计算机网络期末复习知识点总结+习题练习

计算机网络

本人的计算机网络期末考试复习整理资料，多背的话及格不是问题。

参考的是谢希仁的计算机网络教材，有任何疑问可以在书上寻找或者在评论区提问大家一起交流

第一章——名词解释

• 三大类熟悉的网络，电信网络、有线电视网络和计算机网络

• 互联网具有的两个重要基本特点，连通性和共享

• 计算机网络（简称网络）：是由若干节点和连接这些节点的链路组成

• 互连网：有多个网络通过一些路由器相互连接起来，构成一个覆盖范围更大的计算机网络

• 主机：互连网把许多网络通过一些路由器连接在一起，与网络相连的计算机叫做主机

• internet：泛指多个计算机网络互连而成的计算机网络

• Internet：当前全球最大的，开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网

• 互连网基础阶段发展的三个阶段：从单个网络ARPANET向互连网发展的过程；建成三级结构的互连网；逐渐形成全球范围多层次ISP结构的互连网

• NSFNET：一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网

• 互联网的组成：边缘部分和核心部分

• 边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成（这些主机又叫端系统），由用户直接使用，用来进行通信和资源共享

• 网络边缘的端系统之间通信方式划分为两大类：客户——服务器方式（C/S方式）和对等方式（P2P方式）

• 客户与服务器都指通信中所涉及的两个应用进程，客户是服务请求方，服务器是服务提供方

• P2P工作方式，不区分服务请求方和服务提供方，只要主机运行了对等连接软件，就能进行平等的对等连接通信

• 核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，用来为边缘部分提供服务（连通性和交换），常采用网络拓扑结构

• 网络核心部分起特殊作用的是路由器——一种专用计算机，实现分组交换

• 从通信资源的分配角度看，交换是按照某种方式动态地分配传输路线的资源

• 电路交换：建立连接——通话——连接释放，特点是在通话的时间，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源

• 分组交换：采用存储转发技术，分组在传输的过程逐段地占用通信资源，省去了建立连接和连接释放的时间，数据传输的效率更高，同时分组在转发的时候会造成时延

• 报文交换，以整段报文进行存储转发

	优点	缺点
电路交换	适用传输大量数据，且传输时间大于连接建立时间	通话的时间，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源，通信效率低
报文交换	适用于传输突发数据	以报文进行存储转发，网络时延大，且大量占用交换机的内存与外存
分组交换	适用于传输突发数据，且分组交换比电路交换更灵活	造成额外开销，分组交换需要专门的管控与协议

计算机网络的分类

• 按照网络的作用范围分类：广域网WAN，城域网MAN，局域网LAN，个人区域网PAN

• 按照网络的使用者分类：公用网，专用网

• 用来把用户接入到互联网的网络——接入网

• 计算机网络的性能指标，速率，带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RRT、利用率

• 速率是指数据的传送速率，千K(10^3)——兆M(10^6)——吉G(10^9)——太T(10^12)——拍P(10^15)——艾E(10^18)——泽Z(10^21)

• 带宽，原来指信号具有的频道宽度，现指通道传输数据的能力，网络带宽表示在单位时间网络的某通道通过的最高数据率

• 吞吐量，单位时间通过某个网络的实际数据量

• 时延=发送时延+传输时延+处理时延+排队时延，发送时延与传输时延，发送时延与数据帧长度成正比，与发送速率成反比；传输时延与传输的距离成正比

• 对于高速链路提高的是发送速率，不是比特在链路上的传播速率

• 时延带宽积=传播时延*带宽

• 利用率分为信道利用率和网络利用率，信道利用率指信道有百分之几的时间是被使用的，网络利用率是信道利用率的加权平均值；网络利用率达到1/2时，时延会加倍；当前网络时延=空闲网络时延/（1-u）

• 网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定叫做网络协议，也可简称协议；网络协议的三个要素，语法、语义、同步

• 计算机的网络体系结构

OSI的七层协议	TCP/IP的四层协议	五层协议
应用层	应用层（各种应用层协议HTTP等）	应用层
表示层	运输层TCP或UDP	运输层
会话层	网际层IP	网络层
运输层	链路层（网络接口层），无具体内容	数据链路层
网络层		物理层
数据链路层
物理层

• 协议数据单元，OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU

• 协议栈：网络中各层协议的总合

• 实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程

• 协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合，使用本层的协议的实体只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的实体是透明的

• 协议与服务的关系：服务是垂直的，协议是水平的。服务是下层向上层由层间接口提供的，并非一层完成的所有功能都是服务，只有那些被高一层实体看见的才叫做服务

• 服务原语：上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在OSi中被叫做服务原语

• 服务访问点：同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，叫做服务访问点

• 服务数据单元：OSI把层与层之间交换的数据的单位称作服务数据单元

第二章——物理层

• 物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性

• 数据在计算机内部多采用并行传输，在通信线路上的传输方式一般是串行传输

• 数据通信模型分为三大部分：源系统（发送方）、传输系统（传输网络）和目的系统

• 根据信号中代表消息的参数取值范围不同，信号可以分为两大类：模拟信号（连续信号），代表消息的参数取值是连续的和数字信号（离散信号），代表消息的参数取值是离散的

• 单工：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互；半双工：通信双方都可以发送信息，但不能同时发送；全双工：可以同时发送，同时接受

• 调制：基带调制（编码），仅仅对基带信号的波形进行变换，使其能与信道特性适应，变换后仍然是基带信号，是把一种数字信号变换成另一种数字信号；带通调制：使用载波将基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并将数字信号转换成模拟信号，经过调制后的信号也叫作带通信号

• 常见编码方式：不归零制（正电平为1，负电平为0）、归零制（正脉冲为1，负脉冲为0）、曼彻斯特编码（位周期中心向上跳变为0，反之为1）、差分曼彻斯特编码

• 基本的带通调制方法：调幅、调频、调相

• 限制码元在信道上的传输速率因素：信道能通过的频率范围、信噪比

• 信噪比（dB）=10*log(S/N)，S是信号的平均功率，N是噪声的平均功率；香农公式：C = W*log2（1+S/N），C是信道的极限信息传输速率，W是信道的带宽，香农公式表名，信道的带宽或信噪比越大，新到的极限传输速率越大

• 传输媒体分为两大类：导引型传输媒体和非导引型传输媒体

• 导引型传输媒体：双绞线（传输距离远，传输质量高）、同轴电缆（具有很好的抗干扰性，被广泛应用于传输较高速率的数据）、光缆（传输带宽远远大于目前其他的各种传输媒体）

• 非导引型传输媒体：短波、微波和卫星

• 频分复用：将各路信号搬到各自的频率位置，即在相同的时间内各路信号占用不同的带宽资源（频带宽度），如广播

• 时分复用：各路信号在不同的时间占用相同的频带宽度，更适用数字信号的传输，如公共电话网

• 统计时分复用：改进的时分复用，能明显提高信道的利用率，集中器常使用统计时分复用，也被叫做异步时分复用，用于模拟信号的运输，如电话系统

• 波分复用：光的频分复用，如应用到各种光端机

• 码分复用：另一种共享信道的方法，用户使用的是经过特殊挑选的不同码型，所以可以在相同时间使用同样的频带进行通信，各用户之间不会干扰，如全球定位系统

• ADSL：非对称数字用户线ADSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使其能够承载宽带业务

• 中继器：再生数字信号；放大器：再生模拟信号；集线器：再生放大信号

第三章——数据链路层

• 基本功能：帧编码和误差纠正控制

• 数据链路层的三大基本问题：封装成帧（用控制字符来帧定界）、透明传输（利用字节填充法，使得数据能够没有差错地通过这个数据链路层）和差错控制（CRC循环冗余校验法，从而在数据层使得对数据的无差错接受）

• ppp协议（点对点协议）：组成：将IP数据报封装到串行链路的方法+用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP+一套网络控制协议NCP

• ppp帧的格式（了解即可）：F（定界符，开始，1字节）+A（1字节）+C（1字节）+协议（2字节）+信息部分（IP数据报，不超过1500字节）+FSC（2字节）+F（定界符，结束，1字节）

• 局域网的最主要特点：网络为一个单位所拥有，且地理位置和站点数目均有限

• 局域网的优点：具有广播功能；便于系统的扩展；提高系统的可靠性、可用性和生存性

• 共享信道技术：静态划分信道（时分复用...）；动态媒体接入控制：随机接入，所有用户可以随机地发送信息，但共享媒体上会发生碰撞，必须要有解决碰撞的网络协议。受控介入：用户不能随机地发送数据而必须服从一定的控制，比如分散控制的令牌环局域网和轮询

• CSMA/CD协议，载波监听多点接入/碰撞检测协议：“多点接入”说明这是一个总线型网络，“载波监听”是在发送前和发送中都检测信道，“碰撞检测”是适配器边发送数据边检测信道上的电压变化；使用CSMA/CD协议的以太网不可能是全双工而只能是半双工；以太网使用截断二进制退避算法确定重传的时间；

准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部与尾部，组成以太网帧，放在适配器的缓存中，并在发送前检测信道

检测信道：若检测到信道忙，则继续不断检测，直到信道转为空闲，此时若信道在96比特时间内保持空闲，就发送这个帧

在发送过程仍然不间断地检测信道，即适配器便发送边监听

发送成功：在争用期一直未检测到碰撞，认为发送成功

发送失败：争用期检测到碰撞，立刻停止发送数据，并发送人为干扰信号，执行截断二进制退避算法，等待r倍争用期的时间，返回检测信道。如果重传达16次还未成功，则停止重传并向上报错

• 以太网规定最短帧长64字节，即512比特，接收方收到帧长小于64字节的帧直接当做无效帧丢弃

• 强化碰撞：发送数据的站一旦发现发生了碰撞时，除了立即停止发送数据以外，还要发送32或48比特的人为干扰信号

• 以太网规定帧间最小间隔为96比特时间，便于刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理

• 以太网的MAC层（要掌握）：以太网V2的MAC帧格式，目的地址（6字节）+源地址（6字节）+类型（2字节）+数据（IP数据报，46~1500）+FSC（4字节）

• 几大元件的比较：工作在物理层，适配器和集线器；工作在数据链路层，网桥和以太网交换机。

适配器：数据串行和并行运输、数据缓存

集线器：转发比特，不进行碰撞检测

网桥：对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤

以太网交换机：本质是多端口网桥，一般工作在全双工方式，相互通信的主机都独占传输媒体，无碰撞地传输数据。端口有存储器，在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存。每一个冲突域只有一台计算机，CSMA/CD协议对其不适用。

• 广播风暴不可跨域虚拟局域网：广播风暴发生在二层交换机，而跨越VLAN需要路由器（三层交换机）；此外广播风暴的限制方法除了划分虚拟局域网以外，还有使用生成树协议

• 划分虚拟局域网的方法：交换机的端口，计算机的MAC地址

• 扩展主机和集线器之间的距离的方法是使用光钎和光钎的一对调制解调器

• 常用的局域网的网络拓扑结构：总线型、环形、星型（当下最流行）、树型和网型

第四章——网络层 

• 网络层提供的是：简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务

• 网络层的两个层面：①控制层面，选择数据报从源端到目的端的路径，核心：路由算法与协议；②数据层面，将数据报从路由器的输入端口传送到正确的输出端口

• 虚拟互联网络：利用中间设备将多种异构网络互连形成

• A类、B类和C类地址都是单播地址，D类地址是多播地址；A类地址，可指派的网络数2^7-2，主机数2^24-2；B类地址，可指派的网络数2^14，可指派的主机数2^16-2；C类地址，可指派的网络数2^24，可指派的主机数2^8-2

网络号	主机号	源地址使用	目的地址使用	代表的意思
0	0	可以	不可以	本网络上的本主机
0	x	不可以	可以	本网络上的x主机，可用于初始化得到自己的IP地址
1	1	不可以	可以	本网络上进行广播
y	全1	不可以	可以	对网络号y的所有主机进行广播
127	非全0或全1的任何数	可以	可以	本地软件环回测试

• IP地址的特点：①分等级的地址结构；②每一个IP地址标志一台主机和一条链路的接口；③用转发器或交换机连接起来的若干个局域网仍为一个网络；④在IP地址中，所有分配到网络前缀的网络都是平等的

• 地址解析协议ARP——用于解决第一个问题，主机或路由器怎样知道在MAC帧的首部填入怎样的MAC地址：（还需要掌握ARP的过程）

用于解决同一局域网上的主机或路由器的IP地址和MAC地址的映射问题；ARP对高速缓存的每一个映射地址项目都设置有生存时间；如果在同一网络上，直接使用ARP解析主机B的MAC地址，并开始交付数据报；如果要发送到另一个网络上的主机上，则先用ARP协议解析中间路由器的MAC地址，再把数据报交付到路由器上，路由器再使用ARP协议，直至交付成功。

• 片偏移以8个字节作为偏移单位

• 怎么判断目的主机是否与源主机在同一个网络上：将目的地址与本网络的子网掩码进行AND运算，如果运算结果等于本网络的前缀，表明目的主机在本网络上

• 最长前缀匹配：采用CIDR编址时，如果一个分组在转发表中可以找到多个匹配的前缀，则选择前缀最长的一个作为匹配的前缀

• 分组转发算法：从收到的路由首部提取目的主机的IP地址D；若查到有特定主机路由，就按照这条路由的下一跳转发分组，否则从转发表的下一行开始检查；把这一行的子网掩码与目的地址D按位AND运算，如果与本行的前缀匹配，查找结束，按照下一跳进行处理或直接交付；否则还有下一行，对下一行进行检查；若转发表中还有一个默认路由，则按照指明的接口，把分组传送到指明的默认路由；否则报告转发分组出错

• 网际控制报文协议ICMP：ICMP报文的类型，ICMP差错报告报文和ICMP询问报文；

• 差错报告报文，类型为3，终点不可达；类型为5，改变路由；类型为11，时间超过；类型为12，参数问题

• 询问报文：类型为8或0，回送请求或回送回答；类型为13或14，时间戳请求或时间戳回答

• ICMP差错报文的格式（了解）；ICMP的前八字节+收到的IP数据报的首部+八字节

• 装入ICMP报文的IP数据报：首部+ICMP差错报告报文

• 不应发送ICMP差错报告报文的几种情况：①对ICMP差错报告报文不应该再发送差错报告报文；②对第一个分片的数据报片的后续所有数据包片，都不应该发送ICMP差错报告报文；③对具有多播地址的数据报，不应该发送ICMP差错报告报文；④对具有特殊地址（127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报，不发送ICMP差错报告报文

• ICMP的应用：分组网间探测PING和跟踪路由

• 互联网的路由选择协议——解决第二个问题，路由器的转发表是怎样得出的

路由算法随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化划分：静态路由选择策略（非适应路由选择）和动态路由选择策略（自适应路由选择），非自适应路由选择特点在于开销小，不能及时适应网络状态的变化，适用于小网络；自适应路由选择，特点在于能够较好地适应网络状态的变化，但是开销大，适用于较复杂的大网络；距离向量算法；链路状态算法

自治系统AS：在单一技术管理下的许多网络，IP地址和路由器，而这些路由器使用一种自治系统内部的路由选择协议和共同的度量

内部网关协议IGP和外部网关协议EGP（EGP作了解即可）：内部网关协议主要包括RIP和OSPF协议，使用域内路由选择；外部网关协议主要包括BGP-4,适用于域间路由选择

RIP协议：一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，优点是简单，适用于小型互联网；

特点：①仅与相邻路由器交换信息；②交换的信息是当前路由器知道的所有信息，即自己的路由表；③按固定的时间间隔交换路由信息，30s

距离向量算法（会根据邻接路由器进行计算）：收到相邻路由器X的路由更新消息，全部加一，并把下一跳改为X；把信息与本路由表对比，没有的信息加上；如果下一跳的地址相同，目的网络也相同，更新本路由表；如果下一跳地址不同，目的网络相同，比较距离，取小的保留

缺点：好消息传的快，坏消息传的慢；RIP的防环路机制：限制计数到无穷大的花费时间（16跳），挫折反转（水平分割）；RIP限制了网络的规模，最大距离是15，随着网络规模的扩大，开销也增加

优点：实现简单，开销较小

OSPF协议：开放最短路径优先，一种链路状态协议

特点：①由本自治系统向所有路由器发送信息，使用方法是洪泛法；②发送的信息是相邻的路由器的链路状态；③链路状态发生变化或每隔一段使用洪泛法向所有路由器发送链路状态信息

为了使OSPF用于更大规模的网络，OSPF将一个自治系统划分若干个更小的范围，叫做区域；在主干区域的路由器叫做主干路由器，从其他区域来的信息都由区域边界路由器进行概括，主干区域还有一个自治系统边界路由器专门与本自治系统以外的区域交换路由信息

特点：①OSPF允许管理员给每一条路指派不同的代价；②如果到达同一目的网络有多条代价相同的路径，那么可以把通信量分配给这几条路径，叫做多路径的负载均衡；③在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能，保证了仅在可信赖的路由器之间交换链路状态信息；④OSPF支持可变长度的子网划分和CIDR;⑤由于本网络的链路状态可能经常发生变化，因此OSPF让每一个链路状态都带上了32位的序号，序号越大，状态越新

OSPF分组不适用UDP而使用直接使用IP数据报传输

OSPF分组：问候分组、数据库描述分组、链路状态请求分组、链路状态更新分组和链路状态确认分组

优点：适用于互联网规模大的情况

BGP协议：

采用了路径向量路由选择协议，力求选择出一条能够到达目的网络前缀且比较好的路径，而不是一条最佳的路径

• 路由器的工作原理：①控制层：控制各种路由协议；②数据层：根据路由表，将收到的IP分组转发到正确的下一跳

• 网络地址转换NAT：用于解决IPV4地址不足的问题；数据报从内网到外网，会转换源IP地址为公网地址；反之由外网到内网时，公网地址会转换为私网地址

• 直接封装RIP，OSPF，BGP报文的协议分别是UDP，IP和TCP

• 一个VPN至少要有一个路由器具有合法的全球IP地址，这样才能和本系统的另一个VPN通过互联网进行通信

第五章——运输层

• 进程之间的通信：从通信和信息处理的角度看，运输层向上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信的最高层，也是用户功能的最低层

• 网络层是为主机之间提供逻辑通信，运输层是为应用进程之间提供端到端的通信

• 运输层的一个重要功能：复用和分用

• 复用：发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传送数据；分用：接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付目的应用程序

• 运输层的两个主要协议：无连接的用户数据报协议UDP和面向连接的传输控制协议TCP

• 用户数据报协议UDP：

特点：①UDP是无连接的；②UDP使用尽最大努力交付；③UDP是面向报文的；④UDP没有拥塞控制；⑤UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多；⑥UDP的首部开销小

UDP首部格式：UDP首部（源端口2字节+目的端口2字节+长度2字节+校验和2字节）+UDP数据部分、

IP数据报的校验和只校验IP数据报的首部，UDP的校验和是把首部和数据一起校验

• 传输控制协议TCP：

特点：①TCP是面向连接的运输层协议；② 每一个TCP连接只能有两个端点；③TCP提供的是可靠交付的服务；④TCP提供的是全双工通信；⑤面向字节流；

TCP连接的端点叫做套接字或插口，套接字=（IP地址：端口号）

停止等待协议：每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一个分组；四种情况：无差错情况，出现差错，确认丢失和确认迟到；优点：简单；缺点：信道利用率太低

连续ARQ协议：采用累计确认的方法；优点：即使确认丢失也不必重传；缺点：不能及时地向发送方反映接收方已经正确收到所有分组的信息；分组丢失采用后退N帧法，对网络线路状态要求高

TCP报文的首部格式：首部前20个字节是固定的，所以TCP报文的最短长度是20字节

源端口和目的端口：与TCP的分用有关

序号：报文段序号

确认号：期望收到的下一个报文段的第一个数据字节的序号

数据偏移：实际是TCP报文段首部的长度，最大为60字节

紧急URG：发送方将紧急数据插入到本报文段数据的最前面，与首部中的紧急指针配合使用

确认ACK：当ACK=1，确认号字段才有效

推送PSH：创建一个报文段并发送出去，接收方收到PSH=1的报文段，应该尽快地交付接收应用程序，而不是等待接收缓存满了再交付

复位RST：表示TCP连接中出现严重问题，必须释放连接，重新建立连接；还可用来拒绝一个非法报文或拒绝打开一个连接

同步SYN：置为1表示这是一个连接请求或连接接受报文

终止FIN：释放一个连接

窗口：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据

校验和：校验和字段的检验范围包括首部和数据两个部分

紧急指针：配合URG=1时才有效，指出紧急数据的字节数，即使窗口为0也可以发送紧急数据

选项：MSS默认值是536字节（576的IP数据报长度-TCP和IP首部长40），所以互连网所有主机都能接受的TCP报文长度是536+20=556字节

窗口扩大选项：双方可以在TCP建立连接的时候协商，当一方不再需要扩大窗口时，可以发送S=0，让窗口大小恢复到16

时间戳选项：①计算往返时间RTT；②用于处理TCP序号超过2^32的情况，又称防止序号绕回

• TCP可靠传输的实现

①发送窗口前沿不建议往后收缩的原因：很可能发送方在收到窗口缩小的通知之前已经发送出了很多数据，会产生错误

②发送缓存的作用：存放发送应用程序传送给发送方准备发送的数据；存放已经发送等待确认的数据

③接受缓存的作用：存放按序到达，但尚未被接收程序读取的数据；存放未按序到达的数据

④超时重传时间的选择（记住两个值就行了）：新的RTTs = （1-α）*旧的RTTs+α*新的RTT样本，α推荐0.125

超时计时器设置超时重传时间RTO=RTTs+4*RTTd，RTTd是RTT的加权平均值

新的RTTd= （1-β）*旧的RTTd+β*|RTTs-新的RTT样本|，β推荐0.25

⑤karn算法解决ACK的二异性问题：收到的确认是对重传报文段的确认，但被源主机当做是对原来的报文的确认，导致RTTs和RTO偏大；如果收到的报文是对原来的报文的确认，却被当做对重传报文的确认，导致RTTs和RTO偏小；

方法：报文段没重传依次，就把超市重传时间RTO增大一些，典型做法是取新的超时重传时间是旧的重传时间的2倍

⑥选择确认（掌握一个选项最多指明多少个字节块）：选项中最多只能指明4个字节块，因为一个字节块需要两个边界，一个边界耗4个字节，所以4个字节块耗费32个字节，此外还需要两个字节，一个用来指明是SACK选项，一个用来指明这个选项需要占用多少个字节

• TCP的流量控制

为解决零窗口的互相等待死锁局面：设置持续计时器，TCP连接的一方一旦收到了零窗口通知，就启动持续计时器。如果持续计时器设置的时间到期，就会发送一个零窗口探测报文（1字节的数据），对方在确认这个探测报文时会给出当前的窗口值，如果窗口值仍为0，则重新设置持续计时器

控制TCP报文段的发送时机：发送缓存中的数据达到MSS字节，则组装成一个TCP报文发送出去；发送方的应用进程指明了紧急指针或URG；发送方的计时器期限到期

TCP传输效率的提升：Nagle算法，发送方先把第一个数据字节发送出去，对后面到达的数据字节都缓存起来，当发送方收到对第一个数据字符的确认的时候，再把发送缓存中的数据字节组装成一个报文段发送出去，再把后面到达的数据字节缓存起来，只有收到上一个报文段的确认才发送下一个报文段；而且当数据达到发送窗口的一半或报文段的最大长度的时候，就应该立即发送一个报文段

糊涂窗口综合征：解决办法，让接收缓存等待一段时间，使得接收缓存有一半的空间或接收缓存有空间接收一个最长的报文段，两者满足其一，再让接收方发送确认报文，并告知发送方当前的窗口值

• TCP的拥塞控制

真正地发送窗口=min{接收窗口（公共窗口值），拥塞窗口值}

要能够根据曲线图解释各个阶段的算法

慢开始：TCP刚开始发送报文时，只发送一个报文段，即设置cwnd=1，目的是试探网络的拥塞状况，再视情况慢慢增大cwnd；当cwnd大于慢开始门限（sstresh），执行拥塞避免算法

拥塞避免：每经过一个RTT时间，cwnd只增加1，让拥塞窗口增长的缓慢一些

快重传：让发送方尽早地知道个别报文段的丢失，要求接收方不要等待自己发送数据时才捎带确认，而是要立即确认，即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认

快恢复：收到三个重复的ACK，让拥塞窗口cwnd=sstresh=sstresh（原来）/2，并开始执行拥塞避免算法

网络出现超时，执行慢开始，设置新门限为原来的一半；收到三个重复的ACK，执行快恢复

AIMD算法：拥塞避免阶段拥塞窗口呈线性增长，即加法增大AI；一旦收到超过3个重复的确认，将门限降低为原来的半，即乘法减小MD

• 主动队列管理AQM

随机早期检测RED：若平均队列长度小于最小门限，将新到达的分组放入队列进行排队；若大于最大门限，将新到达的分组丢弃；如果在最小门限和最大门限之间，则以一定的概率β丢弃新到达的分组；RED不是等待网络已经 发生拥塞才把队列尾部的分组全部丢弃，而是在检测到网络拥塞的早期征兆时，就以概率β丢弃各个分组

• TCP的连接建立（会画图）

三次握手与（四次握手）

为什么A最后还要发送一次确认？防止已失效的连接请求报文突然又传送到B

• TCP的连接释放（会画图）

释放过程

A在收到B的确认关闭报文后，要经过时间等待计时器设置的2MSL时间后，才能进入到CLOSE状态

为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间呢？①为了保证A发送的最后一个ACK报文能够到达B；②防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中

保时计时器：服务器每收到一次用户的数据就重新设置保时计时器，若超过两小时没有收到用户的数据，服务器就会发送一个探测报文，超过十个探测报文没有得到响应就会关闭这个连接

第六章——应用层

DNS采用的域名结构：层次树状结构
域名服务器的划分
封装的数据报：UDP
递归查询与迭代查询

域名的解析过程：①主机向本地域名服务器的查询一般都采用递归查询，如果主机所询问的本地域名服务器不知道所查询域名的IP地址，那么本地域名服务器就会以DNS客户的身份，向其他的根域名服务器发出查询报文；②本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是由迭代查询完成，根域名服务器要么告诉IP地址，要么告诉本地域名服务器应该去哪个域名服务器查询

文件传输协议FTP
提供交互式的访问，允许用户指定文件的格式与类型
功能：减少或消除不同操作系统下处理文件的不兼容性
一个FTP服务器有主程序（负责接收新的请求）和多个从属程序（负责处理多个请求）组成
封装的数据报：TCP
两个TCP连接：控制连接（21端口）与数据连接（20端口）

简单文件传送协议TFTP
可用于UDP,代码所占用的内存少

超文本传送协议HTTP
封装数据报：TCP

电子邮件
客户服务器模式
三个组件：用户代理，邮件服务器，发送电子邮件需要的协议

动态主机配置协议DHCP
允许一台计算机加入新网络时可自动获取IP地址等网络配置信息
封装数据报：UDP

   期末考试模拟试题参考

一、 单选题（共20题，20分）

1、下列有线传输介质中抗电磁干扰最好的是（     ）。

A、 屏蔽双绞线

B、 同轴电缆

C、 非屏蔽双绞线

D、 光纤

正确答案： D

解析：

2、TELNET通过TCP/IP协议在客户机和远程登录服务器之间建立一个（    ）。

A、 UDP

B、 ARP

C、 TCP

D、 RARP

正确答案： C

解析：

3、计算机网络通信的一个显著特点是（     ）。

A、 稳定性

B、 间歇性、突发性

C、 安全性

D、 易用性

正确答案： B

解析：

4、DNS协议实现的功能是（     ）

A、 域名地址到IP地址的解析

B、 IP地址到逻辑地址的解析

C、 IP地址到物理地址的解析

D、 物理地址到IP地址的解析

正确答案： A

解析：

5、下列哪个协议不是网络层的协议 （     ）。

A、 IP

B、 ARP

C、 MAC

D、 ICMP

正确答案： C

解析：

6、传输控制协议TCP表述正确的内容是（     ）。

A、 面向连接的协议，不提供可靠的数据传输

B、 面向连接的协议，提供可靠的数据传输

C、 面向无连接的服务，提供可靠数据的传输

D、 面向无连接的服务，不提供可靠的数据传输

正确答案： B

解析：

7、若子网掩码为255.255.0.0，则下列哪个IP地址不在同一网段中。（    ）

A、 172.25.15.201

B、 172.25.16.15

C、 172.16.25.16

D、 172.25.201.15

正确答案： C

解析：

8、控制相邻两个结点间链路上的流量的工作在（     ）完成。

A、 数据链路层

B、 物流层

C、 网络层

D、 流量层

正确答案： A

解析：

9、FTP使用命令通道和数据通道完成文件传送功能。FTP客户端的命令通道和数据通道分别使用的端口号是（    ）。

A、 21号和20号

B、 21号和动态端口

C、 动态端口和20号

D、 动态端口和动态端口

正确答案： D

解析：

服务器端21建立连接   20发送数据

10、下述协议中，不建立于IP协议之上的协议是（     ）。

A、 ATP

B、 ICMP

C、 SNMP

D、 TCP

正确答案： A

解析：

11、发送电子邮件时，如果接收方没有开机，那么邮件将（   ）。

A、 丢失

B、 退回给发件人

C、 开机时重新发送

D、 保存在邮件服务器上

正确答案： D

解析：

12、下述论述中不正确的是（     ）。

A、 IPV6具有高效IP包头

B、 IPV6增强了安全性

C、 IPV6地址采用64位

D、 IPV6采用主机地址自动配置

正确答案： C

解析：

13、以太网的工作原理可以描述为（   ）。

A、 边听边说

B、 先听后说

C、 先听后说，边说边听

D、 边听边说，先听后说

正确答案： C

解析：

14、对网际控制协议（ICMP）描述错误的是（     ）。

A、 ICMP封装在IP数据报的数据部分

B、 ICMP消息的传输是可靠的

C、 ICMP是IP协议的必需的一个部分

D、 ICMP可用来进行拥塞控制

正确答案： B

解析：

15、对UDP数据报描述不正确的是（     ）。

A、 是无连接的

B、 是不可靠的

C、 不提供确认

D、 提供消息反馈

正确答案： D

解析：

16、如果用户分配到一个C类网络号，该用户的网络需要划分成5个子网，每个子网最多20台主机，则适用的子网掩码是(        )

A、 255.255.255.192  

B、 255.255.255.224

C、  255.255.255.240

D、 255.255.255.248

正确答案： B

解析：

17、与IP地址115.17.205.200/21同网络的是（      ）。

A、 115.17.198.88/21

B、 115.17.206.0/21

C、  115.17.217.255/21  

D、 115.17.224.200/21

正确答案： B

解析：

18、下面地址中，属于单播地址的是（      ）。

A、 10.255.255.255

B、 172.31.128.255/18

C、 192.168.24.59/30

D、 224.105.5.211

正确答案： B

解析：

19、IP地址块202.113.79.0/27，202.113.79.32/27，202.113.79.64/26经聚合后可分配的IP地址数为(      )。

A、 62

B、 64

C、 126

D、 128

正确答案： C

解析：

20、某单位拥有地址块210.38.208.0/26，其中210.38.208.8/29和210.38.208.16/29已经分配给人事部和财务部，现在技术部需要30个IP地址，可分配的IP地址块是(      )。

A、 210.38.208.0/27

B、  210.38.208.17/27

C、 210.38.208.32/27

D、 202.113.77.24/27

正确答案： C

解析：

二、 判断题（共10题，10分）

1、交换机的自学习功能是通过帧的源MAC地址实现的。

正确答案： 正确

解析：

2、奇偶校验码是一种纠错码。

正确答案： 错误

解析：

3、静态路由就是每次选择的路由都一样。

正确答案： 错误

解析：

4、根域名服务器一般采用迭代查询方式进行域名解释。

正确答案： 正确

解析：

5、CSMA/CD的差错控制包括校验确认机制。

正确答案： 错误

解析：

6、某主机通过DHCP获得IP地址，当该主机关机时，必须发送向DHCP服务器发送通知，让服务器回收该IP地址。

正确答案： 错误

解析：

7、

MIME协议使邮件可以收发非文本文件。

正确答案： 正确

解析：

8、

在端口VLAN中，主机接收VLAN号相同的帧，把VLAN号不同的帧丢弃。

正确答案： 错误

解析：

9、

为了让交换机和路由器能正常工作，必须设置IP地址。

正确答案： 错误

解析：

10、

连接服务不一定提供无差错服务。

正确答案： 正确

解析：

三、 简答题（共6题，70分）

1、什么是网络自治？在Internet中，有哪些网络自治技术？请列举出至少2个，并做简要说明。

正确答案：

在互联网中，每个网络具有高度自治功能，网络内部可以设计下一级子网，子网可以有子网，网络构成一个层次型结构。每个网络（子网）做好内部的管理， “形散神不散”、“各扫各自门前雪”，只需向上级网络提供必要的少量的信息，可确保网间互联互通。这就是网络自治。

网络自治技术有（1）子网划分。网络内部可以根据需要划分子网，划分细节对外屏蔽。（2）路由功能。内部网络采用RIP、OSPF等内部路由算法，边界路由器采用外部网关协议。（3）DNS功能。内部主机的IP分配自行决定，只要在自己的权限DNS服务器中记录，把自己的DNS服务器IP地址提交给上级就行。

2、缓解IPV4的地址紧缺，有什么方法？列举出至少3个，并做简要说明。

正确答案：

（1）早期的DHCP服务，主机运行时通过DHCP服务器租得临时IP地址，运行期间可以续租，不用时DHCP服务器回收IP地址。用户使用IP地址的时间错开，可以共享IP地址，这样用较少的IP地址可为更多的用户服务。（2）子网划分。针对A、B类网络地址，可把多余不用的IP地址充分利用。（3）使用保留IP地址进行内部网络规划，访问公网用NAT或者NAPT技术，可大大节省公网IP。

3、在某通讯环境中，接收端收到的信息为110111，CRC校验码为1011，生成多项式为G(x)=x4+x3+1。（1）分析收到的信息是否有错？为什么？（2）计算其编码效率。为了提高编码效率，能否无限制增加一次发送的信息？为什么？（3）网络通讯中，除了校验方法，提高可靠性还有什么技术？

正确答案：

生成多项式对应的比特序列为：11001，把信息码字与CRC校验码拼接起来，结果为1101111011，按位除以生成多项式，结果等于1101，非零，因此接收到的信息是有错的，可能是信息码字错，可能是CRC校验码错，也可能是两者都错。计算过程略（学生答题时得给出！）

注：如按生成校验码的过程，得到正确的校验码0110，与收到的校验码不同，由此推出有错，则扣1分。

按位除运算如无计算过程，扣1分，算错了扣2分。

   （2）该码字的长度为10位，有效信息位为6位，故编码效率为6/10=0.6（1分）。不能无限增加一次发送的信息，因为线路存在误码率，发送的码字越长，出错概率越高，一次发送的信息太多造成码字太大，增加出错概率，出错了，只能重发，效率反而降低；再者，一次发送的信息太多，会降低线路占用的公平性。

    （3）提高可靠性还有确认机制、超时自动重发机制、编号技术等。

4、直接交付和间接交付各用在什么场合？指出各种场合产生的帧中，MAC地址和IP地址的对应情况。

正确答案：

直接交付场合：（1）通信双方在同个网络时；（2）通信双方不在同个网络，数据包已经到达接收方所在网络的网关，该网关把数据包完成最后一跳的交付。

间接交付场合：（3）通信双方不在同个网络，发送方把数据包发给网关；（4）途经的路由器把数据包转发给下一跳。

MAC地址和IP地址的对应情况：

（1）源MAC与源IP对应、目的MAC与目的IP对应

（2）源MAC与源IP不对应、目的MAC与目的IP对应

（3）源MAC与源IP对应、目的MAC与目的IP不对应

（4）源MAC与源IP不对应、目的MAC与目的IP不对应