福建农林大学1516计算机网络复习材料Word格式文档下载.docx

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整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道传送。

报文交换：

整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

分组交换：

采用存储转发技术。

单个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

P15

13、1994年4月20日我国正式连入因特网。

P16

14.

（1）广域网WAN，范围几十到几千公里；

（2）城域网MAN，范围5-50km；

（3）局域网LAN,范围在1km左右；

（4）个人区域网PAN,范围在10m左右。

P17

15、

（1）公用网，指电信公司出资建造的大型网络。

“公用“的意思就是所有愿意按电信公司规定交纳费用的人都可以使用这种网络。

因此也称为公众网。

（2）专用网，这是某个部门为本单位的特殊业务工作需要而建造的网络。

不向本单位以外的人提供服务。

P18

16、网络协议的三个要素：

（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响应；

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。

P26

17、OSI七层协议体系结构，TCP/IP四层体系结构

（1）应用层，直接为用户的应用进程提供服务。

有HTTP协议、SMTP协议、FTP协议等；

（2）运输层，向两个主机中进程之间的通信提供服务。

有传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP；

（3）网络层，负责为分组交换网上的不同主机提供服务。

有IP协议；

（4）数据链路层，在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数据。

（5）物理层（中继站），透明地传送比特流。

18、实体这一较为抽象的名词表示任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程；

协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合；

服务：

在同一系列中相邻的两层实体进行交互（交换信息）的地方，称为服务访问点SPA.。

服务访问点SPA，实际上就是一个逻辑接口。

P31

19、everythingoverIp可以为各式各样的应用提供服务；

Ipovereverything允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。

p32

习题P36

1-03．试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

答：

（1）电路交换：

端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。

（2）报文交换：

无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。

（3）分组交换：

具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。

1-17．收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×

108m/s。

试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。

（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：

（1）发送时延：

ts=107/105=100s传播时延tp=106/（2×

108）=0.005s

（2）发送时延ts=103/109=1µ

s传播时延：

tp=106/（2×

结论：

若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。

但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-18．假设信号在媒体上的传播速度为2×

108m/s.媒体长度L分别为：

（1）10cm（网络接口卡）

（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

（1）1Mb/s:

传播时延=0.1/（2×

108）=5×

10-10比特数=5×

10-10×

1×

106=5×

10-4

1Gb/s:

比特数=5×

109=5×

10-1

（2）1Mb/s:

传播时延=100/（2×

10-7比特数=5×

10-7×

10-1

102

（3）1Mb/s:

传播时延=100000/（2×

10-4比特数=5×

10-4×

1021Gb/s:

105

（4）1Mb/s:

传播时延=5000000/（2×

108）=2.5×

10-2比特数=2.5×

10-2×

1041Gb/s:

比特数=2.5×

107

1-19．长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。

再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。

最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。

试求数据的传输效率。

数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？

（1）100/（100+20+20+18）=63.3%

（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%

第二章物理层

1、物理层的特性：

（1）机械特性：

指明接口所有接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等等。

（2）电器特性：

指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。

（3）功能特性：

指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

（4）过程特性：

指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

P38

2、一个数据通信系统可以划分为三大部分，即源系统（或发送段、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。

P39

3、信道从通信的双方信息交互的方式来看，可以有以下三种基本方式：

P40

（1）单向通信又称为单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。

（2）双向交替通信又称为半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送。

这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后再反过来。

（3）双向同时通信又称为全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。

单向通信只需要一条信道，而双向交替通信或双向同时通信则都需要两条信道（每个方向各一条）。

显然，双向同时通信的传输效率最高。

4、来自信源的信号常称为基带信号。

经过载波调制后的信号称为带通信号。

5、最基本的带通调制方法有：

P41

（1）调幅（AM），即载波的振幅随基带数字信号而变化。

（2）调频（FM），即载波的频率随基带数字信号而变化。

（3）调相（PM），即载波的初始相位随基带数字信号而变化。

6、信噪比比值与分贝转换公式：

信躁比（db）=10log10（S/N）（db）P42

例如，当S/N=10时，信躁比为10db，而当S/N=1000时，信躁比为30db。

7、导向传输媒体：

P44

（1）双绞线

（2）同轴电缆

（3）光缆

8、非导向传输媒体：

P47

（1）无线电通信

（2）短波通信（即高频通信）

（3）无线电微波通信

（4）微波接力通信

（5）卫星通信

9、信道复用技术有：

频分复用P50、时分复用P51、统计时分复用P52、波分复用P53、码分复用P54（要能够分辨各种复用）

最基本的复用就是频分复用FDM和时分复用TDM。

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

10、宽带接入技术：

（1）xDSL技术P57

（2）光纤同轴混合网（HFC网）P59

（3）FTTx技术P61

11、香农定理、奈奎斯特准则

香农公式指出：

信道的极限信息传输速率C=W*log2（1+S/N）。

奈奎斯特准则：

理想低通信道的最高码元传输速率=2W*Baud。

习题P63

2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？

这个结果说明什么问题？

）

C=Wlog2（1+S/N）（b/s）

W=3khz，C=64khzS/N=2642245=64.2dB 

是个信噪比要求很高的信源

2-09用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？

如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？

如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？

C=Wlog2（1+S/N） 

SN1=2C1/W-1=235000/3100-1

SN2=2C2/W-1=21.6*C1/W-1=21.6*35000/3100-1

SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。

C3=Wlog2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）

C3/C2=18.5%

如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右

2-16共有4个站进行码分多址CDMA通信。

4个站的码片序列为：

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）

现收到这样的码片序列：

（-1+1–3+1-1–3+1+1）。

问哪个站发送数据了？

发送数据的站发送的1还是0？

S·

A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1

B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0

C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送

D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

2-11假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km（在1kHz时），若容许有20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？

如果要双绞线的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低到多少？

使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/0.7=28.6km

衰减应降低到20/100=0.2db

2-12试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。

假定光在光纤中的传播速率为2*108m/s.

V=L*FF=V/LB=F2-F1=V/L1-V/L2

1200nm到1400nm：

频带宽度=23.8THZ

1400nm到1600nm：

频带宽度=17.86THZ

第3章数据链路层（也叫MAC层）

1.数据链路层使用的信道：

①点对点信道（一对一的点对点通信方式，PPP协议）；

②广播信道（一对多的广播通信方式）。

2.三个基本问题：

封装成帧、透明传输、差错检测。

3.PPP协议的特点：

①简单；

②封装成帧；

③透明性；

④多种网络层协议；

⑤多种类型链路；

⑥差错检测；

⑦检测连接状态；

⑧最大传送单元；

⑨网络层地址协商；

⑩数据压缩协商。

4.PPP协议不需要的功能：

①纠错；

②流量控制；

③序号；

④多点线路；

⑤半双工或单工链路。

5.CSMA/CD协议要点：

①多点接入，就是说明这是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上，协议的实质是“载波监听”和“碰撞检测”。

②载波监听，就是“发送前先监听”，即每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站在发送数据，如果有，即暂时不要发送数据，要等待信道变为空闲时再发送。

③碰撞检测，就是“边发送边监听”，即适配器边发送数据边检测信道上的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。

6.以太网用截断二进制指数避让算法来解决碰撞问题。

（P83）

7.数据链路与物理链路的区别。

8.虚拟局域网VLAN：

虚拟局域网是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。

每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。

虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。

9.网桥、交换机

习题P109

3-08要发送的数据为101110。

采用CRC的生成多项式是P（X）=X3+1。

试求应添加在数据后面的余数。

作二进制除法，10111000010011添加在数据后面的余数是011。

3-20假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。

设信号在网络上的传播速率为200000km/s。

求能够使用此协议的最短帧长。

对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5微秒，来回路程传播时间为10微秒，为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以发送的比特数等于10*10-6/1*10-9=10000,因此，最短帧是10000位或1250字节长。

3-22假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。

试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？

如果是100Mb/s的以太网呢？

对于10mb/s的以太网，以太网把争用期定为51.2微秒，要退后100个争用期，等待时间是51.2（微秒）*100=5.12ms

对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间是5.12（微秒）*100=512微秒

3-24假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。

这两个站点之间的传播时延为225比特时间。

现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。

如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？

换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？

（提示：

在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）

设在t=0时A开始发送，在t=（64+8）*8=576比特时间，A应当发送完毕。

t=225比特时间，B就检测出A的信号。

只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了

如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）。

3-25在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。

当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。

A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。

假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。

试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？

A重传的数据帧在什么时间到达B？

A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？

B会不会在预定的重传时间停止发送数据？

t=0时，A和B开始发送数据；

T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（传播时延Tp=225）；

T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输（T2=T1+48）；

T3=594比特时间,A开始发送（T3=T2+rA*Ts+96，Ts=争用期，帧间最小间隔=96）；

T4=785比特时间,B再次检测信道。

（T4=T2+rB*Ts）,如空闲，则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。

（T5=T4+96）

A重传的数据在819比特时间到达B，B先在T4检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送。

3-28 

有10个站连接到以太网上。

试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。

（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；

（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；

（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。

答:

（1）10个站共享10Mb/s

（2）10个站共享100Mb/s

（3）10个站独占10Mb/s

第四章网络层P108

1、网络层提供的两种服务：

虚电路服务、数据报服务。

P112

2、表4-1虚电路服务与数据报服务的对比P113

3、中间设备：

P115

（1）物理层使用的中间设备叫做转发器；

（2）数据链路层使用的中间设备叫做网桥或桥接器；

（3）网络层使用的中间设备叫做路由器；

（4）在网络层以上使用的中间设备叫做网关。

用网关连接两个不兼容得系统需要在高层协议的转换。

（传输层）

4、IP地址都是32位的二进制代码。

把32位的IP地址中的8位用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点，这就叫做点分十进制记法。

P117

5、网络号字段为全0的IP地址是个保留地址，意思是“本网络”。

网络号为127（即01111111）保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用。

P119

6、表4-2IP地址的指派范围表4-3一般不使用的特殊IP地址P120

7、物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

P121

8、IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。

P122

9、我们只要了解，逆地址解析协议RARP的作用是只知道自己硬件地址的主机能够通过RARP协议找出其IP地址。

P124

10、地址解析协议ARP解决从IP地址到硬件地址的映射表（找出硬件地址）。

11、IP数据报的格式P127

13、无分类编址CIDR（构造超网）P140

14、网际控制报文协议ICMP（作用）：

有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会。

P140

15、ICMP报文的种类有两种：

ICMP差错报告报文ICMP询问报文。

P146

16、ICMP的一个重要应用就是分组网间探测PING（PacketInterNetGroper），另一个非常有用的应用是traceroute（这是UNIX操作系统中名字），它用来跟踪一个分组从源点到终点的路径。

P148

17、因特网把路由选择协议划分为两大类：

内部网关协议RIPP152和OSPFP157；

外部网关协议BGPP162。

18、RIP协议的特点：

（选择题）1、仅和相邻路由器交换信息；

2、路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，及自己的路由表；

3、按固定的时间间隔交换路由信息。

P152

19、整个的路由器结构可划分为两大部分：

路由选择部分和分组转发部分。

P166

20、多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。

P169

21、多播路由选择协议，在转发多播数据报时使用了以下的三种方法：

P174

（1）洪泛与剪除：

这种方法适合于较小的多播组，而所有的组成员接入的局域网也是相邻接的。

（2）隧道技术：

适用于多播组的位置在地理上很分散的情况。

（3）基于核心的发现技术：

这种方法对于多播组的大小在较大范围内变化时都适合。

P168

22、RFC1918指明的专用地址是：

P177

（1）10.0.0.0到10.255.255.255（或记为10/8，它又称为24位块）

（2）172.16.0.0到172.31.255.255（或记为172.16/12，它又称为20位块）

（3）192.168.0.0到192.168.255.255（或记为192.168/16，它又称为16位块）

23、利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网又称为虚拟专用网VPN（VirtualPrivateNetwork）。

24、网络地址转换NAT（定义）P179

习题：

4-17.一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。

下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。

但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。

因此数据报在路由器必须进行分片。

试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）?

第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<

1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×

160），共3840bit。

4-20.设某路由器建立了如下路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：

目的网络子网掩码下一跳

128.96.39.0255.255.255.128接口0

128.96.39.128255.255.255.128接口1

128.96.40.0255.255.255.128R2

192.4.153.0255.255.255.192R3

*（默认）-R4

现共收到5个分组，