计算机网络---考前最后一背

计算机网络---考前最后一背 - 幕布第一章：计算机网络与因特网第二章：应用层第三章：运输层https://www.mubucm.com/doc/4GARPAjNSRw

各章ppt总结

第1章计算机网络和因特网 - 幕布01 计算机网络和Internet发展史02 什么是Internet?03 网络边缘部分https://mubu.com/doc/I3uVEIM3OF第2章 应用层 - 幕布https://mubu.com/doc/48Io3_AziF第3章 运输层 - 幕布01 传输层服务02 多路复用和多路分解03 无连接传输: UDPhttps://mubu.com/doc/ikf3b4REOF第4章 网络层 - 幕布01 引言02 虚电路和数据报网络03 路由器的工作原理https://mubu.com/doc/BnxOjdD2OF第5章 数据链路层 - 幕布01 链路层概述02 差错检测和纠错03 多路访问链路和协议https://mubu.com/doc/CaXAoO7G_9

第一章：计算机网络与因特网

知识点

1.     计算机网络向用户提供的最重要的两大功能:连通和共享。

2.     计算机网络就是为数据交换提供服务的，是作为提供数据发送、传输、接收服务的基础设施。

3.     定义了通信实体之间交换的报文的格式和传输顺序，以及在报文发送和/或接收或者其他事件方面所采取的行动（响应）。

协议的基本要素：语法、语义和同步

4.     网络按照其位置和提供的功能，可以划分为两个大的部分：位于网路边缘的资源子网，和网络核心通信子网。

5.     ETF 组织发布网络标准化文档的形式是 RFC 文档。

6.     端到端的数据传输有两种基本技术：电路交换和分组交换。

7.     在电路交换中，每条链路可划分为 n 条电路，能够支持 n 条同步连接。这个是通过多路复用实现的。

8.     传输时延是分组长度和链路传输速率的函数，传播时延是链路长度和信号的传播速度的函数。

9.     物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层的 PDU 分别是：比特、帧、数据报、报文段、报文。

10. 实体: 定义自身功能的硬/软件的集合。对等实体: 两台计算机上同一层所属的程序、进程或实体称为该层的对等程序、对等进程或对等实体。

网络实体完成功能动作, 对等实体交换消息。在各节点的网络实体实现了各层的功能。

主机实现 5 层功能，路由器和交换机实现 2-3 层功能。

11. 每层传递的数据分为首部字段和有效载荷字段两部分。有效载荷是相邻上层传下来的数据。

12. 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。

13. 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

14. 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。

透明：在计算机中，客观存在并且运行着但是我们看不到的特性。
客观存在的,但对于某些开发人员而言又不需要了解的东西,这就是计算机所指的透明性.

简单来说，透明就是黑盒，你只需要应用它给出的接口，而不需要了解内在机理。

15. 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。

16. 计算机网络是一些互相连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。

17. 计算机网络是用通信设备和线路将分散在不同地点的有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，并按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机集合。

18. 在英特网的具体构成描述中，英特网主要由计算设备和联网设备构成，其中联网设备包含通讯链路和分组交换机。

19. 家庭接入：将家庭端系统（如 PC）与边缘路由器相连接。包括：通过拨号调制解调器、数字用户线 DSL、电缆因特网接入、光纤到户、卫星链路接入等几种方式。

20. 使用 ADSL，使用频分复用 FDM：通信链路划分为 3 个不重叠频段。每个用户获得的下行带宽比上行带宽多。且可以实现同时打电话和上网。

21. 电缆因特网接入则是利用了有限电视公司现有的电视基础设施。即家庭利用有限电视网络获得接入英特网的能力。这种方式同时使用同轴电缆和光纤混合接入，所以叫混合光纤同轴电缆 HFC。混合光纤同轴电缆 HFC 采用的是共享广播媒体的技术。

22. 物理媒体分为两大类：导引型媒体和非导引型媒体。对于导引型媒体，电波沿着固体媒体传播。如双绞线、同轴电缆或光缆等。而对于非导引型媒体：电波在空气或外层空间中传播。如无线电等。

23. 第一层的 ISP 位于最顶层，数量少。是因特网主干网络，覆盖国家或国际。与一般网络类似：由链路和路由器组成，速率高。

24. 流量强度（traffic intensity）：比特到达队列的速率与比特从队列中推出的速率之比。

判断

每个 ISP 是一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。 （ √ ）

较低层次的 ISP 服从较高层次的 ISP 的管理，运行 IP 协议。（ X ）

注：每个 ISP 独立管理，运行 IP 协议：

ADSL 是共享带宽的。(X)

所有英特网组件都必须运行 IP 协议。(X)

所有具有网络层的英特网组件都必须运行 IP 协议。（ √ ）

简述：

1.简述分组交换机的主要功能和分类。

答：分组交换机是连接端系统的中间交换设备。

主要功能是：接收、转发分组。从一条（入）通信链路接收分组、并保存，再从另一条（出）通信链路转发出去。

类型：路由器（router）链路层交换机（link-layer switch）

2.简单描述端到端数据传输的两种基本技术。

端到端的数据传输有两种基本技术：电路交换和分组交换。

电路交换，需要在数据正式传输之前，协商预留端到端资源：即预留端系统之间通信路径上，所需要的资源，包括交换机的缓存，链路带宽等资源，这种预留的资源是在建立连接的时候预留的。在建立连接的时候，相关资源就被协商确定下来。既然有预留的资源，那发送方就可以以恒定速率向接收方传送数据。电话网采用的电路交换技术。

电路交换缺陷：效率较低：静默期（无数据传输）专用电路空闲，网络资源被浪费；创建端到端电路及预留端到端带宽的过程复杂。

分组交换：不需要资源预留，按需使用资源，可能要排队等待：因特网采用的是分组交换技术。所有分组共享网络资源，分组交换带宽共享好，简单，有效，成本更低。资源按需使用，资源利用率高。传输过程中采用存储转发传输机制。分组交换不适合实时服务：端到端时延不确定；

3.什么是多路复用？多路复用主要的两种方式是什么？

所谓的多路复用，就是在一条传输链路上同时建立多条连接的电路，分别传输数据。

多路复用主要有两种方式：频分多路复用 FDM和时分多路复用 TDM

频分多路复用：按频率划分若干频段，每个频段专用于 一个连接。每个频段具有一定的带宽。

时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔，每个时间片被一路信号占用。其划分方式就是，先将时间划分为固定时间长度的帧，每帧再划分为固定数量的时隙，每一个时隙专用于一个连接，用于传输数据。

4.分组交换网中的 4 种时延是什么？对其进行简单描述。

答：

（1）处理时延：路由器处理分组头部、以及决定将该分组转发到何处所需时间；

（2）排队时延：分组在路由器内部队列中排队所耗费的时间；

（3）传输时延：将所有分组的比特推（传输）到链路所需的时间；

（4）传播时延；分组在介质中传送所耗费的时间

5.简单描述分组交换网络中传输时延和传播时延的主要区别。

答：传输时延是路由器将分组推出所需要的时间，它是分组长度和链路传输速率的函数，而与两台路由器之间的距离无关；

传播时延是一个比特从一台路由器向另一个路由器传播所需要的时间，它是两台路由器之间的距离的函数，而与分组长度或链路速率无关。

6.简述排队延时出现的原因，出现丢包的原因。

每个分组交换机的每条相连的链路，都具有一个输出缓存(也称为：输出队列)，用于保存 准备发往那条链路的分组。

如果到达的分组需要传输到某条链路，但该链路正忙于传输其他分组。则该分组 需要在其输出缓存中排队等待。

从而产生排队时延。还有，因为缓存的空间的大小是有限的，当一个分组到达的时候，可能会发现，该缓存已经被其他分组完全充满了，这种情况下，会出现分组丢失。

7.什么是分层的体系结构？特点是什么？分层体系结构的主要优点和缺点是什么？（了解）

为了研究和设计方便，一般采用分层的方法，即按照功能划分为若干个层次。

分层特点：

每层功能独立；

每两个相邻层之间有一逻辑接口，可交换信息；

上一层建立在下一层基础上，上一层可调用下一层的服务，下一层为上一层提供服务。

分层结构主要优点：

使复杂系统简化：将一个大而复杂系统划分为若干个明确、特定的部分，分别讨论研究。

易于维护、系统的更新：某层功能变化，不会影响系统其余部分：

分层缺点：有些功能可能在不同层重复出现：某层的功能可能需要仅存在其他某层的信息。

8.因特网协议栈分为几个层次？分别是哪几个层次(按自顶向下的顺序描述)？简单描述每个层次的主要功能。

答：因特网协议栈分为 5 个层次，分别是：应用层、运输层、网络层、链路层和物理层。

每个层次主要实现的功能如下：

应用层：提供各种应用，传输应用层报文。

运输层：主机进程间数据段传送。

网络层：实现数据报主机到主机之间的运送服务

链路层：相邻网络节点间的数据帧传送。

物理层：物理介质上的比特传送。

9.简单描述分层后数据传递的物理过程

主机（端系统）间数据传送实际上并不是在对等层间直接进行，而是通过相邻层间的传递合作完成。

各层发方从上层到下层，收方从下层到上层传递数据：发方添加头部信息创建新的数据单元，收方去掉头部。

源主机：由高层向低层逐层传递（封装）

应用层报文 M 传递到运输层，附加上运输层首部信息，构成运输层报文段；

报文段传递到网络层，附加上网络层首部信息，构成网络层数据报；

数据报传递到链路层，附加上链路层首部信息，构成链路层帧；

传到物理层，送入网络传输。

目的主机：由低层向高层逐层传递（解封）

物理层接收，并将其沿协议栈逐层向上传递，每层去除对应的首部，恢复原报文。

10. 在包括因特网的现代分组交换网中，源主机将长应用层报文（比如图像、音乐等）分段为较小的分组并向网络发送。接收方则将这些分组重新装配为初始报文，这称为报文分段。请简述报文分段技术的优缺点。

优点：当源主机和目的主机之间有多跳时，可显著减小时延；当某个分段出错时仅需重发该分段；如果不分段，在路由器上过大的报文会堵塞较小的报文，增加后者的延迟（此点也可答为：过大的报文会增加路由器的处理负担）

缺点：在目的地报文分段需要进行排序；报文分段意味着每个分段都要加上头部信息，这增加了总的传输负荷。

第二章：应用层

知识点

1.     计算机网络向用户提供的最重要的两大功能:连通和共享。

2.     套接字：同一台主机内应用层与运输层之间的接口。也叫应用程序和网络之间的应用程序接口 API ,是在网络上建立网络应用程序的可编程接口。

3.     因特网中，采用端口号标识主机中的哪一个进程。创建一个新的网络应用程序时，必须分配一个新的端口号，不重复。端口号的范围是 0-65535。周知端口号的范围是 0-1023。

4.     Web 应用的应用层协议是 HTTP（超文本传输协议）。分别运行在不同的端系统中 web 应用进程，通过交换 HTTP 报文进行会话。HTTP 协议定义了报文的格式以及客户机和服务器交换报文的格式和方式。

5.     Web 页又叫 web 文档：由若干对象组成。一个对象就是一个文件，每个对象可由 URL（统一资源定位符）来寻址。 统一资源定位符标识万维网 WWW上的各种文档，全网范围唯一。

6.     HTTP 协议使用的底层运输协议是 TCP，web 服务器进程使用的缺省端口号为：80。工作过程：创建 TCP 连接 ->交换报文-> 关闭 TCP 连接。

7.     往返时延 RTT：一个小分组从客户机到服务器，再回到客户机所花时间。包括传播时延、排队时延以及处理时延。掌握往返时延 RTT 的简单估算。

8.     HTTP 报文分为请求报文和应答报文两种。每种报文由三个部分组成，即开始行、首部行和实体主体。在请求报文中，开始行就是请求行。响应报文的开始行是状态行。

9.     DNS 协议运行在 UDP 之上，使用 53 号端口。DNS 通常直接由其他的应用层协议 (包括 HTTP、SMTP 和 FTP)使用，以将用户提供的主机名解析为 IP 地址。用户只是间接使用。

10. DNS 查询分为两种查询方式：分别是递归查询和迭代查询。需要掌握这两种方式的查询过程。

11. 客户机/服务器体系结构中，具有两种类型的端系统：客户机和服务器。

服务器：总是打开，为多个客户机请求提供服务，具有永久的 IP 地址，可扩展为服务 器场（主机群集） 。

客户机：总是打开或间 歇打开，向服务器发出请求，具有动态的 IP 地址，彼此之间不直接通信。

客户机/服务器体系结构的优点：服务器地址已知，定位快速。

缺点：服务器向客户机提供服务的能力有限，随着客户机的增加，网络服务能力下降，并且服务器故障将会导致服务丢失。

12. P2P 是网络结点之间采取对等的方式直接交换信息的工作模式。

无（最少）打开的服务器，任意端系统（对等方）可以直接通信，对等方间歇地连接，IP 地址不固定。

P2P 一个重要的特点就是具有自扩展性。

13. 在给定的一对进程的之间的通讯会话场景中，可以根据功能分别标示为客户机进程和服务器进程。

客户机进程：发起通信的进程。服务器进程：等待其他进程联系的进程。

14. 进程寻址，具体的过程是，先根据目的主机的地址确定主机，再根据进程识别信息找到该主机上相应进程。

15. 用户代理是用户与网络应用之间的接口。Web 应用的用户代理：是一些浏览器软件。“邮件阅读器”是电子邮件应用的用户代理。

16. SSL 安全套接字层，是对 TCP 的加强，运行在应用层，位于应用程序和运输层之间。

使用 SSL 加强后的 TCP，不仅能够完成传统 TCP 的的所有功能，而且提供关键的进程到进程的安全性服务，包括加密、数据完整性和端点鉴别。

17. HTTP 请求报文大多通过 GET 方法请求一个对象。调试时，可以通过 HEAD方法，让服务器只返回应答报文的首部。

18. 每个邮件服务器，都具备邮箱和报文队列。邮箱用于保存发送给用户的邮件报文。报文队列存放用户要发出的邮件报文。

19. 从发送方的邮件服务器向接收方的邮件服务器发送邮件使用 SMTP 协议，采用运输层的 TCP 协议，使用 25 号周知端口号。

20. MIME（多用途因特网邮件扩展）：用于非 ASCII 数据传输。

将非 ASCII 数据编码后传输，接收方再解码还原。并没有改动 SMTP 或取代它。但增加了邮件主体的结构，并定义了传送非 ASCII 码的编码规则。

21. POP3(第三版的邮局协议)：功能简单。 会话是无状态的。工作步骤（三阶段）：特许阶段、事务处理阶段、更新阶段。

22. 基于 web 的电子邮件：用户代理是普通的浏览器，用户和其远程邮箱之间的通信通过 HTTP 进行：

发件人使用 HTTP 将电子邮件报文从其浏览器发送到其邮件服务器上；

收件人使用 HTTP 从其邮箱中取一个报文到浏览器；

邮件服务器之间发送和接收邮件时，使用 SMTP。

用户可以在远程服务器上以层次目录方式组织报文。

23. 根域名服务器是最重要的域名服务器。

所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地址。

不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。

24. 顶级域服务器： 负责顶级域名，他们负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。

25. 权威 DNS 服务器负责管理其所管理域中主机和 IP 地址的映射

26. 本地 DNS 服务器也叫默认服务器，不属于 DNS 的层次结构，起着代理的作用，转发请求到层次结构中。

27. 为了改善时延性能，并减少在 intel 网上到处传递的 DNS 报文的数量，DNS广泛的使用 DNS 缓存。

28. DNS: 存储资源记录(RR，Resource Records)提供主机名到 IP 映射。

Type=A（Adress） name = 主机名 value = IP 地址；Type=NS，name = 域名 value =该域权威名字服务器的主机名；

Type=CNAME name = 主机别名 value = 真实的规范主机名；Type=MX name =邮件服务器的主机别名器的真实规范主机名。value =邮件服务

判断

WEB 缓存如果本地缓存有客户请求的对象文件，则不需任何判断立即响应客户端。（X  ）。

简述：

1.什么是应用程序体系结构？主要有哪几种类型？它和网络体系结构有何区别？

应用程序体系结构：规定如何在各种端系统上组织应用程序，由研发者设计 。

三种类型： 客户机/服务器、对等 (P2P)、客户机/服务器与 P2P 的混合

应用程序的体系结构 不同于 网络的体系结构：对应用程序开发者来说，网络体系结构是固定的，并为应用程序提供了特定的服务集合。

而应用程序体系结构由研发者设计，规定如何在各种端系统上组织应用程序，由研发者设计 。

2.简单描述非持续(久)连接和持续(久)连接。非持续(久)连接的主要缺点是什么？

非持续 HTTP 连接：每个 TCP 连接上只传送一个 Web 对象，只传送一个请求/响应对。

持续 HTTP 连接：传送多个请求/响应对，一个 TCP 连接上可以传送多个 Web 对象

非持续(久)连接的主要缺点是：服务器负担重。每一个对象的传输时延长：包含两个 RTT 时延

3.简单描述和比较持续连接的两种方式。

非流水线方式：客户机只能在前一个响应接收到之后才能发出新的请求。

特点：客户机为每一个引用对象的请求和接收都使用一个 RTT 时延。会浪费一些服务器资源：服务器在发送完一个对象，等待下一个请求时，会出现空闲状态。

流水线方式：客户机可一个接一个连续产生请求（只要有引用就产生）。服务器一个接一个连续响应请求，发送相应对象。

特点：节省 RTT 时延，可能所有引用对象只花费一个 RTT 。TCP 连接空闲时间很短。

4.Cookie 主要包括哪几个部分？Cookie 的作用是什么？会带来什么问题？

答：Cookie 主要包括以下 4 个部分

1)在 HTTP 响应报文中有一个 cookie 首部行

2)在 HTTP 请求报文中有一个 cookie 首部行

3)用户主机中保留有一个 cookie 文件并由浏览器管理

4) Web 站点的后端数据库保存 cookie

Cookie：允许 Web 站点跟踪、识别用户；服务器可以限制用户访问，或把内容与用户身份关联。

Cookie 使用不利于用户隐私保护

5.什么是 Web 缓存？简单描述 Web 缓存的作用。

Web 缓存器(Web cache)：也叫代理服务器，是能够代表起始服务器来满足 HTTP请求的网络实体。

保存最近请求过的对象的副本，如果后续有对同一个对象的请求，则直接发送缓存的副本。

使用 Web 缓存具有以下优点：

减少对客户机请求的响应时间

减少内部网络与接入链路上的通信量，能从整体上大大降低因特网上的 Web 流量。

6.在使用 Web 缓存时，缓存器采用了什么技术来证实其保存的对象是否为最新的？描述相关技术的原理。

Web 缓存使用条件 GET 方法，来证实其保存的对象是否为最新的。

Web 服务器回发响应报文：包括对象的最后修改时间：Last-modified：date1缓存检查 Web 服务器中的该对象是否已被修改，发送一个条件 GET 请求报文：

报文中包含 If-modified-since： date1 首部行，告诉服务器，仅当自指定日期之后该对象被修改过，才发送该对象。

若 Web 服务器中的该对象未被修改，则响应报文含有 304 Not Modified，并且实体为空。

7.描述使用 Web 缓存服务器后网页的访问过程以及使用条件 GET 请求更新对象的过程。

客户的所有网页请求都送达 WEB 缓存服务器

WEB 缓存服务器先查询本地是否具有请求对象，如果有且没有超时(或过期)则直接返回给客户，

如果 WEB 缓存服务器本地没有所请求的对象，则转发请求到起始网页服务器，并接收网页响应，然后缓存在本地并转发给客户

如果本地存在请求的网页但超时(或过期)，则 WEB 缓存服务器使用条件 GET进行本地缓存更新；

web 服务器收到条件 GET请求后判断自己是否对网页进行了修改，如果没有修改，则只返回未修改的响应报头，否则返回整个网页文件。

8.简单描述 Alice 向 Bob 发送报文的过程。

1) Alice 启动邮件代理，提供接收方的邮件地址，撰写邮件

2)     撰写完成后，点击发送按键，则用户代理把邮件报文发给其邮件服务器，在哪里，邮件报文被放在发送队列中

3)运行在 Alice 的邮件服务器中的 SMTP 客户端，发现了这个在队列中的待转发的这个邮件报文后，

这个 SMTP 的客户端，就创建与运行在 Bob 的邮件服务器上的 SMTP 服务器端的 TCP 连接) 经过一些初始的 SMTP 握手后，SMTP 客户通过 TCP 连接发送 Alice 的有邮件报文。

5) 在 Bob 的邮件服务器上，SMTP 服务器端接收该报文，并将该报文放入 Bob的邮箱中

6) Bob 方便的时候，他调用其用户代理来读报文

9.SMTP 与 HTTP 的简单对比

相同点

第三章：运输层

知识点

1.     计算机网络向用户提供的最重要的两大功能:连通和共享。

2.     UDP 和 TCP 通过检验和来实现差错检测。（掌握检验和的计算。）

3.     流水线方式中，允许发送方连续发送多个分组而不需确认，但它也受限于在流水线中未确认的分组数不能超过某个设定的最大值 N。N 又称为窗口长度。

流水线方式的协议又称为滑动窗口协议。流水线方式的协议的分组序号承载在分组首部的一个固定长度的字段中。序号空间使用模 2K 运算。

4.     窗口长度小于等于序号空间的一半。

5.     应用程序通过套接字传递数据流，TCP 将这些数据引导到一个发送缓存区，TCP 可从缓存取出并放入报文段中的数据数量受限于最大报文段长度（MSS）。MSS 通常根据本地的链路层的最大传输单元（MTU）来设置。

6.     TCP 往返时延估计

7.     重传超时间隔

8.     掌握 TCP 可靠数据传输时，其序号随着协议的运行时，是如何变化的。

9.     掌握 TCP 三次握手，首部各字段的交互的过程。

10. TCP 拥 塞 控 制 发 送 方 通 过 维 护 CongWin 的 大 小 来 限 制 其 发 送 速率:LastByteSent-LastByteAcked  min{ CongWin，RecWin}

11. TCP 拥塞控制发送方通过丢包事件来感知网络拥塞的，丢包事件包括：超时或者 3 个重复 ACK。

12. 掌握 P184 页图 3-52 所描述的 TCP 拥塞控制的 FSM 描述

14. 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。

15. 一个进程有一个或多个套接字，它相当于从网络向进程传递数据和从进程向网络传递数据的门户。因此，在接收主机中的运输层实际并没有直接将数据交付给进程，而是将数据交付给了一个中间的套接字。

16. 运输层的一个很重要的功能就是复用和分解。在接收主机中的分解，就是将接收到的段交付给正确的套接字。在发送主机中的复用，就是从多个套接字收集数据，用首部封装后，交由下面的网络层传输的过程。

17. UDP 套接字由二元组标识 :目的地 IP 地址, 目的地端口号。具有不同的源 IP地址且/或源端口号，但具有相同的目的 IP 地址和目的端口号的 IP 报文段指向同样的套接字。TCP 套接字由四元组标识: 源 IP 地址、源端口号、目的 IP地址、目的端口号。

18. 进程和套接字，并不总是一一对应关系，一个进程可能有多个套接字。

19. GBN 改善了信道效率，但仍然有不必要重传问题。

20. TCP 是点到点的协议：一个发送方, 一个接收方；面向连接: 在进行数据交换前，初始化发送方与接收方状态，进行握手(交换控制信息)；连接状态只在双方端系统中保持，不为路由器所知，沿途分组交换机交换机不知道该连接的存在。全双工数据收发:同一连接上的双向数据流。

21. 最大报文段长度（MSS）是指报文段里应用层数据的最大长度，不是指包括TCP 首部的 TCP 报文段长度。

22. TCP 报文段的首部是由 20 字节的固定长度首部和长度可变的选项字段构成。其最低长度为 20 字节，最多可以有 60 字节的长度。

23. TCP 连接建立和拆除的过程。

判断

TCP 面向流是面向流的协议，提供可靠、有序的字节流传输，没有“报文边界”。 （ √ ）

TCP 连接的端点不是主机，不是主机的 IP 地址，不是应用进程，也不是运输层的协议端口。TCP 连接的端点叫做套接字(socket)。（ √ ）

简述：

1.什么是应用程序体系结构？主要有哪几种类型？它和网络体系结构有何区别？

应用程序体系结构：规定如何在各种端系统上组织应用程序，由研发者设计 。

三种类型： 客户机/服务器、对等 (P2P)、客户机/服务器与 P2P 的混合

应用程序的体系结构不同于网络的体系结构：对应用程序开发者来说，网络体系结构是固定的，并为应用程序提供了特定的服务集合。而应用程序体系结构由研发者设计，规定如何在各种端系统上组织应用程序，由研发者设计 。

2.简单描述可靠数据传输机制中，检验和、定时器、序号、确认、窗口的作用。

答：检验和：用于检测在一个传输分组中的比特错误。

定时器：用于检测超时/重传一个分组。

序号：用于为从发送方流向接收方的数据分组按顺序编号。所接收分组的序号间的空隙可使该接收方检测出丢失的分组。具有相同序号的分组可使接收方检测出

一个分组的冗余拷贝。

确认：接收方用于告诉发送方一个分组或一组分组已被正确地接收到了。

窗口：通过对窗口长度的设置，可以限制发送方发送数据的速率。

3.实现可靠数据传输需解决哪几个问题? 各使用何种技术？

解决三个问题：

分组出错；

乱序；

包丢失;

各自解决方法：

错误校验+回复确认+序号；

序号；

倒计数定时器。

4.UDP 提供的是不可靠的运输服务，简单为什么有些程序会选择 UDP 协议？

无连接创建(它将增加时延)

简单：在发送方、接收方无连接状态

段首部小

无拥塞控制: UDP 能够尽可能快地传输

5.简述 TCP 和 UDP 协议的主要特点。

答：TCP 的主要特点是：

（1）面向连接，提供了可靠的建立连接和拆除连接的方法，还提供了流量控制和拥塞控制的机制。

（2）可靠交付，提供了对报文段的检错、确认、重传和排序等功能。

（3）报文段头部长，传输开销大。

UDP 的主要特点是：

（1）传送数据前无需建立连接，没有流量控制机制，数据到达后也无需确认。

（2）不可靠交付，只有有限的差错控制机制。

（3）报文头部短，传输开销小，时延较短。

6.简单描述面向连接的服务运行时的三个阶段。

建立连接（握手过程）：客户机程序和服务器程序之间互相交换控制信息，在两个进程的套接字之间建立一个 TCP 连接。

传输报文：连接是全双工的，即连接双方的进程可以在此连接上同时进行报文收发。

拆除连接：应用程序报文发送结束。

7.简单描述 GBN 协议和 SR 协议的区别。

都采用流水线协议，允许发送方连续发送多个分组而不需确认，但它也受限于在流水线中未确认的分组数不能超过某个设定的最大值 N。

GBN 接收方只对按序接收的分组进行确认，是累计确认方式。而 SR 接收方分别确认所有正确接收的报文段。

对于正确接收但失序的分组 GBN 接收方予以丢弃，而 SR 接收方将缓存这些正确接收但失序的分组，以便最后按序交付给给上层。

GBN 发送方对每个传输中的分组的用同一个定时器，该定时器对第一个发送未被确认的报文定时。

SR 发送方对每个没有确认的分组计时，即每个分组需要设置一个定时器。

若超时，GBN 发送方重传窗口中的分组 n 及所有更高序号的分组。SR 发送方只重传没有收到 ACK 的分组。

SR 相对于 GBN 具有更高的传输效率，但是实现起来更复杂。

8.流量控制和拥塞控制的区别

都是通过抑制发送方的发送速率来实现，但是其实现的目的不同：

流量控制:是为了使得发送方不能发送太快，而淹没接收方。

拥塞控制:是通过抑止发送方速率来防止过分占用网络资源。

9.TCP 流控工作原理

TCP 流控工作原理：接收方在报文段接收窗口字段中通告其接收缓冲区的剩余空间 RcvWindow。发送方要限制未确认的数据不超过 RcvWindow。

10. TCP 建立连接时，三次握手的过程。

步骤 1:客户机向服务器发送 TCP SYN 报文段

指定初始序号

没有数据

步骤 2:

服务器收到 SYN 报文段, 用 SYNACK 报文段回复

服务器为该连接分配缓冲区和变量

指定服务器初始序号

步骤 3:

客户机接收到 SYNACK, 分配缓冲，用 ACK 报文段回复,可能包含数据。

11. 描述 TCP 的拥塞控制过程？

当 CongWin 低于阀值, 发送方处于慢启动阶段, 窗口指数增长.

当 CongWin 高于阀值, 发送方处于拥塞避免阶段, 窗口线性增长..

当三个重复的 ACK 出现时,阀值置为 CongWin/2 并且 CongWin 置为阀值加上 3个 MSS 并进入快速恢复阶段，

此时每收到一个重复的 ACK 拥塞窗口增加 1MSS，如果收到新的 ACK 则拥塞窗口置成阀值）.

当超时发生时 ，迁移到慢启动阶段，阀值置为 CongWin/2 并且 CongWin 置为1 MSS.

12. TCP 建立连接采用三次握手机制，请问为何要用三次，而不是二次，或者四次以及更多次？

答：

三次握手的第 2 步中，服务器端将自己选择的初始序号发送给客户端，因此客户端需要在第 3 步中向服务器确认此序号，可见二次握手是不够的；

三次握手已经达到建立可靠连接的目的，更多次的握手就是多次重复确认，从效率来说已无必要。

13. TCP 可靠数据传输过程；

发送方设置一个发送窗口，表示可以连续发送但未被确认的最大报文数，

发送方收到确认报文后，则窗口向后移动到未收到确认的报文段的位置，并设置定时器；

发送方在某一个报文的定时器超时之前没有收到确认报文，则发送方重传该报文，并重置定时器。

接收方有一个接收窗口，表示能够接收的数据的最大数量，接收方在接收一个新报文时如果之前所有接收的报文都已经被确认，则等待 500ms，如果在 500ms 之内再次接收一个新报文，则返回累计确认，如果在 500ms之内没有接收到新报文，则返回对该报文的确认。接收方如果接到一个失序的报文则保存该报文，并重发正确接收的最高序号的报文段的确认。如果接收到的报文能够填充所有未被确认的报文序列，则返回最高序号的累计确认。

14. 校验和计算方法；

按特定位数分割数据；

累加求和；

进位回卷到累加和末尾再次累加；

最后的累加和按位变反生成校验和。

15. 请用文字简述停-等协议 RDT3.0 的实现机制。

使用 0、1 两个序号对分组进行循环编号；

发送方发送一个分组后必须等到该分组的确认后才能发送下一个分组；

发送方对当前发送的分组启动一个定时器，只有定时器超时没有收到确认才重发该分组；

接收方收到正确的分组返回当前分组序号的确认，若收到错误的分组则返回上一个分组序号的确认。

16. 简单描述，intel 运输层所提供的服务？哪些主要服务没有提供？

通过 TCP 提供面向连接的可靠传输服务，提供拥塞控制和流量控制。不确保最小传输速率；不提供时延保证，数据传输的时间不确定。不提供数据安全性服务

17. 试述 TCP 拥塞控制中慢启动、拥塞避免、快速恢复三个状态的转换过程。

当 CongWin 低于阀值, 发送方处于慢启动阶段, 窗口指数增长

当 CongWin 高于阀值, 发送方处于拥塞避免阶段, 窗口线性增长

当三个重复的 ACK 出现时,阀值置为 CongWin/2 并且 CongWin 置为阀值加上 3个 MSS 并进入快速恢复阶段，

此时每收到一个重复的 ACK 拥塞窗口增加 1MSS，如果收到新的 ACK 则拥塞窗口置成阀值）

当超时发生时 ，迁移到慢启动阶段，阀值置为 CongWin/2 并且 CongWin 置为1 MSS

第四章：网络层

知识点

1.     intel 网网络层提供单一的服务，即尽力而为服务。

2.     路由器由 4 个主要部分构成，分别为：输入端口、输出端口、交换结构和路由选择处理器。

3.     掌握如果产生 IP 分片时，用于分片的 3 个字段（标识、标志和片偏移）是如何设置的。

4.     掌握使用一个给定的地址块，按需进行子网划分的方法。

5.     掌握 DHCP 客户机向服务器申请 IP 地址的过程。

6.     链路状态选路算法是一种全局选路算法，距离向量选路 DV 算法是分散式选路算法。

7.     掌握链路状态选路算法和距离向量选路 DV 算法的具体过程，会利用算法实际计算最短路径。

8.     RIP 是一种距离向量协议，RIP 使用跳数作为其费用测度，即每条链路的费用为 1。跳数是沿着从源路由器到目的子网的最短路径所经过的子网数量，是

源到目的的路径费用。最大条数为 15。

9.     RIP 通告，采用 UDP 协议传输。每个通告: 包含了多达 25 个 AS 内的目的子网的列表，以及发送方到其中每个子网的距离。每隔 30 秒,通过响应报文在邻居间进行交换。

10. OSPF 用链路状态算法，每个节点具有整个自治系统的拓扑图，路由计算使用 Dijkstra 算法。每个 router 都广播 OSPF 通告，OSPF 通告里记录了到每个邻居的链 路特 征和费用。通告通过洪泛法的广播散布到整 个自 治 系 统。

OSPF 信息直接通过 IP 传输 (不是 TCP 或 UDP）。

11. Internet 域间选路: BGP4。BGP 为每个 AS 提供了一种手段:从相邻 AS 获取子网可达信息；向该 AS 内部的所有路由器传播这些可达性信息；

基于该可达信息和 AS 策略，决定到达子网的“好”路由。通过 BGP4，Internet 上的一个子网可以向 Internet 的其他部分通告它的存在。路由器对（BGP 对等方）

通过 TCP 连接来交换选路信息：BGP 会话。BGP 会话和物理链路无关（是TCP 连接，并不总是和某条物理链路对应）。

在 BGP 中，目的地不是主机地址，而是 CDIR 化前缀。

12. 网络层的主要功能是：转发和选路，对于某些网络还具有连接建立的功能。

13. 在虚电路网络中，分组交换机涉及虚电路的建立，每个分组交换机知道经过它的虚电路的 VC 号。

14. 分组交换机：一台通用分组交换设备，根据分组首部值，从输入链路接口到输出链路接口传送分组。

链路层交换机：根据链路层字段值作转发决定的分组交换机。路由器：根据网络层字段值作转发决定的分组交换机。

15. 路由选择处理器执行选路协议、维护选路信息和转发表以及执行路由器中的网络管理功能。

16. 一台路由器的输入端口、输出端口和交换机构，共同实现了转发功能，并且总是由硬件实现，这些转发功能有时总称为路由器转发平面。

17. 路由器的交换结构可以用多种方式来实现，主要有经内存交换、经总线交换和纵横式这几种。

18. 一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的，可选部分长度最大为 40 字节。

19. IP 协议中的协议(8 位)字段指出此数据报携带的数据，使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程。

20. IPV4 编址使用点分十进制表示法。

21. 主机与物理链路之间的边界叫做接口。一个 IP 地址技术上是与一个接口关联，而不是与包括该接口的主机或路由器相关联的。

22. intel 网 IP 寻址使用的是无类别域间路由选择（CIDR）。

23. 使用单个网路前缀通告多个网络的能力通常称为地址聚合，也称为路由聚合。

24. 因特网控制报文协议（ICMP）：用于主机路由器之间彼此交流网络层信息，包括：差错报告和响应某些请求。ICMP 消息是装载在 IP 分组里，使用 IP 数据报传输。

25. IPV6 使用 128bit 的地址长度，固定长度的 40 字节首部。去掉了以下字段：分片/重新组装：不允许分片；校验和: 全部去掉，减少每一跳的处理时间；选项: 允许, 但是不是标准首部的一部分，而是用下一个首部域指出。

26. 选路算法：确定一个分组从源路由器到目的路由器所经路径的算法。即在给定的一组路由器以及连接路由器的链路中，找到一条从源路由器到目的路由器的具有“最低费用”的路径。

27. 从相邻的 AS 获取可达性信息 和 向该 AS 中的所有路由器传播所获取的可达性信息，是两项由自治系统间路由选择协议处理的任务。

28. 自治系统内部选路协议 ：在一个自治系统内运行的选路算法。

29. 网关路由器：互连各 AS，负责转发目的地在本 AS 之外的分组（将本 AS 内的分组转发到另一个 AS 的路由器）

30. 自治系统间选路协议：在各 AS 之间进行选路的选路算法。将分组从一个 AS选路到另一个 AS。

31. 英特网中，路由器转发表：由 AS 内部选路协议和 AS 间选路协议共同产生。

32. BGP 对等方（路由器对）通过 TCP 连接来交换选路信息：BGP 会话。BGP会话和物理链路无关（是 TCP 连接，并不总是和某条物理链路对应）。

33. 跨越两个 AS 的 BGP 会话称为外部 BGP（eBGP）会话，在同一个 AS 中的两台路由器之间的 BGP 会话称为内部 BGP（iBGP）会话。

34. 在 BGP 中，目的地不是主机地址，而是 CIDR 化前缀。当通告前缀时， 通告包含了 BGP 属性。前缀+属性= “路由”（带有属性的前缀称为路由）

判断

在同 一 个 局 域 网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。（ √ ）

域间路由选择协议主要目标是选择一条可达性路径，不进行最小权值和计算。（ √）

简述：

1.简单描述网络层的功能：转发和选路的区别

转发：将分组从路由器的一个输入链路接口转移到一个合适的输出链路接口的本地动作。只涉及分组在路由器中从入链路到出链路的传送

选路：指分组从源到目的地的端到端路径的网络范围动作。涉及网络中的所有路由器，集体经选路协议交互，决定分组从源到目的地的路径。

2.运输层所提供的服务与网络层所提供服务的区别是什么？

服务对象不同： 网络层：向运输层提供的主机到主机的服务；

运输层：向应用层提供的进程到进程的服务。

服务选择：网络层：任何网络中的网络层只提供虚电路网络和数据报网络两种服务之一，不会同时提供。

而运输层所提供的服务会同时提供，由应用层应用根据需要选择。

实现：运输层：面向连接服务在网络边缘的端系统中实现；

网络层：面向连接服务在端系统及网络核心的路由器中实现。

4.简单描述 intel 网中，路由器查表转发的方法。

用目的地址前缀与转发表的前缀匹配：

存在匹配：向对应链路转发。

不存在匹配：选择“其他”项对应的链路转发。

存在多个匹配：使用最长前缀匹配规则，即向与最长前缀匹配的链路接口转发分组。

5.简单描述 NAT 网络地址转换的过程。

外出的分组: 替换每个外出的分组的 (源 IP 地址, 端口号) 为 (NAT IP 地址, 新端口号) ，远程客户/服务器用(NAT IP 地址, 新端口号)作为目的地来响应。

NAT 路由器需要记住 在 NAT 转换表中每个(源 IP 地址, 端口号)到 (NAT IP 地址,新端口号) 转换配对。

对每个进来的分组，用保存在 NAT 表中的对应的(源 IP 地址, 端口号) 替换分组中的目的域 (NAT IP 地址, 新端口号）。

6.简单描述全局选路算法和分散式选路算法的区别

全局选路算法：用完整的、全局性的网络信息来计算最低费用路径。即以所有节点之间的连通性及所有链路的费用为输入。

在开始计算前，以某种方式获得这些信息。

可在单个位置计算，也可在多个位置上复制。

计算节点拥有连通性和链路费用的完整信息。

分散式选路算法：以迭代的、分布式的方式计算最低费用路径。

节点只有与其直接相连链路的费用信息：不需拥有所有网络链路费用的完整信息。

通过迭代计算过程并与相邻节点(邻居节点)交换信息。

逐步计算出到达某目的节点或一组目的节点的最低费用路径。

7.什么是自治系统？什么是层次路选？

自治系统(Autonomous System) AS：按区域划分的系统。

每个 AS 由一组在相同管理控制下的路由器组成。同一个 AS 内的路由器可运行相同的选路算法。

层次选路：将一个大的系统划分成若干小系统（自治系统），按区域或自治系统的形式组织路由器。自治系统之间再互连。

8.简单描述层次选路的优点

减少规模大的网络选路计算的复杂性：AS 内部路由器运行相同的自治系统内部选路协议，仅需要知道本 AS 内的路由器与网关路由器。

各 AS 之间，运行相同的AS 间选路协议。

管理职权灵活：一个组织可自行选择 AS 内部选路协议，每对相连的 AS 运行相同AS 间选路协议，交换信息。

9.为什么 AS 内选路和 AS 间选路采用不同的协议 ?

策略:

AS 间: 管理员想控制本 AS 内产生的通信流怎样选路，以及什么通信流穿过自己的网络

AS 内:单个管理者, 因此不需要策略

规模:

扩展是域间路由路由选择算法必须考虑的问题。

而在一个 AS 内部，可扩展性不是关注的焦点。

性能:

AS 内: 集中在性能上

AS 间: 策略可能比性能更加重要

10. 简单描述层次路由选择的基本思路

答：

将一个大的系统划分成若干小系统（自治系统），按区域或自治系统的形式组织路由器。

自治系统之间再互连。

在一个自治系统内运行自治系统内部选路协议，在各 AS 之间运行自治系统间选路协议

路由器转发表由 AS 内部选路协议和 AS 间选路协议产生。

11. 简单描述 BGP 协议为每个 AS 提供了什么功能？

答：BGP 为每个 AS 提供了以下功能:从相邻 AS 获取子网可达信息向该 AS 内部的所有路由器传播这些可达性信息基于该可达信息和 AS 策略，决定到达子网的“好”路由允许一个子网向 Internet 的其他部分通告它的存在 。

12. 请简述 traceroute 程序执行的基本原理。

答：（1）源主机的 traceroute 程序向目的主机发送一系列 IP 数据报，每个都携带一个不可达端口号的 UDP 报文，第一个数据报的 TTL 为 1，第二个的 TTL 为 2，依次类推；

第五章：链路层

知识点

1.     掌握 CRC 校验的计算。

2.     多路访问协议类型可以归结为三类：信道划分协议、随机访问协议、轮流协议。

3.     CSMA:“载波侦听”，传送前侦听：信道闲：传送整个帧；信道忙：延迟传送。

特点：发前监听，可减少冲突。由于传播时延的存在，仍有可能出现冲突，并造成信道浪费。

4.     “冲突检测”：发送同时进行冲突检测：一旦检测到冲突就立即停止传输， 尽快重发。目的：缩短无效传送时间，提高信道的利用率。

5.     在共享以太网中需要使用的介质访问控制技术是 CSMA/CD。

6.     ARP 表:每个在局域网上的 IP 节点 (Host, Router)都有 ARP 表，该表保存有局域网上一些节点的 IP/MAC 地址映射。

7.     一台网提供的是：不可靠的无连接服务。

8.     以太网的最大传输单元 MTU 是 1500 字节：若 IP 数据报超过 1500 字节，必须将该数据报分段。其数据字段的最小长度是 46 字节：如果 IP 数据报小于46 字节，必须填充为 46 字节。接收方网络层去除填充内容。

9.     点对点通信链路：直接链接两个节点的链路，每一端有一个节点。

10. 广播链路：许多主机被连接到相同的通信信道。需要媒体访问协议来协调传输和避免“碰撞”（冲突）。

11. 链路层功能：将分组通过一个链路，从一个节点传输到邻近的另一个节点。

12. 信道划分协议主要有 TDM、FDM、CDMA 三种。TDM、FDM 的特点是：避免冲突、公平、节点速率有限、效率不高。

13. IEEE802 局域网参考模型是针对局域网的网络体系结构特点而制定的，它遵循 ISO/OSI 参考模型的原则，解决物理层和数据链路层的功能以及与网络层的服务接口、网际互连的高层功能。

14. MAC 地址（LAN 地址、物理地址）：是节点“网卡”本身所带的地址（惟一）。

15. MAC 地址是平面结构： 可移动, 带有同一网卡的节点，在任何网络中都有同样的 MAC 地址。IP 地址具有层次结构：依赖节点所依附的 IP 网络,当节点移动到不同网络时，节点的 IP 地址发生改变。

16. MAC 广播地址：是 48 个连续的 1 组成的字符串，即：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

17. ARP 是即插即用的: 无需网络管理员干预，节点就能创建 ARP 表。

18. 以太网可以“多路复用”（支持）多种网络层协议。通过“类型”字段区分。发送方填入网络层协议“类型”编号（复用）；接收适配器根据“类型”字段，将数据字段传递给相应的网络层协议（分解）。

19. 以太网帧的前同步码(8 字节)：前 7 字节是“10101010”，最后一个字节是“10101011”。用于唤醒接收适配器，并使接收方和发送方的时钟同步，第8 字节两个连续的 1，通知接收方有帧即将传过来。前同步码是“无效信号”，接收方收到后删除，不向上层传。

20. 指数后退算法基本后退时间：以 512 比特时间为单位；第 n 次冲突后退让时间：K × 512 比特时间。

21. 交换机转发和过滤：过滤(filtering)：交换机判断一个帧是应该转发到某个接口还是丢弃。转发(forward)：交换机决定一个帧应该被指向哪个接口，并引导到该接口。过滤和转发通过交换机表(switch table)完成。

22. 支持 VLAN 的交换机允许经一个单一的物理局域网基础设施定义多个虚拟局域网。

23. VLAN 的三种配置方式分别是：基于端口的配置、基于 MAC 地址的配置、基于 IP 地址（或网络层）的配置。

24. 干线端口(trunk port): 用于在多个物理交换机之间交换帧。通过干线端口交换机内 VLAN 转发的帧必须携带 VLAN ID 信息，802.1Q 定义了扩展的帧格式，用于跨越 VLAN 干线的帧。

25. 奇偶校验包含一比特奇偶校验和二维奇偶校验。

（1）一比特奇偶校验，是在要发送的信息D（d位）后面附加一个奇偶校验位，当附加的“1”的个数是奇数时，对应的是奇校验；最后一起发送的数据位数为d+1位。

（2）对于一比特奇偶校验，可以查出任意奇数个错误，但不能发现偶数个错误。

（3）二维奇偶校验的特点是可以检测并纠正 1 个比特差错（数据或校验位中）。能够检测（但不能纠正）分组中任意2个比特的差错。

26. CRC 循环冗余检测能检测小于 r+1 位的突发差错、任何奇数个差错。长度大于 r+1 比特的突发差错以概率 1-0.5r 被检测到。

判断

不同 VLAN 之间必须使用具有路由功能的设备才能相互通信。（√）

链路层帧的目的 MAC 地址和源 MAC 地址在传输过程中是保持不变的。（X  ）

简述：

1.运输层提供了可靠交付服务，而有些链路层协议也提供可靠交付服务，为什么在协议栈的两层都提供这种可靠交付服务？两者的区别是什么？有什么共同点？

链路层的可靠传输服务，主要用于易产生高差错率的链路，其目的是在本地纠正一个错误，而不是通过运输层或应用层进行端到端的数据重传来进行纠正。

而运输层提供可靠传输服务，是因为并不是所有的链路层协议都提供了可靠数据传输服务，要实现端到端的数据可靠传输，还需要运输层提供可靠传输服务。

运输层提供的可靠传输服务，是在端到端的基础上为两个进程之间提供可靠传输；

而链路层提供的可靠传输服务，在一条链路相连的两个节点之间提供可靠传输。

两者都是通过确认和重传取得的。

2.通过对检验和与 CRC 两种差错检测技术对比，简单说明，为什么在运输层采用检验和差错检测技术，而在链路层采用 CRC 差错检测技术。

检验和验能力相对较弱，CRC 校验能力最强。

校验和实现相对简单，计算量相对较小，常用于软件实现方式的场合，因此于网络层及其之上的层次的协议通常采用校验和，且由软件实现。

CRC 校验实现相对复杂，计算量相对较大，因此 CRC 通常应用于链路层，一般由适配器硬件实现。

3.简述以太网中 CSMA/CD 协议的工作方式。

答：（1）发送站发送时首先侦听载波（载波检测），如果网络（总线）空闲，发送站开始发送它的帧。

（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至网络空闲。

（4）发送站在发送过程中侦听碰撞（碰撞检测），如果检测到碰撞，发送站立即停止发送，这意味着所有卷入碰撞的站都停止发送。

（5）每个卷入碰撞的站都进入回退周期，按照指数算法等待一段随机时间后进行重发，即重复上述 1-5 步骤，直至发送成功。

4.简述 CSMA/CD 的工作原理，并论述其发送过程。

答：工作原理是：发送数据前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送数据时，边发送边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送数据。等待一段随机时间后再重新尝试。

发送过程包含四个处理内容：侦听、发送、检测和冲突处理。

（1）侦听：通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送（线路是否忙），若“忙”则进入后续的“退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听工作。

（2）发送：当确定要发送后，向总线发送数据。

（3）检测：数据发送后，仍可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边接收，以判断是否冲突。

（4）冲突处理：当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况：

①若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直等到可以发送为止。

②若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，待下次重新发送（方法同①）

5.简 述 以 太网 CSMA/CD 中 的 二 进 制指 数 回退 机 制 。 并 回答 如 下问 题 ：CSMA/CD 中，当发生碰撞时，为何不直接生成一个随机数作为等待时间，而要采用二进制指数回退机制？

答：

适配器发送帧时，如果监听到冲突，则回退等待一段时间，之后再发送数据；如果仍冲突，则重复此步骤。等待时长的选择方式为：若该帧已经过 n 次冲突，则适配器在{0,1,2,…,2m-1}中随机选取一个 K 值，其中 m=min(n,10), 然后将等待时长设为 K*512 比特时间。

不直接生成一个随机数作为等待时间，而要采用二进制指数回退机制的原因在于：适配器应依据当前信道负载情况重传，轻负载时等待时间短，重负载时等待时间变长

6.简单描述 DNS 和 ARP 的区别:

DNS:负责主机名到 IP 地址的解析，为在因特网中任何地方的主机解析主机名。

ARP 地址解析协议：将 IP 地址解析到 MAC 地址。ARP 只为在同一个 LAN 上的节点解析 IP 地址。

7.简述以太网二层交换机的交换过程。(简述二层交换机自学习和滤波转发查找的过程。

答：对接收到的帧，通过自学习的方式学习帧中的源 MAC 地址和接口的对应关系，更新交换表；

根据获得的帧中的目的 MAC 地址查询交换表，如果目的 MAC 地址不在交换表中，则向其它所有接口广播；

如果目的 MAC 地址在交换表中，且目的 MAC 地址和源 MAC 地址在同一端口，

则丢弃该分组；如果目的 MAC 地址在交换表中目的 MAC 地址和源 MAC 地址不在同一端口，则向目的 MAC 地址对应的端口进行转发；

8.简 单 描 述 一 台 主 机 A 想 要 查 询 同 一 个 子 网 中 的 主 机 B （ IP 地 址 为BB.BB.BB.BB）所对应的 MAC 地址时,所执行的操作步骤。

第 1 步：A 主机的 ARP 模块先在自己的本地 ARP 缓存中检查主机 B 的匹配 MAC地址。

第 2 步：如果主机 A 的 ARP 模在 ARP 缓存中没有找到映射，它将询问BB.BB.BB.BB 的硬件地址。首先将 ARP 请求帧广播到本地网络上的所有主机。

源主机 A 的 IP 地址和 MAC 地址都包括在 ARP 请求中。本地网络上的每台主机都接收到 ARP 请求并且检查是否与自己的 IP 地址匹配。如果主机发现请求的 IP地址与自己的 IP 地址不匹配，它将丢弃 ARP 请求。

第 3 步：主机 B 确定 ARP 请求中的 IP 地址与自己的 IP 地址匹配，则将主机 A的 IP 地址和 MAC 地址映射添加到本地 ARP 缓存中。

第 4 步：主机 B 将包含其 MAC 地址的 ARP 回复消息直接发送回主机 A。

第 5 步：当主机 A 收到从主机 B 发来的 ARP 回复消息时，会用主机 B 的 IP 和MAC 地址映射更新 ARP 缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机 B 的 MAC 地址一旦确定，主机 A 就能向主机 B 发送 IP通信了。

9.简单描述以太网交换机的特点。

不同 LAN 网段的主机可以互相通信，每个 LAN 网段是一个独立的冲突域。

可以互联不同的 LAN 技术。

对 LAN 的大小没有限制，理论上，可扩展到全球。

交换机以全双工方式工作。

10. 简单比较交换机和路由器的优缺点。

路由器：用网络层地址转发，是第三层的分组交换机。路由器维护选路表，实现选路算法。

交换机：用 MAC 地址转发，是第二层的分组交换机。交换机维护交换机表, 实现过滤、学习算法。

交换机的优缺点:

优点：即插即用：不需网络管理员干预；较高的分组过滤和转发率：

缺点：拓扑结构为一棵生成树。 可能产生“广播风暴”：

路由器的优缺点:

优点：网络寻址是层次的；若网络中存在冗余路径，分组不会在路由器中循环。

无生成树限制，使用路由器构建因特网可以采用大量丰富的拓扑结构。可以使用源和目的之间的最佳路径。为第二层的广播风暴提供防火墙保护。

缺点：非即插即用：路由器及主机都需配置 IP 地址。每个分组的处理时间比交换机长。

11. 某网民小冰希望访问学习强国官网 www.xuexi.cn 以提升自己的爱国热情。他在浏览器中输入 http://www.xuexi.cn 并按回车，直到学习强国官网首页显示在其浏览器中。请问在此过程中，按照 TCP/IP 参考模型，从应用层（包括应用层）到网络接口层（包括网络接口层）都用到了哪些协议，每个协议所起的作用是什么？

答题要点：

用到的协议及其功能如下：

应用层：HTTP——用于访问 www.xuexi.cn 的 www 服务；（1 分）DNS——域名解析。

传输层：TCP——在客户和服务器之间建立连接，提供可靠的数据传输。

网络层：IP——进行路由选择；（1 分）ICMP——提供网络传输中的差错检测；

ARP——将目的 IP 地址映射成物理 MAC 地址。

网络接口层：LLC 和 MAC——提供数据链路层的功能，实现可靠的数据链路。

12. 广播是计算机网络中广泛使用的一种通信机制。请举出 3 个使用了这种机制的网络协议或者技术的示例，并分别简要说明广播在每个示例中的作用。（6分）

答题要点：

本题目答案不唯一。以下的参考解答，给出其中三个即可，每个 2 分。若学生给出未在课程中讲授但同样合理的解答，亦可给分；