2011计算机网络复习提纲部分答案

1 题型 1 填空 每空 1 分共 30 分 2 简答题 4 小题共 4 5 20 分 3 计算题 2 小题共 20 分 4 实验题共 30 分 一 三网合一 三网融合是指电信网 计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造 能够提供包括语音 数据 图像等综合 多媒体的通信业务 二 数据通信系统组成 数据通信系统由 数据终端设备 计算机 打印机 数字源 探测传感器等 缩写 DTE 数据传输设备 DCE 传输线路 电路 和计算机中心组成 当然还可加入 交换设备 加密设备 差错控制单元等等 wp 源系统 传输系统 目的系统 三 网络中协议 服务的概念 1 协议 Protocol 是控制两个对等实体 或多个实体 进行通信的规则的集合 功能 网络协议具有以下主 要功能 分段和重组 封装 连接控制 流量控制 差错控制 寻址 复用 附加服务 2 网络服务 Web Services 是指一些在网络上运行的 面向服务的 基于分布式程序的软件模块 网 络服务采用 HTTP 和 XML 等互联网通用标准 使人们可以在不同的地方通过不同的终端设备访问 WEB 上的数据 只能被高一层试题看得见的功能 四 运输层中 TCP UDP 协议的不同 1 基于连接与无连接 TCP 传输控制协议提供的是面向连接 可靠的字节流服务 当客户和服务器彼此交换数据前 必须先在双方 之间建立一个 TCP 连接 之后才能传输数据 TCP 提供超时重发 丢弃重复数据 检验数据 流量控制等功能 保证数据能从一端传到另一端 每个数据包的传输过程是 先建立链路 数据传输 然后清除链路 数据包不包含目的地址 受端和发端不但 顺序一致 而且内容相同 它的可靠性高 UDP 用户数据报协议是面向无连接的 每个数据包都有完整的源 目的地址及分组编号 各自在网络中独立 传输 传输中不管其顺序 数据到达收端后再进行排序组装 遇有丢失 差错和失序等情况 通过请求重发来解决 它的效率比较高 是一个简单的面向数据报的运输层协议 UDP 不提供可靠性 它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去 但是并不能保证它们能到达目的地 由于 UDP 在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接 且没有超 时重发等机制 故而传输速度很快 2 对系统资源的要求 TCP 较多 UDP 少 3 UDP 程序结构较简单 4 流模式 TCP 与数据报模式 UDP 5 TCP 保证数据正确性 UDP 可能丢包 TCP 保证数据顺序 UDP 不保证 6 TCP 是面可靠的字节流服务 UDP 并不提供对 IP 协议的可靠机制 流控制以及错误恢复功能等 五 套接字 套接字 是支持 TCP IP 的网络通信的基本操作单元 可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端 点 简单的说就是 通信的两方的一种约定 用套接字中的相关函数来完成通信过程 wp TCP 连接的端点叫做套接字或插口 端口号拼接IP 地址即构成套接字 每条 TCP 连接唯一的被 通信两端的两个端点 即两个套接字 所确定 套接字 socket IP 地址 端口号 例如 192 3 4 5 80 六 域名服务器类型 域名服务器的类型 主服务器 辅服务器 前向服务器 从属服务器和缓存服务器 wp 根域名服务器 顶级域名服务 权限域名服务器 本地域名服务器 2 七 从通信和信息处理角度来看运输层的角色 从通信和信息处理的角度来看 运输层向它上面的应用层提供通信服务 为应用进程之间提供端到端的逻辑通 信 它属于面向通信部分的最高层 同时也是用户功能中的最底层 当网络的边缘部分中的两个主机使用网路的核 心部分的功能进行端到端的通信时 只有主机的协议栈才有运输层 而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只 用到下三层功能 八 UDP 协议的特点 UDP 协议有如下的特点 1 无连接 即在传输数据前不需要建立连接 减少了开销和发送数据前的时延 2 尽最大努力交付 即不保证可靠交付 因此主机不需维持复杂的连接状态表 3 面向报文 即保留报文的边界 即一次发送一个报文 4 没有拥塞控制 因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低 符合实时应用需求 5 支持一对一 多对多 一对多 多对一的交互通信 6 首部开小小 只有 8 个字节 TCP 有 20 个字节 从以上特点可知 UDP 提供的是无连接的 不可靠的数据传送方式 是一种尽力而为的数据交付服务 TCP 协议有如下的特点 1 面向连接 即应用程序在使用 TCP 协议之前 必须先建立 TCP 连接 2 每条 TCP 只有两个端点 每条 TCP 连接只能是点对点 3 可靠交付 即通过 TCP 连接传送的数据 无差错 不丢失 不重复且按序到达 4 全双工通信 TCP 允许双反该应用进程在任何时候都能发送数据 TCP 连接的两端都设有发送缓存和接收缓 存 5 面向字节流 TCP 把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流 9 网络拥塞出现的条件和避免网络拥塞的典型算法的原理 条件 在某段时间 对网络中某一资源的需求超过了该资源能提供的可用部分 即 典型算法 随机早期检测 RED 工作原理 是路由器的队列维持两个参数 即队列长度最小门限 THmin 和最大门限 THmax 当每一个分组到 达时 RED 组都先计算平均队列长度 LAV RED 算法是 1 若平均队列长度小于最小门限 THmin 则把新到达的分组放入队列进行排队 2 若平均队列长度大于最大门限 THmax 则把新到达的分组丢弃 3 若平均队列长度在最小门限 THmin 和最大门限 THmax 之间 则按某一概率 P 将新到达的分组丢弃 注意 1 RED 把路由器的分组到达队列划分为三个区域 正常排队 以概率 P 丢弃 必须丢弃的区域 2 上述的 3 体现了 RED 的随机 3 RED 正常工作的关键是选好参数 THmin THmax P THmin 需足够大 THmin 与 THmax 只差应足 够大 THmax 等于 THmin 两倍最合适 拥塞控制方法 慢开始和拥塞避免 快重传和快恢复 十 DNS 的查询方式 递归查询和非递归查询 Wp 递归查询 迭代查询 转发器 私有根 十一 通信协议的要素 三个要素 1 语义 涉及用于协调与差错处理的控制信息 2 语法 涉及数据及可控制信息格式 编码及信号电平等 3 同步 涉及速度匹配及排序等 3 十二 TCP IP 协议的分层以及各层的功能 TCP IP 由四个层次组成 网络接口层 网络层 传输层 应用层 1 网络接口层 负责数据帧的发送和接收 帧是独立的网络信息传输单元 网络接口层将帧放在网上 或从网 上把帧取下来 2 网络层 负责相邻计算机之间的通信 3 传输层 提供应用程序间的通信 4 应用层 向用户提供一组常用的应用程序 十三 分组交换的原理以及工作方式 分组交换的基本 原理是采用 存储 转发 技术 工作方式 从源站发送报文时 将报文划分成有固定 格式的分组 Packet 把目的地址添加在分组中 然后网络中的交换机将源站的分组接收后暂时存储在存储器中 再根据提供的目的地址 不断通过网络中的 其它交换机选择 空闲的路径转发 最后送到目的地址 十四 流量控制 流量控制用于 防止在端口阻塞的情况下丢帧 这种方法是当发送或接收 缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号 发送回源地址实现 的 流量控制可以有效的防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的冲击 保证用户网络 高效而稳定的运行 十五 计算机网络的划分 1 不同作用范围的网络 广域网 WAN 城域网 MAN 局域网 LAN 个人区域网 PAN 2 不同使用者的网络 公用网 专用网 3 用来把用户接入到因特网的网络 接入网AN 又称本地接入网或居民接入网 十六 计算机网络的功能 1 数据通信 数据通信是计算机网络最基本的功能 用来快速传送计算机与终端 计算机与计算机之间的各种信息 2 资源共享 资源 指的是网络中所有的软件 硬件和数据资源 共享 指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这 些资源 3 分布处理 一项复杂的任务可以划分成许多部分 由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分 使整个系统的性能大为增 强 十七 网络时延 网络时延主要由发送时延 传播时延 处理时延 排队时延 1 发送时延是指结点在发送数据时使数据块从结点进入到传输媒体所需的时间 也就是从数据块的第一个比 特开始发送算起 到最后一个比特发送完毕所需的时间 发送时延又称为传输时延 它的计算公式是 发送时延 数据块长度 信道带宽 信道带宽就是数据在信道上的发送速率 它也常称为数据在信道上的传输速率 2 传播时延是指从发送端发送数据开始 到接收端收到数据 或者从接收端发送确认帧 到发送端收到确认 帧 总共经历的时间 传播时延 d s d 物理链路的长度 s 介质的信号传播速度 2x108 m sec 3 处理时延是指计算机处理数据所需的时间 与计算机 CPU 的性能有关 十八 传输媒体 1 导向传输媒体 有线 双绞线 同轴电缆 光纤 4 2 非导向传输媒体 无线 卫星通信 无线通信 红外通信 激光通信以及微波通信的信息载体 十九 信道复用技术 复用 是一种将若干个彼此独立的信号 合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法 信道复用技术分为 频分复用 时分复用 波分复用 空分复用 统计时分复用 码分复用 极化波复用 二十 7 层模型的各层的主要功能 1 物理层 透明的传送比特流 2 数据链路层 将数据封装成帧 3 网络层 为分组交换网上的不同主机提供通信服务 4 运输层 向两主机中进程之间的通信提供服务 5 会话层 进行高层通信控制 允许不同机器上的用户建立会话关系 6 表示层 完成某些特定功能 例如 解决数据格式的转换 表示层关心所传输的语法和语义 而表示层以下 各层只关心可靠地传输比特流 7 应用层 提供与用户应用有关功能 包括网络浏览 电子邮件 不同类文件系统的文件传输 虚拟终端软件 过程作业输入 目录查询和其他各种通用的和专用的功能等 二十一 TCP 端口的分类 1 公认端口 从 0 到 1023 2 注册端口 从 1024 到 49151 3 动态或私有端口 从 49152 到 85535 二十二 拥塞控制的算法 典型算法 随机早期检测 RED 工作原理 是路由器的队列维持两个参数 即队列长度最小门限 THmin 和最大门限 THmax 当每一个分组到 达时 RED 组都先计算平均队列长度 LAV RED 算法是 1 若平均队列长度小于最小门限 THmin 则把新到达的分组放入队列进行排队 2 若平均队列长度大于最大门限 THmax 则把新到达的分组丢弃 3 若平均队列长度在最小门限 THmin 和最大门限 THmax 之间 则按某一概率 P 将新到达的分组丢弃 注意 1 RED 把路由器的分组到达队列划分为三个区域 正常排队 以概率 P 丢弃 必须丢弃的区域 2 上述的 3 体现了 RED 的随机 3 RED 正常工作的关键是选好参数 THmin THmax P THmin 需足够大 THmin 与 THmax 只差应足 够大 THmax 等于 THmin 两倍最合适 二十三 因特网中 DNS 和主机命名的结构形式 DNS 是域名系统 Domain Name System 的缩写 由解析器和域名服务器组成的 结构形式 计算机名 组织机构名 网络名 最高层域名 IP 地址的结构 TCP IP 网络使用 32 位长度的地址以标识一台计算机和同它相连的网络 它的格式为 IP 地址 网络地址 主机地址 IP 地址是通过它的格式分类的 它有四种格式 A 类 B 类 C 类 D 类 如下所示 格式 位数 主机地址 A 类 0 网络 7 位 主机地址 24 位 B 类 10 网络 14 位 主机地址 16 位 5 C 类 110 网络 21 位 主机地址 8 位 D 类 1110 多路通信地址 28 位 这样 A 类地址空间为 0 127 最大网络数为 126 最大主机数为 16 777 124 B 类地址空间为 128 191 最 大网络数为 16384 最大主机数为 65 534 C 类地址空间为 192 223 最大网络数为 2 097 152 最大主机数为 254 D 类地址空间为 224 254 二十四 面向连接 无连接的概念及应用 1 面向连接 如打电话 即信息发送方需要与接收方联系并通过联系来维持一个对话 面向连接服务要经过三个阶段 数据传数前 先建立连接 连接建立后再传输数据 数据传送完后 释放连 接 面向连接服务 可确保数据传送的次序和传输的可靠性 应用 TCP IP 协议中 TCP 部分 2 无连接 如写信 即没有任何预先联系就发送消息且希望接收方能顺序接收所有内容 无连接服务只有传输数据阶段 消除了除数据通信外的其它开销 只要发送实体是活跃的 它的优点是灵活方便 迅速 特别适合于传送少量零星的报文 但无连接服务不能防止报文的丢失 重复或 失序 应用 TCP IP 协议中 IP 部分 NetWare 的 SPX IPX 中 IPX 部分和 OSI 的无连接网络协议 二十五 公有地址 私有地址 1 公有地址由 Internet NIC 负责 这些 IP 地址分配给注册并向 Internet NIC 提出申请的组织机构 通过它直接 访问因特网 它是广域网范畴内的 三块 IP 地址空间 1 个 A 类地址段 16 个 B 类地址段 256 个 C 类地址段 A 类 10 0 0 0 10 255 255 255 B 类 172 16 0 0 172 31 255 255 C 类 192 168 0 0 192 168 255 255 使用私有地址将网络连至 Internet 需将有地址转为共有地址 过程为网络地址转换 使用路由器执行 2 私有地址属于非注册地址 专门为组织机构内部使用 它是局域网范畴内的 出了所在局域网是无法访问因 特网的 A 类地址 1 A 类地址第一字节为网络地址 其它三字节为主机地址 另外第一个字节的最高位固定为 0 2 A 类地址范围 1 0 0 1 126 255 255 254 3 A 类地址中的私有地址 10 0 0 1 10 255 255 254 用于局域网 A 类地址中的保留地址 127 0 0 0 127 255 255 255 用于循环测试 B 类地址 1 B 类地址第一 二字节为网络地址 其它两位为主机地址 另外第一字节的前两位固定为 10 2 B 类地址范围 128 0 0 1 191 255 255 254 3 B 类地址中的私有地址 172 16 0 1 172 31 255 254 B 类地址中的保留地址 169 254 0 0 169 254 255 255 C 类地址 1 C 类地址第一二三字节为网络地址 第四字节为主机地址 第一字节钱三位固定为 110 2 C 类地址范围 192 0 0 1 223 255 255 254 3 C 类地址中的私有地址 192 168 0 1 192 168 255 254 二十六 代理服务器的工作原理和流程 代理服务器 Proxy Server 是个人网络和 Internet 服务商之间的中间代理机构 它负责转发合法的网络信息 对转发进行控制和登记 6 代理服务器 Proxy Server 的工作原理是 当客户在浏览器中设置好 Proxy Server 后 你使用浏览器访问所 有 WWW 站点的请求都不会直接发给目的主机 而是先发给代理服务器 代理服务器接受了客户的请求以后 由代 理服务器向目的主机发出请求 并接受目的主机的数据 存于代理服务器的硬盘中 然后再由代理服务器将客户要 求的数据发给客户 下面我们来详细说明其工作过程 在网络上 当客户端向服务器端请求数据时 服务器端会随即将所需的数据传给客户端 但是这个服务器可能 在很远的地方 数据传输需要较长的时间 如果需要同样数据的用户很多 则每次都要重复传送 代理服务器就是 为了减少长距离的传送而诞生的 它不仅可以代理客户端向服务器端提出请求 也可以代理服务器传给客户端所需 要的数据 当客户端对服务器端提出请求时 此请求会被送到代理服务器 然后代理服务器会检查本身是否有客户端所需 要的数据 如果有 代理服务器便代替服务器将数据传给客户端 而代理服务器一般都是设置距自己传输距离较近 的某台代理服务器 所以它传数据给客户端的速度会比从远程服务器传数据要快 如果代理服务器没有客户端所请 求的数据 它会去服务器获取所需的数据 在代理服务器从服务器端取得数据传给客户端时 自己保存一份 待下 次如果有用户提出相同的请求时 便可以将数据直接传过去 而不需要再去服务器端获取了 可见 代理服务器改 善网络数据传输阻塞的功能是显而易见的 二十七 可靠通信的实现 二十八 计算机网络子网划分方法 二十九 VLSM 可变长子网掩码划分子网的方法 三十 拥塞控制中慢开始和拥塞避免等算法的应用 三十一 香农公式的应用 实验题目 根据拓扑图 作为参考并非一定 7 1 配置并检验基本设备配置 交换机使能加密口令 在每台交换机S1 S2 S3上创建管理VLAN并启用接口 VLAN 99 并按照给出的地址表执 行IP地址和默认网关的配置 2 配置 VTP 3 配置中继 4 配置 VLAN 5 为端口指定 VLAN 6 配置 STP 及优先级 7 配置 VLAN 间单臂路由 8 配置无线连接 8 第三期第三期 1 交换机中口令的设置 三种 交换机中口令的设置 三种 控制台口令 用于限制人员通过控制台连接访问设备 使能口令 用于限制人员访问特权执行模式 使能加密口令 经加密 用于限制人员访问特权执行模式 VTY 口令 用于限制人员通过 telent 访问设备 2 VLAN 中继协议的功能中继协议的功能 VLAN 中继的定义 中继是两台网络设备之间的点对点链路 负责传输多个 vlan 的流量 valn 中继可让 vlan 扩展到整个网络上 cisco 支持使用 IEEE802 10Q 来协调快速以太网接口和千兆以太网接口 vlan 中继不属于具体某个 vlan 3 如何测试网络的连通性如何测试网络的连通性 测试序列的第一步是使用 ping 命令来验证本地主机的内部 ip 配置 c ping 127 0 0 1 这将验证从网络层到物理层再返回网路层的协议栈是否工作正常 而不会向网络介质发送任何信号 测试路由器连通性 与终端设备相似 可以使用 ping 和 traceroute 命令验证第 3 层的连通性 测试序列中的下一步是验证网卡地址是否已与 ipv4 地址绑定以及网卡是否已准备好通过介质传输信号 c ping 10 0 0 5 自己 的 ip 地址 如果 ping 远程主机成功 则可验证本地主机和远程主机都配置正确 本测试通过逐一 ping 局域网 中的每个主机来完成 C ping 10 0 0 3 局域网内的其他主机的 IP 地址 测试序列中的下一步是使用 ping 命令来验证本地主机是否能与网关地址连接 这一点非常重要 因为网关是主机通向外部网路的 出入口 如果 ping 命令返回了成功的回应 则验证了主机与网关之间的连通性 C ping 10 0 0 254 网关的 IP 地址 一旦本地局域网和网关验证完成 即可继续进行序列中的下一步 测试远程主机 C ping 10 0 1 1 局域网外其他的网段的主 机的 IP 地址 4 交换机建立交换机建立 MAC 地址表是学习阶段地址表是学习阶段 管理 MAC 地址表 交换机使用 MAC 地址表来确定如何在端口间转发流量 这些 MAC 表包含动态地址和静态地址 使用 show 命令 当需要验证 cisco 交换机的配置时 show 命令非常的有用 显示交换机上单个或全部可用接口的接口状态和配置 show interfaces interface id 显示启动配置的内容 show startup config 显示当前运行配置 show running config 显示关于 flash 文件系统的信息 show flash 显示系统硬件和软件状态 show version 显示会话命令历史记录 show history 显示 IP 信息 show ip interface http arp 9 Interface 显示 IP 接口状态和配置 http 选项显示有关正在交换机上运行的设备管理器的 HTTP 信息 arp 选项显示 ip ARP 表 显示 MAC 转发表show mac address table 实验部分 实验部分 1 配置配置 VLAN 命名命名 VLAN 以及将端口分配给以及将端口分配给 VLAN 注意要有本征 注意要有本征 VLAN S1 configure terminal从特权执行模式切换到全局配置模式 S1 config vlan 10 S1 config vlan name Student S1 config vlan end 分配交换机端口 进入全局配置 S1 configure terminal 进入接口以分配 vlans1 config interface interface id 定义端口的 vlan 成员资格模式s1 config if switchport mode access 将端口分配给 vlans1 confign if switchport access vlan vlan id 返回s1 confign if end 配置中继 并指定本征 VLAN 进入全局配置模式 S1 configure terminal 进入接口配置模式以便配置接口 S1 config interface interface id 将连接交换机的链路强制作为中继链路s1 config if switchport mode trunk 将另一个 vlan 制定位本征 vlan 用于为 IEEE 802 1Q 中继传输无标记流量 s1 config if switchport trunk native vlan vlan id 返回特权执行模式s1 config if end 2 在在 交换机上配置管理交换机上配置管理 VLAN 接口 创建并启用接口接口 创建并启用接口 VLAN 99 根据地址表执行 根据地址表执行 S1 configure terminal S1 config interface F0 1 S1 config if switchport mode trunk S1 con