长度超过输出线路的MTU时，数据包被分成较小的片段（报片）传输，称为分片（fragmentation）。每个报片封装成独立的数据报传输。由于分片偏移量只有13比特，除最后一个报片外，其余报片的长度应为8字节的整倍数。假设报头的长度为H，报片长度为N，则N应为满足以下条件的最大整数：H+N≦MTUN为8的倍数IP分片重组：将收到的报片重新组装成原始数据报的过程称为重组IP分片重组的困难：乱序投递、重复、丢失子网（subnet）：从概念上说，引入子网仅略微改变了IP地址的解释：主机号进一步划分成子网号和主机号两部分；子网号标识网络内的一个子网，主机号标识子网中的一个网络接口。网络内部划分了子网后，子网内的路由器负责在本子网内转发分组；主路由器负责在子网间转发分组。子网掩码：32比特的数，对应主机号的位上都为0；点分十进制表示，如。网络号+子网号4、路由：路由最佳路径：最小代价路径：使用一个代价函数将所关心的链路状态（如速率、延迟等）映射成一个代价值，寻找从源路由器到目的路由器的最小代价路径。常见的路由优化目标是最小化分组延迟和最大化吞吐量。路由算法分类：全局路由算法和分布式路由算法静态（非自适应）路由算法与动态（自适应）路由算法：静态路由算法：预先计算好路由表，下载到路由器中，此后不再改变。算法简单，适应性差，只适用于负载稳定、拓扑变化不大的网络。动态路由算法：根据网络当前的拓扑结构和流量特性计算路由表。适应性强，但算法复杂，实现难度大，易引起路由环路及路由振荡等问题。无类域间路由CIDR：CIDR的基本思想是抛弃类的概念，按照实际需要的地址数量而不是类来分配地址空间，提高地址分配的效率。允许将若干条路由聚合（aggregate）成一条路由，减小路由表的规模。路由聚合：将路由表中符合聚合条件的若干条路由合并成一条路由。路由聚合的条件：这些路由的网络前缀可以聚合成一个更短的前缀这些路由使用相同的下一跳地址。自治系统（AutonomousSystem）：自治系统（AS）是由处于同一个管理域下的网络和路由器组成的集合。5、最长前缀匹配查找：原则：在所有匹配的路由表项中，选择前缀最长的路由表项；在大规模路由表中进行快速路由查找是一个难题。6、地址解析协议（ARP）：（1）地址解析需要解决的问题：已知节点的IP地址，要获得对应的物理地址。（2）地址解析协议的基本思想：当主机A想知道与B的IP地址（IB）对应的物理地址时，它广播一个包含IB的请求消息。主机B识别出自己的IP地址后，发送一个包含其物理地址的响应消息。【问题】假设A知道B的IP地址，想知道对应的MAC地址：a）A构造一个ARP请求消息，在发送方字段内填入自己的MAC地址和IP地址，在目标字段内填入B的IP地址。b）A将ARP请求分组封装在广播帧中发送。c）每个收到ARP请求的节点取出目标IP地址，与自己的IP地址比较，只有地址相符的节点进行响应。d）B构造一个ARP响应消息，交换发送方与目标的字段内容，在发送方硬件地址字段填入自己的MAC地址，修改操作字段为2。e）B将ARP响应分组封装在单播帧（目的地址为A的MAC地址）中发送。7、因特网控制消息协议（ICMP）：主机或路由器使用ICMP协议传递网络层上的一些信息。ICMP消息有询问和错误报告两类。询问：用来请求一些信息，通常采用请求－响应模式进行交互。错误报告：向源节点报告错误信息，不需要响应。ICMP消息被封装在IP包中传输。应用例子：ping程序；Traceroute程序。8、隧道技术：（1）前提：源网络和目的网络类型相同，中间网络类型不同。（2）基本思想：为避免协议转换，中间网络只负责透明地传输原始分组而不进行任何协议处理。（3）方法：当原始分组需要穿过一个异构的中间网络时，在网络入口处被整个地封装到中间网络的网络层分组（称外层分枂）中。当外层分组穿过中间网络到达出口处时，原始分组被完整地取出来，送入目的网络。隧道技术的应用：因特网上的多播骨干网MBone边界网关协议BGP：9、网络互联：将不同的网络连接在一起，以允许网络上的用户相互通信。连接异构网络的基本硬件是路由器。计算机和路由器使用协议软件实现通用服务网络互联的层次：数据链路层：网桥、交换机。网络层：多协议路由器。传输层：传输网关。应用层：应用网关网络互联的形式：级联虚电路、无连接互联10、OpenShortestPathFirst（OSPF）：OSPF是采用链路状态路由算法的内部网关协议。OSPF提供负载均衡功能，会把通信量均匀分配到代价相同的路由上。OSPF允许在一个自治域内部再划分区域，因此在较大规模的网络中比RIP协议要好。OSPF分组封装在IP包中传输，协议号为89。11、RouteInformationProtocol（RIP）：RIP是采用距离矢量路由算法的一种内部网关协议（自治域内路由协议），路由器主动发送距离矢量报文，主机只能被动接收。12、虚拟网络（virtualnetwork）互连网是一个虚拟网络系统，因为它提供了一个统一网络系统的表现形式，而实际上并不存在这样的网络系统。13、拥塞控制拥塞：大量分组在短时间内进入通信子网（或其局部），并由此造成网络处理能力下降的现象。拥塞的表现：丢包率上升、吞吐量下降拥塞的原因：网络负载超出了网络的处理能力拥塞控制：网络节点为防止和应对网络过载所做的工作。拥塞控制的任务：避免拥塞的发生，或在出现拥塞时缓解拥塞。拥塞控制的两类方法：开环方法：通过对系统进行精心设计来确保拥塞不会出现，实际操作起来比较困难。闭环方法：建立在反馈环路的基础上，实时检测拥塞，并在发现拥塞后采取措施缓解拥塞。缓解拥塞的两类措施：增加资源：如启用备用资源。减小负载：如限制进入网络的数据量，丢弃负载等。第六章传输层1、传输层的功能：为运行在不同主机上的应用进程提供逻辑通信功能，使得从应用程序看来这些主机是直接相连的。设置传输层的两个目的：（1）为端系统上运行的多个进程提供多路复用和解多路复用的功能多路复用（multiplex）：在源主机上，多个进程的数据被封装在不同的数据包中送入网络；解多路复用（demultiplex）：在目的主机上，从数据包中取出的数据被交给相应的进程处理。（2）为应用进程提供所需的数据传输服务：面向连接的服务、无连接服务传输层协议要解决的主要问题：编址、建立连接和释放连接、流量控制和存储管理。可靠传输的三次握手算法：不对称释放：任何一方释放连接，连接即被释放（即分配给连接的资源被回收）。对称释放：一条传输连接被看成是两个方向上的单工连接，一方释放连接只是表示它数据发完了，但它仍可以在另一个方向上接收数据。两个方向均释放连接，连接才能被释放。三次握手法释放连接：正常释放：主动方发出DR，响应方收到一次DR。异常：主动方发出DR，响应方从未收到DR，形成半开的连接。异常处理：引入不活动定时器，定时器超时（长时间未收到数据）后自动释放连接。引入哑TPDU，处理长时间没有数据发送的情形。2、传输层协议：用户数据报协议（UDP）、传输控制协议（TCP）传输层服务接口称为套接字（socket）：套接字应用了UNIX操作系统的“打开-读-写-关闭”的I/O操作模式：应用请求操作系统创建一个用于通信的套接字，系统返回一个整数描述字标识这个套接字。应用调用底层过程在网络上收发数据时，必须将该描述字作为一个参数。通信结束时，应用请求操作系统关闭套接字。用户数据报协议UDP：（1）UDP的主要作用是向应用程序提供使用IP服务的接口，并利用端口号解复用多个应用进程。（2）UDP只提供检错功能，不负责出错重传和流量控制等功能。（3）UDP提供的是一种不可靠、无连接的服务。（4）UDP的优点：延迟小：不需要建立连接；资源占用少：不需要维护状态；通信开销小、包头开销小。UDP的应用：远程过程调用RPC（remoteprocedurecall）、实时多媒体传输传输控制协议TCP：TCP的传输单元称为段（segment）。TCP段的组成：20字节的固定头、（可能的）选项头、零个或多个数据字节（每个字节都有一个32比特的序号）TCP使用滑动窗口协议传输数据。MSS（MaximumSegmentSize）指TCP段允许携带的最大载荷长度TCP提供的服务：（1）数据报服务（2）字节流服务。TCP使用三次握手建立连接a）H1发送SYN=1、ACK=0的TCP段，给出自己的起始连接序号x。b）H2发送SYN=1、ACK=1的TCP段，给出自己的起始连接序号y，并对x进行确认。c）H1发送SYN=0、ACK=1的TCP段，对y进行确认。TCP采用对称释放法释放连接：a）H1发送FIN=1的TCP段；b）H2发送确认，一个方向的连接释放。c）H2发送FIN=1的TCP段；d）H1发送确认，另一个方向的连接释放。中间两个TCP段也可以合成一个。SYN-Flood攻击：攻击者采用伪造的源IP地址，向服务器发送大量的SYN段，并且不会发出第三个ACK段。UDP保留报文的边界。TCP不保留报文的边界。TCP连接是全双工的，数据可以在两个方向上同时传输。TCP连接是点到点的，即每条连接只能有两个端点，所以TCP不支持多播或广播。4、TCP使用滑动窗口协议进行数据传输：发送方每发送一个段后，启动一个定时器；接收方收到后返回一个包含确认序号的段，确认序号指出接收方准备接收的下一个字节序号；发送方定时器超时后重发这个段。TCP采用可变长度的滑动窗口进行流量控制：流量控制：流量控制是一种由接收端控制发送速度的反馈机制，通常采用滑动窗口机制实现.接收方在返回给发送方的段中报告接收窗口的大小，该字段表示发送方从确认序号开始可以发送的字节数。糊涂窗口综合症接收方不断发送具有微小增量窗口的通告，引起发送方不断发送小数据分组，导致大量带宽浪费。当收发双方的处理速度严重失衡时会出现这种现象。避免策略：通告零窗口之后，仅当窗口大小显著增加之后才发送更新的窗口通告。显著增加：窗口大小达到缓冲区空间的一半或者一个MSS，取两者的最小值。实现该策略的两种手段：a）TCP对收到的报文段进行确认，但要等到窗口大小满足以上策略要求时再通告新的窗口大小。b）当窗口大小不满足以上策略时，推迟发送确认。（TCP标准推荐采用推迟确认）流量控制的总结：a）接收端使用显式的窗口通告来通知可用的缓存空间大小。b)接收端在发送了零窗口通告后，仅当窗口大小显著增加后，才发送更新的窗口通告。c)发送端使用Nagle算法确定发送时机，并使用接收窗口来限制发送的数据量。6、TCP拥塞控制TCP拥塞控制的基本思想是让每一个发送方根据自己感知的网络拥塞程度来调整发送速度：如果发送方感觉到从它到目的节点的路径上没什么拥塞，就增加发送速度；如果感觉到有拥塞，就降低发送速度。TCP利用段的超时事件来检测拥塞，即当发送端发送的某个段发生了超时，就认为网络中出现了拥塞。TCP使用拥塞窗口和发送窗口一起限制发送速率：接收窗口反映接收端的缓冲能力；拥塞窗口反映网络当前的处理能力；发送窗口等于接收窗口和拥塞窗口的较小值TCP拥塞控制算法包括三个部分：加性增/乘性减原则；慢启动算法；快速重传和快速恢复机制加性增/乘性减（AIMD）乘性减（multiplicativedecrease）：每发生一次超时，就将当前拥塞窗口减半（最小不低于1个MSS）。因此，当发送端持续出现超时时，拥塞窗口按指数递减，以显著减少通信量。加性增（additiveincrease）：当拥塞窗口内的段都在预定的时间内被确认（没有超时发生）时，拥塞窗口增大一个MSS。在实际操作时，每当收到一个确认，就在拥塞窗口上加一个增量。若拥塞窗口用CongWin表示，则每次收到一个确认后，拥塞窗口的增量Δ按如下公式计算：Δ=MSS×（MSS/CongWin）。慢启动（slowstart）：在刚建立的TCP连接上，发送端以一个MSS作为拥塞窗口的初始值。每当收到一个确认，就将拥塞窗口增加1个MSS，直至发生超时。因此，初始阶段拥塞窗口是按指数增长的。慢启动在两种情况下使用：连接刚建立的时候，超时后重新启动数据传输的时候。快速重传：试图区分是单纯的段丢失还是拥塞，并加快丢失段的重发：接收方对于每个到达的TCP段都要给予响应。对于未按正常顺序到达的段，接收并缓存，然后发送一个重复确认（将上一次发过的确认信息再发一次）。发送方在收到3个重复确认后开始重传丢失的段。接收方收到重传的数据段后，对已正确接收的数据发送累积确认。若发送方在收到3个重复确认前发生超时，按超时事件处理。快速恢复：当发送端收到少于3个重复确认时，拥塞窗口和拥塞阈值均不变。当收到第3个重复确认时，将拥塞阈值设为拥塞窗口的一半，并令拥塞窗口等于拥塞阈值，此后拥塞窗口按线性增长。7、TCP确认的二义性：TCP是对接收到的数据而不是对携带数据的报文段进行确认，因此TCP的确认是有二义性的。解决方法：采用定时器补偿策略，发送方每重传一个报文段，就增加超时间隔γ倍，γ的典型值为2。若连续发生超时事件，超时间隔呈指数增长（至一个规定的上限值）。8、无线网络中的TCP在有线网络中，丢包大部分由拥塞引起。在无线网络中，丢包大部分由传输出错引起。在有线网络中，超时主要由拥塞引起，应立即减小发送速度。在无线网络中，超时主要由传输出错引起，应尽快重发出错的数据。第七章应用层1、网络应用的体系结构：客户/服务器体系结构、P2P体系结构、混合体系结构2、域名系统（DomainNameSystem）：DNS的功能是将域名映射到其资源记录上。主机的标识：网络内部使用IP地址来标识主机。IP地址长度固定且包含主机的位置信息，便于路由器处理，但不易被人记住。人们倾向于用ASCII名字来标识主机，便于记忆。但这样的名字长度不定，且不包含位置信息，不易被路由器处理。DNS的两个要点：使用基于域的分级命名方案，解决大规模网络中的名字冲突问题。使用分布式数据库实现这种命名方案，解决大规模网络中名字-地址绑定表的维护与传播问题。DNS的名字空间定义了计算机允许使用的名字的集合。3、计算机的名称：语法上，计算机名称是由一系列以点分隔的标记组成，如：最左边的标记（venus）为该计算机的名称。右边的部分（）为该计算机所在域的域名。在保证域名长度不超过255个字符、每个标记不超过63个字符绝对域名和相对域名：绝对域名：用句点结尾的域名，也称全域名（FullyQualifiedDomainName，FQDN），列出了从该域到树根的完全路径。相对域名：不用句点结尾的域名，是不完整的域名（如venus），需要加上所在域的后缀才能唯一确定它在域名树上的位置。域名解析的层次：根域名服务器、顶级域（TLD）服务器、权威服务器域名解析是一个RPC（remotepositioncontrol）过程，DNS请求报文和DNS响应报文使用UDP（若报文较短）或TCP（若报文很长）传输域名解析方法：递归查询、迭代查询文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）：可在任意两台计算机之间传输文件的拷贝、规定了两台计算机上的FTP软件如何进行交互。FTP使用客户-服务器模式工作。FTP使用两条TCP连接完成文件传输：控制连接、数据连接简单文件传输协议TFTP（TrivialFileTransferProtocol）最初为引导无盘系统而设计，因而使用UDP传输文件，以保持算法简单和短小。TFTP使用停-等协议传输数据。TFTP通信不要求提供用户名和口令，因为TFTP被设计用于系统引导进程。电子邮件：两个概念：（1）电子邮箱：由计算机上的一个存储区域（如磁盘上的一个文件）组成，每个邮箱均被分配了唯一的电子邮件地址。（2）电子邮件地址：由两个部分组成，形如：mailbox@computer，前者为用户邮箱的字符串，后者为邮箱所在计算机的名字。因特网电子邮件系统的组成：用户代理，消息传输代理，简单邮件传输协议（SMTP），邮件访问协议。多用途因特网邮件扩展协议MIME：MIME允许信体具有一定的数据结构，并规定了非ASCII文本信息在传输时的统一编码形式。邮件传输协议SMTP：SMTP用于在两个邮件服务器之间传输邮件邮件访问：邮局协议POP3用于将邮件从永久邮箱传输到本地计算机邮局协议pop3与消息访问协议IMAP（InternetMessageAccessProtocol）的关系：IMAP是另一种广泛使用的因特网邮件访问协议。POP3客户在下载完所有新邮件后即断开连接，而IMAP客户可以一直连接在服务器上。POP3协议假定邮箱当前的连接是唯一连接，而IMAP协议允许多个用户同时访问邮箱。ICMP允许客户端获取任何独立的MIME部分和获取信息的一部分或全部。WebMail：是一个基于Web的电子邮件收发系统。WebMail只读取用户邮箱中的邮件，不会将邮件下载到用户本机。浏览器和远程邮箱之间的通信（发信或收信）使用HTTP协议，邮件服务器之间仍使用SMTP协议。万维网（WorldWideWeb）：从用户的角度来看，Web是由数量巨大且遍布全球的文档组成，这些文档称为Web页（Webpage）。每个页包含:基本信息、格式命令、链接超级链接（hyperlink）：包含链接信息的文本串或图形称为超级链接。包含超级链接的页称为超文本（hypertext）页或超媒体（hypermedia）页，Web页应当使用称为HTML（超文本标记语言）的标准语言书写。超文本传输协议HTTP：浏览器与Web服务器之间通信所用的协议是超文本传输协议HTTP，它规定了客户与服务器通信所使用的命令及响应。HTTP的两种工作模式：非持久连接、持久连接服务器传递给浏览器保存的状态信息称为cookieWeb文档分类：静态文档、动态文档、主动（active）文档HTML（超文本标记语言）是一种标记语言，用于描述文档的显示格式。HTML文件是一种层次结构的文件，分为文件头和文件体两部分。HTML中的格式命令称为标签，标签成对出现。HTML使用表单收集用户的输入信息。五层模型的内容及其功能：应用层：功能是如何通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层交互的数据单元成为报文。运输层：功能是负责向两台主机中进程之间提供通用的数据传输服务。传输的数据成为IP数据报。网络层：功能是负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输的是数据报。数据链路层：数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧在两个相邻结点间的链路上传送帧。物理层：为数据端设备提供传送数据的通路。在物理层上传送的数据的单位是比特。网络的分类：（1）广播网与点对点网（2）广域网：一种用来实现不同地区的局域网或城域网的互连。技术：卫星通信。城域网：在一个城市范围内所建立的计算机网络，采用有缘交换软件的局域网技术。局域网：在一个较小范围内多台计算机的互联的网络。采用宽带技术。个域网：属于个人使用的电子设备。星际网：（3）有线网络和无线网路局域网的两种形式：有线局域网和无线局域网无线局域网的两种形式：（1）通过接入点连接（2）自组织网络常见的传输介质有哪些：磁介质双绞线同轴电缆光纤高压输电线无线传输有：射频微波红外光传输多路复用：频分复用时分复用码分复用波分复用通带传输按调制方式分为：调频调幅调相CDMA指的是码分多址。分组和帧的区别：帧是属于数据链路层也就是说当把单元由应用层通过表示层转成分组后,在传输层对分组在进行分划成数据报,网络层加上报头(IP地址)与报尾(校验码)在网络层到链路层成帧,分组是由数据报组成.而数据报由帧组成。帧定界的几种方法：字节计数法字节填充法比特流填充法物理层编码检错的几种方法：奇偶校验校验和循环冗余校验（CRC）CSMA/CD是指：载波监听多点接入/碰撞检测.划分信道的两种方法：静态划分和动态划分CSMA的定义：载波侦听多路访问。MACA:避免冲突的多路访问。最短帧长是多少：64BYTE.CSMA/CD的二进制指数退避算法：1）确定基本退避时间（基数），一般定为2τ，也就是一个争用期时间，对于以太网就是51.2μs

2）定义一个参数K，为重传次数，K＝min[重传次数，10]，可见K≤10

3）从离散型整数集合[0，1，2，……，(2^k－1)]中，随机取出一个数记做R

那么重传所需要的退避时间为R倍的基本退避时间：即：T＝R×2τ。

4）同时，重传也不是无休止的进行，当重传16次不成功，就丢弃该帧，传输失败，报告给高层协议网桥的作用：网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧网桥的基本特征：

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。MSS指TCP段允许携带的最大载荷长度，受IP包数据域长度的限制。MSS=MTU−40以太网的MTU为1500，所以常见的MSS=1460字节建立和释放TCP连接：TCP使用三次握手建立连接：H1发送SYN=1、ACK=0的TCP段，给出自己的起始连接序号x。H2发送SYN=1、ACK=1的TCP段，给出自己的起始连接序号y，并对x进行确认。H1发送SYN=0、ACK=1的TCP段，对y进行确认。起始序号采用基于时钟的方法确定，∆T=4μs。释放TCP连接：TCP采用对称释放法释放连接：H1发送FIN=1的TCP段；H2发送确认，一个方向的连接释放。H2发送FIN=1的TCP段；H1发送确认，另一个方向的连接释放。中间两个TCP段也可以合成一个。TCP的流量控制：TCP使用滑动窗口协议进行数据传输：发送方每发送一个段后，启动一个定时器；接收方收到后返回一个包含确认序号的段，确认序号指出接收方准备接收的下一个字节序号；发送方定时器超时后重发这个段。TCP采用可变长度的滑动窗口进行流量控制：接收方在返回给发送方的段中报告接收窗口的大小（TCP头中的windowsize域），该字段表示发送方从确认序号开始可以发送的字节数。糊涂窗口综合症（sillywindowsyndrome）：接收方不断发送具有微小增量窗口的通告，引起发送方不断发送小数据分组，导致大量带宽浪费。流量控制的总结：接收端使用显式的窗口通告来通知可用的缓存空间大小。接收端在发送了零窗口通告后，仅当窗口大小显著增加后，才发送更新的窗口通告。发送端使用Nagle算法确定发送时机，并使用接收窗口来限制发送的数据量。TCP拥塞控制的基本思想是让每一个发送方根据自己感知的网络拥塞程度来调整发送速度TCP利用段的超时事件来检测拥塞，即当发送端发送的某个段发生了超时，就认为网络中出现了拥塞。接收窗口反映接收端的缓冲能力拥塞窗口反映网络当前的处理能力发送窗口等于接收窗口和拥塞窗口的较小值TCP拥塞控制算法包括三个部分：加性增/乘性减原则慢启动算法快速重传和快速恢复机制慢启动（slowstart）在刚建立的TCP连接上，发送端以一个MSS作为拥塞窗口的初始值。每当收到一个确认，就将拥塞窗口增加1个MSS，直至发生超时。因此，初始阶段拥塞窗口是按指数增长的。慢启动在两种情况下使用：（1）连接刚建立的时候（2）超时后重新启动数据传输的时候，因为这时通常有一个较大的接收窗口：拥塞避免 1）发生超时时，将当前拥塞窗口的一半作为拥塞阈值。2）将拥塞窗口初始化为1个MSS，使用慢启动发送。3）当拥塞窗口达到阈值时，按照加性增继续增加拥塞窗口（称拥塞避免），直至发生超时，回到1）。4）若在拥塞窗口达到阈值前就发生了超时，回到1）。快速恢复：发送端在收到3个重复确认后进入拥塞避免阶段（而不是慢启动阶段）。当发送端收到少于3个重复确认时，拥塞窗口和拥塞阈值均不变。当收到第3个重复确认时，将拥塞阈值设为拥塞窗口的一半，并令拥塞窗口等于拥塞阈值，此后拥塞窗口按线性增长。TCP主要使用超时来触发重传。DNS的两个要点：使用基于域的分级命名方案，解决大规模网络中的名字冲突问题。使用分布式数据库实现这种命名方案，解决大规模网络中名字-地址绑定表的维护与传播问题。顶级域分为两大类：组织域和国家域。DNS的功能是将域名映射到其资源记录上。文件传输协议FTP。FTP使用客户-服务器模式工作。FTP使用两条TCP连接完成文件传输：控制连接和数据连接简单文件传输协议TFTPTFTP使用停-等协议传输数据TFTP依靠UDP检测数据错误并丢弃出错的报文，并使用超时重传机制解决报文丢失的问题。1、计算机网络常用的数据交换技术

电路交换必须经过“建立连接通信释放连接”三个步骤的连网方式为面向连接的。报文交换通过接收，必要时存储并继续传送消息来对其进行路由选择的一种交换方式。分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。信元交换在异步转移模式中使用的一种固定长度的分组交换技术。

2、计算机网络的定义

1.计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机集合。2.计算机网络是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。

3、计算机网络的分类

交换功能:电路交换网,报文交换网,分组交换网,混合交换网作用范围:广域网(WAN)城域网(MAN)局域网(LAN)（无线）个人区域PAN使用范围:公用网专用网5、协议的基本概念及组成要素

进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定叫做网络协议。由语法语义和同步组成

6、协议与服务的关系

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。

2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

7、OSI七层模型和TCP/IP协议的组成（按顺序）

osi7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层tcp/ip4应用层3运输层2网际层1网络接口层OSIRM虽然是国际标准，但是却由于开发周期长，市场较小而失败，并没有具体的商用产品出现。相反TCP/IP虽然不是国际标准，却由于其得到了最广泛的应用而成为事实上的工业标准。目前应用广泛的Internet使用的就是TCP/IP，它是有一组协议所构成的四层模型结构。

8、物理层与传输媒体的接口特性

（1）机械特性

（2）电气特性，③功能特性④过程特性9、计算机网络中常用的有线传输介质双绞线2.同轴电缆3.光缆（光纤）10、计算机网络中常用的信道复用技术及原理

频分复用：所有用户在同样时间内占用不同的带宽资源。时分复用：所有用户是在不同的时间占用同样的频段带宽。波分复用：光的频分复用。码分复用：每一个用户可以在同样的时间实用同样的频带进行通信11、数据链路层必须解决的三个基本问题。如何解决

封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部。

透明传输：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符的前面插入转义字符ESC，而在接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。这种方法成为字节填充。

差错检测：使用循环冗余检验CRC，在要发送的数据后加n位冗余码。

12、循环冗余检验码的计算

用二进制的模二运算进行2的n次方乘以M的运算，这相当于在M后面加n个0，得到的（k+n）位的术处以首发双方事先商定的长度为（n+1）位的除数P，余数R就是冗余码

13、局域网工作层次及特点

数据链路层，特点：网络为一个单位所拥有，切地理范围和站点数目均有限。

优点：具有广播功能，从一个站点可以很方便的访问全网。便于系统的扩展和逐渐的演变，各设备的位置可灵活的调整和改变。提高了系统的可靠性，可用性，和生存性。

14、网卡的作用及工作层次

将计算机与外界局域网进行连接。网卡的重要功能：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。物理层

15、以太网介质访问控制方法的英文缩写中文名称及含义

CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect）即载波监听多路访问/冲突检测方法，在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。

16、拓展以太网的方法及特点

①在物理层扩展以太网，不同集线器可通信，扩大了覆盖的地理范围。

②在数据链路层实用网桥扩展以太网。过滤通信量，增大吞吐量；扩大物理范围；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。

17、高速以太网的标准名称及其所代表的含义

速率达到或超过100Mb/s的以太网。100BASE-T以太网，吉比特以太网，10吉比特以太网。

18、虚电路和数据报两种服务的优缺点

虚电路：必须有连接的建立，仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路信号；属于同一条虚电路的分组俊按照同一路由进行转发；所有通过出鼓掌的节点的虚电路均不能工作，总是按发送顺序到达终点。可以由网络负责，也可以由用户主机负责。

数据报：不需要连接的建立，每个分组都有终点的完整地址，每个分组独立选择路由进行转发，出故障的节点可能会丢失分组，一些路有可能会发生变化，由主机负责端到端的差错处理和流量控制。

19、IP地址和物理地址的关系

物理地址是数据链路层和屋里链路层使用的地址，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。

20、分类IP地址的分类标准

根据主机所在网络和其主机a…b…c…d…e…

21、子网IP地址的原理划分和表示方法。ABC类默认的子网掩码。掩码与地址的计算子网掩码(subnetmask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。A：主机号占3字节，B：网络号字段2字节

C：网络号字段3字节

22、CIDR地址的概念及CIDR地址块

现行的IPv4（网际协议第4版）的地址将耗尽，这是一种为解决地址耗尽而提出的一种措施。

CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”

23、IP数据报的基本构成

一个IP数据报由首部和数据两部分组成。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。在首部的固定部分后面是一些可选字段，其长度是可变的。

24、RIP,OSPF,BGP路中选择协议的主要特点

RIP：①仅和相邻路由交换信息。②路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息。③按固定时间间隔叫唤路由信息。

OSPF：①向本自治系统中所有路由器发送信息。②发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。③只有当链路状态发生变化时路由器才向所有路由器用洪范法发送此信息。

BGP：采用路径响亮路由选择协议，与距离向量协议和两路状态协议都有很大区别。

25、运输层的作用

运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。

26、TCP/IP体系的运输层的两个协议名称及特点

用户数据报协议UDP：在传输数据之前不需要先建立连接，

传输控制协议TCP：提供面向连接的服务。

27、TCP可靠传输的原理及实现方法

原理：当出现差错时让发送方重新传出现差错的数据，同事在接收方来不及处理收到的数据时，及时告诉发送方适当降低发送速率。

实现方法：①以字节为单位滑动窗口②超时重传时间的选择。③选择确认SACK

28、TCP的流量控制

所谓流量控制就是让发送方的发送速度不要太快要让接收方来得及接收。发送方的发送窗口不能超过接收方给出的接受窗口的数值。

29、TCP拥塞控制的实现方法

所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样就可以是网络中的路由器或链路不致过载

方法：①慢开始和拥塞避免②快重传和快恢复

30、TCP建立连接的三次握手机制

1、对每次发送的数据量跟踪进行协商,使数据段的发送和接收同步

2、根据所接收到的数据量而确定的数据确认数及数据发送

3、接收完毕后撤销联系，并建立虚连接。

31、域名系统DNS的作用

域名系统用来把便于人们实用的机器名字转换为IP地址

32、因特网的域名结构及顶级域名的构成情况

每一个域名都是有标号序列组成，个标号之间用点隔开，如三级域名.二级域名.顶级域名，每一个标号不炒股63个子醋，不区别大小写，有多个标号组成的完整域名总共不超过255个字符。

顶级域名：国家顶级域名与通用顶级域名

33、邮件系统的构成以及所使用的协议

电子邮件系统由用户代理，邮件服务器SMTP、邮件发送协议和又见读取协议pop3，

所使用的协议为邮件发送协议和又见读取协议pop3

34、掌握下列英文缩写词的英文全称及对应的中文名称。WWW是环球信息网(WorldWideWebURL统一资源定位符UniversalResourceLocator,超文本传输协议(HTTP,HyperTextTransferProtocol)HTML(HyperTextMark-upLanguage)即超文本标记语言DNS是域名系统(DomainNameSystem)FTP是FileTransferProtocol(文件传输协议)SMTP(SimpleMailTransferProtocol)即简单邮件传输协议,动态主机设置协议(DynamicHostConfigurationProtocol,DHCP)TCP:TransmissionControlProtocol传输控制协议UDPUserDatagramProtocol用户数据包协议

35.无线局域网的组成。

无线局域网分为两大类。①有固定基础设施的IEEE802.11。②无固定基础设施的（移动自组网络）

36.802.11的物理层。

主要有802.11b,802.11a和802.11g三种

37.IPv6的主要特点。

①更大的地址空间。②扩展的地址层次结构。③灵活的首部格式④改进的选项⑤允许协议继续扩充⑥支持即插即用⑦支持资源的预分配⑧首部改为8字节对齐。

38.IPv6地址的表示方法。

IPv6实用冒号十六进制记法，他把每个16位的值用十六进制表示，各值之间用冒号分隔。40.面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？ 答案：面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。因此，面向连接服务在网络层中又称为虚电路服务，虚表示：虽然在两个服务用户的通信过程中并没有自始至终专用一条端到端的完整物理电路，但却好像一直占用了一条这样的电路。面向连接服务比较适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。 无连接服务的另一特征就是它不需要通信的两个实体同时是活跃的。当发送端的实体正在进行发送时，它才必须是活跃的。这时接收端的实体并不一定必须是活跃的。只有当接收端的实体正在进行接收时，它才必须是活跃的。 无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。 41透明网桥是怎样进行路径选择的？ 答案：透明网桥具有学习、过滤和帧转发等功能，每个透明网桥皆设有自己的路径选择表。当网桥刚接入时，所有路径选择表都为空，此时尚不直到如何选择路径。若要转发帧，就按照扩散法转发，即除了接收该帧的输入通道以外，还将帧送到所有通道，这在网桥刚启动时，可能会造成广播风暴（BroadcastStorm)。透明网桥按照向后学习算法来建立路径选择表，网桥观察和记录每次到达帧的源地址和表示，以及从哪一个局域网入桥，并将记录登入路径选择表。当表建立好以后，网桥则按照路径选择表转发帧。例如某一帧到达时，需要查找路径选择表中的目地地址。如果查到，则按制订的通道将该帧转发；如其目地地址就在网桥所在的同段局域网中，则将该帧过滤掉；如未查到目地地址，就按照扩散法处理。路径选择表有时效性，以使用网络可能的变动。透明网桥的路径选择算法可归纳如下：（1）若目的局域网和源局域网一样，则网桥将该帧删除。（2）若源局域网和目的局域网是不同的网，则将该帧转发到目的局域网。（3）若目的局域网不知道，则采用扩散法处理。42TCP与UDP的主要区别 答案：TCP和UDP都是传输层协议。其中TCP是一个面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联网上的其它机器。TCP还要处理流量控制，以避免快速发送方向低速接收发送过多报文而使接收方无法处理。而UDP是一个不可靠的无连接协议，用于不需要TCP的排序和流量控制而自己完成这些功能的应用程序。43.CSMA/CD的中文名称是什么，试述其工作原理并总结其应用的特点？答：CSMA/CD的中文名称是载波侦听与多路访问/冲突检测。工作原理：在总线型局域网中，当某一个节点要发送数据时，它首先要先去检测网络上的介质是否有数据正常输送，然后决定是否将数据送上网络。如果没有任何数据在传送则立即抡占信道发送数据；如果信道正忙，则需要等待直到信道空闲再发数据。往往同时会有多个节点侦听到信道空闲并发送数据，这就可能产生冲突。为解决冲突，在发送数据的同时，进行冲突检测，一旦发现冲突，立刻停止发送，并等待冲突平息以后，再进行传送，直到将数据成功发送出去为止。特点：采用了争用型介质访问控制方式，各节点地位平等，无法设置介质访问的优先权。总线结构的网络具有结构简单、易于实现、价格低廉、适用于广播通信方式，在低负荷时，总线型网络具有较高的效率。但是，在高负荷的时候，传输延时剧增，导致网络性能急剧下降。此外，不适合使用光缆作为传输介质。44.交换机与集线器的主要区别是什么？答：（1）不同之处：1）在OSI模型中所处的位置不同。交换机工作在第二层，而集线器工作在第一层。2）工作原理不同。交换机是按照存储转发原理工作的，它具有自动过滤和学习功能，它按照每一个信息帧中的第二层地址来筛选以太网的数据帧，它不向所有端口转发数据帧，而只向目的端口转发数据帧，因此可以显著提高网络的传输性能。而集线器则不同，它将检测到的数据帧发往其他所有端口，这样导致了共享式局域网中的竞争信道问题。3）网络工作方式和冲突域不同。集线器按广播模式进行工作，当集线器的某个端口工作时，其他所有端口都能够收听到信息，因此集线器组成网络的冲突域是整个网络，当网络较大时，网络的性能会由于冲突的激增而急剧下降。另外，也容易产生广播风暴。交换机工作的时候，只在发出请求的端口和目的端口之间进行通信，不会影响其他端口，这样就减少了信号在网络上发生碰撞的机会。因此，其冲突域是在端口，只要网络上各用户计算机不访问同一端口而且端口设置为全双工就不会发生冲突。由此可见，交换机能够隔离冲突所发生的区域，减少网络访问的冲突机会。4）节点享有的带度不同。集线器的多个端口共享一条带宽，在同一时刻只能在两上端口之间传送数据，其他端口只能等待。而在交换式网络中，交换机可以为每个端口提供专用带宽的信息通道，并允许多对节点用户同时按端口的带宽传输信息。5）端口通信模式不同。集线器只能工作在半双工模式下，但交换机不但可以工作在半双工模式下，还可以工作在全双工模式下（须有全双工模式网卡、全双工交换机端口和介质设备）。6）逻辑拓扑结构不同。集线器组成的网络逻辑拓扑为总线型，而交换机组成的网络逻辑拓扑为星型。（2）相同之处。接线方式、物理拓扑结构、故障指示、组网功能以及网卡、传输介质和速度选择等方面一致。另外，交换机转发广播信息到所有端口，因此，它和集线器一样不能彻底控制广播风暴。模拟信号：连续变化的电压或电流波形。数字信号：一系列表示数字“0”和“1”的电脉冲（码元）。信号速率：在物理链路上传输的数字信号是具有一定特征的波形，信号特征包括幅度、相位、频率等（称调制状态）。信号的调制状态发生变化的速度称为信号速率，单位为波特（baud）。信道带宽：信道上所能传输的频率范围称为信道带宽，单位为赫兹（Hz）。带宽是传输介质的一种物理特性，通常与介质的结构、粗细、长度等有关。Nyquist定理：带宽为H的无噪声信道，其最大信号速率为2H波特。数据速率：每秒钟传输的二进制比特数，单位为比特/秒，记作bps或b/s。不同的信号波形（或称信号调制状态），则数据速率S和信号速率B的关系为： S=B×log2N不归零码（NRZ）：使用固定的高电平和低电平来表示“1”和“0”。信道容量：表征一个信道传输数字信号的能力，用信道所能支持的最大数据速率表示。信道容量只由信道本身的特征（带宽，信噪比）来决定，与具体的通信手段无关。误码率：衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，定义为传输出错的码元数占传输总码元数的比例，即 Pe=Ne/N误码率 是决定数据单元大小的一个重要依据。单工信道：仅允许在一个方向上进行数据传输。半双工信道：允许在两个方向上进行数据传输，但同一时刻仅能在一个方向上传输。全双工信道：允许在两个方向上同时进行数据传输。传输介质：可分为两类：导向传输媒体和非导向传输媒体。导向传输媒体：双绞线，同轴电缆，光纤。非导向传输媒体：无线链路。1、调制（modulation）：利用某个频率的正弦波作为载波，令其振幅、频率或相位随数字信号的变化而变化，即使该载波携带要传输的数字信息。三种基本的调制方法：振幅调制，频率调制（频移键控），相位调制（相移键控）。提高调制解调器的数据速率有两种方法：提高信号速率，增加调制状态。2、多路复用（multiplexing）：在一条线路上同时传输多路信号的技术。常用的多路复用技术有频分多路复用（FDM）和时分多路复用(TDM)，波分多路复用(WDM)是频分多路复用的一个特例。码分多路复用（CDM）。3、CDMA（码分多址）技术：a、每个比特时间被分为m个时隙，称为码片（chip）。b、每个节点被分配一个唯一的m比特码序列（chipsequence）。c、节点发送“1”时，发送其码序列；发送“0”时，发送其码序列的反码。d、当多个节点同时发送时，信号在空中线性相