计算机网络期末复习

计算机网络期末复习

第一章 计算机网络体系结构

计算机网络发展史

ARPANet ---->三级结构因特网 ---->ISP结构

计算机网络定义、组成、功能

定义：利用通信线路和交换设备将地理位置分散的、具有独立功能的多台计算机连接起来，按照某种协议进行数据通信、实现资源共享的信息系统

组成：核心部分（通信线路和交换设备） 边缘部分（独立功能的多台计算机）

功能：数据通信、资源共享 资源

资源： 软件、 硬件、 数据

在因特网的核心部分实现网络互联的设备是 ? ，其工作方式为 ? 交换。

路由器 分组

下列说法正确的是 。

A、因特网的核心部分由所有连接在因特网上的主机组成

B、网络互联指的是使用集线器和交换机连接多个网络

C、因特网边缘部分的工作方式为客户-服务器方式和P2P方式

D、以上说法都不对

A：核心部分由通信线路和交换设备组成

B：用路由器连接多个网络

C：正确

计算机网络分类

• 分布范围划分： 广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网PAN
• 使用者划分：公用网、专用网
• 拓扑结构划分：总线型、星型、环形、网状型
• 数据交换技术划分：电路交换、报文交换、分组交换

电路交换

• 独占用一条端到端的通信资源，直接传输数据
• 传输时延小，可传输数据量大

报文交换

• 采用存储转发的方式

分组交换

• 采用存储转发的方式
• 将数据进行分组传输
• 当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换
• 提高信道利用率，分组交换比报文交换时延小

计算机网络分层体系结构：OSI参考模型

物联网输会示用

• 物理层：在物理媒体上实现比特流的透明传输
• 数据链路层： 把网络层传下来的数据报组装成帧
• 网络层： 把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务
• 传输层： 负责主机中个两个进程的通信，端到端的通信
• 会话层： 负责会话建立，向用户进程提供建立连接，并在连接上有序地传输数据
• 表示层： 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式
• 应用层： 所有能和用户交互产生网络流量的程序

下列关于计算机网络体系结构分层叙述正确的是 。

A、当任何一层发生变化时，其他各层也需相应地改变

B、增加了复杂度，能促进标准化工作

C、分层后易于实现和维护

D、目前最广泛使用的是OSI的七层分层模型OSI/RM

C

A: 各层相对独立

B：减少了复杂度

D：目前广泛使用的是TCP/IP

计算机网络分层体系结构：TCP/IP参考模型

网络接口层（物理层和链路层）、网际层、传输层、应用层（会话层、表示层、应用层）

计算机网络分层体系结构：5层参考模型

物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层

• OSI定义三点：服务、协议（对等实体遵守的规则）、接口（同一结点相邻两层）
• OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
• TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为重要层次

时延计算问题

（1）发送时延：发送时延=数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s） 
（2）传播时延：传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s） 
（3）处理时延题目中会给出。 
（4）排队时延和处理时延一般题目都会忽略不计。 
（5）总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
（6）时延带宽积=传播时延*带宽
（7）往返时间RTT：发送时间=数据长度/发送速率；有效数据率=数据长度/(发送时间+RTT)
（8）利用率：D。表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，网络当前的利用率为U，则：D=D。/(1-U)
（9）带宽时延积=带宽×(距离/传播速率）(也指传播信道上比特数目最大的数值）

试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共 x（bit）。从源点到终点共经过 k 段链路，每段链路的传播时延为 d（s），数据率为 b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为 s(s)。在分组交换时分组长度为 p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察 k 段链路共有几个结点。）(可以参照第10题上面的计算公式）
答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b)，其中(k-1)(p/b)表示 K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当 s>(k-1)(p/b)时，分组交换的时延比电路交换的时延小，当x>>p,相反。

第10题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit)，其中p为分组的数据部分的长度，h为每个分组所添加的首部长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(bit/s)，但传播时延和节点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？(可以参照第10题上面的计算公式）
答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= (x/p)((p+h)/b)+ (k-1)(p+h)/b ，D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5

假设信号在媒体上的传播速率为2×108m/s，发送数据长度为107bit，发送速率为100kb/s,收发两端之间的传输距离为1000km，则传输时延为 秒，传播时延为 秒。

传输时延=发送时延=10*7/10 * 5=100

传播时延=10 * 5/2* 10 *8=0.005

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量的计算机网络性能指标是?

吞吐量

计算机网络的性能指标与非性能指标

性能指标

• 速率
• 带宽 （最大数据传输速率，单位bit/s）
• 吞吐量
• 时延
• 时延带宽积
• 往返时间RTT
• 利用率

非性能指标

• 费用（价格）
• 质量
• 标准化
• 可靠性
• 可拓展性和可升级性
• 易于管理和维护

两者区别

非性能特征：宏观整体评价网络的外在表现。性能特征：具体定量描述网络的技术性能。

我们通常讲的带宽，如100Mb/s，指的是 。

A、发送速率 B、传播速率 C、处理速率 D、交换速率

A

第二章 物理层

物理层概述

定义 在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，确定与传输媒体接口的一些特性

械气工程

• 机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况
• 电气特性：规定传输二进制时，线路上信号的电压范围，阻抗匹配、传输速率和距离限制
• 功能特性：指明某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线用途
• 规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序关系

?层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的分层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。

物理层 物理层的作用是要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异

数据通信基础

码元

码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散值，这个时长内的信号成为k进制码元，而该时长称为码元宽度。码元离散状态有M个时，称为M进制码元。

码元传输速率（波特率）

单位时间内传输的码元个数，单位时波特（B）

已知八进制数字信号的传输速率为1600B。试问变换成二进制数字信号时的传输速率是多少？

1600B代表单位时间传输1600个码元，因为是八进制码元，一个码元携带3b，所以传输速率为1600*3=4800b/s

消息

通信的目的是传送消息，如语音、文字、图像、视频等

数据

数据是运送消息的实体

信号

信号是数据的电气或电磁的表现

信道

• 单工通信：只支持一个方向通信：广播
• 半双工通信：同一时间只能由一个方向通信：对讲机
• 全双工通信：两条信道：打电话

编码与调制（信号的变身）

基带信号

来自信源的信号

编码（基带调制）

从模拟信号变成数字信号

带通调制

从数字信号变成模拟信号

常用编码方式

• 归零编码：高1低0，后半段归零
• 非归零编码：高1低0，后半段不归零
• 曼彻斯特编码：前高后低->1 前低后高->0/1
• 差分曼彻斯特编码：跳变为0，不变为1

常用带通调至方式

• 调幅
• 调频
• 调相
• 正交振幅调制（调幅+调相）

极限数据传输率

奈氏准则

在理想低通（无噪声、带宽受限）条件下，极限码元传输速率为2W Baud，W是信道带宽，V是有多少种码元

理想低通信道下的极限数据传输率=2Wlog2V

香农定理

在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息的数据传输速率有上限

信道的极限数据传输速率=Wlog2(1+S/N)

信噪比（dB）=10log10(S/N)

电话系统的典型参数是信道带宽为3000Hz，信噪比为30dB，则该系统最大数据传输速率是多少？

30dB=10log10(S/N) 则S/N=1000

信道的极限数据传输速率=Wlog2(1+S/N)=3000 x log2(1+1000)≈30kb/s

信道复用技术

定义

把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，使得多个计算机或终端设备共享信道资源，提高信道利用率。把一条广播信道逻辑上分成几条用于两个节点之间互不干扰的子信道，实际就是把广播信道转变为点对点信道

划分信道方式

• 频分多路复用（FDM）
• 时分多路复用（TDM）+统计时分复用（STDM）
• 波分多路复用（WDM）：关的频分复用，根据光的频率划分光信号，各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。
• 码分多路复用（CDM）

传输介质

• 10BASE-T: 10Mb/s双绞线，每段最长100米
• 100BASE-T: 100Mb/s双绞线，每段最长100米

抗干扰能力&带宽

光纤>同轴电缆>双绞线

非导向性传输介质

• 无线电波：较强穿透能力，信号向所有方向传播 用于广播领域
• 微波：信号固定方向传播，数据率高
  • 地面微波接力通信
  • 卫星通信 优点：距离远，覆盖广 缺点：传播时延大，误码率高
• 红外线、激光：信号固定方向传播，把传输信号转换为各自的信号格式，在空间传播

下列叙述正确的是 。

A、可以通过提高信号在链路中的传播速率来获得高速网络链路

B、可以通过提高发送速率来获得高速网络链路

C、使用光纤作为传输媒体的链路比使用双绞线作为传输媒体的链路网络带宽要大，是因为光纤传输信号的速率更快

D、提高链路带宽减小了数据的传播时延

B

普通的宽带是用电话线为介质，最好也就是铜丝来传导信息， 和光纤是通过光的折射来传导，在光路里会一直折射，他能通过折射来放大信各号很多倍。 所以同样的带宽，光纤的速度要比电话线快好多

多个主机在以太网上传输数据时，有可能发生数据碰撞，其原因是

A、电磁波在总线上的有限传播速率的影响

B、人为干扰

C、外界电磁波的干扰

D、以上都不对

A

分别使用网线和串口连接两台计算机进行数据传输，下列说法正确的是 。

A、使用了不同的物理层实现方式

B、都使用了IP协议

C、使用的数据链路层实现是相同的

D、都使用了TCP协议

A

下列关于传输媒体叙述错误的是 。

A、双绞线可以分为UTP和STP两类

B、光纤传输距离比双绞线更远

C、多模光纤比单模光纤的传输距离远

D、传输媒体可以分为导向传输媒体和非导向传输媒体两类

C 单模光纤比多模光纤的传输距离远

使用光纤组网比使用双绞线组网，网络速率往往可以更快，这主要是因为

时延减小了。

A、传输 B、传播 C、处理 D、排队

A 发送时延小 介质中的传输速率都是一样的，只是带宽有区别

物理层设备

• 中继器 两口
• 集线器 多端

以太网的集线器工作在 ______层，以其进行组网的网络拓扑结构为______形。

物理 星

各层设备

• 物理层设备：中继器、集线器
• 链路层设备：网桥、交换机
• 网络层设备：路由器

宽带接入技术（有线）

• 非对称数字用户线ASL 双绞线（原电话线进行改造）
• 光纤同轴混合网HFC 光纤+同轴电缆（原有电视网进行改造）
• 光纤到…FFTx 光纤

第三章 数据链路层

链路层概述

链路层信道类型

• 一对一：点对点信道
• 一对多：广播信道

链路层要解决的问题 （密封，透气性差）

• 封装成帧
• 透明传输
• 差错检验

数据链路层的主要任务是 。

A、负责不同网络上的主机之间的数据可靠传输

B、负责同一网络上的主机之间的数据可靠传输

C、负责相邻结点间的数据可靠传输

D、以上都不对

C B:是网络层任务

封装成帧

定义

在一段数据的前后添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

首部和尾部包含许多的控制信息，有一个重要作用：帧定界 （确定帧的界限）

透明传输

定义

不管传输什么样的比特组合，都应当能在链路层上进行传输。

当所传得数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，应当采取措施，使接收方不会将这样的数据认为是传输的控制。

采取字符/字节填充法解决透明传输问题

差错检测

差错

• 位错：比特位出错 0变成1,1变成0
• 帧错
  • 丢失：收到[#1]-[#3]
  • 重复：收到[#1]-[#2]-[#2]-[#3]
  • 重复：收到[#1]-[#2]-[#2]-[#3]

原因

由于噪声引起

全局性

• 由于线路本身电气特性所产生的随机噪声(热噪声)，是信道固有的，随机存在的。

• 解决办法：提高信噪比来减少或避免干扰。

局部性

• .外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声，是产生差错的主要原因。
• 解决办法：通常利用编码技术来解决。

要发送的数据是1101 0110 11，采用CRC校验，生成多项式是10011，那么最终发送的数据应该是？

最终发送数据：要发送的数据+帧校验序列FCS

1. 加0（根据多少阶加多少个零）
2. 模2除法，数据加0后除以多项式，余数为循环校验码，用异或

答：阶是4，10011等于1×2*4 后面加4个零为11010110110000

​ 再进行异或除法

网络协议

定义

在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先定好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。

要素

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；

（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答；

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。

网络协议中规定数据与控制信息的结构或格式的要素称为 。

A、语法 B、语义 C、同步 D、以上都不对

A

PPP协议

定义

点对点协议（Point-to-Point Protocol）是目前使用最广泛的数据链路层协议，用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用PPP协议（用户计算机和ISP进行通信时所使用的协议）

PPP协议实现透明传输的方法

• 异步传输|面向字符：字节填充法
• 同步传输|面向比特：零比特填充法（标志字段F是01111110，所以要“五个1后填充一个1”）

PPP协议是 应用 层的协议。

数据链路层

用于用户拨号接入ISP的协议是 。

A、CSMA/CD

B、HDLC

C、PPP

D、FTP

C

CSMA/CD协议（局域网广播信道所使用）

动态分配信道

• 特点：信道并非在用户，通信时固定分配给用户
  • 随机接入：随机访问介质访问控制 CSMA/CD协议
  • 受控接入：轮询访问介质访问控制 令牌传递协议

定义

载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD（carrier sense multiple access with collision detection）

• CS：载波侦听/监听，每一个站在发送数据之前以及发送数据时都 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据。

• MA：多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 总线型网络

• CD：碰撞检测（冲突检测），“边发送边监听”，适配器边发送数 据边检测信道上信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时 其他站是否也在发送数据。 总线型网络 半双工网络 半双工网络

请简述IEEE802.3以太网采用的介质访问控制协议的工作原理

答：

1. 工作站要发送数据时,先侦听信道是否有载波,如果有,表示信道忙,则继续侦听,直至检测到空闲,立即发送数据;
2. 在发送数据过程中进行冲突检测,如果在冲突窗口内没有发生冲突,则表示数据发送成功,否则立即停止发送,并采用二进制指数回退算法,等待一个随机时间后在重复发送过程;
3. 对于接收方,则根据数据包的校验和正确与否和物理地址是否为自己来决定是否将数据交给上层协议.

局域网

定义

局域网（Local Area Network）：简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，使用广播信道

特点

• 覆盖的地理范围小，只在一个相对独立的局部范围内联，如一座或集中的建筑群内
• 使用专门铺设的传输介质（双绞线、同轴电缆）进行联网，数据传输速率高
• 通信延迟时间短，误码率低，可靠性较高
• 具有广播功能，能从一个站点方便低访问全网

逻辑链路控制子层

LLC子层负责识别网络层协议，然后对他们进行封装，为网络层提供服务

介质访问控制子层（数据链路层主要作用）

MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接受与发送，链路管理，帧的差错控制。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路的种类的差异性

以太网Ethernet

定义

以太网指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带总线局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMD/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术

网络适配器（网络接口卡/网卡）

计算机怎么连到局域网/以太网的？

靠适配器（网络接口卡/网卡）

MAC地址

每个适配器有一个全球唯一的48位二进制地址，前24位代表厂家（由IEEE规定），后24位厂家自己指定。常用6个十六进制数表示，如02-60-8c-e4-b1-21。

MAC帧

• 单播帧
• 多播帧
• 广播帧
  

下列说法错误的是 。

A、因特网是“网络的网络”

B、网络把许多计算机连接在一起

C、因特网把许多网络连接在一起

D、网络互联指的是把多个以太网用以太网交换机连接起来

D

以太网交换机是用来实现虚拟局域网，以太网是一种标准

下列关于以太网叙述正确的是 。

A、以太网采用请求重传方法，保证提供的数据传输服务是可靠的

B、当以太网上的主机收到一个有差错的数据帧时，就丢弃此帧，其他什么也不做

C、以太网以IP数据报为单位进行分组的传输和转发

D、以太网对发送的数据帧进行编号，并且要求对方发回确认

B 以太网是数据链路层的标准

高速以太网

定义

速率≥100Mb/s的以太网称为高速以太网。

种类

• 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，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议
• 吉比特以太网：在光纤或双绞线上传送1Gb/s信号。
• 10吉比特：10吉比特以太网在光纤上传送10Gb/s信号。

10BASE-T以太网的物理拓扑结构是 。

A、星形网 B、树形网 C、环形网 D、总线网

A

链路层设备

网桥

• 透明网桥：无配置路由表，自动学习
• 源路由网桥：提前人工配置路由表
  

使用两个透明网桥B1和B2组建以下局域网，开始时B1和B2的转发表是空的，之后依次发生了以下通信过程：

（1）主机E发送数据帧至主机D，则B1 该帧。

A、接收不到 B、转发 C、丢弃 D、不能确定如何处理

（2）主机F发送数据帧至主机E，则B2 该帧。

A、接收不到 B、转发 C、丢弃 D、不能确定如何处理

B C 一开始没有E的地址，所以B1、B2、都会转发该数据帧

​ 第二次有E的地址在转发表，所以B2不会转发，选择丢弃

交换机（多接口网桥）

• 直通式交换机：查完目的地址（6B）就立刻转发。延迟小，可靠性低，无法支持具有不同速率的端口的交换
• 存储式交换机：将帧放入高速缓存，并检查否正确，正确则转发，错误则丢弃。 延迟大，可靠性高，可以支持具有不同速率的端口的交换

虚拟局域网（VLAN）

由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段有某些共同的需求，因此就被放在同一个VLAN里，以太网交换机就可以通过以太网帧中的VLAN标记对不同VLAN的主机进行数据转发。

冲突域&广播域

冲突域：同一时间内只能有一台设备发送信息的范围

广播域：如果站点发出一个广播信号，所有能接受收到这个信号的设备范围称为广播域

以 扩展以太网会扩大冲突域。

A、集线器

B、网桥

C、集线器和网桥

D、以上都不对

A 集线器会扩大冲突域 网桥会隔离冲突域

使用以太网交换机扩展局域网，则下列叙述不正确的是 。

A、地理范围扩大了

B、每一个站获得的带宽变小了

C、冲突域不变

D、网络吞吐量增加了

B 交换机并不会影响带宽，没个端口的带宽是固定的

使用集线器扩展局域网，则下列叙述不正确的是 。

A、地理范围扩大了

B、每一个站获得的带宽不变

C、冲突域增大了

D、网络吞吐量不变

B 集线器不同于交换机，会扩大冲突域，从而使带宽减少

第四章 网络层

网络层概述

网络层向上只提供灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务，主要任务是把分组（IP数据报）从通过路由选择与转发从源端到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。互联网可以由多种异构网络互连组成。

IP数据报

• 首部长度：单位是4B，最小为5
• 总长度：首部＋数据，单位是1B
• 生存时间（TTL）：IP分组的保质期。经过一个路由器-1，变成0则丢弃
• 首部检验和：只检验首部
• 源地址和目的地址：IP地址 32位
• 标识：同一数据报的分片使用同一标识。
• 标志：只有2位有意义×_ _
  • 中间位DF（Don’t Fragment）：
    • DF=1，禁止分片
    • DF=0，允许分片
  • 最低位MF（More Fragment）：
    • MF=1， 后面还有分片
    • MF=0，代表最后一片分片/没分片
• 片偏移：指出较长分组分片后，某片在原分组中的相对位置。以8B为单位。

以太网的MTU是1500字节，IP数据报过长时需要分片。

IP地址

IP地址：分类的IP地址

网络地址转换（NAT）

在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件，安装了NAT软件的路由器叫NAT路由器，它至少有一个有效的全球IP地址

在IP协议中用来进行组播的IP地址是哪一项。

答：D类地址

下列属于B类IP地址的是 。

A、192.168.1.1 B、202.96.222.13 C、126.54.1.2 D、172.6.5.45

D B类网络地址网络号前2位为10

IP地址：子网掩码与子网划分

子网掩码

网络号全为1，主机号全为0

子网网络地址

子网掩码与IP地址逐位相与，就得到子网网络地址

五类题型

已知主机IP地址和子网掩码，求主机网络号

主机IP地址与子网掩码相与

假设一个主机的IP地址为192.168.5.121，而子网掩码为255.255.255.248，那么该主机的网络号是什么？

已知主机IP地址和子网掩码，求子网、主机最多有多少个

相与得到网络号，看剩余位数

某计算机的IP地址为208.37.62.23，如果该网络的地址掩码是255.255.255.240，则该网络最多可划分多少个子网，每个子网最多有多少台主机？

已知网络号，X位子网号，求子网掩码

让网络部分为1

当A类网络地址34.0.0.0使用8位二进制位作子网地址时，子网掩码设置为？

A类地址已有前8位当做网络号，再依据题目用8位二进制作子网地址，所以子网号有16位

所以子网掩码设置位：255.255.0.0

已知网络号，要分成X个子网，求子网掩码和IP地址范围

看需要多少位做子网号

某部门申请到一个C类IP地址,若要分成6个子网,其掩码应为哪一项。

C类IP地址已有24位网络号，因为要划分6个子网，至少要三位当做子网号，所以子网掩码为

255.255.255.244

已知子网掩码，问哪些IP地址属于同一个子网

主机IP地址与子网掩码相与看是否同一网络

若子网掩码为255.255.255.192,下列IP地址属于同一个子网的是哪一项

A、156.26.27.71和156.26.101.110

B、156.26.101.88和156.26.101.132

C、156.26.27.71和156.26.27.110

D、156.26.27.7和156.27.101.132

AD明显排除，剩BC

192=1100 0000

B：88=0101 1000 132=1000 0100 相与 0100 0000和 1000 0000 不属于同一个子网

C： 71=0100 0111 110=0110 1110 相与 0100 0000和 0100 0000属于同一个子网

路由器数据转发

路由器转发IP报文的依据是路由表，通过匹配路由表里的路由项来实现对IP报文的转发。

如图所示，当路由器收到一个IP报文的时候，将报文中的目的IP地址提取出来，然后与路由表中路由表项包含的目的地址进行比较。如果与某路由项中的目的地址相同，则认为与此路由项匹配；如果没有路由项能够匹配，则丢弃该IP报文

IP报文中的目的IP地址往往是主机地址，而路由表中的目的地址往往为网络地址，怎么让二者匹配呢？这里面有个底层的操作：首先将IP报文中的目的地址和路由表项中的子网掩码进行"逻辑与"操作，得到一个网络地址，然后拿此网络地址与路由项中的网络地址做比较，如果一致就认为匹配，否则认为不匹配。

如果路由项匹配，则路由器查看所匹配的路由项的下一跳地址是否在直连的链路上。如果在直连的链路上，则根据此下一跳转发；如果不在直连的链路上，则需要在路由表中再次查找此下一跳地址所匹配的路由项。

确定了下一跳地址后，路由器将此报文送往对应的接口，接口进行相应的地址解析，解析出对应的链路层地址后，对IP报文进行数据封装并转发。

下列关于路由器转发IP数据报叙述正确的是 。

A、路由器进行IP数据报转发前需把下一跳的IP地址写到IP数据报的首部

B、路由器在接收和发送封装在帧中的IP数据报时，在各个链路上传输的帧的首部地址是不会改变的

C、路由器转发IP数据报时是根据IP数据报首部的子网掩码和目的IP地址得到目的网络地址的

D、路由器转发IP数据报时，IP数据报首部的地址是不会改变的

D

在分组传输过程中一定不会改变的是 。

A、 源MAC地址 B、目的MAC地址 C、源IP地址 D、以上都不对

C 源ip地址和目的ip地址永远不会改变

无分类编制CIDR

定义

CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块“

目的

节约资源

路由聚合（超网）

将多个子网聚合成一个较大的子网，叫做构成超网，或路由聚合。

方法：将网络前缀缩短（所有网络地址取交集）。

最长前缀匹配

使用CIDR时，查找路由表可能得到几个匹配结果（跟网络掩码按位相与），应选择具有最长网络前缀的路由。前缀越长，地址块越小，路由越具体。

某路由表中有转发接口相同的4条路由表项，其目的网络地址分别为35.230.32.0/21、35.230.40.0/21、35.230.48.0/21、 35.230.56.0/21，将该4条路由聚合后的目的网络地址为

32.0=0010 0000.0 40.0=0010 1000.0 48.0=0011 0000.0 56.0=0011 1000.0

共同前缀是001，所以目的网络地址为 35.230.32.0/19

各层重要协议

重要协议：IP

IP指网际互连协议，Internet Protocol的缩写，TCP/IP中的网络层协议。

目的

提高网络的可扩展性

• 解决互联网问题，实现大规模、异构网络的互联互通；
• 分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。

根据端到端的设计原则，IP只为主机提供一种无连接、不可靠的、尽力而为的数据包传输服务。

下列提供无连接服务的协议是 。

A、IP B、PPP C、TCP D、FTP

A IP是面向无连接的协议

重要协议：ICMP

差错报文类型

1. **终点不可达：**当路由器或主机不能交付数据报时就向源点发送终点不可达报文。无法交付
2. **源点抑制：**当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。 拥塞丢数据
3. **时间超过：**当路由器收到生存时间TTL=0的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源点发送时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发送时间超过报文。 TTL=0
4. **参数问题：**当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文。 首部字段有问题
5. **改变路由（重定向）：**路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器（可通过更好的路由）。 值得更好的路由

ping命令使用的是网络层的ICMP协议，具有相同的网络号，配置正确，因此可以ping得通；在同一个网络中，但IP地址网络号不同，配置错误，因此ping不通。

询问报文类型

1. **回送请求和回答报文：**主机或路由器向特定目的主机发出的询问，收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。测试目的站是否可达以及了解其相关状态。

   测试两个主机之间的连通性，使用了ICMP回送请求和回答报文。

2. **时间戳请求和回答报文:**请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。用来进行时钟同步和测量时间。

重要协议：ARP

目的

完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。解决下一跳走哪的问题

使用过程

检查ARP高速缓存，有对应表项则写入MAC帧，没有则用目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的 帧封装并广播ARP请求分组，同一局域网中所有主机都能收到该请求。目的主机收到请求后就会 向源主机单播一个ARP响应分组，源主机收到后将此映射写入ARP缓存（10-20min更新一次）。 解决下一跳走哪的问题

RARP协议

完成主机或路由器MAC地址到IP地址的映射。

下列关于ARP协议叙述正确的是 。

A、使用ARP协议可以把连接在因特网上的主机的IP地址转换为相应的MAC地址

B、ARP协议是数据链路层的协议

C、主机通过ARP高速缓存保存IP地址到硬件地址的映射表，且此映射表不会改变的

D、以上说法都不对

D

ARP的作用范围：逐段链路或逐个网络使用。ARP协议只能在一段链路或一个网络上使用。而不能跨网络使用。

ARP是网络层协议

映射表会动态改变

重要协议：IGMP

网际组管理协议IGMP

1. 某主机要加入组播组时，该主机向组播组的组播地址发送一个IGMP报文，声明自己要称为该组的成员。 本地组播路由器收到IGMP报文后，要利用组播路由选择协议把这组成员关系发给因特网上的其他组播路由器。
2. 本地组播路由器周期性探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还是组播组的成员。 只要有一个主机对某个组响应，那么组播路由器就认为这个组是活跃的；如果经过几次探询后没有一个主机响 应，组播路由器就认为本网络上的没有此组播组的主机，因此就不再把这组的成员关系发给其他的组播路由器。

路由选择协议

内部网关协议IGP

一个AS（自治系统）内使用的协议

• RIP（距离向量算法）
• OSPF（最短路径优先算法）

外部网关协议EGP

AS之间使用的

• BGP（边界网关协议）

下列属于路由选择协议的是 。

A、ICMP B、IP C、RIP D、ARP

C

ICMP是差错报文检验 RIP是路由选择协议 ARP是ip映射硬件地址 IP网络之间的互连协议

能将路由选择信息从一个自治系统传递到另一个自治系统中的协议是 。

A、OSPF B、RIP C、BGP-4 D、IP

C

路由选择协议的作用是 。

A、转发IP数据报

B、建立路由表

C、把IP地址转换为MAC地址

D、以上说法都对

B

下列具有“好消息传得快、坏消息传的慢”的特点的路由选择协议是 。

A、IP

B、OSPF

C、RIP

D、BGP-4

C 距离向量算法

第五章 传输层

传输层概述

功能

• 传输层提供进程和进程之间的逻辑通信，靠**套接字Socket=(主机IP地址，端口号)**找到应用进程。

熟知端口号：80（HTTP） 21（FTP） DNS（53）

• 传输层对收到的报文进行差错检测。
• 传输层的两种协议
  • **面向连接的传输控制协议TCP：**传送数据之前必须建立连接，数据传送结束后要释放连接。可靠，面向连接，系统开销大，时延大，适用于大文件
  • **无连接的数据报协议UDP：**传送数据之前不需要建立连接，收到UDP报文后也不需要给出任何确认。不可靠，无连接，时延小，适用于小文件

标志应用层的进程的是 地址。

A、物理 B、IP C、端口 D、域名

C

传输层可以通过端口号标识不同的应用，因为端口号是传输层的服务访问点，让应用层的应用进程通过端口来交付数据给传输层，是标志应用层的进程。

TCP协议

• TCP协议是面向连接的协议
• 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的。
• TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。 可靠有序，不丢不重
• TCP提供全双工通信。
  • 发送缓存：准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据 发送窗口
  • 接受缓存：按序到达但尚未被接受应用程序读取的数据&不按序到达的数据 接收窗口
    

TCP报文段首部的目的端口的作用是 。

A、标识不同网络上的主机 B、标识同一主机上的不同应用进程

C、标识不同主机上的不同应用进程 D、标识同一网络上的主机

B

TCP连接管理

连接传输三个阶段

1. 连接建立
2. 数据传送
3. 连接释放

特性

TCP连接的建立采用客户服务器方式，主动发起连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫服务器。

三次握手

四次挥手

可靠传输

可靠

保证接收方进程从缓存区读出的字节流与发送方发出的字节流是完全一样的。

传输层：使用TCP实现可靠传输

网络层：提供尽最大努力交付，不可靠传输

TCP实现可靠传输的机制

• 校验
• 序号
• 确认
• 重传

确认重传不分家，TCP的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段。

流量控制

定义

让发送方慢点，要让接收方来得及接收。

实现

TCP利用滑动窗口机制实现流量控制。

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd （接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方） ，发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值（拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映网络当前容量） 发送窗口大小可以动态变化

拥塞控制

产生条件

对资源需求的总和 > 可用资源

网络中许多资源供应不足→→→网络性能变坏→→→网络吞吐量将随负荷增大而下降

定义

防止过多的数据注入到网络中。

区别

流量控制让发送方发慢点，拥塞控制可使接受的处理更优秀，防止网络拥塞

拥塞控制的四种方法

第六章 应用层

应用层概述

定义

应用层对应用程序的通信提供服务。

功能

• 文件传输、访问和管理
• 电子邮件
• 虚拟终端
• 查询服务和远程作业登录

重要协议

• FTP
• SMTP、POP3
• HTTP
• DNS
• TELNET （远程登录)

模型

• C/S模型（客户/服务器模型）
• P2P模型

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式可以是________方式和________ 方式。（4分）

答： 客户服务器（C/S） P2P（对等）

域名解析系统DNS

域名解析

根据域名寻找ip地址

域名结构

解析流程

FTP协议

定义

FTP是基于客户/服务器（C/S）的协议。

用户通过一个客户机程序连接至在远程计算机上运行的服务器程序。

依照 FTP 协议提供服务，进行文件传送的计算机就是 FTP 服务器。

连接FTP服务器，遵循FTP协议与服务器传送文件的电脑就是FTP客户端。

电子邮件

相关协议

• SMTP（发邮件）
• POP3、IMAP（收邮件）

试简述SMTP通信的三个阶段的过程。

1. 连接建立：连接是在发送主机的 SMTP 客户和接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。SMTP 不使用中间的邮件服务器。
2. 邮件发送
3. 连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。

万维网和HTTP协议

万维网

万维网WWW（World Wide Web）是一个大规模的、联机式的信息储藏所/资料空间，是无数个网络站点和网页的集合。

靠统一资源定位符URL→→→→→唯一标识资源（文字、视频、音频）

URL一般形式：

<协议>://<主机>:<端口>/<路径>http://www.pku.edu.cn

http 域名

ftp ip地址

用户通过点击超链接（http://www.baidu.com）获取资源，这些资源通过超文本传输协议（HTTP）传送给使用者。

万维网以客户/服务器方式工作，用户使用的浏览器就是万维网客户程序，万维网文档所驻留的主机运行服务器程序。

万维网使用超文本标记语言HTML，使得万维网页面设计者可以很方便地从一个界面的链接转到另一个界面，并能够在自己的屏幕上显示出来。

HTTP协议

HTTP协议定义了浏览器（万维网客户进程）怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器

DHCP协议

ip地址配置

动态主机配置协议,由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码

允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与的协议是 。

A、IP B、FTP C、DHCP D、HTTP

C

下列使用UDP协议的应用是 。

A、FTP B. 多媒体通信 C. HTTP D. Telnet

B

第七章 网络安全

安全性威胁

被动攻击：截获

主动攻击

• 篡改 （从发送源开始攻击）
• 恶意程序（攻击发送过程）
• 拒接服务（攻击接受服务器源）

解决办法

密码体制

• 对称密钥密码体制
• 公钥密码体制（RSA体制）

防火墙

特殊编程的路由器，实施访问控制策略。分为网络级防火墙（防止网络出现非法入侵）和 应用级防火墙（进行应用的访问控制）。