计算机网络：（终章）4万字长文，总复习

小白终于在这个学期学完了计算机网络

然后综合了一下复习资料，希望大家给予支持。

下面是文件的预览版，因为typora的图片上传比较麻烦，我就放在我主页作为资源文件上传了，喜欢的话，谢谢大家支持，想恰个饭。

在这里插入图片描述

这是预览内容

🍖计算机网络：考试内容

选择题：2分一个，共15个。30分

名词解释：围绕一个名词写出正确的五句话。 20分

简答题：30分，三题，10分一个。

计算题：地址划分 10分。

综合题：10分。

🍔本讲义食用方法

凡是带有 *****为选考点
凡是带有**#**为本次重点
其余符号皆是作者的标记，可以忽略
版权所有、翻版必究。

第一章概述

* 1 、单工、半双工、全双工基本概念，串行和并行通信的概念

单工：只有一个信道，传输方向只能单向；
半双工：只有一个信道，传输方向为双向，但同一时刻，只能单向传输
全双工：双信道，同时可以双向数据传输；

信道：指的是”通信的通道“，并不是指信道硬件

串行通信和并行通信

串行通信：一组数据在一条线路上一位一位的传送；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9tj2REkR-1626832529403)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703143258212.png)]

并行通信：一组数据在多条线路上同时传送。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4Fmat0Y7-1626832529405)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703143229181.png)]

串行通信的传播速度较快。

并行通信的传播是并行的，但是相互之间是有干扰的。

（拓展）上图也阐述出复用和分用的技术

复用：就是指不同的信息在一个信道上传输

分用：就是指一个信道上的各种信息进行分门别类

2、协议的三要素

网络协议规定了通信双方具体的通信规则，协议三要素：语法、语义、同步。

语法：这个协议具体是怎么实现的

语义：这个协议实现的作用是什么

同步：协议需要通信双方或多方互相同步

*# 3、比较电路交换和分组交换（分组交换的核心思想）报文交换

交换即按照某种方式动态的分配传输线路的资源。

交换方式	优点（本质/核心思想）	缺点
电路交换	（1）资源独占（2）提供面向连接的服务（3）通信相对可靠	（1）成本高（2）资源利用率低
分组交换	（1）分组（2）存储转发（3）资源共享（4）灵活性高，适合计算机之间的通信	（1）可靠性不高（2）可能出现延迟和拥塞
报文交换	不分组的分组交换

电路交换使用的是电路的方式，每一次通信都需要占据电路上的一条线，但是它安全可靠，这种具有独占设备的性质的资源利用率都是非常低的。而且肯定还要建立连接和释放连接，这样时间利用率就会大大降低。

我们现如今采用的是数据报方式的数据传输

分组交换相对于报文交换进一步增加了它的并行性

关于这类题目的时间的计算

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oDJCMtkW-1626832529407)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703144030167.png)]

例题：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-S5in1jke-1626832529409)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703144109454.png)]

解析：

正确答案：C

首先需要的是最少时间，那么久只需要经过两个路由器就可以了。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-j78FBaaQ-1626832529411)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703145220881.png)]

4、比较面向连接和无连接服务

服务方式	面向连接	无连接
数据传输	建立连接、数据通信、释放连接	无需连接，直接通信
可靠性	可靠	不可靠，但速度快（尽最大努力服务）
传输层相应协议	TCP，电路交换，虚电路	UDP，IP，Ethernet

🚍【必考】*# 5、比较带宽、吞吐量和传播速度

带宽：分成物理带宽和网络带宽，
- 物理带宽是一段链路所能传输的频率的范围，单位是hz
- 网络带宽是指网络可通过的最高数据传输速率（bit/s、bps）；
- 1Mbps=1000Kbps=10⁶ b/s
吞吐量：网络实际通过的数据传输速率；
传播速度：信号在通信介质（电线、网线、光纤等）上的传播速率（m/s）；

做简答题的时候一定要说明清楚带宽分为物理带宽和网络带宽

带宽是一种理论值

吞吐量指的是当前状态下的数据传输速率，是一种实际值

传播速率是指在物理传输介质上的速度，是一种额定速率，理论值

内存中的单位1M=1024K=2²⁰B=2²³bit

网速的单位1Mb/s=1000Kb/s=10⁶bit/s

🚓【必考】*# 6、详细说明分组交换网的延迟有哪些，分别是由什么原因造成的。（参考书和课件）

延迟类型	定义	原因
传输延迟（发送延迟）	数据从结点发送到链路上所消耗的时间。是指在发送器上消耗的时间。	（1）网络带宽；（2）数据大小；（3）链路特性；（4）网络特性
传播延迟	信号从一个结点发送到另一个结点在链路上传播所消耗的时间。	（1）传播介质；（2）链路长度
结点处理延迟（排队延迟和处理延迟）	路由器上排队等待、数据处理和转发至输出链路等所消耗的时间	（1）网络拥塞程度；（2）转发表规模；（3）路由器性能

发送延迟即传播延迟，是在节点的发送器上发送数据的延迟，不能和传输延迟弄混

计算公式

传输时延=链路大小/网络带宽

传播时延=链路长度/传播速度

排队时延，节点处理时延等依托于路由器的性能和当时的网络环境，无法直接计算。

7、ping、tracert、ipconfig、nslookup、netstat的作用

ping和tracert均用以验证简单TCP/IP网络的连通性。

ping：默认测试3次，发送ICMP请求数据包，并等待接收方的ICMP应答包，显示RTT（Round-trip time，往返时延）和TTL（Time to live，生存时间）；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3p5kr7lI-1626832529412)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703150705290.png)]

tracert：通过TTL的递增对路由进行跟踪，测试并显示每个结点的往返时延3次，可用于定位故障。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AdHWC8aB-1626832529414)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703150812934.png)]

ipconfig 用于显示当前各个网络接口的信息，ipconfig/all的信息显示更加全面。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fTbl4UXa-1626832529415)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703150938846.png)]

netstat 的作用是现实当前的网络状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uQc7Cbq8-1626832529416)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703151043275.png)]

8、什么是因特网

因特网是网络的网络，它是将全球异构的网络互联起来的网络。

因特网由许多终端设备、通信介质和中间设备组成，

在TCP/IP协议簇的基础上通过各种应用程序进行通信。

*9、双绞线的制作方法（T568B和T568A）

T568B：半橙橙半绿蓝半蓝绿半棕棕
T568A：在T568B基础上，橙色和绿色线对（半色和全色）交换位置。半绿绿半橙蓝半蓝橙半棕棕

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UIRKAhl2-1626832529417)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703152033738.png)]

*#10、直通线和交叉线的应用

直通线：两端均为T568B，一般用于==不同设备之间==；
交叉线：一端为T568B、一端为T568A，一般用于相同或相近设备之间。

举例：

主机和主机、主机和路由器，路由器和路由器使用的都是交叉线

主机和交换机、主机和集线器使用的都是直通线。

*11、比较双绞线和光纤

类型	双绞线	光纤
传输距离	理论上不超过100m（衰减）	传输距离长
抗干扰性	（1）线对之间会产生干扰（串扰）（2）线遇到不连续阻抗（线弯曲）时信号会反射（回波损耗）	抗干扰性强，衰减小
价格	便宜	日益下降

12、比较单模光纤和多模光纤

类型	多模光纤	单模光纤
核心直径	大	小
传输模式	多路径或多模式	单一无散射模式
光源	LED	激光
带宽	低	高
传输距离	短（一般小于100m）	长（可达50km）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ufAAVut1-1626832529418)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703152323486.png)]

*#13、网络为什么要分层，如何分层，分层之后如何发送和接收数据，分层的理解。（参考书）

分层的原因：简单、容易学习、便于讨论。

模块化的设计（参考模型）便于讨论，同时也简化了维护和升级，具体表现在某个层次的服务对系统的其他层次透明，且某个层次的改变只需改变与其相邻层次的接口。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Hqi2tjj3-1626832529419)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703153516399.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YhpzIVCD-1626832529419)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703153608094.png)]

数据的发送与接收：发送端将数据进行层层封装 （应用层、传输层、网络层和数据链路层均在上一层的基础上加一首部，同时数据链路层在分组最后加一CRC冗余校验码尾部），接收端则按层次结构由下向上层层解封，获得原始数据。

注意数据链路层的特殊性：不止加了首部还加了CRC尾部

协议分层：协议是两个对等实体进行通信的规则的集合，其下层为上层提供服务且对上层透明，对某层协议而言，收发双方使用的协议是相同的，即协议是水平的；而各层协议间下层对上层提供的服务的接口（服务访问点：SAP），服务是垂直的。

#14、计算机网络通信的分层模型中包含哪些地址信息，分别在哪一层上？

地址		作用	所在分层
端口（port）	源端口和目的端口	传输层向应用层提供的地址，以区分不同应用程序的数据	传输层
IP地址	源IP地址和目的IP地址	网络层提供的地址，以区分不同网络间的收发双方	网络层
MAC地址	源MAC地址和目的MAC地址	数据链路层的地址，以区分同一网络内的收发双方	数据链路层

🥽第一章习题解答

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dOVwV8Gi-1626832529420)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704085854600.png)]

主机A和主机B是同种设备，用交叉线，C

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HYrOHEEo-1626832529421)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704085944363.png)]

TCP/IP模型的接入层是OSI物理层和数据链路层的总称

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8kTYo7SW-1626832529422)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704090045329.png)]

数据包的封装是网络层，传输层是将包分成分组，数据链路层是贞，物理层是比特流

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kDKcSulM-1626832529422)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704090151588.png)]

衰减，物理学定义，随着传输距离的增加导致信号的减弱

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lWe3Z4aP-1626832529423)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704090405334.png)]

我们日常使用的就是非对称的Internet网络,就是下载的速度比上载的速度要快上八倍左右. B

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zvMF4DS3-1626832529424)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704090644272.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kn95EfG2-1626832529425)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704090715336.png)]

电缆1是直通线,电缆2是交叉线

网段一:俩路由器,交叉线

网段二,路由器和主机(服务器):交叉线

网段三,路由器和交换机,直通线

网段四,路由器和集线器,交叉线,

网段五,集线器和主机:直通线

所以是,22121

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5zYZJhFS-1626832529426)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704091231222.png)]

传输延迟：由带宽决定，是计算机节点发送数据到链路上所需要的时间
传播延迟：数据从链路的一端到另一端所需要花的时间，由物理链路的长度和物理链路的传播速度决定
排队延迟，数据到达路由器的输入队列，等待路由器处理的等待时间，由网络拥塞程度决定
节点处理延迟，路由器处理数据选择路由所花的时间，由路由器的性能决定

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6sZyWtGC-1626832529426)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704091501431.png)]

第二章应用层

1、网络应用的两种模式（C/S，P2P）

C/S：客户——服务器模式，客户向服务器发送请求，服务器响应并提供服务，双方IP地址不能随意改变；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dCmqps61-1626832529427)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703153927825.png)]

P2P：对等模式，任意的主机既是客户端，又是服务器。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PL2uAzg9-1626832529429)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703155436189.png)]

*# 2、套接字的概念

套接字=IP地址+端口号，用以唯一确定某台主机的某个进程。

IP地址：IPv4为32位、IPv6为128位，用以唯一确定某台主机在因特网上的位置；

端口号：16位，用以唯一确定某台主机的某个通信进程。

所以套接字要么48位，要么144位。

🌞【A、B卷选择必考】#3、常见网络应用的端口号

端口号为两个字节（16位），范围为0——65535（即 2¹⁶-1），其中**0——1023(2¹⁰-1)**为公认的保留使用的端口，具有固定的服务进程，1024——65535为用户可以使用的端口号。

【所以，一个端口可以对应多个进程（X），我们是利用端口来区分进程的】

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zO1z8mp1-1626832529430)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160014462.png)]

以下是常用端口号（参见C:\Windows\System32\drivers\etc\services）：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QMOH8v1S-1626832529430)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703155733909.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OVBY4zOt-1626832529431)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703155816093.png)]

*#4、DNS的查询方式-递归查询，迭代查询，反向查询

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xTNlEZYo-1626832529432)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160039002.png)]

DNS迭代查询

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nNCwLNz9-1626832529432)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160312243.png)]

DNS递归查询

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6yqLXxld-1626832529433)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160409416.png)]

5、URL的概念

URL（uniform resource locator），统一资源定位符，用以在整个因特网内唯一标识网上的各种文档和对象，格式为：<URL的访问方式>://<主机地址>:<端口号>/<路径>。

🚜【重中之重】*# 6、HTTP协议的概述，比较http1.0和http1.1

HTTP（hyper-text transfer protocol）：
- 超文本传送协议，
- 应用层协议之一，
- 也是因特网中最重要的协议之一，
- 通常用于进行web页面的传输，
- 采用C/S模式工作，
- 使用TCP作为传输层协议，
- 默认使用80端口，
- 具体包括HTTP1.0和HTTP1.1两类。
http1.0：非持续连接，使用多条TCP连接获取对象，在完整收到每个对象后才发送下一个对象的请求；
- 传完一个对象就断开连接**.**
- 获得对象至少需要2 RTTs（建立连接和获取对象）
- 每次传送都要受到TCP初始化时的慢启动影响

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Opq4JXXB-1626832529434)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160922288.png)]

http1.1：持续连接，在同一条TCP连接上同时发送多个页面链接的请求，并依次接收。即一条TCP连接传多个对象.

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vqQiJLka-1626832529435)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703160937408.png)]

*7、FTP的基本概念

FTP（file transfer protocol），文件传输协议，

应用层协议之一，
采用C/S模式工作，
使用TCP作为传输层协议，
FTP属于维护状态的协议，
默认使用数据端口为20，控制端口为21。
使用两条连接的好处在于使FTP的控制更容易，编程更方便，且使整个传输过程中连接都不断开，更有助于状态的维护。
同时，当FTP传输一个文件结束后，控制连接并不断开，如果要下载一个新的文件，仅需控制连接重新协商建立新的数据连接。

8、(了解)电子邮件相关的协议，smtp，pop，mime，imap

smtp（simple mail transfer protocol），
- 简单邮件传输协议，
- 应用层协议之一，
- 使用TCP作为传输层协议，
- 默认端口为25，
- 使用命令/响应代码（命令：7位ASCII码、响应：状态码和短语）完成邮件传输的控制交互，
- 使用持续连接完成邮件发送，
- 且只能发送文本文件（只能使用ASCII码的限制），
- 另外，SMTP下发送邮件不需要认证（导致垃圾邮件泛滥）；
pop（post office protocol），
- 邮局协议，使用TCP作为传输层协议，
- 默认端口为110，用于从邮件服务器接收邮件，
- 现主流使用pop3；
mime（multipurpose internet email extension），
- 多功能internet邮件扩展，
- 为了突破smtp只能发送文本文件的限制，smtp使用扩展mime将非文本文件采用base64或quoted printable编码（适用于当所传输的数据中只有少量的非ASCII码，例如：汉字）成文本文件；
imap（internet message access protocol），
- internet邮件访问协议，
- 使用TCP作为传输层协议，
- 默认端口为143，
- 向客户提供在线（邮件保留在服务器并管理）、离线（邮件保留在客户本地并管理）、分离（邮件一部分在服务器，一部分在本地）三种操作模式，
- 并允许客户只读取邮件的某一部分（使客户快速了解邮件关键信息），兼具pop3和webmail的优点，现主流使用imap4。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-l3s4vUT7-1626832529435)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703161140997.png)]

Sina的用户作为发送方通过用户代理使用smtp协议(一般方式)或http协议(web方式)将邮件发送到新浪网邮件服务器的邮件缓存中，若成功，用户代理显示发送成功。

新浪网邮件服务器将邮件缓存的待发邮件按照先到先发的原则处理，当处理到当前目标为abc@gmail.com的邮件时，新浪服务器与google的服务器建立TCP连接，使用SMTP协议将邮件发送到Google邮件服务器中，若成功，邮件真正成功发送完毕。

Google邮箱的用户abc如要收信，可以通过POP3或HTTP协议将邮件从google的服务器上下载到本地或者查看邮件。

🚑【MX记录必考】# 9.DNS中RR（资源记录）的类型

type	Value
A	域名对应的IP地址
NS	域名对应的权威域名服务器名称
CNAME	域名对应的别名
🍤MX	域名对应的邮件服务器名称
PTR	Name对应的名字（反向查询）

10.电子邮件系统的组成

用户代理：电子邮件客户端软件

邮件服务器：提供邮件服务的主机

邮件发送和接收协议

#11.常用cmd指令

nslookup：域名查询，查询internet域名信息

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dCM9qzLA-1626832529436)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703161921204.png)]

ftp：传送文件

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-svfLBArs-1626832529437)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703162037599.png)]

telnet：远程控制，使用方法
ping：可以检查网络是否连通
tracert：用于确定 IP 数据包访问目标所采取的路径
netstat：查看在内核中访问网络及相关信息的程序
ipconfig：可用于显示当前的TCP/IP配置的设置值
arp：可查看局域网内IP与MAC地址的对应，静态配置记录，情况记录等

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iKQQOjAP-1626832529439)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703162327149.png)]

🧶第二章习题解答

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UQddxTep-1626832529439)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704100634832.png)]

如果用浏览器发送邮件用的是HTTP

如果直接发给电子邮件服务器SMTP

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SC0rcLyS-1626832529440)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704100744833.png)]

日常玩游戏使用的都是UDP协议,游戏的实时性要求了传输速度必须得快

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rcB2u4NW-1626832529441)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704100918398.png)]

smtp的端口号是25

110是POP3的端口号

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aPKKosTJ-1626832529442)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704101029724.png)]

文件传输FTP

远程控制telnet

第三章传输层

1、比较传输层和网络层

传输层负责端到端之间的数据传输的控制。传输层依赖于网络层的服务，传输层向应用层提供服务。网络层主要为主机之间如何选路而到达目的端提供服务，而传输层加强了网络层的服务，在数据能到达对方的前提下，对数据传输进行控制，为进程间的通信提供服务。

* 2、比较UDP和TCP

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Gx0UnTNP-1626832529442)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703162450221.png)]

#3、可靠传输协议的机制

可靠传输协议保证数据正确按序的到达对方。其中包括以下机制：

**查错机制：**用于检查数据是否传输出错的校验算法，如校验和,CRC循环冗余检验码等.
**序号确认机制:**序号用于重复分组的检查和防止乱序.确认用于反馈是否正确收到.
重传机制:出错的包重传,使用缓存提高重传效率.
**超时定时器机制:**用于判断数据是否丢失,超时就认为丢失,丢失就重传.

可靠传输协议可以分成两大类:停止等待协议和滑动窗口协议

停止等待协议：SW（stop and wait），发送方每发送一个报文，必须等待接收方确认后才能发送下一个报文。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LtqV9Pqm-1626832529443)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703162750855.png)]

rdt1.0：在信道完全可靠地前提下（数据不会出错和乱序），无需做其他处理即可实现停等协议；
rdt2.0：在信道可能出错的前提下（数据乱序但不会丢失），使用ACK/NAK机制，发送方建有数据缓存，当收到ACK后发送下一分组，收到NAK则重传；
rdt2.1：在信道可能出错的前提下做了进一步的改进，发送方对每个分组0/1循环编号，接收方将对每个收到的分组进行确认，回复数据所编的序号；如遇到重复分组，接收方丢弃并对分组再次确认（仍回复所编序号即可）；如遇到数据错误，则回复上一次正确的确认序号；
rdt3.0：在信道中数据可能乱序甚至出错的前提下，发送方在rdt2.1的基础上，进一步通过“超时”机制发现数据丢失（超时不一定数据丢失，此时编号机制仍能控制传输）。

**🍟【B卷选择必考】*# 4、滑动窗口协议:GBN和SR（课件） **

GBN（go back n-steps）和SR（selected repeat）均属于滑动窗口协议。滑动窗口协议允许发送方在没有收到接收方的ACK的前提下发送多个数据包，因此有以下三点改变：

（1）发送方需要使用发送窗口来限制没有收到ACK情况下最多发送的数据量；
（2）发送方和接收方均增加缓存；
（3）分组序号必须增大。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sGEiXhaq-1626832529444)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703163146738.png)]

发送类型	GBN（回退N步）	SR（选择性重传）
发送方	连续发送至窗口满，然后等待，收到接收方确认后窗口向后移动。某个分组出错或丢失则重传该分组及其后面所已发送但未收到确认的分组。	某个分组出错或丢失仅重传该分组。
接收方	对按序到达的分组确认，对乱序或错误的分组丢弃，并发送最后一次正确收到的分组的确认。	增加接收缓存（接收窗口），若收到的分组在乱序则缓存该分组，等到按序后再一起提交整个缓存（因此接收缓存一般等于发送窗口大小）。
累积确认	是	否
窗口大小	序号个数-1	序号个数/2

累计确认机制：某一分组的确认意味着之前所有分组均正确。

补充: 停止等待协议的接收方的窗口大小是1

#5、掌握TCP的首部字段

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ty79YIIm-1626832529445)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703163546682.png)]

源端口号、目的端口号：各占2字节，端口是传输层向应用层提供服务的接口；
序号：占4字节，TCP连接下数据流中的每一个字节都编上一个号，序号字段的值指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的编号；
确认号：占4个字节，是期望收到对方的写一个报文段的第一个字节的序号（下一报文段序号字段），当有数据发送给对方时顺便确认，当没有数据发送给对方时单独发一确认报文；
首部长度：占4位，表示TCP首部的字节数，该字段限制了TCP首部最大值为60字节.

四个字节为单位,4位二进制最高表示为15. 15*4=60 Byte

保留：占6位，保留为今后扩展使用，目前全部置为0；
特殊标记：各占1位，
- （1）URG——紧急标记，值为1时，紧急指针字段有效，通知本报文段有紧急数据，应尽快传送，紧急数据的优先级要高；
- 🎎（2）ACK——确认标记，值为1时，确认号字段有效，正常情况下只有第一次握手时ACK=0；
- （3）PSH——推送字段，值为1时，接收方在收到该报文段的数据就尽快将其交付给应用进程，而不再等到整个缓存填满；
- （4）RST——复位标记，值为1时，表明TCP连接中出现严重差错（主机崩溃等），必须强行释放连接，属于单方面强行断开连接；
- 🎨（5）SYN——同步标记，值为1时，表示是一个连接请求报文，正常情况下只有第一次握手和第二次握手时SYN=1，其余时SYN=0；
- （6）FIN——终止标记，值为1时，表示发送方的报文段数据已发送完毕，请求对方释放该连接，当接收方确认后，发送方将释放发送缓存；四次挥手中第一次挥手和第三次挥手FIN=1.
窗口：占2字节，窗口字段是流量控制的关键，用来控制对方发送窗口的大小（单位为字节），接收方根据自身的窗口大小确定自己的接收窗口大小，然后通知发送方以确定对方窗口大小的上限；
检验和：占2字节，检验范围包括首部和数据两个部分，在计算检验和时，要在报文段前加12个字节的伪首部（TCP、UDP检验时均需增加伪首部字段）；
紧急指针：占2字节，紧急指针指出本报文段中紧急数据的最后一个字节的序号；
选项：长度可变，4位以内，目前仅规定了最大报文段长度MSS（maximum segment size），用以告知对方自己所能接收的报文段的数据字段的最大长度；
填充：将选项字段填充至4个字节，从而保证首部长度字段的有效性和计算检验和的有效性。

*# 6、掌握TCP的序号和确认机制

序号：TCP首部的序号基于字节。
- 建立连接之初，发送方随机生成初始序号，
- 之后收发双方的每个字节都对应一个编号，
- 而TCP首部中的序号是该报文段中第一个字节的编号；
确认：TCP首部的确认号是期望对方发送的下一个数据的第一个字节的编号，即对方下一个报文段的序号。
- 如果某个报文段没有携带任何数据，对方不需要对该报文做确认，即对方确认号不变，
- 但对于特殊报文，如SYN=1的报文（建立连接），FIN=1的报文（断开连接），对方必须做确认，因此确认号将加1。

TCP属于累积确认，乱序到达数据会缓存。

🛺【选择必考】*# 7、掌握TCP三次握手和断开连接的详细过程

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vNknGRy3-1626832529446)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703164401204.png)]

三次握手

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hRqGrb1w-1626832529447)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703164845417.png)]

四次挥手

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yGeJzFuP-1626832529447)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703164911447.png)]

例题：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oZN0XP69-1626832529448)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703165003043.png)]

还是第一次握手：此时SYN=1.seq=11220 那么ack=11221，SYN=1. ACK=1.就选择B选项。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CG0Mf2I3-1626832529449)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703165053407.png)]

累计确认机制。第三个段能够正确收到

那么前面所有的都能正确收到,那么乙的确认号就是900+500=1400.

*#8、TCP的流量控制方法

首部定义了窗口大小：==接收方==明确通过首部窗口字段发送接收窗口大小，从而限制发送方发送窗口的最大值，而发送方保证发送窗口大小不超过对方发送的接收窗口的大小；

是通过接收方限制了发送方!

*#9、掌握TCP的拥塞控制思想

第一、使用拥塞窗口cwnd控制发送窗口大小，发送窗口上限值=MIN（rwnd，cwnd）；
第二、分组超时则认为拥塞，反之收到确认则认为网络未拥塞；
第三、拥塞则少发（cwnd减小），未拥塞则多发（cwnd增大）；
第四、网络未知的情况下，cwnd从最小开始，收到确认后cwnd逐渐增大；
第五、为提高效率，开始增加速度快，到了一定阶段后增速变慢。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SHxl5KGl-1626832529450)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703165737790.png)]

慢启动阶段：窗口初始值（假设为1）指数规律增长（2、4、8……），至慢开始门限ssthrest（假设为16），当指数增长结果大于ssthrest时，增长至ssthrest；
拥塞避免阶段：从ssthrest（16）起，以线性规律增长N（17、18、19……），直至发生超时（重回慢启动）；
重回慢启动：重回窗口初始值，慢开始门限ssthrest为N值减半（N/2）。

🥇第三章习题解答

第四章网络层

1、网络层的作用

负责将各种不同的网络互联，负责将数据段封装成数据包，关注于分组从一个节点到另一个节点的选路

*# 2、比较数据报网络和虚电路网络（网络层）

数据报网络和虚电路网络均为分组交换网络。

分组交换方式	数据报网络	虚电路网络
路由模式	源端向目的端发送分组，远端仅根据目标端选择下一条路，分组会在下一结点选择最优的下一条路，同一文件的不同分组可能沿不同的路传输	远端与目的端间首先建立一条虚拟链路，结点根据分组标签确定所走的虚电路，同一文件的不同分组沿同一条虚电路传输
可靠性	不强，可能形成环路	较好
路由器工作量	相对较小	较高，需要维护每条虚电路的状态
QoS（服务质量保证）	不易实现	容易实现
使用范围	因特网	ATM、帧中继网络
特点	灵活，简单	复杂

	数据报网络（因特网模型）	虚电路网络
是否先建立连接	在网络层无连接建立	发送分组前建立一条虚拟电路
选路	一般分组使用目标IP进行路由选择	每个分组携有标签，由标签决定下一跳
各分组的路径	同一文件的不同分组可能走不同路径	在建立连接阶段确定固定路由，所有数据走同一路径
优点	灵活，适应性强，网络成本低	可靠，容易提供Qos，转发速度快

在这里插入图片描述

#3、IP地址的发展

全分类IP地址(分成ABCD类)→子网掩码→无类别域间路由

#4、全分类的IP地址

	网络号位数	主机号位数	网络个数	主机个数	地址范围
A类	8	24	27-2	224-2	1.0.0.0-126.255.255.255
B类	16	16	214	216-2	128.0.0.0-191.255.255.255
C类	32	8	221	28-2	192.0.0.0-223.255.255.255
D类					224.0.0.0-239.255.255.255

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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pe71tjwC-1626832529452)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703170448569.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8PSChUPB-1626832529453)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703170537475.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xr6cItzG-1626832529453)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703170512997.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-40o8XPNm-1626832529454)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703170519161.png)]

🚐【私有地址必考】*# 5、有哪些特殊的IP地址

（1）广播地址：主机号全1的地址；
（2）网络地址：主机号全0的地址；
🧈（3）内网地址（私有地址）：
- 10.0.0.0—10.255.255.255, //比如校园网
- **172.16.0.0—172.31.255.255, ** // 强行记住
- **192.168.0.0——192.168.255.255 ** //比如手机热点
- （内部网络使用的地址，不能用于公网）
（4）链路本地地址：
- 169.254.0.0——169.254.255.255（无IP地址时由操作系统临时分配的IP地址）；//混乱地址,IP有误
🍛（5）本地环回地址：127.0.0.0——127.255.255.255
**（6）本地链路广播地址：255.255.255.255 **

6、IP网络和物理网络的概念

IP网络：IP地址分为网络部分和主机部分，网络部分相同的地址属于同一个IP网络；
物理网络：不经过路由器就可以直接到达的主机唯一同一个物理网络。位于同一物理网络的主机可以直接根据链路层的物理地址寻址；

IP网络和物理网络的关系是多对一的，即多个IP网络可以用于同一物理网络，但一个IP网络不可以用于多个物理网络。路由器用于转发不同IP网络的分组。

💎【计算题必考】*# 7、定长掩码的划分和vlsm的划分

子网掩码的作用：划分子网，便于管理，提高IP地址利用率

定长掩码（FLSM，fix length subnet mask）：一连串长度不变的数字，通过子网划分确定一个本地区域网路的边界。

（1）确定子网数；

（2）确定每个子网的IP数；

（3）确定子网掩码；

（4）确定每个子网的IP。

由于子网定长，而子网内主机数较少，造成IP地址的浪费，当子网数过多或者单个子网内所需IP数过多时，甚至无法完成子网的划分。
变长掩码（VLSM，variable length subnet mask）：根据不同网段中不同的主机数使用不同长度的子网掩码，即可在某一子网（如/27）中进一步划分出若干个子网（如/30）来。

注意：子网之间通信需要路由器，子网是主机号中划分的，若出现多条路由同时匹配时采用掩码最长前缀匹配原则选择路径。

*#8、CIDR地址的表示和路由汇总

CIDR（classless inter-domain routing，无类别域间选路）：
- 取消IP地址的分类限制，以改善IP地址的分配方式，缓解IP地址的危机。
- CIDR利用层次网络和路由汇总减小路由器中路由表的规模，提高转发速度。
CIDR地址的IP地址有前缀和掩码决定，如10.12.1.1/12其网络号为255.240.0.0，CIDR地址进行路由匹配时采用最长前缀匹配原则。。

🎀路由汇总：

也叫形成超网。将连续的多个网络地址汇总为一个网络地址，与层次物理网络结合，能极大的减少路由器上路由表的规模。
将多个网络（可以使匪类网络）汇总成一个CIDR地址块，形成“超网”，属于不精确汇总（所以属于汇总后的地址块都属于汇总前的地址块称为精确汇总，否则称不精确汇总），不精确汇总可能导致错误的路由。

🎄*# 9、掌握IP协议的首部（分片的方法）

IP协议是无连接、不可靠的协议，包括IPv4和IPv6两个版本。其中，

IPv4包括20个字节的固定首部和长度可变的可选首部。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hmn81a9o-1626832529455)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703171212738.png)]

版本：占4位，表示IP协议版本，IPv4版本值为4；
首部长度：占4位，表示首部的单位长度（每单位4字节），故首部最大长度为60字节；

和TCP协议一样

服务类型：占1字节，（形同虚设）
总长度：占2字节，表示首部和数据的总长度（单位为字节），故数据报的最大分组长度为2^2*8=65535字节（含IP首部），最大数据长度为65515字节（假设首部20字节），但总长度不允许超过MTU（maximum transmission unit，最大传送单元），否则将其分片；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bcBfVJHD-1626832529456)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703172242289.png)]

标识：占2字节，分组超过MTU时会进行分片，同一分组的不同分片标识相同；
标志：占3位，包括DF、MF两个标志。DF=1表示该分组不允许分片，MF=1表示该分组后面还有分片；
片偏移：占13位，指出该分片在原分组的位置，以8个字节为单位；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QYwWUoKp-1626832529458)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703172342098.png)]

生存时间：占1字节，TTL，表示数据报在网络中的寿命，其单位为秒（实际单位为跳），分组每经过一个路由器就TTL就减1，当路由器收到TTL=0的分组时会将其丢弃，TTL能有效的避免该分组在网络上无限循环的转发；
协议：占1字节，指出数据报携带的数据使用上层的何种协议，从而帮助目的主机的网络层将数据部分上交给哪个处理过程；
首部校验和：占2字节，字段只检验数据报的首部，不包括数据部分；
源地址、目的地址：各占4字节，表示发送接收方的IP地址，一般路由器不会改变分组的源IP地址和目的IP地址；
可选字段：小于4字节，主要用于网络测试和调试，实际一般不用；
填充：将可选字段填充至4字节。

🛹【用于考察解决不能Ping的问题】*#10、ICMP的基本工作原理

🧨ICMP：internet控制报文协议（internet control message protocol），
- 用于因特网的传输控制和差错报告，
- 主要用于分组传输过程中的异常报告，包括：
  - （1）目标地址不可达，
  - （2）网络拥塞，
  - （3）TTL到期，
  - （4）IP分组检验和失败；
ICMP首部：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OSmegP2e-1626832529459)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703172554196.png)]

ICMP封装：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-s6JUIGHY-1626832529460)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703172617206.png)]

注意：
- （1）对出错的ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文；
- （2）对某一分片后的分组，仅发送第一个分片的ICMP差错报告报文，后续分片不再发送；
- （3）组播地址数据不发送ICMP差错报告报文；
- （4）对特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据不发送ICMP差错报告报文。
- （4）ping使用了ICMP的回送请求与回送响应报文。
- （5）tracert使用了ICMP的echo request and echo reply与TTL到期的差错报告报文。

*# 11、NAT的分类和作用

NAT（network address translate），网络地址转换，用于IP地址的转换。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EhP5ECMB-1626832529461)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703181402950.png)]

NAT的作用：

（1）解决多个用户使用一个公网IP上网的问题，缓解了IP地址危机；

（2）实现内部IP地址隐藏及服务器负载均衡。

*#12、DHCP的基本工作原理

DHCP（dynamic host configuration protocol），动态主机设置协议，

采用C/S模式，
使用UDP协议工作，
服务器端口号为67，
客户端端口为68，
用于主机自动获得IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器地址、租用期的相关信息。

客户端	端口号	工作过程	端口号	服务器
	服务器被动打开UDP端口67，等待客户端发来的报文	67	服务器
客户端	68	DHCPDISCOVER	客户通过UDP端口68广播DHCP发现报文	67	服务器
客户端	68	DHCPOFFER	服务器发送广播报文声明可以提供IP地址	67	服务器
客户端	68	DHCPREQUEST	客户广播请求IP地址	67	服务器
客户端	68	DHCPACK	服务器广播发送IP地址、网关等，客户允许租用期内使用IP	67	服务器
客户端	68	DHCPREQUEST	租用期即将到期，发送续约请求。如果服务器同意则继续使用该IP，否则返回第2步重新申请	67	服务器

DHCP中继代理：广播DHCPREQUEST请求，中继代理单播向其他网络的DHCP服务器，获取IP地址。

中继代理在路由器上的配置是：ip helper-address xxx.xxx.xxx.xxx

*# 13.路由的概念及分类

概念：根据目标网络选择最“好”路径

分类：从路由获取方式可分为：直连路由、静态路由、动态路由

从路由匹配数量可分为：目标路由、特定主机路由、默认路由

🚍【RIP算法必考】*#14、比较距离向量路由算法和链路状态路由算法

距离向量路由算法和链路状态路由算法均属于动态路由协议（让路由器通过交换信息自动获得路由信息）。

RIP协议是一个重点：如果通告坏消息，需要更新路由表。如果更新好消息，那么就需要更新最短路径的内容。

RIP协议基本概述

RIP（Routing Information Protocol）路由信息协议，服务于内部网关协议IGP。
使用的是距离矢量路由算法（DV算法）
使用传输层用户数据报UDP协议进行传送，端口520
按固定的时间间隔交换路由信息，时间默认30s
RIP协议中“距离”定义为“跳数”，每经过一个路由，跳数加1.
为了防止无穷计数问题，最大跳数是15，16相当于不可达
—————————————————————————————
原文链接：https://blog.csdn.net/ZripenYe/article/details/117042476

算法	★距离向量路由算法（DV算法）（RIP）	链路状态路由算法（LS算法）（OSPF）
原理	（1）周期性向邻居通告自己的路由信息；（2）根据邻居通告使用加法更新自己的距离向量表；（3）路由表改变时，继续通告邻居；（4）网络中所有路由表没有改变时，算法终止	（1）将自己的链路状态洪泛到网络上的所有路由器；（2）每个路由器最终会知道整个网络的拓扑结构；（3）使用Dijstra算法最短路径算法计算自己与其他路由器最短路径，更新路由表；（4）链路状态变化时，继续洪泛
特点	好消息传的快，坏消息传的慢（形成路由环路）	可能产生路由震荡
范围	邻居之间	整个网络
收敛时间	不稳定	稳定
健壮性	不好	好
例子	RIP、BGP	OSPF

🚨【一定会考】*#15、掌握RIP的工作原理和配置方法

RIP使用距离向量路由算法，
使用UDP进行传输（端口为520），
按固定的时间间隔交换路由信息（30s）。
RIP将距离定义为“跳数”，每经过一个路由器跳数加1，规定最大值为15（16即相当于不可达）。
- 使用毒性逆转（即向某条路由对应的出接口通告该路由为无穷大路由）等方法缓解环路影响。如果有距离等于十六的内容，最多待180s

RIP包括RIP1和RIP2。

RIP1通过广播通告路由信息，不支持验证和CIDR，
RIP2通过组播通告路由信息，支持验证和CIDR。

//配置方法略。

16、IGP和EGP的分类

为解决路由信息过多，更新缓慢的问题，使用自治系统（AS，由一个管理部门管理的具有相同路由策略的网络系统）管理网络系统。同一AS内的路由器使用相同的路由协议称IGP（内部网关协议），如RIP、OSPF；AS之间的路由器使用的路由协议称为EGP（外部网关协议），如BGP。其中网关路由器同时运行IGP和EGP。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Qw0UpCaK-1626832529461)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703182100643.png)]

* 17.OSPF路由协议

使用链路状态路由算法，
无路由自环，
支持区域划分适用于大规模网络，
支持CIDR、VLSM，
支持验证，
使用组播方式发送协议报文
基于IP，
为停等协议，自身可实现可靠传输，
收敛速度快，链路代价为10⁸/网络带宽

OSPF使用路由器标识（32位无符号整数，整个自治系统唯一）唯一确定OSPF路由器

OSPF划分区域来减少洪范范围，其中ABR负责区域之间的信息传递，它使用距离矢量算法

OSPF支持的网络拓扑结构：广播式多点接入网络、点到点网络、点到多点网络等

在全连通网络中，选取DR（村长）和BDR，DR负责通告路由

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XLXsgoz2-1626832529462)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703182119788.png)]

🧣第四章习题解答

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jmI51IZv-1626832529463)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704110403737.png)]

掩码号是29，那么子网掩码就是255.255.255.248

第一个子网，即子网0 ：192.168.10.0000 1000

子网1： 192.168.10.0001 0000

……

第五个子网即，子网4：192.168.10.0010 0000

服务器IP地址选用最大可选地址，即 192.168.10.0010 0110=192.168.10.38

网关选用最小地址 192.169.10.0010 0001 即192.168.10.33

第五章数据链路层

1、比较数据链路层和传输层

数据链路层：负责一段链路的两端之间的通信，由网卡负责数据链路层的协议。

服务层	传输层	数据链路层
通信	收发双方主机到主机	一段链路端到端
范围	整个网络（可以跨越局域网）	同一局域网内
服务对象	应用层，端口	物理层，MAC地址

🧭【重点必考】*#2、以太网网卡的作用

（1）数据的封装与解封：发送时将收到的上层分组加上首部和尾部形成以太网的帧并通过物理层发出（封装），接收时则将收到的分组剥去首部和尾部形成分组并送交上层（解封）；这是所有网卡都应该做的事情

（2）链路管理：实现CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection），带冲突检测的载波监听多路访问/碰撞检测协议；

（3）编码与译码：实现曼彻斯特编码与译码。

（4）物理识别和CRC冗余检验进行差错检测：确保帧的传输有效性，出错帧直接丢弃不重传。

*3、比较IP地址和MAC地址

地址类型	IP地址	MAC地址
定义	因特网上不同网络间能够通信的唯一地址	局域网中固化在硬件上的地址
目的	不同网段间的通信	同一网段内结点间通信
长度	IPv4：32位（4字节），IPv6：128位（16字节）	48位（6字节）
范围	因特网（广域网）	局域网
所在TCP层	网络层	数据链路层
获取对方地址方式	DNS	ARP

MAC地址永远都不会变，跟地理位置有关的是IP地址

*4、CRC冗余检验的计算方法，奇偶校验可以纠错（选择题）

CRC冗余检验：待校验码除以一个约定好的除数，若能除尽（余数为0）则校验正确，反之出错，CRC冗余校验查错率高，能纠错。

CRC冗余检验具体做法：

（1）数据比特流看成二进制数据作为被除数D；
（2）选择一个n位的二进制数作为除数G（随机生成多项式+1，如x5+x2+1，即100101）；
（3）发送方采用异或方式D除以G得到余数R，即为CRC冗余校验码。

**循环冗余码（CRC，Cyclic Redundancy Code）校验（Check）**是目前在计算机网络通信及存储器中应用最广泛的一种校验编码方法。

它所约定的校验规则是：让校验码能为某一约定代码所除尽

如果除得尽，表明代码正确；
如果除不尽，余数将指明出错位所在位置。

步骤：

选一个 r+1 bit 的生成多项式G(x)，作为双方的除数。
若原始数据为D，发送方用M=2rD作为被除数。
采用==异或（相同取0，不同取1，不进位）==的方式用M除以G,得到一个余数R,即为CRC循环冗余检验码。
最终发送的数据为M+R。

具体例子如下：

例：原始数据D= 1010001101, G = x⁵+x⁴+x²+1，求发送方实际发送的数据。

把x=2带入G，生成的数值的二进制就是除数。
G生成的除数为：110101
在这里插入图片描述
实际发送的数据： 101000110101110

当发送方发送这个数据之后，接收方再去除以原来多项式生成的除数，如果余数为0，那么就认为数据没有错误。

CRC的应用：

广泛用于计算机网络数据链路层的帧的查错。
广泛用于测控和通信领域。

CRC算法分析：

CRC的查错能力
- 能检查出全部单比特错。
- 能检查出全部的奇数个比特错。
- 能检查出全部长度小于或等于r位的突发错。
CRC的计算速度
- 硬件电路计算速度快
CRC的效率
- CRC冗余码的长度与具体的生成多项式有关，相对查错能力而言，效率很高。

奇偶校验：通过在数据后添加1位，保证新的数据中1有奇数个。一维奇偶校验能查错，二维奇偶校验能纠错（1位）。

*#🎨5、FDMA，TDMA，CDMA

FDMA、TDMA、CDMA均属于信道分割技术。

注意：所有的分割技术都有资源的浪费

FDMA：frequency division multiple access，频分复用。信道按频率分割成若干频段，每个站点分得固定的频段，该站点不用时相应频段被闲置浪费；频分复用使用不同频率的载波将信号调制到不同频段上。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nK80NgkV-1626832529464)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703182823891.png)]

TDMA：time division multiple access，时分复用。信道根据时间分成多个固定长度的时间片，每个用户允许在不同的时间片上传输信息，某个时间片上无用户传送信息则导致信道浪费。TDMA分成同步时分复用和异步时分复用（统计时分复用）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ori0ZSEG-1626832529465)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703182838729.png)]

CDMA：code division multiple access，码分复用，大部分用于无线通信场合，用户共享相同频道，每个用户用自己的码片序列对数据编码，发1就发码片，发0就发码片的反码，所有的码片必须正交，正交就可以消除其他站点信号的干扰允许多用户共存和发送信号，对相互的干扰极小。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sITcTslH-1626832529466)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703182855210.png)]

拓展：波分复用：本质上是光的频分复用

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c4aWdU7B-1626832529466)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704160512826.png)]

🚞【100%必考题】*#6、CSMA/CD的工作原理

CSMA/CD产生背景：

在所有共享链路上，站点是对等的，争用信道，随机访问，尽可能避免碰撞

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-q5oSa79U-1626832529467)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704160640246.png)]

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection），带冲突检测的载波监听多路访问，是常用的随机多路访问协议的一种其核心思想包括：

（1）先听后讲：信道空闲则讲，反之等待；
（2）边听边讲：发送信号时不断检测是否碰撞；
（3）碰撞即停；
（4）退避重传：二进制指数退避算法重传；
（5）多次碰撞，放弃发送：最多16次。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-b8R5Mers-1626832529468)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703183104200.png)]

二进制指数退避算法：

（1）确定基本退避时间，一般为争用期2τ（端到端的往返时延）；
（2）定义重传次数k（k≤10）；
（3）从整数集合{0,1,…,2k-1}中随机取一数记为r，则重传时退避时延为r*2τ；
（4）重传16次仍不成功则丢弃该帧，并向高层报告。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9BL9bKYu-1626832529469)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704160126780.png)]

最短帧长的概念和计算方法。

MFL=BW*2τ

若发送的帧小于MFL，则必须填充0，保证每个帧长不小于MFL
若收到一个小于FML的帧长，一定是碰撞帧，若收到的帧大于FML，就一定不是碰撞帧。

👱‍♂️*#7、ARP的工作原理（必考）

ARP：通过IP地址获得MAC地址。

ARP包括两个类型的包，一个是ARP广播请求包，一个是ARP单播响应包。

工作原理：

（1）发送方A向接收方B发送数据前，查看本地的ARP缓存表，若没有则广播发送ARP请求包；
（2）局域网内主机和网关均将A的Mac地址记入ARP缓存表，但不响应；
（3）接收方若在局域网内，B收到广播请求后向A单播发送响应ARP报文；
（4）接收方若不在局域网内，则向网关获取B的MAC地址，网关ARP缓存表中有则直接回复响应，若没有则继续发送ARP请求报文。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3cdfUzKu-1626832529469)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703183305655.png)]

8、最短帧长的作用和计算方法

传统的以太网的最短帧长为64字节，从而确保碰撞帧的检测，小于64字节的帧被认为是碰撞帧，因此，实际发送数据小于64字节时会被自动填充。

最短帧长=带宽×争用期

🚘【集线器工作原理B卷必考】9、各种网络设备的作用

设备	所在服务层	作用/工作方式	碰撞域	广播域	CSMA/CD	解决环路问题	以太网类型
中继器（Repeater）	物理层	用于信号的调整、复制、放大					共享式以太网
集线器（Hub）	物理层	多端口中继器。通过广播实现单播	连接到集线器的主机或集线器的级联都属于一个碰撞域	不隔离广播域	不使用		共享式以太网
网桥（Bridge）	数据链路层	根据帧的MAC地址决定转发出口，MAC地址和端口的对应存在缓存中（端口和MAC地址时一对多的关系，有生存时间）	隔离碰撞域	不隔离广播域	使用CSMA/CD	生成树协议（spanning tree）：（1）将环路变为生成树结构；（2）确定根网桥；（3）确定根端口（指向根网桥的最短路径的出口）；（4）每个网段确定一个指定端口（非指定端口阻塞时无法转发帧）	共享式以太网
二层交换机（2-layer Switch）	数据链路层	多端口网桥，帧转发基于硬件根据目标MAC地址决定转发出口，可连接不同带宽的以太网，MAC地址和端口的对应存在缓存中。采用源地址学习机制，广播未知帧和广播帧，单播已知帧	隔离碰撞域	不隔离广播域（未划分VLAN）	半双工模式下使用CSMA/CD		交换式以太网
路由器（Router）	网络层	基于软件转发分组（速度较慢），用于连接异构的网络。根据IP地址查找路由表，决定转发路径，未知分组直接丢弃，不会广播	隔离碰撞域	隔离广播域			交换式以太网
三层交换机（3-layer Switch）	路由模式/交换模式	路由模式下和路由器一样实现IP层转发，交换模式下与二层交换机相同。与路由器相比，三层交换机交个便宜，转发基于硬件（速度快），但只限于同种局域网段（路由器可以连接异构的网络）					交换式以太网

🚛【必考】*#10、网桥和二层交换机的工作原理

源地址学习机制，已知帧单播，未知帧广播

11、碰撞域（冲突域）和广播域的判断

**一个CSMA/CD网络即是一个碰撞域，基于物理层。**网络设备中中继器（Repeater）和集线器（Hub）不能隔离碰撞域，网桥、二层交换机、路由器和三层交换机可以隔离碰撞域。

广播域(Broadcast Domain)是指网段上收听送往所在网段的所有广播的所有设备的集合，基于数据链路层。只有路由器和三层交换机可以隔离广播域。

交换机上有多少个端口连到了网络，就有多少个碰撞域；路由器上有多少个端口连到了网络，就有多少个广播域。

12.T568A和T568B的接线顺序

T568A：半绿、绿、半橙、蓝、半蓝、橙、半棕、棕

T568B：半橙、橙、半绿、蓝、半蓝、绿、半棕、棕

13.直通线和交叉线

直通线两端都使用T568B连线，一般用于不同设备

交叉线一段使用T568B连线，一段用T568A连线，一般用于相同或相近的设备

🚉【必考】*#14.MAC地址的基本特点

单播MAC地址：固化在网卡上
- 十六进制表示：AC-DE-48-D0-00-80
- 二进制表示：10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000
单播MAC地址第八位必须为0第八位必须为0.
广播MAC地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF
组播MAC地址：组播MAC地址通过组播IP地址后23位映射而成

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QbTCzHPd-1626832529470)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703183736483.png)]

15.多模光纤和单模光纤

	多模光纤	单模光纤
核心直径	大	小
光传播模式	以多路径或多模式传播	以一种模式无散射传播
带宽	低	高
光源	LED光源	激光光源
适合距离	短距离	长距离

**🗺【MAC子层必考】*#16.以太网的两大标准**

商业标准Ethernet V2

官方标准802.3（增加了LLC子层）

说明：

LLC子层作用：

数据链路层中与介质接入无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC子层；
建立和释放数据链路层的逻辑连接；
提供与高层的接口；
差错控制；
给帧加上序号和确认，保证可靠传输。

注意：目前以太网的商业实现中大多不包括LLC子层。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ca8kZupF-1626832529471)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210704161406958.png)]

MAC子层作用：

与接入各种传输介质有关的问题都放在该层。
在传输时将要传输的数据组装成帧，帧中包含有地址和差错检测等字段。
在接收时，将接收到的帧解包，进行地址识别和差错检测。
管理和控制对于局域网传输介质的访问。

17.以太网帧的结构

网络层

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bVxmqsb7-1626832529472)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703184102536.png)]

数据链路层

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5BdzCRKQ-1626832529472)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703184123703.png)]

物理层

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-H1s2aLNk-1626832529473)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703184144149.png)]

前导符：用于收发双方同步

*#18.以太网的特性

以太网提供无连接不可靠的服务。
以太网对于出错的帧(CRC校验失败)直接丢弃，不重传。
共享式（半双工）以太网使用CSMA/CD协议处理碰撞。
**以太网最短帧长定为64字节(或者以太网的最小数据定为46字节），小于64字节的帧被认为是碰撞帧，实际发送数据小于46字节时会自动填充。**对于碰撞帧最多重传16次。
传统10M以太网帧间间隔为9.6 μs。

期末真题解析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NHijdslk-1626832529474)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705114258912.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-M48BGnfU-1626832529475)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705115152480.png)]

选择题

OSI体系中，负责选路的是网络层，把传输层的报文段变成分组，也是网络层
FTP使用的是TCP的连接，在传输文件时，不朽要保证可靠传输。而传递命令的时候使用的是控制连接。FTP数据连接的端口号是20，控制连接的端口号是21
判断服务器的哪条路径出现了问题，使用的是tracert命令
传输层首部用于标识应用进程的字段是端口号，端口号就是专门用来标识应用进程的
广播MAC地址是全1的十六进制
UTP双绞线降低线与线之间的干扰是电缆线对之间的绞合。
数据报网络是不可靠的无连接的网络，所以不像可靠传输一样建立连接。
路由器进行单播路由选择，不需要根据分组的源IP，只需要根据分组的目标IP。
同一时刻只能有一方发送数据的是半双工通信，单工通信是指任何时刻只能由一方发送数据。
组播中，用于主机和路由器之间管理组成员关系的协议是IGMP。
1. IGMP用于主机和路由器之间维护组成员关系。
2. 主机通过IGMP协议通知本地路由器希望加入并接收某个特定组的信息。
3. 路由器通过IGMP协议周期查询局域网内某个组是否还存在。

名词解释

HTTP（答对5点得5分）

HTTP超文本传输协议
该位于应用层，是最重要的传输协议之一
主要用于web页面的传输
采用C/S（客户/服务器）的模式
使用TCP作为传输层协议
默认使用80端口
HTTP分为HTTP1.0和HTTP2.0
- HTTP1.0：采用非持续连接和非流水线的方式
- HTTP2.0：采用持续连接和流水线的方式，大大增加了传输效率

GBN

GBN（go back to N）退回N步协议
该协议位于传输层
是可靠数据传输中滑动窗口协议的一种
该协议主要用于TCP连接的差错控制
发送方：连续发送至窗口满，然后等待，收到接收方确认后窗口向后移动。某个分组出错或丢失则==重传该分组及其后面所已发送但未收到确认的分组。==
接收方：对按序到达的分组确认，对乱序或错误的分组丢弃，并发送最后一次正确收到的分组的确认。
采用累计确认机制

ICMP

ICMP：因特网控制报文协议（internet control message protocol），
用于因特网的传输控制和差错报告，
当路由器丢弃分组时会发送 ICMP 报文给源发送方，通知所出现的错误。
Ping 使用的是特殊的 ICMP 报文。
2 分）

CDMA

码分多址复用技术
每个主站分配一个互不相同且相互正交的码元，当发送 1 时发码元，发 0 时发码元的反码。
接收端根据码元可以有效地从信号中还原出信息，具有很好的抗干扰性。

简答题

写出一台计算机Ping和他不在同一IP网络上的另一台计算机的全过程

查ARP缓存表，寻找本地网关路由器的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地网关路由器的MAC地址
将Ping分组打包形成帧发送给本地路由器。
本地路由器去掉帧的首部和尾部，根据目标 IP地址查找路由表中最长前缀匹配的下一跳。
查ARP表，寻找目标主机的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地路由器的MAC地址
目标主机收到分组，由底层开始组层分解，最后得到ICMP的回送请求Ping的报文，发送ICMP的回送响应报文。

简而言之，言而简之

首先查自己的ARP表，找到本地网关路由器，找到了就把分组变成帧发给路由器，路由器去掉帧的首部尾部，开始根据目标IP查找路由表选择吓一跳，继续查ARP表，寻找主机的MAC地址，找到，继续执行2操作，然后主机收到了分组，就开始解封装，得到后就开始发送ICMP回送Ping的报文给发送主机。

阐述局域网交换机和路由器之间的区别

局域网交换机工作在数据链路层（2层），路由器工作在网络层（3层)
局域网交换机根据帧的MAC地址转发分组，路由器根据IP地址转发分组。
局域网交换机将相同的网段连接起来形成一个更大的物理网络，路由器将不同（异构）的网络互联起来。（1分）
局域网交换机通过源地址学习方式学习MAC地址和端口的对应关系，决定转发方式。路由器根据路由协议学习路由决定转发。（2分）

传输层TCP为保证计算机之间提供无差错的数据传输服务，主要采取哪些措施？

可靠的数据传输一般提供面向连接的服务,通常使用序号和确认机制，发送方超时重传机制，缓存机制，传输错误检验机制,TCP是典型的可靠传输，可靠传输原理的协议包括停止等待协议，效率低，连续重传协议，其中又包括GBN回退N步和SR选择性重传。

计算题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8dpyYW1j-1626832529477)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705144214560.png)]

CRC循环冗余检验

G(x)=x⁴+x+1 => 10011

想要发送的信息为 10110011

那么，用 101100110000/10011

得到余数：0100

那么发送的代码就是101100110100

划分子网

部门	子网号	网络地址	子网掩码	主机地址范围
总部	0	202.119.110.0	255.255.255.192	202.119.110.1~62
广州	1	202.119.110.64	255.255.255.224	202.119.110.65~94
上海	2	202.119.110.96	255.255.255.240	202.119.110.97~110
南昌	3	202.119.110.112	255.255.255.240	202.119.110.113~126
广域网1	4	202.119.110.128	255.255.255.252	202.119.110.129~130
广域网2	5	202.119.110.132	255.255.255.252	202.119.110.129.133~134
广域网3	6	202.119.110.136	255.255.255.252	202.119.110.137~138

不要忘了广域网的子网划分

综合题1

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0sgEeWUO-1626832529477)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705153413768.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dOQKYzdY-1626832529478)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705153434577.png)]

错误1：H1的默认网关是一个广播地址（5分）

错误2：H3的IP地址是一个广播地址（5分）

综合题2

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6gaWqUWa-1626832529479)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705162602879.png)]

数据	目的硬件地址D-HA	源硬件地址S-HA	目的IP地址D-IP	源IP地址S-IP
F1	V	P	Y	Q
F2	V	P	Y	Q
F3	X	T	Y	Q

目的IP和源IP地址是不会改变的。

改变的是物理地址，只有遇到路由器才能改变物理地址。

👨‍💻计算机网络题库简答、计算和综合题大全

简述电路交换、分组交换、报文交换的优缺点

电路交换必须经过“建立连接–>通信–>释放连接”三个步骤，在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽，当其中的一段链路出现故障，则整个通信电路就要中断。
分组交换具有高效，灵活，迅速，可靠等特点，在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用，每个结点均有智能，为每一个分组独立地选择转发路由，以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组，网络使用高速链路，完善的网络协议，分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。
报文交换是不分组的分组交换，具有存储转发的优点。

论述分组在网络上传输可能出现的延迟以及影响这些延迟的原因

传输延迟：由带宽决定，是计算机节点发送数据到链路上所需要的时间
传播延迟：数据从链路的一端到另一端所需要花的时间，由物理链路的长度和物理链路的传播速度决定。
排队延迟，数据到达路由器的输入队列，等待路由器处理的等待时间，由网络拥塞程度决定
节点处理延迟，路由器处理数据选择路由所花的时间，由路由器的性能决定

请简述计算机网络TCP/IP体系结构的基本工作原理，包括如何分层，为什么分层，每层如何协同工作？

计算机网络TCP/IP协议体系结构。分为5层是目前internet的分层标准，即TCP/IP参考模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，（2分）每层功能上相互独立，下层对上层提供一个服务访问点，实现透明传输

网络协议分层有利于把设计问题划分成较小的易于处理的片断，当某一层的协议的改变不会影响其他的协议。

各层功能的描述：

物理层：涉及到通信在信道上传输的原始比特流，这里的设计主要是处理机械的、电气的、过程的接口，以及物理层下面的物理传输介质问题。数据单元是比特。
数据链路层：指定在网络上沿着网络链路在相邻节点之间移动数据的技术规范，数据单元是帧，主要处理一段链路上的帧的可靠传输问题，以及解决流量问题，对共享信道的访问等问题。HDLC,PPP,等都属于这一层的协议。
网络层：最关键的问题是确定分组从源端到目的端的路由，包括静态路由和一些动态路由协议，如RIP,OSPF,BGP等还包括IP地址的格式，ICMP协议，组播协议等。数据单元是IP分组。通过协议字段向上层提供服务。
传输层：保证主机与主机之间正确通信的协议，TCP,UDP都属于这一层，其中TCP是可靠的面向连接的协议，而UDP是不可靠的无连接协议。数据单位为报文段，通过端口向上一层提供服务。
应用层：主机之间的进程与进程之间的通信。HTTP,SMTP,POP3,DNS等都属于这一层。

简述电子邮件的相关工作原理

电子邮件包括服务器端和客户端，客户如果使用IE浏览器发送或接收服务器的邮件使用的是http协议，若是用客户端代理发邮件，则使用smtp协议或安全的ssl协议发送邮件到服务器，收邮件使用pop协议或IMAP协议。邮件服务器向另一个邮件服务器发送邮件使用的是smtp协议。

简述FTP工作原理

FTP称为文件传输协议，工作在应用层，用于因特网上的传输，其工作时使用TCP协议打开两条TCP连接，一条是控制连接,端口21，一条数据连接端口是20

论述TCP协议的连接管理机制、序号确认机制、流量控制机制

TCP 协议是面向字节的。

TCP 将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。在连接建立时，双方要商定初始序号。

TCP 每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。

TCP 的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认，表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。

TCP建立连接的过程称为3次握手，第一次握手（syn=1,ack=0,sn1=随机数,ackno=0），第二次握手（syn=1,ack=1,sn2=随机数,ackno=sn1+1），第三次握手只是对第二次作确认。

TCP 释放连接的过程置FIN标记为1。

TCP的流量控制指的是接收方明确地通过接收窗口大小，限制发送方发送窗口的最大值，从而达到接收方能够拥有足够的缓存接收数据的目的。

简述GBN（回退N步）协议的工作原理

回退N步的协议，是可靠数据传输中滑动窗口协议的一种，发送端通过发送窗口限制发送的数据数量，当收到某个数据的确认时，发送窗口向后移动一个单位，，接收端只接受按序到达的正确的数据，其它的丢弃，并发上一个正确到达的分组的序号的确认或当前分组的否认。

简述可靠数据传输原理的核心思想

可靠的数据传输一般提供面向连接的服务,通常使用序号和确认机制，发送方超时重传机制，缓存机制，传输错误检验机制,TcP是典型的可靠传输，可靠传输原理的协议包括停止等待协议，效率低，连续重传协议，其中又包括GBN回退N步和SR选择性重传。

简述CDMA的工作原理

码分多址复用技术，每个主站分配一个互不相同且相互正交的码元，当发送1时发码元，发0时发码元的反。接收端根据码元可以有效地从信号中还原出信息，具有很好的抗干扰性。

👵【重点】简述集线器、网桥、二层交换机、路由器的工作原理和异同点

集线器工作在物理层，半双工，收到帧后会向所有的端口转发
网桥工作在数据链路层，全双工，会有针对性的根据MAC地址决定帧的输出端口，当目标MAC地址不知道时会向所有端口转发，网桥能自动的学习MAC地址和端口的映射关系，
二层交换机本质上是多端口的网桥，但是转发基于硬件，路由器工作在网络层，根据目标IP地址和转发表决定IP分组的输出链路。

简述数据链路层的主要功能

帧同步，识别帧的开始和结束

流量控制，发送站的发送速率不能超过接收站的接受速率

错误控制，识别纠正传输链路引起的错误

寻址，在多点链路中指定接收者的身份

连接管理，建立维护释放通信的连接。

写出一台计算机Ping和他不在同一个IP网络上的另一台计算机的全过程

1、查ARP缓存表，寻找本地网关路由器的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地网关路由器的MAC地址

2、将Ping分组打包形成帧发送给本地路由器。

3、本地路由器去掉帧的首部和尾部，根据目标 IP地址查找路由表中最长前缀匹配的下一跳。

4、查ARP表，寻找目标主机的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地路由器的MAC地址

5、目标主机收到分组，由底层开始组层分解，最后得到ICMP的回送请求Ping的报文，发送ICMP的回送响应报文。

简述ARP协议的工作过程

ARP协议称为地址解析协议，用于硬件地址和IP地址的转换，当源主机知道目标主机的IP地址不知道其硬件地址时会发送一个ARP请求报文，目标主机会发送ARP响应报文，从而使得源主机知道目标主机的硬件地址

简述以太网的基本特征

以太网是满足以太网V2标准或IEEE的802。3标准的数据链路层和物理层规范的网络以太网的物理层使用全双工的交换机连接主机或半双工的集线器连接主机，半双工以太网，半双工的使用CSMA/CD协议解决碰撞，使用曼且斯特编码信号。

💪【重点】什么是CSMA/CD协议？

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,载波监听多点接入碰撞检测（带碰撞检测的载波监听多路访问协议）
用于以太网上多点接入技术,
每个站检测信道是否空闲，不空闲则等待，空闲则发送数据，如果碰撞使用二进制指数退避算法等待一段时间在发送。
先听后讲、边听边讲、碰撞即停、退避算法、多次碰撞放弃重传

简述CIDR的概念及其主要作用

1).CIDR称为无类别域间路由，其本质是取消IP地址的分类限制，可以取IP地址任意长度的前缀作为网络号。（3分）

2).CIDR使用超网技术和层次路由结合实现路由汇总，极大的减少了路由器上路由表的规模。（1分）

3).CIDR技术有助于缓解IPv4地址的危机问题,是IP地址的分配更加合理。

试比较网络层的虚电路和运输层的TCP连接

网络层的虚电路与运输层的TCP连接都提供了面向连接的服务，但二者还是具有以下区别：

1）网络层的虚电路是建立在端主机与端主机之间的所有分组交换机上的，而TCP连接仅仅建立在端主机的两个运输层实体之间。

2）虚电路经过的每台分组交换机必须负责维持该虚电路，而TCP连接的维护仅由两台端主机负责。

3）网络层虚电路可以提供时延和带宽的保证，而TCP连接不能提供该保证。

简述SR的工作原理

选择性重传的协议，是可靠数据传输中滑动窗口协议的一种（1分），发送端通过发送窗口限制发送的数据数量，当收到某个数据的确认时，发送窗口向后移动一个单位，某个分组只重传该分组（2分），接收端对于接受窗口内乱序到达的分组会缓存直到按序才递交，其它的丢弃，确认针对某一个分组确认。（2分）

从帧转发方式的角度简以太网MAC地址分成哪几大类述

1）.单个通用MAC地址（单播地址），I/G=0,且U/L=0,全局唯一的寻址一个接口设备。（2分）

2）.广播MAC地址，48位全1的MAC地址，用于在局域网上发送广播。

3）.组播MAC地址，I/G=1,但其余47位不全为1，用于发送数据给局域网中的一组接口。（1分）

21. 串行数据通信可分为三种类型：

单工、半双工、全双工

简述VLAN的概念及其主要类型

VLAN是指将局域网的成员（主机，网桥等）按照一定的分组规则逻辑上划分到不同的集合中，每个集合属于一个vlan,不同vlan的通信必须经过三层设备（路由器）。（2分）

VLAN可以分成三类：

1）.基于端口的VLAN,根据交换机的端口划分VLAN;（1分）

2）.基于MAC地址的VLAN,根据终端设备的MAC地址划分VLAN;（1分）

3）.基于IP地址的VLAN,根据设备的IP地址划分VLAN.（1分）

简述路由器查找路由表进行理由选择的过程

查找路由表的顺序按照以下顺序查找。

1).直接路由选择：对于直连网络的路由进行的选择；（1分）

2).特定主机路由选择：匹配具体的某一个IP地址的路由选择；（1分）

3).特定网络路由选择：匹配某一个IP网络的路由选择；（1分）

4).默认路由选择：对所有IP地址都匹配的路由选择。（1分）

若查找到多条路由同时匹配，采用掩码前缀最长匹配原则。（1分）

简述局域网交换机和路由器之间的区别

1）.局域网交换机工作在数据链路层（2层），路由器工作在网络层（3层）

2）.局域网交换机根据帧的MAC地址转发分组，路由器根据IP地址转发分组。

3）.局域网交换机将相同的网段连接起来形成一个更大的物理网络，路由器将不同（异构）的网络互联起来。（1分）

4）.局域网交换机通过源地址学习方式学习MAC地址和端口的对应关系，决定转发方式，路由器根据路由协议学习路由决定转发。（2分）

简述传统10M以太网的帧结构包含哪些字段及每个字段的基本作用

1）.帧前导符（7个字节）和帧定界符（1个字节），用于同步收发双方的频率并界定一个帧的开始。（1分）

2）.目的MAC地址（6个字节)和源MAC地址（6个字节）,确定目的物理地址（1分）

3）.长度（2个字节），指出帧的数据部分的实际长度。（1分）

4）.数据（0-1500字节），存放帧上层协议的数据（1分）

5）.帧检验序列（4个字节），使用CRC冗余检验算法计算的校验码，用于帧的查错。

试说明链路状态路由算法的工作原理和特点

每个路由器把自己的链路状态发布给相邻路由器并由相邻路由器转发，最终让所有路由器接收到。所有路由器最终收集到所有的链路状态，进而得知全网的完整一致的拓扑结构，每台路由器根据这个全网拓扑图独立地计算各自的最优路由。路由器掌握了完整的“第一手信息”，不容易被欺骗而做出错误的路由决策，不容易产生路由环路。

传输层为保证计算机之间提供无差错的数据传输服务，主要采取哪些措施？

1）.编号排序。发送方给数据编号，然后按照编号顺序发送数据。（1分）

2）.确认。接收方在正确收到分组后发送确认信息，通知接收方哪些数据已经被正确接收。（1分）

3）.超时重传。发送方没收到确认后会等待一个超时时间后重传。（1分）

4）.流控制，保证发送方的速度不会太快导致接收方无缓存接收数据。（1分）

5）.差错控制，使用校验和的方式查错。错误的数据会重传。（1分）

简述NAT的工作原理

NAT路由器通过把内网IP地址转换为外网IP地址使得内网主机能够与外网主机进行通信，具体通过3种方式进行转换，即静态NAT，动态NAT和端口NAT，其中静态NAT将内网IP地址一对一地转换成外网IP地址；动态NAT将外网合法的地址形成可用的NAT池，当内网IP需要上网时，从NAT池中获取一个可用的外网IP地址；而端口NAT则将内网的多个IP地址映射到外网的同一个IP地址和不同的端口上。

简述路由器造成网络拥塞的主要原因

1）.路由器存储空间不足，当多个输入端口传入的数据从一个输出接口传出时，可能导致存储空间不足。

2）.处理器速度慢，当路由器的cpu处理速度太慢，可能导致存储空间溢出。

3）.链路带宽低，尽管存储空间和cpu的指标很高，但如果输出链路的带宽相对低，也会导致部分PDU不能被及时转发。

简述网络上出现哪些错误将导致路由器发送ICMP报文？

1).目的站不可达，当路由器针对目标IP找不到匹配的路由时或目标主机不存在时,路由器会发送ICMP的目的站不可达的报文；（1分）

2).拥塞，当路由器拥塞是会导致路由器丢弃分组发送ICMP报文；（1分）

3).超时，当IP分组TTL=0时，路由器会丢弃该分组并发送ICMP报文；（1分）

4).参数出错，IP数据报头部的参数出现二义性或某个字段缺少某个值是，路由器会丢弃该分组并发送ICMP报文；（1分）

5).路由过时，为保证主机的路由表不会过时，网关路由器会发送“ICMP改变路由"报文给主机，通知最新的路由信息。（1分）

综合题

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（1）站地址端口站地址端口

H4 2 H4 2

H3 2 H3 1

H2 1 H2 1

（2）网桥1将收不到该数据帧，无动作。

网桥2将登记H5的信息（H5，2），并丢弃该数据帧，不进行转发。

综合题

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第一阶段：DNS请求阶段

1.主机A的arp缓存表为空，因此首先发送arp广播请求帧给局域网，获得服务器C的IP地址对应的MAC地址，交换机选择广播该帧，并学习主机A的MAC地址和端口的对应关系，C返回ARP单播响应帧给A。

2.主机A获得服务器C的MAC地址后，发送DNS请求报文给服务器C,使用UDP,目标端口号53,用于获得www.abc,com对应的IP地址，交换机单播该报文，服务器响应后发送DNS响应报文给A，告诉A www.abc.com的域名对应的IP是192.168.2.2。

第二阶段：TCP连接阶段

TCP连接阶段要进行端到端的三次握手完成。

1.A发送数据给192.168.2.2之前，判断目标IP和自身IP不在同一网段，A需要发送数据给网关路由器，即192.168.1.1,A通过Arp协议获得192.168.1.1对应的MAC地址，然后发送TCP的第一次握手给服务器B，TCP的第一次握手将SYN标记置为1，目标端口默认为80。

2.路由器收到帧后去掉帧首部尾部，根据分组的目标IP查找路由表，决定从f0/1转发该帧，路由器需要通过arp协议获得服务器B的IP地址192.168.2.2对应的MAC地址，最后重新将分组打包成帧将该帧发给服务器B。

3.服务器B发送TCP第二次握手，将SYN和ACK标记置为1.

4.主机A发送第三次握手。

第三阶段：主机A和服务器B进行HTTP协议通信阶段。

1.主机A发送HTTP请求报文，要求获得目标主机的默认文档页面。

服务器B收到请求后将相关页面文字内容打包在HTTP响应报文中发送给主机A，若页面过大会分成多个分组发送。

主机A不断收到页面文字，并作TCP确认。

2.主机A收到页面文字内容后，根据主机A浏览器使用HTTP1.0还是HTTP1.1决定是否建立新的TCP连接来获得页面链接的其他对象，如图片或动画等。

第四阶段 TCP断开连接阶段

当主机A获得所有信息后，服务器B和主机A通过四次握手断开TCP连接。

综合题

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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mhQN9hLk-1626832529482)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705170839265.png)]

1.服务器需提供DHCP服务，用于分配IP地址，DNS服务用于域名和IP地址的解析，HTTP服务用于提供Web服务。

2.可以Ping通，因为A和B在同一物理网络，且IP地址的网络号相同。具体过程是A首先通过arp协议获得B的IP对应的MAC地址，然后使用ICMP协议的echo-request报文封装到IP协议再封装到以太网帧中，最后变成比特流发送给B。B收到后同样根据arp协议获得主机A的MAC地址，然后将ICMP协议的ehco-reply报文打包成帧返回给A。

3.E发帧给D，集线器会广播该帧，因为集线器使用广播的方式实现单播，交换机会广播该帧，并学习到主机E和端口的对应。A发帧给E,交换机会从端口2单播，集线器会广播。

4.服务器D的IP地址与主机A,B不在同一网段，主机C的默认网关需配置为192.168.3.1。

综合题

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划分为3个短数据报片，数据长度分别为1480，1480，1020字节，偏移字段分

别为0，1480，2960，MF字段值分别为1，1，0

综合题

某公司有6个子网，现该公司获得一个B类地址177.23.0。0，若假设使用定长子网掩码，按照子网数够用，每个子网主机数尽可能多的原则，求该公司需要使用的子网掩码以及每个子网的子网号和IP地址范围

由于要划分6个子网，所以必须借助主机的3位，所以子网掩码为255.255.224.0,

若不考虑子网0，则子网从001到110

每个子网的IP地址范围分别是

子网1：182.23.32.1-182.23.63.254

子网2：182.23.64.1-182.23.95.254

子网3：182.23.96.1-182.23.127.254

子网4：182.23.128.1-182.23.159.254

综合题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jZKneoJE-1626832529484)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705170910025.png)]

\1. 6条，路由器对所有不是直连的路由都需要一条静态路由。

部门子网号网络地址子网掩码主机地址范围

0 202.119.110.0 255.255.255.192 202.119.110.1—202.119.110.126

1 202.119.110.64 255.255.255.224 202.119.110.65-202.119.110.94

2 202.119.110.96 255.255.255.240 202.119.110.97-202.119.110.110

3 202.119.110.112 255.255.255.240 202.119.110.113-202.119.110.126

广域网1子网4202.119.110.128255.255.255.252202.119.110.129-202.119.110.130

广域网2子网5202.119.110.132255.255.255.252202.119.110.133-202.119.110.134

广域网3子网6202.119.110.136255.255.255.252202.119.110.137-202.119.110.138

综合题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-o0Yh3WFM-1626832529485)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705170925122.png)]

（1）接口1（2分）

（2）R4（2分）

（3）R3（2分）

（4）R2（2分）

（5）R3（2分）

综合题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eJ7lIr0a-1626832529486)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705170940442.png)]

F1：D -HA=V S-HA=P D-IP=Y S-IP=Q

F2：D -HA=V S-HA=P D-IP=Y S-IP=Q

F3：D -HA=T S-HA=T D-IP=Y S-IP=Q

综合题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RBswJcpC-1626832529487)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705170958407.png)]

1）能（5分）

2）不能，因为TCP连接是由源IP、目的IP、源端口号、目的端口号这4者唯一确定的，而由于NAT改写了第二次握手报文中的源IP，所以无法建立起TCP连接。（5分）

综合题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nMddm1MC-1626832529488)(C:\Users\Zeker62\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210705171011184.png)]