计算机网络知识点剖析.docx
《计算机网络知识点剖析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络知识点剖析.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
计算机网络知识点剖析
1.2：
电路交换：
属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。
优点：
信息传输时延小。
电路是“透明”的。
信息传送的吞吐量大。
缺点：
所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用率较低。
用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。
分组交换：
是分组转发的一种类型，分组就是将要发送的报文分成长度固定的格式进行存储转发的数据单元，长度固定有利于通信节点的处理。
报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。
现在报文交换已经很少有人使用了
三种交换的比较：
电路交换报文交换分组交换
1.3.1：
计算机网络可从哪几方面分类？
怎样分类？
答：
计算机网络的几种主要的分类方法是：
（1）按照网络交换功能进行分类：
分为电路交换，报文交换，分组交换和混合交换。
（2）按照网络拓扑结构进行分类：
分为总线型，星型，环型和网状型。
（3）按照网络覆盖范围进行分类：
分为广域网，局域网和城域网。
（4）按照网络传输技术进行分类：
分为广播式网络和点对点式网络。
（5）按照网络使用范围进行分类：
分为公用网和专用网。
1.4.1：
试简单叙述带宽的含义。
答：
带宽的本意是信号具有的频带宽度，其单位是赫兹。
而常用的含义是指在信道上能够创送的数字信号的速率，即数据率或比特率，其单位是比特每秒。
1.5.2：
什么是网络协议？
网络协议的三个要素是什么？
各有什么含义？
网络协议（networkprotocol）：
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定，简称为协议
⏹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
分层的好处？
⏹各层之间是独立的。
⏹灵活性好。
⏹结构上可分割开。
⏹易于实现和维护。
⏹能促进标准化工作。
什么是计算机网络体系结构？
计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构，也就是说，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。
体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件
1.5.3：
五层协议的体系结构及其功能（上一次简答）、传输单元
⏹应用层（applicationlayer）：
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需求。
PDU
⏹运输层（transportlayer）：
运输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。
传输单位是报文段（TCP）、用户数据报（UDP）
⏹网络层（networklayer）：
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。
传输单位：
IP数据报（或分组）
⏹数据链路层（datalinklayer）：
数据链路层的任务是将用在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧为单位的数据。
⏹物理层（physicallayer）：
物理层的任务是透明地传送比特流。
传输单位：
比特。
1.5.4：
协议与服务有何区别？
有何关系？
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分：
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户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服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。
1.5.5：
面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？
试对它们进行比较。
答：
面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接。
当数据交换结束后，则应终止这个连接。
面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。
在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。
这些资源将在数据传输时动态地进行分配。
1.5.6：
试将tcp/ip和osi体系结构进行比较。
答：
osi协议体系结构分为七层，而tcp/ip是一个四层的体系结构，它包含应用层、运输层、网际层和网络接口层。
在一些问题的处理上，tcp/ip与osi是很不相同的。
（1）tcp/ip一开始就考虑到多种异构网的互连问题。
（2）tcp/ip一开始就对面向连接服务和无连接服务并重。
（3）tcp/ip有较好的网络管理功能。
试述iso/osi七层网络体系结构的要点，各层的主要功能是什么？
答：
（1）物理层。
提供物理链路，实现比特流的透明传输。
物理层设计主要是处理电气的、机械的、功能的和规程的接口。
（2）数据链路层。
数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。
数据链路层就把一条有可能出差错的实际链路，转变成为让网络层向下看去好像是一条不出差错的链路。
数据链路层要采取成帧、差错检测、流量控制等措施。
（3）网络层。
网络层的主要功能为数据在结点之间传输创建逻辑通路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最合适的路径，以及实现拥塞控制、网络互连等功能，为分组交换网上的不同主机提供通信。
在网络层数据的传送单位是分组或包。
在tcp/ip体系中，分组也叫作ip数据报，或简称为数据报。
（4）运输层。
负责主机中两个进程之间的通信，其数据传输的单位是报文段。
运输层向高层屏蔽低层数据通信的细节，透明的传输报文。
运输层具有复用和分用的功能。
因特网的运输层可使用两种不同协议。
即面向连接的传输控制协议tcp，和无连接的用户数据报协议udp。
（5）会话层。
为应用程序间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止连接（任务）。
（6）表示层。
提供应用进程在数据表示（语法）差异上的独立性。
（7）应用层。
应用层是原理体系结构中的最高层。
应用层以下各层均通过应用层向应用进程提供服务。
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。
应用层直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件等。
2.1：
试简述物理层的主要任务，两种传输方式及应用场合。
答：
物理层的主要任务可以描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
（1）机械特性。
（2）电气特性。
（3）功能特性。
（4）规程特性。
两种传输方式：
（1）串行传输：
远距离传输；
（2）并行传输
2.2.2从通信的双方信息交互的方式来看，信道可以分成以下三类：
（1）单工通信；
（2）半双工通信；（3）全双工通信
⏹基带信号就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。
⏹宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。
2.2.3：
奈氏（Nyquist）准则：
每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。
Baud是波特，是码元传输速率的单位
香农公式：
C=Wlog2（1+S/N）b/s
2.4.2：
什么是调制？
试简述基本的调制方法。
答：
所谓调制就是进行波形变换。
最基本的二元制调制方法有：
调幅（am），调频（fm），调相（pm）。
为了提高信息传输速率，可以采用多元制的振幅相位混合调制的方法。
如正交调制qam。
2.5.1：
频分复用：
所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
时分复用：
所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
频分复用和时分复用的特点分别是什么？
答：
频分复用的特点是：
（1）在一条通信线路设计多路通信信道;
（2）每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;
（3）各个载波频率是不重叠的，一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号；
（4）频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
时分复用的特点是
（1）时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；
（2）每个用户分得一个时间片；
（3）在每个用户占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽；
（4）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。
3.1：
链路（link）是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
数据链路（datalink）除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路
数据链路层中的链路控制功能有：
（1）链路管理。
（2）帧定界。
（3）流量控制。
（4）差错控制。
（5）将数据和控制信息区分开。
（6）透明传输。
（7）寻址。
（简答）
3.2：
从滑动窗口看停止协议、连续ARQ协议、选择重传ARQ协议是怎么样工作的。
3.5：
HDLC协议是面向比特的协议（易出判断题）
HDLC帧结构的0比特填充码—确定一个hdlc帧的边界时，要用硬件对其中的比特流进行扫描，每当发现5个连续1时，就将这5个连续1采用零比特填充法使一帧中两个f字段之间不会出现6个连续1。
3.6：
点对点协议PPP是面向字节的协议
PPP协议有三个组成部分
⏹一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
⏹链路控制协议LCP（LinkControlProtocol）。
⏹网络控制协议NCP（NetworkControlProtocol）。
4.1：
局域网最主要的特点是：
网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
局域网的拓扑：
（1）星形网；
（2）环形网；（3）总线网；（4）树形网。
4.2.1：
简述csma/cd协议的工作原理。
答：
以太网是共享信道的网络，当两个以上的站点同时发送数据时就会发生信息冲突。
以太网使用csma/cd（载波监听多点接入/碰撞检测）来协调信道的共享。
csma/cd的工作原理概括成四句话是：
先听后发，边发边听，冲突停止，延时再发。
具体过程是：
（1）当某个站点想要发送数据的时候，发送站发送时首先侦听载波（载波检测），即侦听信道是否空闲。
（2）如果网络（总线）被占用，发送站继续侦听载波并推迟发送，直到网络空闲。
（3）如果网络（总线）空闲，发送站开始发送它的帧。
（4）发送站在发送过程中侦听碰撞（碰撞检测）。
（5）如果检测到碰撞，发送站立即停止发送，并发送一个拥塞信号，使得所有卷入碰撞的站都停止发送。
（6）其它节点收到拥塞信号后，都停止传输，等待一个随机产生的时间间隙后重发。
二进制指数类型退避算法：
（1）确定基本退避时间，一般是取为争用期2。
（2）定义重传次数k，k10，即k=Min[重传次数,10]
（3）从整数集合[0,1,…,（2k1）]中随机地取出一个数，记为r。
重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。
（4）当重传达16次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告
4.2.2：
简述传统以太网的连接方法。
答：
传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。
网卡的主要功能及对应层次：
⏹数据的封装与解封发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。
接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。
⏹链路管理主要是CSMA/CD协议的实现。
⏹编码与译码即曼彻斯特编码与译码。
集线器的特点：
⏹集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。
⏹使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。
⏹集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。
4.4.2：
网桥工作在数据链路层
网桥的工作原理；两种网桥使用的转发帧算法。
4.5.1：
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
⏹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。
4.6.1：
快速以太网的基本思想：
三种物理层标准：
100BASE-TX、
（2）100BASE-FX、（3）100BASE-T4
4.6.2：
吉比特以太网的物理层
（1）1000BASE-X、
（2）1000BASE-T
载波突发工作原理：
5.1.2：
数据报和虚电路两种服务的思路来源不同
（1）虚电路服务的思路来源于传统的电信网
（2）数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的控制功能分散，因而只能要求网络提供尽最大努力的服务
数据报服务和虚电路服务都各有一些优缺点
虚电路服务和数据报服务的区别可由下表归纳：
对比的方面
虚电路
数据报
连接的建立
必须有
不要
目的站地址
仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号
每个分组都有目的站的全地址
路由选择
在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由
每个分组独立选择路由
当路由器出故障
所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作
出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序
总是按发送顺序到达目的站
到达目的站时可能不按发送顺序
端到端的差错处理
由通信子网负责
由主机负责
端到端的流量控制
由通信子网负责
由主机负责
从占用通信子网资源方面看：
虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。
从时间开销方面看：
虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。
从拥塞避免方面看：
虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。
而数据报服务则很困难。
从健壮性方面看：
通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。
因此虚电路服务更脆弱。
拥塞控制与流量控制的关系
⏹拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。
⏹拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
⏹流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。
⏹流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收
5.6.1：
ATM是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术，采用定长分组作为传输和交换的单位
优点：
1，选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换
2，能支持不同速率的各种业务
3，所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保持了电路交换在保证实时性和服务质量方面的优点
4，ATM使用光纤信道传输
缺点：
ATM的一个明显缺点就是信元首部的开销太大
ATM的技术复杂且价格较高。
ATM能够直接支持的应用不多。
10千兆以太网的问世，进一步削弱了ATM在因特网高速主干网领域的竞争能力
地址解析协议arp：
地址解析协议（arp）用来实现ip地址与本地网络认知的物理地址（以太网mac地址）之间的映射。
逆地址解析协议rarp为不知道自己ip地址的主机提供了一种反向地址转换映射，从而可以从网关的arpcache上请求它们的ip地址
因特网控制报文协议icmp：
因特网控制报文协议icmp主要用于网络设备和结点之间的控制和差错报告报文的传输。
icmp可以反映数据报的投递情况，提高ip数据报交付成功的机会。
使用子网后ip结构：
IP地址:
:
={<网络号>,<子网号>,<主机号>}
无分类的两级编址的记法是：
IP地址:
:
={<网络前缀>,<主机号>}
理想的路由算法
⏹算法必须是正确的和完整的。
⏹算法在计算上应简单。
⏹算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就是说，要有自适应性。
⏹算法应具有稳定性。
⏹算法应是公平的。
⏹算法应是最佳的
因特网有两大类路由选择协议：
内部网关协议IGP、外部网关协议EGP
什么是ospf？
ospf的三个特点是什么？
答：
ospf（openshortestpathfirst）是一个内部网关协议（interiorgatewayprotocol，简称igp），用于在单一自治系统（autonomoussystem，as）内决策路由。
ospf是链路状态路由协议。
ospf的三个特点是：
（1）向本自治系统中所有路由器发送信息。
（2）发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。
（3）只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。
IGMP是在多播环境下使用的协议，它位于网际层
6.7：
本地地址——仅在机构内部使用的IP地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。
全球地址——全球惟一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。
专用地址：
10.0.0.0到10.255.255.255
172.16.0.0到172.31.255.255
192.168.0.0到192.168.255.255
这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。
专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。
在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。
由部门A和B的内部网络所构成的虚拟专用网VPN又称为内联网（Intranet），表示部门A和B都是在同一个机构的内部。
一个机构和某些外部机构共同建立的虚拟专用网VPN又称为外联网（Extranet）。
TCP/IP的运输层有两个不同的协议：
（1）用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）
（2）传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）
⏹TCP传送的数据单位协议是TCP报文段（segment）
⏹UDP传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报
⏹运输层的UDP用户数据报与网际层的IP数据报有很大区别。
IP数据报要经过互连网中许多路由器的存储转发，但UDP用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的。
⏹TCP报文段是在运输层抽象的端到端逻辑信道中传送，这种信道是可靠的全双工信道。
但这样的信道却不知道究竟经过了哪些路由器，而这些路由器也根本不知道上面的运输层是否建立了TCP连接
7.2.2端口的概念：
端口就是运输层服务访问点TSAP。
端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给运输层，以及让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。
从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程
两类端口：
一类是熟知端口，其数值一般为0~1023。
当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。
另一类则是一般端口，用来随时分配给请求通信的客户进程。
TCP使用“连接”（而不仅仅是“端口”）作为最基本的抽象，同时将TCP连接的端点称为插口（socket），或套接字、套接口
7.4.3TCP的数据编号与确认
⏹TCP协议是面向字节的。
TCP将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。
⏹在连接建立时，双方要商定初始序号。
TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。
⏹TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。
接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加1。
因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。
往返时延的自适应算法：
⏹记录每一个报文段发出的时间，以及收到相应的确认报文段的时间。
这两个时间之差就是报文段的往返时延。
⏹将各个报文段的往返时延样本加权平均，就得出报文段的平均往返时延RTT。
⏹每测量到一个新的往返时延样本，就按下式重新计算一次平均往返时延RTT：
平均往返时延RTT
（旧的RTT）
（1）（新的往返时延样本）（7-2）
⏹在上式中，01。
参数的选择：
⏹若很接近于1，表示新算出的平均往返时延RTT和原来的值相比变化不大，而新的往返时延样本的影响不大（RTT值更新较慢）。
⏹若选择接近于零，则表示加权计算的平均往返时延RTT受新的往返时延样本的影响较大（RTT值更新较快）。
⏹典型的值为7/8
3次握手建立TCP连接：
⏹A的TCP向B发出连接请求报文段，其首部中的同步比特SYN应置为1，并选择序号x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。
⏹B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。
⏹B在确认报文段中应将SYN置为1，其确认号应为x1，同时也为自己选择序号y。
⏹A收到此报文段后，向B给出确认，其确认号应为y1。
⏹A的TCP通知上层应用进程，连接已经建立。
⏹当运行服务器进程的主机B的TCP收到主机A的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。
为什么不是2次？
对称释放连接方式
8.1：
域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开：
….三级域名.二级域名.顶级域名
各分量分别代表不同级别的域名。
顶级域名TLD
（1）国家顶级域名nTLD：
如:
.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。
（2）国际顶级域名iTLD：
采用.int。
国际性的组织可在.int下注册。
（3）通用顶级域名gTLD：
最早的顶级域名是：
.com表示公司企业
.net表示网络服务机构
.org表示非赢利性组织
.edu表示教育机构（美国专用）
.gov表示政府部门（美国专用）
.mil表示军事部门（美国专用）
新增加了七个通用顶级域名
⏹.aero用于航空运输企业
⏹.biz用于公司和企业
⏹.coop用于合作团体
⏹.info适用于各种情况
⏹.museum用于博物馆
⏹.name用于个人
⏹.pro用于会计、律师和医师等自由职业者
一个电子邮件系统应具有3个主要组成部件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协议。
用户代理ua就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下它就是在用户pc机中运行的程序。
用户代理至少应当具有以下3个功能：
撰写，显示，处理。
邮件服务器是电子邮件系统的核心构件。
邮件服务器需要使用两个不同的协议。
一个协议用于发送邮件，即smtp协议，而另一个协议用于接收邮件，即邮局协议pop
电子邮件地址的格式：
收信人邮箱名@邮箱所在主机的域名（8-1）
WWW：
www（worldwideweb）是一个大规模、联机式的信息储藏所，用户可以通过一个被称作为浏览器（browser）的交互式应用程序来查找、浏览信息
统一资源定位符url的格式
：
//<主机>：
<端口>/<路径>
使用ftp的url：
ftp：
//rtfm.m
升级会员 