#中南大学计算机网络课复习要点.docx

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#中南大学计算机网络课复习要点

计算机网络课复习要点

第一章绪论

1、计算机网络体系结构的定义

层和协议的集合。

它描述的是每一层的功能，必须有足够的信息，以便实现者可以为每一层编写程序或设计硬件，使之遵守有关的协议。

注意：

协议实现的细节、接口的规范不属于网络体系结构的内容。

试卷1.1为什么协议实现的细节、接口的规范不属于网络体系结构的内容？

它们被隐藏于机器内部，对外界不可见。

试卷1.2“一个网络中所有机器上的接口不必都一样”是否正确？

是

试卷1.3“网络中每台机器只要能够正确使用所有协议即可，不必要求所有机器上的接口都一样”是否正确？

是

2、什么是层？

在网络软件设计中为什么要分层？

各层间的关系？

层是网络设计中的一段＜或块）专门的软件＜或硬件），它向用户提供特定服务，但将内部状态和算法细节隐藏起来。

分层的目的是降低网络设计的复杂性。

各层间的关系是每一层都是建立在其下一层的基础上，并向上一层提供特定的服务。

试卷1.4“不同的网络，其层的数目、各层的名字、内容和功能都不尽相同”是否正确？

是

试卷1.5“网络的每一层都可看作一种虚拟机，它向上一层提供特定服务”是否正确？

是

试卷1.6“网络软件是高度结构化的”是否正确？

是

试卷1.7“一台机器上的第n层与另一台机器上的第n层进行对话。

在对话中用到的规则和约定合起来称为第n层协议”是否正确？

是

3、什么是对等体？

不同机器上包含对应层的实体。

试卷1.8“对等体可能是进程、硬件设备、或人”是否正确？

是

试卷1.9在哪一层，数据从发送机器直接传递到接收机器？

其它层次的数据实际传递方向和逻辑传递方向？

最下层或物理层；数据实际传递方向：

在发送机器上，是从上层到下层，在接收机器上，是从下层到上

层；

1/18

逻辑传递方向：

从发送机器的对等体到接收机器的同层对等体。

4、什么是协议？

是指通信双方关于如何进行通信的一种约定。

它是一组规则，用来规定同一层上的对等实体之间所交换的消息或分组的格式和含义。

试卷1.10“协议涉及到不同机器上对等实体间发送的协议数据单元”是否正确？

是

5、什么是协议栈？

一个特定的系统所使用的一组协议＜每一层一个协议）。

试卷1.11协议层次结构每一层都软件实现的吗？

非，一些较低层协议往往是在硬件或固件中实现的，但即使被＜全部或部分）嵌入到硬件中，也会涉及到复杂的协议算法。

6、什么是接口？

定义下层向上层提供哪些原语操作和服务。

试卷1.12当网络设计者决定一个网络应该包含多少层，以及每一层应该提供哪些功能时，其中最重要的一个考虑是什么？

为了使得这个考虑实际可行，对每一层有什么要求？

定义清楚层与层之间的接口。

要求每一层能完成一组特定的有明确含义的功能。

试卷1.13在划分每一层的功能时，需要考虑什么？

尽量减少层与层之间必须要传递的信息的数量。

试卷1.14层之间清晰的接口会带来什么好处？

很容易用某一层的一个实现来代替另一个完全不同的实现。

7、什么是原语操作？

是用来描述服务的，用户进程通过之可以访问该服务。

8、什么是服务？

是指某一层向它上一层提供的一组原语＜操作）。

试卷1.15“服务定义了某层打算代表其用户执行哪些操作，但并不涉及如何实现这些操作”是否正确？

是

试卷1.16“服务涉及到两层之间的接口，其中低层是服务提供者，上层是服务的用户”是否正确？

是

试卷1.17网络实体用什么来实现它们的服务定义？

协议

试卷1.18为什么可以自由改变协议，但不能改变服务？

2/18

因为协议的实现细节对用户不可见，而服务对用户是可见的。

试卷1.19协议和服务的关系是什么？

是截然不同的概念。

服务是指某一层向它上一层提供的一组原语<操作），定义了某层打算代表其用户执行哪些操作，但并不涉及如何实现这些操作，也涉及到两层之间的接口，其中低层是服务提供者，上层是服务的用户。

协议是一组规则，用来规定同一层上的对等实体之间所交换的消息或分组的格式和含义。

这些实体利用协议来实现它们的服务定义。

它们可以自由地改变协议，但是不能改变服务，因为这些服务对于它们的用户是可见的。

服务和协议是完全分离开的。

9、网络协议栈的下层可以向上层提供哪几种服务类型？

面向连接服务和无连接服务

10、什么是面向连接服务？

有什么特点？

使用服务前需要先建立连接，连接成功后进行数据传输，最后需要释放连接。

需要花费时间来建立和释放连接，但在传输数据时只需要携带连接标识即可<比完整

的源目的地址短），适合于连续的大数据量传输场合。

数据位都会按照发送的顺序到达。

11、什么是无连接服务？

有什么特点？

使用服务前无需建立连接，因此使用后也没有释放连接的开销，但传输数据时，每一条报文都需要携带完整的源目的地址，并被系统独立路由。

发送报文的先后顺序可能不能得到保障，例如，先发送的报文可能后到达目的地。

试卷1.20“面向连接服务不一定是可靠的服务，而无连接服务可能是可靠的服务”是否正确？

是

12、通常如何实现服务的可靠性？

有什么特点？

让接收方向发送方发送一条收到报文的确认。

简单易实现，但确认过程引入了额外的负载和延时。

在一些应用中是值得的，如文件传输，在另一些应用中则不尽然，如视频流传输。

13、通常可靠的面向连接服务有哪几种变形？

其特点是什么？

报文序列、字节流。

前一种形式总是要保持报文的边界，后一种则无报文边界，接收方认可接收的总字节

数。

3/18试卷1.21“数据报服务是一种不可靠的无连接服务”是否正确？

是

14、常用的网络体系结构有哪些？

OSI参考模型<7层）、TCP/IP参考模型<4层）、SPX/IPX模型<4层）、SNA模型<7层）、AppleTalk模型<6层）

15、OSI参考模型每一层的名称和功能？

物理层：

涉及到在通信信道上传输原始比特流的问题。

在设计时，需要解决如下问题：

机械连接，如网络连接器有多少针以及每一针的用途；电气特性，如多少伏表示比特1以及每一比特位持续多长时间等；功能特性，如对控制信息的的比特流表示形式的规定；通信规程，如传输过程是否在两个方向同时进行、初始连接如何建立、通信后如何撤销等。

数据链路层：

主要任务设法将不可靠的物理传输线路变成可靠的逻辑传输线路，若存在未检测到错误，将会反映到网络层。

为完成上述任务，通常的做法是将需要传输的数据分装成数据帧，每个数据帧都单独带有校验码，然后按顺序传送这些数据帧，接收方通过校验码可知道传输是否出错。

接收方通过为每个数据帧发送一个确认帧，可确保传输的可靠性，若出错，可通过重传纠错或前向纠错。

流量控制也是此层需要考虑的问题，它可避免快速的发送方淹没慢速的接收方。

在广播式网络中，此层还需要解决共享介质的访问问题。

网络层：

正确反映网络拓扑现状，维护路由表的正确性；为网络分组拆分、重装、寻路转发至目的地；从网络的角度进行拥塞控制；异构网络的互连。

试卷1.22“在广播式网络中，路由问题比较简单，所以网络层往往比较薄，甚至根本不存在”是否正确？

是

传输层：

基本功能是接受上层协议的数据，封装成传输协议数据单元<必要时可将上层数据分

割成较小的单元再封装），然后传递给网络层，并确保这些数据片段都能高效、正确到达另一端。

对上层屏蔽底层硬件技术的差异或技术变化带来的影响。

试卷1.23“传输层一个真正的端到端的层”是否正确？

是

试卷1.24“协议存在于每台机器与它的直接邻居之间，而不存在于最终的源机器和目标机器之间，OSI模型的哪些层可能存在这种情况？

”物理层、链路层、网络层

试卷1.25“OSI模型的1~3层中，源与目标端间的通信路径可能串连而成的，而在4～7层

4/18则一定是端到端的”是否正确？

是

会话层：

主要功能有，对话控制＜解决何时由谁传递数据）、令牌管理＜避免在执行关键操作上出现冲突）、同步＜避免长的传输过程在出现错误后，全部从头开始）。

表示层：

关注所传递信息的语法语义，定义和管理用于该层交换信息的抽象数据结构和编码方法，并允许定义和交换更高层的数据结构。

应用层：

协议直接针对用户需求。

试卷1.26当一个浏览器需要一个Web页面时，它怎么做？

它利用HTTP请求报文封装页面的名字并发送给Web服务器。

试卷1.27广域计算机网络的鼻祖？

ARPANET

试卷1.28“TCP/IP体系结构能够以无缝的方式连接多个异构网络”是否正确？

是

试卷1.29什么网络交换技术使得传输路径上即使出现一些线路中断或设备故障，也可能不会影响端节点间的通信？

分组交换或报文交换

16、TCP/IP参考模型每一层的名称和功能？

主机至网络：

没有明确定义

互联网层：

对应OSI模型的网络层，功能也类似。

采用无连接的分组交换技术。

定义了正式的分组格式和协议，称为IP。

此层主要关注的问题：

分组路由、网络层的拥塞避免等。

试卷1.30TCP/IP模型的哪一层是将整个网络体系结构贯穿在一起的关键层？

互联网层

传输层：

对应OSI模型的传输层，功能也类似。

定义了两个端到端的传输协议。

一个是TCP，可靠、面向连接的字节流协议，具有流量控制、拥塞控制功能。

另一个是UDP，不可靠、无连接的数据报协议，无流控和拥塞控制功能。

应用层：

对应OSI模型的应用层。

5/18

常用协议：

TELNET<使用传输的TCP,端口号23）

FTP<使用传输的TCP,端口号20，21）SMTP<使用传输的TCP,端口号25）HTTP<使用传输的TCP,端口号80）SNMP<使用传输的UDP,端口号161，162）DNS<使用传输的UDP,端口号53）

17、OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。

共同点：

<1）两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立。

<2）两个模型中各个层的功能也大体相似。

差异点：

<1）OSI模型具有服务、接口、协议三个核心概念，它的最大贡献是明确区分了这三个概念。

而最初，TCP/IP参考模型并没有明确区分三者间的差异。

<2）OSI模型

产生在协议发明之前，没有偏向于任何特定的协议，非常通用。

而TCP/IP模型却正好相反。

<3）层的数量不同。

TCP/IP没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。

<4）OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP模型在网络层仅有一种通信模式<无连接），但在传输层支持两种模式。

试卷1.31下面的说法正确的有：

都正确<1）协议栈的每一层都为它的上一层执行一些服务。

<2）服务的定义指明了协议栈的某层作些什么，而不是上一层的实体如何访问这一层，或这一层是如何工作的。

<3）服务定义了协议栈某层的语义。

<4）协议栈的每一层的接口告诉上层的进程应该如何访问本层。

如规定了有哪些参数、结果是什么。

但是它并没有说明本层内部是如何工作的。

<5）协议栈的每一层可以随意改变协议，只要相应的接口不变，不会影响其它层。

试卷1.32下面的说法正确的有：

都正确

<1）在有线网中，若链路层省略差错控制功能，而由高层完成，有利于提高协议栈的效率。

<2）为提供无线多跳网络的端到端传输效率，链路层有必要实现差错控制。

<3）OSI模型未能实现商业化，主要在于其糟糕的标准制定时机，以及糟糕的技术、实现和政策。

<4）物理层必须考虑传输介质的特性。

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＜5）链路层的任务是确定帧的起止位置，并将其从传输介质的一端按照期望的可靠程度发送到另一端。

18、关于计算机网络的分类。

尽管没有一种被普遍接受的分类方法，但是有两个因素非常重要：

传输技术和距离尺度。

按传输技术分类：

广播式网络、点对点式网络。

广播式网络的特点：

网络上所有机器共享信道，机器间传递的是短消息，如分组，任一机器发送的分组，可被所有其它机器收到，若分组头部指明的是单一接收者，则此接收者才处理它，否则忽略它，因此，任一机器收到分组后都要检查地址域，以确定此分组是否是发送给自己的。

点对点式网络的特点：

由许多连接构成，每个连接对应一对机器，源机器和目的机器间的通信可能要经过一台或多台中间机器的中转。

通常可能存在多条从同一源机器到同一目的机器的路径，如何找到一条最好的，是点对点式网络非常重要的问题之一。

一般来说，规模较小、地理位置局部化的网络顷向于采用广播式传输模式，而规模较大的网络通常采用点对点式传输模式。

在广播式网络中，存在单播、多播、广播等操作模式。

在单播操作模式下，分组的接收者是网络上一个单一机器，其地址在分组的目的地址域指明。

在多播操作模式下，分组的接收者是网络上一组机器，此组由一个多播地址标识，并由分组发送者填入分组的目的地址域。

广播操作模式非常类似多播，差别是分组的接收者是网络上所有机器，并用广播地址来标识这个整体。

在点对点式网络中，实现单播时，可能需要中间机器的转发＜比如存储转发或分组交

换），实现多播时，可能需要中间机器进行复制。

按距离尺度分类：

个人区域网、局域网、城域网、广域网。

个人区域网＜PAN）：

其含义是仅提供一个人使用的网络，通常在一M见方的范围

内。

局域网＜LAN）：

同一房间＜约10M）、同一建筑＜约100M）、同一校园＜约1000M）城域网＜MAN）：

同一城市＜约10公里）

广域网＜WAN）：

同一国家＜约100公里）、同一洲＜约1000公里）

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上述网络互连成为一个整体，称互联网，Internet是一个最著名的互联网的例子。

距离作为一种分类的度量非常重要，因为不同的距离尺度将会使用不同的技术，例如，局域网构建使用的主要技术是以太网技术，而城域网使用分布式队列双总线、有线电视网使用的技术<有线电视网是一种最有名的城域网例子）。

构建广域网的技术有：

X.25,

帧中继、ATM等。

试卷1.33是否所有的广域网都是点对点式的分组交换方式？

否，可能存在电路交换方式、也可能存在广播式传输方式，例如使用卫星的广域网，卫星网络本身是广播式的。

试卷1.34下列说法正确的是全部

<1）X.25,帧中继、ATM都是面向连接的

<2）X.25分组头3字节长，数据部分最长128字节。

头部包括一个12位的连接号、分组序列号、一个确认号等。

<3）帧中继是对X.25的简化，它无错误控制和流量控制。

<4）按需递交、无错误控制、无流量控制的特性使得帧中继非常类似于一个广域的LAN。

<5）在电话系统中，大多数传输是同步的。

<6）ATM的传输采用异步模式。

传输的基本单位是53字节长的信元，包括5字节的头部

和48字节的净载荷。

试卷1.35横贯大陆的光纤连接的网络有何特点？

同一大楼内由56kbps调制解调器和电话线连接的计算机间通信的特点？

<从带宽和延时角度阐述）

前者具有高带宽高延时的特点，后者具有低带宽低延时的特点

试卷1.36针对数字化的语音流，要让网络提供好的服务质量，需要考虑哪些参数？

带宽、延时、时间槽。

传输时间可以用标准偏差方式表示。

实际上，短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。

试卷1.37若两个通信端相距1000公里，中间需要经过一个存储－转发类型的机器转发，其处理一个标准长度的分组需要10微秒的时间，则中间节点的处理时间是否会成为一个主

要因素？

假设铜线和光纤中信号的传播速度是真空中光速的2/3，且不计分组的发送时间。

答：

不，传送速度为200,000公里/秒或200M/微秒。

信号在10微秒中传送了2千M，中间机器相当于增加额外的2公里电缆。

因为两个通信端之间的距离为1000公里，只相当于增加0.2%。

因此，中间机器的处理延迟不是这些情形中的主要因素。

8/18试卷1.38计算机网络＜Andrew编，，第四版）教材第一章的典型习题

P69第10题＜1-np（1-p＞n-1-（1-p＞n）

P69第11题＜使用分层协议的理由？

通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。

分层意味着某一层的协议的改变不会影响高层或低层的协议。

）

P69第13题＜无连接通信与面向连接通信的最主要区别？

其一：

面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。

只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。

接着，当数据传输完毕，必须释放连接。

而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。

其二：

面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。

）

P69第14题＜不相同。

在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流中，网络不做这样的跟踪。

例如，一个进程向一条连接写了1024字节，稍后又写了另外1024字节。

那么接收方共读了2048字节。

对于报文流，接受方将得到两个报文。

每个报文1024字节。

而对于字节流，报文边界不被识别。

接收方把全部的2048个字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个报文的事实。

）

P69第15题＜协商就是要让双方就在通信期间将使用的某些参数或数值达成一致。

最大分组长度就是一个例子。

）

P69第17题＜1/（1-p＞）

P69第18题＜（a＞数据链路层（b＞网络层）

P69第19题＜帧封装分组）

P69第20题＜hn/（hn+m＞*100%）

P69第21题＜相似点：

都是独立的协议栈的概念；层的功能也大体相似。

不同点：

OSI更

好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的

进行替换；OSI是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然

后建立描述该协议的模型；层次数量有差别；TCP/IP没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。

OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式＜无连接），但在传输层支持两种模式。

）

P69第22题＜TCP和UDP的最主要区别？

TCP是面向连接的，而UDP是一种数据报服务。

）

P69第25题＜如果网络容易丢失分组，那么对每一个分组逐一进行确认较好，此时仅重传丢失的分组。

而在另一方面，如果网络高度可靠，那么在不发差错的情况下，仅在整个文

9/18件传送的结尾发送一次确认，从而减少了确认的次数，节省了带宽；不过，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。

）P69第27题<20m/bit）试卷38、以太网和无线局域网除了传输介质、带宽、延时、可靠性等方面的差别外，你还能说出一些吗？

以太网在同一时刻只允许一帧数据的传输，而无线局域网允许一定程度的并发传输；以太网数据帧格式简单，而无线局域网数据帧格式则复杂得多；无线局域网络安装方便、安装费用低、但无线传输更容易被窃听，安全防范费用相对较高，而以太网则反之。

19、广域网的拓扑结构？

局域网的拓扑结构？

第二章物理层

1、信道带宽、码元、波特率、比特率、吞吐量、误码率的概念。

2、编码与调制：

用数字信号承载数字或模拟数据称为编码；用模拟信号承载数字或模拟数据称为调制。

<1）模拟信号使用模拟信道传送：

模拟数据可以在模拟信道上直接传送，但在网络数据传送中并不常用，人们仍然会将模拟数据调制出来，然后再通过模拟信道发送。

调制的目的是将模拟信号调制到高频载波信号上以便于远距离传输。

调制方式主要有调幅

<2）模拟信号使用数字信道传送：

使模拟信号在数字信道上传送，首先要将模拟信号转换为数字信号，这个转换的过程就是数字化的过程，数字化的过程主要包括采样和量化两步。

将模拟信号编码到数字信道传送的方法主要有：

脉冲幅度调制

<3）数字信号使用模拟信道传送：

将数字信号使用模拟信道传送的过程是一个调制的过程，它是一个将数字信号<二进制0或1）表示的数字数据来改变模拟信号特征的过程，即将二进制数据调制到模拟信号上来的过程。

将数字数据调制到模拟信号的机制：

幅移键控法

另外，还有一种将振幅和相位变化结合起来的机制叫正交调幅

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<4）数字信号使用数字信道传送：

要是数字信号在数字信道上传送，需要对数字信号先进行编码。

常见的数据编码方式主要有不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码三种。

3、电路交换、报文交换与分组交换的概念。

4、尼奎斯特定理与香农定理尼奎斯特定理给出了求无噪声信道最大数据传输率的公式，即最大数据传输率＝2Hlog2V,单位为“比特位/秒

尼奎斯特公式与振幅和相位变化相结合出题，课堂上讲解过！

！

！

香农定理给出了求有噪声信道最大数据传输率的公式，即最大数据传输率＝Hlog2（1+S/N>,单位为“比特位/秒”，S/N为信噪比，通常用公式10lgS/N转换为由分贝

5、传输介质及特性。

双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输介质

6、物理层设备及特点。

中继器、集线器

7、多路复用的概念频分多路复用

8、计算机网络

P149试卷2至6

P149试卷7在1m波长上，在0.1m的频段中有多少带宽？

P150试卷

20、

22，

23，

24

P151试卷

31，

33，

41，

42

P152试卷

43

第三章数据链路层

1、数据链路层的功能？

2、通常数据链路层向网络层提供哪些服务？

11/18

3、为什么要成帧？

成帧的方法有哪些？

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