计算机网络原理复习大纲

三、问答题（每题5分，共30分）（在能用图辅助表示的时候尽量加上图！）
1. 多路复用技术主要的类型和特点。

P47
（1）频分多路复用：用户在同样的时间占用不同的频率带宽
（2）时分多路复用：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度，分为时分复用和统计时分复用两种。

（3）波分复用：光的频分复用，用于光纤通信
（4）码分复用：CDMA码分多址。

2. 为何计算机网络要采用层次结构的模型？P26
分层的好处：
①各层之间是独立的。

某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。

②灵活性好。

当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。

③结构上可分割开。

各层可以采用最合适的技术来实现
④易于实现和维护。

⑤能促进标准化工作。

3.网络协议的定义、语法、语义以及作用。

P25
网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

4.面向连接的服务和无连接服务的区别和特点。

说明各自的特性及属于它们的TCP/IP协议。

①面向连接的服务使用确认技术和流量控制，以建立可靠的会话连接。

在无连接的网络服务中，增加了更多的管理开销。

无连接的服务用来传送不带确认或流量控制的数据，它被认为是不可靠的。

②面向连接的服务是按顺序，保证传输质量的，可恢复错误和流量控制的可靠的连接。

基于TCP/IP协议。

无连接服务是不按顺序，不保证传输质量的，不可恢复错误不进行流量控制的不可靠连接。

基于UDP/IP 的连接。

5.为什么TCP/IP协议建立连接时需要采用三次握手？
3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。

按照两次握手的协定，A 认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。

可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组，在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。

6.局域网有哪些特点？
A.从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：
（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。

（2）地理范围有限，用户个数有限。

通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些。

B.从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：
（1）低层协议简单
（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层
（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术
7.简述IEEE802.3标准以太网的载波侦听多路访问／冲突检测（CSMA/CD）的工作原理及冲突处理方法。

基本原理：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就发送数据，并继续监听；如果在数据发送过程中监听到了冲突，则立刻停止数据发送，等待一段随机的时间后，重新开始尝试发送数据。

（1）侦听：通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送（线路是否忙）？若“忙”则进入后述的“退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听工作。

若“闲”，则一定算法原则（“X 坚持”算法）决定如何发送。

（2）发送：当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。

（3）检测：数据发送后，也可能发生数据碰撞。

因此，要对数据边发送，边接收，以判断是否冲突了。

（参5P127图）
（4）冲突处理：
当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。

有两种冲突情况：
a 侦听中发现线路忙
b 发送过程中发现数据碰撞
c 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。

每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。

d 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次重新发送（方法同a）
8.与共享式以太网相比，为什么说交换式以太网能够提高网络的性能？
10Mbit/s 双绞线以太网采用以共享集线器为中心的星型连接方式，实际是总线型的拓扑结构。

网络中的每个节点都采用CSMA/CD 介质访问控制方法争用总线信道。

在某一时刻只能有一对用户进行通信，而交换机提供了多个通道，它允许多个用户之间同时进行数据传输，因此，它比传统的共享式集线器提供了更多的带宽
9.网络互连类型有哪几类？请举例说明。

网络互连的类型有：
局域网之间的互联（LAN-LAN）；
局域网与城域网之间的互联（LAN-MAN）；
局域网与广域网之间的互联（LAN-WAN）；
10.提高网络的性能一般方法：用网桥划分网段和用路由器划分子网，这是什么道理？请从网络互连层次的角度，说明各网络设备有的特点。

利用网桥可以分隔通信量，扩展网络的物理距离，属于数据链路层的互连。

使用路由器可以实现不同网络直接的连接，有效地阻止了广播，属于网络层的互连。

集线器（hub）与中继器（repeater）
工作于物理层，不识别设备的地址信息，不加选择地将自己收到的信息传给自己所有端口。

网桥（bridge）与二层交换机（layer-2 switch）
工作于数据链路层，根据MAC地址识别目标设备的位置，将自己收到的信息传给自己的特定端口。

路由器（router）与三层交换机（layer-3 switch）
工作于网络层，根据网络地址识别目标设备的位置，将自己收到的信息传给自己的特定端口。

11.私有IP地址网络的主机是如何通过NA T接入互联网的？
12.FTP和TFTP有什么不同？
文件传送协议 FTP 只提供文件传送的一些基本的服务，它使用 TCP 可靠的运输服务。

FTP 的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。

FTP 使用客户服务器方式。

一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。

FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

TFTP 是一个很小且易于实现的文件传送协议。

TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。

TFTP 只支持文件传输而不支持交互。

TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。

13.Telnet和FTP有什么异同点？
1 Telnet把用户计算机当成远端计算机的一台终端,用户在完成远程登录后,具有同远端计算机上的用户一样的权限。

只要权限允许，Telnet可以执行所有命令，就像本地用户一样。

2 FTP主要是进行文件传输的，只允许用户对远方计算机上的文件进行有限的操作,包括查看文件,交换文件以及改变文件目录等。

你可以ftp登入后察看帮助，ftp的命令是很有限的。

14.请比较DNS与ARP的区别？
arp是地址解释协议；
dns是域名服务；
ARP将IP解释为MAC地址，
DNS分为正向解析和反向解析
正向解析---把域名--->IP
反向解析---IP---->域名
15.HTTP与SMTP有什么异同点？
相同点：这两个协议都是从一台主机向另一台主机传送文件，HTTP从WEB服务器向WEB客户机传送文件，SMTP从一个邮件服务器向另一个邮件服务器传送文件。

持久：HTTP和SMTP都使用的持久连接
不同点：HTTP是一个拉协议，即用户使用HTTP从该服务器拉取信息。

SMTP协议是一个推协议，即发送邮件取务器把文件推向接收邮件服务器。

SMTP要求每个报文都使用7位ASCII码格式。

HTTP数据则没有这个限制。

就是如何外理一上既包含文本又包含图形的文档。

HTTP把每个对象封装到它自己的HTTP响应报文中，而因特网电子邮件则把所有报文对象放在一个报文中。

四、图解计算题（共40分）
1、对于带宽为50kHz的信道，若有4种不同的物理状态来表示数据（即码元状态数或信号编码级数为4），信噪比为20dB。

（1）按奈奎斯特定理，信道的最大传输数据速率是多少？
（2）按香农定理，信道的最大传输数据速率又是多少？
解：（1）根据奈奎斯特定理：Rmax=2*B*log2N
Rmax = 2 * 50 * log24 = 200 kb/s
（2）根据香农定理：Rmax=B*log2 (1+S/N)
∵10*log10(S/N)=20 db
∴S/N=1020/10=100
∴Rmax=50*log2(1+100) = 50*log2101 = 333 kb/s
2、给出比特流，画出不归零编码、曼彻斯特编码以及差分曼彻斯特编码的波形图。

位值（比特流）0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1
不归零（NRZ）
曼彻斯特
3、如果信息位串是1010001101，生成多项式是110101，则使用CRC技术实际传送的位串是什么？解：
信息位串：M(x)=1010001101
生成多项式：G(x)=110101
G(x)的最高次幂：r=5
M(x)+r个0：2rM(x)=101000110100000
余数：R(x)=01110（注意：r=5）
传送位串：T(x)=2rM(x)+R(x)=101000110101110
验证：
原始信息位串：M(x)=1010001101
余数（CRC校验和）：R(x)=01110
收到的信息位串：T(x)= 101000110101110
生成多项式：G(x)=110101
请问收到的信息位串有错吗？
验证：T(x)/G(x)，若接收的T(x)正确，则它肯定能被G(x)除尽。

110101011
110101101000110101110
110101
111011
110101
111010
110101
111110
110101
101111
110101
110101
110101
000000
因为T(x)/G(x)=0，所以接收的T(x)正确。

4、设收到的信息码字为110111，检查和CRC为1001，生成多项式为G(x)=x4＋x3＋1，请问收到的信息有错吗，为什么？
解：原始信息位串：M(x)= 110111
余数（CRC校验和）：R(x)=01110
收到的信息位串：T(x)= 1101111001
生成多项式：G(x)=11001
验证：T(x)/G(x)：
5、第149页例4-5、第179页习题4-41、4-42（请参考书后p382答案）。

5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？
分为ABCDE 5类;
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。

各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。

特点：（1）IP 地址是一种分等级的地址结构。

分两个等级的好处是：
第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。

这样就方便了 IP 地址的管理。

第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。

（2）实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。

这种主机称为多归属主机(multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。

(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的
41.假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N1 7 A
N2 2 B
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”“距离”）：
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

路由器B更新后的路由表如下：
N1 7 A 无新信息，不改变
N2 5 C 相同的下一跳，更新
N3 9 C 新的项目，添加进来
N6 5 C 不同的下一跳，距离更短，更新
N8 4 E 不同的下一跳，距离一样，不改变
N9 4 F 不同的下一跳，距离更大，不改变
42.假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（格式同上题）：
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现将A收到从C发来的路由信息（格式同上题）：
N1 2
N2 1
N3 3
N4 7
试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

路由器A更新后的路由表如下：
N1 3 C 不同的下一跳，距离更短，改变
N2 2 C 不同的下一跳，距离一样，不变
N3 1 F 不同的下一跳，距离更大，不改变
N4 5 G 无新信息，不改变
3、把一网络地址为202.112.10的C类网络划分为6个子网。

要求：（1）子网掩码；（2）每个子网可挂主机台数；（3）子网的内部网络地址和主机实际IP地址范围。

答：C类地址：
0 23 24 31
110 网络地址主机地址
（1）6(10)→110(2)
（2）110(2)占主机地址高位的位数x=3
（3）x=3位可能的排列组合：
2x-2=23-2=8-2=6
∵（3）中计算出的6≧（1）中的题意6(10)
∴子网号占主机地址高3位就够了，具体可用的子网号为：001、010、011、100、101、110
说明：a）因为子网号不可全0全1，所以只有6个子网号可用；
b）若计算出的排列组合小于（1）中的题意子网数，则要把（2）中的x加1。

.
（4）子网掩码：
二进制：11111111.11111111.11111111.11100000
十进制：255.255.255.224
C类地址：
0 23 xxx 1 5
110 网络地址子网号主机地址
xxx=001～110
（5）每个子网可挂主机数：
28-3-2=25-2=30台
（6）每个子网的内部网络地址：
子网号：因为：所以，每个子网的内部网络地址：
001 00100000→32 202.112.10.32
010 ********→64 202.112.10.64
011 01100000→96 202.112.10.96
100 10000000→128 202.112.10.128
101 10100000→160 202.112.10.160 110
11000000→192
202.112.10.192
（7）每个子网内部的主机实际IP 地址： 内部子网的网络地址 每个子网内部的主机地址 202.112.10.32 202.112.10.33～202.112.10.62 202.112.10.64 202.112.10.65～202.112.10.94 202.112.10.96 202.112.10.97～202.112.10.126 202.112.10.128 202.112.10.129～202.112.10.158 202.112.10.160 202.112.10.161～202.112.10.190 202.112.10.192 202.112.10.193～202.112.10.222
以下内容为补充说明，非考查内容！ 讨论一：
分析001号子网： 子网号 主机地址 ～
子网号 主机地址 001
00001 001
11110 33
62
分析002号子网：
注意：划分子网后，一些IP 地址不能用了，如： ◆ 202.112.10.1～202.112.10.31，共31个IP 地址； ◆ 202.112.10.223～202.112.10.254，共32个IP 地址； ◆ 6个子网占用6个IP 地址；
◆
其它不能用的地址：202.112.10.63、202.112.10.95、202.112.10.127、202.112.10.159、202.112.10.191，共5个IP 地址。

总的不能用的IP 地址：31+32+6+5=74 不划分子网时的主机数：28-2=254
划分子网后的主机数：254-180=74
讨论二：
利用子网掩码区分子网地址（号）和主机号：
（a ）把IP 地址202.112.10.33和子网掩码255.255.255.224转为二进制数，再把它们进行逻辑与（AND ）运算后，得子网地址（号）： 11001010.01110000.00001010.00100001 AND 11111111.11111111.11111111.11100000
11001010.01110000.00001010.00100000
把11001010.01110000.00001010.00100000转二进制数，得子网地址： 202.112.10.32；
可简称子网号为001或32。

（b ）把子网掩码255.255.255.224按位取反，再与IP 地址202.112.10.33进行逻辑与（AND ）运算后，得主机号：
子网号 主机地址 ～
子网号 主机地址 010 00001 010
11110 65
94
11001010.01110000.00001010.00100001 AND 00000000.00000000.00000000.00011111 00000000.00000000.00000000.00000001
把00000000.00000000.00000000.00000001转二进制数，得主机号：0.0.0.1。