计算机网络典型题讲解

1、计算机网络典型题讲解计算机网络典型题讲解2课程特点、重点课程特点、重点特点：特点：q知识面广、知识点琐碎（主线）知识面广、知识点琐碎（主线） 重点：重点：q数据链路层：流量控制和可靠传输机制、数据链路层：流量控制和可靠传输机制、介质访介质访问控制问控制 q网络层网络层 ： IPv4地址编址方法、路由算法地址编址方法、路由算法q传输层传输层 ：流量控制与拥塞控制算法流量控制与拥塞控制算法 3q三种交换三种交换 q计算机网络主要性能指标计算机网络主要性能指标q网络体系结构网络体系结构 4电路交换电路交换q 对象：电话对象：电话q 过程：连接建立过程：连接建立-数据传输数据传输-连接释放连接释放q

2、说明：说明：连接分为物理连接和逻辑连接连接分为物理连接和逻辑连接物理连接：物理连接：线路连接，物理层线路连接，物理层逻辑连接：逻辑连接：数据准备，传输层数据准备，传输层TCP面向连接：面向连接：符合三个过程，保证质量，连接建立耗时符合三个过程，保证质量，连接建立耗时面向无连接：面向无连接：有数据就发送，没有要求接收方做准备，没有质量保证，有数据就发送，没有要求接收方做准备，没有质量保证，数据传输耗时数据传输耗时面向连接的协议：面向连接的协议：HDLC（高级数据链路控制）、（高级数据链路控制）、TCP面向无连接的协议：面向无连接的协议：CSMA/CD、IP、UDP每一层都有面向连接协议和面向无连

3、接协议，如网络层分为：数据包和每一层都有面向连接协议和面向无连接协议，如网络层分为：数据包和虚电路虚电路电路交换处于物理层，没有数据处理能力，体现独享思想，无法体现计算机电路交换处于物理层，没有数据处理能力，体现独享思想，无法体现计算机网络以资源共享为主要目的网络以资源共享为主要目的 5分组交换分组交换q 对象：网络层设备对象：网络层设备q 过程：过程：无无连接建立连接建立-数据传输数据传输-无无连接释放连接释放q 说明：说明：分组：控制信息部分分组：控制信息部分+纯数据部分（如纯数据部分（如 打打+篮球）篮球）控制信息部分：控制信息部分：动词，使接收方知道如何处理数据部分动词，使接收方知道如

4、何处理数据部分纯数据部分：纯数据部分：名词，是接收方接收的对象名词，是接收方接收的对象计算机网络围绕控制信息部分进行研究计算机网络围绕控制信息部分进行研究分组交换特点：分组交换特点：存储转发存储转发分组交换处理数据的对象：分组交换处理数据的对象：结点结点l结点分为：端结点、中间结点（转接结点）结点分为：端结点、中间结点（转接结点）l端结点：数据初始发送方和最终的接收方，传输层具体研究端结点：数据初始发送方和最终的接收方，传输层具体研究l中间结点：数据转接方，传输层以下具体研究中间结点：数据转接方，传输层以下具体研究l物理层：集线器、中继器物理层：集线器、中继器l数据链路层：网桥、交换机数据链路

5、层：网桥、交换机l网络层：路由器网络层：路由器6分组交换分组交换分组交换体现资源共享分组交换体现资源共享资源：资源：链路和结点链路和结点l链路：链路：一条完整的电缆，中间设备没有数据处理能力，如中继器一条完整的电缆，中间设备没有数据处理能力，如中继器l链路是数据链路层主要研究的对象链路是数据链路层主要研究的对象l链路被逐段占用，结点（网络层）可以被多个来自不同地方的数据链路被逐段占用，结点（网络层）可以被多个来自不同地方的数据共享共享分组到达中间结点采用并行处理方式分组到达中间结点采用并行处理方式课本的作业课本的作业10体现了电路交换与分组交换的不同体现了电路交换与分组交换的不同课本的作业课本

6、的作业11体现了分组交换的分组的形成体现了分组交换的分组的形成7计算机网络主要性能指标计算机网络主要性能指标q 计算机网络涉及计算机网络涉及通信与计算机通信与计算机通信的传输单元为：码元，即电平信号通信的传输单元为：码元，即电平信号计算机的处理单元为：信息计算机的处理单元为：信息q 传输速率：传输速率：码元速率：波特率码元速率：波特率信息速率：信息速率：bps,1Kbps=103bpsq 带宽带宽频率，频率，HZ信息理想最大速率信息理想最大速率,bpsq 吞吐量：信息经过某个接口实际最大速率，涉及传输层吞吐量：信息经过某个接口实际最大速率，涉及传输层q 往返时间往返时间RTT：发送端到接收端的

7、一个来回，判断发送的：发送端到接收端的一个来回，判断发送的数据是否超时数据是否超时8计算机网络主要性能指标计算机网络主要性能指标q 时延时延发送时延发送时延:端结点的发送时延：整个数据量的发送时间端结点的发送时延：整个数据量的发送时间转接结点的发送时延：一个分组数据量的发送时间转接结点的发送时延：一个分组数据量的发送时间传播时延：传播时延：排队时延：进入转接结点的缓存时间排队时延：进入转接结点的缓存时间处理时延：转接结点处理时间处理时延：转接结点处理时间排队和处理时延一般可忽略不计排队和处理时延一般可忽略不计时延计算是计算机网络的基础，特别是发送时延与传播时延时延计算是计算机网络的基础，特别是

8、发送时延与传播时延发送时延在传输层中有所涉及发送时延在传输层中有所涉及传播时延在数据链路层中有所涉及传播时延在数据链路层中有所涉及课本作业课本作业10题，用计算的方式比较电路和分组交换题，用计算的方式比较电路和分组交换,bbFT =FRR为数据长，为数据率。LT=LCC传播， 为传输距离， 为信号传播速率。时延：是数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络或链路的一段传送到时延：是数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络或链路的一段传送到 另一端所需要的时间。另一端所需要的时间。发送时延：是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发发送时延：是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个

9、比特发 送完毕所需的时间。送完毕所需的时间。发送时延发送时延=数据帧长度数据帧长度(b) /信道带宽信道带宽(b/s) 信道带宽就是数据率信道带宽就是数据率传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。传播时延传播时延=信道长度信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率电磁波在信道上的传播速率(m/s)处理时延：主机或路由器处理所收到的分组的时间。处理时延：主机或路由器处理所收到的分组的时间。排队时延：分组在输入队列中排队等待处理，在输出队列中等待转发，就排队时延：分组在输入队列中排队等待处理，在输出队列中等待转发，就 形成了排队

10、时延。形成了排队时延。总时延总时延=发送时延发送时延+传播时延传播时延+处理时延处理时延+排队时延排队时延 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为段链路，每段链路的传播时延为d（s），），数据率为数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分。在分组交换时分组长度为组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分

11、组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链段链路共有几个结点。）路共有几个结点。）答：在电路交换中，电路的建立时延是答：在电路交换中，电路的建立时延是s,报文的发送时延是报文的发送时延是x/b,报文的传报文的传播时延是：播时延是：kd,故总时延为：故总时延为：x/b+kd+s;在分组交换中在分组交换中,报文的发送时延是报文的发送时延是(x/p)*(p/b); K段传输中，有段传输中，有(k-1)次的储次的储存转发延迟存转发延迟,(p/b)*(k-1);传播时延是传播时延是kd;故总时延是：（故总时延是：（x/p）*(p/

12、b)+ (p/b)*(k-1)+kd=x/b+kd+(p/b)*(k-1);当当s(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当xp,相反。相反。 在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和和(p+h)(bit),其中其中p为分组的数据部分的长度，而为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带为每个分组所带的控制信息固定长度，与的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过的大小无关。通信的两端共经过k段段链路。链路的数据率为链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的

13、排队时间均，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度度p应取为多大？（提示：参考图应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）的时延是由哪几部分组成。）答：总时延：答：总时延：y=(x/p)*(p+h)/b)+(k-1)* (p+h)/b)+kd两边求导，并令其值为两边求导，并令其值为0得得p=(xh)/(k-1)0.512计算机网络体系结构计算机网络体系结构q 协议、服务、层和接口的组合，为计算机网络体系结构协议、服务、层和接口的组合，

14、为计算机网络体系结构协议协议:规章制度的集合，协议控制信息（首部）规章制度的集合，协议控制信息（首部）+ 数据数据协议的数据识别只能在同一层次的进行协议的数据识别只能在同一层次的进行不同层次间的关系为服务不同层次间的关系为服务下层为上层服务通过接口下层为上层服务通过接口q 本层中的数据为本层中的数据为SDU，为了能让对方同层知道如何处理，为了能让对方同层知道如何处理SDU，在，在SDU前加上前加上PCI，共同构成，共同构成PDU层名层名作用作用研究对象研究对象数据单位数据单位所属子网所属子网应用层应用层为应用进程提供服务为应用进程提供服务应用进程应用进程报文报文资源子网资源子网传输层传输层端到

15、端的连接传输端到端的连接传输端口端口报文、报文段报文、报文段资源子网资源子网网络层网络层寻找合适路径到目标网络寻找合适路径到目标网络网络网络分组分组通信子网通信子网数据链路层数据链路层无差错地控制帧在链路上的无差错地控制帧在链路上的传输传输主机主机帧帧通信子网通信子网物理层物理层透明传输比特流透明传输比特流接口接口比特比特通信子网通信子网13计算机网络体系结构计算机网络体系结构q 三个分界三个分界应用层：应用进程与体系结构的分界应用层：应用进程与体系结构的分界物理层：传输介质与体系结构的分界物理层：传输介质与体系结构的分界网络层与传输层：通信子网与资源子网的分界网络层与传输层：通信子网与资源子

16、网的分界资源子网与通信子网工作相互配合资源子网与通信子网工作相互配合q 两个质量工作两个质量工作数据链路层：通信子网数据处理的第一道壁垒数据链路层：通信子网数据处理的第一道壁垒传输层：资源子网数据处理的第一道壁垒传输层：资源子网数据处理的第一道壁垒数据链路层在质量保证上的工作方式与传输层一样数据链路层在质量保证上的工作方式与传输层一样14典型题典型题q 在在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（ ） A数据链路层数据链路层 B.传输层传输层 C.会话层会话层 D.应用层应用层 q 下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是

17、（下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（ ） A网络的层次网络的层次 B每一层使用的协议每一层使用的协议 C协议的内部实现细节协议的内部实现细节 D每一层必须完成的功能每一层必须完成的功能q 在下图所示的采用在下图所示的采用“存储存储-转发转发”方式分组的交换网络中，所有链路的数据传方式分组的交换网络中，所有链路的数据传输速度为输速度为100mbps，分组大小为，分组大小为1000B，其中分组头大小，其中分组头大小20B，若主机，若主机H1向向主机主机H2发送一个大小为发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下

18、，从的情况下，从H1发送到发送到H2接收完为止，需要的时间至少是（接收完为止，需要的时间至少是（ ）BC80.16msA15q奈氏准则、香农定理、数据率与码元转换奈氏准则、香农定理、数据率与码元转换 q调制解调调制解调q多路复用多路复用16奈氏准则、香农定理、数据率与码元转换奈氏准则、香农定理、数据率与码元转换 q 物理层主要研究对象为接口物理层主要研究对象为接口q 物理层主要研究内容为信号和信息物理层主要研究内容为信号和信息q 衡量传输介质中信号的速度衡量传输介质中信号的速度奈氏准则：在理想状况下，奈氏准则：在理想状况下，最高码元速度最高码元速度码间串扰：传输介质中信号内部的相互干扰，导致失

19、真码间串扰：传输介质中信号内部的相互干扰，导致失真q 衡量传输介质中信息的速度衡量传输介质中信息的速度 香农定理：在实际状况下，香农定理：在实际状况下，最高传输速率最高传输速率q 数据编码可以提高数据传输率数据编码可以提高数据传输率=2,BRW W为传输介质中频率带宽。=log(/),/bRWS N WS N为传输介质中频率带宽,为信噪比。2=log,NbBRRN为电平状态数目，如二进制，四进制等。17调制解调调制解调 q 数字信号是离散的波，模拟信号是连续的波数字信号是离散的波，模拟信号是连续的波q 数字信号只能在数字信道传输，模拟信号只能在模拟信道数字信号只能在数字信道传输，模拟信号只能在

20、模拟信道传输传输q 数字信号转换为其他信号的过程为调制数字信号转换为其他信号的过程为调制数字信号转换为其他数字信号数字信号转换为其他数字信号数字信号转换为模拟信号数字信号转换为模拟信号其实质是用新生成的波替代原来的波其实质是用新生成的波替代原来的波用不同振幅的波替代原来的波，调幅用不同振幅的波替代原来的波，调幅用不同频率的波替代原来的波，调频用不同频率的波替代原来的波，调频用不同相位的波替代原来的波，调相用不同相位的波替代原来的波，调相sin),AwAw（ t+为振幅， 为频率， 为相位。18多路复用多路复用 q 将多种不同用户信息混合一起，发送给接收方（将多种不同用户信息混合一起，发送给接收

21、方（多路复用多路复用）q 接收方将混杂的信息筛选，找出有用的信息（接收方将混杂的信息筛选，找出有用的信息（研究点研究点）q 将多种不同频率的信号混于一起在同一时间发送，频分将多种不同频率的信号混于一起在同一时间发送，频分 频分适用于模拟信道传输频分适用于模拟信道传输 消耗频率带宽，但是节约时间消耗频率带宽，但是节约时间q 将一种频率在不同时间发送，用时间区分用户，时分将一种频率在不同时间发送，用时间区分用户，时分 时分适用于数字信道传输时分适用于数字信道传输 消耗时间，但是节约带宽消耗时间，但是节约带宽 时分分为时分分为同步时分同步时分和和异步时分（统计时分）异步时分（统计时分） 同步时分严格

22、按照时间区分用户同步时分严格按照时间区分用户 异步时分在异步时分在A的时间内，如果的时间内，如果A不发数据，则下一用户替补，用不发数据，则下一用户替补，用地址地址区分用户区分用户19多路复用多路复用 q 在同一时间适用同一频率发送不同用户数据，码分在同一时间适用同一频率发送不同用户数据，码分 每个发送站的地址码、地址码的反码唯一每个发送站的地址码、地址码的反码唯一 发送站工作发送站工作 发送站如果发送发送站如果发送1，则将地址码发送；发送，则将地址码发送；发送0，则将地址码的反码发送，则将地址码的反码发送 所有发送站的数据叠加，发送给接收站所有发送站的数据叠加，发送给接收站 接收站工作接收站工

23、作 接收站知道所有发送站的地址码接收站知道所有发送站的地址码 接收站用接收的混合数据分别与所有发送站的地址码求内积接收站用接收的混合数据分别与所有发送站的地址码求内积 内积的结果还原（即除以地址码的位数）内积的结果还原（即除以地址码的位数）l 如果结果为如果结果为1，则该发送站发送的为，则该发送站发送的为1l 如果结果为如果结果为-1，则该发送站发送的为，则该发送站发送的为0l 如果结果为如果结果为0，则该发送站没有发送数据，则该发送站没有发送数据u课后作业体现课后作业体现CDMA的接收站如何区分数据的接收站如何区分数据共有共有4个站进行码分多址通信。个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为个

24、站的码片序列为A：（：（11111111）B：（：（11111111）C：（：（11111111）D：（：（11111111）现收到这样的码片序列现收到这样的码片序列S：（：（11311311）。）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是1还是还是0？答：答：SA=（11311311）8=1， A发送发送1SB=（11311311）8=1， B发送发送0SC=（11311311）8=0， C无发送无发送SD=（11311311）8=1， D发送发送1 21典型题典型题q 在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，

25、采用，采用4个相位，每个相位具有个相位，每个相位具有4种振幅的种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是 A12kbps B.24 kbps C.48 kbps D.96 kbps 1；答案选B 分析：过程4*4*3k/2=24kbps,注意1byte=8 bit34：A 分析：Rb=RBlog2N,RB=2W; W是带宽（单位：波特率）。22q数据链路层作用数据链路层作用 q三个基本问题三个基本问题qCSMA/CDq数据链路层设备数据链路层设备23数据链路层作用数据链路层作用 q 数据链路层是第一个面向网络的数据处理壁垒数据链路层是第一

26、个面向网络的数据处理壁垒q 功能：功能：无差错无差错地地控制数据帧控制数据帧在在链路链路上的传输上的传输 数据链路层的数据单位为：帧，即数据链路层的数据单位为：帧，即0、1代码的集合，有一定的代码的集合，有一定的数据格式数据格式 能够进行质量保证，体现在无差错，能够进行质量保证，体现在无差错，对帧内的数据验证对帧内的数据验证 链路，是指一条完整的电缆，中间设备没有数据处理功能。链路，是指一条完整的电缆，中间设备没有数据处理功能。主要研究两个具有主要研究两个具有数据处理功能的设备间的直接通信方式，即小范围内寻找主机的方式。数据处理功能的设备间的直接通信方式，即小范围内寻找主机的方式。q 数据链路

27、层是通信的实际执行者，因为是实际链路上的传输数据链路层是通信的实际执行者，因为是实际链路上的传输q 网络层是通信的决策者，利用网络层是通信的决策者，利用IP逻辑地址判断目标主机是否与源主机处逻辑地址判断目标主机是否与源主机处于同一网络于同一网络 如果如果处于同一网络处于同一网络，即小范围的通信，则要求数据链路层，即小范围的通信，则要求数据链路层直接找目标主机直接找目标主机即可即可 如果如果不处于同一网络不处于同一网络，即大范围通信，则要求数据链路层，即大范围通信，则要求数据链路层找网络的网关找网络的网关 数据链路层无论是找目标主机，还是找网关，是根据数据链路层无论是找目标主机，还是找网关，是根

28、据物理地址（硬件地址、物理地址（硬件地址、MAC地址）地址）进行的进行的24三个基本问题三个基本问题 q 如何让接收站知道帧数据的到来？（帧的形成）如何让接收站知道帧数据的到来？（帧的形成） 帧的数据格式，开始定界控制符帧的数据格式，开始定界控制符SOH（这些控制符根据具体协议而定）和帧（这些控制符根据具体协议而定）和帧结束定界控制符结束定界控制符EOT 如如PPP协议的定界符为协议的定界符为F（FLAG)q 控制符如果作为纯数据出现在控制符如果作为纯数据出现在DATA字段中，接收站产生误解，怎么办？字段中，接收站产生误解，怎么办？（透明传输）（透明传输） 消除二义性，如果控制符出现在消除二义

29、性，如果控制符出现在DATA字段充当纯数据，则发送方需要将这些字段充当纯数据，则发送方需要将这些字符转义，在字符转义，在ESC（转义字符，根据具体协议而定）（转义字符，根据具体协议而定）+控制字符控制字符 如如PPP协议的控制字符协议的控制字符F，如何转义，如何转义 面向字符：面向字符：F=7E，转为，转为7D5E，如果，如果7D5E为纯数据，则将为纯数据，则将7D变为变为7D5D 面向位：面向位：F=01111110，发送方如果在，发送方如果在DATA中发现有中发现有5个个1连续出现，则随后加入连续出现，则随后加入0，目的是避免连续的目的是避免连续的6个个1出现。接收站，则在收到的数据中发现

30、有出现。接收站，则在收到的数据中发现有5个个1出现，就看出现，就看后面位，如果是后面位，如果是0则，是数据，删除则，是数据，删除0，否则为控制字符，否则为控制字符SOHDATAEOF25三个基本问题三个基本问题 q 如何让接收站知道帧数据内部是正确的？（帧的校验）如何让接收站知道帧数据内部是正确的？（帧的校验） CRC能够检查帧内部的数据是否正确，其精度高于奇偶校验能够检查帧内部的数据是否正确，其精度高于奇偶校验 发送站和接收站共同约定一个除数。该除数的位数减发送站和接收站共同约定一个除数。该除数的位数减1，为校验位的位数。，为校验位的位数。 发送站工作发送站工作 在准备发送数据的后面，补充校

31、验位的位置在准备发送数据的后面，补充校验位的位置 当不知道校验位数据的时候，应当当不知道校验位数据的时候，应当用用0填充填充 填充好的整个数据除以约定好的除数，求出的余为真正的校验位填充好的整个数据除以约定好的除数，求出的余为真正的校验位 接收站工作接收站工作 将真正的校验数据填充，发送将真正的校验数据填充，发送 接收的数据除以约定好的除数，求出的余如果为接收的数据除以约定好的除数，求出的余如果为0，则正确，则正确，接受接受；否则，；否则，丢弃丢弃 CRC的冗余位为帧校验序列的冗余位为帧校验序列 CRC并不能做到可靠服务并不能做到可靠服务 可靠服务为：能够保证帧丢失，帧重复，帧乱序该如何处理的

32、方式可靠服务为：能够保证帧丢失，帧重复，帧乱序该如何处理的方式（确认，超（确认，超时重传）时重传）u课后作业有类似的题目，请注意课后作业有类似的题目，请注意26CSMA/CD q 局域网的发展经历了总线形、环形、星形等网络拓扑结构。其中总线形局域网的发展经历了总线形、环形、星形等网络拓扑结构。其中总线形为局域网技术的基础，虽然总线形现不用，但是建立在总线形的数据格为局域网技术的基础，虽然总线形现不用，但是建立在总线形的数据格式（即数据协议）仍然在用。式（即数据协议）仍然在用。q 总线形，是多个用户公用一条传输介质。总线形，是多个用户公用一条传输介质。 第一章的多路复用，不灵活，需要复用器和分用

33、器第一章的多路复用，不灵活，需要复用器和分用器 用软件协议进行控制，分为轮询与随机，轮询涉及到复杂的控制。故现用随机用软件协议进行控制，分为轮询与随机，轮询涉及到复杂的控制。故现用随机q 以太网的两个标准：以太网的两个标准：DIX V2和和IEEE802.3 IEEE802.3认为数据链路层分为认为数据链路层分为LLC（数据处理）和（数据处理）和MAC（硬件访问控制）（硬件访问控制） LLC，涉及到可靠服务，即，涉及到可靠服务，即HDLC 实际上，现在的以太网实际上，现在的以太网LLC弱化，突出体现了弱化，突出体现了MAC作用作用 MAC层的工作，是控制多个站共享传输介质层的工作，是控制多个站

34、共享传输介质 适配器充当适配器充当MAC具体工作实现者，即具体工作实现者，即CSMA/CD的执行者的执行者27CSMA/CD q 数据链路层丢弃传统的可靠服务数据链路层丢弃传统的可靠服务 传输层可做传输层可做 物理层做的不错，曼彻斯特编码（局域网数字信道中常用编码）物理层做的不错，曼彻斯特编码（局域网数字信道中常用编码） 为了为了CSMA/CDq CSMA/CD 总线上有三种频率，一种空闲，一种有数据，一种出现冲突（陡然增高）总线上有三种频率，一种空闲，一种有数据，一种出现冲突（陡然增高） （1）CSMA：发送站发送数据前，：发送站发送数据前，监听监听总线，总线如果为空，则发数据，否则监听直总

35、线，总线如果为空，则发数据，否则监听直到空闲为止。到空闲为止。 如果监听总线是空闲的，但是是因为其他发送站发送数据的电磁波没有到达当前发送站，如果监听总线是空闲的，但是是因为其他发送站发送数据的电磁波没有到达当前发送站，故是故是虚假的空闲虚假的空闲。（电磁波的传播时延）。（电磁波的传播时延） （2）CD：发送站一边发数据，一边：发送站一边发数据，一边监听监听总线，如果冲突出现，则停止发送数据，否则总线，如果冲突出现，则停止发送数据，否则继续发送数据继续发送数据 是不是发送站一直要监听总线？是不是发送站一直要监听总线？ 为了提高效率，发送站只需要听一段时间，就可以确定以后都不会出现冲突为了提高效

36、率，发送站只需要听一段时间，就可以确定以后都不会出现冲突 考虑到发送的数据到达总线最远端处，发生冲突的极限现象，要求发送站监听时间为考虑到发送的数据到达总线最远端处，发生冲突的极限现象，要求发送站监听时间为2 , 为总线最远两端单倍传播时延。在这时间内，发送的数据量为64字节，即512b28CSMA/CD 冲突出现，所有的站该怎么做？冲突出现，所有的站该怎么做？ （3）发现冲突的站，发送干扰信号，告诉所有人停止）发现冲突的站，发送干扰信号，告诉所有人停止 是否对冲突的站进行惩罚？是否对冲突的站进行惩罚？ （4）冲突站进入二进制退避算法）冲突站进入二进制退避算法 选择基本退避时间，一般为选择基本

37、退避时间，一般为 按照谢版教材，使用比特时间按照谢版教材，使用比特时间（在一个时间内发送的数据量）衡量（在一个时间内发送的数据量）衡量CSMA/CD时间，时间，10Mbps的退避时间为的退避时间为512b，100Mbps的退避时间为的退避时间为512b，但是从秒来衡量不一，但是从秒来衡量不一样，样， 10Mbps的退避时间为的退避时间为51.2us， 100Mbps的退避时间为的退避时间为5.12us 从从0,1,22k-1中随机选择一数中随机选择一数r，其中，其中k为冲突次数，如果为冲突次数，如果k10，则，则k=10，k=16，则放弃数据帧则放弃数据帧 计算退避时间：计算退避时间：512r

38、q 几个时间几个时间 CSMA的监听时间，的监听时间，96比特时间（发送方清缓存时间）比特时间（发送方清缓存时间） CD的监听时间，的监听时间， 发现冲突，发送站发送干扰信号时间，发现冲突，发送站发送干扰信号时间，32或者或者48比特时间比特时间 干扰信号自己传播时延干扰信号自己传播时延 同时，同时，发送站进入二进制退避时间发送站进入二进制退避时间2 , 为总线最远两端单倍传播时延。2 , 为总线最远两端单倍传播时延。, 为总线最远两端单倍传播时延。29CSMA/CD q MAC帧格式帧格式q 考试重点考试重点 CD的监听时间的监听时间 发送数据的时候，一定要听，发的时间不能小于听的时间发送数

39、据的时候，一定要听，发的时间不能小于听的时间2 ,2bbFLFRLCRC,其中 为帧长，为数据速率， 为传输距离， 为信号速率。2 , 为总线最远两端单倍传播时延。前导码前导码（8个字节）个字节）目的地址目的地址（6个字节）个字节）源地址源地址（6个字节）个字节）类型类型（2个字节）个字节）数据数据（46-1500字节字节）FCS(4个字节）个字节）u 课后作业有类似的题目，请注意课后作业有类似的题目，请注意30数据链路层设备数据链路层设备 q 数据链路层设备地址都为数据链路层设备地址都为MAC，物理地址，物理地址q 网桥网桥 透明网桥透明网桥 自学习：根据自学习：根据MAC帧的源地址，填充修

40、改网桥转发表帧的源地址，填充修改网桥转发表 数据帧的转发数据帧的转发l （1）源地址与目标地址都在转发表中，而且处于同一接口中，丢弃）源地址与目标地址都在转发表中，而且处于同一接口中，丢弃l （2）源地址与目标地址都在转发表中，而且处于同一接口中，根据转发表的接口，转发源地址与目标地址都在转发表中，而且处于同一接口中，根据转发表的接口，转发l （3）目标地址不在转发表中，对除了源接口外的所有接口广播）目标地址不在转发表中，对除了源接口外的所有接口广播 防止路径不唯一性，导致的不断兜圈子的问题，采用生成树算法防止路径不唯一性，导致的不断兜圈子的问题，采用生成树算法 源路由网桥源路由网桥 采用先确

41、定路径，然后发数据的方法采用先确定路径，然后发数据的方法 路径的确定由源发送站决定路径的确定由源发送站决定 交换机交换机 多端口快速网桥多端口快速网桥 帧校验工作帧校验工作l 存储转发方式：严格检查帧存储转发方式：严格检查帧l 直连通方式：不检查数据帧直连通方式：不检查数据帧l 无碎片方式：检查最短帧长是否为无碎片方式：检查最短帧长是否为64B31典型题典型题q36.以太网交换机进行转发决策时使用的以太网交换机进行转发决策时使用的PDU地址是地址是 A目的物理地址目的物理地址 B.目的目的IP地址地址 C.源物理地址源物理地址 D.源源IP地址地址 q37.在一个采用在一个采用CSMA/CD协

42、议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率为协议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率为1Gbps，电缆，电缆中的信号传播速度是中的信号传播速度是200 000km/s。若最小数据帧长度减少。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比特，则最远的两个站点之间的距离至少需要离至少需要 A增加增加160m B.增加增加80m C.减少减少160m D.减少减少80m q47、某局域网采用、某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输速率为协议实现介质访问控制，数据传输速率为10MBPS,主机甲和主机乙主机甲和主机乙之间的距离为之间的距离为2KM，信号传播速度是

43、，信号传播速度是200 000KMS.请回答下列问题，并给出计算过程。请回答下列问题，并给出计算过程。（1）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，到两台主机）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，到两台主机均检测到冲均检测到冲突时刻止，最短需经多长时间？最长需经过多长时间？（假设主机甲和主机突时刻止，最短需经多长时间？最长需经过多长时间？（假设主机甲和主机乙发送数据过程中，其乙发送数据过程中，其他主机不发送数据）他主机不发送数据）（2）若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以大网数据锁（）若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长

44、以大网数据锁（1518字字节）向主机节）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据锁后，立即发送下一个数据锁，此乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据锁后，立即发送下一个数据锁，此时主机甲的有效数据传时主机甲的有效数据传输速率是多少？（不考虑以大网锁的前导码）输速率是多少？（不考虑以大网锁的前导码）32q两种服务两种服务 qIPIP协议协议qARP协议协议qICMP协议协议qRIP协议协议33两种服务两种服务 q 分组交换分为：数据报服务和虚电路服务分组交换分为：数据报服务和虚电路服务q 数据报服务数据报服务 面向无连接面向无连接，第，第1章的分组交换，其实是数据报服务章的分组交换，其实是数据报

45、服务 现在常用的网络层服务，因为其成本低，没有建立连接的时间现在常用的网络层服务，因为其成本低，没有建立连接的时间 但是，其数据传输过程耗时，因为需要中间设备（路由器）再处理转发但是，其数据传输过程耗时，因为需要中间设备（路由器）再处理转发q 虚电路服务虚电路服务 面向连接面向连接，在数据传输前，建立逻辑连接，让中间设备（路由器）记下源地址和虚电路，在数据传输前，建立逻辑连接，让中间设备（路由器）记下源地址和虚电路号码，以便数据到来后，直接转发号码，以便数据到来后，直接转发 现在不常用，因为其成本较高，建立连接过程较慢，在路由器处耗时现在不常用，因为其成本较高，建立连接过程较慢，在路由器处耗时

46、 但是，一旦连接建立，其数据传输过程耗时小，因为中间设备（路由器）只需根据地址但是，一旦连接建立，其数据传输过程耗时小，因为中间设备（路由器）只需根据地址和虚电路号码转发和虚电路号码转发q 网络层中的两种服务，再次说明网络层中的两种服务，再次说明每个层次为上层服务都是有两种服务每个层次为上层服务都是有两种服务的，的，一是面向无连接，一是面向连接，视具体情况而用一是面向无连接，一是面向连接，视具体情况而用34IP协议协议 q IP地址地址 IP地址出现原因地址出现原因 物理地址的不统一，是根据物理网络的技术和标准不同而不同，以太网要求物理地物理地址的不统一，是根据物理网络的技术和标准不同而不同，

47、以太网要求物理地址址48位，位，6个字段个字段 物理地址内没有网络信息，前三个字段是厂商唯一编号，后三个字段是厂商内部的物理地址内没有网络信息，前三个字段是厂商唯一编号，后三个字段是厂商内部的设备唯一编号设备唯一编号 需要一个人为的具有网络信息，能够在庞大广域网中找目标主机所处网络的网络信需要一个人为的具有网络信息，能够在庞大广域网中找目标主机所处网络的网络信息息 IP地址由地址由 网络信息字段网络信息字段 + 主机信息字主机信息字 段构成段构成 IP地址有网络信息字段，根据网络信息，找网络地址有网络信息字段，根据网络信息，找网络 找一个网络，其实就是找这个网络的代理设备（路由器），找这个设备

48、，需要主机找一个网络，其实就是找这个网络的代理设备（路由器），找这个设备，需要主机信息字段信息字段 主机信息字段如果全为主机信息字段如果全为0，为本网络的网络号码，为本网络的网络号码 主机信息字段如果全为主机信息字段如果全为1，为本网络的广播信息，为本网络的广播信息 IP地址地址32位，位，4个字段，用十进制表示。个字段，用十进制表示。IP地址是地址是IP协议的核心。协议的核心。35IP协议协议 q IP地址地址 IP地址分为地址分为有类有类与与无类无类 分类：分类：IP地址的使用者地址的使用者（该部分在三年考研中基本没有涉及）（该部分在三年考研中基本没有涉及） 大网络：大网络：A类，第一个字

49、段网络号，后三个字段为主机号，第一个字段的第一类，第一个字段网络号，后三个字段为主机号，第一个字段的第一位标示位标示0（0127，其中，其中0和和127不可用，不可用，10为私有为私有IP地址段）地址段） 中网络：中网络：B类，前两个字段网络号，后两个字段为主机号，第一字段的前两位类，前两个字段网络号，后两个字段为主机号，第一字段的前两位标示标示10（128191，其中，其中128不可用，不可用，172.16为私有为私有IP地址段）地址段） 小网络：小网络：C类，前三个字段网络号，后一个字段为主机号，第一字段的前两位类，前三个字段网络号，后一个字段为主机号，第一字段的前两位标示标示11（192

50、224，其中，其中192不可用，不可用，192.168为私有为私有IP地址段）地址段） 无类：打破类的界限，提高了无类：打破类的界限，提高了IP地址使用率，能够简化路由表内容。地址使用率，能够简化路由表内容。 如如211.69.16.4/20，标示该，标示该IP地址的前地址的前20位为网络部分，成为网络前缀表示法位为网络部分，成为网络前缀表示法 IP地址根据版本分为地址根据版本分为IPV4（32位）和位）和IPV6（128位）位）36IP协议协议 q 网络层的主要作用网络层的主要作用 （对下）（对下）决策判断作用。通过源地址网络与目标地址网络的判断，指挥数据链路层具体决策判断作用。通过源地址网

51、络与目标地址网络的判断，指挥数据链路层具体执行。执行。 在源地址：指挥数据链路层直接找目标主机或者找网关（当前网络的路由器）在源地址：指挥数据链路层直接找目标主机或者找网关（当前网络的路由器） 在路由器：通过路由表的网络判断，直接找目标主机或者找下一个路由器在路由器：通过路由表的网络判断，直接找目标主机或者找下一个路由器 （网络判断的实现）（网络判断的实现）l 体现网络构成的形式：体现网络构成的形式：子网划分和超网合并子网划分和超网合并l 体现网络构成的重要参数：体现网络构成的重要参数：子网掩码子网掩码 （分组转发的实现）（分组转发的实现）l 源主机：根据已经配置好的源主机：根据已经配置好的I

52、P地址、地址、子网掩码子网掩码和网关，进行网络判断和网关，进行网络判断l 路由器：根据路由表转发分组，路由表如何形成？路由器：根据路由表转发分组，路由表如何形成？路由协议路由协议 （对同层）（对同层）提供数据处理方式信息。如，告诉路由器该分组是否允许分段，分组如果解提供数据处理方式信息。如，告诉路由器该分组是否允许分段，分组如果解析是按照析是按照IPV4还是还是IPV6格式，分组是否生命周期已经到了，分组内的纯数据是交给传格式，分组是否生命周期已经到了，分组内的纯数据是交给传输层处理，还是交给输层处理，还是交给ICMP处理等等。处理等等。 （数据处理方式信息的提供）（数据处理方式信息的提供）I

53、P协议协议37IP协议协议 q 子网掩码子网掩码 IP地址由地址由网络部分网络部分+主机部分主机部分构成构成 源主机或路由器如何通过源主机或路由器如何通过IP地址，获取真正有用的网络部分呢？地址，获取真正有用的网络部分呢？ 应该有一个辅助的参数，应该有一个辅助的参数，该参数将网络部分保留，将无用的主机部分消除该参数将网络部分保留，将无用的主机部分消除 异或运算，该参数的位数与异或运算，该参数的位数与IP地址位数一致，其中地址位数一致，其中网络部分应该全为网络部分应该全为1，主机部分主机部分全为全为0 子网掩码体现网络的构成子网掩码体现网络的构成 如如A类网络默认子网掩码为类网络默认子网掩码为2

54、55.0.0.0 如有一个如有一个A类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为255.128.0.0，这说明该网络内又划分两个子网，这说明该网络内又划分两个子网38IP协议协议 q 子网划分子网划分 现在的子网划分都是在现在的子网划分都是在无类无类的基础上，摒弃了传统的的基础上，摒弃了传统的A、B、C类的概念类的概念 子网划分原因子网划分原因 网络内的管理方便网络内的管理方便 减少减少ARP协议协议广播的范围广播的范围 子网划分的原则子网划分的原则 在网络内部划分，即不能影响对外网络的标示。对外大网络号不变。在网络内部划分，即不能影响对外网络的标示。对外大网络号不变。 只能占用部分主机位，作为网络内

55、的划分的小网络的标示。只能占用部分主机位，作为网络内的划分的小网络的标示。 子网划分的方法子网划分的方法 设设m为本网络准备划分的网络个数，为本网络准备划分的网络个数，n为准备占用主机位的个数为准备占用主机位的个数 如，准备划分如，准备划分4个子网，则占用几个主机位？个子网，则占用几个主机位？l 2个主机位，分别标示：个主机位，分别标示：00,01,10,11 有一有一135.128.0.0/22网络，能划分几个网络，能划分几个C类网络？类网络？l 分别为：分别为：135.128.1.0/24，135.128.2.0/24，135.128.3.0/24，135.128.4.0/24l 子网划分

56、是对一个网络的细化，只能对内，而对外让使用大网络号码，即改变当前子网划分是对一个网络的细化，只能对内，而对外让使用大网络号码，即改变当前路由器的路由表，但是对别的路由器的路由表没有影响路由器的路由表，但是对别的路由器的路由表没有影响22 -2nnmm（无类）（有类）22-202=439IP协议协议 q 超网合并超网合并 超网合并是在超网合并是在无类无类的基础上。的基础上。 超网合并的原因超网合并的原因 路由表记录的冗余路由表记录的冗余 超网合并的原则超网合并的原则 在网络外部划分，即不能影响网络内部的标示。对内主机位不变。在网络外部划分，即不能影响网络内部的标示。对内主机位不变。 只能合并对外

57、的网络位，找出只能合并对外的网络位，找出最长最长网络相同位。网络相同位。 超网合并的方法超网合并的方法 从网络前缀位开始，从网络前缀位开始，从右向左，舍弃网络位从右向左，舍弃网络位，并判断合并结果是否符合当前网络个数，并判断合并结果是否符合当前网络个数 如，上表如，上表4个网络合并，从个网络合并，从24位向左，如果第位向左，如果第23位，放弃一位，这一位能表示位，放弃一位，这一位能表示2个网络，而当个网络，而当前是前是4个网络，所以再向左放弃一位，共两位，能表示个网络，所以再向左放弃一位，共两位，能表示4个网络，表示的四个网络是否就是当前个网络，表示的四个网络是否就是当前的的4个网络，若是，则

58、合并结束，若不是，则再重新合并个网络，若是，则合并结束，若不是，则再重新合并 超网合并结果的判断，是当前的超网划分的子网是否是原来的几个网络。超网合并结果的判断，是当前的超网划分的子网是否是原来的几个网络。 遇到不能合并的，即不连续网络，则放弃合并，遇到不能合并的，即不连续网络，则放弃合并，只将连续的网络合并只将连续的网络合并l 超网合并是对外网的合并，只能对外，只改变外部路由器的路由表，但是对内的路由器的路由超网合并是对外网的合并，只能对外，只改变外部路由器的路由表，但是对内的路由器的路由表没有影响，当前路由器将记录结果通过表没有影响，当前路由器将记录结果通过CIDR方式发送给其他路由器方式

59、发送给其他路由器 如上表，合并结果为如上表，合并结果为211.69.16.0/22，说明前，说明前22位这四个网络位一致，而起最长。位这四个网络位一致，而起最长。X学院到我校网络的路由记录网络号码下一路由器211.69.16.0/24（Y学院办公楼）211.69.16.1（Y学院对外路由器）211.69.17.0/24（Y学院教学楼）211.69.16.1（Y学院对外路由器）211.69.18.0/24（Y学院实验楼）211.69.16.1（Y学院对外路由器）211.69.19.0/24（Y学院家属楼）211.69.16.1（Y学院对外路由器）X学院到我校网络的路由记录（合并后的）网络号码下一

60、路由器211.69.16.0/22（Y学院）211.69.16.1（Y学院对外路由器）40IP协议协议 q 子网划分和超网合并都体现在对子网划分和超网合并都体现在对子网掩码子网掩码的设置上。的设置上。 主机上的设置：该图体现已经子网划分主机上的设置：该图体现已经子网划分 路由器上的设置：该表体现已经超网合并路由器上的设置：该表体现已经超网合并X学院到我校网络的路由记录（合并后的）网络号码下一路由器211.69.16.0/22（Y学院）211.69.16.1（Y学院对外路由器）41IP协议协议 q 分组转发过程分组转发过程 源主机处理源主机处理 将源主机的将源主机的IP地址与当前设置的子网掩码相