软件工程复试问题 | 计算机网络2

网络里时延和带宽的概念

时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。（时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延）一般，发送时延与传播时延是我们主要考虑的。对于报文长度较大的情况，发送时延是主要矛盾；报文长度较小的情况，传播时延 是主要矛盾。
带宽又叫频宽，是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在 数字设备中，频宽通常以 bps表示，即每秒可传输之位数。在模拟设备中，频宽通常以每秒传送周期或赫 兹 (Hz)来表示（指通过的频率的宽度）。

流量控制在哪些层实现？

流量控制就是要控制发送方数据传输的速率，使接收方来得及接收。
1.数据链路层：相邻结点的流量控制，
2.传输层：端到端的流量控制，利用滑动窗口机制在 TCP 连接上实现流量控制。

网络拥塞

网络中存在太多的数据包导致数据包被延迟或丢失，从而降低了整个网络的传输性能，这种情况叫做拥塞。如果产生网络拥塞，则网络的性能明显下降，整个网络的吞吐量将随着输入负荷的增大而下降。
拥塞控制：可分为闭环控制和开环控制。开环控制是在设计网络时事先将有关拥塞的因素考虑到，力求网络在工作时不产生拥塞。闭环拥塞是基于反馈环路的概念。
拥塞控制的 4 种算法：
① 慢开始算法
② 拥塞避免算法
③ 快重传算法
④ 快恢复算法

CSMA/CD 的原理（载波侦听多路访问/冲突检测方法）

工作原理：发送数据前，先侦听信道是否空闲，若空闲，则立即发送数据，在发送数据时，边发送边继续侦听，若侦听到冲突，则立即停止发送数据，等待一段随机时间，再重新尝试。（先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。）

组成网络协议的三个要素

① 语义：对构成协议元素的含义的解释；
② 语法：数据域控制信息的结构和格式；
③ 同步：规定事件的执行顺序。

分组交换的优点和缺点

优点： ① 加速传输：因为分组交换是逐个传输，所以可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并 行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间，此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一个报 文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的几率及等待的时间也必然减少。
② 简化了存储管理：分组的长度固定，相应的缓冲区大小也固定。
③ 减少出错几率和重发数据量：因为分组较短，其出错几率必然减少，所以每次重发的数据量也就大大 减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。
缺点： ① 存在传输时延：尽管与报文交换相比的传输时延较短，但是与电路交换相比仍然存在存储转发时延， 而且对其结点交换机的处理能力有更高的要求。
② 当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达的目的地的结点时，要对分组按编号进行排序工作，工作量较大。

电路交换，报文交换，分组交换之间的区别以及联系

二层交换机和三层交换机的区别

二层交换技术是发展比较成熟，属数据链路层设备，可以识别数据包中的 MAC地址信息，根据 MAC 地址进行转发，并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机。就是二层交换技术＋三层转发技术。传统交换技术是在 OSI 网络标准模型第
二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

计算机网络各层设备及工作原理

物理层 ：集线器，中继器 （集线器不能分割冲突域）
数据链路层： 交换机，网桥
网络层 ：路由器

中继器：作用是将已经衰竭得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。放大器放大的是模拟信号
集线器 Hub：即多端口的中继器，假设一台 8 个接口的集线器连接 8 台计算机，计算机 1 发送信息给计算机 8，计算机 1 的网卡会将信息通过双绞线传送到集线器中，集线器将信息进行广播，其他 7 个端口的计算机接收到广播时，会对信息进行检查，如果是自己的则接受否则不予理睬。

网桥：网桥至少有两个端口，每个端口与一个网段连接，网桥每从一个端口接收到一个帧，就先暂存在缓存中，若该帧未出现差错，且欲发往的目的地 MAC 地址属于另一个网段（同一网段无需转发，应该丢弃），则通过查找转发表，从相应端口发出。
交换机：实质上是一个多端口网桥，每个端口都直接与主机或集线器相连，并且一般都工作在全双工方式。当主机需要通信时，交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无冲突地传输数据，通信完成后断开连接。

路由器的主要作用是转发数据包，通过查询其的路由信息表，将每一个IP 数据包由一个端口转发到另一个端口。

隔离冲突域：交换机、网桥、路由器
隔离广播域：路由器

计算机网络协议

物理层：
传输单位：比特
任务：透明传输比特流
功能：为数据端设备提供传送数据通路
设备：集线器/中继器

数据链路层：
传输单位：帧
任务：将网络层传下来的 IP 数据报组成帧
功能：
① 链路的建立，拆除，分离；
② 帧定界和帧同步
③ 差错检测
设备：交换机，网桥
协议：PPP，ARQ

网络层：
传输单位：数据包
任务：
① 将传输层传下来的报文段封装成分组
② 选择适当的路由，是传输层传下来的分组能够交付到目标主机
功能：为传输层提供服务；组包和拆包；路由选择；拥塞控制。
协议：ICMP，ARP，IP，IGMP

传输层：
传输单位：报文段
任务：负责主机两个进程之间的通信
功能：为端到端提供可靠的传输服务；为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量等管理服务。
协议：TCP，UDP