西北大学软件工程研究生复试【计算机网络】常考知识点总结

1、路由器和网桥的区别

答:网桥工作在数据链路层,而路由器工作在网络层; 网桥工作在数据链路层,由于传统局域网采取的是广播方式,因此容易产生“广播风暴”;路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来,使得互联的每一个局域网都是独立的子网。

 

2、路由器的主要功能

答:建立并维护路由表;提供网络间的分组转发功能。

 

3、IP协议体系

 

 

 

4、TCP协议的主要特点

答:TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议;

TCP协议建立在不可靠的网络层IP协议之上,IP不能提供任何可靠性机制,

TCP的可靠性完全由自己实现;

TCP采用的最基本的可靠性技术是:确认与超时重传流量控制

5、 网络拥塞

网络中存在太多的数据包导致数据包被延迟或丢失,从而降低了整个网络的传输性能,这种情况叫做拥塞。

如果产生网络拥塞,则网络的性能明显下降,整个网络的吞吐量将随着输入负荷的增大而下降。

拥塞控制:可分为闭环控制和开环控制。开环控制是在设计网络时事先将有关拥塞的因素考虑到,力求网 络在工作时不产生拥塞。闭环拥塞是基于反馈环路的概念。

拥塞控制的 4 种算法: ① 慢开始算法 ② 拥塞避免算法 ③ 快重传算法 ④ 快恢复算法

 

 

6、OSI模型中传输层相关知识点

传输层的主要功能就是为网络环境中分布式进程通信提供服务;

网络中应用程序进程间相互作用的模式是客户/服务器(client/server)模式;

Internet传输层采用了TCP协议与UDP协议;

TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议,它在网络层IP服务的基础上,向应用层提供面向连接、可靠的流传输;

UDP是一种无连接的、不可靠的传输层协议。

 

7、西北大学的一个网络用户需要浏览斯坦福大学的一个网页

(http://www.stanford.edu/index.html),以此为例,从协议栈的角度分析WWW 协议的执行过程:(1)列出执行步骤(过程)及其逻辑功能;(2)说明每一步涉及到的网络设备、协议和所完成的上要任务。

答:(1)浏览器分析链接指向页面的URL;

(2)浏览器向DNS请求解析http://www.stanford.edu/index.html的IP地址;

(3)域名系统DNS解析出http://www.stanford.edu/index.html服务器的

IP地址;

(4)浏览器与服务器建立TCP连接;

(5)浏览器发出取文件命令;

(6)服务器 http://www.stanford.edu/index.html 给出响应,把文件 index.htm发送给浏览器;

(7)TCP释放连接;

(8)浏览器显示http://www.stanford.edu/index.html中的所有文本。

备注:WWW工作原理:用户通过客户端程序与服务器进行连接,然后,用户通过客户端的浏览器向WEB服务器发出查询请求,服务器接收到请求后,解析该请求并进行相应的操作,以得到客户所需的信息,并将查询结果返回客户机,最后,当一次通信完成后,服务器关闭与客户机的连接。

网路设备:路由器,交换机,服务器,中继器,网桥,集线器。

协议:IP协议、TCP协议、ICMP协议、IGMP协议、ARP协议、RARP协议、

UDP协议。

 

8、TCP协议通过哪些差错检测和纠正方法来保证传输的可靠性?

答:差错检测有:传输出错报文段的处理、丢失的报文段、重复的报文段、乱序的报文段、确认丢失。

差错控制包括检测受到损伤的报文段,丢失的报文段,失序的报文段和重复的报文段,以及检测出差错后纠正差错的机制。如果报文段出现传输错误,TCP 检查出错就丢弃该报文段。发送端TCP通过检查接收端的确认,判断发送的报文段是否已正确到达目的地。如果发送的报文段在超时规定的时间没有收到确认,发送端将判断该报文段丢失或传输出错。

 

9、在TCP/IP协议“互联网层”中,为什么要有ARP、ICMP和IGMP协议、它们的主要功能是什么?它们与IP协议是什么关系?

答:地址解析ARP:从已知的IP地址找出对应物理地址的映射过程;

因特网控制报文协议ICMP:用于报告IP报文在传输中的目的站不可到达、源站抑制、时间超过等差错的报文。因特网组管理协议IGMP:是TCP/IP协议簇中的一个组播协议,该协议运行在主机和组播路由器之间。

功能:地址解析ARP:将IP地址解析为物理地址;

因特网控制报文协议ICMP::用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。

因特网组管理协议IGMP:让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上的主机参加或退出了某个多播组。

与IP协议的关系:相辅相成,互相协作促进网络层与传输层的信息正确完好地传输,提高通信效率。

 

10、电路交换:电话机用,主叫和被叫之间建立一个连接,一直占用端到端的资源,建立连接,通话,释放链接,传输效率低,适合传送大量的数据以淡化连接时间分组交换:采用存储转发技术,划分为等长的数据段,加上首部,首部中包含源地址,目的地址,序号等,各个分组通过不同的物理链路到达目的地,不先建立连接就可以向其他主机发送分组,高效,灵活,迅速,可靠。缺点:控制信息造成开销,报文交换:整个报文为单位,存储转发。

11、在Internet应用中,常用NAT技术来充分利用IP地址,NAT是什么?给出一种NAT实现方法。

答:NAT即网络地址转换,是一种将私有地址转换为合法 IP 地址的转换技术,这种技术可以解决现在 IP 地址不够的问题。

NAT 的3种实现方法:静态转换;动态转换;端口多路复用。

静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公用的IP地址时,IP地址是一对一的。实现步骤:(1)设置外部端口;(2)设置内部端口;(3)在内部本地地址与内部合法地址之间建立静态地址转换。

NAT技术的缺点:由于需要将 IP 包头中的 IP 地址进行转换,因此不能进行加密操作。

 

12、简述路由器的工作原理。

答:路由器是用来连接不同网段或网络的,在一个局域网中,如果不需与外界网络进行通信的话,内部网络的各工作站都能识别其它各节点,完全可以通过交换机就可以实现目的发送,根本用不上路由器来记忆局域网的各节点MAC地址。路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的,所以为了保证路由成功,每个网络都必须有一个唯一的网络编号。路由器要识别另一个网络,首先要识别的就是对方网络的路由器IP地址的网络ID,看是不是与目的节点位址中的网络ID号相一致。如果是当然就向这个网络的路由器发送了,接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后,根据报文中所包括的目的节点

IP位址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的,然后再直接发送。

 

13、试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。

答:IP协议:实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。

ARP协议:完成IP地址到MAC地址的映像。

RARP:使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。

ICMP:允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。从而提高

IP资料报交付成功的机会。

 

14、试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。

答:(1)在传输方式上,虚电路服务在源、目的主机通信之前,应先建立一条虚电路,然后才能进行通信,通信结束应将虚电路拆除。而数据报服务,网络层从运输层接收报文,将其装上报头(源、目的地址等信息)后,作为一个独立的信息单位传送,不需建立和释放连接,目标结点收到数据后也不需发送确认,因而是一种开销较小的通信方式。但发方不能确切地知道对方是否准备好接收,是否正在忙碌,因而资料报服务的可靠性不是很高。

(2)     关于全网地址:虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的全网地址,在数据传输阶段,都只需填上虚电路号。而数据报服务,由于每个数据报都单独传送,因此,在每个数据报中都必须具有源和目的主机的全网地址,以便网络结点根据所带位址向目的主机转发,这对频繁的人—机交互通信每次都附上源、目的主机的全网地址不仅累赘,也降低了通道利用率。

(3)     关于路由选择:虚电路服务沿途各结点只在呼叫请求分组在网中传输时,进行路径选择,以后便不需要了。可是在数据报服务时,每个数据每经过一个网络结点都要进行一次路由选择。当有一个很长的报文需要传输时,必须先把它分成若干个具有定长的分组,若采用数据报服务,势必增加网络开销。

(4)     关于分组顺序:对虚电路服务,由于从源主机发出的所有分组都是通过事先建立好的一条虚电路进行传输,所以能保证分组按发送顺序到达目的主机。但是,当把一份长报文分成若干个短的数据报时,由于它们被独立传送,可能各自通过不同的路径到达目的主机,因而数据报服务不能保证这些数据报按序列到达目的主机。

(5)     可靠性与适应性:虚电路服务在通信之前双方已进行过连接,而且每发完一定数量的分组后,对方也都给予确认,故虚电路服务比数据报服务的可靠性高。但是,当传输途中的某个结点或链路发生故障时,数据报服务可以绕开这些故障地区,而另选其它路径,把数据传至目的地,而虚电路服务则必须重新建立虚电路才能进行通信。因此,数据报服务的适应性比虚电路服务强。

(6)     关于平衡网络流量:数据报在传输过程中,中继结点可为数据报选择一条流量较小的路由,而避开流量较高的路由,因此数据报服务既平衡网络中的信息流量,又可使数据报得以更迅速地传输。而在虚电路服务中,一旦虚电路建立后,中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。

 

15、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。

答:(1)电路交换:由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路(由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成),因而有以下优缺点。

优点:

①由于通信线路为通信双方用户专用,数据直达,所以传输数据的时延非常小。

②通信双方之间的物理通路一旦建立,双方可以随时通信,实时性强。

③双方通信时按发送顺序传送数据,不存在失序问题。

④电路交换既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号。 ⑤电路交换的交换的交换设备(交换机等)及控制均较简单。

缺点:

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。

②电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其它用户使用,因而信道利用低。

③电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。

(2)报文交换:报文交换是以报文为数据交换的单位,报文携带有目标地址、源地址等信息,在交换结点采用存储转发的传输方式,因而有以下优缺点:优点:

①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,不存在连接建立时延,用户可随时发送报文。

②由于采用存储转发的传输方式,使之具有下列优点:a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施,加之交换结点还具有路径选择,就可以做到某条传输路径发生故障时,重新选择另一条路径传输数据,提高了传输的可靠性; b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配,甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信;c.提供多目标服务,即一个报文可以同时发送到多个目的地址,这在电路交换中是很难实现的;d.允许建立数据传输的优先级,使优先级高的报文优先转换。

③通信双方不是固定占有一条通信线路,而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路,因而大大提高了通信线路的利用率。

缺点:

①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程,从而引起转发时延(包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等),而且网络的通信量愈大,造成的时延就愈大,因此报文交换的实时性差,不适合传送实时或交互式业务的数据。

②报文交换只适用于数字信号。

③由于报文长度没有限制,而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文,当输出线路不空闲时,还可能要存储几个完整报文等待转发,要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本,减少结点的缓冲存储器的容量,有时要把 等待 转发 的报文 存在 磁盘 上, 进一步 增加 了传 送时延 。

(3)分组交换:分组交换仍采用存储转发传输方式,但将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐个地发送出去,因此分组交换除了具有报文的优点外,与报文交换相比有以下优缺点:

优点:

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输,可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行,这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外,传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多,这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

②简化了存储管理。因为分组的长度固定,相应的缓冲区的大小也固定,在交换结点中内存的管理通常被简化为对缓冲区的管理,相对比较容易。

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短,其出错机率必然减少,每次重发的数据量也就大大减少,这样不仅提高了可靠性,也减少了传输时延。

④由于分组短小,更适用于采用优先级策略,便于及时传送一些紧急数据,因此对于计算机之间的突发式的数据通信,分组交换显然更为合适些。

缺点:

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少,但仍存在存储转发时延,而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。

②分组交换与报文交换一样,每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息,使传送的信息量大约增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时,可能出现失序、丢失或重复分组,分组到达目的结点时,要对分组按编号进行排序等工作,增加了麻烦。若采用虚电路服务,虽无失序问题,但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

总之,若要传送的数据量很大,且其传送时间远大于呼叫时间,则采用电路交换较为合适;当端到端的通路有很多段的链路组成时,采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换比报文交换的时延小,尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

 

16、简述Ethernet和Token-Ring这两种局域网工作原理。

答:以太网MAC子层使用了一种叫做载波侦听多路访问/碰撞检测 (CSMA/CD) 的竞争访问技术。这个技术通过让每个设备监听网络以确定它是否空闲来降低冲突的影响范围,企图传递数据的设备只有等网络空闲时才能传递。这样减少了冲突,但并没有消除冲突,因为信号在网络中传播需要时间,设备传输数据时,也要继续侦听,所以它能检测冲突的即将发生。冲突发生时,所有的设备都停止传送,并发出一个“拥塞“信号,通知所有冲突的站点。每个设备在重新传递前,都需要等待一段时间。这些安全措施的结合使用,明显地降低了网络冲突,但对于最繁忙的网络却不那么有效。以太网的体系结构是基于CSMA/CD访问方法。

令牌网的MAC子层使用权杖帧访问技术,令牌网的物理拓扑是环型的,使用逻辑环逐站传递令牌,每个节点都必须连接到一个集线器,它称为多路访问单元 MAU。令牌网的每一站通过电缆与干线耦合器相连,干线耦合器又称为转发器,有发送和收听两种方式,每个站点不处于发送数据的状态,就处于收听状态。令牌实际上是一种特殊的帧,平时不停地在环路上流动,当一个站有数据要发送时,必须先截获令牌,干线耦合器一旦发现环路输入的比特流中出现令牌时,首先将令牌的独特标志转变为帧的标志(即称为截获),接着就将本站的干线耦合器置为发送方式,并将发送缓冲区的数据从干线耦合器的环路输出端发送出去。令牌网的体系结构是基于令牌的访问方法。

 

17、试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。

答:(1)OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构,而且都是按功能分层。

(2)OSI和TCP/IP的不同点:①OSI分七层,自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP分四层:网络接口层、网间网层(IP)、传输层(TCP)和应用层。严格讲,TCP/IP网间网协议只包括下三层,应用程序不算TCP/IP的一部分。②OSI层次间存在严格的调用关系,两个(N)层实体的通信必须通过下一层(N-1)层实体,不能越级,而TCP/IP 可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务(这种层次关系常被称为 “等级”关系),因而减少了一些不必要的开销,提高了协议的效率。③OSI只考虑用一种标准的公用数据网。

 

18、分组交换网可分划成哪两个子网?这两个子网的作用分别有哪些?答:分组交换网可划分为通信子网和资源子网。

通信子网由通信设备与通信线路组成,负责全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。

资源子网包括主机、终端、I/O设备、软件与数据资源等。负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源和网络服务。

 

19、试比较面向连接服务和无连接服务的异同点。

答:相同点:

1)两者对实现服务的协议的复杂性与传输的可靠性有很大的影响

2)在网络数据传输的各层都会涉及这两者的问题不同点:

1)  面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的3个过程,而无连接服务不需要

2)  面向连接服务在数据传输过程中,各分组不需要携带目的结点的地址,而无连接服务要携带完整的目的结点的地址

3)  面向连接服务传输的收发数据顺序不变,传输可靠性好,但通信效率不高,而无连接服务目的结点接受数据分组可能乱序、重复与丢失的现象,传输可靠性不好,但通信效率较高

20、试比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点。

答:相同点:

1)都是分层的

2)在同层确定协议栈的概念

3)以传输层为分界,其上层都是传输服务的用户不同点:

1)     在物理层和数据链路层,TCP/IP未做规定

2)     OSI先有分层模型后有协议规范,不偏向任何特定协议,具有通用性,

TCP/IP先有协议后有模型,对非TCP/IP网络并不适用

3)     在通信上,OSI非常重视连接通信,而TCP/IP一开始就重视数据报通信

4)     在网络互联上,OSI提出以标准的公用数据网为主干网,而TCP/IP专门建立了互联网协议IP,用于各种异构网的互联

 

20、多路复用技术主要有几种类型?它们各有什么特点?

答:三种:频分多路复用、波分多路复用、时分多路复用。

(1)    频分多路复用:在一条通信线路设计多路通信信道,每条信道的信号以不同的载波频率进行调制,各个载波频率是不重叠的,相邻信道之间用“警戒频带” 隔离。

(2)    波分多路复用:光的频分多路复用,同时传输很多个频率很接近但波长不同的光载波信号。

(3)    时分多路复用:通过为多个信道分配互不重叠的时间片来实现多路复用,更适用于数字数据信号的传输,可分为同步时分多路复用和统计时分多路复用二种。

 

21、局域网从介质访问控制方法的角度可以分为哪两类?它们的主要特点是什么?

答:局域网介质访问控制方法的角度可以分为共享式局域网和交换式局域网。

共享式以太网最大的问题是采用CSMA/CD介质访问控制方式,通过集线器级联或堆叠后形成的网络仍是属于同一个冲突域。在同一个冲突域中,任一时刻只允许一个站点发送数据,每一次的传送都会占用整个传输介质。传输介质是共享的,所有站点平分带宽。

交换式以太网是在10Base-T和100Base-TX双绞线基础上发展起来的一种高速网络,它的关键设备是交换机(Switch)。交换机是一种特殊的网桥,它的一个端口是一个冲突域。

全双工以太网使用的网卡、交换机等都需要使用全双工网络设备。通信时,每个节点在发送数据的同时能接收数据。它们的主要区别如下:

1)   信道类型不同 交换式以太网和全双工以太网中,站点和站点之间的连接方式是点对点连接,是一个并行处理系统,它为每个站点提供一条交换通道,某个站点发送数据时,交换机只将帧发送到目标站点所连接的相应端口;而共享式以太网中站点和站点之间的连接方式是广播式的共享方式,任一时刻只允许一个站点发送数据,而且发送的数据全网中所有站点都能收到。

2)   带宽的区别 共享式以太网所有站点共享带宽,每个站点的实际带宽是站点数除集线器的理论带宽或传输速率。在交换式以太网中,理论上能把连接有 N个设备的网络提高到N倍于交换机速率的带宽。例如,在一个24口100 Mbps 交换机组成的交换式以太网中,因为每个端口都提供100 Mbps的专有速率,则该交换机的最大数据流通量为24×100 Mbps。全双工以太网的带宽是交换式以太网带宽的两倍。

3)   通信方式的区别

因为共享式以太网是共享信道模式,所以只能以半双式通信方式进行传输数据,而交换式以太网是允许并发传输,因此允许使用全双工通信方式,其性能也远远超过共享式以太网。

4)   拓扑结构不同

共享式以太网物理拓扑结构是星型,而逻辑上仍中总线拓扑结构。交换式以太网和全双工以太网的物理拓扑和逻辑拓扑结构是一致的,都是星型结构。

 

22、试说明局域网交换机的基本工作原理。

答:局域网中的计算机通过网线直接连接到交换机的端口上,或者几台计算机通过集线器共同连接到交换机的某个端口上。当源计算机向目的计算机发送数据时,交换机通过地址映射表查找源计算机和目的计算机对应的端口号,如果映射表中没有找到目标计算机和它对应的端口号,交换机将向除源计算机对应的端口号外所有的端口号发送该数据;如果目标地址和源计算机的端口号相同,交错换机将丢弃该数据;如果源计算机和目标计算机的端口号不同,交换机将通过目标计算机对应的端口号向目标计算机发送该数据。

 

23、试分析和比较集线器、交换机、网桥、路由器的区别。

答:集线器

集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口,通过这些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能(将已经衰减得不完整的信号经过整理,重新产生出完整的信号再继续传送)。

由于它在网络中处于一种“中心”位置,因此集线器也叫做“Hub”。

集线器的工作原理很简单,比如有一个具备8个端口的集线器,共连接了8 台电脑。集线器处于网络的“中心”,通过集线器对信号进行转发,8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的:假如计算机1要将一条信息发送给计算机8,当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,集线器并不会直接将信息送给计算机8,它会将信息进行“广播”——将信息同时发送给8个端口,当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,则接收,否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的,因此最终计算机8会接收该信息,而其它7台电脑看完信息后,会因为信息不是自己的而不接收该信息。

交换机

交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,避免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表,如果把集线器比作一个邮递员,那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”——要他去送信,他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人,只会拿着信分发给所有的人,然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC

(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。

可见,交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时,会根据上面的地址信息,以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上,交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人,然后从中找到收信人。而找到收信人之后,交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上,这样以后再为该客户服务时,就可以迅速将信件送达了。

网桥

简单的说网桥就是个硬件网络协议翻译器,假设你有2台电脑,一台兼容机安装windows,一台是Apple安装OS2,那么两台电脑之间是默认网络协议是不同的,兼容机可能只会说TCP/IP,苹果机只会说Apple talk,就好象两个外国人都不会说对方的语言,怎么办?找个翻译,网桥就是翻译。

在386、486时代网桥可能是一台安装了协议转换程序的电脑,如今交换机也包含这个功能。今天的操作系统之间为了互相交流,支持更多的协议,操作系统自己就可以是网桥,现在网桥这个概念已经淡出了。更多是所谓的桥接、转发、协议二次封装。

网桥也可以说相当一个端口少的二层交换机,再者网桥主要由软件实现,交换机主要由硬件实现!路由器

路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络Internet 的主体脉络。

路由器之所以在互连网络中处于关键地位,是因为它处于网络层,一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等),另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位,使网络具有一定的逻辑结构。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是,把数据(IP 报文)传送到正确的网络,细分则包括:1、IP 数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;2、子网隔离,抑制广播风暴;3、维护路由表,并与其它路由器交换路由信息,这是 IP 报文转发的基础;4、IP 数据报的差错处理

 

24、计算机网络由哪些部分组成,什么是通信子网和资源子网?试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么?

答:通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层,或骨架层,是网络的重要组成部分。网上主机负责数据处理,是计算机网络资源的拥有者,它们组成了网络的资源子网,是网络的外层,通信子网为资源子网提供信息传输服务,资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。没有通信子网,网络不能工作,而没有资源子网,通信子网的传输也失去了意义,两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。将通信子络的规模进一步扩大,使之变成社会公有的数据通信网。

 

25、什么是子网与IP地址的三级层次结构?划分子网的基本思想是什么?

答:IP地址是层次型结构的,它的长度是32位,按网络号与主机号所分配的位长不同,IP地址分为A类、B类与C类等。传统的IP地址是包括网络号与主机号的两级层次结构。但当物理网络中的主机数量超过限制,或者网络管理人员从管理的角度希望将主机分组,那么他们可以将一个大的网络划分成更小的网络,即划分子网。增加子网实际上就是在IP地址系统中增加了一个层次,在IP 地址中引入另外一个子网号。

三级层次的IP地址是:net ID-subnet ID-host ID,第一级定义了网点的地址;第二级定义了物理子网;第三级定义了主机和路由器。

划分子网时需注意:子网必须是彼此距离很接近的物理网络。最好是在一个大的校园或公园中。

 

26、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?

答:主要特点:点对点协议,既支持异步链路,也支持同步链路。

PPP是面向字节的。

PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑:若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议(如HDLC),开销就要增大。在数据链路层出现差错的概率不大时,使用比较简单的PPP协议较为合理。

在因特网环境下,PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议,然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后,仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。因此,数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。

PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。对每一个收到的帧,PPP都要使用硬件进行CRC检验。若发现有差错,则丢弃该帧(一定不能把有差错的帧交付给上一层)。端到端的差错检测最后由高层协议负责。因此,PPP协议可保证无差错接受。

 

27、结合FTP协议执行过程的分析,总结自己对网络体系结构中各层协议之间的关系,以及对网络协议的理解。

答:FTP在传输层采用的是TCP协议,在网络层采用的是IP协议,FTP的工作过程经历连接建立、传输FTP包与释放连接等三个阶段。其中,链接建立又分为控制连接建立与数据连接建立2个阶段。

首先,FTP Client发起对FTP Server的连接。FTP Client将利用公开的FTP Server的工人端口号,请求建立连接。第一阶段建立的连接是控制连接(control connection),FTP Server控制链接公认的端口号是21。控制连接用于发送FTP命令,接收FTP Server的应答。在控制连接建立以后,将进入建立数据传输连接阶段。FTP Server工人的数据传输端口号为20。在数据传输连接建立之后,FTP Client就从FTP Server下载或上传文件了。FTP Client与 FTP Server的连接建立、文件检索或存储以及连接释放过程的所有数据交换必

须通过传输层的TCP协议、网罗层的IP协议、数据连路层与物理层采用的

Ethernet协议来实现。

 

28、试比较和分析集线器与网桥的区别和联系答:集线器、网桥都是常见的用于互联、扩展局域网的连接设备,但工作的层次和实现的功能有所不同。其中,集线器工作在物理层,实质上就是一种多端口中继器,可以将多个节点连接成一个共享式的局域网,但任何一个时刻只有一个结点通过公共信道发送数据。网桥工作在数据链路层,网桥可以在采用不同数据链路层协议、不同传输介质以及不同数据传输速率的局域网之间接收、过滤、存储与转发数据帧。

 

29、试论述OSI参考模型和TCP/IP模型的异同和特点。

答:相同点:两个协议都分层;OSI参考模型的网络层与TCP/IP互联网层的功能几乎相同;以传输层为界,其上层都依赖传输层提供端到端的与网络环境无关的传输服务。

不同点:TCP/IP没有对网络接口层进行细分;OSI先有分层模型,后有协议规范;

OSI对服务和协议做了明确的区别,而TCP/IP没有充分明确区分服务和协议。

 

30、试分析CSMA/CD介质访问控制技术的工作原理。

答:CSMA/CD介质访问控制技术被广泛应用于以太网中。CSMA/CD的工作原理是:当某个站点要发送数据时,它首先监听介质:

①如果介质是空闲的,则发送;

②如果介质是忙的,则继续监听,一旦发现介质空闲,就立即发送;

③站点在发送帧的同时需要继续监听是否发生冲突(碰撞),若在帧发送期间检测到冲突,就立即停止发送,并向介质发送一串阻塞信号以强化冲突,保证让总线上的其他站点都知道已发生了冲突;

④发送了阻塞信号后,等待一段随机时间,返回步骤①重试。

 

31、说明TCP/IP参考模型与OSI/RM相比有何优点和不足。

答: TCP/IP网络体系结构的主要优点:

1)简单、灵活、易于实现

2)充分考虑不同用户的需求

TCP/IP主要缺点如下:

1)   没有明显地区分出协议、接口和服务的概念

2)   不通用,只能描述它本身

3)   主机-网络层只是个接口

不区分物理层和数据链路层

5)有缺陷的协议很难被替换

 

32、什么是交换?比较说明常见的交换技术各自的特点。

答:按某种方式动态地分配传输线路资源就是交换。

电路交换:数据传输前需要建立一条端到端的通路。

报文交换:传输之前不需要建立端到端的连接,仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。

分组交换:数据传输前不需要建立一条端到端的通路。

 

33、比较虚电路和数据报服务的优缺点

答:从电路设置看,虚电路需要进行电路设置,而数据报不需要

从地址设置看,虚电路每个分组含有一个短的虚电路号,而数据报有完整的地址。

从路由选择和影响来看,虚电路建好时,路由就已确定,所有分组都经过此路由,数据报的每个分组都独立选择路由,路由器失败时,所有经过路由器的虚电路都将被终止,数据报服务则除了崩溃时丢失分组外,其它无影响。

在拥塞控制方面,若有足够的缓冲区分配给已经建立的每条虚电路,较容易控制,而数据报服务难以控制。

 

34、简述CSMA/CD的工作方式

答:首先要侦听总线上是否有信息在传送,当某工作站检测到信道被占用,继续侦听,直到空闲后立即发送;开始发送后继续检测是否有冲突,如有冲突要撤回发送,随机等待一段时间后继续发送。对CSMA/CD协议的工作过程通常可以概括为“先听后发、边听边发、冲突停发、随机重发”。

 

35、比较电路交换(Circuit Switching)和分组交换(Packet Switching)两种交换技术的特点。

答:电路交换:整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像在一个管道中传送。

发送一个文件时间=创建电路时间+文件传输时间

分组交换:单个分组(只是整个报文的一部分)传送到相邻结点,存储下来后,再转发到下一个结点。

两者比较电路交换效率不高:预先分配传输链路,空闲时,浪费链路时间。分组交换不适合实时服务:端到端时延不确定;分组交换带宽共享好,简单,有效,成本更低。

分组交换按需分配链路,利用率高。

 

36、CSMA/CD的含义是什么?该协议的主要内容是什么,请用四句话概括?答:带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD 机制:

1)   .适配器可以在任何时刻开始传输,这就是说没有时隙的概念。

2)   .当一个适配器侦听到有某些其他的适配器正在传输,它决不会传输帧,这就是说它使用了载波侦听。

3)   .一旦传输中的适配器检测到另一个适配器正在传输,就中止它的传输,这就是说它使用了冲突检测。

4)   .在尝试重传之前,适配器等待一个随机时间,这个时间通常比传输一帧的时间要短。

 

37、路由器的结构和最基本的任务。

答:路由器的结构:路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机,其任务是转发分组。也就是说,将路由器某个输入端口收到的分组,按照分组要去的目的地(即目的网络),把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。

最基本的任务:转发分组

 

38、“转发”和“路由选择”的区别 。

“转发”是路由器根据转发表把收到的IP数据报从路由器合适的端口转发出去,从而动态地改变所选择的路由。

路由表是根据路由选择算法得出的,“路由选择”是按照分布式算法,跟从各相邻路由器得到关于网络拓扑的变化情况,动态地改变所选择的路由,而转发表式从路由表得出的。

 

39 、请问交换机和路由器分别的实现原理是什么?分别在哪个层次上面实现的?

答:交换机用于局域网,利用主机的 MAC 地址进行数据传输,而不需要关心 IP 数据包中的 IP 地址,它工作于数据链路层。

路由器识别网络是通过 IP 数据包中 IP 地址的网络号进行的,所以为了保证数据包路由的正确性,每个网络都必须有一个唯一的网络号。

路由器通过 IP 数据包的 IP 地址进行路由的(将数据包递交给哪个下一跳路由器)。

路由器工作于网络层。由于设备现在的发展,现在很多设备既具有交换又具有路由功能,两者的界限越来越模糊。

 

40、电路交换、报文交换分组交换的比较?

答:电路交换:公共电话网( PSTN 网)和移动网(包括 GSM 和 CDMA 网)采用的都是电路交换技术,它的基本特点是采用面向连接的方式,在双方进行通信之前,需要为通信双方分配一条具有固定宽带的通信电路,通信双方在通信过程中一直占用所分配的资源,直到通信结束,并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽,并且实时性强,时延小,交换设备成本低,但同时带来的缺点是网络带宽利用率不高,一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态分配的电路一直被占用。连接建立——数据传输——释放链接报文交换:报文交换和分组交换类似,也采用存储转发机制,但报文交换是以报文作为传送单元,由于报文长度差异很大,长报文可能导致很大的时延,并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难,为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的,节点需要分配不同大小的缓冲区,否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短,实时性要求较低的通信业务,如公用电报网,报文交换比分组交换出现的要早一些,分组交换是在报文交换的基础上,将报文分割成分组进行传输,在传输时延和传输效率上进行了平衡。另外一个缺点是出错时,整个报文都将重传。

分组交换:电路交换技术主要适用于传送话音相关的业务,这种网络交换方式对于数据业务而言,有着很大的局限性。首先是数据通信具有较强的突发性,峰值比特率和平均比特率相差较大,如果采用电路交换技术,若按峰值比特率分配电路带宽会造成资源的极大浪费,如果按平均比特率分配带宽,则会造成数据的大量丢失,其次是和语音业务比较,数据业务对时延没有严格的要求,但是需要进行无差错的传输,而语音信号可以有一定程序的失真但实时性要高。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式,它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式,将需要传送的数据按照一定长度分割成许多小段数据,并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段,作为数据传送的基本单元,即分组。采用分组交换技术,在通信之前不需要建立连接,每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中,然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点,这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换的电路利用率高,但时延较大。分组转发的带来的问题:带来排队时延以及增加头部带来的开销。

41、请描述CSMA/CD的工作原理。

答: ①站点发送数据帧前先侦听信道是否忙,如果信道空闲,就立即发送数据;如果信道忙(即发现有其他站在发送数据),则坚持听下去;

②数据帧的发送开始后,发送数据帧的站点要边发送边监听,只要监听到发生冲突就立即停止发送操作,然后,

③发送若干比特的人为干扰信号(jamming signal),以便让所有用户都知道现在已经发生了冲突。延迟一段时间后,再重新竞争信道。

 

42、分组交换网可分划成哪两个子网?这两个子网的作用分别是什么?答:分组交换网可划分为通信子网和资源子网。

通信子网由通信设备与通信线路组成,负责全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。

资源子网包括主机、终端、I/O设备、软件与数据资源等。负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源和网络服务。

posted @ 2021-03-12 15:06  明明724  阅读(1746)  评论(1编辑  收藏  举报