计算机网络——期末复习

第一章——计算机网络概论

#本章主要为概念 ，多考填空选择题

1. 计算机网络（Computer Networks）

一些相关定义：

计算机网络：

按照网络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相连接起来的集合体。

计算机网络中可以共享的资源包括：硬件、软件、数据、通信信道。

计算机网络的分类：

按覆盖范围分：局域网LAN、园域网CN、城域网MAN、广域网WAN

按网络使用者分：公用网、专用网

按拓扑结构分：总线型、星（数）型网、环形网、网状网

按数据交换方式分：电路交换（Circuit-Switched）、包交换（packet-Switched）

按功能分：通信子网、资源子网

协议：

对等实体通信的规则、标准和约定

协议的目的是：为了解决协议设计和调试过程中的复杂性

协议三要素是：语法、语义、时序

实体：

是指每一层中的活跃元素、既可以是硬件，也可以是软件

服务：

是各层实体向其上层实体提供的一组原语操作

2. 网络参考模型

两个最重要的参考模型是：OSI/RM参考模型和TCP/IP参考模型

OSI/RM是英文Open System Interconnection / Reference Model的缩写，中文名称为开放系统互联参考模型。将网络系统的体系结构描述为由7层结构的端系统和3层结构的中继/中间系统。

OSI参考模型自下而上依次是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

物理层的基本功能：确保比特信号的可靠传输

链路层的基本功能：确保数据（帧）在链路上的可靠传输

网络层的基本功能：路径选择（寻址）和拥塞控制

传输层的基本功能：确保数据在从数据源主机到目的主机之间的可靠传输

物理层的四大特征：

机械特征：指明接口所用的形状和尺寸，引线数目和排列、固定以及锁定装置等

电气特征：指明电压范围，传输的波形或者编码

功能特征：指明某一电平的电压表的何种意义

规程特征：各种事件的出现顺序

数据链路层在LAN中被分为：LLC（逻辑链路控制）和MAC（介质访问控制）

基本数据链路层协议包括：停止—等待协议、滑动窗口协议

OSI/RM		TCP/IP
应用层		应用层
表示层
会话层
传输层	TCP、UDP	运输层
网络层	IP、ARP、RARP、ICMP、RIP、EGP	网际层
数据链路层		网络接口层
物理层

下层为上层提供服务

应用层协议：

DNS：将域名转化为IP

FTP：文件传输协议（只工作在C/S模式）

SMTP：发送邮件

POP3：接收邮件

HTTP：超文本传输协议

采用C/S模式，先与目标主机建立TCP连接，之后发送HTTP请求，收到答复后，断开TCP连接

传输层协议：

TCP面向连接的服务、UDP无连接的服务

TCP协议、UDP协议都需要通过IP协议来发送、接收数据

（TCP连接建立时的三次握手，TCP连接断开时的四次挥手比较重要）

网络层协议：

ARP协议用于将IP地址转换为MAC地址

RARP协议用于将MAC地址转换为IP地址

NAT协议用于专用地址与（公用域的）IP地址之间的转换

网络接口层协议：

最常用的自治域内的两个路由协议是：RIP、OSPF

其中RIP采用的路由选择算法是距离矢量算法（D-V算法），采用相同算法的还有IGRP

其中OSPF采用的是链路状态路由算法（Dijkstra算法），采用相同算法的还有IS-IS协议

LS算法提供比RIP等D-V算法更大的扩展性和快速收敛性

internet拨号接入使用的两个数据链路层协议是：SLIP、PPP

3. 常见的网络互联设备及其的工作层次

1. 集线器：

工作在物理层，将信号从一个端口转发到另一个端口，不隔离广播域和冲突域

2. 网桥：

工作在数据链路层

3. 交换机：

隔离冲突域，但不隔离广播域。

三层交换机可以起到路由器的工作，所以交换机可以工作在网络层。

4. 路由器：

工作在网络层，用于连接两个或者多个网络。

路由器中的最高协议层次是应用层。

5. 网关

第二章——物理层

1. 数据通讯基础

基本概念

信号分为：

基带信号：将数字1或0直接用不同信号表示，送到线路传输

宽带信号：将基带信号进行调制后形成多路复用模拟信号

信道分为：

单工：单向通信

半双工：双向交替通信

全双工：双向同时通信

（注：基带网络采用半双工工作模式）

同步通信和异步通信：

目的都是为了同步（将收发双发步调协调一致），使数据传输不出现差错

计算信道最大传输率

理想信道：

奈氏公式    

其中C为信道传输率（bps），H为低通信道的带宽（Hz），L为某时刻数字信号可能取得的离散值表

有噪信道：

香农定理    

其中H为带宽（Hz），S/N为信噪比。

信噪比常用分贝作为计量单位，分贝数= 10，例如30db对应1000:1的信噪比

比特率和波特率的关系

比特率C：每秒传送的位数（bps）

波特率B：每秒信号调制次数（次/秒）又称码元率/线路信号速率/调制速率/符号速率

数据调制和编码

分类：

传输信道有模拟信道（电话线、TV Cable、无线）和数字信道（同轴电缆、双绞线、光纤）之分

1. 模拟数据的模拟信号调制（频分复用）

2. 数字数据的模拟信号调制（Modem、Cable Modem）

3. 数字数据的数字信号编码（曼彻斯特编码）

4. 模拟数据的数字信号编码（PCM）

曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码

特点：编码效率为50%

2. 传输介质

3. 综合布线系统

4. 模拟传输与数字传输

5. 物理层标准实例

6. 物理层互联设备

第三章——数据链路层

1. 成帧

帧定界

1. 字符计数法

帧头部使用一个字段表明帧内字符数

出错后难以差错、纠错很少使用

2. 带字符填充的首尾定界法

ASCII字符：帧头DLE STX 帧尾DLE ETX 字符中出现DLE就再其后添加一个DLE

3. 带位填充的首位定界法

规定01111110作为定界符

若有连续5个1，发方添0

收方遇01111110知帧始或帧尾，遇连续5个1去掉后面的0

4. 物理层编码违例定界法

例如：用两个物理位译码成数据的一位

数据位1：高-低电平对

数据位0：低-高电平对

其余无效

2. 差错检验和校正

差错类型

单个错误：分散在各块中

突发错误：集中在某个块中

突发错误比单个错误更难处理，通常用处理单个错误的方法应对突发错误

海明码（汉明码）

海明距离：两个码字中不同的个数 如：D（1101，0111）= 2

检错：为检测出d比特的错误，需要海明距离为d+1的编码

纠错：为纠正d比特错误，需要海明距离为2d+1的编码

当一个系统中海明距离增加时，合法字码就减少了，传输效率低

关于检错的理解：

什么时候会出错：当一个码字中的比特发生变化，比如1变为0，1101变为1100

什么时候检不出错误：当一个码字中的比特发生变化，刚好与另一个合法码字相同，就检测不出来错误。比如1101，如果出一位错误，可能是0101，1001，1111，1100，这些都不是合法字码，但如果两位出错，则1101可能变为0111，这时就合法字码1101变为另一个合法字码0111，检不出错。

关于纠错：

海明距离为2d+1的编码，如果一个编码出d位错误，变为一个非法字码，而一个合法字码变为另一个合法字码需要变2d+1位，单该非法字码只变了d位，距离原码的距离是最近的（与另一个合法字码的距离是d+1），所以在合法字码中找与他最接近的，就是原码，从而完成纠错。

海明码编码

能纠一位错

编码形式：

r1 r2 m3 r4 m5 m6 m7 r8 m9 m10 m11 ...

r位校验位，下标为2的整次幂的位

m位信息位，下标位非2的整次幂的位

处理方式：

发方：

编码：ri = 各相关位的异或（异或同为0，不同为1）

相关位：（这里只记录一种简易计算相关位的办法）

比如：对0010求海明码则

r1	r2	m3	r4	m5	m6	m7
0	1	0	1	0	1	0

r1的相关位是从自身开始，隔一位读一位。r1 = m3 ⊕ m5 ⊕ m7 = 0（第一位是自己）

同理r2 = m3 ⊕ m5 ⊕ m6

收方：

解码：设C = 0

ri与相关信息位异或为0，C += 0

ri与相关信息为异或为1，c += i

最终C为出错位置

要传输的数据有m位，冗余位r至少是多少，擦能纠正1位错误

设编码后为n = m + r位

传输数据为m位 -> 正确字码有个

每个正确字码发生1位错能被纠正 -> 每个码字最少需要n+1个字码表示它

、n = m + r -> (m+r+1)

m = 1,r = 2

m = 8,r = 4

CRC编码(循环冗余码)

发方：

收方和发方规定一个生成多项式，设为r阶，规定最高阶和最低阶系数均为1

将要发送的帧表达为多项式 例如：帧1010

用模2除，得到商和余数。

将“模2减”该余数作为是按的CRC校验码

收方：

解码：收方收到校验码，模2除以,余数为0表示无错，反之有错

例题：例题

,帧1010，求CRC编码

对应的帧为111，r = 2 则对应的帧为101000

101000模2除111 = 1110余10

CRC编码为10100模2减10 = 101010

3. 停止等待协议

三个简单协议：（数据的传输在某时是单向的）

协议1：无限制单工协议

一台机器发送数据，另一台机器接受数据；

网络层总是准备好分组发送

信道无错

DLL层处理速度无穷大

协议2：单工-停等协议

条件与协议1基本相同，不同的是DLL层处理速度有限

发送方接收到确认帧才会继续工作

协议3：有噪声信道的单工协议

条件较之协议2加了：信道有错

数据帧或者确认帧丢失后，定时器超期，之后重传

只需要一位做序号

4. 滑动窗口协议

发送与接受双方都有两个窗口——发送窗口（Wt）、接受窗口（Wr）

发送窗口：存放已经发出但未确认的帧的序号

1. 发帧（帧存入缓存区），上界加1

2. 收到窗口下界的ACK信息，下届加1

3. 收到窗口外的ACK信息，丢弃

接收窗口：存放应接收的帧序号

4. 收到窗口外的序号帧，丢掉

5. 收到接收窗口下界序号帧，接收窗口前移一步

计算信道的实际有效利用率：

设数据传输率为Bbps，帧长Lbit，信号传播时延为Rs

信道的利用率： 即有效利用率=信号发送时间/(信号发送时间+信号传播时延)

要使信道的利用率增大，则要增大滑动窗口的长度W

设一个帧的发送时间为，则

协议4：n = 1——引出滑动窗口的基本概念

条件：双向数据传送；网络层总是准备好分组发送；有错信道；DLL层处理速度有限

Wt = 1

Wr = 1

协议5：回退n帧（Go Back n）又叫连续ARQ协议

定义seq的取值范围和滑动窗口的长度W

发送方连续发送至发送窗口满

接受窗口为1，对于错帧不确认

发送方超时重传，从为被确认的帧开始（发送窗口清空重发）

优点：省存储器

缺点：浪费带宽

协议6：选择重传（Select Repeat）

总结：

三个协议窗口大小：

协议	Wt（发送窗口）	Wr（接收窗口）
n=1	[0,1]	1
连续ARQ	[0 , MAX_SEQ]	1
选择重传（SR）	[0 , (MAX_SEQ+1)/2]	(MAX_SEQ+1)/2

例题：

在1Mb/s的卫星信道上发送1000bit长的帧。确认捎带在数据帧中，帧头很短，使用3为序列号，对于各协议而言，可以取得的最大信道利用率是多少？

(a)停-等协议

(b)连续ARQ

(c)选择重传

三种协议的发送窗口大小分别为1，7，4

发送一帧需要时间：

总的传输时延为=发送数据帧时间+传播时延+发送确认帧时间+传播时延=1+270+1+270 = 542ms

542ms内可以发送542个帧，若果在542ms内发送k个帧，信道利用率为k/542

(a)停-等协议 1/542

(b)连续ARQ 7/542

(c)选择重传 4/542

5. PPP协议、PPPoE协议

第四章——信道共享技术

1. 物理层信道复用

2. 随即接入ALOHA

3. 随即接入CSMA与CSMA/CD

CSMA/CD

带冲突检测的载波监听多路访问协议

先听后发、边发边听、冲突停止、随即重发

1. 载波监听到信道空闲就发送帧

2. 监测到冲突立即放弃帧的发送并发送Jam信号（强化信号）

3. 随机延长一个时间

争用期（碰撞窗口）：

设信号在两个站之间的传输时间为

最坏情况花费到达目的站，发生冲突，冲突信号再花费传回发送站

至少2时间内没有检测到冲突，才确信抓住了信道

以太网取51.2μs为争用期长度。

对于10Mb/s的以太网，在争用期内可以发送512bit，即64字节

采用二进制指数退避算法

• 计算争用期时间 2t, 将 t=2t 作为一单位时间。规定争用期取发送以太网最短帧 64byte（512bit） 的时间。(一般来说 512 比特时间大于传播时延, 为了使数据恰好发完, 所以取以太网最短帧的发送时间)

• 记 AB 两方的重传次数为 k , 令 n=min[k,10], 构造 AB 的重传时间可选集合: [0,1,...,] . AB 双方各从此集合中选取一个数, 记 A , B 选中的两数分别为 r_A,r_B 。 A,B 的重传推迟时间(过了该 T 时间检测信道, 并非立即重传, 也叫退避时间)分别为 T_A=tr_A, T_B=tr_B .

• 若 k=16 时仍不成功, 则丢弃该帧, 向上层报告。

例：CSMA/CD总结

碰撞窗口大小（争用期） = 2 * 传播时延 = 2 * 线路长度/信号在线路上传播的速度

最小帧长度 = 碰撞窗口大小 * 报文发送速率

帧发出后争用期内没有收到冲突信号，说明抓住了信道

第五章——局域网技术

1. 局域网体系结构

IEEE802参考模型

2. 以太网/链路层交换技术

集线器

网桥

网桥总结

网桥的特点

网桥的转发学习过程

第六章——广域网及路由技术

1. 网络层提供的服务

路由（路径选择）和拥塞控制

拥塞控制的解决方法：

1. 开环控制

2. 闭环控制

网络层提供两种服务：

1. 面型连接路由服务——虚电路服务

2. 面向无连接路由服务——数据报服务

2. 路由选择算法

路由算法分类

静态路由算法和动态路由算法

距离矢量算法（D-V）

每个节点两个向量

Di = [di1，di2，...，din]    表示节点i到节点n的最小距离估值

Si = [si1，si2，...，sin]     表示节点i到节点n的下一站

两个步骤

初始化：

1. 目的为本地节点，距离（D）为0，下一站为空值（-）

2. 目的节点为相邻节点，距离（D）为权值，下一站为目的节点

3. 其余节点不出现

循环（从相邻节点接收信息更新本地路由表）：

从相邻节点N接收到D-V信息，C=D+信息到来边的权值

对于信息中的每一个V，有以下情况

1. 若本地路由表没有路由到V，则新添加路由到V，下一站为N（信息来源节点），距离（D）为C

2. 若本地路由表有路由到V且下一站为N（信息到来边），则用C替换掉D

3. 若本地路由表有路由到V且下一站不为N（信息到来遍），比较，D=min（D，C）

RIP协议属于D-V路由协议，用跳数（hop）代替距离

IGRP也属于D-V路由协议

链路状态路由算法（Dijkstra算法）

常见的链路状态路由算法有：OSPF、IS-IS

算法步骤：

1. 初始化：

N={1}    N为网络节点的集合    其中1为源节点，初始化N中只有源节点

D（v）= L（1，v）    ；若（v与节点1直连）

 = ∞               ；若v不与节点1直连

其中D（v）为节点v到源节点的距离

L（i，j）为节点i到节点j的距离

2. 重复步骤：

选择一个不在N中的节点w，D（w）的值最小，将w加入N，对所有不在N中的节点更新D（v）值

D（v）= min[D（v），D（w）+L（v，w）]

直到所有节点出现在N中

第七章——网络互联

1. IPv4地址及转换

IPv4地址（32bits）  IPv6地址（128bits）

IP地址由三个字段构成：类别、网络号、主机号

地址类型：

A类地址：1-126        0、127保留

B类地址：128.1-191.255

C类地址：192.0.0-223.255.255.255

D类地址：组播地址

E类地址：保留

子网划分：

IP地址与子网掩码相“&”得到网络号

2. IP与ICMP

3. 因特网路由协议

第八章——传输层

考前复习

填空题（20个空 10分）

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1. 计算机网络的定义为：按照网络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相连接起来的集合体。

2. 计算机网络中可以共享的资源包括：硬件、软件、数据、通信信道。

3. 计算机网络的分类：

按覆盖范围分：局域网LAN、园域网CN、城域网MAN、广域网WAN

按网络使用者分：公用网、专用网

按拓扑结构分：总线型、星（数）型网、环形网、网状网

按数据交换方式分：电路交换（Circuit-Switched）、包交换（packet-Switched）

按功能分：通信子网、资源子网

按带宽分：窄带网、宽带网

4. 协议的定义为：对等实体通信的规则、标准和约定

5. 网络的协议栈：网络各层协议按层次顺序排列而成的协议

6. 协议的目的是：为了解决协议设计和调试过程中的复杂性

7. 协议三要素是：语法、语义、时序

8. 实体的定义是：每一层中的活跃元素、既可以是硬件，也可以是软件

9. 服务的定义是：是各层实体向其上层实体提供的一组原语操作

10. 两个最重要的网络参考模型是：OSI/RM模型和TCP/IP模型

11. OSI参考模型分为7层，从低到高依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

12. TCP/IP协议分为4层，从低到高依次是网络接口层、网际层、主机-主机层、应用层。

13. ISO的全称是国际标准化组织，在1984年正式颁布了一个称为开放系统互连参考模型。该模型包含七个层次。

14. 计算机网络采用分层结构。每层完成一定的功能，每层都向它的上层提供一定的服务，而将如何实现服务的细节对上层屏蔽，即低层协议对高层而言是透明的。相邻两层之间为层间接口。对等层用户通话时所必须遵守的规则称为对等层协议 。

15. OSI模型中，低层为高层提供服务。（N层为N+1层提供服务）

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16. 物理层四大特性：机械特征性、电器特性、功能特性、规程特性。

17. 物理层的功能是实现原始数据在物理介质上的传输，它是数据通信的基础功能，实际的比特传输，是指在数据链路层之上为上一个传输原始比特流的物理连接。

18. 数字信号模拟传输时，数字信号变成音频信号的过程称为调制。音频信号变成数字信号的过程称为解调。

19. 脉冲数字调制中最常用的是脉冲编码调制技术PCM。步骤有采样、量化和编码。

20. 多路复用技术分为：频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）、波分多路复用（WDMA）和码分多址（CDMA）。

21. 信号调制的方法有：调幅、调频、调相三种。

22. .数字信号模拟传输时，数字信号变成音频信号的过程称为调制。音频信号变成数字信号的过程称为解调。

23. 传输介质分为有线和无线两大类。有线介质分为同轴电缆、双绞线、光纤。

24. 同轴电缆分为基带同轴电缆、宽带同轴电缆。

25. 无线传输介质主要有：微波、红外线、激光。

26. 网络拓扑结构有星形、环形、树形、总线形、网状。

27. 交换技术分为电路交换、报文交换、分组交换三种。 现有的公用数据网大都采用分组交换方式。

28. 分组交换重点解决的问题是分组丢失、重复、顺序混乱。

29. 综合布线系统分为工作区子系统、水平子系统、管理（电信间）子系统、主干布线子系统、设备间子系统、建筑群子系统六个子系统。

30. EIARS-232C机械特性规定了使用一个9芯或25芯接头。 电气特性规定逻辑“1”的电平为-15V至-5V，即采用正负15V的负逻辑电平。其中正负5V之间为过渡区。不作任何定义。

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31. 数据路层确保数据在链路上的可靠传输，主要解决组帧，差错控制，流量控制等问题。 （在传输质量很高的网络，可以省去差错控制）

32. 帧同步方法分为字节记数法，字符填充法，比特填充法，物理层编码违例法。

33. 解决帧重复问题，采用帧序号的办法。

34. 当接收方的接收能力小于发送方的发送能力时，必须进行流量控制。影响接收能力的因素包括接收速度、缓冲区大小等。

35. 常用的流量控制策略有停等协议、滑动窗口协议。

36. 在停等协议中，其停等时间的合适值应大于信号传播的往返时间。其控制比较简单，但在信号传输时延较长传输效率较低。

37. 允许发送站发送多个帧而不需要应答，这就是滑动窗口协议。

38. 在实际的通信中，通常双方都有数据要发送给对方可以在数据段增加一个字段，专门用来携带给对方的应答信息，称为捎带应答。

39. 起止式异步通信规程将每个字符看成是一个独立的信息，字符中各个比特用固定的时钟频率传输，但字符间采用异步定时，即字符间的间隔是任意的。每个字符由四个部分组成起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

40. 在通信线中上传输的信息可分为数据信息和控制信息。

41. 面向字符的同步协议，其最大缺点是它和特定的字符编码集关系过于密切，不利于透明传输。

42. HDLC的帧结构，它由标志、地址、控制、数据和校验字段组成。

43. HDLC有三种不同类型的帧，分别称为信息帧、监控帧、无编号帧。

44. 网络接口层在使用串行线路连接主机与网络或网络之间互连时，则需要运用SLIP或PPP协议。(拨号上网用到的协议)

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45. 网络层的主要功能是：路由选择控制、拥塞控制、定义完善的服务和接口

46. 网络层负责将分组从源节点传送到目的节点。

47. 对于网络层提供的服务，以Internet代表的，认为网络层应提供无连接服务（TCP），采用数据报方式。以电话公司为代表，认为网络层应提供面向连接服务（UDP），采用虚电路方式。

48. 路由选择负责为分组选择合适的转发路线。

49. 网络规模很大时，采用分层路由选择算法。

50. 将一个分组同时发给所有站点，这是广播路由选择算法。

51. 当大量的分组进入通信子网，超出了网络的处理能力，就会引起网络局部或整体性能下降，这种现象称为拥塞。

52. 拥塞后不及时疏导，会引起严重的后果即网络阻塞。

53. 通信子网的吞吐量和负载的关系，当负载较小时，吞吐量随负载的增加而线性增加；当负载增加到一定程度后，由于重发增多，吞吐量下降；预示着网络拥塞；负载再增加，网络处理能力急剧下降。最终导致网络有效吞吐量为0，造成阻塞。

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54. 传输层位于低三层和高三层之间，无论从其所处的层次位置还是所起的作用来看，它是用户与通信网络之间的桥梁。其作用是为高层用户提供端-端数据传输服务。

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选择题

包括单选和多选，同上

多选题

模拟传输信道有：电话线、TV、无线、Cable

数字传输信道有：同轴电缆、双绞线、光纤

判断题

1. 香农定理极限不能突破。

2. 基带网络采用的是半双工工作模式。

3. 单模光纤比多模光纤带宽更高。

4. 路由器中的最高协议层次是应用层。

5. 一个TCP端口可以有多个进程同时使用。

6. CSMA/CD采用时分复用技术

7. 双绞线的传输距离（忘了多少了，考试考了，并且我错了，自己看一下）

简答题

包括一些概念以及计算题

1. OSI/RM的各层功能是什么？

物理层的基本功能：实现原始数据在物理介质上的传输，确保比特信号的可靠传输。

链路层的基本功能：确保数据（帧）在链路上的可靠传输，主要解决组帧、差错控制、流量控制等问题。

网络层的基本功能：路径选择（寻址）、拥塞控制和定义完善的服务和接口。

传输层的基本功能：确保数据在从数据源主机到目的主机（端到端）之间的可靠传输。

会话层的基本功能：建立、维护、管理会话连接。

表示层的基本功能：对数据进行编解码、解压缩、加解密。

应用层的基本功能：面型用户的一层，为应用程序提供服务。

2. TCP/IP模型各层功能是什么？

网络接口层：传输数据的物理媒介，将数据包从一个设备的网络层传输到另一个设备的网络层。

网际层：进行网络连接的建立和终止、IP地址寻址等。

传输层：确保数据在端到端的可靠运输。

应用层：服务于应用进程。

3. 三种数据交换方式是什么？各自的优缺点是什么？（可以考计算题）

电路交换：

三个阶段：电路建立阶段、数据传输阶段、电路拆除阶段。其中电路建立花费时间较长。

特点：独占性——建立线路之后到释放线路之前，线路的利用率较低。

实时性好——一旦线路建立，除了少量的传输延迟之外，不再有其他延时，具有较好的实时性

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，要求收发双方自动进行速率匹配

报文交换：

特点：不独占线路，多个用户的数据可通过存储和排队共享一条线路

无线路建立的过程，提高了线路的利用率

可支持多点传输（一个报文传输给多个用户）

中间节点可进行数据格式的转换，方便接受站点的收取

增加了差错检测功能，避免出错数据的无谓传输

不足：由于“存储—转发”和排队，增加了数据传输的延迟；

报文长度未作规定，保温只能先暂存在内存，增加了读取延迟

任何报文都必须排队等待；不同长度的报文要求不同长度的处理和传输时间，及是非常小的报文

报文交换难以支持实时通信和交互式通信的要求

分组交换：

关键：分组长度的选择。

电路交换优点：一旦连接建立，带宽和延迟稳定，服务质量高

电路交换的问题：有明确的建路延迟、抗毁能力差、带宽利用率低

计算题的考察：三种方式传送文件时间计算

注意：

在采用分组交换方式时，由于文件时一帧一帧发送的，当发送最后一帧文件时，前面所有帧都已经发送出去了，他们要么在信道上正在传输，要么已经到达目的地。所以只用计算所有n-1在源站的发送时间加上最后一帧的整个传输时间

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4. 物理层计算题

奈式公式（理想信道）:

其中C为该信道的最大数据传输速率（bps），H为信道带宽（Hz），L为数字信号肯恶搞取得离散值个数，比如一位的信号L=2，两位的信号L=4

香农定理（有噪信道）：

其中S/N为信噪比

信噪比常用分贝为计量单位

比如10db对应信噪比为10：1；20db对应信噪比为100：1；30db对应信噪比为1000：1

5. 数字数据的模拟信号调制（曼彻斯特编码）

曼彻斯特（从上到下是1，从下到上是0）

差分曼彻斯特（开始不变时1，变是0）

6. 在EIARS-232C标准中，表示0和1的电平值各为多少？为什么采用较大电平幅度？

1是-5V至-15V,0是5V到15V。

需要过渡区来防止干扰。

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7. 成帧——带填充位的首位定界法（01111110）

8. 差错检验的计算题 CRC编码、海明码

9. 简述停等协议和滑动窗口协议（流量控制）

停等协议是最简单的流量控制策略，当发送方发完一帧后，等待对方的应答；如果收就肯定应答；接着发送下一帧；如果收到否定应答或超过规定的时间没有收到应答，则重该帧。为重复帧问题，只需加一个一位的帧编号即可。停等协议的控制比较简单。但效率比较低

滑动窗口协议可以极大的提高传输效率。允许发送站发送多个帧而不需要应答，这就是窗口机制。其分为发送窗口和接收窗口。发送窗口就是发送端允许连续发送的帧的尺寸。发送端可以不等待应答而连续发送的最大帧数称为发送窗口的帧数。接收窗口是允许接收的帧的序号表。接收每次允许接收的帧数称为接收窗口的尺寸。

10. SLIP、PPP

PPP状态转移图

初始态是静止状态，显露出与静止状态时，不存在物理层的连接。

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11. 简述两种路由选择算法

12. 简述CSMA/CD的过程以及争用期的概念

先听后发、边发边听、冲突停止、随即重发

CSMA/CD是带冲突检测的载波监听多路访问协议。

当监听到信道空闲就发送数据，并且继续监听下去，如果听到发生冲突，立即放弃此数据帧的传送。同时发送Jam信号（通常采用32bit长的10简体比特快），使网络上所有用户知道发生了冲突。之后延迟一个随机时间再次发送（仍要检测到信道空闲）

争用期等于2T

CSMA/CD可以考计算题计算碰撞窗口大小和最小帧长度

点击查看例题

13. 关于上题中的延迟一个随机时间再次发送

择采用二进制指数退避算法来解决冲突帧重发时延

• 计算争用期时间 2t, 将 t=2t 作为一单位时间。规定争用期取发送以太网最短帧 64byte（512bit） 的时间。(一般来说 512 比特时间大于传播时延, 为了使数据恰好发完, 所以取以太网最短帧的发送时间)

• 记 AB 两方的重传次数为 k , 令 n=min[k,10], 构造 AB 的重传时间可选集合: [0,1,...,] . AB 双方各从此集合中选取一个数, 记 A , B 选中的两数分别为 r_A,r_B 。 A,B 的重传推迟时间(过了该 T 时间检测信道, 并非立即重传, 也叫退避时间)分别为 T_A=tr_A, T_B=tr_B .

• 若 k=16 时仍不成功, 则丢弃该帧, 向上层报告。

14. 子网划分

A类地址：1-126 0、127保留

B类地址：128.1-191.255

C类地址：192.0.0-223.255.255.255

D类地址：组播地址

E类地址：保留

综合题（2个）