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计算机网络复习

题目类型

类型 分数
单选 15
填空 15
判断 15
改错 15
简答 15
计算 30

体系架构（P31 图1-16）

OSI 7层协议

  1. 应用层
  2. 表示层
  3. 会话层
  4. 运输层
  5. 网络层
  6. 数据链路层
  7. 物理层

TCP/IP 4层协议

层次 功能与示例协议
应用层 HTTP, SMTP, DNS
运输层 TCP, UDP
网际层 IP
链路层 数据链路和物理层合并

教材 5层协议

层次 功能
应用层 提供特定网络服务
运输层 通用进程通信
网络层 IP数据报、路由器
数据链路层 帧传输、差错检测、纠错
物理层 比特传输、电气特性

扩展以太网

物理层：集线器（P100）

优点 缺点
扩大以太网覆盖范围 碰撞域变大，通信易受碰撞影响
实现跨系通信 最大速率受限于最慢连接的设备

数据链路层：交换机（网桥）（P101）

优点 缺点
扩大物理范围、提高可靠性 存储转发增加了时延
可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如 10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网 网桥只适合于用户数不太多 (不超过几百个) 和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞，即广播风暴

常见拓扑的优缺点

拓扑 优点 缺点
星形拓扑 结构简单，便于控制与扩展；故障诊断易；各节点独立 中央节点负担重，易成瓶颈；电缆需求多，安装复杂
总线型拓扑 结构简单，电缆需求少 传输距离有限；故障诊断困难；分布式协议难以保证实时传送
环形拓扑 电缆长度短，易扩展；可用光纤 单点故障导致全网失效；故障检查难；负载轻时信道利用率低
树形拓扑 易于扩展；故障隔离较容易 根节点依赖性大

虚电路服务 vs 数据报服务

特性 虚电路服务 数据报服务
可靠性 网络保证 用户主机保证
是否建立连接 是 否
地址使用 连接建立时使用终点地址 每个分组都需携带完整终点地址
路由 同一条虚电路的分组按同一路由转发 每个分组独立查表转发
故障处理 故障节点影响所有虚电路 路由变化，部分包可能丢失
顺序 按顺序接收 不一定按顺序接收

RIP工作的特点

  • 仅与相邻路由器交换信息
  • 交换本路由器的路由表
  • 按固定时间间隔进行交换

传输层两大协议的特点

特性 TCP UDP
连接 是 否
通信方式 点对点 支持多对多、一对多、一对一
可靠性 可靠交付 尽最大可能交付
传输单位 面向字节流 面向报文
拥塞控制 有 无
首部开销 较大 较小

大题

编码方式

课本 P45

差错检测、纠错

CRC

Q：生成多项式 G(X) = X^6+X^5+X+1，若信息位为 1101110010001, 求冗余多项式 R(X)？

A：最高次为6, 冗余码为6位，

$G(X)=1X^6+1X^5+0X^4+0X^3+0X^2+1X^1+1*X^0$

故除数为 1100011, 除数为原始数据加上 6 位 0：1101110010001000000 然后作两数作摩尔运算（相同得 0, 不同得 1），余数记为冗余码：10110

Q：接收方如何检测差错？

A：将接收到的数据处以生成多项式的系数，余数为 0 证明接受正确，余数不为 0 证明接受错误。

海明码

  • 奇校验：需要奇数个 1
  • 偶校验：需要偶数个 1

海明码的冗余位数 r 满足以下关系： $2^r>=r+m+1$，其中 r 为冗余位，m 为数据位。

海明码需要插入到 2 的次幂的位置，然后用奇偶校验的方式计算出每一位海明码的 1/0。

而为了插入海明码，我们首先需要自低位从 1 开始给每一位数据编号（包括海明码本身）。

例子：为数据 1010 计算海明码：

计算：$2^r>=r+5$，则满足的最小 r 为 3

数据 序号（B） 序号（D） 参与计算
0 111 7
1 110 6
0 101 5
1 100 4 7,6,5,4
1 011 3
0 010 2 7,6,3,2
1 001 1 7,5,3,1

CDMA（码分多址）

向量化内积：别急，我也不知道在说什么，直接看个例子。

Q：四个站进行码分多址 CDMA 通讯，码片序列分别为：

A. (-1 -1 -1 +1 -1 +1 +1)
B. (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)
C. (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)
D. (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)

现在收到这样的码片序列：(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)，请问哪个站发送数据了？发送了什么东西？

A：S.A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1 -> 发送 1
B：S.B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1 -> 发送 0
C：S.C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0 -> 啥也没发送
D：S.D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1 -> 发送 1

总计：相乘后相加，然后处以个数，得到 1 发送 1, 得到 -1 发送 0, 得到 0 啥也没发送。

PPP 透明传输

字节填充

  • 0×7E -> 0×7D, 0x5E
  • 0×7D -> 0×7D, 0x5D
  • 若信息字段中出现ASCll码的控制字符（即数值小于0x20的字符），则在该字符前面要加入一个0x7D字节

零比特填充

  • 在发送端，发现5个连续1，则立即填入一个0
  • 在接收端，发现5个连续1，则立即删除5个连续1后的一个0

交换机自学习

IP分片

常见长度

  • TCP 首部 20 字节，UDP 首部 8 字节
  • 以太网的 MTU 为 1500 字节

分片

  • DF：Don’t Fragment, MF: More Fragment
  • 片偏移字段的单位为 8 字节

例子：

Q：已知一个分组的数据部分长度为 3800 字节，网络规定分片长度不能超过 1420 字节，假设 IP 分组的首部采用固定 20 字节。请问原始分组需要分成几个分片？每个分片的总长度、标识字段（原始分组是 666 ）、DF 标志位、MF 标志位、分片偏移字段各是多少？

A： 分组长度 3820（头部+数据）-> 3800 （数据） 分片长度 1420（头部+数据）-> 1400 （每个分片的数据） 故分为 3800/1400 = 2 余 1000, 3 个分片

分片偏移只计算数据部分的偏移，指的是当前分片的数据头相较于整个数据头的距离，本题中：
分片1 的数据从：0-1399, 故偏移为 0/8 = 0
分片2 的数据从：1400-2799，故偏移为 1400/8 = 175
分片3 的数据从：2800-3799，故偏移为 2800/8 = 350

总长度 标识字段 DF MF 分片偏移
原始分组 3820 666 x x x
分片1 1420 666 0 1 0
分片2 1420 666 0 1 175
分片3 1020 666 0 0 350

地址计算

传统 IP 地址划分，注意计算可用主机时需要去掉广播地址和网络地址。

地址类型 网络位 二进制开头
A类 前 8 位 0
B类 前 16 位 10
C类 前 24 位 110

地址聚合

Q：有如下四个 /24 地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24

A：由题意可知，四个地址块只有第三个字节不同，故四个地址块的第三字节的二进制表示为： 212.56.10000100.0 212.5610000101.0 212.56.10000110.0 212.56.10000111.0 共同前缀有 22 位，所以聚合的 CIDR 地址块是：212.56.132.0/22

子网划分

Q1：现有一个 C 类网段 193.160.80.0, 要将其划分为 6 个子网，请问如何指定子网掩码？每个子网的网络地址、广播地址分别是多少？可分配的主机地址范围是多少？

A1：要划分子网，就是要从主机号中借一部分给网络号，划分出的子网数量满足公式：$2^n-2>=m$，其中 n 是借的位数，m 是要划分的子网数量。

本题中，m=6, n=3, 故可得知划分的六个子网的

网络地址 可分配的主机地址范围
193.160.80.32 (001..0) 33-62
193.160.80.64 (010..0) 略
193.160.80.96 (011..0) 略
193.160.80.128 (100..0) 略
193.160.80.160 (101..0) 略
193.160.80.196 (110..0) 略
Q2：为 14.24.74.0/24 分配子网，N1 需要 120 个地址，N2 需要 60 个地址，N3 需要 10 个地址。请给出分配方案。

A2：先从最大地址块往下分，这次先分主机号，然后按需分配具体的网络前缀。

RIP 路由表更新

把发来的路由表的目的地址都设置为源路由器的地址，距离加 1，然后和目前有的路由项比对即可。

TCP 三次握手、四次释放

不好记忆，弄不了就算了，反正也不考满分。