武汉科技大学计算机网络复习重点
武汉科技大学计算机网络复习重点
- 1. 计算机网络的分类？
- 2. 调制解调器的作用
- 3. 对等实体、协议、服务之间的关系？
- 4. 中继器的功能？
- 5. 香农公式的计算？
- 6. 双绞线的特点和分类。
- 7. 信道复用技术的作用及其分类
- 8. Internet（局域网）的拓扑结构？
- 9. ADSL的作用和特点
- 10. FTTx的技术特点
- 11. 最大传输单元的作用
- 12. 数据链路层的分层。
- 13. CSMA/CD协议的工作原理。
- 14. 硬件地址的特点。
- 15. 各个网络设备的工作层次。
- 16. IP地址的作用以及分类。
- 17. 如何划分子网
- 18. 如何计算子网掩码和子网号
- 19. ARP协议及其作用。
- 20. 路由表的组成以及各个字段的作用。
- 21. ICMP协议的作用。
- 22. RIP协议的工作原理和特点
- 23. OSPF协议的工作原理和特点
- 24. 外部网关协议的作用
- 25. 路由器的功能？
- 26. 多播所使用的协议以及其作用
- 27. 端口号的作用。
- 28. ARQ的工作原理
- 29. TCP和UDP是如何计算校验和的？
- 30. 流量控制的目的及其工作机制
- 31. 拥塞控制是如何工作的？有哪些算法？
- 32. 如何使用电子邮件
- 33. “三网合一”指的是哪三网？
- 34. 五层协议中，各层所采用的传输单位是什么
1. 计算机网络的分类？
按网络作用范围进行划分，包括：
① 广域网WAN：也称远程网，长距离传输。
② 城域网MAN：作用范围一般是城市，5~50km。
③ 局域网LAN：微型计算机或工作站连接，1km左右，用于学校企业等。 ④ 个人区域网PAN：个人电子设备无线连接等，10m左右。
按网络的使用者进行划分
① 公用网：电信公司建造，交费所有人均可使用。
② 专用网：特殊工作需要，不对外公开。
用来把用户接入因特网的网络：接入网
2. 调制解调器的作用
调制：使信道能传输低频分量和直流分量；解调：恢复调制前的信号的过程。
调制解调器包括调制和解调两个过程。
3. 对等实体、协议、服务之间的关系？
实体是发送或者接收信息的软硬件。协议是控制多个实体进行通信的规则集合。在协议的控制下，两个对等实体间通信让本层能向上一层提供服务。协议是对等实体通信中才有的，是水平的；而服务是下层向上一层提供的，是垂直的。
4. 中继器的功能？
负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。（即信号中转，调整和放大功能）
5. 香农公式的计算？
信道的极限传输速率C = W log (1 + S/N) ;
W为信道的带宽，单位Hz；
S/N为信道内信号的平均速率除以噪声功率，即信噪比。
6. 双绞线的特点和分类。
双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度相互绞合而成，这样可降低信号干扰的程度。双绞线衰减随着频率的升高而增大：①屏蔽双绞线STP（加强抗电磁干扰能力）②无屏蔽双绞线UTP。
7. 信道复用技术的作用及其分类
频分复用（FDM）：所有用户在同样的时间占用不同的频带资源；
时分复用（TDM）：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度（更有利于数字信号的传输）。
统计时分复用（STDM）：动态分配时隙。（明显提高信道利用率）
波分复用：光的频分复用。
码分复用（码分多址CDMA）：用户使用不同的码型互不干扰。每个站分配的码片序列（0写成-1）不仅必须各不相同，还必须互相正交，乘积之和为0。实用系统中使用伪随机码序列。
注：①任何一个码片向量和自己的规格化內积都是1；
②任何一个码片向量和该码片反码向量的规格化內积是-1；
③任何一个码片和其他码片规格化內积都是0；
8. Internet（局域网）的拓扑结构？
星型拓扑：一台中心处理器为主，其他入网机器物理链路直连，包含集线器。
特点：结构简单便于管理；线路利用率低；中心处理器负载重；入网主机故障不影响网络，中心处理器故障将导致网络瘫痪。
总线拓扑：所有入网设备公用一条物理线路，数据发往线路，由附上的设备
感知。 特点：信道利用率高；同一时间只能两个机器通信；节点故障不影响网络通信；网络延伸距离节点数量有限等。
环形拓扑：设备通过转发器接入网络，每个转发器只与两个相邻的物理链路
有直接联系，传输具有单向性，构成环状网络系统。 特点：实时性好；节点只与两个相邻节点有链路；机制简单；节点故障网络瘫痪；节点数有限。
树型拓扑：专门用于数据通信和传输的节点构成网状网络，入网设备直接接
入节点进行通信。
9. ADSL的作用和特点
ASDL：用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带数字业务。
特点：不对称上行和下行，下行带宽远大于上行带宽；把0 – 4kHz低端频谱留给传统电话使用，把原来没有利用的高端频谱留给用户上网使用；ASDL所能得到的最高数据传输速率与用户线的信噪比相关。
10. FTTx的技术特点
x代表不同的光线接入地点，即光电转换的地方。在光纤干线和广大用户之间，需要铺设一段中间的转换装置即光配线网ODN，使用户共享一根干线。光配线网采用波分复用，上行和下行分别使用不同的波长。
11. 最大传输单元的作用
最大传输单元MTU是指通信协议某一层上面能通过的最大数据报大小。超过这个大小的数据报将会分片再经由数据链路层转发。
12. 数据链路层的分层。
数据链路层分为两个部分：
- 逻辑链接控制（LLC）子层：控制信号交换，数据流量控制，解释上层通信协议的命令并产生响应，克服数据在传输过程中遇到的问题。
- 媒体访问控制（MAC）子层：MAC子层制定如何使用传输媒体的通信协议。
13. CSMA/CD协议的工作原理。
CSMA/CD：多点接入，载波监听，碰撞检测。
- 准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网首部和尾部组成帧，放入缓
存。发送之前，先检测信道。 - 检测信道：忙则不停检测，等待空闲。空闲等待96比特时间，发送帧。发送过程中
不停检测信道，边发送边监听。 - 发送成功：在争用期内一直未检测到碰撞。
- 发送失败：争用期内检测碰撞。立即停止发送数据，发送干扰信号。执行指数退避
算法，等待r倍512比特时间后，返回上一步继续检测信道。若重传16次不成功，停止重传并向上报错。
简单总结为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。
14. 硬件地址的特点。
又称物理地址或MAC地址，放在MAC帧的首部，实际上是适配器地址或适配器标识符EUI-48。数据链路层及以下使用硬件地址，是独一无二的。当数据帧中的目的地址与适配器中的硬件地址一致，才能接受这个数据帧。
15. 各个网络设备的工作层次。
① 物理层使用的中间设备叫转发器（repeater）。
② 数据链路层使用的中间设备叫网桥或桥接器（bridge）。
③ 网络层使用的中间设备叫路由器（router）。
④ 网络层以上使用的中间设备叫网关（gateway）。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换。
16. IP地址的作用以及分类。
IP地址给因特网上的每一个主机或路由器分配一个全世界唯一的32位标识符。IP地址
的结构使我们可以在网上很方便地进行寻址。
IP地址由4个字节 32位组成，包括两部分，网络号和主机号。
IP地址分为A类地址，B类地址，C类地址，D类地址，E类地址。
A类地址（1.0.0.0-126.0.0.0）：网络号最前面为0，占1个字节，主机号3个字节。
B类地址：（128.1.0.0-191.255.0.0）：网络号最前面为10，占2个字节，主机号2个字节。
C类地址：（192.0.1.0-223.255.255.0）网络号最前面为110占3三个字节为，最后一个字节为主机号。
D类地址：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”。
E类地址：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”。
17. 如何划分子网
通过将（网络号）（主机号）这样的地址变成：
子网地址（网络号）（子网号）（主机号）
即将网络的主机号借用若干位作为子网号
网络地址 = 子网掩码 “与”（and）’IP地址
通过改变子网掩码的位数来实现子网的划分。
18. 如何计算子网掩码和子网号
IP地址的网络地址是通过32位的IP地址和32位的子网掩码进行与运算得到的。
首先要把IP地址和子网掩码都换算为32位的二进制。与运算的特点是有0就为0，全1才为1。
网络前缀： ”/” 后面表示网络前缀（网络号和子网号）占的位数。
先看IP地址是第几类地址，用网络前缀减去网络地址中网络号的位数（例：C类地址24位，减去24）得到子网号；用32 – 网络前缀 = 主机号的位数；子网掩码即网络号和子网号（二进制）全置1，余下的主机号全置0，再换成十进制为子网掩码。
19. ARP协议及其作用。
地址解析协议（ARP）的作用是将主机或路由器的IP地址解析成相应的硬件地址（MAC地址）。地址解析协议ARP通过在主机ARP高速缓存(cache)中存放一个从IP地址到硬件地址的映射表，并且动态更新。
ARP进程在局域网上发送一个所有主机都能收到的ARP请求分组，如果有主机与请求的IP地址一致就收下分组，将对方主机的映射写入自己的ARP高速缓存中，并回复ARP响应分组写下自己的硬件地址。原主机收到响应分组后就在其ARP高速缓存中写入映射。
20. 路由表的组成以及各个字段的作用。
路由表包括最主要的两个信息：①目的网络地址 ②下一跳地址。
从路由表上可以根据目的网络地址确定下一跳路由器，IP地址最终一定可以找到目的主机所在目的网络上得路由器，到达最后一个路由器时才向目的主机直接交付。
21. ICMP协议的作用。
为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，使用了网际控制报文协议ICMP，
允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况。ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。
应用举例：
Ping——回送请求和回答报文；没有经过TCP和UDP
Tracert——时间差错报文和终点不可达报文
22. RIP协议的工作原理和特点
RIP(Routing Information Protocol)是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录，即“跳数”。RIP只适用于小型互联网。
RIP协议特点：
- 仅和相邻路由器交换信息；
- 交换自己知道的全部信息，即路由表：到所有网络的距离和下一跳路由器；
- 按固定的时间间隔交换信息。
23. OSPF协议的工作原理和特点
OSPF（Open Shortest Path First）：开放最短路径优先。使用分布式的链路状态协议。通
过频繁交换信息建立链路状态数据库（全网拓扑结构图），生成最短路径树，构造路由表。
OSPF协议特点：
- 向本自治系统中所有路由器发送信息。使用方法是洪泛法。
- 信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
- 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。
24. 外部网关协议的作用
解决以下两个问题：
一． 互联网规模太大，AS之间路由选择非常困难。
二． AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
使用边界网关协议BGP：采用路径向量路由选择协议。找到一条能够到达目的网络且比较好的路由。用于非核心的相邻网关之间传输信息。
25. 路由器的功能？
路由器包括两部分：路由选择和分组转发。
路由选择：路由器依据目的IP地址的网络部分，通过路由选择算法确定一条从源结点到达目的结点的最佳路由。
分组转发：通常也称为分组交换，主要按照路由选择所指出的路由将数据分组从源结点转发到目的结点。
26. 多播所使用的协议以及其作用
多播包含两个协议：网际组管理协议IGMP与多播路由选择协议。
IGMP协议是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本地局域网是否有主机参加或退出了多播组。
多播路由选择协议是让连接在局域网上的多播路由器协同工作，将多播数据报以最小的代价传送给所有的组成员。
27. 端口号的作用。
应用层各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。对应用进程进行统一的标识，能使不同操作系统的计算机应用进程相互通信。
28. ARQ的工作原理
例：A发送分组M1到B
- 无等待情况
A发送完分组M1，发完暂停，等待确认，B收到M1就向A发送确认； - 出现差错
接收方接收到有差错的报文，就什么也不做。等待A超时重传。A发完分组，暂时保留副本；分组和分组进行编号，明确分组收到确认；设置超时计时器，到期之前收到确认就撤销计时器，否则重传。设置的重传时间比数据在分组传输的平均往返时间更长一些。 - 确认丢失和确认延迟
A没有收到确认，但是B却收到分组：
① 丢弃重复分组M1，不交付。
② 向A发送确认。
自动重传请求ARQ通过这种确认和重传机制，在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。
29. TCP和UDP是如何计算校验和的？
UDP:把首部部分和数据部分一起检验，计算UDP首部+数据+12字节伪首部。
伪首部包括：源地址，目的地址，UDP数据长度，协议类型（0X11）补全0，数据部分不是偶数，添全0字节。
TCP和UDP校验和的方法一样，协议类型不同。
- 把伪首部添加到UDP上；
- 计算初始时是需要将检验和字段添零的；
- 把所有位划分为16位（2字节）的字；
- 把所有16位的字相加，如果遇到进位，则将高于16字节的进位部分的值加到最低位
上（循环进位求和），举例，0xBB5E+0xFCED=0x1 B84B，则将1放到最低位，得到结
果是 0xB84C； - 将所有字相加得到的结果应该为一个16位的数，将该数求反码则可以得到检验和。
30. 流量控制的目的及其工作机制
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。
利用滑动窗口实现流量控制，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。当TCP连接的一端收到对面的零窗口通知，就启动持续计时器。若持续计时器设置的时间到期，就发送一个零窗口探测报文段，对方确认时给出现在的窗口值。如果窗口仍然是0，就重设持续计时器。如果不是0，死锁打开。
31. 拥塞控制是如何工作的？有哪些算法？
拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制是全局性的，前提是网络能承受住网络负荷。发送方维持一个拥塞窗口cwnd，让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
拥塞控制的四种算法：
① 慢开始：由小到大逐渐增大拥塞窗口的数值。每收到一个新的报文段确认后，把拥塞窗口增加一个小于等于MSS的数值。每经过一个传输轮次，拥塞窗口cmd翻倍。
② 拥塞避免：让拥塞窗口cwnd缓慢增大，每经过一个往返时间RTT就吧发送方的拥塞窗口cwnd加1,，拥塞窗口按线性规律缓慢增长。当网络发生拥塞时，使用“乘法减小（门限值减半）”“加法增大（拥塞避免算法拥塞窗口缓慢增大）”。
③ 快重传：接收方收到失序报文段立即发出重复确认。发送方收到三个重复确认就应
当立即重传对方尚未收到的报文段。
④ 快恢复：发送方连续收到三个重复确认，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限减半。这是为了预防网络发生拥塞。然后并不执行慢开始算法，开始执行拥塞避免算法（“加法增大”），使拥塞窗口缓慢线性增大。（和前面发生拥塞的区别是不用将拥塞窗口重置为1）
32. 如何使用电子邮件
SMTP POP3
电子邮件系统包含三个主要组成构建：用户代理、邮件服务器、简单邮件传送协议SMTP。
用户代理：用户与电子邮件系统的接口，即称为电子邮件客户端软件；
邮件服务器：功能是发送和接收邮件，同时还要向发件人报告邮件传送的结果；
SMTP：规定在两个互相通信的SMTP进程之间应如何交换信息。三个阶段：
① 建立连接；
② 邮件传送；
③ 连接释放。
33. “三网合一”指的是哪三网？
电信网，广播电视网，互联网。
34. 五层协议中，各层所采用的传输单位是什么
物理层：比特流
数据链路层：帧
网络层：分组（包）
运输层：报文
应用层：报文