计算机网络期末复习
分值：简答30分、计算题40分、综合题30分
1.网络的组成
（1）网络边缘（资源子网）：面向应用的数据处理和网络资源共享。
由主机、终端设备、网络操作系统等组成。
（2）网络核心（通信子网）：支持网络边缘上用户通信的基本环境。
由互联端系统的分组交换设备和通信链路构成的网状网络
分组交换设备（路由器、链路交换机）
通信链路（光纤、铜缆、无线电、激光电路）
| 网络核心的功能 | 内容 |
|---|---|
| 路由 | 确定分组从源到目标所使用的路径，产生路由表。（全局操作） |
| 转发 | 根据路由确定的路径和目标地址，查找路由表，确定”出接口“（本地操作）。 |
2.数据的三种交换方式
（1）线路（电路）交换技术 类似《打电话》
过程：
- 建立线路：即蓝色箭头，一个节点一个节点请求，请求一条线路，占用他，反馈可用。
- 占用线路并进行数据传输：比特流直达。
- 释放线路：传输完毕，一个节点一个节点发送释放请求，释放资源。
特点：
- 独占性：建立线路后、释放线路前，整个线路不共享。同时也是线路利用率低，难以实现灵活复用
- 实时性好：通讯几乎没有延迟，通讯双方所有资源均用于本次通信。
- 线路交换设备简单：不提供任何缓存装置。
- 用户数据透明传输：双方自动进行速率匹配
（2）存储转发技术
总：较灵活，在传递突发数据时可提高网络利用率。
①报文交换技术
如图，是交换机存储一整个报文，并可进行必要的处理。
②分组交换技术
将报文分成小的多份进行传递。
分组长度小于报文交换，所以时延更小，也更具有灵活性。
特点：
线路利用率高，不同种类的终端可以相互通信，信息传输可靠性高，分组多路通信，计费与传递距离无关。
3.提高信道利用率的方法（多路复用技术）
（1）频分复用、多分复用、时分复用：书本P29-30
（2）码分复用（CDMA）
每个站分配一个码片
- A:（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1）
- B:（-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1）
- C:（-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1）
- D:（-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1）
不同站点的码片规格化内积为0。自己与自己规格化内积为1。与自己的反码规格化内积为-1。
以A为例，发送数据时，发送1，则发送（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1），发送0则发送（+1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1），互为反码。
- 现收到这样的码片序列：M=（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）
问是哪个站发送的，各自发了什么。
这时，需要用收到的码片序列与每个站的码片规格化内积/8。为1则发送了1，为-1则发送了0，为0则没有发送数据。
- A * M=1/8*(1-1+3+1-1+3+1+1)=1因此A发送了1
- B * M=-1 因此B发送了0
- C * M=0 因此C未发数据
- D * M=1 因此D发送了1
4.网桥的基本工作原理
可以分割冲突域。
基本功能：
帧过滤：根据站表，转发帧未出错且目的站点属于另一网段的帧。
可以连接不同类型的局域网
5.可靠数据的传输
数据传输的可靠的四个条件：(1)数据是按序的。(2)数据是无差错的。(3)数据是无丢失的。(4)数据是无重复的.
1.停等协议 （SW）
（1）无错信道上的停-等式协议（stop-and-wait）
- 发送方发送一帧后暂停，等待确认（Acknowldgement）到达后发送下一帧
- 接收方完成接收后，回复确认接收. • 确认帧的内容是不重要的：哑帧（dummy frame）
（2）有错信道上的停等式协议:比无错多了一个timer
2.滑动窗口协议
（1）回退N协议（GBN）：Wr=1 ; 1n-1
-
连续发送n个帧，Wr收到一个返回一个此时位置的确认，往右滑一个。Wt收到一个ack，往右滑动一个。
-
例子：1、2、3、4、5个帧传，3没传到，那么4和5即使传到了，返回的ack也是接收到帧2，系统默认从3开始都没有接收到，仍然从帧3开始重传。
（2）选择重传协议（SR）：1n-1; 1n-1
-
窗口滑动规则与GBN相同
-
例子：1、2、3、4、5个帧传，3没传到，4和5传到了，返回的是ack4、ack5，系统会检测没有收到ack3，只重发ack3。
6.网络度量
传播时延（电磁波在通道中传播的时间）= 信道长度（m）/信号在信道上的传播速率（m/s）
传输时延（数据从节点进入到传输媒体所需时间）= 数据块长度（bit）/信道宽度（b/s）
7.计算信道的最大数据传输速率
b.香农定理：最大传输速率（模拟信道的容量）=Hlog2(1 + S/N) (bps)
- 带宽为H(Hz)。随机噪声出现的大小用信噪比（信号功率S与噪声功率N之比）来衡量
- 注意率与量的转化：若题目中出现分贝，则需要多算一步：1分贝=10log10 S/N
- 此式仅是上线，难以达到。
- 增加最大传输速率的方法增加系统带宽、提升源端信号发射功率、降低噪声
8.网络层计算
（1）（子网划分）CIDR（无分类域间路由，是无分类编址方法）的应用。
例1：
例2：
（2）路由聚合：使用单个网络前缀表示多个网络路由的能力。
例：一台路由器连接多个CIDR地址块。
140.23.7.0/26
140.23.7.64/26 ====>在路由表中 140.23.7.0/24 下一跳xxx
140.23.7.128/26
140.23.7.192/26
- 它使用最长前缀匹配
（3）路由表更新
三大原则：
1.新的目的地址直接加入
2.相同的地址看下一跳，下一跳相同取最新的。
3.下一跳不同，取距离最短的。
例题：
假设路由器A和路由器B之间的链路开销为1,路由器A和路由器C之间的链路开销为3。A收到了从B发送过来的距离矢量,列出了与A,B,C,D之间的开销依次是(1,0,1,5)。这表示,例如,B和D之间的开销是5,。A同时收到了C发送过来的距离矢量,是(3,1,0,1)。下列哪一个距离矢量是A计算出来的会发送给其邻居的?
A(0,1,3,1)
B(0,1,2,4)
C(0,1,2,1)
D(2,1,2,4)
上题超纲了，还是看下面这两题吧。
例题一、考虑RIP，假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（目的网络、距离、下一跳）
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到从C发来的路由信息（目的网络、距离）: (N2, 4)、(N3, 8)、(N6, 4)、(N8, 3)、(N9, 5)，试求路由器B更新后的路由表（详细说明每项的原因）。
解答：
N1 7 A 无新信息，不变
N2 5 C 相同下一跳，更新
N3 9 C 新项目，增加
N6 5 C 不同下一跳，距离更短，更新
N8 4 E 不同下一跳，距离一样，不变
N9 4 F 不同下一跳，距离更大，不变
例题二、考虑RIP，假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（目的网络、距离、下一跳）
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现在A收到从C发来的路由信息（目的网络、距离）: (N1, 2)、(N2, 1)、(N3, 3)、(N4, 7)，试求路由器A更新后的路由表（详细说明每项的原因）。
解答：
N1 3 C 不同下一跳，距离更短，更新
N2 2 C 相同下一跳，距离一样，不变
N3 1 F 不同下一跳，距离更大，不变
N4 5 G 不同下一跳，距离更大，不变
（4）基础知识：
通过掩码与IP地址，获取网地址。
9.拥塞控制
（1）慢开始与拥塞避免
上图为出现超时时的处理方法，但是如果收到的是三个重复的ack，则需要使用快恢复
（2）快恢复
仍然将ssthresh减半，但是窗口不变为0，而是从一般开始，也是直接开始拥塞避免。
10.DNS（域名系统）：一个在TCP/IP网路网络中将计算机名字 和 IP地址相互转换的系统。由解析器 和 域名服务器组成
DNS解析：将域名映射为地址的过程。
工作在UDP和TCP协议上。主要是使用UDP。
DNS解析呈树型结构，当前服务器查询不到就请求上级服务器，一直到成功解析。
查询方式有两种：迭代查询和递归查询
例题：
由新启动的域名服务器对www.cs.washington.edu进行迭代解析,解析后,该域名服务器缓存了哪一些域名服务器的域名相关信息?
A、www.cs.washington.edu, and cs.washington.edu
B、cs.washington.edu, washington.edu, and .edu
C、www.cs.washington.edu
D、www.cs.washington.edu, cs.washington.edu, washington.edu, and .edu
答案解析：新启动的本地域名服务器意味着缓存中还没有内容,需要进行完整的域名解析,完整的域名解析包括递归查询和迭代查询两个过程。由本地域名服务器执行迭代查询,首先向根域服务器.Edu求救,直到域名的权威服务器cs.washington.edu。每一次反复,本地域名服务器缓存获得的所有中间域名服务器的信息。