现代计算机网络考试复习资料全Word下载.docx
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●特点：
灵活方便，但较难实现集中管理和控制，安全性低。
三、其他分类
１、按传输介质分类
●有线网：
包括有线电话线网、电力线网、有线电视电缆网、同轴电缆网、双绞线网、光纤网；
●无线网：
包括无线电话网、语音广播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网。
２、按通信方式分类
●点对点传输网络：
数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。
星型网、环形网采用这种传输方式。
适用于大的网络。
●广播式传输网络：
数据在共用通信介质线路中传输。
无线网和总线型网络属于这种类型。
适用于地理范围小的网络或保密要求不高的网络。
３、按网络的使用的目的分类
●共享资源网：
使用者可共享网络中的各种资源，例如，文件、扫描仪、绘图仪、打印机以及各种服务。
●数据处理网：
用于处理数据的网络，研究机构的科学计算机网络、企业管理网。
●数据传输网：
用来收集、交换、传输数据的网络。
例如，情报检索网络和信息浏览等。
目前网络使用目的都不是单一的，而是综合型的
6、按地理位置划分，计算机网络可分为：
广域网、城域网和局域网。
7、按计算机和设备在网络中的地位对计算机网络分类，可以划分为基于服务器的网路哦和对等网络。
8、计算机网络硬件系统是由服务器、客户机、通信处理设备和通信介质组成。
第二章
1、网络协议由以下3个要素组成：
语法、语义和同步
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议（networkprotocol），简称为协议。
网络协议主要由以下３个要素组成：
●语法数据与控制信息的结构或格式。
●语义需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
●同步事件实现顺序的详细说明
2、网络的体系结构：
计算机网络和各层次及其协议的集合
3、第n层的实体在实现自身定义的功能时，只能使用n-1层提供的服务
4、接口就是上层实体和下层实体交换数据的地方，被称为服务访问点（SAP）。
每一个SAP都有一个唯一的标识，成为端口（Port）或套接字（Socket）。
5、简述协议和服务的关系
●协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
●服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
●N层实体向N+1层实体能提供的服务:
1.N层实体提供的某些功能
2.从N-1层及其以下各层实体及本地系统得到的服务
3.通过与对等的N层实体的通信得到的服务
6、上下层实体之间交换的数据传输单元成为数据单元，数据单元有3种：
协议数据单元、接口数据单元和服务数据单元。
7、试画出OSI/RM模型的层次结构，并简述各层的基本功能。
8、试画出TCP/IP模型的层次结构，并简述各层的基本功能。
9、下述问题在OSI/RM中的哪一层处理：
1）确定一接插件的机械尺寸和电器特性；
2）将传输的数据划分为帧；
3）决定路由；
4）检察远程登陆用户身份的合法性；
5）将数据压缩和解压缩；
6）控制打印机打印头换行
10、比较OSI/RM和TCP/IP模型的比较及联系。
●相同点
1.均以协议栈的概念为基础，协议之间彼此独立
2.模型中各个层的功能基本相似
应用层
传输层
网络层
表示层
会话层
数据链路层
物理层
7
6
5
4
3
2
1
OSI的体系结构
网络接口层
网际层IP
（各种应用层协议，
如：
TELNET,FTP,
SMTP等）
传输层（TCP或UDP）
TCP/IP的体系结构
无连接分组交付服务
运输服务
（可靠或不可靠）
各种
应用服务
TCP/IP的三个服务层次
TCP/IP与OSI体系结构的对照
●不同点
1.OSI模型有7层；
TCP/IP模型则仅有4层
2.OSI模型区分了服务，接口和协议的概念；
TCP/IP模型没有明确的区分
3.OSI区分了物理层与数据链路层；
TCP/IP甚至没有分别提及这两层
4.TCP/IP模型中网际层是一个接口，处在网络层和数据链路层之间
5.OSI模型出现在协议发明之前，因此模型与协议间存在不符合要求的服务规范。
但是由于它不偏向任何一种协议，通用性更好；
TCP/IP模型则相反，先出现协议，模型与协议匹配良好但不适用于其他协议栈
6.OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，传输层仅支持面向连接的通信；
TCP/IP模型在网络层仅支持无连接的服务，在传输层支持两种类型的服务
第三章
1、数据：
数据通信中传输的二进制代码，是传输信息的载体
2、信息：
是这些数据的内容和解释
3、信号：
是数据在传输过程中的物理表示形式
●数据（Data）——数据通信中传输的二进制代码，是传输信息的载体
●信息（Information）——数据的内容和解释
●信号（Signal）——数据在传输过程中的电磁波表示形式
1.模拟信号——随时间连续变化的物理量
2.数字信号——相对于时间和幅值而言都是不连续的，即离散的物理量
4、简述数字信号与模拟信号的区别。
5、设一数据串为10110100，画出经过FSK、ASK、PSK（相对PSK和绝对PSK）条之后的波形。
6、设一数据串为10110100，画出其对应的曼彻斯特和差分曼彻斯特编码（设初始状态为高电平）。
7、按信号传输方向与时间的关系，发送方和接收方的通信有3种方式：
单工、半双工和双工。
8、在电话系统的干路中，若将n个音频级信号（每个带宽为4KHz）复用，警戒频带为1KHz，问带宽至少需要多大？
9、交换技术按原理划分，可分为线路交换和存储转发交换两种技术。
其中存储转发交换又可按转发的信息单位不同，分为报文交换和分组交换。
分组交换有两种常用的方法：
数据报和虚电路。
10、线路交换包括3个过程：
建立线路、传输数据和释放线路
11、简单比较线路交换和分组交换的区别。
12、简述虚电路的原理，并比较其与数据报的区别。
交换又称转接，是在多节点网络中，利用交换机等转接设备，在节点间建立临时连接,完成通信的一种技术。
●线路交换
●存储转发交换
1.报文交换
2.分组交换
1、线路交换
●电路交换必定是面向连接的。
●电路交换的三个阶段：
1.建立连接
2.通信
3.释放连接
●缺点
2.计算机数据具有突发性,这导致通信线路的利用率很低
3.建立物理线路所花时间较长
●优点
4.传输延迟短
5.一旦线路建立,就不会发生冲突
2、报文交换
●在20世纪40年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换（messageswitching）。
●报文为传输单位，存储转发交换节点需配置大容量的存储器。
●报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。
●适用于高信息量的数据通信。
●现在报文交换已经很少有人使用了。
3、分组交换
●对报文交换技术的改进
●分组为传输单位，存储转发降低了对交换节点的存储容量的要求，缩短了网络延迟
●适用于大型、高信息容量的数据通信
●两种方法
1.数据报—每个分组独立传输，分组可能经由不同的路径到达接收站，需对数据报进行排序重组
2.虚电报—建立一条发送站和接收站之间的路径—虚电路（不是一条专用线路，它可以与其他连接共享），所有的分组都沿着这条虚电路按顺序传送
虚电路与线路交换的区别
线路交换是各交换节点为发送站和接收站建立一条专用的物理通路。
而虚电路方式是在交换节点之间建立路由，即在交换节点的路由表内创建一个表项。
当交换节点收到一个分组后，它检查路由表，按照其匹配项的出口发送分组。
因此虚电路不是一条专用线路，它可以与其他连接共享。
分组交换的优点
●高效—动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
●灵活—以分组为传送单位和查找路由。
●迅速—不必先建立连接就能向其他主机发送分组；
充分使用链路的带宽。
●可靠—完善的网络协议；
自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。
分组交换带来的问题
●分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
●分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
4、三种交换的比较
P1
P2
P3
P4
报
文
ABCD
ABCD
报文交换
电路交换
分组交换
t
连接建立
数据传送
报文
连接释放
能否进行实时通信
线路接通后可进行实时会话通信，但不能实时多功能通信
非实时、存储转发，不能进行会话式通信
可接近实时存储转发，可进行会话式通信
网络传输时延
小、当建立呼叫时有一定的时延
大、报文长短影响时延大小
小
线路利用率
当进行断续通信或短报文通信时线路利用率低
高
通信速率和码变换
不能进行通信速率和码变换
能
差错控制功能
不具有
可具有
具有
传输路由
每次通信过程中路由不变
每一报文传递过程中路由不变
可以有不同路由
网络过载的影响
随着网络负荷加大，受损率增加
随着网络负荷加大，传递时延加大，引起阻塞
可进行流量控制，可在一定传递时延条件下防止阻塞
计费方式
按距离和时间计费
按字节或按字节与连接时间计费
按字节或分组数及连接时间计费
13、光纤分为单模光纤和多模光纤两种。
14、分别采用奇校验和偶校验，计算下列数据的校验位：
0010110；
1010110。
在数据后填加一个奇偶位，可以检测出数据中奇数个错误
●奇校验
1011010——10110101
●偶校验
1011010——10110100
例：
使用偶校验（“1”的个数为偶数）
10110101——>
101101011
10110001——>
101100010
15、设一生成多项式为g（x）=x4+x3+1，求g（x）所对应的二进制比特串。
传输数据为1101001，利用上述的生成多项式，计算CRC循环冗余码。
（要有计算过程）
CRC码基本思想
●使用纠错码传数据，效率低，适用于不可能重传的场合；
大多数情况采用检错码加重传。
●校验和（checksum）加在帧尾，使带校验和的帧的多项式能被G（x）除尽；
收方接收时，用G（x）去除它，若有余数，则传输出错
运算步骤：
●设G（x）为r阶，在帧的末尾附加r个0，使帧成为m＋r位，则相应的多项式是xrM（x）；
●按模2的除法用对应于G（x）的位串去除对应于xrM（x）的位串；
●按模2的除法从对应于xrM（x）的位串减去余数（总是等于或小于1）。
结果就是要传送的带校验和的帧，叫多项式T（x）。
例如，求1011010的CRC编码，设除数为10011,，则实际发送比特为：
10110101111
10110100000
10011
0010110
1010101
0010100
0011100
1111
16、对于16位的数据，纠正其中单比特错误所需要的最小冗余比特是多少？
码字（codeword）：
一个帧包括m个数据位，r个校验位，n=m+r，则此n比特单元称为n位码字。
海明距离（Hammingdistance）：
两个码字之间不同的比特位数目。
0000000000与0000011111的海明距离为5
●如果两个码字的海明距离为d，则需要d个单比特错就可以把一个码字转换成另一个码字；
●为了检查出d个错（单比特错），需要使用海明距离为d+1的编码；
●为了纠正d个错，需要使用海明距离为2d+1的编码；
设计纠错码
●要求：
m个信息位，r个校验位，纠正单比特错；
●对2m个有效信息中任何一个，有n个与其距离为1的无效码字，因此有：
（n+1）2m£
2n。
利用n=m+r，得到（m+r+1）£
2r，给定m，利用该式可以得出校正单比特误码的校验位数目的下界
17、设传输数据为101101011，写出该数据的海明码。
（偶校验）
海明码
●码位从右边开始编号，从“1”开始；
●位号为2的幂的位是校验位，其余是信息位；
●每个校验位使得包括自己在内的一些位的奇偶值为偶数（或奇数）。
●为看清数据位k对哪些校验位有影响，将k写成2的幂的和
海明码工作过程
●每个码字到来前，接收方计数器清零；
●接收方检查每个校验位k（k=1,2,4…）的奇偶值是否正确；
●若第k位奇偶值不对，计数器加k；
●所有校验位检查完后，若计数器值为0，则码字有效；
若计数器值为m，则第m位出错。
●若校验位1、2、8出错，则第11位变反
●使用海明码纠正突发错误
1.可采用k个码字（n=m+r）组成k´
n矩阵，按列发送，接收方恢复成k´
n矩阵
2.kr个校验位，km个数据位，可纠正最多为k个的突发性连续比特错
数据：
1011010
d7d6d5d4d3d2d1
位置：
1110987654321
海明码：
10101010000
d7d6d5r8d4d3d2r4d1r2r1
接收方接收到数据后，按照同样的规则进行奇偶校验得出新的r1，r2，r4，r8。
如果传输正确，对于偶校验来说，这4个新值都应为0。
假设第4位发生了错误，即接收到的数据为10101011000，那么接收方计算的结果是：
r1=0，r2=0，r4=1，r8=0，4位组合起来为0100，即表示第4位出现了错误，然后把1取反，从而纠正了该错误。
18、简述退后n帧协议的思想及其窗口大小的约束条件。
退后N帧的工作原理
●在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。
●如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧。
●由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。
●要求接收方的数据链路层必须按次序把分组交给网络层。
●当帧n的确认到达时，帧n-1,n-2等也都被自动确认。
退后N帧协议的思路
接收方将出错的帧及其后续帧一起丢弃，对出错的帧不发送确认帧；
发送方在出错帧的确认帧超时后，从出错的帧开始重传所有已发送但未被确认的帧
退后N帧协议窗口大小的约束条件
考虑最大发送窗口大小为8的情况：
●发送过程发送帧0~7帧；
●帧7的捎带确认最终返回到发送过程；
●发送过程发送另外8帧0~7，序号再次为0~7；
●现在帧7的另一个捎带确认到达。
问题：
第二次发送的8帧是成功了还是全部丢失了？
解决方法：
发送和接收窗口尺寸小于2k，K（序列号的位数）
19、简述选择重传协议的思想及其窗口大小的约束条件。
选择重传协议的工作原理
●允许接收过程接收并缓存坏帧或丢失帧后面的帧。
●接收方只把出错的帧丢弃，其后续帧保存在缓存中，向发送方发送对出错帧的非确认帧（NAK）。
●如果落在窗口内并从未接收过，就接受此帧，并存储起来。
●直到比它序列号小的所有帧都按次序已经交给了网络层后，此帧才提交给网络层。
选择重传协议的的思路
接收方发现有出错的帧后，只把该出错的帧丢弃，其后续帧保存在接收方的缓存中，并向发送方对出错帧的非确认帧，通知发送方。
发送方只要重传该出错帧，接收方正确接收到重传的出错帧后，再按帧的序列号重组并向上一层提交。
选择重传协议窗口大小的约束条件
●发送窗口和接收窗口尺寸大小相同—两个窗口的尺寸≤2k的一半，即2k-1
●
（a）（b）（c）（d）
发送窗口和接收窗口尺寸大小不同—两个窗口尺寸之和≤2k
20、高级数据链路控制HDLC是一个面向位的协议，他支持半双工和全双工通信，面向位的含义是协议把帧当作位流，而不是字节流。
21、HDLC定义了3种类型的帧，分别为信息帧、监控帧和无标号帧。
第四章
1、分别论述3种CSMA/CD介质访问控制技术的控制过程，各自的优缺点。
载波侦听（CarrierSense）：
站点在发送帧之前，首先侦听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。
三种方式：
●坚持型CSMA（1-persistentCSMA）
●非坚持型CSMA（nonpersistentCSMA）
●p-坚持型CSMA（p-persistentCSMA）
（1）坚持型CSMA（1-persistentCSMA）
●协议思想
1.站点有数据发送，先侦听信道；
2.若站点发现信道空闲，则发送；
3.若信道忙，则继续侦听直至发现信道空闲，然后完成发送；
4.若产生冲突，等待一个随机时间，然后重新开始发送过程
减少了信道空闲时间
1.增加了发生冲突的概率;
2.广播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差
（2）非坚持型CSMA（nonpersistentCSMA）
1.若站点有数据发送，先侦听信道；
3.若信道忙，等待一个随机时间重新开始发送过；
4.若产生冲突，等待一随机时间重新开始发送；
减少了冲突的概率,信道效率比1-坚持CSMA高
●缺点:
1.不能找出信道刚一变空闲的时刻
2.增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大
3.传输延迟比1-坚持CSMA大
（3）p-坚持型CSMA（p-persistentCSMA）
2.若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q=1-p延迟至下一个时间槽发送。
若下一个时间槽仍空闲，重复此过程，直至数据发出或时间槽被其他站点所占用
3.若信道忙，则等待下一个时间槽，重新开始发送
4.若产生冲突，等待一随机时间，重新开始发送
●折中方案：
既能像非坚持型CSMA那样减少冲突，又能像1-坚持型CSMA那样减少媒体空闲时间的，适用于分槽信道
（4）三种CSMA协议的比较
2、令牌环介质访问控制多用于环型拓扑结构的网络，属于有序的竞争协议。
3、简述令牌环介质访问控制的操作过程。
●使用一个特殊的令牌帧，当某个站点有数据帧要发送时，必须等待标记为空的令牌帧到来，将令牌帧的空标记改为忙，并将数据帧发送到环上。
●发送的数据帧在环上循环的过程中，所经过的环上的各个站点都将帧上的目的地址与本站点的地址进行比较，若不等则直接传给后面的站点，若相等则将帧复制接收，然后继续传给后面的站点。
●发送的数据帧在环上循环一周后再回到发送站，由发送站将该帧从环上移去，同时将令牌的忙标记改为空标记，传给后面的站。
●空令牌帧在环上循环，经过某站点时，若该站点有数据帧要发送则重复上述过程，若该站点没有数据帧发送则直接将令牌帧传给下一个站点
令牌环的工作举例
4、令牌总线介质访问控制多用于总线型拓扑结构的网络，其物理结构是总线的而逻辑结构却是环型的。
5、令牌总线协议不存在单独的令牌帧格式，由控制字段说明是否包含数据，是否为令牌。
6、局域网具有共享传输信道、传输速率较高、误码率低以及可靠性高等特点。
7、局域网的拓扑结构大多采用总线型、环型和星型。
8、简述IEEE802三种协议的比较。
1、802.3
1.使用最为广泛；
2.算法简单；
3.站点可以在网络运行中安装；
4.使用无源电缆；
5.轻负载时，延迟为0
1.使用模拟器件，每个站点在发送的同时要检测冲突；
2.最短帧长64字节，对于短数据来讲开销太大；
3.无优先级，发送是非确定性的，不适合于实时工作；
4.电缆最长2500米（使用中继器）；
5.速率提高时，帧传输时间减少，竞争时间不变（2t），效率降低；
6.重负载时，冲突严重
2、802.4令牌总线
1.发送具有确定性，支持优先级，可处理短帧；
2.使用宽带电缆，支持多信道；
3.重负载时，吞吐量和效率较高。
1.使用大量的模拟装置；
2.协议复杂；
3.轻负载时，延迟大；
4.很难用光纤实现
3、802.5令牌环
1.使用点到点连接，完全数字化；
2.使用线路中心，自动检测和消除电缆故障；
3.支持优先级，允许短帧，但受令牌持有时间限制，不允许任意长的帧；
4.重负载时，吞吐量和效率较高。
1.缺点
1.中央监控；
2.轻负载时，延迟大。
4、三种协议帧格式比较
三种局域网的标准不兼容，差别很大。
在很重的负载下，802.3局域
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