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计算机网络-----期末总复习（选择20+填空20+问答60）
第一章
1计算机网络的常用数据交换技术。P12
电路交换：“建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放连接（归还通信资源）”三个步骤称为电路交换。线路的传输率往往较低。
分组交换：采用存储转发技术。通常我们把要发送的整块数据称为一个报文。在发送报文之前，先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段。在每个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组。分组又称为包，首部可称为包头。
报文交换：基于存储转发原理的报文交换。

2计算机网络的定义。P17
计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。自治的概念即独立的计算机，它有自己的硬件和软件，可以单独运行使用，互相连接指计算机之间能够进行数据通信或交换信息。
最简单的计算机网络就是只有两台计算机和连接它们的一条链路，即两个节点和一条链路。因为没有第三台计算机，因此不存在交换的问题。
最庞大的计算机网络就是因特网。它由非常多的计算机网络通过许多路由器互联而成。因此因特网也称为“网络的网络”。

3计算机网络的分类。P17
按网络的作用范围分类：广域网WAN；城域网MAN；局域网LAN；个人区域网PAN。
按使用者分类：公共网；专用网。
按交换功能分类：电路交换网、报文交换网、分组交换网、帧中继网和ATM网。
按拓扑结构分类：星型网；树型网；总线型网；环型网；网状网和混合网。

4计算机网络的主要性能指标。P19
带宽：：(1)带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。单位是赫（千赫，兆赫，吉赫）。因此表示通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路的带宽。
（2） 在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。带宽的单位是“比特每秒”记为b/s。这种单位前面通常加千（k）兆（M）吉（G）或太（T）这样的倍数。
时延：：时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。也称为延迟或迟延。
1发送时延 发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，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。也叫“传输时延”。
发送时延=数据帧长度（b）/发送速率（b/s）
2传播时延 传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s
3处理时延 主机或路由器在收到分组时花费一定的时间进行处理
4排队时延 分组在经过网络传输时，要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要先输入队列中排队等待处理
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
利用率 ：：利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。D=D0/(1-U) D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，U网络的利用率。信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。

5协议的概念及组成要素。P26
为进行网络中的数据交换而建立的规则，标准或约定称为网络协议。简称协议。
三要素：语法，语义，同步。

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层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
协议和服务概念上是很不一样。首先，协议的实现保证了能够向上层提供服务。使用本层服务的实体只能看见服务而无法看到下面的协议。就是说，下面的协议对上面的实体是透明的。
其次，协议是水平的，即协议是控制对等实体之间通信的规则。但服务是垂直的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。只有能被高一层实体看得见的功能才能称为“服务”。

7 OSI七层模型和TCP/IP。P28图
运输层最重要的协议是传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，而网络层最重要的协议是网际协议IP。

第二章 物理层
1物理层与传输媒体的接口特性。机械特性；电气特性；功能特性；过程特性。

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。P42
奈奎斯准则：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决成为不可能。
如果信号相对较强，那么噪声的影响就相对较小因此，信噪比很重要。所谓信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，常记为S/N，单位（dB）
信噪比（dB）=10log10（S/N）（dB）
香农公式指出：信道的极限信息传输速率C是C=Wlog2（1+S/N）(b/s)
W为信道的带宽（Hz）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。

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。
导引型传输媒体：双胶线；同轴电缆；光缆
非导引型传输媒体：短波通信；无线电微波通信（地位重要）
传统微波通信方式的两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。

4. 计算机网络中常用的信道复用技术及其原理。 P51
频分复用（最基本）；时分复用（最基本）；统计时分复用；波分复用；码分复用。复用是通信技术中的基本概念。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。TDM信号也称为等时信号。
在进行通信时，复用器总是和分用器成对使用。
统计时分复用STDM是一种改进的时分复用，它能明显地提高信道的利用率。集中器常使用统计时分复用。
波分复用WDM就是光的频分复用。光纤
码分复用CDM是另一种共享信道的方法。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。最初用于军事。

5常用的宽带接入技术。
非对称数字用户线ADSL；光纤同轴混合网（HFC网）；FTTx技术。

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？P68
封装成帧；透明传输和差错检测。
封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成一个帧。数据部分长度上限----最大传送单元MTU。
解决透明传输，就必须设法使数据中可能出现的控制符“SOH”和“EOT”在接收端不被解释为控制字符。方法是发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”。而在接收端的数据链路层在把数据送往网络层之前删除这个插入的转入字符。这种方法称为字节填充或字符填充。
差错检测目前在数据链路层广泛使用了循环冗余检验和检错技术。

2. 循环冗余检验码的计算。P70
在接收端把收到的数据以帧为单位进行CRC检验：把收到的每一个帧都除以同样的除数P（模2运算），然后检查得到的余数为R。R为0，判定这个帧无差错，接受；R不为0，判定这个帧有差错，丢弃。

3. 局域网的工作层次及特点。
主要特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和战点数目均有限。
局域网工作层次跨越了数据链路层和物理层。

4. 网卡的作用及工作层次。
网卡也称网络适配器，是电脑与局域网相互连接的设备。适配器的一个重要功能就是要进行数据串行传输和并行传输的转换。适配器还要能够实现以太网协议。
工作层次 ：数据链路层和物理层。

5. 以太网的介质访问控制方法（CSMA/CD）的含义。
主要应用于现场总线Ethernet中。在传统的共享以太网中，所有的节点共享传输介质。
CSMA/CD是一种争用型的介质访问控制协议。
Csma/cd协议的要点：多点接入；载波监听；碰撞检测。

6. 物理层和数据链路层扩展以太网的方法及特点。
物理层扩展以太网：以太网上的主机距离不能太远，否则发送的信号经过铜线就会衰减使CSMA/CD协议无法正常工作。过去，两个网段可用一个转发器连接。现在，扩展主机和集线器之间的距离的一种简单方法就是使用光纤和一对光纤调制解调器。如果使用多个集线器，就可以连接成覆盖更大范围的多级星型结构的以太网。
数据链路层扩展以太网：使用网桥。网桥工作在数据链路层，根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。使用网桥的好处：1过滤通信量，增大吞吐量2扩大了物理范围3提高了可靠性4可互连不同物理层，不同MAC子层和不同速率的以太网。缺点：1增加了时延2没有流量控制功能3广播风暴
注意，使用网桥，不改变帧的源地址。

7.高速以太网的标准名称及其所代表的含义。
100BASE-T以太网：在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，使用IEEE802.3的CSMA/CD协议。又称快速以太网。
吉比特以太网：可用作现有网络的主干网，也可在高带宽的应用场合中用来连接工作站和服务器。吉比特以太网工作在半双工方式时，就必须进行碰撞检测。
10吉比特和100吉比特以太网：保留了802.3标准规定的以太网最小帧长和最大帧长。10GE工作在全双工方式，不存在争用问题，不使用CSMA/CD协议。
以太网是可扩展的；灵活的；易于安装；稳健性好。

第四章 网络层
1. 虚电路和数据报两种服务的优缺点 。图P114

2. IP地址和物理地址的关系。P121
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
IP地址分组IP数据报的首部，而硬件地址放在MAC帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP地址；数据链路层及以下使用的是硬件地址。数据链路层看不见数据报的IP地址。

3.分类IP地址的分类标准。图P120
A类地址主机号占3个字节，因此每一个A类网络中的最大主机数2的24次方-2，即16777214。IP地址空间共有2 32个地址。整个A类地址空间共有2 31个地址。50%.
B类地址的网络号字段2字节，前面两位（10），剩下14可以进行分配。整个B类地址空间共约2 30个地址。25%
C类地址有3个字节的网络号字段，最前面3位（110），还有21位可以分配。C类地址空间共约2 29个地址。12.5%

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。P134——P138计算看书上P138例题
当没有划分子网时，IP地址是两级结构。划分子网后IP地址变成三级结构。划分子网只是把IP地址的主机号进行划分，而不改变IP地址原来的网络号。早期IP地址设计不合理,主要表现有Ip地址空间利用率低；使路由器变得太大；两级IP地址不够灵活。
划分子网思路如下：1一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网。划分子网是单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络有多少子网构成，因为对外这个单位仍然表现为一个网络。2划分子网方法就是从网络的主机号借用若干位作为子网号subnet-id。当然主机号也就相应减少同样的位数。两级IP地址在本单位内部变成三级IP地址：网络号，子网号和主机号。IP地址：：={<网络号>，<子网号>，<主机号>}3凡是从其他网络发送给本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后，再按目的网络号和子网号找到目的子网，把IP数据报交符目的主机。
我们知道，从IP数据报的首部无法看出源主机或目的主机所连接的网络的子网的划分。使用到子网掩码。子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。如果一个网络不划分子网，那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。
A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0，或0xFF000000；
B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0，或0xFFFF0000；
C类地址的默认子网掩码是255.255.255.0，或0xFFFFFF00.

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。P141
CIDR最主要特点有两个：1CIDR消除了传统A类，B类,C类地址以及划分子网的概念。
IP地址：：={<网络前缀>，<主机号>} 2CIDR把网络前缀都相同的连续IP地址组成一个CIDR地址块。在斜记法中，斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。
由于一个CIRD地址块中有很多地址，所以在路由器表中就利用CIDR地址块查找目的网络。这种地址的聚合常称为路由聚合，它使得路由器表中的一个项目可以表示原来传统分类地址的很多个路由。

6. IP数据报的基本构成 。图P127
一个IP数据报由首部和数据两部分组成。

7. RIP、OSPF、BGP路由选择协议的主要特点， RIP 协议的实现原理。
目前因特网中，一个大的ISP就是一个自治系统。这样因特网把路由选择协议划分为两大类：1内部网关协议IGP 如RIP和OSPF协议
2外部网关协议EGP 目前使用最多的是BGP
RIP的工作原理

RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议[RFC1058]，叫做路由器信息协议。RIP是一种基于距离向量的路由器选择协议，优点简单。
RIP协议要求网络中每一个路由器都要维护从它自己到每一个目的网络的距离记录。RIP只适用小型互联网。
RIP协议的特点：1仅和相邻路由器交换信息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按固定的时间间隔交换路由器信息。
OSPF最主要特征: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，但这只是路由器知道的部分信息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泛法发送此信息。
BGP的使用环境不同，主要是因为：1因特网的规模太大，是AS之间路由选择非常困难2AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
BGP采用了路径向量路由选择协议。
第5章 运输层
1.运输层的作用。
运输层向它上面的应用层提供通信服务；运输层提供应用进程间的逻辑通信；运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节。

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：传输数据之前不需要先建立连接
（2）传输控制协议TCP：提供面向连接的服务

3. UDP报文结构、TCP报文结构。P194 P202

4.TCP可靠传输的原理及实现方法。P205

5.TCP流量控制的原理实现方法。P212
所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。

6.TCP拥塞控制的原理实现方法。P214
所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样使网络中的路由器或链路不至过载。
几种拥塞控制方法;1慢开始和拥塞避免2快重传和快恢复

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 -P227
B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，准备接受客户进程的连接请求。
A的TCP客户进程也是首先创建传输控制模块TCB，然后向B发出连接请求报文段。
B收到连接请求报文段后，如同意连接，则向A发送确认。
三个创建建立过程叫三次握手。
TCP释放连接过程
A收到来自B的确认后，就进入FIN-WAIT-2状态，等待B发出的连接释放报文段。
若B已经没有要向A发送的数据，器应用进程就通知TCP释放连接。
A收到B的连接释放报文段后，就必须对此发出确认。
B只要收到A发出的确认，就进入CLOSED状态。
TCP释放连接过程是四次握手。

第六章应用层
1.域名系统DNS的作用。
域名系统DNS是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为IP地址。
2.因特网的域名结构及顶级域名的构成情况。P236
任何一个连接在因特网的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构名字，即域名。这里的“域”是名字空间中一个可被管理的划分。域可以划分为子域，子域可以继续划分为子域的子域，这形成顶级域、二级域、三级域等等。例如mail.cctv.它由三个标号组组成，其中标号是顶级域名，标号cctv是二级域名，标号mail是三级域名。
顶级域名分为三大类：国家顶级域名nTLD；通用顶级域名gTLD；基础结构域名，只有一个，及arpa用于反向域名分析，因此又称为反向域名。

3.电子邮件系统的构成及所使用的协议。P268
一个电子邮件系统由三个主要组成构件：用户代理，邮件服务器，以及邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。POP3是邮件协议的版本3.

4.（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）。P250
万维网的概念：是一个大规模的，联机式的信息储藏所，简称web。
万维网必须解决的四个问题：1怎样标志分布在整个因特网的万维文档？万维网使用统一资源定位符URL2用什么样的协议来实现万维网上的各种连接？超文本传送协议HTTP3怎样使用不同作者创作风格的不同风格的万维网文档，都能在因特网上的各种主机上显示出来，同时使用户清楚地知道在什么地方存在着链接？使用超文本标记语言HTML4怎样解决用户能够很方便地找到所需的信息？用户使用搜索工具在万维网上方便地查找所需信息

5.FTP协议的两个进程、两个连接、两个端口。图P246
服务进程由两个大部分构成：一个主进程，若干个从属进程。
图中服务器端有两个从属进程：控制进程和数据传送进程
FTP的客户和服务之间要建立两个并行的TCP连接：控制连接和数据连接。
图中两个端口;FTP客户端和FTP服务器端。

6.DHCP协议的作用及工作过程。P279 工作过程图P280
必须要有一台DHCP工作在网路上面，它会监听网路的DHCP请求它提供两种IP定位方式
自动分配：一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP伺服器端租用到IP位址之後，就永远使用这个位址。
动态分配：当DHCP第一次从HDCP伺服器端租用到IP位址之後，并非永久的使用该位址，只要租约到期客户端就得释放(release)这个IP位址以给其它工作站使用。当然客户端也可以延续(renew)租约或是租用其它的IP位址。动态分配显然比自动分配更加灵活，尤其是当您的实际IP位址不足的时候。

实验部分
1.组装100BASE-TX所需的设备和器件。
2.非屏蔽双绞线布线标准EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。
3.直通线缆和交叉线缆的制作方法。
4. ipconfig 和Ping的用法。
5. HTML文件的基本结构。
6. 基于PacketTracer的VLAN和静态路由的配置实现。