计算机网络期末复习


网络及其计算复习


如有谬误,欢迎指正


第一章

简述分组交换的要点

  1. 报文分组,加首部。
  2. 经路由器储存转发。
  3. 在目的地合并。

比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点

电路交换——整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像在一个管道中传送。
时延小,但是独占信道,利用率低。
报文交换
信道利用率相对较高,时延较长。
分组交换
信道利用率高时延小,总结就是高效、灵活、迅速、可靠。
缺点是加入了大量控制信息,技术实现复杂。

网络协议三个要素及其含义

  1. 语法,即数据与控制信息的结构或格式。
  2. 语义,即发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
  3. 同步,即事件实现顺序的详细说明。

试解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式

  1. 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
    协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
  2. 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
  3. 协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构。

其他

  1. 计算机网络是由若干结点和连接这些节点的链路组成。
  2. 互联网是指路由器把一个个网络连接到一起,形成的网络的网络。
  3. ISP分为:主干ISP、地区ISP和本地ISP
  4. IXP指换联网交换点
  5. 网络边缘部分-主机(端系统)组成-用户使用-通信和资源共享
  6. 网络核心部分-路由器组成-为边缘部分提供服务-连通性和交换
  7. 互联网之所以能够向用户提供许多服务,就是因为两个特点,连通性和共享。
  8. 共享指资源共享,包括信息共享、软件共享、硬件共享。
  9. 客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
  10. 对等连接指两台主机在通信时不区分请求方和服务方,P2P。
  11. 交换就是按某种方式动态地分配传输线路的资源。
  12. 网络按作用范围分为:广域网、城域网、局域网、个人区域网。
  13. 网络按使用者进行分类:公用网、专用网。
  14. 通常速率以$10^3$来划分层次k、m、g等,单位bit/s。
  15. 在表示数据块大小的时候采用$2^{10}$来划分K、M、G等,单位应当注意是B(byte)还是b(bit)。
  16. 吞吐量是指单位时间内通过某个网络的实际数据量。
  17. 总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时间。
  18. 时延带宽积=传播时延 * 带宽
  19. $有效数据率=\frac{数据长度}{发送时间+RTT}$
  20. 五层协议体系结构:应用层、运输层(TCP\UDP协议)、网络层(IP协议)、数据链路层、物理层。
  21. 集线器特点。
  • 使用集线器的以太网逻辑上认识一个总线网,同一时刻只允许一个站发送数据。
  • 有许多接口。
  • 工作在物理层,不进行碰撞检测。
  • 采用专门芯片,进行自适应串音回波抵消。

第二章

  1. 物理层四个特性:机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。
  2. 通信系统分为:源系统、传输系统和目的系统。
  3. 信号分为两大类: 模拟信号(连续),数字信号(离散)。
  4. 从通信的双方信息交互的方式看分为:单向通信(单工通信)、双向交替通信(半双工通信)、双向同时通信(全双工通信)。
  5. 来自信源的信号称为基带信号。
  6. 经过载波调制后的信号称为带通信号,而使用载波的调制称为带通调制。
  7. 四种编码方式:不归零制、归零制、曼切斯特编码、差分曼切斯特编码。
  8. 信噪比:信号的平均功率和噪声的平均功率之比。
  9. $信噪比(dB)=10 log_{10}(S/N)(dB)$
  10. 香农公式指明了信道的极限信息传输速率C。
    $$ C=Wlog_2(1+S/N) $$
  11. 传输媒体也称传输介质或传输媒体。分为导引型传输媒体和非导引型传输媒体。
  12. 同轴电缆是由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层和保护塑料外层所所组成。
    line
  13. 光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝,主要由纤芯(高折射率)和包层(低折射率)构成双层通信圆柱体。
  14. 可以存在多条不同角度入射的光纤在同一光纤中传输,这种光纤称为多模光纤。
  15. 光纤直径减小到只有一个光的波长,不会产生多次反射,单模光纤。
  16. 传统微波通信:地面微波接力通信和卫星通信。
  17. 卫星通信,距离远,通信费用与通信距离无关。传播时延较大。
  18. 最基本的复用技术是频分复用(FDM)和时分复用(TDM)。
  19. 波分复用WDM就是光的频分复用。
  20. 码分复用CDM,更多的是码分多址CDMA,多用户同一时间同样频带通信。抗干扰能力强,类似白噪声的频谱。(我猜有个计算题,信不信由你)

第三章

  1. 链路是指从一个结点到相邻结点的物理线路。
  2. 数据链路是由通信协议和软件加到链路上构成的。 网络适配器来实现这些协议。
  3. 点对点信道的数据链路层的协议数据单元———帧。
  4. 在互联网中,网络层协议数据单元就是IP数据报(简称数据报、分组或包)。
  5. 数据链路层协议的三个基本问题:封装成帧、透明传输和差错检测。
  6. 封装成帧就是在一段数据的前后添加首部(SOH 0x01)和尾部(EOT 0x04),构成帧。
  7. 数据中出现SOH或者EOT时应当插入转义字符ESC 0x1B,这种方法称为字节填充或者字符填充。
  8. 转义字符本身也需要转义。
  9. 比特在传输中可能出错,叫比特差错。
  10. 在一段时间内,传输错误的比特占传输比特总数的比率称为误码率BER。
  11. 数据链路层广泛使用循环冗余检验CRC。(计算题,上书上看详细例题)
  12. 需要注意的CRC是并不保证可靠传输。zongxianw
  13. 传输差错两类,比特差错和没有出现比特差错,却出现了帧丢失、帧重复或帧失序。
  14. 在CRC的基础上增加帧编号、确认和重传机制。
  15. 点对点协议PPP是目前使用得最广的数据链路层协议。
  16. PPP协议的组成。
    • 一个将IP数据包封装到串行链路的方法。
    • 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP。
    • 一套网络控制协议NCP。
  17. 零比特填充:只要发现5个连续的1,则立刻填入一个0。
  18. 共享信道技术两种方法。静态划分信道和动态媒体介入控制(随机接入和受控接入)。
  19. 计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器进行的,接口版形式的适配器,又称网络接口卡,简称为网卡。
  20. 适配器所实现的功能包含了数据链路层及物理层两个层次的功能。
  21. CSMA/CD意思是载波监听多点接入/碰撞检测。
  22. 载波监听就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机也在发送。也就是检测信道,不管在发送前发送中每个站都必须不停地检测信道。
  23. 碰撞检测也就是边发送边监听,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压变化情况。
  24. CSMA/CD协议使用时,一个站不可能同时进行发送和接受(但必须边发送边监听信道)。因此该协议不可能全双工,只能半双工。
  25. 传统以太网最初是使用粗同轴电缆,后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆、最后到双绞线。
  26. 以太网采用星形拓扑,在星形的中心则增加了一些可靠性非常高的设备,叫做集线器。
  27. 10BASE-T的标准802.3i。10代表10Mbit/s的数据率,BASE表示连接线上的信号是基带信号,T表示双绞线。通信距离较短,每个站到集线器的距离不超过100m。
  28. 以太网中定义了参数$a=\frac{t}{T_0}$ ,其中t表示端到端时延,$T_0$表示帧的发送时间。$a->0$时,表示只要一发送碰撞就能检测出来,停止发送。
  29. 硬件地址又称物理地址或MAC地址,是一种48位的全球地址。
  30. 适配器有过滤功能,收到一个MAC帧就先用硬件检查MAC帧种的目的地址。
  31. MAC帧包括三种,单播帧,广播帧,多播帧。
  32. 在三个系的以太网互连起来之前,每一个系的10BASE-T以太网式一个独立的碰撞域(冲突域)。
  33. 最初拓展以太网使用网桥,对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤。
  34. 后来是交换机,工作在数据链路层。
  35. 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,而这些网段具有某些共同的需求。
  36. 虚拟局域网只是局域网给用户提供的一种服务。
  37. 虚拟局域网限制接收广播信息的计算机数,避免因为传播过多广播信息(广播风暴)而引起性能恶化。

第四章

1.虚电路服务与数据报服务的对比。

试试 虚电路服务 数据报服务
思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通讯应当由用户主机来保证
连接的建立 必须有 不需要
终点地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址
分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组,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终点 到达终点时不一定按发送顺序
差错处理和流量控制 由网络负责,也可以由用户主机负责 由用户主机负责
  1. 网际协议IP式TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有三个协议,地址解析协议ARP,网际控制报文协议ICMP,网际组管理协议IGMP。
  2. 网络互连的四种中间设备。物理层-转发器。数据链路层-网桥或桥接器。网络层 -路由器。网络层以上-网关。
  3. IP地址的编址三个阶段,分类的IP地址,子网的划分,构成超网。
  4. IP地址中的网络号字段和主机号字段。
    ipsort
  5. 从层次的的角度看,物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,而IP地址是网络层和以上各层所用的地址,是一种逻辑地址。
  6. ARP协议的用途式为了从网络层使用的IP地址,解析出在数据链路层使用的硬件地址。
  7. 划分子网后在本单位内部就变成了三级IP地址:网络号,子网号和主机号。
  8. 路由表必须包括目的网络地址,子网掩码,下一跳地址。
  9. CIDR无分类编址。
    = =消除了传统的A类B类C类地址以及划分子网的概念。
    把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个CIDR地址块。
  10. 路由器结构分为两大部分:路由选择和分组转发。
  11. IPV6把地址从IPV4的32位增大到4倍,即增大到128位。
  12. IPV6数据报目的地址。单播、多播、任播。
  13. 为了使地址简洁,IPV6采用冒号十六进制记法。
  14. IPV6地址分类了解一下。

第五章

  1. 面向连接的TCP和无连接的UDP。
  2. 用户数据包协议UDP,传输控制协议TCP。
  3. 常用的熟知端口号。
  • FTP-21
  • TELNET-23
  • SMTP-25
  • DNS-53
  • TFTP-69
  • HTTP-80
  • SNMP-161
  • SNMP-162(trap)
  • HTTPS-443
  1. UDP 的主要特点是:
  • UDP是无连接的。
  • UDP尽最大努力交付,所以不保证可靠交付。
  • UDP是面向报文的。
  • UDP没有拥塞控制。
  • UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。
  • UDP的首部开销小(8个字节)。
  1. UDP首部四个字段。
  • 源端口
  • 目的端口
  • 长度
  • 检验和
  1. TCP把连接作为最基本的抽象。

  2. 套接字socket=IP地址:端口号

  3. 理想的传输条件有以下两个特点。
     - 传输信道不产生差错。
     - 不管发送方以多快的速度发送数据,接收方总是来得及处理收到的数据。

  4. A发送分组的时间为$T_D$,B发送确认分组的时间为$T_A$,往返时间为RTT。
    $$信道利用率U=\frac{T_D}{T_D+RTT+T_A}$$

  5. 超时重传机制计算
    $$新RTT_S=(1-\alpha)(旧的RTT_S)+\alphax新的RTT样本$$
    $$RTO=RTT_S+4RTT_D$$
    $$新的RTT_D=(1-\beta)
    (旧的RTT_D)+\beta*|RTT_S-新的RTT样本|$$

  6. 流量控制就是让发送方的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收。

  7. 计算机网络中的链路容量、交换节点中的缓存和处理机等都是网络资源。

  8. 对于某一资源需求超过可用资源,即会拥塞。

  9. 拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。

  10. 流量控制往往指点对点通信量的控制。

  11. TCP拥塞控制的算法四种。(计算题)

  • 慢开始 *2
  • 拥塞避免 +1
  • 快重传
  • 快恢复 $cwnd=ssthresh=cwnd*\frac{1}{2}$
  1. TCP运输连接就有三个阶段
  • 连接建立
  • 数据传送
  • 连接释放
  1. TCP需解决的三问题。
  • 要使每一方能够确知对方的存在。
  • 允许双方协商一些参数。
  • 能够对运输实体资源进行分配。
  1. TCP中主动的叫客户,被动的叫服务器。
  2.  TCP三次握手四次挥手。

第六章

  1. 域名系统DNS是互联网使用的命名系统,用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。
  2. 顶级域名分为三大类。国家顶级域名nTLD,通用顶级域名gTLD,基础结构域名。
  3. 互联网的域名空间。
    domain
  4. 树状结构的DNS域名服务器。
    tree-domain
  5. 根域名服务器是最高层次的域名服务器,也是最重要的域名服务器。
  6. 文件传送协议FTP是互联网上使用得最广泛的文件传送协议。
  7. FTP 主进程工作流程如下。
  • 打开熟知端口,使客户进程能够连接上。
  • 等待客户进程发出连接请求。
  • 启动从属进程处理客户进程请求。
  • 回到等待状态,继续接受其他客户进程发来的请求。
  1. TELNET是一个简单的远程终端协议,也是互联网的正式标准。
  2. 万维网以客户服务器方式工作,客户程序向服务器发出请求,服务器程序向客户程序送回客户所需的万维网文档。
  3. 统一资源定位符URL。用来表示从互联网上得到的资源位置和访问这些资源的方法。
  4. <http://<主机>:<端口>/><路径>
  5. 主页概念。
  • 一个WWW服务器的最高级别页面。
  • 某一个组织或部门一个定制的页面或目录。
  • 由某一个人自己设计的描述他本人情况的WWW页面。
  1. 电子邮件的两个重要标准:简单邮件传送协议SMTP和互联网文本报文格式。
  2. 邮件读取协议POP3和IMAP。

最后

非计算题占了四十分,计算题占了六十分。若想看整理好的计算题,有个URL下去下载,支持20次下载,20次下载后文件自动删除。
下载网址


文章作者: 青椒
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