《计算机网络》期末复习完全手册（直接使用版）

《计算机网络》期末复习完全手册（直接使用版）第一部分：考试题型与分值分布（通用）题型题量分值主要考查范围策略选择题20-25题20-30分网络体系结构、各层协议功能、IP地址与子网划分、TCP/UDP特点、常见应用协议辨析相近概念，牢记协议名称、端口号和层次对应填空题10-15题10-15分网络名词全称、关键参数（端口号、地址长度）、算法步骤熟记常见缩写全称和标准数值判断题10题10分概念正误辨析注意细节：层次归属、协议功能等简答题4-5题20-25分分层模型、协议原理、TCP可靠传输机制、CSMA/CD、路由算法等分点作答，配图说明更佳计算/应用题2-3题15-25分子网划分与CIDR、IP数据报分片、TCP序号与确认、CRC校验、信道利用率等牢记公式，按步骤规范解答第二部分：计算机网络体系结构速查2.1OSI七层模型与TCP/IP四层模型OSI层TCP/IP层功能常见协议/设备应用层表示层应用层为用户程序提供网络服务HTTP,FTP,SMTP,DNS,DHCP会话层传输层传输层端到端的数据传输TCP,UDP网络层网际层路由选择、逻辑寻址IP,ICMP,ARP,OSPF,RIP，路由器数据链路层网络接口层相邻节点可靠传输、成帧、差错控制以太网、PPP，交换机/网桥物理层比特流传输集线器、中继器2.2协议数据单元（PDU）与各层称谓层次PDU名称应用层报文（Message）传输层报文段（Segment，TCP）/数据报（Datagram，UDP）网络层数据报（Datagram）/分组（Packet）数据链路层帧（Frame）物理层比特（Bit）2.3计算机网络分类按覆盖范围简称范围局域网LAN房间/建筑/校园城域网MAN城市广域网WAN国家/全球第三部分：物理层速查3.1通信基本概念码元：承载信息量的基本信号单位。波特率：每秒传送的码元数（Baud）。比特率：每秒传送的比特数（bps）。若一个码元携带nbit，则比特率=波特率×n。信道复用：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）。3.2奈奎斯特准则与香农定理（常考计算）奈奎斯特准则（无噪声信道）：最高码元传输速率=2WBaud，其中W为信道带宽（Hz）。

极限数据率=2Wlog2Vbps，V为信号状态数。香农定理（有噪声信道）：

极限数据率=Wlog2(1+S/N)bps。

其中S/N为信噪比，若给出分贝值：(S/N)dB=10log10(S/N)。第四部分：数据链路层速查4.1成帧与差错控制成帧：首部和尾部界定数据边界。透明传输：字节填充（转义字符）或位填充（0比特填充法：遇到5个连续的1就插入一个0）。差错检测：奇偶校验：可检测奇数个位错误。CRC循环冗余校验：模2除法，余数为0则通过。4.2流量控制与可靠传输停止-等待协议：发一帧停一帧，等确认。信道利用率低。连续ARQ协议：可连续发送多帧，接收方累积确认。可靠传输机制：确认+超时重传+序号。帧序号：停止-等待需1位（0/1交替）；连续ARQ需多位。4.3CSMA/CD协议（以太网核心）载波监听多路访问/碰撞检测。过程：先听后发、边发边听、冲突停止、退避重发。争用期：端到端往返时间2τ，即一个冲突窗口。最小帧长=2τ×数据传输速率。以太网规定最小帧长为64字节。截断二进制指数退避：碰撞后等待时间随机取0到2k-1个争用期（k=min(重传次数,10)）。4.4以太网MAC帧格式：目的地址+源地址+类型/长度+数据+CRC。MAC地址：48位，全球唯一。交换机：自学习，维护交换表（MAC地址—端口映射），可实现全双工通信，分割冲突域，但不分割广播域。第五部分：网络层速查5.1IP地址与子网划分（必考）IP地址分类（IPv4）类别首字节范围网络号位数默认掩码A1-1268(/8)B128-19116(/16)C192-22324(/24)D224-239组播E240-255保留特殊IP：网络地址：主机号全0。广播地址：主机号全1。环回地址：127.x.x.x（通常使用）。私有地址：/8，/12，/16。子网划分：子网掩码：网络位全1，主机位全0。从主机位借n位，可划分2n个子网（根据教材是否支持全0全1子网，实际可用子网数可能是2n-2或2n）。CIDR（无分类编址）：IP地址/前缀位数，如/24。5.2IP数据报格式首部固定部分为20字节。关键字段：版本（IPv4=4）、总长度、标识、标志、片偏移、TTL、协议（TCP=6，UDP=17）、首部校验和、源/目的IP地址。分片：MF=1表示后面还有分片；DF=1表示不允许分片。片偏移=本片数据起始字节/8。分片后各片数据部分长度必须是8字节的整数倍（最后一片除外）。5.3路由协议协议类型算法适用范围RIP距离向量Bellman-Ford，最大跳数15，16跳不可达小型网络OSPF链路状态Dijkstra最短路径（SPF），收敛快，支持分区域大型自治系统BGP路径向量策略路由，穿越自治系统互联网骨干5.4其他网络层协议ARP：IP→MAC地址解析（广播请求，单播响应）。ICMP：差错报告与控制（ping使用ICMP回显请求/应答）。NAT：网络地址转换，私有IP与公有IP映射。第六部分：传输层速查6.1传输层功能与端口提供端到端的逻辑通信。端口号标识进程。熟知端口：HTTP80，HTTPS443，FTP21/20，SMTP25，POP3110，DNS53，DHCP67/68。6.2UDP无连接、不可靠、面向报文。首部8字节：源端口、目的端口、长度、校验和。适用于DNS、实时音视频等。6.3TCP面向连接、可靠、全双工、字节流。三次握手建立连接：第一次：SYN=1,seq=x第二次：SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1第三次：ACK=1,seq=x+1,ack=y+1四次挥手释放连接：FIN=1,seq=uACK=1,seq=v,ack=u+1FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1ACK=1,seq=u+1,ack=w+1TCP可靠传输机制：序号、确认（累积确认）、超时重传、流量控制（滑动窗口）、拥塞控制。拥塞控制四种算法：算法行为慢启动拥塞窗口cwnd从1开始指数增长，直到阈值ssthresh拥塞避免达到ssthresh后线性增长（每个RTT加1）快重传收到3个重复ACK立即重传丢失报文段快恢复将ssthresh减半，cwnd=ssthresh，随后进入拥塞避免第七部分：应用层速查协议功能端口传输层协议HTTPWeb超文本传输80TCPHTTPSHTTP+SSL/TLS加密443TCPFTP文件传输21（控制），20（数据）TCPSMTP发送邮件25TCPPOP3接收邮件110TCPIMAP接收邮件（更丰富）143TCPDNS域名解析53UDPDHCP动态IP分配67/68UDPTelnet远程登录23TCP第八部分：高频选择题题库（50题）模块一：体系结构题号题目ABCD答案1网络层的主要功能是流量控制路由选择差错控制域名解析B2TCP/IP模型中的网际层对应OSI的应用层传输层网络层数据链路层C3集线器工作在物理层数据链路层网络层传输层A4交换机根据什么转发帧IP地址MAC地址端口号URLB5TCP/IP协议簇中，属于网络层的协议是TCPUDPIPHTTPC模块二：物理层与数据链路层题号题目ABCD答案6香农定理中，信噪比从10dB提升到20dB，容量约增加1倍2倍10倍与原来差不多C7CRC校验使用的运算是加法减法模2除法异或乘法C8CSMA/CD中的“CD”含义是载波监听冲突检测冲突避免循环冗余B9以太网最小帧长为32字节64字节128字节1500字节B10MAC地址长度是32位48位64位128位B模块三：网络层题号题目ABCD答案11IPv4地址长度是16位24位32位128位C12C类网络的默认子网掩码是55C13以下属于私有IP地址的是C14ARP协议的作用是将域名转为IP将IP转为MAC将MAC转为IP路由选择B15OSPF路由协议基于距离向量链路状态路径向量洪泛B16ping命令使用的协议是TCPUDPICMPIGMPC17将一个C类网络划分为8个子网，子网掩码为289224D18路由器工作在哪一层物理层数据链路层网络层传输层C模块四：传输层题号题目ABCD答案19TCP和UDP位于OSI的哪一层网络层传输层会话层应用层B20TCP首部不含哪个字段源端口序号生存时间TTL确认号C21三次握手中，客户端发送的第一个报文标志位是SYNACKSYN+ACKFINA22以下属于TCP拥塞控制算法的是慢启动快启动选择性重传自适应A23以下哪个协议使用UDPHTTPFTPDNSSMTPC24TCP如何实现流量控制拥塞窗口滑动窗口序号重传定时器B25TCP确认序号1000表示已收到999号字节已收到1000号字节期望接收1000号字节重传1000号C模块五：应用层题号题目ABCD答案26HTTP协议的默认端口是212580443C27用于文件传输的协议是SMTPFTPHTTPSNMPB28DNS的作用是分配IP地址域名与IP地址互转文件传输发送邮件B29发送电子邮件的协议是POP3IMAPSMTPDHCPC30HTTPS使用端口80443808021B模块六：综合题号题目ABCD答案31子网掩码40，每个子网最多可用IP数1614328B32TCP连接释放时，主动关闭方最后进入的状态是FIN_WAIT_1TIME_WAITCLOSE_WAITLAST_ACKB33IP数据报首部中用于防环路的字段是片偏移TTL标识协议B34无线局域网标准是IEEE802.3IEEE802.5IEEE802.11IEEE802.16C350比特填充法中，遇到5个连续1应填充0填充1删除0不变A36交换机分割的是冲突域广播域两者都分割两者都不分A37路由表中路由条目包含目的网络子网掩码下一跳以上都是D38UDP数据报首部中不包括源端口目的端口长度序号D39滑动窗口机制用于TCP的拥塞控制流量控制差错控制连接管理B40以太网采用的介质访问控制方法是TokenRingCSMA/CDFDMAPollingB41OSI模型中，数据加密在哪一层网络层传输层表示层会话层C42以下哪个IP地址可在公网路由D43NAT通常部署在交换机路由器集线器服务器B44HTTP协议无状态，保持状态通常使用CookieDHCPARPIPsecA45属于多播地址的是A46局域网常见的拓扑结构有总线型星型环型以上都是D47DHCP服务器主要提供域名解析动态IP地址分配邮件收发文件传输B48TCP首部中与连接建立有关的是窗口SYNFIN校验和B49IPv4地址即将耗尽，下一代IP协议是IPv5IPv6ARPICMPB50路由器工作在哪一层物理层数据链路层网络层传输层C第九部分：填空题高频考点（直接背诵）序号题目答案1OSI七层模型从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、____、会话层、表示层、应用层。传输层2TCP/IP四层模型的应用层对应OSI的____层。上三层（应用、表示、会话）3计算机网络按覆盖范围分为LAN、____、WAN。MAN4MAC地址长度为____位。485以太网最小帧长是____字节。646CSMA/CD的争用期为____倍端到端传播时延。27IP地址分为____类、B类、C类等。A8C类IP地址默认子网掩码是____。9回环地址通常是____。10将域名转换为IP地址的协议是____。DNS11HTTP默认端口____。8012FTP控制连接使用端口____。2113TCP建立连接需要____次握手。三14TCP释放连接通常需要____次挥手。四15TCP超时时，ssthresh变为当前拥塞窗口的____。一半16UDP是__连接、__可靠的传输层协议。无、不17内部网关协议如RIP、OSPF；____网关协议如BGP。外部18RIP协议最大跳数为____，16跳表示不可达。1519网络地址转换的缩写是____。NAT20交换机根据____地址进行转发。MAC第十部分：判断题速记（20题）序号题目答案1集线器分割冲突域。错（交换机才分割）2TCP提供面向连接的可靠服务。对3UDP首部包含源端口和目的端口。对4ARP请求采用广播方式，应答采用单播方式。对5IP数据报首部长度固定为20字节。错（基础20B，可扩展到60B）6DNS仅使用TCP协议。错（主要用UDP）7路由器转发分组时会改变源和目的MAC地址。对8CSMA/CD协议中，一旦检测到冲突立即停止发送。对9子网掩码的网络位全为1，主机位全为0。对10是本机环回地址。对11HTTP/1.1默认使用非持久连接。错（默认持久）1是一个公网IP地址。错（私有地址）13TCP的拥塞窗口由发送方动态调整。对14慢启动阶段拥塞窗口呈指数增长。对15RIP是一种链路状态路由协议。错（距离向量）16FTP在传输文件时使用UDP协议。错（TCP）17以太网帧的MTU通常为1500字节。对18MAC地址由32位组成。错（48位）19HTTPS使用SSL/TLS加密，端口为443。对20TCP三次握手中，确认号总是对方序号加1。对第十一部分：名词解释高频考点名词定义协议为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。三要素：语法、语义、同步。TCP/IP传输控制协议/网际协议，Internet最基本协议簇，采用四层体系结构。子网掩码32位二进制数，网络位全1、主机位全0，用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。DNS域名系统，将域名解析为IP地址的分布式数据库。CSMA/CD载波监听多路访问/碰撞检测，以太网的介质访问控制方法。ARP地址解析协议，根据IP地址获取对应的MAC地址。三次握手TCP建立连接的过程，交换三个报文同步初始序号。拥塞控制防止网络过载的机制，TCP使用慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。HTTP超文本传输协议，Web应用的核心协议，定义浏览器与服务器交互格式。CIDR无分类域间路由，采用“IP/前缀位数”方式，消除传统地址类别限制。第十二部分：简答题高频考点速记1.简述OSI七层模型各层功能。物理层：比特传输。数据链路层：成帧、差错控制、MAC寻址。网络层：路由选择、逻辑寻址。传输层：端到端可靠或尽力传输。会话层：会话管理。表示层：数据格式转换、加解密。应用层：提供网络应用服务。2.简述TCP保证可靠传输的机制。通过序号和确认实现按序接收；超时重传处理丢包；滑动窗口进行流量控制；拥塞控制（慢启动、拥塞避免等）防止网络过载；校验和用于差错检测。3.简述CSMA/CD的工作过程。先听后发：若信道空闲则发送；边发边听：发送时持续监听；冲突停止：检测到碰撞立即停止并发送强化冲突信号；退避重发：随机等待一段时间后重传。4.比较TCP与UDP的主要区别。TCP面向连接、可靠、有流量控制和拥塞控制、开销大；UDP无连接、不可靠、面向报文、开销小，适用于实时应用。5.简述ARP协议的工作过程。主机A要获取同一网络上主机B的MAC地址，广播发送包含B的IP的ARP请求；B收到后单播回应自己的MAC地址；A将映射存入ARP缓存。第十三部分：计算题示例与常用公式子网划分网络/24划分为4个子网。借2位（22=4），子网掩码为/26（92）。子网地址：,64,128,192。每个子网可用IP数：2(8-2)-2=62。信道容量带宽W=3kHz，信噪比S/N=1000（30dB），极限速率=Wlog2(1+S/N)≈3000×log2(1001)≈30kbps。往返时延与吞吐量信道带宽1Gbps，RTT=30ms，发送窗口W=1MB。

吞吐量=min(带宽，窗口/RTT)=1MB/0.03s≈33.3MB/s≈266Mbps。CSMA/CD最小帧长数据率100Mbps，网络跨距2km，传播速度2×108m/s。

τ=2000m/2×108=10μs，争用期2τ=20μs。

最小帧长=100×106bps×20×10-6s=2000bit=250字节。第十四部分：考前速记纸═══════════════════════════════════════════

计算机网络考前速记

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