东华大学计算机网络期末复习.ppt

概述 主要内容一 计算机网络的基本概念1 计算机网络的定义2 计算机网络的分类3 计算机网络的组成及各部分作用 两个子网 通信子网和资源子网 其中通信子网负责数据通信 资源子网负责数据处理 4 通信子网的分类 点对点通信子网和广播信道通信子网 5 计算机网络的拓扑结构及其分类 概述 主要内容二 网络软件1 协议 协议的定义 协议三要素 2 面向连接服务与无连接服务三 计算机网络体系结构1 计算机网络体系结构 NA 的定义2 OSI RM 七层 及其各层的基本功能3 有关术语 SDU PDU IDU及SAP 4 比较TCP IP网络体系结构与OSI RM的异同点5 OSI RM的信息流动过程四 计算机网络的主要性能指标 单项选择 1 网络是分布在不同地理位置的多个独立的 的集合 A 局域网系统B 多协议路由器C 操作系统D 自治计算机2 计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构 它反映出网络中各实体间的 A 结构关系B 主从关系C 接口关系D 层次关系 D A 单项选择 3 第二代计算机网络的主要特点是 A主机与终端通过通信线路传递数据 B网络通信的双方都是计算机 C各计算机制造厂商网络结构标准化 D产生了网络体系结构的国际化标准 4 计算机网络体系之所以采用层次结构的主要原因是 A层次结构允许每一层只能同相邻的上下层次发生联系 B层次结构优于模块化结构 C使各层次的功能相对独立 使得各层次实现技术的进步不影响相邻层次 从而保持体系结构的稳定性 D层次结构的方法可以简化计算机网络的实现 B C 问答题 1 计算机网络的发展过程可划分为哪几个阶段 各阶段有何特点 第一代 以单计算机为中心的联机系统 缺点 主机负荷较重 通信线路的利用率低 网络结构属集中控制方式 可靠性低 第二代 计算机 计算机网络 以远程大规模互联为主要特点 由ARPANET发展和演化而来 ARPANET的主要特点 资源共享 分散控制 分组交换 采用专门的通信控制处理机 分层的网络协议 这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征 第三代 遵循网络体系结构标准建成的网络 依据标准化水平可分为两个阶段 各计算机制造厂商网络结构标准化 国际网络体系结构标准 ISO OSI 问答题 2 针对OSI参考模型和TCP IP参考模型 请列举出两种相同的处理问题方法 以及两种不相同的处理问题方法 相似点 都是独立的协议栈的概念 层的功能也大体相似 不同点 OSI更好的区分了服务 接口和协议的概念 因此比TCP IP具有更好的隐藏性 能够比较容易的进行替换 OSI是先有的模型的概念 然后再进行协议的实现 而TCP IP是先有协议 然后建立描述该协议的模型 层次数量有差别 TCP IP没有会话层和表示层 OSI不支持网络互连 OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信 而在传输层仅有面向连接的通信 而TCP IP在网络层仅有一种通信模式 无连接 但在传输层支持两种模式 物理层 主要内容一 物理层的主要功能及任务二 数据通信基础通信系统的模型 数字 模拟数据通信中的几个重要性能指标 比特率 波特率 出错率和信道容量 奈奎斯特 Nyquist 准则 香农公式及其计算 多路复用技术及其分类数据通信方式及串行通信的分类 单工 半双工 全双工 三 数据交换技术分类及特点 线路交换 报文交换和分组交换 四 传输介质 通信介质 单项选择 1 数字数据需要通过模拟信道传输时 应该 A 局域网系统B 多协议路由器C 操作系统D 自治计算机2 计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构 它反映出网络中各实体间的 A 结构关系B 主从关系C 接口关系D 层次关系 D A 1 某信道带宽4000HZ 设信噪比为30dB 计算该信道的最大传输速度 或信道容量 解 10lg S N 30dB1g S N 3S N 103 C HIog2 1 S N 4000 log2 1 103 39868 90bps 问答题 2 为何要采用多路复用技术 多路复用有哪几种形式 各有何特点 在实际中 一般传输介质的带宽大于传输单一信号的带宽 所以为了有效的利用传输系统 采用了复用技术 多路复用技术主要有频分复用 波分复用和时分复用 频分多路复用FDM 一条线路的带宽被分成许多子频带 每个子频带用来传输一路信号 FDM使用模拟传输技术 波分多路复用WDM 多条不同波长 频率 的光线在同一条光纤中传输 是FDM的特例 时分多路复用TDM 多路信号在不同的时间使用信道传输 TDM使用数字传输技术 问答题 数据链路层 主要内容一 基本概念1 设置目的2 作用3 数据链路层的基本功能二 数据链路层协议标准及其分类1 面向字符型2 面向比特型通信控制规程 三 高级数据链路控制规程 HDLC 1 HDLC链路结构2 HDLC的帧格式3 零比特插入删除技术 位填充删除技术 4 HDLC的帧类型 信息帧 I帧 监控帧 S帧 无编号帧 U帧 5 数据链路的通信过程及其表示 介质访问控制 主要内容一 信道共享技术及其分类受控接入 集中式控制 轮询 与分布式控制 令牌控制 随机接入 ALOHA CSMA CSMA CD二 以太网 Ethernet 1 以太网及其标准2 交换以太网特点3 三种转发机制及VLAN 虚拟局域网 概念 单项选择 1 在一座办公楼内各室计算机连成网络属于BA WANB LANC MAND GAN2 局域网常用的传输介质有同轴电缆和CA 有线电波B 光缆C 双绞线D 公用无线3 下列网络传输介质中 属于无线介质的是DA 双绞线B 光缆C 同轴电缆D 激光 4 一座大楼内的一个计算机网络系统 属于BA PANB LANC MAND WAN5 对局域网来说 网络控制的核心是CA 工作站B 网卡C 网络服务器D 网络互连设备6 令牌总线的媒体访问控制方法是由C定义的 A IEEE802 2B IEEE802 3C IEEE802 4D IEEE802 57 采用全双工通信方式 数据传输的方向性结构为AA 可以在两个方向上同时传输B 出只能在一个方向上传输C 可以在两个方向上传输 但不能同时进位D 以上均不对8 若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环 则称这种拓扑结构为CA 星形拓扑B 总线拓扑C 环形拓扑D 树形拓扑 9 IEEE802 3标准是 B A 逻辑链路控制B CSMA CD访问方法和物理层规范C 令牌总线访问方法和物理层规范D 令牌环网访问方法和物理层规范10 局域网具有的几种典型的拓扑结构中 一般不含 D A 星型B 环型C 总线型D 全连接网型11 在计算机网络中 所有的计算机均连接到一条通信传输线路上 在线路两端连有防止信号反射的装置 这种连接结构被称为AA 总线结构B 环型结构C 星型结构D 网状结构 问答题 1 简述载波侦听多路访问 冲突 CSMA CD 规则和优点缺点 答 第一步 如果媒体信道空闲 可发送 第二步 如果媒体信道有载波 忙 继续对信道进行侦听发现空闲立即发送 第三步 如果在发送过程中检测的碰撞 停止自己的发送转而发送一短暂的干扰信号强化碰撞信号 使LAN上所有站都能知道出现了碰撞 第四步 发送了干扰信号后 退避一随机时间 重新尝试发送 CSMA CD的优点是原理简单 易实现 工作站平等 缺点是无优先级 不能满足确定延时要求 负载时效率下降 2 请比较一下数据报与虚电路的异同 答 3 在Ethernet中 如果实际电缆长度超过技术规范要求则会发生什么现象 怎样解决 在Ethernet中 如果实际电缆长度超过技术规范要求 则会使数据传输错误率增加 可使用中继器来延长电缆长度 但网络电缆总长度不能超过所规定的最大网络电缆长度 4 什么是虚拟网络 虚拟网络的定义模式有哪几种 虚拟网络是在交换式网络的基础上 通过管理软件建立的可跨越不同物理网段 不同网络类型的端点到端点的逻辑网络 其定义模式有四种 按交换机端口定义 按MAC地址定义 按IP地址定义 按应用定义 5 都有哪些网络互联设备 各属于哪一层的设备 其处理信息的格式各是什么 网络互联设备有中继器 集线器 网桥 路由器 网关等 中继器属于物理层设备 其信息格式是比特 位 网桥属于数据链路层设备 其信息格式是帧 路由器属于网络层设备 其信息格式分组 包 网关在传输层以上实现网络的互联 处理信息格式是报文 IEEE802系列标准中的MAC层和LLC层对应OSI RM中的哪个层次 为什么如此设置 答 对应OSI RM中的数据链路层 由于LAN采用的拓扑结构和介质很多 相对应的介质访问控制方法也有多种 为了使数据帧的传送独立于所采用的物理介质和介质访问控制方法 IEEE802标准特意把LLC独立出来形成一个单独子层 使LLC子层与介质无关 MAC子层则依赖于物理介质和拓扑结构 MAC子层的设立使得IEEE802标准具有可扩充性 有利于将来接纳新的介质和新的介质访问控制方法 网络层 主要内容网络层与网络互联的基本概念 IP协议的特点与基本内容 IP地址及子网编址的基本方法 地址解析的基本概念与方法 IP分组的转发与路由选择的概念 Internet路由选择协议的概念 一 基本概念1 设置目的2 主要功能网络互连的概念 体系结构 网络协议 IP地址的计算 子网掩码的计算 子网划分方法 特殊的IP地址 ARP协议 IP数据包转发的基本原理 MTU 数据包大小 分片和重组技术 分片丢失 分片再分片 IP包头各字段的含义 二 路由选择及其算法1 路由选择算法及其分类2 Dijstra算法 求最短路由 3 D V法和L S法 距离矢量法和链路状态法 要求 掌握计算路由的方法 并写出路由表 画出路由树 三 流量控制和拥塞控制 单项选择 1 面向连接服务通信子网的网络层在发送数据之前 网络层必须在发送结点与接收点之间建立跨越 C 的端到端连接 A 局域网B 广域网C 通信子网D 城域网2 191 25 10 1是一个 B 的IP地址 A A类B B类C C类D D类3 如果分组的源IP地址是201 1 16 2 而目的IP地址则是0 0 0 55 那么这个目的地址是 A A 这个网络上的特定主机 地址B 这个网的这个主机 地址C 直接广播地址D 受限广播地址 4 IP数据报的最大长度为 B A 1500B 65535C 53D 256325 服务类型TOS参数为延迟 可靠性 通信量与 C A 优先级B 生存时间TTLC 成本D 网络控制6 ICMP差错报文报告共有5种 目的站不可达 源站抑制 超时 参数问题与 D A 网络不可达B 目的主机号不存在C 路由器寻址失败D 改变路由 问答题 1 什么是子网与IP地址的三级层次结构 划分子网的基本思想是什么 答 子网与IP地址的三级层次结构 IP地址是层次型结构的 它的长度是32位 按网络号与主机号所分配的位长不同 IP地址分为A类 B类与C类等 传统的IP地址是包括网络号与主机号的两级层次结构 但当物理网络中的主机数量超过限制 或者网络管理人员从管理的角度希望将主机分组 那么他们可以将一个大的网络划分成更小的网络 即划分子网 增加子网实际上就是在IP地址系统中增加了一个层次 在IP地址中引入另外一个子网号 三级层次的IP地址是 netID subnetID hostID 第一级定义了网点的地址 第二级定义了物理子网 第三级定义了主机和路由器 划分子网时需注意 子网必须是彼此距离很接近的物理网络 最好是在一个大的校园或公司中 2 一个理想的路由选择算法应该具有哪些特点 答 一个理想的路由选择算法应该具有的特点 1 算法必须是正确的 稳定和公平的 2 算法应该尽量简单 3 算法必须能够适应网络拓扑和通信量的变化 4 算法应该是最佳的 3 在Internet中 为什么要提出自治系统AS的概念 它对路由选择协议有什么影响 答 Internet采用分层的路由选择协议 并且将整个Internet划分成许多较小的自治系统 AS 一个自治系统内的所有网络都属于一个行政单位 一个自治系统最重要的特点是它有权自主地决定在本体系内应采用何种路由选择协议 它实际是将Internet分成两层 一层是自治系统的内部网络 可以称之为第一层区域 连接自治系统的主干路由器构成主干域 即Internet的第二层 引入自治系统的概念使得网络互联更加容易 作为一个自治系统 其核心是路由寻址的 自治 它包括两方面的内容 1 自治系统内部的路由器了解内部全部网络的路由信息 并能通过一条路径将发送到其它自治系统的分组传送到连接本自治系统的主干路由器 2 自治系统内部的路由器要向主干路由器报告内部路由信息 4 为什么要设计Internet控制报文协议ICMP 它有什么特点 答 IP协议提供的是一种无连接 尽力而为的服务 IP协议的优点是简洁 他的缺点是缺少差错控制和查询机制 当数据报通过互联网络的过程中 出现各种传输错误是不可避免的 因此 必须通过一种差错报告与查询 控制机制来了解和报告差错 网际控制报文协议 ICMP 就是为了解决以上问题而设计的 特点是 1 ICMP本身是网络层的一协议 但它的报文不直接传送给数据链路层 而是封装成IP数据报 然后再传送给数据链路层 2 ICMP差错报告采用路由器 源主机的模式 路由器在发现数据报传输出现错误时只向源主机报告差错原因 5 IPv6的主要特点是什么 答 1 更大的地址空间 2 简化了头部格式 3 协议的灵活性 4 允许对网络资源的预分陪 5 允许协议增加新的功能 使之适应未来技术的发展 6 P 192 55 12 120子网掩码 255 255 25 240求子网号和主机号 答 IP地址 192551212011000000001101110000110001111000子网掩码 25525525524011111111111111111111111111110000因为是192开头可以知道这是一个C类地址 前三个字节是网络标识 子网掩码是一个32位数 其中对应于主机地址部分为0 对应于网络地址部分为全1 子网地址也为1 为了易于管理 通常可以在主机标识部分开头几位用于子网号 在本例中我们可以从240 11110000知道他把头四位用于子网号后四个用于主机号 把主机标识部分分为子网号和主机号01110000为子网地址即是11200001000为主机地址即是8故得 子网号 192 55 12 112主机号 8 传输层 主要内容一 基本概念传输层的作用 通信子网与资源子网的桥梁 设置目的 在源 目主机的进程间提供可靠的端对端通信 传输层主要功能二 传输协议要素三 用户数据报协议 UDP 1 功能2 报文格式 伪首部 四 传输控制协议 TCP 1 报文格式2 TCP流量控制 可变发送窗口协议 3 TCP连接建立与释放 三次握手 单项选择 1 在ISO OSI参考模型中 对于传输层描述正确的是 D a 为系统之间只能提供面向连接的数据传输服务 b 提供路由选择 简单的拥塞控制 c 为传输数据选择数据链路层所提供的最合适的服务 d 提供端到端的差错恢复和流量控制 实现可靠的数据传输 2 传输层可以通过标识不同的应用 A 物理地址B 端口号C IP地址D 逻辑地址答案 B解析 计算机中的不同进程可能同时进行通信 这时它们会用端口号进行区别 通过网络地址和端口号的组合达到惟一标识的目的 3 为了保证连接的可靠性 TCP通常采用 A 3次握手法B 窗口控制机制C 端口机制D 自动重发机制答案 A解析 TCP连接包括建立连接 数据传输和拆除连接三个过程 即为TCP的三次握手协议 4 在TCP IP协议簇中 UDP协议工作在 A 应用层B 传输层C 网络互联层D 网络接口层答案 B解析 TCP IP的传输层提供了两个主要的协议即传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP 5 9 TCP是一个面向连接的协议 它提供连接的功能是 5 的 采用 6 技术来实现可靠数据流的传送 为了提高效率 又引入了滑动窗口协议 协议规定重传 7 的分组 这种分组的数量最多可以 8 TCP协议采用滑动窗口协议解决了 9 5 A 全双工B 半双工C 单工D 单方向答案 A解析 B和C选项不是TCP选用的通信方式 选项D并不是一种通信方式 6 A 超时重传B 肯定确认 捎带一个分组的序号 C 超时重传和肯定确认 捎带一个分组的序号 D 丢失重传和重复重传答案 C解析 选项A和B的说法不完整 D说法不正确 答案为C 即采用超时重传和肯定确认 捎带一个分组的序号 技术来实现可靠数据流的传送 7 A 未被确认及至窗口首端的所有分组B 未被确认C 未被确认及至退回N值的所有分组D 仅丢失的答案 B解析 TCP使用了滑动窗口的协议 滑动窗口的协议是一种改进的连续ARQ协议 滑动窗口规定只须重传未被确认的分组 8 A 是任意的B 1个C 大于滑动窗口的大小D 等于滑动窗口的大小答案 D解析 未被确认的分组数量多为窗口的大小 窗口尺寸是指分组的最大数目 9 A 端到端的流量控制B 整个网络的流量控制C 端到端的流量控制和网络的拥塞控制D 整个网络的差错控制答案 A解析 选项A是正确的 即滑动窗口的协议解决了端到端的流量控制 问答题 1 简述TCP协议建立连接时的 三次握手 过程 并说明其起的作用 答 1 步骤如下 A请求建立到B的连接 B对连接请求进行确认 并请求建立B到A的连接 A对反向连接进行确认 2 三次握手可以解决被延迟的分组问题 从而可以保证数据交换的安全和可靠 2 请对比TCP和UDP协议 说明它们各自的优缺点 据此说明什么情况下适合使用TCP 什么情况下适合使用UDP 答 尽管TCP IP的网络层提供的是一种面向无连接的IP数据报服务 但传输层的TCP旨在向TCP IP的应用层提供一种端到端的面向连接的可靠的数据流传输服务 TCP常用于一次传输要交换大量报文的情形 如文件传输 远程登录等 为了实现这种端到端的可靠传输 TCP必须规定传输层的连接建立与拆除的方式 数据传输格式 确认的方式 目标应用进程的识别以及差错控制和流量控制机制等 与所有网络协议类似 TCP将自己所要实现的功能集中体现在了TCP的协议数据单元中 TCP的协议数据单元被称为分段 Segment TCP通过分段的交互来建立连接 传输数据 发出确认 进行差错控制 流量控制及关闭连接 分段分为两部分 即分段头和数据 所谓分段头就是TCP为了实现端到端可靠传输所加上的控制信息 而数据则是指由高层即应用层来的数据 续上页 UDP只在IP的数据报服务之上增加了很少的功能 这就是端口的功能 有了端口 运输层就能进行复用和分用 和差错检测的功能 UDP在某些方面有其特殊的优点 发送数据之前不需要建立连接 减少了开销和发送数据之前的时延 UDP不使用拥塞控制 也不保证可靠交付 因此主机不需要维持具有许多参数的 复杂的连接状态表 UDP用户数据报只有8个字节的首部开销 由于UDP没有拥塞控制 因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送效率降低 这对某些实时应用是很重要的 很多的实时应用 如IP电话 实时视频会议等 要求源主机以恒定的速率发送数据 并且允许在网络发生拥塞时丢失一些数据 但却不允许数据有太大的时延 UDP正好适合这种要求 UDP常用于一次性传输数据量较小的网络应用 如SNMP DNS应用数据的传输 因为对于这些一次性传输数据量较小的网络应用 若采用TCP服务 则所付出的关于连接建立 维护和拆除的开销是非常不合算的 3 TCP的多路复用是通过什么机制提供的 并简述该机制的概念和用途 答 1 多路复用通过端口机制提供 计算机中的不同进程可能同时进行通信 这时它们会用端口号进行区别 通过网络地址和端口号的组合达到惟一标识的目的 即套接字 2 端口机制用于标志主机上的不同进程 一个主机上的多个应用程序可以通过不同的端口同时使用TCP进行通信 4 在TCP协议中如何实现数据的可靠传输 答案 TCP协议采用了许多与数据链路层类似的机制来保证可靠的数据传输 如采用序列号 确认 滑动窗口协议等 只不过TCP协议的目的是为了实现端到端结点之间的可靠数据传输 而数据链路层协议则为了实现相邻结点之间的可靠数据传输 5 在TCP协议中如何实现流量控制和拥塞控制 答案 1 流量控制 TCP采用大小可变的滑动窗口机制实现流量控制功能 窗口的大小是字节 在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置发送窗口的数据的上限 2 拥塞控制 采用滑动窗口机制还可对网络进行拥塞控制 将网络中的分组 TCP报文段作为其数据部分 数量维持在一定的数量之下 当超过该数值时 网络的性能会急剧恶化 应用层 主要内容TCP IP协议栈与应用层协议之间的关系域名系统的基本工作原理电子邮件的基本工作原理WWW服务的基本工作原理文件传输FTP的基本工作原理应用层协议的分析方法 单项选择 1 用于电子邮件的协议是D A IPB TCPC SNMPD SMTP2 Internet和WWW的关系是 B A 都表示互连网 只是名称不同B WWW是Internet上的一个应用