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文档简介
计算机网络原理
课程代码:04741
考生须知:
1、参考教材:《计算机网络原理》,机械工业出版社,李全龙主编,2018年版。
2、特殊标记含义:P10代表教材页码第10页;“【】”等标注的代表此处为重点关键词(得分点)。
一、单选题+填空题+简答题
1、不同链路的传输速率不同,在计算机网络中也称为带宽,单位是【bit/s或bps或b/s】P22
2、分组交换设备最典型的是【路由器和交换机】P23
3、协议三要素P23
(1)【语法】,定义实体之间交换信息的格式与结构,或者定义实体(比如硬件设备)之间传输信号的电平等
(2)【语义】,是定义实体之间交换的信息中需要发送(或包含)哪些控制信息,这些信息的具体含义,以及针对不同含义的控
制信息,接收信息端应如何响应
(3)【时序】,也称同步,定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度
4、通过信息交换,计算机网络可实现【资源共享】这一核心功能P24
5、SaaS是目前互联网环境下软件共享的典型形式,代表了软件共享的主流趋势。P24
6、【网络拓扑】指网络中的主机、网络设备间的物理连接关系与布局。按拓扑结构,计算机网络可分为【星形拓扑结构、总
线型拓扑结构、环形拓扑结构、网状拓扑结构、树形拓扑结构和混合拓扑结构】等。P25
(1)【星形拓扑结构】:包括一个中央结点,网络中的主机通过点对点通信链路与中央结点连接。中央结点通常是集线器、交
换机等设备,主机之间的通信都需要通过中央结点进行,多见于局域网、个域网中。优点:【易于监控与管理,故障诊断与
隔离容易】。缺点:【中央结点是网络的瓶颈,一旦故障,全网瘫痪,网络规模受限于中央结点的端口数量】
(2)【总线型拓扑结构】:优点是结构简单,所需电缆数量少,易于扩展;缺点是通信范围受限,故障诊断与隔离较困难,容
易产生冲突
(3)【环形拓扑结构】:优点是所需电缆长度短,可以使用光纤,易于避免冲突;缺点是某结点的故障容易引起全网瘫痪,新
结点的加入或撤出过程比较麻烦,存在等待时间问题
(4)【网状拓扑结构】:网状拓扑结构网络比较多见于广域网、核心网络等
(5)【树形拓扑结构】:很多局域网采用这种拓扑结构。优点是易于扩展,故障隔离容易;缺点是对根结点的可靠性要求高,
一旦根结点故障,则可能导致网络大范围无法通信
(6)【混合拓扑结构】:绝大多数实际网络的拓扑都属于混合拓扑结构,比如Internet
7、大规模现代计算机网络的结构包括【网络边缘、接入网络与网络核心】P27
8、非对称数字用户线路ADSL基于【频分多路复用(FDM)技术】实现电话语音通信与数字通信(即网络数据传输)共享一条用户
线路。【HFC】也是基于频分多路复用技术,利用有线电视网络同轴电缆剩余的传输能力实现电视信号传输与网络数据传输的
共享。P28
9、数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包括【电路交换(最早出现)、报文交
换和分组交换】。基于不同交换技术构建的网络分别称之为【电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络】P30-33
(1)电路交换的优点是【实时性高,时延和时延抖动都较小】;缺点是【对于突发性数据传输,信道利用率低,且传输速率单
一】。电路交换适用于语音和视频这类实时性强的业务
(2)【报文交换】事先不需要建立连接。相对电路交换信道而言,报文交换线路利用率高。现代计算机网络没有采用报文交换
技术的
(3)【分组交换】是计算机网络使用最广泛的一种数据交换技术,现代计算机网络几乎都是分组交换网络
10、速率的基本单位是【bit/s(位每秒)】,也称速率为比特率。P36
11、计算机网络中,通常将连接两个结点的直接链路称为一个【跳步】,简称“跳”。【时延】,也称延迟,指数据从网络
中的一个结点(主机或交换设备等)到达另一结点所需要的时间。分组的每跳传输过程主要产生4类时间延迟:【结点处理时
延、排队时延、传输时延和传播时延】P37-38
2
(1)【结点处理时延】是针对分组到达交换结点时进行操作所消耗的时间总和,记为dc,在讨论网络总时间延迟时常常被忽略。
(2)【排队时延】是分组在缓存中排队等待的时间,记为dq。
(3)【传输时延】是当一个分组在输出链路发送时,从发送第一位开始,到发送完最后一位为止,所用的时间,也称发送时延,
记为dt。假设分组长度为L(bit),链路带宽(即速率)为R(bit/s),则分组的传输时延为【dt=L/R】。
(4)【传播时延】是信号从发送端发送出来,经过一定距离的物理链路到达接收端所需要的时间,记为dp。若物理链路长度为
D(m),信号传播速度为V(m/s),则传播时延为【dp=D/V】。
综上所述,一个分组经过一个跳步所需时间为【dh=dc+dq+dt+dp】。
12、【时延带宽积】是一段物理链路的传播时延(单位:s)与链路带宽(单位:bit/s)的乘积,记为G,公式为:【G=dp×R】,
单位是位。时延带宽积的物理意义:【如果将物理链路看作一个传输数据的管道的话,时延带宽积表示一段链路可以容纳的
数据位数,也称以位为单位的链路长度】P38
13、【丢包率】常被用于评价和衡量网络性能的指标,在很大程度上可以反映网络的拥塞程度。丢包率可定义为
NNN
1Sr
NSNS
式中,Ns为发送分组总数;Nr为接收分组总数;N1为丢失分组总数。P39
14、对于分组交换网络,源主机到目的主机的吞吐量在理想情况下约等于【瓶颈链路的带宽】。如果S到C只有一条路径,
则S到C的最大吞吐量为【Thr=min(R1,R2,…,Ri,…,RN-1,RN)】P39
15、OSI参考模型采用分层结构化技术,将整个计算机网络的通信功能分为7层,由低层至高层分别是:【物理层、数据链
路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层】。OSI参考模型的物理层、数据链路层和网络层称为【结点到结点层】,
传输层、会话层、表示层和应用层称为【端到端层】P40-42
(1)【物理层】的主要功能是在传输介质上实现无结构比特流传输
(2)【数据链路层】的主要功能是实现在相邻结点之间数据可靠而有效的传输
(3)【网络层】解决的核心问题是如何将分组通过交换网络传送至目的主机,因此,网络层的主要功能是数据转发与路由
(4)【传输层】是第一个端到端的层次,也是进程—进程的层次。功能主要包括复用/分解(区分发送和接收主机上的进程)、
端到端的可靠数据传输、连接控制、流量控制和拥塞控制机制等
16、计算机网络所划分的层次以及各层协议的集合称为【计算机网络体系结构】。计算机网络的分层体系结构通常按【功能】
划分。P40
17、OSI参考模型中,在对等层之间传送数据单元是按照本层协议进行的,这时的数据单元称为协议数据单元(PDU)。PDU【在
物理层称为位流或比特流,在数据链路层称为帧,在网络层中称为分组或包,在传输层中称为数据段或报文段,在应用层中
称为报文】。相邻层间的服务是通过其接口面上的【服务访问点(SAP)】进行的。P42-43
18、TCP/IP参考模型包括4层,通常每一层封装的数据包采用不同的名称:【应用层→报文、传输层→段、网络互联层→数
据报、网络接口层→帧】P44-45
19、ARPAnet是第一个分组交换计算机网络,也是当今因特网的祖先。P46
20、【客户/服务器(C/S)结构】的网络应用是最典型、最基本的网络应用,如WWW应用、文件传输FTP、电子邮件等。C/S网
络应用最主要的特征是通信只在【客户与服务器】之间进行,客户与客户之间不进行直接通信。P51
21、Web服务器的默认端口号是80,这部分端口号称为熟知端口号。P53
22、典型的网络应用编程接口是【套接字】,这种网络应用编程接口在网络应用开发过程中,尤其是在Internet环境下被广
泛采纳,是每个应用进程与其他应用进程进行网络通信时,真正收发报文的通道。P53
23、实现将域名映射为IP地址的过程,称为域名解析。P55
24、域名系统(DNS)按层次结构进行组织:【国家顶级域名nTLD、通用顶级域名gTLD、基础结构域名】。P55
25、域名服务器根据其主要保存的域名信息以及在域名解析过程中的作用等,可以分为【根域名服务器、顶级域名服务器、
权威域名服务器、中间域名服务器】4类。另外,任何一台主机在网络地址配置时,都会配置一个域名服务器作为【默认域
名服务器】。P55-56
(1)【根域名服务器】是最重要的域名服务器。在因特网上共有13个不同IP地址的【根域名服务器】,它们的名字是用一个
英文字母命名,从a一直到m
3
(2)【权威域名服务器】,负责一个区的域名服务器,保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。任何一个拥有域名的
主机,其域名与IP地址的映射关系等信息都存储在所在网络的权威域名服务器上。
26、只要本地域名服务器不能直接响应解析结果,则都需要从【根域名服务器】开始查询。P57
27、【浏览器】就是Web应用的客户端软件,即Web应用的客户代理,运行在用户计算机上。P58
28、Web应用中,通过一个【URL地址】来寻址一个Web页或Web对象,HTML基本Web页也是通过【URL地址】引用页面中的
其他对象。每个URL地址主要由两部分组成:【存放对象的服务器主机域名(或IP地址)和对象的路径名】P58
29、对HTTP/1.0的典型优化技术P60
(1)【并行连接】,通过建立多条并行的TCP连接,并行发送HTTP请求和并行接收HTTP响应
(2)【持久连接】,重用已建立的TCP连接发送新的HTTP请求和接收HTTP响应,从而消除新建TCP连接的时间开销
30、持久连接的工作方式P61
(1)【非流水方式持久连接】:也称非管道方式持久连接,客户端在通过持久连接收到前一个响应报文后,才能发出对下一个
对象的请求报文
(2)【流水方式持久连接】:也称管道方式持久连接,客户端在通过持久连接收到前一个对象的响应报文之前,连续依次发送
对后续对象的请求报文,然后再通过该连接依次接收服务器发回的响应报文。HTTP/1.1默认情况下使用流水方式持久连接
31、HTTP报文由4部分组成【起始行、首部行、空白行和实体主体】。HTTP报文起始行和空白行不可缺少,首部行可以是零
行或多行,实体主体则根据报文类型、功能等可有可无。P61
32、【状态码】是用于通告客户端对请求的响应情况,由3位十进制数组成。P63
33、CookieP64-67
(1)Web应用引入了Cookie机制,用于【用户跟踪】
(2)含义:【中文名称为小型文本文件,指某些网站为了辨别用户身份、进行会话跟踪而储存在用户本地终端上的数据】
(3)由【服务器端】生成
(4)文件【可以保存在客户端计算机的硬盘中(永久Cookie,有效周期可以设置,关闭浏览器不影响Cookie的有效周期),也
可以保存在客户端计算机的内存中(会话Cookie,有效周期是浏览器的会话期间,关闭浏览器窗口则Cookie消失)】
(5)一台计算机安装多个浏览器,每个浏览器都会以【独立的空间存放Cookie】。对同一台计算机上使用同一浏览器的多用
户群,Cookie不会区分他们的身份,除非他们使用不同的用户名登录
34、由于SMTP只能传输7位ASCII码文本内容,所以在传输非7位ASCII码文本内容时,必须依据一个标准将非7位ASCII
码文本内容转换为7位ASCII码文本内容,然后再利用SMTP进行传输。解决这一问题的具体方案就是【多用途互联网邮件扩
展(MIME)】P70
35、【SMTP】是“推动”协议,不能用于用户从自己邮箱中读取邮件的操作。目前Internet邮件系统中比较流行的邮件读取
协议有【第三版的邮局协议(POP3)、互联网邮件访问协议(IMAP)和HTTP】,其中【HTTP】被用作WebMail系统中的邮件读
取协议。P71-73
(1)POP3客户端运行在用户代理中,POP3服务器运行在邮件服务器上,默认熟知端口号为【110】。POP3协议交互过程的3
个阶段:【授权(主要有两个命令:user<username>和pass<password>,分别向服务器发送用户名和口令)、事务处理、更
新】
(2)与POP3不同,IMAP服务器【维护了IMAP会话的用户状态信息】。IMAP的重要特性:【允许用户代理只读取邮件的部分
内容】
36、FTP会话形式是客户向服务器发送命令,服务器发送【状态码和短语】作为应答。P74
37、FTP客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程的熟知端口【21】,但控制连接不用来传送文件,实
际用于传输文件的是数据连接。服务器进程用自己传送数据的熟知端口【20】与客户进程所提供的端口号建立数据连接。P74
38、目前在Internet中应用最广泛的网络应用编程接口是【SocketAPI】P77
39、网络应用进程可以创建3种类型的Socket:【数据报类型套接字SOCK_DGRAM(面向传输层UDP接口)、流式套接字
SOCK_STREAM(面向传输层TCP接口)、原始套接字SOCK_RAW(面向网络层协议,如IP、ICMP等接口)】。原始套接字的创建有
权限限制。P77
40、当网络边缘中的两台主机通过网络核心进行端到端的通信时,只有【主机】的协议栈中才有传输层协议。P92
4
41、从传输层的角度看,端到端的通信是【应用进程】之间的通信。P92
42、TCP/IP体系结构网络的解决方法就是在传输层使用协议端口号,通常简称为端口,在全网范围内利用【IP地址+端口号】
唯一标识一个通信端点。P93
43、传输层端口号为16位整数。P93
44、FTP服务器默认端口号为【21】,HTTP服务器默认端口号是【80】,SMTP服务器默认端口号是【25】,DNS服务器默认
端口号是【53】P94
45、传输层提供的传输服务分类P94
(1)【无连接服务】指数据传输之前无需与对端进行任何信息交换(即“握手”),直接构造传输层报文段并向接收端发送
(2)【面向连接服务】指在数据传输之前,需要双方交换一些控制信息,建立逻辑连接,然后再传输数据,数据传输结束后还
需要再拆除连接
46、Internet传输层提供无连接服务的传输层协议是【UDP】。为UDP套接字分配端口号的两种方法:【①创建一个UDP套
接字时,传输层自动地为该套接字分配一个端口号(通常从1024〜65535分配一个端口号),该端口号当前未被该主机中任何
其他UDP套接字使用;②在创建一个UDP套接字后,通过调用bind()函数为该套接字绑定一个特定的端口号】P95
47、在Internet网络中,唯一标识套接字的基本信息是【IP地址和端口号】P97
48、不可靠传输信道的不可靠性表现:不可靠传输信道在传输数据的过程中,可能发生【比特差错、出现乱序、出现数据丢
失】。实现可靠数据传输的措施:【差错检测(比特查错检测)、确认、重传、序号(确保数据按序提交)、计时器(解决数据丢
失问题)】P98
49、最简单的【自动重传请求(ARQ)协议】是停-等协议。P99
50、GBN协议比较适用于【低误码率、低丢包率、带宽高时延积】信道,且对接收方缓存能力要求低。P107
51、从滑动窗口的观点来看,重传(SR)协议的【发送窗口和接收窗口都大于1】P107
52、对于滑动窗口协议,信道利用率与【发送窗口的大小】有关。P109
53、UDP首部只有4个字段,每个字段由两个字节组成,包括:【源端口号、目的端口号、长度、校验和】。源和目的端口
号用于UDP实现复用与分解。P110
54、首部长度字段占4位,【指出TCP段的首部长度,以4字节为计算单位,例如该字段值为5时,表示TCP段的首部长度
为20字节】。TCP首部的长度是可变的,最大值15表示TCP段的最大首部长度60字节。TCP段的选项字段最多为40字节。
P113
55、TCP连接管理包括【连接建立与连接拆除】。TCP连接建立通过【三次握手】过程。TCP释放连接过程为【四次挥手过程
(对称断连)】P114-115
56、快速重传算法的基本思想:【接收端每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认,以便更早地通知发送端有丢包情
况发生】P122
57、流量控制的目的是【协调协议发送方与接收方的数据发送与接收速度,避免因发送方发送数据太快,超出接收方的数据
接收和处理能力,导致接收方被数据“淹没”】。TCP的流量控制和拥塞控制利用的是【窗口机制】P123-124
58、拥塞控制策略的分类:①【拥塞预防策略】是通过采取一些技术预防拥塞的发生,如流量整形技术;②【拥塞消除策略】
是利用拥塞检测机制检测网络中是否发生拥塞,然后通过某种方法消除已发生的拥塞。P124
59、拥塞的直接后果:【数据分组通过网络的时延显著增加、由于队列满导致大量分组被丢弃】P124
60、窗口调整的基本策略是网络未发生拥塞时,逐渐“加性”增大窗口大小,当网络拥塞时“乘性”快速减小窗口大小,即
【AIMD】P124
61、TCP的拥塞控制算法包括了【慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复】P125
62、虚电路是在源主机到目的主机的一条路径上建立的一条网络层逻辑连接,为区别于电路交换中的电路,称之为虚电路。
虚电路网络是一种分组交换网络。虚电路(VC)的构成要素:【从源主机到目的主机之间的一条路径(即一系列的链路和分组交
换机);该路径上的每条链路各有一个虚电路标识(VCID);该路径上每台分组交换机的转发表中记录虚电路标识的接续关系】
P132-133
63、虚电路交换与数据报交换的主要差别:【是将顺序控制、差错控制和流量控制等功能交由网络来完成(虚电路网络),还
是由端系统来完成(数据报网络)】P134
5
64、实现异构网络互连的基本策略:【协议转换、构建虚拟互联网络】P135
65、除了异构网络互连,还有同构网络互连问题,如两个异地以太网的互连,实现这类同构网络互连的典型技术是【隧道技
术】P135
66、【路由器】是最典型的网络层设备。路由器从功能体系结构角度,可以分为【输入端口、交换结构、输出端口与路由处
理器】P136
67、路由器的交换结构主要包括【基于内存交换、基于总线交换和基于网络交换】。【基于内存交换】的交换结构性能最低,
相应的路由器通常价格最便宜,【基于网络交换】的交换结构性能最好,通常这类路由器价格较昂贵。P137
68、【转发与路由选择】是路由器两项最重要的基本功能。【最长前缀匹配优先原则】是路由器转发过程的运行原则。P138
69、在网络层常采用的拥塞控制措施:【流量感知路由(拥塞预防措施)、准入控制(广泛应用于虚电路网络的拥塞预防技术)、
流量调节(消除拥塞)、负载脱落(消除拥塞)】。通知拥塞上游的最直接的方式是【直接告知发送方】P139-142
70、分组交换网中发生拥塞的原因:【缓冲区容量有限;传输线路的带宽有限;网络结点的处理能力有限;网络中某些部分
发生了故障】P139
71、数据报长度也称为总长度字段,占【16位】,给出IP数据报的总字节数,包括首部和数据部分。16位可以表示的最大
IP数据报的总长度为【65535字节】P143
72、【DF=0】表示允许路由器将该IP数据报分片,【DF=1】禁止路由器将IP数据报分片。【MF=0】表示该IP数据报是一个
未被分片的IP数据报或者是被分片IP数据报的最后一片;【MF=1】表明该IP数据报一定是一个IP数据报的分片,并且不
是最后一个分片。P144
73、以太网帧可以承载的数据最大长度为1500字节。P145
74、IPv4地址长度为【32位】,共有232个不同IP地址。P148
75、IPv4地址被设计为定长前缀,但考虑到不同组织所要使用到的地址数量是不同的,因此设计了3种长度的前缀,分别为
【8、16、24位】,整个地址空间被分为5类,并规定A、B、C三类可以分配给主机或路由器使用,D类地址作为组播地址,
E类地址保留,该方案被称作分类寻址。P149
(1)【A类地址】,其前缀为8位,第一位为0,地址范围【-55】
(2)【B类地址】,其前缀为16位,前两位为10,地址范围【-55】
(3)【C类地址】,其前缀为24位,前三位为110,地址范围【-55】
76、网络中一些常见的特殊地址:【本地主机地址(/32)、有限广播地址(55/32)、回送地址
(/8)】P150
77、【4个】地址连续的C类地址网络,可以合并为一个地址前缀为22的超网,该超网的IP地址总数为1024。P151
78、ICMP的主要功能是进行主机或路由器间的【网络层差错报告与网络探测】P158
79、IPv6基本首部长度为【固定的40字节】。IPv6地址长度为【128位】,地址数量为2128,通常采用8组冒号分隔的十
六进制数地址形式表示。由于IPv6地址空间巨大,所以分配给主机的IPv6地址,可能包含连续的多组的“0000”,例如
8000:0000:0000:0000:4321:0501:AB96:56CD。对于具有这一特点的IPv6地址,可以采用压缩格式表示,即对于连续的多组
“0000”,可以利用【连续的两个冒号“:”(即“::”)】代替,例如8000:0000:0000:0000:4321:0501:AB96:56CD,可以压
缩表示为8000::4321:0501:AB96:56CD,但【在一个IPv6地址中只能用一次“::”】。IPv6地址的另外一种形式是在IPv6
地址中嵌入IPv4地址,即IPv6地址的低32位写成点分十进制形式,例如6700:89A1:0321:9。P160
80、IPv6的地址类型有【单播地址、组播地址和任播地址】P160
(1)【单播地址】唯一标识网络中的一个主机或路由器网络接口,可以作为IPv6数据报的源地址和目的地址
(2)【组播地址和任播地址】只能用作IPv6数据报的目的地址
81、一台主机通过局域网与一台路由器直接相连,这台路由器称为该主机的默认路由器,连接该主机所在子网的路由器接口
就是该主机的【默认网关】P161-162
82、路由选择算法可分为【全局式路由选择算法(链路状态路由选择算法(简称LS算法)最具代表性)】和【分布式路由选择算
法(距离向量路由选择算法(简称DV算法)最具代表性)】P162
83、实现大规模网络路由选择最有效的、可行的解决方案就是【层次化路由选择】P167
84、【RIP】是最早的自治系统内路由选择协议之一,度量路径时采用的是【跳数】,即每条链路的费用都为1。P168
6
85、OSPF的优点:【安全;支持多条相同费用路径;支持区别化费用度量;支持单播路由与多播路由;分层路由】P170
86、数据链路层通常提供的服务:【组帧、链路接入、可靠交付、差错控制】P177
87、【差错控制】是通过差错编码技术,实现对信息传输差错的检测,并基于某种机制进行差错纠正和处理,是计算机网络
中实现可靠传输的重要技术手段,并在许多数据链路层协议中应用。基本方式:P177-178
(1)【检错重发】,是一种典型的差错控制方式,在计算机网络中应用广泛。如,停-等协议和滑动窗口协议。
(2)【前向纠错】,是接收端进行差错纠正的一种差错控制方法,适用于单工链路或者对实时性要求比较高的应用。
(3)【反馈校验】,优点是原理简单,易于实现,无须差错编码;缺点是需要相同传输能力的反向信道,传输效率低,实时性
差。
(4)【检错丢弃】,通常适用于容许一定比例的差错存在,只适用于实时性要求较高的系统。
88、噪声的分类:【随机噪声(热噪音、传输介质引起的噪音)、冲击噪声(雷击、电机启停)】P177-178
89、突发错误发生的第一位错误与最后一位错误之间的长度称为【突发长度】P178
90、典型的差错编码:【奇偶校验码(包括奇校验码和偶校验码,是最简单的检错码);汉明码;循环冗余码】。奇偶校验码
利用1位冗余信息实现差错检测,可以表示为(n,n-1)。在奇校验码编码过程中,1位冗余位的取值为“0”或“1”,使得
编码后的码字中“1”的个数为奇数,即满足式
aa...aa=1
n-1⨁n-2⨁⨁1⨁0
式中,a0为冗余位;a1…an-1为数据位。P180
例题:对于数据10110111,采用奇校验码编码后的码字为101101111,采用偶校验码编码后的码字为101101110。
91、采用不同多路复用技术的MAC协议分别称为【FDMA、TDMA、WDMA、和CDMA】P185
92、【波分多路复用(WDM)】广泛应用于光纤通信中,实质是一种频分多路复用。P187
93、【码分多路复用(CDM)】实质是基于扩频技术,通过对码序列调制,扩展原信号的带宽,再发送,而接收端则利用码序列
的特性分离特定信号;采用的MAC协议为CDMA。P188
94、时隙ALOHA协议的冲突危险区是纯ALOHA的一半,与纯ALOHA协议相比,降低了产生冲突的概率,最大信道利用率为【36.8%】
P192
95、1-坚持CSMA的基本原理:【若通信站有数据发送,先侦听信道;若发现信道空闲,则立即发送数据:若发现信道忙,
则继续侦听信道直至发现信道空闲,然后立即发送数据】P192-193
96、CSMA/CD的基本原理:【通信站使用CSMA协议进行数据发送;在发送期间如果检测到碰撞,立即终止发送,并发出一个
冲突强化信号,使所有通信站都知道冲突的发生;发出冲突强化信号后,等待一个随机时间,再重复上述过程】。CSMA/CD
的工作状态分为【传输周期、竞争周期和空闲周期】P193
97、【令牌丢失、数据帧无法撤销】,是环网上最严重的两种错误。P197
98、IEEE802委员会将局域网的数据链路层拆分为两个子层:【逻辑链路控制(LLC)子层(即IEEE802.2标准)和介质访问控
制MAC子层】。与介质访问控制有关的内容都放在MAC子层,而LLC子层则与传输媒介无关,它的工作是面向网络层,隐藏
802系列协议之间的差异。P197
99、【地址解析协议(ARP)】用于根据本网内目的主机或默认网关的IP地址获取其MAC地址。P199
100、在以太网中,CSMA/CD协议的【冲突检测范围】是一个冲突域。P202
101、在广泛使用交换机之前,【网桥】是曾经常用于局域网互联的第二层设备,目前使用的最多的网桥是透明网桥。P204
102、从工作原理角度看,【交换机】就是多端口的网桥,是目前应用最广泛的数据链路层设备。P204
103、以太网交换机的优点:【消除冲突、支持异质链路、网络管理】P207
104、划分虚拟局域网的方法:【基于交换机端口划分、基于MAC地址划分、基于上层协议类型或地址划分】P207-208
105、现在全世界使用得最多的点对点链路的数据链路层协议是【点对点协议(PPP)】。PPP提供的功能:【成帧;链路控制
协议;网络控制协议】。PPP的具体方法,是使用【字节填充】技术。PPP定义了一个特殊的控制转义字节【01111101】P208-209
106、HDLC有3种类型的帧:【信息帧(I格式)、管理帧(S格式)和无序号帧(U格式)】。HDLC协议帧的控制字段首位为“0”
表示该帧为【信息帧】。HDLC协议是【面向位的协议】P210
107、以太网最短帧长为64字节,数据字段最少46字节。P211
108、模拟信号可通过【采样、量化和编码】等步骤变成数字信号,数字信号可通过【解码、平滑】等步骤恢复为模拟信号。
7
P215
109、同步传输方式适合于【高速数据传输系统】P217
110、双绞线主要用于【基带传输】。无论哪类双绞线,【衰落都随频率的升高而增大】P218
111、数字基带传输系统的组成部分:【信号形成器、信道、接收滤波器、抽样判决器以及同步提取】P225-226
112、【差分码】不是利用脉冲幅值的绝对电平来表示二进制数字符号0和1,而是利用【电平的变化与否】来表示信息。相
邻脉冲用电平跳变表示1,无跳变表示0。P228
113、【差分双相码(差分曼彻斯特码)】每位周期的中间时刻也要进行电平跳变(但仅用于同步),利用每位开始处是否存在电
平跳变编码信息,开始处有跳变为1,无跳变表示为0。P229
114、【米勒码(延迟调制码)】最初主要用于气象卫星通信和磁记录。P229-230
115、物理层接口规范的定义包含4个特性:【机械特性、电气特性、功能特性、规程特性】P238-239
116、【QAM】抗噪性能更好,适用于频带资源有限的通信场合。P239
117、无线网络基本组成包括【无线主机、无线链路、基站、网络基础设施】P241-242
118、自组织网络没有基站,无线主机也不与网络基础设施相连,因此,主机本身必须提供诸如【路由选择、地址分配】等服
务。P242
119、如果用IEEE802.11无线局域网络,替代原有网络中的有线以太网,则需要用无线网卡替代主机的有线网卡,用【接入
点】替代以太网交换机。P243
120、有线网络与无线网络的重要区别主要在【数据链路层和物理层】。无线链路有别于有线链路的主要表现在:【信号强度
的衰减、干扰、多径传播】P244
121、IEEE802家族是由一系列【局域网技术规范】所组成的。IEEE802.11发表于1997年,是原始标准,支持速率2Mbit/s,
工作在2.4GHz的ISM频段。定义了物理层数据传输方式:【DSSS(直接序列扩频,1Mbit/s)、FHSS(跳频扩频,2Mbit/s)
和红外线传输】,在MAC层采用了类似有线以太网CSMA/CD协议的【CSMA/CA协议】P249
122、尽管以太网和IEEE802.11都使用载波侦听随机接入,但这两种MAC协议有着重要的区别。【IEEE802.11使用碰撞避
免而以太网使用碰撞检测】;由于无线信道相比有线信道具有较高的误比特率,IEEE802.11使用【链路层】确认/重传(ARQ)
方案。P252
123、IEEE802.11帧共有3种类型:【控制帧、数据帧和管理帧】。MAC首部共【30字节】;帧主体是帧的数据部分,不超
过【2312字节】,不过IEEE802.11帧的长度通常都是小于【1500字节】;尾部是帧检验序列FCS,共【4字节】P253
124、IEEE802.11数据帧的地址P254
(1)去往AP=0,来自AP=1,则地址1、地址2、地址3分别为【目的地址、AP地址、源地址】
(2)去往AP=1,来自AP=0,则地址1、地址2、地址3分别为【AP地址、源地址、目的地址】
125、IEEE802.15.1网络本质上是一个【低功率、小范围、低速率的“电缆替代”技术】,用于互联笔记本、串行设备、蜂
窝电话和智能手机,而IEEE802.11是一个【大功率、中等范围、高速率的“接入”技术】。为此,IEEE802.15.1网络优势
被称为【无线个人区域网络标准】。IEEE802.15.1的链路层和物理层基于早期用于个人区域网络的蓝牙规范,所以通常也将
IEEE802.15.1网络称为【蓝牙网络】P265
126、【IEEE802.11】是目前应用最广泛的无线局域网技术。一个IEEE802.11无线局域网,包括【移动主机、AP、无线链路
和网络基础设施】P267
127、网络安全通信所需要的基本属性:【机密性;消息完整性;可访问与可用性;身份认证】P270
128、网络安全威胁从报文传输方面,主要包括【窃听、插入、假冒、劫持】等安全威胁。比较常见的网络攻击还包括【拒绝
服务DoS以及分布式拒绝服务DDoS】等。拒绝服务指【阻止服务器为其他用户提供服务】,例如,通过向接收方恶意泛洪分
组,淹没接收方,导致带宽耗尽,资源耗尽等过载资源情况。分布式拒绝服务DDoS指【利用多个源主机协同淹没接收方】P271
129、密码学包括【密码编码学和密码分析学】。【密码编码学】指将密码变化的客观规律应用于编制密码来保守通信秘密。
研究密码变化客观规律中的固有缺陷,并应用于破译密码以获取通信情报的,称为【密码分析学】P272
130、对称密钥加密典型方法:【DES加密算法;三重DES;AES加密算法;IDEA加密算法】。对称密钥加密算法面临着一个
最大的问题是【密钥分发】问题。P274-275
131、AES加密过程涉及4种操作:【字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加】P275
8
132、【RSA算法】是目前应用比较广泛的公开密钥算法,算法安全性高,但是计算量非常大,因此通常【RSA会与对称密钥
密码(如DES或AES)结合使用】P276
133、密码散列函数的特性:【一般的散列函数具有算法公开;能够快速计算;对任意长度报文进行多对一映射均能产生定长
输出;对于任意报文无法预知其散列值;不同报文不能产生相同的散列值】P277
134、SHA-1是典型的用于创建数字签名的单向散列算法。P277
135、【报文认证】是使消息的接收者能够检验收到的消息是否是真实的认证方法。报文(消息)认证的目的:①【消息源的认
证】,即验证消息的来源是真实的;②【消息的认证】,即验证消息在传送过程中未被篡改。P277-278
136、防火墙是能够隔离组织内部网络与公共互联网,允许某些分组通过,而阻止其他分组进入或离开内部网络的软件、硬件
或者软件硬件结合的一种设施。分类:【无状态分组过滤器、有状态分组过滤器和应用网关】。无状态分组过滤器是典型的
部署在内部网络和网络边缘路由器上的防火,其进行过滤决策时所基于的参数:【IP数据报的源IP地址和目的IP地址;TCP/UDP
报文段的源端口号和目的端口号;ICMP报文类型;TCP报文段的SYN和ACK标志位等】P286
137、【入侵检测系统(IDS)】是当观察到潜在的恶意流量时,能够产生警告的设备或系统。IDS能够检测多种攻击,如【网
络映射、端口扫描、TCP栈扫描、DoS拒绝服务攻击】等。P289
138、作为一个网络应用,电子邮件对网络安全的需求:【机密性、完整性、身份认证性、抗抵赖性】P290
139、【SSL/TLS】介于应用层和传输层之间,类似于会话层,可作为基础协议栈的一部分,也可直接嵌入到浏览器中使用。
P292
140、HTTP协议使用SSL进行安全通信时,称为安全HTTP,简记为HTTPS。P292
141、实现VPN的关键技术:【隧道技术(相对核心)、数据加密、身份认证、密钥管理、访问控制和网络管理】P296
142、IPSec两种典型的传输模式P297
(1)【传输模式】,又称作主机模式,IPSec数据报的发送和接收都是由端系统完成的,主机是IPSec感知的
(2)【隧道模式】,可联想到VPN,将IPSec的功能部署在网络边缘的路由器上,边缘路由器是IPsec感知的,路由器和路由
器之间构建起安全的隧道,数据报在隧道中进行安全封装,主机和边缘路由器之间的数据传输还是传统的IP数据报传输
143、【AH协议和ESP】是IPSec的核心。AH协议在IP数据报中,报头对应协议号为51,提供源认证和鉴别、数据完整性检
验。ESP在IP数据报中的协议号是50,提供源认证和鉴别、数据完整性检验以及机密性。P298
144、【防火墙和IDS系统】是典型的网络安全防护措施。防火墙的主要功能是【分组的过滤】;IDS可以进行【深度包检测】,
并检测多数据之间的相关性,能够检测网络映射、端口扫描、TCP栈扫描、DoS拒绝服务等多种攻击。P301
二、简答题+综合题
1、分组交换的基本原理P33
答:分组交换需要将待传输数据(即报文)分割成较小的数据块,每个数据块附加上地址、序号等控制信息构成数据分组,每
个分组独立传输到目的地,目的地将收到的分组重新组装,还原为报文。
2、与报文交换相比较,说明分组交换的优缺点P33
答:分组交换与报文交换相比,两者都采用存储—转发交换方式,最主要的区别在于是否将报文拆分为更小的分组。分组交
换在拆分与组装分组过程中,一方面会消耗一定的计算资源,另一方面还需要附加更多的控制信息,会在一定程度上降低有
效数据传输效率。与报文交换相比,分组交换的优点:交换设备存储容量要求低;交换速度快;可靠传输效率高;更加公平。
3、TCP/IP参考模型各层的主要功能及主要协议P44-45
答:(1)应用层。用户通过应用层来使用Internet提供的各种服务。主要协议:HTTP、FTP、SMTP和POP3等。
(2)传输层。由传输层的协议负责把数据传输到接收方主机上对等的应用层程序。TCP/IP参考模型的传输层主要包括面向连
接、提供可靠数据流传输的传输控制协议TCP和无连接不提供可靠数据传输的用户数据报协议UDP。
(3)网络互联层(整个TCP/IP参考模型的核心)。主要解决把数据分组发往目的网络或主机的问题。在TCP/IP参考模型中,网
络互联层的核心协议是IP。BGP、OSPF、RIP、IGMP等协议也属于网络互联层。
(4)网络接口层。这一层对应OSI参考模型中的数据链路层和物理层,网络层IP分组在这一层被封装到底层网络的链路层数
据帧中,并最终以比特流的形式在物理介质上进行传输。
4、网络应用通信的过程/基本原理P52-53
9
答:网络应用的基本通信过程就是运行在不同主机上的应用进程间以C/S方式进行的通信。在C/S结构的网络应用中,服务
器端运行的是服务器进程,被动地等待客户请求服务;客户端运行的是客户进程,主动发起通信,请求服务器进程提供服务。
5、TCP提供的面向连接服务和可靠的数据传送服务P54
答:(1)面向连接服务:在应用层报文开始传送之前,TCP客户和服务器互相交换传输层控制信息,完成握手,在客户进程与
服务器进程的套接字之间建立一条逻辑的TCP连接。这条连接是全双工的,即连接双方的进程可以在此连接上同时进行报文
收发。当应用程序结束报文发送时,必须拆除该连接。
(2)可靠的数据传送服务:应用进程能够依靠TCP,实现端到端的无差错、按顺序交付所有发送数据的服务。当应用程序的一
端将字节流通过本地套接字传送时,它能够依靠TCP将相同的字节流交付给接收方的套接字,而没有字节的丢失和冗余。
6、域名解析过程P56
答:域名解析分为递归解析和迭代解析。
(1)提供递归查询服务的域名服务器,可以代替查询主机或其他域名服务器,进行进一步的域名查询,并将最终解析结果发送
给查询主机或服务器;通常本地域名服务器都提供递归查询服务。
(2)提供迭代查询的服务器,不会代替查询主机或其他域名服务器,进行进一步的查询,只是将下一步要查询的服务器告知查
询主机或服务器(当然,如果该服务器拥有最终解析结果,则直接响应解析结果)。
7、HTTP连接(结合课本内容和例题理解计算方法)P59-62
用户在浏览器中输入了URL地址/cs/index.html,请求浏览一个引用3个JPEG小图像的Web页面。
基于默认模式的HTTP/1.0,使用不同的连接方式——默认的非持久连接(图a)、并行连接(图b)、非流水方式持久连接(图c)、
流水方式持久连接(图d),需要的时间分别为8RTT、4RTT、5RTT、3RTT。
8、HTTP典型的请求方法及作用P63
答:(1)GET:请求读取由URL所标识的信息,是最常见的方法
10
(2)HEAD:请求读取由URL所标识的信息的首部,即无须在响应报文中包含对象
(3)POST:给服务器添加信息(例如,注释)
(4)OPTION:请求一些选项的信息
(5)PUT:在指明的URL下存储一个文档
9、目前,主流的商业网站均使用Cookie技术,简述Cookie技术的主要内容P65
答:(1)HTTP响应报文中的Cookie头行:Set-Cookie。发送大小通常不超过4KB的Cookie信息,包括为其用户分配的ID、
用户对网站的访问偏好等
(2)用户浏览器在本地存储、维护和管理的Cookie文件。追加的Cookie信息包括网站的域、路径、内容、有效期和安全5个
字段
(3)HTTP请求报文中的Cookie头行:Cookie。实现对用户的跟踪、偏好统计、会话关联等功能
(4)网站在后台数据库中存储、维护Cookie信息,包括已分配给用户ID、每个ID用户在本网站的访问特征等
10、Web应用引入Cookie机制的用途和技术带来的安全问题P66
答:用途:(1)网站可以利用Cookie的ID来准确统计网站的实际访问人数、新访问者和重复访问者的人数对比、访问者的访
问频率等数据。
(2)网站可以利用Cookie限制某些特定用户的访问。
(3)网站可以存储用户访问过程中的操作习惯和偏好,对不同的用户呈现不同的界面元素,有针对性地为用户提供服务,提升
用户体验感。
(4)记录用户登录网站使用的用户名、密码等信息。
(5)电子商务网站利用Cookie可以实现“购物车”功能。
安全问题:网站利用Cookie跟踪每个用户的信息,一旦泄露,会给用户造成很大的损失;对于在公共场所多个用户使用同一
台计算机的情况,使用Cookie可能会暴露某个用户的网络操作行为,如登录过哪些网站、购买过哪些商品等信息。
11、SMTP作为电子邮件系统的核心应用层协议,具有哪些特点?P69
答:(1)只能传送7位ASCII码文本内容,包括SMTP命令、应答消息以及邮件内容
(2)传送的邮件内容中不能包含“CRLF.CRLF”,因为该信息用于标识邮件内容的结束
(3)是“推动”协议
(4)使用TCP连接是持久的
12、文件传送协议(FTP)的显著特点和服务进程组成P74
答:(1)显著特点是在传输文件内容时,需要新建一个数据连接,专门用于文件传输,文件传输结束后,数据连接即关闭
(2)服务进程:一部分为主进程,负责接受新的客户请求;另一部分为若干个从属进程,负责处理单个客户请求,与具体客户
进行交互。这样,FTP服务器可同时为多个客户进程提供服务
13、基于TCP客户与服务器的典型SocketAPI函数调用过程及其函数功能P80
11
(1)socket();功能:创建套接字
(2)close(intsockfd);功能:关闭一个描述符为sockd的套接字
(3)bind();功能:绑定套接字的本地端点地址
(4)listen();功能:置服务器端的流(TCP)套接字为监听状态
(5)connect();功能:将客户套接字与服务器连接
(6)accept();功能:从监听状态的流套接字的客户连接请求队列中,取出排在最前的一个客户请求,并且创建一个新的套接
字来与客户套接字建立TCP连接
(7)send();功能:发送数据
(8)recv();功能:接收数据
14、传输层所实现的功能P91
答:(1)传输层寻址
(2)对应用层报文进行分段和重组
(3)对报文进行差错检测
(4)实现进程间端到端可靠数据传输控制
(5)面向应用层实现复用与分解
(6)实现端到端的流量控制
(7)拥塞控制
15、相对于停-等协议,流水线协议实现可靠数据传输时,需要做哪些改进?P103
答:(1)必须增加分组序号范围。在流水线可靠传输协议中,分组中的序号字段需要多位,而不能像停-等协议那样只使用1
位序号。
(2)协议的发送方和(或)接收方必须缓存多个分组。
16、GBN协议(又称“回退N步”协议)的核心机制P105-106
(1)窗口机制:发送窗口Ws≥1(允许连续发送多个分组),接收窗口Wr=1(只能接收1个按序到达的分组)
(2)累积确认:发送方收到ACKn时,表明接收方已正确接收序号≤n的所有分组,滑动窗口基序号至n+1
(3)超时重传:仅使用一个计时器,超时后重传当前窗口内所有已发送但未确认分组。若窗口滑动后仍有未确认分组,重启计
时器;否则终止
(4)ACK处理:重复ACK(n<当前基序号)可忽略。接收方丢弃失序分组,并重发最近按序分组的ACK
(5)分组序号与窗口约束:序号字段为k位时,序号范围为[0,2k-1]。发送窗口Ws≤2k-1
例题:设传输层采用累积ACK确认的GBN协议,分组编号空间为[0,7],上层有编号为0—4的5个分组等待传输层连续发
12
送。当被上层首次调用时,发送端发送了0、1、2号3个分组,在发送这5个分组的过程中,先后收到确认ACK1、ACKO、ACK2、
ACK4、ACK3。问:
(1)发送窗口(Ws)和接收窗口(Wr)分别是多少?
(2)发送端收到ACK1后,发送窗口中分组的基序号变为多少?
(3)发送端收到ACKO后做何操作?
(4)发送端收到ACK2并作出响应后,发送窗口中有几个分组?第一个可用分组序号是什么?
(5)发送端没有按序收到确认是否说明一定出现了重传?为什么?[202304真题]
解:(1)Ws=3,Wr=1
(2)2
(3)无操作
(4)发送窗口中有2个分组,第一个可用分组序号是5
(5)否。因为接收端即使是按序发出的确认分组,但有可能下层选择的传输路径(网络层路由)不同,也可能会不按序到达发送
端。
17、SR协议核心机制P107-108
(1)发送方:维护发送窗口,对每个分组独立计时,仅重发超时未确认的分组。
(2)接收方:维护接收窗口,缓存失序分组。收到基序号分组时,交付连续分组并滑动窗口。
(3)窗口滑动条件:发送方窗口滑动需基序号被确认;接收方窗口滑动需基序号及后续连续分组被接收。
(4)序号空间约束:若序号用k位二进制表示,则窗口大小需满足Ws+Wr≤2k(SR协议中Ws=Wr=W,故W≤2k-1)。
(5)关键操作
①接收方操作:收到基序号分组:交付连续缓存分组,滑动窗口。
收到序号n<基序号的分组:丢弃但重发ACKn(避免死锁)。
②发送方操作:收到ACKn:n在当前发送窗口范围内,则将该序号标记为已接收;若n等于发送基序号,则滑动窗口至最小
未确认序号。
③超时事件:仅重传超时分组,重启计时器。
例题:设传输层采用SR协议,发送窗口(Ws)和接收窗口(Wr)均为3,分组编号空间为[0,7],上层有编号为0-4的5个分组
等待传输层连续发送,发送端在发送过程中,先后收到确认ACK1、ACK0、ACK3、ACK4、ACK2,接收端收到分组的编号顺序是:
0、1、4、3、2,而且未收到过重复的分组。试问:
(1)接收端在正确收到0号分组后做了哪些操作?
(2)发送端在收到ACK1后做了哪些操作?
(3)当针对2号分组的计时器超时后,发送端做了哪些操作?
(4)发送端在收到ACK0后做了哪些操作?
(5)接收端在正确收到2号分组后做了哪些操作?[202210真题]
解:(1)发送ACK0,将0号分组交付上层,滑动接收窗口基序号至1。
(2)将1号分组标记为已接收。
(3)重发2号分组,并启动针对2号分组的计时器重新开始计时。
(4)将0号分组标记为已接收,滑动发送窗口基序号至2,发送3、4号分组,分别启动针对4、5号分组的计时器开始计时。
(5)发送ACK2,将2、3、4号分组一并交付上层,滑动接收窗口基序号至5。
18、UDP相较于TCP的优点P110
答:(1)应用进程更容易控制发送什么数据以及何时发送
(2)无需建立连接。TCP需要三次握手建立连接。UDP不需要任何准备即可进行数据传输
(3)无连接状态
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