计算机网络考点复习（谢希仁版）

标签：复习希仁主机考点发送地址路由器数据字节

第一章：计算机网络概述考点

1：试简述分组交换的要点。

解析：

分组交换采用了存储转发技术。把报文等分成若干数据段，每个数据段加入控制信息组成的首部，构成若干分组。分组首部包含了目的地址和原地址等重要控制信息，每个分组可以在互联网中独立地选择传输路径。

2：试从多个方面比较电路交换，报文交换和分组交换的主要优缺点。

解析：

（1）电路交换：需要事先建立连接，分配资源，资源利用率相对较低，延迟低，但是可靠性高，不适合突发数据传输。

（2）报文交换：无须预约传输带宽，配置灵活，延时较高，可靠性一般。

（3）分组交换：分组存储转发数据，灵活迅速，资源利用率高，延时较高，可靠性高。

3：因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？

解析：

边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。

核心部分：由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换，核心工作是存储转发。

4：收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2× $10^{8}$ m/s 。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1）数据长度为 $10^{7}$ bit，数据发送速率为100kb/s。

（2）数据长度为 $10^{3}$ bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解析：

发送时延 = 数据长度 / 数据发送率
传播时延 = 传输距离 / 传播速率

（1）发送时延：ts= $10^{7}$ / $10^{5}$ = 100s

传播时延：tp= $10^{6}$ / ( 2× $10^{8}$ ) = 0.005s

（2）发送时延ts = $10^{3}$ / $10^{9}$ =1µs

传播时延：tp=tp= $10^{6}$ / ( 2× $10^{8}$ ) = 0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

5：长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共18字节。试求数据的传输效率。

数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？

（1）长度为100字节时：100/（100+20+20+18）=63.3%

（2）长度为1000字节时：1000/（1000+20+20+18）=94.5%

6：网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

解析：

（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。

7：计算机通信的方式主要有哪些？

（1）客户服务器方式

客户/服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

在这种方式中，主机被分为两类：

客户端（主机A）：请求服务的一方
服务端（主机B）：提供服务的一方

（2）对等连接方式

在对等连接方式下，不再像客户-服务器方式一样，区分客户端和服务端，主机和主机之间可以平等的连接通信。（对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。）

8：按照范围将网络划分为哪几个种类？

记住这里的大小排序：WAN > MAN > LAN > PAN

9：计算机网络中的有哪些常用性能指标？

10：计算机网络协议为什么要分层？

因为针对于不同业务，分层可以很好的做好封装，每个模块之间就无需关心其他模块的业务是什么，怎么实现其他的业务，只需要关注自身即可。

优点：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护能促进标准化工作。

缺点：有些功能会重复出现，因而产生了额外开销。

11：五层协议中各层的主要功能是什么？

第二章：物理层考点

1：物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？

解决的问题：

确定传输媒体接口的有关特性，比如机械特性，电气特性等
如何传输数据流
屏蔽传输媒体和通信手段的差异
在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路

主要特点：

传输媒介多样
透明传输
比特同步

2：物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含些什么内容？

机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。

过程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

3：数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

数据在信道中的传输速率受到带宽和信噪比等因素的限制。
信噪比不能任意提高。
香农公式的意义:只要信息传送速率低于信道的极限信息传输速率,就一定存在某种办法来实现无差错的传输。
比特/s是信息传输速率的单位码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。

4：用香农公式计算一下，假定`信道带宽`为3100Hz，`最大信道传输`速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加60%，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加20%？

（1）由公式得：35000b/s=3100 * log2(1+S/N)

S/N= $2^{350 / 31}$ -1 ≈ 2503

如果信道传输速率增加60%，则改变后的速率为：35Kb/s * (1+0.6)=56Kb/s

此时 S/N'= $2 ^{560 / 31}$ / 31 -1 ≈ 274133

所以此时信噪比S/N的应该增大( $2 ^{560 / 31}$ -1) / (2 $2^{35000 / 31}$ -1) ≈ 109倍

（2）在原来的基础上提升十倍S/N可得

C’=3100 * log2(1+10 * $2^{ 560 / 31}$ ) ≈ 66297 bit/s

C’/56Kb/s = 118%

此时信息速率只能提升18%

所以不能

注意：信道传输速率中的1k = 1000 ≠ 1024

5：为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？

为了通过共享信道,最大限度提高信道利用率。

频分、时分、码分、波分。

6：码分复用应用举例：

共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为

A：（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）

B：（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）

C：（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）

D：（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）

现收到这样的码片序列S：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。

问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？

把所有的码片序列和S进行向量积的操作，其结果在除以码片序列的位数，这里就是8。

得到的结果为1表示发送的数据是1
得到的结果为-1表示发送的数据是0
得到的结果为0表示没有发送数据
S•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A发送1
S•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B发送0
S•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C无发送
S•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D发送1

7：单工通道，半双工通道和全双工通道的不同点是什么？

8：双绞线，同轴电缆，光缆三者分别有哪些特点？

9：什么是电磁波的多径效应？

基站发出的信号可以经过多个障碍物的数次反射，从多条路径、按不同时间等到达接收方。多条路径的信号叠加后一般都会产生很大的失真，这就是所谓的多径效应。

第三章：数据链路层

1：数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。

（1）功能：

链路管理
帧界定
流量控制
封装成帧
差错检测
透明传输

（2）优缺点：

优点是：可靠性高，数据安全，能够自动重传

缺点是：增加了额外开销，复杂度大大增加，传输效率降低

2：网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?

作用：

进行数据串行传输和并行传输的转换
实现以太网协议

网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）

3：PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？

① 简单、封装成帧、透明性、支持多种网络层协议、支持多种类型链路;

② 因为帧编号是为了出错的时候可以有效重传，而PPP并不需要实现可靠传输。

③ 适用于线路质量不太差的情况。

④ PPP 协议只保证传输内容无差错，由于没有编号和确认机制，所以不保证帧丢失，帧失序等问题。

4：CRC循环校验码：

要发送的数据为 1101011011。采用 CRC 的生成多项式是P(X)= $X^{4}$ + X+1。试求应添加在数据后面的余数。

若要发送的数据在传输过程中最后一个 1变成了 0，即变成了 1101011010，问接收端能否发现？

若要发送的数据在传输过程中最后两个 1都变成了 0，即变成了 1101011000，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？

现在除数是5位，因此在数据后面添加 4个0就得出被除数

除法运算得出的余数 R就是应当添加在数据后面的检验序列：CRC=1110。最终发送的数据为1101011011 1110。

现在要发送的数据在传输过程中最后一个1变成了 0，即1101011010。把检验序列 1110接在数据 1101011010 的后面，下一步就是进行 CRC 检验

若要发送的数据在传输过程中最后两个 1都变成了 0，即 1101011000。把检验序列 1110接在数据 1101011000 的后面，下一步就是进行 CRC 检验

可看出，余数位不为零，因此判定所接收的数据有差错。可见，这里的 CRC检验可以发现这个差错。

现在余数R不为零，因此判定所接收的数据有差错。可见，这里的 CRC检验可以发现这个差错。

采用 CRC 检验后，缺重传机制，接收端不能发现，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

5：PPP协议的零比特填充：

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？

0110111111111100零比特填充后：011011111011111000

0001110111110111110110删除零比特后：00011101111111111110

6：试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。

“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s
“BASE”表示电缆上的信号是基带信号
“T”代表双绞线星形网

7：有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。

（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；

（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；

（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。

集线器的用户共享平分集线器带宽，交换机的用户分别独享交换机带宽。

（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：10 / 10 = 1Mb/s

（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器：100 / 10 = 10 Mb/s

（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机：10Mb/s

8：某学院的以太网交换机有三个接口分别和学院三个系的以太网相连，另外三个接口分别和电子邮件服务器、万维网服务器以及一个连接互联网的路由器相连。图中的A,B和C都是100Mbit/s以太网交换机。假定所有的链路的速率都是100Mbit/s，并且图中的9台主机中的任何一个都可以和任何–个服务器或主机通信。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么?

因为通过交换机连接的局域网内主机可以并行发送数据，所以9台主机的吞吐量为900M，两个服务器吞吐量为200M，所以总吞吐量为1100M。

假定所有链路的速率仍然为100 Mbit/s，但三个系的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么?

如果把三台交换机换成集线器，由于集线器是总线型，同一集线器下同一时刻只能一台设备发送数据，所以图中9台主机其实只有三台在发送，吞吐量是300M，两个服务器吞吐量是200M，所以吞吐总量是500M。

所有链路的速率仍然为100 Mbit/s，但所有的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么?

一个网络中无论其中有多少台主机或者服务器,如果全部接在一个集线器上,那么该网络的最大总的吞吐量就是这个集线器的最大值，即100M。

总结：交换机的吞吐量可以相加，集线器吞吐量固定最大。

补充：对于交换机来说，一个端口 = 一个冲突域

9：以太网交换机有6个接口，分别接到5台主机和一个路由器。在下面的表中的“动作”一栏中，表示先后发送了4个帧。假定在开始的时候，以太网交换机的交换表是空的，试把表中的其他栏目都填写完。

9：计算机网络各层其数据单元分别叫什么？具有什么样的结构？

传送的协议数据单元是PDU，指的是在计算机网络中，各层协议对数据进行封装所生成的数据包。在不同的协议层次，PDU具有不同的名称和结构。

物理层：比特（bit），物理层的PDU是指数据的最基本单位，即0和1。
数据链路层：帧（frame），数据链路层将网络层的数据包封装成帧，帧包含了源MAC地址、目的MAC地址、数据和校验信息。
网络层：数据包（packet），网络层将传输层的数据段封装成数据包，包含了源IP地址、目的IP地址、数据和其他控制信息。
传输层：段（segment），传输层将应用层的数据封装成段，包含了源端口、目的端口、数据和其他控制信息。在TCP协议中，PDU被称为TCP段；在UDP协议中，PDU被称为UDP数据报。
应用层：消息（message），应用层的PDU是指应用程序之间交换的数据，如HTTP请求、响应等。

10：局域网具有哪些特点？具有哪些优点和结构？使用什么传输媒体？

一个局域网就是一个广播域。

11：CSMA/CD 协议通过哪三个主要步骤进行工作？

CSMA/CD全称：载波监听多点接入 / 碰撞检测

多点接入：说明这是总线型网络。许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
载波监听：即“边发送边监听”。不管在想要发送数据之前，还是在发送数据之中，每个站都必须不停地检测信道。
碰撞检测：适配器边发送数据，边检测信道上的信号电压的变化情况。电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞（或冲突）。

在CSMA/CD协议下，一旦发送端检测到了碰撞，做如下事情：

适配器立即停止发送。
等待一段随机时间后再次发送。

12：集线器具有哪些特点？

集线器的特点：

使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。
很像一个多接口的转发器，工作在物理层。
采用了专门芯片，进行自适应串音回波抵消，减少了近端串音。
物理上星型结构，实际上是总线型

13: 简要介绍PPP的帧格式：

PPP 是面向字节的，所有的 PPP 帧的长度都是整数字节。

14：什么是碰撞域，碰撞域具有哪些特点以及优缺点？

15：以太网交换机中交换表为什么要设置有效时间？

考虑到可能有时要在交换机的接口更换主机，或者主机要更换其网络适配器，这就需要更改交换表中的项目。为此，在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目就自动被删除。

16：数据链路层的三个基本问题是那三个？

封装成帧：用于将接收到的比特流划分为若干个数据帧
透明传输：忽略控制信息中的部分值而不影响数据的正确传输
差错检测：检测数据传输过程中是否发生错误

第四章：网络层

1：网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。

网络层向上提供的两种服务是面向连接的服务（虚电路服务）和无连接的服务（数据报服务）。

面向连接服务的可靠性高，但是需要额外的开销来建立和维护连接，会增加延迟和网络资源的消耗。无连接服务的网络开销相对比较低，适合对于实时性要求比较高的服务，但是不能保证数据的可靠性和顺序性。

补充：虚电路只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，并不是真正建立了一条物理连接。

2：作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？

解析：

转发器在物理层使用
网桥在数据链路层使用
路由器在网络层使用
网关在网络层之上使用

3：说明IP地址和MAC地址的区别。并说明为什么要使用这两种不同的地址？

MAC地址是数据链路层和物理层使用的地址，是一种物理地址，MAC 地址则放在 MAC 帧的首部；而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，IP 地址则放在 IP数据报的首部。

使用不同的 MAC 地址。MAC 地址之间的转换非常复杂。IP 编址可以让连接到互联网的主机只需各自拥有一个唯一的 IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便。

3：设某路由器建立了如下转发表，现共收到5个分组,其目的地址分别为:

(1)128.96.39.10(2)128,96.40.12(3)128.96.40.151

(4)192,4.153.17(5)192.4.153.90

试分别计算其下一跳。

(1)路由器收到的分组的目的地址D1= 128.96.39.10。检查转发表的第2行。

所得结果匹配，故选择下一跳为接口m0。

(2)路由器收到的分组的目的地址D2= 128.96.40.12。检查转发表的第4行。

所得结果匹配，故选择下一跳为R2。

3和4类似，节省篇幅就不写了。

(5)路由器收到的分组的目的地址D4= 192.4.153.90。检查转发表的第3行。

所得结果不匹配。再试其他行，都不匹配。故选择下一跳为默认接口 R4。

4：某单位分配到一个地址块129.250/16。该单位有4000台计算机，平均分布在16个不同的地点。试给每一个地点分配一个地址块，并算出每个地址块中IP地址的最小值和最大值。

首先我们需要知道网络的地址分为两块：

网络号

地址号

总共32位，网络号和地址号的关系就类似专业和班级的关系，一个网络号标识一个网络。

4000台计算机平均分布在16个不同的地点，每个地点有250台计算机。由于28 = 256 > 250,因此，主机号有8位就够了。这样，网络前缀可以选用32 - 8 = 24位。

网络号 (24位)

地址号(8位)

根据题意，这里的分配到的地址块是129.250/16，也就是说网络号的前16位必须和这个地址块匹配。也就是说网络号的前16位必须是1000001 11111010即为网络号一定是129.250.x/24的形式。

前16位不可变。所以只能在x上进行划分，此时的x = {1,2,3,....,16}。

这里怎么分配x都可以，只要是十六个即可。

最后可得

第一个地点：129.250.1/24，IP地址范围:129.250.1.0~129.250.1.255
第二个地点：129.250.2/24，IP地址范围:129.250.2.0~129.250.2.255
……
第十六个地点：129.250.16/24，IP地址范围:129.250.16.0~129.250.16.255

最后8位表示主机号，除了全0和全1可以随意分配，所以是1-254，ip地址的范围不局限与250个。

4：有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24

212.56.133.0/24

212.56.134.0/24

212.56.135.0/24

解析：这几个地址块的前面两个字节都一样，因此，只需要比较第三个字节。

212.56.132.0/24的第三个字节的二进制表示是10000100

212.56.133.0/24的第三个字节的.二进制表示是10000101

212.56.134.0/24的第三个字节的二进制表示是10000110

212.56.135.0/24的第三个字节的二进制表示是10000111。

可以看出，第三个字节仅最后2位不一样，而前面6位都是相同的(用粗体字加下画线来表示)。这4个地址块的共同前缀是22位:11010100 00111000 100001.

最大可能的聚合的地址块是:212.56.132.0/22。

5：某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。现在需要进一步划分为4个一样大的子网。试问:

(1)每个子网的网络前缀有多长?

(2)每一个子网中有多少个地址?

(3)每一个子网的地址块是什么?

(4)每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么?

在原本26位的时候，64用二进制表示为01000000，其中前两位是处于网络前缀中，此时扩展到28位，也就是01xx0000，这里的xx就可以是00、01、10、11。对应转为点分十进制：

4个子网的地址块分别是:136.23.12.64/28、136.23.12.80/28、136.23.12.96/28，136.23.12.112/28。

(4) 网络前缀此时28位，那么主机号就是4位，表示范围是0000 - 1111，但要注意：

标签：复习,希仁,主机,考点,发送,地址,路由器,数据,字节
From： https://blog.csdn.net/weixin_74334636/article/details/144794195