ToA312上计算机网络的同学

1、九班的亲人： 你好！这是我自己整理的计算机网络的笔记，不权威，有需要的同学可以作为参考看一下，不能保证全部都正确，如有什么错误还请见谅，最后预祝大家期末考试顺利通过！ 你的同学：李盼盼40计算机网络期末复习资料：第一章 概述（一）名词解释：1.面向连接服务：面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。 2.无连接服务：（1）两个实体之间的通信不需要先建立好连接。 （2）是一种不可靠的服务。 这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”。 考点：面向连接服务（TCP）和无连接服务（UDP）的优点及区别，实施性：（10分左右）（1） 面

2、向连接服务：更加可靠，适合一次传输文件较大的情况；（2） 无连接服务：适合交互式场合，下载数据量小的情况，在网站可信的情况下， 为加快传输速率可以使用。3. ADSL：非对称数字用户线，是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输 服务的技术。4.分组交换网：（80%为计算题）（1）分组交换的原理：1 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。2 每一个数据段前面添加上首部构成分组。3 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端 在左边）。4 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。5 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。（2） 分

3、组交换的优点： 高效 灵活 迅速 可靠5.协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议(network protocol)， 简称为协议。（1）网络协议的组成要素：语法，语义和同步。6.体系结构：（顺序，每层的名字，每层实现的功能）（1）计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络的体系结构。（2）计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。（2） 网络的组成：网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。网络中的结点可以是计算机、集成器、交换机、或路由器等。（三）网络的分类：分类1：按规模大小和地域范围 局域网（LAN） 广域网（WAN） 城域网（MAN）

4、 子网分类2：按拓扑结构 总线 星形 环状 网状分类3：按交换功能 电路交换 报文交换 分组交换 组合交换分类4：从网络的使用者进行分类 公用网 专用网 （四）性能指标（宽带、延迟值）：1.带宽：“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫 等）。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特 每秒”，或 b/s (bit/s)。 2.时延：（1）发送时延（传输时延 ）：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。（2）信道带宽：数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。发送时延 = 数据块长度（比特）信道带宽

5、（比特/秒）（3）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。 信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。 =传播时延 = 信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）（4）处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。 处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。 有时可用排队时延作为处理时延。总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延（5） 总时延：（5） OSL和TCP/IP两大体系结构对比：（六）数据的传输过程：（每一层的单位名称不同）第2章 物理层（最多2分）

6、1.物理层的功能，复用技术有哪些？第三章 数据链路层（必考章节）（一）名词1.VLAN：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。虚拟局 域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。 2.CSMA/CD：载波侦（监）听多路访问/冲突（碰撞）检测。过程分为两步：（1）载波监听：发送前先监听；在发送数据之前先检测一下总线上是否有其他站在发送数据， 如果有，则暂时不发送，等待信道空闲再发送。（2）碰撞检测：边发送边监听；适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况，以 便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。如果发生了冲突，适配 器立即停止发

7、送数据。3.帧：在数据和数字通信中，按某一标准预先确定的若干比特或字段组成的特定的信息结构。（二）帧的结构：（不用背，但得理解其含义，会做题，三个例子中MAC和PPP为重点）1.以太网的MAC帧： 2. HDLC 的帧结构：（已被淘汰）HDLC (High-level Data Link Control)，译为高级数据链路控制 3.PPP 协议的帧格式：（家庭上网）点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol) P73 （3） CRC检验（例题与作业）：循环冗余检验CRC（Cyclic Redundancy Check）。1. 检验的原理：（计算的重要依据）（1） 发送

8、端： 1 初始化FCS为0，零的个数为G（x）的最高次幂；2 初始化后做除法；3 用上一步所得的R（x）代替被初始化为零的FCS，再进行零填充（即在连续出现的 五个1后面加0），即位发送端发送的比特序列。（2） 接收端：1 先进行零填充的去零步骤；2 做除法；3 R（x）=0，传输的数据正确；R（x） 0，传输的数据错误。注意：做除法时用的是异或运算。2. 例题：若采用生成多项式G(X)= X4+X+1，信息位为11111001产生循环冗余位，加在信息位后面形成码字，在经零比特填充后从左至右发送，则发送时的比特序列为（ ）；若接收到码字为110000110101的比特序列，则通过CRC校验，是

9、否出错？第一问： 解：（1）初始化FCS，因为G（x）的最高幂次为4，所以FCS=0000，故M（x）=111110010000，（2） 做除法： （3）由2得余数R（x）=1110，得到新的M（x）=111110011110，进行零填充得 1111100011110，故发送时的比特序列为零填充后的结果： 1111100011110。第二问： 解：（1）这一段码中没有出现连续的五个1，所以不用进行去零步骤，即M（x） =110000110101；（2） 做除法： （3） 由2得R（x）=1001，不为零，所以出错。3. 作业题：7，8，10/P105（1）第七题：要发送的数据为11010110

10、11，采用CRC的生成多项式是，试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？ 答：添加的检验序列为1110 （11010110110000 除以10011） 数据在传输过程中最后一个1 变成了0，11010110101110 除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1 都变成了0，11010110001110 除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。 （2）第八题：要发送的数据为10

11、1110。采用CRC 的生成多项式是P(X)=X3+1。试求应添加在数据后面的余数。解：余数是011。 （3） 第十题：PPP 协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP 帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？ 答：第一个比特串：经过零比特填充后编程011011111011111000（加上下划线的0 是填充的）。另一个比特串：删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110（连字符表示删除了0）。（四）零比特填充法： 1.

12、在发送端，当一串比特流数据中有 5 个连续 1 时，就立即填入一个 0。 2. 在接收帧，先找到 F 字段以确定帧的边界。接着再对比特流进行扫描。每当发现 5 个 连续 1 时，就将其后的一个 0 删除，以还原成原来的比特流。（5） 流量控制（三种方法及优缺点）：1.停止等待协议（超时重传） 优点：比较简单 。 缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没有被数据比特填满。2. 连续 ARQ 协议 又称退后n帧协议（Go-back-N ARQ） 优点：因连续发送数据帧，提高了信道的利用率。 缺点：在重传时又必须把原来已发送正确的数据帧进行重传（仅因这些数据帧的前面有 一个数据帧出了错），

13、这种做法使传送效率降低。3. 选择重传 ARQ协议（ARQ为自动请求） 优点：可加大接收窗口，先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。等 到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。 选择重传 ARQ 协议可避免重复传送那些本来已经正确到达接收端的数据帧。 缺点：所需缓存空间大。（6） 网桥与交换机的功能 1.网桥：两个口的交换机 功能：（1）地址学习的过程形成地址映射表 （2）转发决策（丢弃、转发） 2.交换机（多端口网桥）的功能：包含了网桥的功能，和（3）独占传输媒体的带宽 （1）当传输速率为100M时， 对于共享式以太网： 1 2 Hub 3 4 整个的传输速率为100M； 对于

14、交换式以太网：Switch 整个的传输速率为200M。（成对）（七）802.3的核心技术即为：以太网的核心技术：CSMA/CD 1.局域网的数据链路层： IEEE802： 应用层高层 传输层以上LLC层数据链路层MAC层物理层（八）VLAN： 1.设VLAN时，不能设为VLAN1，除了1，其他的都行。第四章 网络层（必考内容，约占60%70%）一网络层的功能： 1.IPv4地址分类，子网掩码 子网划分；超网（汇聚/聚合）（出计算题，大题，20分左右） 2.IP数据报的语法结构 3.分片与重组的功能（计算题） 4.路由选择：路由器，路由表 5.IP层的服务协议（ARP,ICMP） 6.IPv6

15、7.NAP（网络地址转换）2 分类的IP地址： 例：（1）10.12.1.25 32位的二进制数，这种表示方法称为“点分十进制表示”。 （2）给路由器分配IP： R-G ip address 192.168.1.1空格255.255.255.0回车1.IP地址的分类： （1）A类举例：10.12.1.25 由此地址可以看出它是属于哪一类，网络地址是多少，只需展开第一个字节（前八位） 即可：第一位为0，故为A类； 因为A类中前八位是网络号，故此IP的网络地址 为：10.0.0.0 （2）B类举例：160.1.2.4 160=10100000 前几位为10，故为B类；B类中前16为网络号，故此IP

16、的网络地 址为：160.1.0.0 2.IPv4报文类型： （1）单播（点播） （2）组播（多播） （3）广播 3.分配地址时，主机号不能全为0或全为1 （1）主机号全为0时为网络地址 （2）主机号全为1时为广播地址 4.子网掩码： （1）32位的二进制数 （2）点分十进制表示方法 （3）通常是连续的“1”加连续的“0” （4）一定是对应IP地址的 （5）“1”对应IP地址的网络号和子网号部分，“0”对应IP地址的主机号部分。例：A类地址10.1.2.3的子网掩码为：255.0.0.0 5.例： 10.17.5.224 IP地址 255.255.0.0 子网掩码 10.17.0.254 网关（

17、相邻路由器的IP） 6.子网的划分： （1）划分3个子网，需借2位二进制数 例：网关为255.0.0.0 划分三个子网为：255.11000000.0.0；即255.192.0.0 （2）划分30个子网，需借5位二进制数 如上例，划分30个子网为：255.11111000.0.0；即255.248.0.0 7.注意：划分子网时 个数为2n （n为主机号中连续1的个数） 算主机个数 个数为2n-2 （n为主机号中0的个数） 三. 考试题解析：（一）设某公司将申请的网络地址为202.118.250.0划分出3个子网，每个子 网至少可容纳50台主机，据此回答下列问题：1.该公司申请到的网络地址属于哪

18、一类？（2分）2请为该公司设置子网掩码。（2分）3.写出每一子网可以分配的IP地址范围（6分）4.组建好网络后，如果有一台主机的IP地址为202.118.250.140，写出该子网的子网地址和子网的广播地址、主机地址。（6分）5.如果采用202.118.250.0/28方案，该公司的网络最多可以有多少个子网，每个子网最多容纳多少台主机？（4分） 解： 1. 将202分解成二进制数为：11001010，前三位为110，故为C类 2. 因为要划分3个子网，所以要借两位，所以子网掩码为：255.255.255.11000000，即： 255.255.255.192 3. 地址分配有四种情况：202.

19、118.250.00*；取其中任意三种都可以，这里取前三种， 01* 10* 11* 以上四种情况中的六个星号（*）的范围为：000001111110，所以三个子网的 IP地址范围为：1 子网1：202.118.250.1202.118.250.622 子网2：202.118.250.65202.118.250.1263 子网3：202.118.250.129202.118.250.190 4. 202.118.250.140=202.118.250.10001100 ，子网掩码需要借两位，故为： 202.118.250.11000000 所以 子网掩码为：250.250.250.192 子网

20、地址为：202.118.250.10000000=202.118.250.128 （主机号均为0） 子网广播地址为：202.118.250.10111111=202.118.250.191 （主机号均为1） 主机地址为：202.118.250.140；也可以说12号机（因为140=10001100,后六位 为主机号）5. 202.118.250.0/28：表示有28个1. 因为是C类地址，故出去子网掩码中的24个1，还剩下4个1，所以子网的个数为 24=16 （其中的4代表主机号中1的个数）；主机的台数为24-2=14（其中的4代表主机号中 0的个数）（二）某中学教育网的网络地址为172.23

21、.0.0，计划为下属五个学区规划子 网，据此回答下列问题：1. 该教育网申请到的网络地址属于哪一类？（2分）2. 请为该教育网规划子网（写出每学区可以分配的IP地址范围和所设的子网掩码）。（8分）3. 如果某一学区有一台计算机的IP地址为172.23.65.3，写出该学区子网的子网地址、广播地址。（4分）4. 如果上题中该学区现有计算机2300台，在现有条件下，该学区所规划的子网最多还可以增加多少台计算机？（2分）5. 如果采用172.23.0.0/22方案，该中学教育网的网络最多可以有多少个子网，每个子网最多容纳多少台计算机？（4分）解：1. 172=10101100B，前两位为10，故为B

22、类。2. 划分为5个区，故借3为，子网掩码为255.255.11100000.0=255.255.224.0. 借3为功能构成八个子网：172.23.（000/001/010/011/100/101/110/111）00000.0 选择其中的前五个计算IP地址范围：1 子网1：172.23.0.1172.23.31.2542 子网2：172.23.32.1172.23.63.2543 子网3：172.23.64.1172.23.95.2544 子网4：172.23.96.1172.23.127.2545 子网5：172.23.128.1172.23.159.254 3. 172.23.65.3

23、=172.23.01000001.00000011子网掩码为：255.255.11100000.00000000 所以子网地址为172.23.01000000.0=172.23.64.0 （主机号全为0） 广播地址为172.23.01011111.255=172.23.95.255 （主机号全为1）4. 2（5+8）-2-2300=8190-2300=58905. 22：有22个1；B类中占了16个1，剩下6个1，故有 子网的个数为：26=64， 主机的个数为：210-2=1022 （三）如果将59.67.59.12825划分3个子网，其中第一个子网能容纳60台主机，另外两 个子网分别能容纳2

24、5台主机，请写出子网掩码及可用的IP地址段（12分）（注：请按子 网序号顺序分配网络地址） 解：59.67.59.12825：代表25个1，且前25为不动，59.67.59.10000000 1.第一个子网：要容纳60台主机，故在剩下的7位中借1位。 59.67.59.1 0（000001-111110） 1（000001-111110）所以子网1：子网掩码为255.255.255.11000000=255.255.255.192 地址范围为59.67.59.12959.67.59.190 2.第二个子网：要容纳25台主机，故在剩下的6位中再借1位。 59.67.59.11 0（00001-1

25、1110） 1（00001-11110） 所以子网2：子网掩码为255.255.255.11100000=255.255.255.224 地址范围为59.67.59.19359.67.59.222 3.第三个子网：要容纳25台主机，故使用第二个子网中的第二部分地址。 所以子网2：子网掩码为255.255.255.11100000=255.255.255.224 地址范围为59.67.59.22559.67.59.254 （四）某个单位申请了一个C类网络200.1.1.0。该单位有4个部门，主机数分别是：A部 门有72台、B部门有35台、C部门有20台、D部门有18台，考虑划分子网。（要求各 部

26、门的主机号是连续的） （1）给出一个可行的子网划分及其子网掩码。(16分) （2）如果部门D的主机数目增长到34台，该方案还可行吗？该怎么办？(3分)解： （1）参照第三题分析方法：（按照台数由多到少的顺序进行分配） A部门：子网掩码为255.255.255.128 地址范围为200.1.1.1200.1.1.126 B部门：子网掩码为255.255.255.192 地址范围为200.1.1.129200.1.1.190 C部门：子网掩码为255.255.255.224 地址范围为200.1.1.193200.1.1.222 D部门：子网掩码为255.255.255.224 地址范围为200.

27、1.1.225200.1.1.254 （2）方案不再可行，需从A的地址中分出一部分给C。 A部门：要容纳72台主机 200.1.1. 0（0000001-1111110） 1（0000001-1111110） 所以 子网掩码为255.255.255.128 地址范围为200.1.1.31200.1.1.126（借给C 30个） B部门：要容纳35台主机 200.1.1.1 0（000001-111110） 1（000001-111110） 所以 子网掩码为255.255.255.192 地址范围为200.1.1.129200.1.1.190 D部门：要容纳34台主机，故使用B部门的第二部分地址

28、 所以 子网掩码为255.255.255.192 地址范围为200.1.1.193200.1.1.254 C部门：要容纳20台主机，故需借用8-5=3位即可 所以 子网掩码为255.255.255.224 （此处注意子网掩码的计算） 地址范围从A中借用30个（前30个和后三十个都可以）即可，为200.1.1.1 200.1.1.30 四、IP数据报的语法结构：P122 1.首部中包含的内容： 例：首部长度为0110，则共有（0110）*4字节=24个字节2. 第三行： 由首部检验和可以体现出IP协议的性质：IP协议是无连接服务。（这种服务实施性较 好）3.第四、五行：源地址和目的地址不能变。4

29、.第二行：片偏移 例：给长度为2000字节的IP分片如下：48048048048080片偏移： 0480/8=60 480*2/8=120 480*3/8=180 480*4/8=240 五、分片/重组： 1、为什么分片？H：头IPT：尾=1500字节（MTU值） 即：不同的网络，最大传输单位值不同。 2、谁来分片重组？（发送端和路由器进行分片；接收端进行重组）1 标志字段中间的一位：DF=0，分片；DF=1，不分片；2 标志字段中的最低位：MF=0，最后一片；MF=1，不是最后一片。 3、分片的原则：1 片数最少；2 每一片要满足小于MTU值； （IP报文（H+D）250，共有子网数=28=

30、25616，能满足实际需求。 故从256个子网中任意选出十六个即可：地点： 子网号（subnet-id） 子网网络号主机IP 的最小值和最大值1：00000001 129.250.1.0 129.250.1.1-129.250.1.2542：00000010 129.250.2.0 129.250.2.1-129.250.2.2543：00000011 129.250.3.0 129.250.3.1-129.250.3.2544：00000100 129.250.4.0 129.250.4.1-129.250.4.2545：00000101 129.250.5.0 129.250.5.1-12

31、9.250.5.2546：00000110 129.250.6.0 129.250.6.1-129.250.6.2547：00000111 129.250.7.0 129.250.7.1-129.250.7.2548：00001000 129.250.8.0 129.250.8.1-129.250.8.2549：00001001 129.250.9.0 129.250.9.1-129.250.9.25410： 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1-129.250.10.25411： 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1-129.2

32、50.11.25412： 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1-129.250.12.25413： 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1-129.250.13.25414： 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1-129.250.14.25415： 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1-129.250.15.25416： 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1-129.250.16.2544-29/P177、一个自治系统有5 个局域网，其连

33、接图如图4-55 示。LAN2 至LAN5 上的 主机数分别为：91，150，3 和15.该自治系统分配到的IP 地址块为 30.138.118/23.试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。（图4-55 习题4-29 的图）分析：由图可知，LAN3为150台，LAN2为91台，LAN5为15台，LAN4为3台，LAN1 为3个IP。解：30.138.118.0/23展开为： 30.138.01110110.00000000 前23位保持不变后九位为主机号 地址分配如下：30.138.01110110. 0 0000000（150台） 1 0 （91台） 1 00 （15台） 01 （3台）

34、10 （3台） 11 （预留）1 150台：留8位，借一位，故地址块为：30.138.118.0/24；子网掩码为：255.255.255.02 91台：留7位，借两位，故地址块为：30.138.119.0/253 15台：留5位，借四位，（按照顺序往下分配），故地址块为：30.138.119.128/274 3台：同上，进行分配即可，地址块为：30.138.119.160/275 3台：同上，进行分配即可，地址块为：30.138.119.192/27 4-30/P178、一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是 192.77.33/24。公司的网络布局如图4-56。总部共有

35、五个局域网，其中LAN1 LAN4 都连接到路由器R1上，R1 再通过LAN5 与路由其R5相连。R5 和 远地的三个部门的局域网LAN6LAN8通过广域网相连。每个局域网旁边标 明的数字是局域网上主机数。试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。 （图4-56 习题4-30 的图） 分析：由图可知，按从大到小的顺序，各个网络的主机数为：LAN1为50台，LAN3为30 台，LAN8为25台，LAN6为20台，LAN7为20台，LAN2为10台，LAN4为10 台，LAN5为4台，WAN1为2个IP，WAN2为2个IP，WAN3为2个IP。解：192.77.33.0/24展开为：192.77.33

36、.00000000 前24为不变最高位50台，故留六位，借两位，如下：192.77.33.00 （分给50台） 地址块为：192.77.33.0/26 01 0 （分给30台） 地址块为：192.77.33.64/27 1 （分给25台） 地址块为：192.77.33.96/27 10 0 （分给20台） 地址块为：192.77.33.128/27 1 （分给20台） 地址块为：192.77.33.160/27 11 00 （分给10台） 地址块为：192.77.33.192/28 01 （分给10台） 地址块为：192.77.33.208/28 10 0 （分给4台） 地址块为：192.77

37、.33.224/29 1（分给2台） 地址块为：192.77.33.232/29 11 0（分给2台） 地址块为：192.77.33.240/29 1（分给2台） 地址块为：192.77.33.248/294-17/P176、一个3200 位长的TCP 报文传到IP 层，加上160 位的首部后成为数据报。下面 的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据 帧中的数据部分只有1200 位。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局 域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数 据）？ 分析：括号中的文字说明，将数据链路层中的4字节的H和4

38、字节的T忽略不计。3200位 TCP H其中的D为3200位D IPHHDT 数据链路层 （帧）1200bit 答案：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片 的数据部分1200-160(bit)，由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据 片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个 局域网向上传送的比特数等于（3200+4160），共3840bit。4-26/P177、有如下的四个/24 地址块，试进行最大可能的聚合。212.56.132.0/24212.56.133.0/24212.56.134.0/24212.56.135.0/24 答：212=（11010100）2，56=（00111000）2132=（10000100）2，133=（10000101）2134=（10000110）2，135=（10000111）2所以共同的前缀有22 位，即11010100 00111000 100001，聚合的CIDR 地址块是：212.56.132.0/22