计算机网络文字简答题汇总.doc

计算机网络有若干节结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。Internet互联网/因特网：是由数量极大的各种计算机网络连接起来的网络。基本特点：连通性、共享。（专有名词）internet互连网：各种网络通过路由器连接起来所构成的网络。（简单只各种网络的互连）互联网的组成：边缘部分 由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是由用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。核心部分 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到的分组。在网络边缘的端系统之间的通信方式划分为两大类：客户-服务器方式（C/S方式）和对等方式（P2P方式 peer-to-peer）。交换方式：电路交换 主叫端和被叫端之间建立一条专用的物理通路，整个报文的比特流持续地从原点直达终点。在通信期间通信双方独占通信资源。必须经过建立连接、通话、释放连接三个步骤。缺点：信道利用率低。适用于传送连续大量的数据，传送时间远大于连接建立时间的情况。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。适用于传送突发数据的情况，可提高信道利用率。分组交换 整个报文划分为若干分组，单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。优点：高效、灵活、迅速、可靠。网络协议（network protocol）的组成要素：语法、语义、同步。网络协议分层的好处：各层之间是独立的，降低整个问题的复杂程度；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；促进标准化工作。计算机网络体系结构：应用层：通过应用进程之间的交互来完成特定的网络应用；表示层：数据的解码和编码，数据的机密和解密，数据的压缩和解压缩；运输层：负责向两台主机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的不同主机提供通信服务，选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机；数据链路层：封装成帧，透明传输，差错检测；物理层：解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，确定传输媒体上的接口特性（机械特性，电气特性，功能特性，过程特性）。EIA-232标准定义了DTE-DCE接口的机械、电气、功能特性。采用直连的方式。传输控制协议TCP-提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是“报文段（segment）”，适用于对时延要求不高的应用；用户数据报协议UDP-提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务，其数据传输的单位是用户数据报，适用于对时延敏感的应用。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（或多个实体）进行通信的规则结合。模拟信号-代表信息的参数的取值是连续的；数字信号-代表消息的参数的取值是离散的。基带信号-来自信源的信号。基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道的特性相适应。是吧一种数字信号转换为另一种数字信号；载波调制（带通调制）：把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号。信道（channel）：单工信道-一方发送，另一方接收；半双工信道-通信双方都可以发送信息，但不能同时发，同一时间只能有一方发送，另一方接收；全双工信道-通信双方可同时发送和接收信息。传输媒体：双绞线-价格便宜，性能好。5类传输速率不超过100Mbit/s，超5类不超过1Gbit/s。同轴电缆-同轴电缆只支持到10Mb/s。在同轴电缆局域网互连中，应注意遵循5-4-3原则。光纤-传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；抗干扰和电磁干扰性能好；无串音干扰，保密性好，不易被窃听活接取数据；体积小，重量轻。分为单模光纤和多模光纤。中继器：对失真了的数字信号进行整形。信道复用（multiplexing）技术：频分复用FDM，时分复用TDM，统计时分复用STDM，波分复用WDM，码分复用CDM。宽带接入技术：非对称数字用户线ADSL，最大的好处是可以利用现有的电话网中的用户线，而不需要重新布线。ADSL调制解调器有连个插口，较大的是RJ-45插口，用来与计算机相连，较小的是RJ-11插口，用来和电话分离器相连。光纤同轴混合网HFC，在有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网。FTTx光纤到x，光配线网采用波分复用，上行和下行分别适用不同的波长。数据链路层使用的信道的两种类型：点对点信道、广播信道。数据链路层的三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测。链路：从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有其他物理线路；数据链路：将实现协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路层的协议数据单元-帧；网络层的协议数据单元-IP数据报（数据报/分组/包）。传输差错：比特差错；帧丢失、帧重复、帧失序。PPP协议：PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信是所使用的数据链路层协议。PPP协议的组成：一个将IP数据报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。PPP协议不是纯粹的数据链路层协议，它还包含了物理层和网络层的内容。当PPP使用异步传输是，采用字节填充；使用同步传输时，采用零比特填充法。局域网，以太网和广播信道：分类-星形网，环形网，总线网。CSMA/CD-使用该协议的以太网只能进行半双工通信。以太网包括标准以太网10Mbps、快速以太网100Mbp、千兆以太网1000Mbps和万兆以太网。工作原理：每个节点在发送数据之前，应先监听信道是否空闲。若空闲，则立即发送数据。若信道繁忙，则等待。若同时有两个节点发送数据，则判定为冲突。若监听到冲突，则立即停止发送数据，等待一段时间之后再重新发送。简单总结为：先听后发、边听边发、冲突停发、延后重发。优点：原理简单，技术上容易实现，网络上各工作站处于平等地位，不需要集中控制，不提供优先级控制。缺点：网络负载增大，发送速率急剧下降。以太网的数据有最小帧长限制的原因是区分噪声和因为碰撞而异常中断产生的断帧。（最小帧长的计算）CSMA中，监听到信道不空闲，如果退避时间为0，就等同于停止等待。纯Aloha协议当传输点有数据需要传送时，它会向信道立即发送消息，不管信道是否繁忙。时隙Aloha协议与纯Aloha协议的区别是，它不会立即向信道发送数据，而是要等到下一个时间片开始。CSMA/CD第发现信道不为空时，等待一段时间在检测信道是否为空。Internet中怎样将IP地址转化为MAC地址？（ARP协议的工作原理）答：通过ARP协议实现转换。ARP协议根据IP地址获取MAC地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时，叫包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接受到返回消息，以确定目标的MAC地址。收到返回消息后将IP地址和MAC地址的映射保存在本机的ARP缓存中并保留一段时间，下次使用时直接查询ARP缓存以节约资源。以太网和令牌环网技术中，哪一实时性比较好？为什么？答：轻负载时，以太网比较好；重负载时，令牌环网比较好。令牌环网中使用一种特殊的帧-令牌。主机在发送数据前，需要先获得令牌。如果环上的某个工作站收到令牌，并且有信息发送，他就改变令牌中的标志位，将令牌由“空闲状态”转换为“忙状态”。令牌的标志位被改变后，就变成了一个普通的帧头，由此网络中没有了令牌。发送信息的工作站将数据添加到帧头后面，然后信息帧在整个环网中传输，每个工作站都将信息帧转发至下一站，知道目的站。目的站对信息帧创建一个副本，以便接下来的工作使用。信息帧继续沿着环网传输，回到发送站时便可被删除。发送站通过检查返回帧，判断目的站是否已经接收信息帧，若果已经接收就释放令牌。令牌环网的特点：令牌环网中不会发生冲突现象。令牌环网的传递具有确定性，任意站点在传输之前就可以计算除最大等待时间。令牌环网规定了三种操作速度1Mbps、4Mbpd、16Mbps。能提供优先权服务，有很强的实时性。争用期时间51.2s。以太网使用曼彻斯特编码。10BASE-T-10：10Mbit/s；BASE：基带信号；T：双绞线。（F：光纤；每站到集线器的距离不超过100m，主机间的距离不超过200m）无效的MAC帧：-帧长度不是证书字节；-用收到的帧检验序列FCS查出有差错；-数据字段长度不在461500字节之间。虚拟局域网VLAN：适配器功能：进行数据串行传输和并行传输的转换。适配器所实现的功能包含了数据链路层和物理层两个层次的功能。物理层使用的中间设备叫做转发器（repeater）。中继器工作在物理层。集线器工作在物理层，集中所有局域网内的网络设备，将网络带宽平分给各个网络设备，广播转发信号，放大信号。连接在集线器上的主机共享传输媒体。以太网卡的基本功能：物理层-透明的传输比特流、串行并行数据转换、数据的编码与解码；数据链路层-封装成帧、流量控制、数据检错、帧过滤。网桥（bridge）工作在数据链路层。过滤帧、转发帧、扩展局域网。对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤。当一个网桥收到一个帧时，根据帧的目的MAC地址，查找王桥中的地址表，然后确定将该帧转发到哪一个接口，或是把它丢弃。二层交换机（L2 switch）工作在数据链路层。物理编址、错误校验、过滤帧、转发帧、扩展局域网。实质上就是多接口网桥，每个接口一般都工作在全双工方式。相互通信的主机都是独占传输媒体，无碰撞的传输数据。以太网交换机通过自学习，建立起地址表。使用硬件转发，转发速率比使用软件转发的网桥快很多。一个优点是不转发碎片帧。用存储转发机制和直通（cut-through）两种交换方式。直通交换的优点是迅速，缺点是它不检查差错就转发。三层交换机工作在网络层，硬件转发。路由器（router）工作在网络层。路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到的分组。仅根据网络号转发，以此减少路由表的条目，减少内存空间占用和查表时间。路由器中最短路径的定义：花费最小的路径、距离最短的路径、跳数最少的路径。网络层以上使用的中间设备叫做网关（gateway）简述集线器、交换机在处理数据上的差别。答：集线器工作在物理层，交换机工作在数据链路层。交换机以MAC地址作为网络包转发路径的依据。集线器没有转发规则，使用广播方式进行转发，效率相对较低。局域网交换机进行扩展时，常用的技术有级联和堆叠。堆叠使用专用的端口把交换机连接起来，当作一个交换机使用。而级联使用普通的端口把几个交换机连接起来。互联网采用的设计思路是：网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力的数据包服务。网络层不提供服务质量承诺。这样设计的好处：网络造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。IP电话比普通电话经济的原因：答：IP电话采用分组交换，普通电话采用电路交换。报文交换可以共享传输线路，电路交换只能独享传输线路。为什么不能同一网段有相同的IP地址？答：如果同一网段有相同的IP地址，电脑会显示IP冲突警告。其中，先设置的主机可以正常使用，后设置的不能正常使用。因为其他主机的ARP缓存列表中有先设置IP的那台主机的IP地址和MAC地址的映射。但是，后设置的那台主机可以通过ARP欺骗来更改其他主机的ARP缓存。两台主机IP地址和MAC地址相同，能否通信？答：局域网内，两台主机IP地址和MAC地址相同，则两台主机之间不能通信，但都可以和外网进行通信；局域网内和局域网外两台主机IP地址和MAC地址相同，则在NAT协议的支持下可以相互通信。IP地址的存在意义。答：从层次角度来看，MAC地址工作在物理层和数据链路层，IP地址工作在网络层，是一种逻辑地址。由于全世界存在着各式各样的网络，他们使用不同的硬件地址。要使这些异构的网络实现通信，就需要进行复杂的硬件地址转换工作。因此由用户或是用户主机来完成这项工作几乎是不可能的。但同意的IP地址将这个问题解决了。网络上的主机只要拥有统一的IP地址，他们之间的通信就会像是在同一个网络上那样方便。当需要将IP地址转换为MAC地址时，就调用ARP协议，利用软件完成地址转换工作。为用户带来极大的方便。使用 IP网的好处：当IP网上的主机进行通信时，就好像在一个单个网络上通信一样，它们看不见互联网的各种网络的具体异构细节。IP地址编址方法的三个历史阶段：分类IP地址，子网划分，构成超网。IPv4地址长度32位；IPv6地址长度128位，首部长度40个字节；MAC地址长度48位。私网地址：A类 10.0.0.0-10.255.255.255B类 172.16.0.0-172.31.255.255C类 192.168.0.0-192.168.255.255网络号为127保留作为本地软件环回测试（loopback test）本主机的进程之间的通信之用。全0主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址。全1表示“所有”，因此全1表示的主机号字段表示该网络上的所有主机。现在全0和全1的子网号也可以使用了。划分子网增加了灵活性，但较少了能够连接在网络上的主机总数。用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。路由器重视具有两个或两个以上的IP地址，即路由器的每一个接口都有一个不同网络好的IP地址。两个路由器直接相连是，在连线两端的接口处，可以分配也可以不分配IP地址，不分配的特殊网络叫做无编号网络或无名网络。IP地址表示方式：连续32位二进制；32位二进制，每8位一个空格；点分十进制。IP数据报中的源地址，在考虑NAT的情况下，经过路由器后可能会改变。标识：整个数据报分片后形成的分组构成的IP数据报具有相同标识，相同的标识字段的值分片后的各个数据报片最后能够正确的重装成为原来的数据报。标志（flag）：MF=1表示后面还有分片，MF=0表示是最后一个分片。DF=1表示不能分片，DF=0表示可以分片。生存时间TTL：路由器在每次转发数据报之前就把TTL值减1。若TTL值减小到0，就丢弃这个数据报。首部检验和：只检验数据报的首部，不包括数据部分。网际控制报文协议ICMP允许主机或是路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP报文作为IP层数据报的数据。分为ICMP差错报告报文和ICMP询问报文两种。应用举例PING。互联网的路由选择协议：内部网关协议IGP-RIP，OSPF。外部网关协议EGP-BGP。路由信息协议RIP-是一种分布式的基于向量的路由选择协议，其最大优点是简单。RIP认为好的路有就是通过的路由器数量最少，RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，因此RIP只适合小型互联网。RIP在两个网络之间只有一条路由。RIP仅和相邻的路由器交换信息，交换的信息是自己的路由表，按固定时间间隔交换数据。RIP协议使用运输层的用户数据报UDP进行传送。RIP存在的一个问题是当网络出现故障时，需要经过较长的时间才将此信息传送到所有的路由器（好消息传播快，坏消息传播满）。开放最短路径优先OSPF，原理简单，但是实现较复杂。使用了Dijkstra提出的最短路径优先算法SPF。最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议（RIP是距离向量协议）。利用洪泛法向系统中所有的路由器发送信息，发送的信息就是与本路由器相邻所有路由器的链路状态（只是部分路由表）。只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器用洪泛法发送路由信息。OSPF的优点就是更新过程收敛得快。OSPF直接使用IP数据报传送。OSPF允许管理员给每条路由指定不同的代价，OSPF对于不同的业务类型可计算出不同的路由。如果到同一目的网络有多条相同代价的路径，那么可以将通信量分配给这几条路径。OSPF让每一个链路状态都带上一个32位的序号，序号越大状态就越新。多播地址只用于目的地址，不能用于源地址，对多播数据报不产生ICMP差错报文。IGMP协议的作用是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出某个多播组。运输层功能：分用和复用功能，“分用”是指在发送方不同的应用进程都可以是使用同一个运输层协议传输数据，“分用”是指接收方的运输层在剥去报文的首部之后能够把这些数据正确交付目的应用进程。运输层提供应用进程之间的逻辑通信。对报文进行差错检验。网络层为主机之间提供逻辑通信，运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。用户数据报协议UDP：UDP是无连接的，尽最