南京郵電大學(xué)研究生計算機網(wǎng)絡(luò)提綱

1、1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義？n 定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施（利用通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議），將地理上分布的、具有自治功能的多個計算機系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)信息交換，資源共享，互操作和協(xié)同處理的系統(tǒng)。n 特點：資源共享，透明操作2、OSI參考模型和TCP/IP協(xié)議族的定義和關(guān)系？n 常見的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)主要有OSI參考模型和TCP/IP協(xié)議族。n 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定的國際標(biāo)準(zhǔn) OSI 參考模型，描述規(guī)范，功能全面，但沒有得到市場的認(rèn)可。n 非國際標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。n TCP/IP 常被稱為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。OSI參考模型是七層的結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、

2、物理層。OSI參考模型中高層（上三層），面向信息處理。OSI參考模型中低層（下四層），面向數(shù)據(jù)通信。端系統(tǒng)具有七層功能。網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點只有低三層功能TCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。采取折衷的辦法，綜合 OSI /RM 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)來說明其工作原理。（從上至下）n 應(yīng)用層(application layer) n 傳輸層(transport layer) n 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) n 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) n 物理層(physical layer) 3、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素？網(wǎng)絡(luò)協(xié)

3、議主要包括三個方面：語法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 語義 需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。 同步 事件實現(xiàn)順序的詳細說明。4、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間的區(qū)別？由局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)組成互聯(lián)網(wǎng)。相距較遠的局域網(wǎng)通過路由器與廣域網(wǎng)相連組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)。5、現(xiàn)代通信網(wǎng)的組成包括哪幾部分？在通信系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代通信網(wǎng)的組成包括三個部分：終端系統(tǒng)、交換系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)。其主要任務(wù)是提供面向信息的處理、交換和傳送服務(wù)。傳輸系統(tǒng)又可分為：中繼傳輸系統(tǒng)和用戶傳輸系統(tǒng)。6、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型包括哪幾部分？一個通信系統(tǒng)可以劃分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、

4、目的系統(tǒng)（或接收端）n 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）：簡單數(shù)據(jù)終端、中央計算機系統(tǒng)n 數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）：信號轉(zhuǎn)換設(shè)備（模擬、數(shù)字）n 信道：模擬信道、數(shù)字信道n 數(shù)據(jù)電路：信道兩端DCE（物理鏈路）n 數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)電路加上 DTE 中的通信控制功能。（邏輯鏈路） 7、通信雙方信息的交互方式有哪幾種？單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。8、數(shù)字信號及編碼中的相關(guān)概念（單極性/雙極性、歸零/不歸零、絕對碼/相對碼等

5、）9、使用香濃公式計算信道的最高速率；n 信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為 C = W log2(1+S/N) b/s W 為信道的帶寬（以 Hz 為單位）； S 為信道內(nèi)所傳信號的平均功率； N 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。n 信噪比是沒有單位的，但在實際應(yīng)用中，常常以分貝為單位表示信噪比的大小。 其關(guān)系可表達為 （S/N）dB = 10 log10( S/N ) 香農(nóng)公式表明：n 信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。 n 只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。 n 若信道帶寬 W 或信噪比 S/N 沒有上限（當(dāng)然實際

6、信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率 C 也就沒有上限。n 實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。10、數(shù)據(jù)電路和數(shù)據(jù)鏈路的概念11、數(shù)據(jù)鏈路層的通信流量控制技術(shù)主要有哪些？流量控制方法： 開關(guān)式流量控制: XON/XOFF, 硬件 協(xié)議式流量控制: ARQ自動重發(fā)請求 停止等待協(xié)議（Stop-and-Wait Protocol ） 滑動窗口協(xié)議（Slide Window Protocol ） （1）連續(xù)重傳ARQ協(xié)議 （2）選擇重傳ARQ協(xié)議12、虛電路和數(shù)據(jù)報各自的優(yōu)缺點和通信方式的區(qū)別？13、連續(xù)ARQ協(xié)議實現(xiàn)流量控制的原理？當(dāng)發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停

7、下來等待確認(rèn)幀，而是繼續(xù)發(fā)送若干數(shù)據(jù)幀；如果收到了接收方發(fā)來的確認(rèn)幀，則發(fā)送方可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀；如果出現(xiàn)差錯，則從出現(xiàn)差錯的數(shù)據(jù)幀開始全部連續(xù)重發(fā)。(1) 接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯的 2號幀之后接著又收到了正確的 3 個數(shù)據(jù)幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因為在這些幀前面有一個 2 號幀還沒有收到。雖然丟棄了這些不按序的無差錯幀，但應(yīng)重復(fù)發(fā)送已發(fā)送過的最后一個確認(rèn)幀（防止確認(rèn)幀丟失）。(2) ACK1 表示確認(rèn) 0 號幀 DATA0，并期望下次收到 1 號幀；ACK2 表示確認(rèn) 1 號幀 DATA1，并期望下次收到 2 號幀；依此類推。 在協(xié)議式流量控制方式中，確認(rèn)序號 N(R)

8、 一般表示接收方希望接收的下一幀序號為 N(R) ，實際上同時也表示了對 N(R)1 幀及其以前各幀的確認(rèn)。(3) 結(jié)點 A 在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設(shè)置該幀的超時計時器。如果在超時時間內(nèi)收到確認(rèn)幀，就立即將超時計時器清零，繼續(xù)發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)幀。但若在所設(shè)置的超時時間到了而未收到確認(rèn)幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀（仍需重新設(shè)置超時計時器）。(4) 在重傳 2 號數(shù)據(jù)幀時，雖然結(jié)點 A 已經(jīng)發(fā)完了 5 號幀，但仍必須將 2號幀及其以后的各幀全部進行重傳。連續(xù) ARQ 又稱為Go-back-N ARQ，即 “返回N幀的ARQ”，意思是當(dāng)出現(xiàn)差錯必須重傳時，要向回走 N 個幀，然后再開始重傳。發(fā)送端設(shè)置

9、發(fā)送窗口：發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制。發(fā)送窗口的大小 WT 代表在還沒有收到對方確認(rèn)信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀。接收端設(shè)置接收窗口：在連續(xù) ARQ 協(xié)議中，接收窗口的大小 WR = 1。只有當(dāng)收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動一個幀的位置。同時發(fā)送對該幀的確認(rèn)。連續(xù)ARQ可以采用累積確認(rèn)方法。發(fā)送窗口的最大值：當(dāng)用 n 個比特進行編號時，則只有在發(fā)送窗口的大小WT2n-1時，連續(xù) ARQ 協(xié)議才能正確運行。例如，當(dāng)采用 3 bit 編碼時，發(fā)送窗口的最大值是 7 而不是 8。 在實際應(yīng)用中，有

10、模8和模128兩種編碼方式。模8采用3位編碼，一般用于地面鏈路通信；模128采用7位編碼，一般用于衛(wèi)星鏈路通信。14、什么是漢明碼的編碼距離？其檢錯糾錯的原理？漢明距離（d0）：一個有效編碼集中，任意兩個碼字的碼間距離的最小值。即一組編碼中的最小碼距。漢明距離與糾錯檢錯能力如果要能檢測 e 個差錯，則編碼集的漢明距離至少為 e + 1；如果要能糾正 t 個差錯，則編碼集的 漢明距離至少為 2 t + 1；如果要能檢測 e 個差錯，同時能糾正 t 個差錯（ e > t ） ，則編碼集的漢明距離至少為 e + t + 1；漢明碼:糾正一比特差錯的編碼；n = k + r ，其中，每個校驗位和

11、某幾個特定信息位構(gòu)成偶校驗，形成 r 個監(jiān)督關(guān)系式；使用 r 個校驗位構(gòu)造 r 個監(jiān)督關(guān)系式來指示一位錯碼可能的 n 個位置，則n2r-115、HDLC幀的幀結(jié)構(gòu)以及各種參數(shù)的含義？標(biāo)志字段 F (Flag) 為 6 個連續(xù) 1 加上兩邊各一個 0 共 8 bit。在接收端只要找到標(biāo)志字段就可確定一個幀的位置。當(dāng)連續(xù)傳輸兩個幀時，前一個幀的結(jié)束標(biāo)志字段 F 可以兼作后一幀的起始標(biāo)志字段。當(dāng)暫時沒有信息傳送時，可以連續(xù)發(fā)送標(biāo)志字段，使收端可以一直和發(fā)端保持同步。HDLC 采用“零比特插入法”使一幀中兩個 F 字段之間不會出現(xiàn) 6 個連續(xù) 1。以實現(xiàn)任意組合的比特流傳送，或者說，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層

12、的透明傳輸。零比特插入法: 在發(fā)送幀時，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中出現(xiàn) 5 個連續(xù) 1 后，就立即自動插入一個 0。在接收幀時，先找到 F 字段以確定幀的邊界。接著再對比特流進行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù) 1 時，就自動將其后的一個 0 刪除，以還原成原來的比特流。地址字段 A不平衡配置：從站地址平衡配置：應(yīng)答站地址控制字段 C: 說明幀的類型、功能信息幀 I：數(shù)據(jù)傳送，包含信息字段；信息幀不僅攜帶發(fā)送信息，還攜帶確認(rèn)信息，這樣可以提高傳送效率。監(jiān)督幀 S：監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)傳送；無編號幀 U：數(shù)據(jù)鏈路的控制和管理，異常情況的處理和恢復(fù)。也可能包含信息字段，說明故障情況。HDLC監(jiān)視幀的作用：RR幀（Re

13、ceiver Ready接收端準(zhǔn)備好）是一種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答，用于確認(rèn)，并表示接收端已作好接收準(zhǔn)備，發(fā)送方可繼續(xù)發(fā)送信息幀。RNR幀（Receiver Not Ready接收端未準(zhǔn)備好）用來確認(rèn)前面發(fā)送的幀，同時通知遠端停止發(fā)送任何幀，直到發(fā)送RR幀為止。REJ 幀（Reject 幀拒絕） 在連續(xù)ARQ方式中，用于拒絕收到出錯的幀（出錯重發(fā)）。SREJ 幀（Select Reject 選擇拒絕）在選擇ARQ方式中，用于要求選擇重發(fā)出錯的幀。無編號幀：無編號幀的控制字段中沒有N(S) 、N(R) 序號，即可以不按照順序接收。無編號幀的控制字段中有5位，可以實現(xiàn)32種編碼，用來表示幀的控制功能，但實際只使

14、用了十幾種。無編號幀一般用于鏈路控制和異常情況處理。信息字段 I 高層信息，長度可變幀校驗序列 FCS 差錯控制，CRC校驗16、局域網(wǎng)的定義？局域網(wǎng)是由一組計算機及相關(guān)設(shè)備通過共用的通信線路或無線連接的方式組合在一起的系統(tǒng)，它們在一個有限的地理范圍進行資源共享和信息交換。就其技術(shù)性定義而言，它是通過特定類型的傳輸媒體（如電纜、光纜和無線媒體）和網(wǎng)絡(luò)適配器（亦稱為網(wǎng)卡）將計算機連接在一起，并受網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（百度而來）17、以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制的原理？什么事“爭用期”？其長度是如何確定的？原理：CSMA/CD協(xié)議中每個站點在發(fā)送前對公共信道進行載波監(jiān)聽，未檢測到其它站點發(fā)送數(shù)據(jù)則開

15、始發(fā)送。在發(fā)送過程中，同時對信道進行檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)可能的沖突。其長度是如何確定的？（看PPT）18、A/B/C類IP地址的編碼規(guī)則？無分類編址CIDR的原理及編址特點？CIDR 最主要的特點：CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號。IP 地址從三級編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級編址。 無分類的兩級編址:無分類的兩級編址的記法是： IP地址 := <網(wǎng)絡(luò)前綴>, <主機號>CIDR 還使用“

16、斜線記法”(slash notation)，它又稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特數(shù)（這個數(shù)值對應(yīng)于三級編址中子網(wǎng)掩碼中比特 1 的個數(shù)）。CIDR 將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“CIDR地址塊”。 CIDR 地址塊:128.14.32.0/20 表示的地址塊共有 212個地址（斜線后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的比特數(shù)，所以主機號的比特數(shù)是 12）。這個地址塊的起始地址是 128.14.32.0。128.14.32.0/20 地址塊的最小地址：128.14.32.0128.14.32.0/20 地址塊的最大地址：128.14.47.255全

17、 0 和全 1 的主機地址一般不使用。CIDR 記法的其他形式:19、ICMP報文的種類？IP數(shù)據(jù)報首部中各字段的含義？IPV6中數(shù)據(jù)報地址的類型有哪些？和IPv4相比的改變和優(yōu)越性？ICMP 報文的種類有兩種，即 ICMP 差錯報告報文和 ICMP 詢問報文。版本占 4 bit，指IP協(xié)議的版本 目前的 IP 協(xié)議版本號為 4 (即 IPv4)首部長度占 4 bit，可表示的最大數(shù)值是 15 個單位(一個單位為 4 字節(jié))因此 IP 的首部長度的最大值是60字節(jié)。服務(wù)類型占 8 bit，用來獲得更好的服務(wù)這個字段以前一直沒有被人們使用8比特的服務(wù)類型字段，在非正式場合下可以稱為TOS（Typ

18、e Of Service），它規(guī)定了數(shù)據(jù)報的處理方式。該字段最初被分為如下所示的5個子字段：其中，D代表低時延需求，T代表高吞吐量要求，R代表高可靠性要求，C代表低費用要求?？傞L度占 16 bit，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為 65535 字節(jié)?？傞L度必須不超過最大傳送單元 MTU。標(biāo)識(identification)占 16 bit，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標(biāo)識。當(dāng)數(shù)據(jù)報需要分片時，此標(biāo)識表示同一個數(shù)據(jù)報的分片。標(biāo)志(flag)：3 bit，D0：MF，D1：DF，D2保留， DF位用來表示數(shù)據(jù)報是否允許分片，DF=1不分片；MF位表示是否有后續(xù)分片，M

19、F=0表示是最后一片。片偏移(13 bit)指出：較長的分組在分片后某分片在原分組中的相對位置。片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。生存時間(8 bit)記為 TTL (Time To Live)表示數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中的壽命，其單位為秒。在目前的實際應(yīng)用中，常以“跳”為單位。協(xié)議(8 bit)字段指出此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議,以便目的主機的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程. 協(xié)議字段的作用: 協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù)部分交給哪一個進程首部檢驗和(16 bit)字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部不包括數(shù)據(jù)部分。這里不采用 CRC 檢驗碼,而采用簡單的“反碼算術(shù)求和”計算方法。源地址和目的地址都各占 4 字節(jié)

20、，32bit 的IP地址可選字段的長度是 可變的，140 字節(jié)，用于增加IP數(shù)據(jù)報的控制功能。填充字段保證IP首部長度是 4 字節(jié)的整倍數(shù)IPv6的主要變化：n 更大的地址空間。IPv6 將地址從 IPv4 的 32 bit 增大到了 128 bit， n 擴展的地址層次結(jié)構(gòu)。 n 靈活的首部格式。 n 改進的選項。 n 允許協(xié)議繼續(xù)擴充。 n 支持即插即用（即自動配置） n 支持資源的預(yù)分配。 具體變化：版本(version) 4 bit。它指明了協(xié)議的版本，對 IPv6 該字段總是 6。通信量類(traffic class) 8 bit。這是為了區(qū)分不同的 IPv6 數(shù)據(jù)報的類別或優(yōu)先級。

21、目前正在進行不同的通信量類性能的實驗。流標(biāo)號(flow label) 20 bit。 “流”是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上從特定源點到特定終點，需要特別處理的一系列數(shù)據(jù)報。 “流”所經(jīng)過的路徑上的路由器都保證指明的服務(wù)質(zhì)量。所有屬于同一個流的數(shù)據(jù)報都具有同樣的流標(biāo)號。有效載荷長度(payload length) 16 bit。它指明 IPv6 數(shù)據(jù)報除基本首部以外的字節(jié)數(shù)（所有擴展首部都算在有效載荷之內(nèi)），其最大值是 64 KB。下一個首部(next header) 8 bit。它相當(dāng)于 IPv4 的協(xié)議字段或可選字段。跳數(shù)限制(hop limit) 8 bit。源站在數(shù)據(jù)報發(fā)出時即設(shè)定跳數(shù)限制。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)

22、據(jù)報時將跳數(shù)限制字段中的值減1。當(dāng)跳數(shù)限制的值為零時，就要將此數(shù)據(jù)報丟棄。源地址 128 bit。是數(shù)據(jù)報的發(fā)送站的 IP 地址。目的地址 128 bit。是數(shù)據(jù)報的接收站的 IP 地址。IPv6 的改進:IPv6 首部僅有6個域，2個地址， IPv4 首部中有10個固定域、2個地址和一些選項。IPv6取消了IPv4的首部長度、服務(wù)類型、標(biāo)識符、標(biāo)志、分片偏移和首部校驗和，修改了首部長度、協(xié)議類型和生存時間的定義，增加了通信量類別、流標(biāo)號。大大提高了路由器的處理效率。IPv6 的地址空間：IPv6 數(shù)據(jù)報的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一：(1) 單播(unicast) 單播就是傳統(tǒng)的點

23、對點通信。(2) 多播(multicast) 多播是一點對多點的通信。(3) 任播(anycast) 這是 IPv6 增加的一種類型。任播的目的站是一組計算機，但數(shù)據(jù)報在交付時只交付給其中的一個，通常是距離最近的一個。結(jié)點與接口：IPv6 將實現(xiàn) IPv6 的主機和路由器均稱為結(jié)點。IPv6 地址是分配給結(jié)點上面的接口。一個接口可以有多個單播地址。一個結(jié)點接口的單播地址可用來惟一地標(biāo)志該結(jié)點。冒號十六進制記法(colon hexadecimal notation)：IPv6地址是128位，足以支持未來的需求。每個 16 bit 的值用十六進制值表示，各值之間用冒號分隔，共8個域。 68E6:8

24、C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF零壓縮(zero compression)，即一連串連續(xù)的零可以為一對冒號所取代。 FF05:0:0:0:0:0:0:B3 可以寫成：FF05:B3 一個IPv6地址中，零壓縮只能使用一次。兼容點分十進制記法：兼容IPv4的點分十進制表示。 0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 再使用零壓縮即可得出： :128.10.2.1CIDR 的斜線表示法仍然可用。60 bit的前綴 12AB00000000CD3 可記為： 12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60 或12AB:CD30:0:

25、0:0:0/60或12AB:0:0:CD30:/60 20、Dijkstra算法求給定網(wǎng)絡(luò)的最小路徑生成樹（具體過程看PPT）21、RIP協(xié)議的工作過程及其優(yōu)缺點？工作過程見PPT交換路由信息的過程RIP 協(xié)議的優(yōu)缺點：n RIP 存在的一個問題是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，要經(jīng)過比較長的時間才能將此信息傳送到所有的路由器。n RIP 協(xié)議最大的優(yōu)點就是實現(xiàn)簡單，開銷較小。n RIP 限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達）。n 路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，開銷也就增加。 22、OSPF協(xié)議的工作過程及其優(yōu)缺點？工作過程看PPT理解。（注意與RIP區(qū)別）優(yōu)缺點：n 由于一個路由器的鏈路狀態(tài)只涉及到與相鄰路由器的連通狀態(tài)，因而與整個