向死而生,方得重生。

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2019-01-08

计算机网络原理 —— 习题


1.在OSI 参考模型中,自下而上第一个提供端到端服务的层次是(    )
A.数据链路层        B.传输层        C.会话层        D.应用层
答案:B

2.数据链路层采用了后退N帧(GBN)协议,发送方已经发送了编号为 0~7 的帧。当计时器超时时,若发送方只收到 0、2、3 号帧的确认,则发送方需要重发的帧数是()
A.2         B.3          C.4         D.5
答案:C
解析:根据Go-back-N协议,收到3号帧的确认意味着0、1、2、3号数据的正确达到,发送方已经发送了0-7号帧,所以4、5、6、7号需要重发,发送方需要重发的帧数是4。

3.以太网交换机进行转发决策时使用的PDU 地址是(  )
A.目的物理地址        B.目的IP 地址             C. 源物理地址             D.源IP 地址
答案:A

4.在一个采用 CSMA/CD 协议的网络中,传输介质是一根完整的电缆,传输速率为1Gbps,电缆中的信号传播速度是 200,000km/s。若最小数据帧长度减少800 比特,则最远的两个站点之间的距离至少需要( )
A.增加 160m        B.增加 80m         C.减少160m         D.减少80m
答案:D
解析:解题关键:最小数据帧长=2τ×传输速率 


5.主机甲和主机乙间已建立一个TCP 连接,主机甲向主机乙发送了两个连续的TCP 段,分别包含 300 字节和500 字节的有效载荷,第一个段的序列号为200,主机乙正确接收到两个段后,发送给主机甲的确认序列号是( )
A.500      B.700      C.800      D.1000
答案:D
解析:第一个段的序号为200,有效载荷为300,则第二个段的序号应该为200+300=500,第二个段的有效载荷为500,所以下一个段的序号(发回给甲的确认序列号)应为500+500=1000。

6.一个TCP 连接总是以 1KB 的最大段发送TCP 段,发送方有足够多的数据要发送。当拥塞窗口为 16KB 时发生了超时,如果接下来的 4 个 RTT(往返时间) 时间内的TCP 段的传输都是成功的,那么当第 4 个 RTT 时间内发送的所有TCP 段都得到肯定应答时,拥塞窗口大小是()
A.7KB     B. 8KB     C. 9KB    D. 16KB
答案:C
解析:


7. FTP 客户和服务器间传递FTP 命令时,使用的连接是( )
A.建立在TCP 之上的控制连接            B.建立在TCP 之上的数据连接
C.建立在 UDP 之上的控制连接           D.建立在UDP 之上的数据连接
答案:A

8、下列选项中,不属于网络体系结构中所描述的内容是(  )
A:网络的层次    B:每一层使用的协议
C:协议的内部实现细节     D:每一层必须完成的功能
答案:C

9、在下图所示的用“存储-转发”方式分组的交换网络中,所有链路的数据传输速度为100Mbps,分组大小为1000B,其中分组头大小20B,若主机H1向主机H2发送一个大小为980,000B的文件,则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下,从H1发送到H2接收完为止,需要的时间至少是( )
A:80ms              B:80.08ms          C:80.16ms         D:80.24ms


答案:C
解析:


10、某自治系统采用RIP协议,若该自治系统内的路由器R1收到其邻居路由器R2的距离矢量中包含信息<net1,16>,则可能得出的结论是(       )
A:R2可以经过R1到达net1,跳数为17
B:R2可以到达net1,跳数为16
C:R1可以经过R2到达net1,跳数为17
D:R1不能进过R2到达net1
答案:D
解析:RIP定义知RIP最多经过15个路由器,跳数标记为16即为不可达。

11、若路由器R因为拥塞丢弃IP分组,则此时R可以向发出该IP分组的源主机发送的ICMP报文件类型是(   )
A:路由重定向     B:目的不可达     C:源抑制     D:超时
答案:C
解析:源抑制报文(source quench message)一般被接收设备用于帮助防止它们的缓存溢出。接收设备通过发送源抑制报文来请求源设备降低当前的数据发送速度。

11.2、某网络的IP地址为192.168.5.0/24采用长子网划分,子网掩码为255.255.255.248,则该网络的最大子网个数,每个子网内的最大可分配地址个数为( )
A:32,8       B:32,6       C:8,32       D:8,30
答案:B
解析:248转二进制为11111000,网络号为24,子网号为5,主机号为3位。最大子网个数为25=32,最大主机数为23=8,最大可用主机数(可分配地址)数为23-2=6。(去掉网络号和广播号)

12、下列网络设备中,能够抑制网络风暴的是(    )
Ⅰ中继器      Ⅱ集线器     Ⅲ网桥       Ⅳ路由器
A:仅Ⅰ和Ⅱ    B:仅Ⅲ          C:仅Ⅲ和Ⅳ   D:仅Ⅳ
答案:D
解析:一个数据帧或包被传输到本地网段上的每个节点就是广播;由于网络拓扑的设计和连接问题,或其他原因导致广播在网段内大量复制,传播数据帧,导致网络性能下降,甚至网络瘫痪,这就是广播风暴。所以需要有能够隔离广播域的设备才可以抑制广播风暴,只有路由器可以隔离广播域,所以只能选D

13、主机甲和主机乙之间已建立一个TCP连接,TCP最大段长度为1000字节,若主机甲的当前拥塞窗口为4000字节,在主机甲向主机乙连接发送2个最大段后,成功收到主机乙发送的第一段的确认段,确认段中通告的接收窗口大小为2000字节,则此时主机甲还可以向主机乙发送的最大字节数是(      )
A:1000        B:2000    C:3000        D:4000
答案:A
解析:发送两个最大段后,拥塞窗口可用部分为4000-2×1000=2000,收到第一个段的确认后拥塞窗口的可用部分变为2000+1000=3000。此时的拥塞窗口已占用:可用部分分别为1000:3000,此时要求将拥塞窗口改为2000,则可用部分缩小为2000-1000=1000(显然已发送部分无法改变),此时拥塞窗口可用部分为1000,即此时主机甲还可以向主机乙发送的最大字节数为1000.

14、如果本地域名服务无缓存,当采用递归方法解析另一网络某主机域名时,用户主机、本地域名服务器发送的域名请求条数分别为( )
A:1条,1条             B:1条,多条             C:多条,1条           D:多条,多条
答案:A
解析:本地主机向本地域名服务器为递归方式,只会发送一条,而本地域名服务器向跟服务器查询采用递归查询,也只会有一条查询请求。

15、TCP/IP参考模型的网络层提供的是(  )
A、无连接不可靠的数据报服务
B、无连接可靠的数据报服务
C、有连接不可靠的虚电路服务
D、有连接可靠的虚电路服务
答案:A
解析:TCP/IP的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。

16、若某通信链路的数据传输速率为2400 bps,采用4相位调制,则该链路的波特率是(     )
A.600波特     B.1200波特    C.4800波特   D.9600波特
答案:B
解析:有4种相位,则1个码元需要由log24=2个bit表示,所以波特率=比特率/2

17、某网络拓扑如下图所示,路由器R1只有到达子网192.168.1.0/24的路由。为使R1可以将IP分组正确地路由到图中所有子网,则在R1中需要增 加的一条路由(目的网络,子网掩码,下一跳)是

A.192.168.2.0, 255.255.255.128, 192.168.1.1
B.192.168.2.0, 255.255.255.0,        192.168.1.1
C.192.168.2.0, 255.255.255.128, 192.168.1.2
D.192.168.2.0, 255.255.255.0,       192.168.1.2
答案:D
解析:路由聚合。要使R1能正确将分组 路由到所有子网,则R1中需要有到192.168.2.0/25和 192.168.2.128/25 的路由。观察发现网络192.168.2.0/25和192.168.2.128/25 的网络号的前24位都相同,于是可以聚合成超网192.168.2.0/24。从图中可以看出下一条地址应该是192.168.1.2。

18、在子网192.168.4.0/30中,能接收目的地址为192.168.4.3的IP分组的最大主机数是
A.0         B.1          C.2         D.4
答案:C
解析:在子网192.168.4.0/30 中主机号占2位,地址范围 192.168.4.0/30~ 192.168.4.3/30 ,即可以容纳4-2=2个主机,主机位全1时,即192.168.4.3 ,是广播地址,网内所有主机全能收到,所以选C.

19、主机甲向主机乙发送一个(SYN = 1, seq = 11220)的TCP段,期望与主机乙建立TCP连接,若主机乙接受该连接请求,则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是
A.(SYN = 0, ACK = 0, seq = 11221, ack = 11221)
B.(SYN = 1, ACK = 1, seq = 11220, ack = 11220)
C.(SYN = 1, ACK = 1, seq = 11221, ack = 11221)
D.(SYN = 0, ACK = 0, seq = 11220, ack = 11220)
答案:C
解析:主机乙收到连接请求报文后,如同意连接,则向甲发送确认,在确认报文段中应把SYN和ACK位都置1,确认号是甲发送的。TCP段的初始序号11220+1,即为ack=11221,同时也要选择并消耗一个初始序号seq,seq值由主机乙的TCP进程确定,本题取seq=11221。

20、某主机的 MAC 地址为 00-15-C5-C1-5E-28,IP地址为 10.2.128.100(私有地址)。题 47a 图是网络拓扑,题 47b 图是该主机进行 Web 请求的一个以太网数据帧前 80 字节的十六进制及 ASCII 码内容。


题47a 图 网络拓扑

题47b 图 以太网数据帧(前 80 字节)

请参考图中的数据回答以下问题:
(1)Web 服务器的 IP 地址是什么?该主机的默认网关的 MAC 地址是什么?
(2)该主机在构造题 47b 图的数据帧时,使用什么协议确定目的 MAC 地址?封装该协议请求报文的以太网帧的目的 MAC 地址是什么?
(3)假设 HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作,一次请求-响应时间为 RTT, rfc.Html页面引用了 5 个 JPEG 小图像,则从发出题 47b 图中的 Web 请求开始到浏览器收到全部内容为止,需要经过多少个 RTT?
(4)该帧所封装的 IP 分组经过路由器 R 转发时,需修改IP 分组头中的哪些字段?

题47c 图 以太网帧结构

题47d 图 IP 分组头结构


答案解析:


2019-01-07

计算机网络原理 —— 应用层


1、域名:任何一个连接在互联网上的主机或路由器,都有一个唯一的层次结构的名字,即域名。

域名服务器分为四类:

  • (1)根域名服务器

  • (2)顶级域名服务器(TLD服务器)

  • (3)权限域名服务器

  • (4)本地域名服务器(通常担任默认域名服务器)

两种域名解析的过程:

  • (1)主机向本地域名服务器的查询一般采用的是递归查询(Recursion Query)

  • (2)本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用的是迭代查询(Iterative Query)


为了提高DNS查询效率,并减轻根域名服务器的负载和减少互联网上的DNS查询报文数量,在域名服务器中广泛地使用了高速缓存。

2、FTP(File Transfer Protocol)是互联网上广泛的文件传输协议。FTP使用客户/服务器模式,一个FTP服务器进程可为多个客户进程提供服务。FTP服务器进程由两大部分组成:一个是主进程(TCP:21),负责接受新的请求,并将请求安排给其控制的从属进程处理;另外有若干的从属进程(TCP:20),负责处理单个请求具体的传送过程。

3、Telnet终端仿真协议,为了使用不同机器之间的差异,Telnet定义了数据和命令应该怎样通过互联网,这些定义就是所谓的NVT(Network Virtual Terminal),来解决异构问题。



4、万维网必须解决的四个基本问题:

  • (1)怎么标志分布在整个互联网上的万维网文档?统一资源定位符URL;

  • (2)用什么协议来实现万维网上的各种连接?超文本传输协议HTTP;

  • (3)怎样使不同的Web文档能在不同主机上显示出来,同时让用户清楚地知道什么地方存在着链接?HTML和动态网页、超级链接;

  • (4)怎样使用户方便的找到所需的信息?搜索引擎;

5、URL的基本格式:[协议]://[主机]:[端口]/[路径]

6、HTTP的工作过程



7、HTML超文本标记语言是一种制作万维网页面的标准语言。

搜索引擎是指根据一定的策略、运用特定的计算机程序从互联网上搜集信息,在对信息进行组织和处理后,为用户提供检索服务,将用户检索相关的信息展示给用户的系统。

8、电子邮件的工作原理:

使用的协议:SMTP(客户发信到服务器,服务器之间通信)、POP3、IMAP(客户端收信)


注:现在几乎不再提发件人用户代理,可简单理解为用户使用的邮件客户端。

9、在协议软件中给这些参数赋值的动作叫做协议配置,一个协议软件在使用前必须是正确配置的具体信息取决于协议栈,如连接到互联网的计算机协议软件需要配置的项目包括:

  • (1)IP地址

  • (2)子网掩码

  • (3)默认路由器的IP地址

  • (4)域名服务器的IP地址

DHCP使用客户/服务器模式,其流程如下:


计算机网络原理 —— 传输层


1、传输层的作用:为它上面的应用层提供(端到端)的通信服务。

2、端口号(协议端口号)本质是上软件端口,是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址,是具有本地意义的一种表示方法。

作用:

  • (1)标识服务器上提供特定网络服务的进程。

  • (2)由本机地址、本机端口号、目标机地址、目标机端口号、通信协议组成的五元组,用于唯一确定正在使用的网络链接。

3、TCP和UDP的比较


UDPTCP
建立连接无连接面向连接
交付尽最大努力交付可靠交付
通信一对一、一对多、多对一、
多对多的交互式通信
只能是点对点
传送面向报文面向字节流
特性没有拥塞控制
首部开销小
具有拥塞控制和流量控制
全双工通信

4、UDP首部分四个部分,共占8个字节,分别是源端口、目的端口、长度、校验和(首部和数据部分同时校验)

UDP报文格式:



TCP报文格式:



  • (1)源端口和目的端口各占2B,分别写入源端口号和目的端口号

  • (2)序号,占4B,每一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都是按顺序编号的

  • (3)确认号:占4B,期待收到对方的下一各报文段的第一个数据字节的序号

  • (4)确认ACK:ACK=1表示有效,TCP连接建立后所有的报文段必须把ACK置1

  • (5)同步SYN:SYN=1但ACK=0,表明这是一个请求报文段,若同意连接则将两者均置为1。

  • (6)终止FIN:用来释放一个连接,FIN=1表示此报文段的发送方的数据已经发送完毕,要求释放运输连接。

5、TCP面向字节流的概念:TCP把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串无结构的字节流,并不知道所传送的字节流的含义。不保证接收方应用程序所收到的数据块和发送方应用程序发出的数据块具有对应大小关系(但字节流的总量一定是一致的),同时在滑动窗口的设置中,也是以字节为基本单位设置的。

6、可靠传输的工作原理

  • (1)TCP采用三报文握手来建立TCP连接,四报文握手来释放TCP连接,从而保证建立的传输信道是可靠的。

  • (2)TCP采用连续ARQ协议(回退N,Go-back-N;超时自动重传)来保证数据传输的正确性,使用滑动窗口协议来保证接收方能够解释处理所接收到的数据,进行流量控制

  • (3)TCP使用慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复来进行拥塞控制,避免网络拥塞。

7、滑动窗口机制:发送方A的发送窗口表示在没有收到接收方B的确认的情况下,A可以连续把窗口内的数据全部发送出去,已发送过的数据,在未收到确认之前必须要暂时保留,以备超时重传时使用。



8、超时重传时间=RTTS(加权平均往返时间)+4×RTTD(RTT的偏差的加权平均值)

9、选择确认:即接收方通过选择确认告诉发送方那些数据丢失,那些数据已经收到等,选择确认这种可靠传输方式也称为快速选择性重传。

由于TCP首部没有哪个字段能够提供不连续的字节块的边界信息(用来标识丢失部分),所以在使用确认SACK的时候要在建立TCP连接时,在TCP首部的选项中加入“允许SCAK”选项,而且双方必须事先商定好。这种做法会增加十分多的首部开销,所以在实际应用中并不常见。

10、TCP流量控制:让发送方的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收。



11、拥塞:在某段时间内,若网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络的性能就会变坏,这种情况叫做拥塞。即:∑对资源的需求 > 可用资源
网络拥塞往往是由许多因素引起的,只任意的增加一些资源并不能解决拥塞问题,全局资源的同步提高才可能会有效。

拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中,这样可以使得网络中的路由器或者链路不至于过载。从大的方面上,可以分为开环控制和闭环控制两种,实际应用中大多数是闭环控制。

12、实际拥塞控制过程



慢开始以指数形式从1开始增长,到达ssthresh(慢开始门限)之后改为拥塞避免算法。

无论在何种状态(拥塞避免还是慢开始),一旦发生超时,拥塞窗口降为1,重新执行慢开始;ssthresh门限值改为超时时拥塞窗口值cwnd的一半。

一旦发生三次ACK,立即重传三次ACK确认的数据(快重传),并ssthresh门限值改为三次ACK时拥塞窗口值cwnd的一半,然后立刻执行拥塞避免算法(快恢复)



13、TCP连接的建立



TCP连接的释放



为什么A最后必须等待2MSL?

  • (1)保证A发送的最后一个ACK报文能够到达B

  • (2)防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中

计算机网络原理 —— 网络层


1、网络层的功能:网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。

网络层的设计思路是向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务

网络互联的重要性:

  • (1)用户的需求是多种多样的,没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。

  • (2)网络技术是不断发展的,硬件厂商也市场推出新的网络,在竞争中求生存。

2、IP地址的标准分类方法:

A类地址:0  B类地址:10   C类地址:110   D类地址:1110   E类地址:1111



子网的划分方法:将IP地址与子网掩码搭配使用,其中子网掩码转二进制,用1表示网络号(和子网号),用0表示主机号,两者转二进制按位相与即可得到所在网络的网络地址。

CIDR构成超网时不再是简单的遵从ABC类地址划分,而是将网络号和子网号合并统称网络号,子网掩码规定前若干位用1表示网络号,剩余位用0表示主机号。记录时直接在IP后面用反斜线标注子网掩码中网络号(为1)的位数。(摒弃了子网划分中不规范的做法)
注:在实际应用的过程中,CIDR可能得到不止一个匹配的结果,此时应该遵循最长前缀匹配原则,即从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。因为前缀越长,路由就越具体。

3、IP地址和MAC地址(物理地址)的关系:

  • (1)同一子网内部,所有设备处于同一广播域,数据基于MAC转发表进行转发交换,也成为二层转发。

  • (2)跨子网才需要所谓的路由功能和路由器,转发是基于目的IP地址进行寻址,称为三层转发。

  • (3)整体来说,就是IP离了MAC不能跑,MAC可以离了IP单独跑,但是跑不远。

ARP原理:

  • (1)ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组

  • (2)本局域网上的所有主机(开启ARP进程)收到该请求分组

  • (3)一致者回复响应分组,同时将这个ARP响应分组写入自己的MAC地址;其余主机不予理睬

  • (4)主机收到远程主机的响应ARP分组后,在ARP高速缓存中写入其IP地址和MAC地址的映射

4、IP数据报的格式:首部(固定长度部分:20B + 可变长度部分:最大40B)



5、数据报分片的原理:

数据链路层规定了帧的最大长度MTU,所以当IP数据报封装成帧作为其数据部分时,长度必然会有限制,对于网络层的长数据报就必须进行分片处理。

通常来讲,分片通常以8字节为一个单位(64bit),该片相对于整个长的IP数据报的相对偏移写入片偏移字段。

6、IP数据报的分组转发算法:

  • (1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址N。

  • (2)若N是与此路由器直接相连的某个网络地址,直接交付;否则,执行(3)。

  • (3)若路由表中由目的地址D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。

  • (4)若路由表中有到达网络N的路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳的路由器;否则,执行(5)。

  • (5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)。

  • (6)报告转发分组出错。

7、网络控制报文协议ICMP:为了更有效地转发IP数据报和提高交付成果的机会,在网络层使用了网络控制报文协议ICMP,允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

ICMP的差错报文有四种:

  • (1)终点不可达

  • (2)超时

  • (3)参数错误

  • (4)重定向(路由改变)

ICMP询问报文有两种:

  • (1)回送请求和回答

  • (2)时间戳请求和回答

应用:

  • (1)PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。

  • (2)traceroute (tracert)命令使用了差错报告报文中的时间超过报文。

8、RIP协议的原理:基于距离向量的路由选择协议,要求每一个路由器维护一个从自己到其他目的网络的距离记录。每增加一跳(经过一个路由器)距离向量的值+1。直接连接的网络距离定义为1。

RIP允许一条路径上最多只能包含15个路由器,距离等于16时即为不可达。

RIP协议的特点:

  • (1)仅与相邻的路由器交换信息

  • (2)交换本路由器所知道的全部信息(路由表)

  • (3)按固定的时间间隔交互

RIP更新路由表的步骤:

  • (1)相邻路由器X发来的RIP报文的所有项目的下一跳改为X,距离+1;

  • (2)如果原来的路由表中没有目的网络N,则加入到路由表中;

  • (3)若下一跳路由器是X,则替换原路由表项目;

  • (4)若该距离小于原路由表中的距离,则进行更新,否则,什么也不做;

  • (5)三分钟没有收到相邻路由器的路由表更新,标记不可达,距离改为16

  • (6)返回

9、OSPF协议的特点:

  • (1)向本自治系统中所有路由器发送信息(采用洪泛法)

  • (2)发送信息是与本路由器相邻的路由器的链路状态(和谁相邻 + 量度)

  • (3)只有当链路状态发生变化时才发送

10、VPN:采用IP隧道技术建立的虚拟专用网络

NAT:是一种在IP数据包通过路由器或防火墙时重写来源IP地址或目的IP地址的技术。这种技术被普遍使用在有多台主机但只通过一个公有IP地址访问因特网的私有网络中。它是一个方便且得到了广泛应用的技术。

11、IPv6的分组有两大部分组成,即基本首部和后面的有效载荷,有效载荷允许有零个或多个扩展首部。其取消了不必要的功能,使得首部字段只有8各,但长度却增大了一倍。




IPv4向IPv6的过渡方式:

  • (1)双协议栈

  • (2)隧道技术

Win10 L2TP VPN 超时解决方法


之前一直用笔记本通过 VPN 接入家里的网络没有任何问题,但是今天在实验室的台式机上连接 VPN 的时候却始终提示超时。专门用笔记本试了一下还可以连接,确定不是服务器端的问题,应该是本地的问题。之后笔记本接入实验室网络仍旧可以连通,确认是台式机的问题(而不是网络设备)。

Google 了一下,看到说通过regedit打开注册表,在注册表 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\PolicyAgent 中,新建一个Dword类型的键 AssumeUDPEncapsulationContextOnSendRule,然后将其值设置为2

重启,问题解决!

计算机网络原理 —— 数据链路层


1、数据链路层的主要功能:封装成帧、透明传输和差错检测

2、封装成帧:在一段数据的前后分别添加首部和尾部,并规定数据部分的长度上限——MTU

透明传输:无论所传数据是什么样的比特组合(包括特殊组合),都应当能够在链路上传送。

针对(比特)的差错检测:确定比特流传输的过程中没有出现差错(但不保证可靠)。

解决方案:

  • 封装成帧:帧前后添加帧定界符(帧开始符SOH和帧结束符EOH)

  • 透明传输:添加转义字符。同步:零比特填充;异步:字节填充。

  • 差错检测:CRC循环冗余校验,在帧的尾部添加帧检验序列FCS。

3、CRC校验的过程:不考虑进位借位的模2运算。


4、PPP协议的特点:

  • (1)简单:不提供可靠服务,只检测但不纠正差错,不使用序号,不进行流量控制

  • (2)封装成帧:规定了特殊的帧定界符

  • (3)透明性:保证了数据传输的透明性

  • (4)多种网络层协议:常见的如PPPoE (over Ethernet)

  • (5)多种类型链路:串行/并行、电/光、低速/高速等

  • (6)差错检测:丢弃有错误的帧

  • (7)检测链路状态

  • (8)最大传送单元:超过MTU的帧丢弃

  • (9)网络层地址协商

  • (10)数据压缩协商

5、局域网的拓扑结构及特点



6、CSMA/CD协议原理

  • 多点接入:允许计算机以多点接入的方式接入到一条总线上。

  • 载波侦听:检测信道,无论是发送前、发送中,每个站都必须不停的检测信道。

  • 碰撞检测:边发送边监听:一旦发生碰撞,立刻停止发送,等待一段随机事件后再继续。

注意:

  • (1)以太网使用截断二进制指数退避算法,基本退避时间为争用期2τ,具体时间为51.2μs,通常为其整数倍。

  • (2)重传16次仍旧不能成功,丢弃该帧并向高层汇报。

  • (3)长度小于64B的帧都是由于冲突而异常终止的无效帧

  • (4)采用强化碰撞,持续发送32bit/48bit的人为干扰信号

算法程序框图:



7、集线器工作在物理层,网络适配器和交换机工作在数据链路层。

交换机转发表的建立:根据发出的帧中的源地址信息进行记忆,同时广播寻找位置的目的地址,等待其回应后写入交换表。

8、MAC地址(Media Access Control Address),用来确认网上设备位置的地址。

以太网帧的格式:目的地址6B+源地址6B+类型2B+数据+FCS 4B



为保证MAC帧长不小于64B,数据字段长度不得小于46B

9、扩展局域网的方法:物理层使用集线器扩展(基本不用),数据链路层使用交换机扩展

10、传统总线型以太网和交换性以太网的区别

  • 传统以太网:使用集线器的双绞线以太网,物理上是星型网,逻辑上是总线型网络。每个接口简单的转发比特,不进行碰撞检测(由端系统通过CSMA/CD协议完成碰撞检测)

  • 交换式以太网:以太网交换机能同时连接许多对接口,使得每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,无碰撞的传输数据。

11、虚拟局域网:由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。只是给局域网用户提供的一种服务,并不是一种新型的局域网。

12、高速以太网工作在全双工状态下,不存在争用问题,不适用CSMA/CD协议。

计算机网络原理 —— 物理层


1、物理层的主要功能:确定与传输媒体接口相关的一些特征,并尽可能地屏蔽不同的传输媒体和通信手段的差异,使上层感觉不到这些差异

2、物理层的一些基本概念

  • 数据:运送消息的实体

  • 信号:数据的电气或电磁表现

  • 模拟信号:消息的参数的取值是连续的

  • 数字信号:消息的参数的取值是离散的

  • 基带信号:来自信源的信号称之为基带信号

  • 带通信号:经过载波调制后的信号称之为带通信号

  • 码元:在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为(二进制)码元。

  • 单向通信(单工通信):只能有一个方向的通信而没有反方向的交互

  • 双向交替通信(半双工通信):通信的双方都可以发送消息,但不能双方同时发送或接收

  • 双向同时通信(全双工通信):通信的双方都可以同时发送和接收消息

3、通信系统的构成

大的方面分为源系统,传输系统和目的系统,具体包括源点、发送器、传输系统、接收器、终点,具体模型如下图所示:



4、基带信号的调制可分为两类,一类是仅仅对波形进行变换,使它能够与信道特性相适应,变换后仍旧是基带信号。该种方式称之为基带调制(编码);另一类调制则需要使用载波进行调制,把基带信号频率范围搬到较高的频段,并转化为模拟信号,就能更好地在模拟信道中传输,这种是带通调制

5、奈式准则:在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰问题,使接收端对码元的判决(识别)成为不可能。

信噪比:信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记作S/N。

6、常见的传输介质:

  • 导引型传输介质:双绞线(屏蔽/非屏蔽)、同轴电缆、光纤(单模/多模)

  • 非导引型传输介质:短波、无线电微波、卫星通信

7、常见的宽带接入技术:ADSL(非对称,下行远好过上行),光纤接入(FTTx)

2019-01-06

计算机网络原理 —— 概述


1、计算机网络的定义及其功能

定义:计算机网络是指将多台具有独立功能的计算机,通过通信线路和通信设备连接起来,在网络软件的支持下实现数据通信和资源共享的计算机系统。

2、互联网的按照工作方式可以分为边缘部分和核心部分。主机/终端工作在边缘部分,其作用是信息处理;路由器工作在网络的核心部分,其作用是按照存储-转发的方式进行分组交换

3、计算机网络采用的通信方式可划分为两大类:客户机-服务器模式(Client/Server模式)和对等连接模式(P2P模式)。

4、三种交换技术的原理和特点

  • 电路交换:整个报文的比特流连续的从原点直达终点,好像在一个管道中传送。

  • 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:单个分组(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。

特点见下图:



5、常用的计算机网络性能指标

  • 速率:数据的传送速率,单位时间内传送的比特数。

  • 带宽:单位时间内网络中某信道所能通过的“最高数据率”。

  • 吞吐量:单位时间内通过某个网络(信道、接口等)的实际的数据量。

  • 时延:数据(一个报文、分组甚至比特)从一个端到另一端所需要的时间。

(1)发送时延:主机或路由器发送数据帧所需要的时间
发送时延=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)

(2)传播时延:电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)

(3)排队时延:主机或路由器收到分组等待处理的时间

(4)处理时延:主机或路由器处理数据包所用的时间

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

6、面向连接:基于电话系统,服务在端系统之间建立通过网络的虚链路,它可以保证数据以相同的顺序到达。

无连接:基于邮政系统,不要求发送方和接收方之间的会话连接。发送方只是简单地开始向目的地发送数据分组(数据报)。

7、OSI七层模型和TCP/IP五层模型。



  • 应用层:通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用,定义应用进程间通信和交互的规则。

  • 运输层:负责向两台主机中的进程之间的通信提供通用的数据传输服务。

  • 网络层:负责为分组交换网上不同的主机提供通信服务。

  • 数据链路层:对上层数据封装处理,并保证其在链路上传输的正确性。

  • 物理层:负责数据在物理传输媒体的传输。