经典面试题(二)

26.udp和tcp报文首部格式

• UDP的首部格式

  1）源端口。源端口号。在需要对方回信时选用，不需要时可用全0。
  2）目的端口。目的端口号。这在终点交付报文时必须使用到。
  3）长度。UDP数据报的长度（包括首部和数据），其最小值是8（仅有首部）。
  4）校验和。检测UDP数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。该字段是可选的，当源主机不想计算校验和时，则直接令该字段为全0。
  

• TCP的首部格式

  1）源端口和目的端口。  2）序号           3）确认号              4）数据偏移（即首部长度）
  5）保留               6）紧急位URG      7)确认位ACK            8)推送位PSH(Push)
  9)复位位RST           10）同步位SYN    11)终止位FIN(Finish)    12)窗口 
  13）校验和            14）紧急指针     15）选项                 16）填充
  

  27.数据报服务和虚电路服务的区别

对比的方面	虚电路	数据报
连接的建立	必须有	不要
目的站地址	仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号	每个分组都有目的站的全地址
路由选择	在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由	每个分组独立选择路由
当路由器出故障	所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作	出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序	总是按发送顺序到达目的站	到达目的站时可能不按发送顺序
端到端的差错处理	由通信子网负责	由主机负责
端到端的流量控制	由通信子网负责	由主机负责

28.电路交换、分组交换、报文交换

• 电路交换：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。

优点：
1）通信时延小
2）有序传输
3）没有冲突
4）适用范围广
5）实时性强
6）控制简单
缺点：
1）建立连接时间长
2）线路独占
3）灵活性差
4）难以规格化

• 报文交换：整个报文先传输到相邻的结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

优点：
1）无须建立连接
2）动态分配线路
3）提高线路可靠性
4）提高线路利用率
5）提供多目标服务
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，因此会引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等）
2）报文交换对报文的大小没有限制，这就要求网络结点需要有较大的缓存空间。

• 分组交换：单个分组(报文的一部分)传送到相邻结点，传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

优点：
1)无建立时延
2）线路利用率高
3）简化了存储管理
4）加速传输
5）减少了出错概率和重发数据量
缺点：
1）存在传输时延
2）需要传输额外的信息量（每个小数据块都要加上源地址、目的地址和分组编号等信息）
3）当分组交换采用数据报服务时，可能会出现失序、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，因此很麻烦。

29.网络协议的三要素有哪些？

• 语法规定了传输数据的格式；
• 语义规定了所要完成的功能，即需要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种应答；
• 时序规定了执行各种操作的条件、时序关系等，即事件实现顺序的详细说明。

30.面向连接和无连接的特点

1，无连接服务是指数据传输之前无需与对端进行任何信息交流，直接构造数据分组，直接发送出去

2，面向连接服务是指在数据传输之前，需要交换一些控制信息，建立连接，然后在传输数据，数据传输接收后还需拆除连接

31.虚拟局域网VLAN的特点

     虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，通过端口分配、MAC地址分配等方式将同一局域网内的主机划分为不同的区域（VLAN），不同区域之间的主机无法直接通信（即使它们都在同一个有线局域网中），而同一区域内的主机之间可以正常通信，这就好像一个局域网一样，因此叫做虚拟局域网。

与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点： 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。
在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信，需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN。

32.模拟信号到数字信号的过程

脉码调制技术(Pulse Code Modulation-PCM)：将模拟信号转变成数字信号的技术，常用于对声音信号进行处理。
脉码调制过程的三个步骤：采样、量化和编码。
1.采样：按照一定的时间间隔采样测量模拟信号幅值。
采样定理：只要采样频率不低于模拟信号最高频率的2倍，就可以从采样脉冲信号无失真的恢复出原来的模拟信号。
2.量化：将采样点测得的信号幅值分级取整的过程。
经过量化后的样本幅度为离散的整数值，而不是连续的值。
3.编码：用相应位数的二进制码表示已经量化的采样样本的量级。
如果有N个量化级，则二进制位的位数为log2N。

33.DNS查询的两种方式

有两种询问原理，分为Recursive和Interactive两种。前者是由DNS代理去问，问的方法是用Interactive方式，后者是由本机直接做Interactive式的询问。由上例可以看出，我们一般查询名称的过程中，实际上这两种查询模式都是交互存在着的。

递归式(Recursive)：DNS客户端向DNS Server的查询模式，这种方式是将要查询的封包送出去问，就等待正确名称的正确响应，这种方式只处理响应回来的封包是否是正确响应或是说是找不到该名称的错误讯息。

交谈式(Interactive)：DNS Server间的查询模式，由Client端或是DNS Server上所发出去问，这种方式送封包出去问，所响应回来的资料不一定是最后正确的名称位置，但也不是如上所说的响应回来是错误讯息，他响应回来告诉你最接近的IP位置，然后再到此最接近的IP上去寻找所要解析的名称，反复动作直到找到正确位置。

34.CDMA的基本工作原理

CDMA（Code Division Multiple Access）即码分多址，是一种信道复用技术，它允许每个用户在同一时刻同一信道上使用同一频带进行通信。
1个比特分为多个码片/芯片（chip）,每一个站点（比特）被指定一个唯一的m位的芯片序列。
发送1时站点发送芯片序列，发送0时发送芯片序列反码（通常把0写成-1）
如何不打架：多个站点同时发送数据的时候，要求各个站点芯片序列相互正交。
如何合并：各路数据在信道中被线性相加。
如何分离：合并的数据和源站规格化内积。（一个数）

35.交换机的基本功能(数据链路层)

以太网交换机的原理是，它检测从以太端口来的数据帧的源和目的地址的MAC(介质访问层)地址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若数据帧的MAC地址不在查找表中，则将该地址加入查找表，并将数据帧发送给相应的目的端口。

以太网交换机的特点如下：
1）以太网交换机的每个端口都直接与单台主机相连（普通网桥的端口往往连接到以太网的一个网段），并且一般都工作在全双工模式。
2）以太网交换机能同时连通许多对端口，使每对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。
3）以太网交换机也是一种即插即用设备（和透明网桥一样），其内部地帧的转发表也是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。
4）以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，因此交换速率较高。
5）以太网交换机独占传输媒体的带宽。

36.中继器、集线器的功能（物理层）

    中继器的主要功能是将信号整形并放大再转发出去，以消除信号经过一长段电缆后而产生的失真和衰减，使信号的波形和强度达到所需要的要求，进而扩大网络传输的距离。

集线器（Hub）实质上是一个多端口的中继器。(信号放大和转发作用)

37.ping命令和tracert命令

Ping:
主要是检测目标主机是不是可连通。Ping程序实际就是发送一个ICMP回显请求报文（就是请求别人收到这个报文之后回显）给目的主机，并等待回显的ICMP应答。Ping不通一个地址，并不一定表示这个IP不存在或者没有连接在网络上，因为对方主机可能做了限制，比如安装了防火墙，因此Ping不通并不表示不能使用FTP或者TELNET连接。

tracert：
Tracert命令用来显示数据包到达目标主机所经过的路径（路由器），并显示到达每个节点（路由器）的时间。命令功能同Ping类似，但它所获得的信息要比Ping命令详细得多，它把数据包所走的全部路径、节点的IP以及花费的时间都显示出来。该命令比较适用于大型网络。

38.VPN是什么?

VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义，虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的内部专线。 
它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等硬件设备。
虚拟专用网(VPN)被定义为通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。

39.IPV4和IPV6如何实现并存的？IPV6的改进有哪些？

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第一种，使用双栈让您的主机或网络设备可以同时支持IPv4和IPv6双协议栈；
第二种，通过隧道技术将IPv6数据包封装在IPv4数据包中；
第三种，通过网络地址转换（NAT）技术将IPv6数据包转换为IPv4数据包。

IPV6的主要改进

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1）IPV6有比IPV4更多的地址。IPV6的地址用16个字节表示。(128-32=96)

2）简化了IP分组头，它包括8个域（IPv4是12个域）。这一改变使得路由器能够更快地处理分组，从而可以改善吞吐率。

3）更好地支持选项。这一改变对新的分组首部很重要，因为一些从前必要的段现在变成了可选段。此外，表示选项的方式的改变还能加快分组的处理速度。

40.MAC地址与IP地址的区别和联系

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既然每个以太网设备在出厂时都有一个唯一的MAC地址了，那为什么还需要为每台主机再分配一个IP地址呢？或者说为什么每台主机都分配唯一的IP地址了，为什么还要在网络设备（如网卡，集线器，路由器等）生产时内嵌一个唯一的MAC地址呢？主要原因有以下几点：
（1）IP地址的分配是根据网络的拓朴结构，而不是根据谁制造了网络设置。若将高效的路由选择方案建立在设备制造商的基础上而不是网络所处的拓朴位置基础上，这种方案是不可行的。
（2）当存在一个附加层的地址寻址时，设备更易于移动和维修。例如，如果一个以太网卡坏了，可以被更换，而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络，可以给它一个新的IP地址，而无须换一个新的网卡。
（3）无论是局域网，还是广域网中的计算机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP（Address Resolution Protocol：地址解析协议）负责将IP地址映射到MAC地址上来完成的。

    1. 对于网络上的某一设备，如一台计算机或一台路由器，其IP地址可变（但必须唯一），而MAC地址不可变。我们可以根据需要给一台主机指定任意的IP地址，如我们可以给局域网上的某台计算机分配IP地址为192.168.0.112 ，也可以将它改成192.168.0.200。而任一网络设备（如网卡，路由器）一旦生产出来以后，其MAC地址永远唯一且不能由用户改变。
　　2. 长度不同。IP地址为32位，MAC地址为48位。
　　3. 分配依据不同。IP地址的分配是基于网络拓朴，MAC地址的分配是基于制造商。
　　4. 寻址协议层不同。IP地址应用于OSI第三层，即网络层，而MAC地址应用在OSI第二层，即数据链路层。 数据链路层协议可以使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上（通过MAC地址），而网络层协议使数据可以从一个网络传递到另一个网络上（ARP根据目的IP地址，找到中间节点的MAC地址，通过中间节点传送，从而最终到达目的网络）。

41.物理层的四大特性

1）机械特性。指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
2）电气特性。指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
3）功能特性。指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
4）过程特性。指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

42.IGMP协议的功能

IGMP(Internet Group Management Protocol)互联网组管理协议是TCP/IP 协议族中负责IP组播成员管理的协议，用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。
IGMP让连接到本地局域网上的组播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出了某个组播组。

 第一阶段：当某个主机加入新的多播组时，该主机应向多播组的多播地址发送一个IGMP报文，声明自己要成为该组的成员。本地的多播路由器收到IGMP报文后，还要利用多播路由选择协议把这种组成员关系转发给因特网上的其他多播路由器。

   第二阶段：组成员关系是动态的。本地多播路由器要周期性地探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还继续是组的成员。只要有一个主机对某个组响应，那么多播路由器就认为这个组是活跃的。但一个组在经过几次的探询后仍然没有一个主机响应，多播路由器就认为本网络上的主机已经都离开了这个组，因此也就不再把这个组的成员关系转发给其他的多播路由器。

43.子网掩码及其功能

子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。
它的主要作用有两个，
一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。
使用子网是为了减少IP的浪费。因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。使用子网可以提高网络应用的效率。通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是，将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式，然后进行二进制“与”(AND)计算（全1则得1，不全1则得0），如果得出的结果是相同的，那么这两台计算机就属于同一网段。