计算机网络考试重点整理

计算机网络考试重点整

理

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

第1章

计算机网络的两个功能

连通性——计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。

共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

因特网的三个阶段

第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。

第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。

第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。

因特网分为边缘部分和核心部分，两种通信模式客服和对象（C/S方式）

，对等方式（P2P方式）三种交换的比较（1-03）

1-3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）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输

时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。

网络的定义，网络的分类

最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。

不同作用范围的网络

广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN、个人区域网PAN

从网络的使用者进行分类

公用网、专用网

性能指标。速度单位bps，带宽含义。时延四个部分含义应用（1-10,17,1-18）

1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（bit/s）。在电路交换时电路的建立时间为s（s）。在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？

答：对电路交换，当t=s时，链路建立；

当t=s+x/b，发送完最后一bit；

当t=s+x/b+kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/b，发送完最后一bit；

为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，

每次转发的时间为p/b，

所以总的延迟=x/C+(k-1)p/b+kd

所以当分组交换的时延小于电路交换

x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd时，

(k-1)p/C＜s

由上式可知，当k和b一定时，p越小，分组交换的时延越小，即需要传送少量数据时（即p<

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×108。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100kbit/s，传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。

（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。

答：（1）：发送延迟=107/（100×1000）=100s

传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms

（2）：发送延迟=103/（109）=10-6s=1us

传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms

1-18、假设信号在媒体上的传播速率为×108m/s。媒体长度l分别为：

(1)10cm(网卡)

(2)100m(局域网)

(3)100km(城域网)

(4)5000km(广域网)

试计算当数据率为Mb/s1和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

答：传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

时延带宽积=传播时延*带宽

（1）108×1×108b/s=

（2）100m/108×1×108b/s=

（3）100000/108×1×108=435bit

（4）5×106/108×1×108=21739bit

协议概念和要素，五层体系结构和名称

网络协议(networkprotocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

网络协议的组成要素：

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。

五层协议的体系结构：

应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

第2章

物理层描述的4个特性

（1）机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。

（4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

1重点通信系统模型图2-1，各部分功能。

一个数据通信系统可划分为三大部分：

源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。

源系统一般包括以下两个部分：

源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到PC机，产生输出的数字比特流。

发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将PC机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。

接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。

信号信号数据信息

数据通信系统的模型

终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。

2?从信息交互方式分的三种基本方式的概念。

单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。

半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。

全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。

3?香农公式的记忆和计算（参考课后习题2-08）

信道的极限信息传输速率C可表达为C=W log2(1+S/N)b/s

2-08假定要用3kHz贷款的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示），这个结果说明什么问题？

答：S/N=是个信噪比很高的信道

1传输媒体分为导向和非导向两种。导向传输媒体包括：双绞线（包括常见的无屏蔽双绞线UTP和屏蔽STP,传输距离大多在100米）、同轴电缆、光纤（包括多模光纤（便宜，传输距离几公里，支持多角度入射的光线传输）和单模光纤（价高，传输距离几十到成千公里，光线直线传播通信））

2了解非导向传输媒体包括微波、卫星、红外、激光等即可。

1重点复用概念，包括三种，注意缩写和概念2波分复用缩写，概念和频分复用相同3码分复用会计算（参考课后习题2-16）

FDM频分复用，同一时间同时发送多路信号。所有的用户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。

TDM时分复用，将一条物理信道按时间分成若干时间片轮流地给多个用户使用，每一个时间片由复用的一个用户占用，所有用户在不同时间占用同样的频率宽度。

STDM统计时分复用，一种改进的时分复用。不像时分复用那样采取固定方式分配时隙，而是按需动态地分配时时隙。

WDM波分复用，在光信道上采用的一种频分多路敷衍的变种，即光的频分复用。不同光纤上的光波信号（常常是两种光波信号）复用到一根长距离传输的光纤上的复用方式。

DWDM密集波分复用，使用可见光频谱的宽带特征在单个光纤上同时传输多种光波信号的技术。DWDM可以利用一根光纤同时传输多个波长，多路高速信号可以在光纤介质中同时传输，每路信号占用不同波长。

CDMA码分多址，是采用扩频的码分多址技术。用户可以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。

SONET同步光纤网，是以分级速率从155Mb/s到s的光纤数字化传输的美国标准，它支持多媒体多路复用，允许声音、视频和数据格式与不同的传输协议一起在一条光纤线路上传输。

SDH同步数字系列指国际标准同步数字系列。SDH简化了复用和分用技术，需要时可直接接入到低速支路，而不经过高速到低速的逐级分用，上下电路方便。

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

答：S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1

S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0

S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送

S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

1无要求2知道SONET和SDH丨中文名称，他们的速率标准不统一即可。

了解xDSL就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使他能够承载宽带业务。ADSL的特点：自适?应调制技术获得尽可能高的数据率、上行慢和下行快的带宽不对称技术。其他无要求。

第3章

数据链路层通信的两种方式：点对点（ppp协议）和广播（局域网通信）

1数据链路概念数据链路层的数据单元叫帧

2三个基本问题封装成帧（使用特殊规定的字符界定帧首帧尾）透明传输（引入转义字符解决帧界定符作为数据部分传输的问题）差错检测（帧携带校验码用于检查传输过程中是否发生了错误）要求能理解会计算

1无要求

2了解ppp封装字段含义，不要记忆

3无要求

?标志字段F=0x7E（符号“0x”表示后面的字符是用十六进制表示。十六进制的7E的

二进制表示是01111110）。

?地址字段A只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。

?控制字段C通常置为0x03。

?PPP是面向字节的，所有的PPP帧的长度都是整数字节。

1局域网的常见拓扑结构网络适配器作用

2CSMA/CD多点接入、载波侦听、碰撞检测含义，详细工作过程，退避机制。（建议列表写出一些数据和过程）

常用的局域网的网络拓扑有（1）总线网（2）星形网（3）环形网（4）树形网。

网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。

适配器的重要功能：

1.进行串行/并行转换。

2.对数据进行缓存。

3.在计算机的操作系统安装设备驱动程序。

4.实现以太网协议。

载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD

“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。

“载波监听”是指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计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。

“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

1集线器功能

2无要求

3重点MAC地址（也叫物理地址、硬件地址）48位二进制，固化在设配器的ROM中，每个适配器唯一。帧包括单播帧，广播帧和多播帧三种。MAC帧格式各字段要记忆（书上89页图3-22）。

1?物理层扩展局域网使用集线器

2?数据链路层扩展局域网使用网桥或交换机，掌握自学习生成转发表过程，使用转发表实现点对点转发帧

1.网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如没有，就在转发表中增加一个项目（源地址、进入的接口和时间）。如有，则把原有的项目进行更新。

2.转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。

3.如没有，则通过所有其他接口（但进入网桥的接口除外）按进行转发。

4.如有，则按转发表中给出的接口进行转发。

5.若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过网桥进行转发）

速率达到或超过100Mbps的以太网成为高速以太网。物理层标准的含义理解（例如

100base-tx各部分含义）

其他无要求

无要求

第4章

一句话：网络层提供尽最大可能的，不可靠的服务。

网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

1IP协议组的成员，网络设备（中间设备）的掌握参照课后习题第3题

2章节重点IP

地址分类，参照课后习题第5题

3?IP地址和MAC地址区别

IP地址基于逻辑，比较灵活，不受硬件限制，也容易记忆。MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理，能够标识具体。这两种地址各有好处，使用时也因条件而采取不同的地址

4?一句话：ARP功能根据IP地址自动解析MAC地址，然后进一步理解ARP缓存的存在的意义即可.

5?IP数据报的格式不要记忆，但是要多看几遍了解含义。关于字段的题目会做，参考例题4-1。首部可变部分不看

6无要求

4-03作为中间系统，转发器、网桥、路由器和网关都有何区别？

答案：

1）转发器、网桥、路由器、和网关所在的层次不同。

转发器是物理层的中继系统。

网桥是数据链路层的中继系统。

路由器是网络层的中继系统。

在网络层以上的中继系统为网关。

2）当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为仍然是一个网络。

路由器其实是一台专用计算机，用来在互连网中进行路由选择。一般讨论的互连网都是指用路由器进行互连的互连网络。

4-05IP地址分为几类各如何表示IP地址的主要特点是什么

为了便于寻址和层次化的构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。

A类地址：A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为“0”。不难算出，A 类地址允许有126个网段，每个网络大约允许有1670万台主机，通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。

B类地址：B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为“10”。B类地址允许有16384个网段，每个网络允许有65533台主机，适用于结点比较多的网络（如区域网）。

C类地址：C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中的主机标识占1组8位二进制数，C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为“110”。具有C类地址的网络允许有254台主机，使用于结点比较少的网络（如校园网）。

为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点“.”予以分隔。这种IP地址的表示方法也被陈伟点分十进制法。如以这种方式表示，A 类网络的IP地址范围为1.0.0

IP地址共分5类，分类情况如题4-05解图所示：

题4-05解图

IP地址是32位地址，其中分为netid（网络号），和hostid（主机号）。特点如下：

地址不能反映任何有关主机位置的物理信息；

2.一个主机同时连接在多个网络上时，该主机就必须有多个IP地址；

3.由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络；

4.所有分配到网络号（netid）的网络都是平等的；

地址可用来指明一个网络的地址。

重点

1IP地址划分成3级，子网的概念，子网掩码的表示

2要掌握算法如有不懂此时可以参看

3?IP地址重回两级划分，分为网络前缀和主机号，子网掩码的概念都没变，注意前缀写法。最长匹配就是?选择匹配结果中具有最长网络前缀的路由，理解到此即可。

了解ICMP可以完成报错和询问功能即可ping和tracert的用法和原理。

重点

1路由选择协议主要是自适应即动态的，分布式的。路由选择协议分为内部网关协议IGP 和外部网关协议EGP，IGP包括RIP和OSPF，EGP包括BGP

2?内容较多，包括：RIP的距离含义，RIP特点（三条），RIP算法，RIP报文格式不需要记忆，RIP特点。

RIP协议中的“距离”也称为“跳数”(hopcount)，因为每经过一个路由器，跳数就加1。RIP协议的三个要点:

1.仅和相邻路由器交换信息。

2.交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。

3.按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。

算法：

收到相邻路由器（其地址为X）的一个RIP报文：

(1)先修改此RIP报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为X，并把所有的“距离”字段的值加1。

(2)对修改后的RIP报文中的每一个项目，重复以下步骤：

若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中。

否则若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项目替换原路由表中的项目。

否则若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新，

否则，什么也不做。

(3)若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为16（距离为16表示不可达）。

(4)返回。

3OSPF的全称，特点（三条），注意：所有的路由器都有一个链路状态数据库就是全网的拓扑结构图。OSPF是将AS划分成若干个更小的区域，从而减少路由器之间的通信量和路由表的大小（请注意理解）。OSPF首部不需记忆。OSPF五种分组的名称和作用。

特点：

1.“开放”表明OSPF协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的。

2.“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPF

只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。是分布式的链路状态协议。

五种分组类型：

类型1，问候分组。

类型2，数据库描述分组。

类型3，链路状态请求分组。

类型4，链路状态更新分组，洪泛法对全网更新链路状态。

类型5，链路状态确认分组。

4?BGP并非寻找一条最佳路由，而是寻找能够到达目的网络的路由即可。

5?区分路由表和转发表，三种常用的交换方法（存储器、互联网、总线）。

“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。

“路由选择”(routing)则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。

路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。

不讲

不讲

第5章

运输层完成主机中进程之间的端到端通信。

运输层两个协议：TCP、UDP。端口就是上层网络层的协议的识别号，分为两类熟知端口和客户端端口。

UDP特点：无连接、不可靠、面向报文、没有拥塞控制、支持多种交互通信、首部小只有8个字节。首部格式无要求。

TCP特点（对比UDP），套接字格式

TCP是面向连接的运输层协议。每一条TCP连接只能有两个端点，提供可靠交付的服务。提供全双工通信。面向字节流。

套接字socket=(IP地址:端口号)

TCP连接::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}

重点

1停止等待协议：发送方每发送完一个分组就停止发送，等待对方确认，在收到确认后再发下一个分组。需要设定超时计时器，如果超时没有收到确认，就重传。超时存在三种可能，一是数据丢了，重传后继续等待确认。二是确认丢了，重传后接收方收到两次相同的分组，接收方确认后丢弃第二个分组。三是确认来晚了，重传后接收方忽略第二次确认。注意：保留副本，分组和确认编号，计时器的设置。书上109页。

知道停止等待协议利用率非常低。

2不看

重点TCP首部最小20字节，固定首部每个字段的含义都要掌握，可变首部不要求

源端口和目的端口字段——各占2字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。

序号字段——占4字节。TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

确认号字段——占4字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。数据偏移（即首部长度）——占4位，它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。“数据偏移”的单位是32位字（以4字节为计算单位）。

保留字段——占6位，保留为今后使用，但目前应置为0。

紧急URG——当URG1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。

推送PSH(PuSH)——接收TCP收到PSH=1的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

复位RST(ReSeT)——当RST1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。

同步SYN——同步SYN=1表示这是一个连接请求或连接接受报文。

终止FIN(FINis)——用来释放一个连接。FIN1表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。

窗口字段——占2字节，用来让对方设置发送窗口的依据，单位为字节。

检验和——占2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。

紧急指针字段——占16位，指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本报文段数据的最前面）。

选项字段——长度可变。TCP最初只规定了一种选项，即最大报文段长度MSS。MSS告诉对方TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节。”

1重点滑动窗口的概念和工作过程都要掌握

2知道超时重传时间的设置很复杂，比加权平均往返时间略大。

3SACK封装在TCP首部选项部分，用于选择确认，就是对收到的不连续字节块的边界告诉发送方。

1流量控制概念，利用滑动窗口实现流量控制，死锁问题

2不看

1拥塞控制的概念

2四种算法的原理和图5-27的理解

3不看

1?TCP是面向连接的，运输连接有三个阶段：连接建立，数据传送，连接释放