计算机网络各章复习重点及考点

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计算机网络各章复习重点及考点

《计算机网络》软件期末考试复习重点划分_20111208
《计算机网络》软件期末考试复习重点划分_20111208

第一章 概述 1-03 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:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。

(2)报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。

(3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。

1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段?请指出这几个阶段的主要特点。

答:从单个网络 APPANET 向互联网发展;TCP/IP 协议的初步成型 建成三级结构的 Internet;分为主干网、地区网和校园网; 形成多层次 ISP 结构的 Internet;ISP 首次出现。

1-07 小写和大写开头的英文名字 internet 和 Internet 在意思上有何重要区别? 答:internet(互联网或互连网) :通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。

Internet(因特网) :专用名词,特指采用 TCP/IP 协议的互联网络 区别:后者实际上是前者的双向应用 1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么? 答:主干网:提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信 本地接入网:主要支持用户的访问本地,实现散户接入,速率低。

1-11 答:总时延 D 表达式,分组交换时延为:D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D 对 p 求导后,令其值等于 0,求得 p=[(xh)/(k-1)]^0.5 1-12 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? 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。

1-21 协议与服务有何区别?有何关系? 答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

由以下三个要素组成: (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。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

在协议的控制下, 两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服 务,而要实现本层协议,还需要使用下面一层提供服务。

协议和服务的概念的区分: 1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。

本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。

下面的协议对上面 的服务用户是透明的。

2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。

但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向 上层提供的。

上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在 OSI 中称为服务原语。

1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。

答:综合 OSI 和 TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。

各层的主要功能: 物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。

(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理 层的下面,当做第 0 层。

物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。

) 数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。

每一帧包括 数据和必要的控制信息。

网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由,使 发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的 站,并交付给目的站的运输层。

运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务,使它们看不见运输层以下的 数据通信的细节。

应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。

第二章 物理层 2-02 归层与协议有什么区别? 答:规程专指物理层协议。

2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性?个包含些什么内容? (1)机械特性: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。

(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意。

(4)规程特性:说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

第三章 3-01 数据链路层数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在? 答:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外,还必须有一些必要的规程来控制数据的传输,因此,数据链路 比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比特流了,但是,数据传输并不 可靠,在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是“数据链路接通了” ,此后,由于数据链路连接具有检 测、确认和重传功能,才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路,进行可靠的数据传输当数据链路断开连 接时,物理电路连接不一定跟着断开连接。

3-02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. 答:链路管理、帧定界、流量控制、 差错控制、将数据和控制信息区分开、 透明传输、 寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境: 对于干扰严重的信道, 可靠的链路层可以将重传范围约束在局 部链路,防止全网络的传输效率受损;对于优质信道,采用可靠的链路层会增大资源开销,影响传输效率。

3-03网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答:适配器(即网卡)来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 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)3-04PPP 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? 答:简单,提供不可靠的数据报服务,检错,无纠错 不使用序号和确认机制 地址字段 A 只置为 0xFF。

地址字段实际上并不起作用。

控制字段 C 通常置为 0x03。

PPP 是面向字节的 当 PPP 用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充(和 HDLC 的做法一样) ,当 PPP 用在异步 传输时,就使用一种特殊的字符填充法 PPP 适用于线路质量不太差的情况下、PPP 没有编码和确认机制 第四章 网络层3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别? 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。

物理层中继系统:转发器(repeater)。

数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。

网络层中继系统:路由器(router)。

网桥和路由器的混合物:桥路器(brouter)。

网络层以上的中继系统:网关(gateway)。

4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP 和 ICMP。

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。

网际协议 IP 是 TCP/IP 体系 中两个最主要的协议之一,与 IP 协议配套使用的还有四个协议。

ARP 协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。

RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和 IP 地址的映射问题。

18.(1)有人认为: “ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务,因此 ARP 应当属于数据链路层。

”这种说法为什么是错误 的? 因为 ARP 本身是网络层的一部分,ARP 协议为 IP 协议提供了转换地址的服务,数据链路层使用硬件地址而不使用 IP 地址, 无需 ARP 协议数据链路层本身即可正常运行。

因此 ARP 不再数据链路层。

(2)试解释为什么 ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置 10~20 分钟的超时计时器。

这个时间设置的太大或太小会出现 什么问题?

答:考虑到 IP 地址和 Mac 地址均有可能是变化的(更换网卡,或动态主机配置) 10-20 分钟更换一块网卡是合理的。

超时时间太短会使 ARP 请求和响应分组的通信量太频繁,而超时时间太长会使 更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。

(3)至少举出两种不需要发送 ARP 请求分组的情况(即不需要请求将某个目的 IP 地址解析为相应的硬件地址) 。

在源主机的 ARP 高速缓存中已经有了该目的 IP 地址的项目;源主机发送的是广播分组;源主机和目的主机使用点对点链 路。

19.主机 A 发送 IP 数据报给主机 B,途中经过了 5 个路由器。

试问在 IP 数据报的发送过程中总共使用了几次 ARP? 6 次,主机用一次,每个路由器各使用一次。

第五章 5—01 传输层试说明运输层在协议栈中的地位和作用,运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别?为什么运输层是必不可 少的? 答:运输层处于面向通信部分的最高层,同时也是用户功能中的最低层,向它上面的应用层提供服务 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信,但网络层是为主机之间提供逻辑通信(面向主机,承担路由功能, 即主机寻址及有效的分组交换) 。

各种应用进程之间通信需要 “可靠或尽力而为” 的两类服务质量, 必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。

5—02网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响? 答:网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。

但提供不同的服务质量。

5—03 5—04当应用程序使用面向连接的 TCP 和无连接的 IP 时,这种传输是面向连接的还是面向无连接的? 答:都是。

这要在不同层次来看,在运输层是面向连接的,在网络层则是无连接的。

端口的作用是什么?为什么端口要划分为三种? 答:端口的作用是对 TCP/IP 体系的应用进程进行统一的标志,使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通 信。

熟知端口,数值一般为 0~1023.标记常规的服务进程; 登记端口号,数值为 1024~49151,标记没有熟知端口号的非常规的服务进程;5—05 5—06试说明运输层中伪首部的作用。

答:用于计算运输层数据报校验和。

某个应用进程使用运输层的用户数据报 UDP,然而继续向下交给 IP 层后,又封装成 IP 数据报。

既然都是数据报, 可否跳过 UDP 而直接交给 IP 层?哪些功能 UDP 提供了但 IP 没提提供? 答:不可跳过 UDP 而直接交给 IP 层 IP 数据报 IP 报承担主机寻址,提供报头检错;只能找到目的主机而无法找到目的进程。

UDP 提供对应用进程的复用和分用功能,以及提供对数据差分的差错检验。

5—07一个应用程序用 UDP,到 IP 层把数据报在划分为 4 个数据报片发送出去,结果前两个数据报片丢失,后两个到达 目的站。

过了一段时间应用程序重传 UDP,而 IP 层仍然划分为 4 个数据报片来传送。

结果这次前两个到达目的站 而后两个丢失。

试问:在目的站能否将这两次传输的 4 个数据报片组装成完整的数据报?假定目的站第一次收到 的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。

答:不行 重传时,IP 数据报的标识字段会有另一个标识符。

仅当标识符相同的 IP 数据报片才能组装成一个 IP 数据报。

前两个 IP 数据报片的标识符与后两个 IP 数据报片的标识符不同,因此不能组装成一个 IP 数据报。

5—08一个 TCP 连接下面使用 256kb/s 的链路,其端到端时延为 128ms。

经测试,发现吞吐量只有 120kb/s。

试问发送窗 口 W 是多少?(提示:可以有两种答案,取决于接收等发出确认的时机) 。

解:来回路程的时延等于 256ms(=128ms×2).设窗口值为 X(注意:以字节为单位),假 定一次最大发送量等于窗口值,且发射时间等于 256ms,那么,每发送一次都得停下来期待 再次得到下一窗口的确认,以得到新的发送许可.这样,发射时间等于停止等待应答的时间, 结果,测到的平均吞吐率就等于发送速率的一半,即 8X÷(256×1000)=256×0.001 X=8192

所以,窗口值为 8192. 5—09 为什么在 TCP 首部中要把 TCP 端口号放入最开始的 4 个字节? 答:在 ICMP 的差错报文中要包含 IP 首部后面的 8 个字节的内容,而这里面有 TCP 首部中的源端口和目的端口。

当 TCP 收到 ICMP 差错报文时需要用这两个端口来确定是哪条连接出了差错。

5—10 假定 TCP 在开始建立连接时,发送方设定超时重传时间是 RTO=6s。

(1)当发送方接到对方的连接确认报文段时,测量出 RTT 样本值为 1.5s。

试计算现在的 RTO 值。

(2)当发送方发送数据报文段并接收到确认时,测量出 RTT 样本值为 2.5s。

试计算现在的 RTO 值。

答: (1)据 RFC2988 建议,RTO=RTTs+4*RTTd。

其中 RTTd 是 RTTs 的偏差加权均值。

初次测量时,RTTd(1)= RTT(1)/2; 后续测量中,RTTd(i)=(1-Beta)* RTTd(i-1)+Beta*{ RTTs- RTT(i)}; Beta=1/4 依题意,RTT(1)样本值为 1.5 秒,则 RTTs(1)=RTT(1)=1.5s (2)RTT(2)=2.5 RTTd(1)=RTT(1)/2=0.75s RTTd(1)=0.75s RTO(1)=RTTs(1)+4RTTd(1)=1.5+4*0.75=4.5(s) RTTs(1)=1.5s RTTd(2)=(1-Beta)* RTTd(1)+Beta*{ RTTs(1)- RT (2)}=0.75*3/4+{1.5-2.5}/4=13/16 RTO(2)=RTTs(1)+4RTTd(2)=1.5+4*13/16=4.75s 5—11 TCP 在进行流量控制时是以分组的丢失作为产生拥塞的标志。

有没有不是因拥塞而引起的分组丢失的情况?如有, 请举出三种情况。

答: 当 Ip 数据报在传输过程中需要分片,但其中的一个数据报未能及时到达终点,而终点组装 IP 数据报已超时, 因而只能丢失该数据报;IP 数据报已经到达终点,但终点的缓存没有足够的空间存放此数据报;数据报在转发过 程中经过一个局域网的网桥,但网桥在转发该数据报的帧没有足够的差错空间而只好丢弃。

5—12 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。

说明如不这样做可能会出现什么情况。

答:3 次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好) ,也要允许双 方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

假定 B 给 A 发送一个连接请求分组,A 收到了这个分组,并发送了确认应答分组。

按照两次握手的协定,A 认 为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。

可是,B 在 A 的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道 A 是否已准备好,不知道 A 建议什么样的序列号,B 甚至怀疑 A 是否收到自己的连接请求分组,在这种情况下,B 认为连接还未建立成功,将忽略 A 发来的任何数据分组,只等待连接确认应答分组。

而 A 发出的分组超时后,重复发送同样的分组。

这样就形成了死锁。

5—13 一个客户向服务器请求建立 TCP 连接。

客户在 TCP 连接建立的三次握手中的最后一个报文段中捎带上一些数据, 请求服务器发送一个长度为 L 字节的文件。

假定: (1)客户和服务器之间的数据传输速率是 R 字节/秒,客户与服务器之间的往返时间是 RTT(固定值) 。

(2)服务器发送的 TCP 报文段的长度都是 M 字节,而发送窗口大小是 nM 字节。

(3)所有传送的报文段都不会出错(无重传) ,客户收到服务器发来的报文段后就及时发送确认。

(4)所有的协议首部开销都可忽略,所有确认报文段和连接建立阶段的报文段的长度都可忽略(即忽略这些报文 段的发送时间) 。

试证明,从客户开始发起连接建立到接收服务器发送的整个文件多需的时间 T 是: T=2RTT+L/R 当 nM>R(RTT)+M 或 T=2RTT+L/R+(K-1)[M/R+RTT-nM/R] 当 nM

解:发送窗口较小的情况,发送一组 nM 个字节后必须停顿下来,等收到确认后继续发送。

共需 K=[L/nM]个周期:其中 前 K-1 个周期每周期耗时 M/R+RTT,共耗时(K-1) (M/R+RTT) 第 K 周期剩余字节数 Q=L-(K-1)*nM,需耗时 Q/R 总耗时=2*RTT+(K-1)M/(R+RTT)+Q/R=2*RTT+L/R+(K-1)[( M/R+RTT)-nM/R]