武汉理工计算机网络复习2017-(1)

总复习题型一、单选题（10小题，共20分）二、判断题（10小题，共20分）三、填空题（10小空，共20分）四、简答题（3小题，共15分）五、综合计算题（4小题，共25分）3计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。计算机网络的定义地面站地面站通讯卫星服务器路由器交换机44通信子网资源子网主机网络路由器资源子网——边缘：负责全网的数据处理、向网络用户提供各种网络资源及服务通信子网——核心：负责全网的通信处理、数据传输及转接计算机网络的组成——硬件系统5在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：1.客户服务器方式（Client/Server方式）2.对等方式（P2P方式）：Peer-to-Peer客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。两种通信方式6客户软件的特点：被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。1.客户软件的特点7一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。2.服务器软件的特点8对等连接方式对等连接(peer-to-peer，简写为P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。对等连接方式的特点对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。例如主机C请求D的服务时，C是客户，D是服务器。但如果C又同时向F提供服务，那么C又同时起着服务器的作用。10交换技术电路交换分组交换数据报虚电路112020/6/2311分组交换技术的两种实现方式数据报--无连接服务虚电路--面向连接服务计算机网络性能指标1.速率（比特率/波特率）：波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。1213时延(delay或latency)数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延13一般来说，小时延的网络要优于大时延的网络。时延(delay或latency)发送时延发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延=数据帧长度（b）发送速率（b/s）时延(delay或latency)传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）16四种时延所产生的地方1011001…发送器队列在链路上产生传播时延结点B结点A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路16176.往返时间（RTT）往返时间表示从发生端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认，总经历的时间。（假设接收端收到数据之后立即发送确认）。往返时间通常是端到端时延的两倍。…结点B结点A链路1718奈氏(Nyquist)准则和香农定理1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值（每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元）。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。1819协议的分层层次每个层次解决不同问题下层为上层提供服务上层屏蔽下层的服务实现细节协议每个层次相同协议？下面的协议对上面的服务用户是透明的。接口层间的信息传送的规约增加灵活性20计算机网络的体系结构212020/6/2321五层网络体系结构各层功能层次单位功能地址应用层报文应用层直接和应用进程接口并提供常见的网络应用服务。域名地址运输层报文段/用户数据报负责端到端（主机中进程）的通信。实现端到端的可靠、透明数据传输。在单一连接上进行端到端的序号及流量控制、差错控制及恢复。多路复用和分流。端口号网络层IP数据报负责主机到主机的通信。对运输层的报文段进行分组进行数据网际间的路由选择和拥塞控制IP地址数据链路层帧负责网络相邻节点间点到点的通信。将IP数据报组装成帧在网络相邻结点间链路管理、数据的封装与拆分、帧同步、比特流差错和流量控制，介质访问等。MAC地址物理层比特透明地传送比特流。定义机械、电气、功能过程的接口特性。资源子网通信子网2122从网络故障原因看七层协议上面三层主要涉及使用软件的故障问题，把应用软件设置正确，问题迎刃而解221设备电源未打开2设备电源未接通3网络电缆松脱4电缆故障5电缆类型不正确1设备驱动程序错误2设备没有安装驱动程序3设备配置错误1IP地址是否设置正确2子网掩码是否正确3网关是否正确4DNS或DHCP设置是否正确1防火墙设置错误2应用程序的TCP或UDP的端口是否被打开端口、socketOS、网络应用路由器交换机、网卡HUB、中继器23物理层协议机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定、锁定装置等；电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围；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；过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序；串并行转换、数据传输方式、复用技术、同步技术。。。24数字信号编码基带信号编码方法带通信号调制方法数据传输率比特率：单位是bps或b/s，或称为数据率，带宽。波特率：信道上单位时间内传输的码元个数。单位是波特（Baud），即1波特就是每秒传输1个码元。比特率=波特率×码元信息量码元信息量：即一个码元所代表的比特数（二进制位数）。电气和功能特性物理层协议25信道复用技术多路复用技术的实质是：来自多个源的信息经过组合，通过共享介质传输，然后再拆分传输到多个目的地。1.频分复用：相同的时间，不同的频带2.波分复用：相同的时间，接近的频率3.时分复用：不同的时间，同样的频带4.统计时分复用：不同的时间，同样的频带5.码分复用：同样的时间，同样的频带共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用26数据链路层的两种信道类型点对点（拨号住宅主机）PPP协议成帧、流量控制、差错控制、可靠数据传输……广播（局域网）以太网协议媒体访问协议来协调传输和避免碰撞802.11无线LAN循环冗余编码（CRC）工作原理数据生成多项式FCS数据FCS帧校验序列数据FCS生成多项式÷能整除，则传输过程没有错误÷左移28生成多项式:精心选择的一个多项式。如:1001即x3+x0CRC实例29发送方——产生FCSCRC实例生成多项式生成多项式FCSFCS数据接收方——校验30SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符SOH2.透明传输发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。31OSI参考模型IEEE802参考模型逻辑链路控制(LLC)子层介质访问控制(MAC)子层物理层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层；而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。IEEE802参考模型为了给多种局域网技术和产品制定一个公用的协议模型，IEEE802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层323.4.3以太网的MAC层1.MAC层的硬件地址在局域网中，每台计算机（网络适配器NIC）都会分配一个唯一的地址，称为硬件地址，又称为物理地址，或MAC地址。适配器标识符EUI-48，是一个48位地址。08–01–00–2A–10–C3十六进制地址格式二进制地址格式110000110001000000101001000000000000000100001000高24位：IEEE的注册管理机构RA向厂家分配。低24位：由厂家自行指派，必须保证生产出的适配器没有重复地址。33CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）载波监听多点接入/碰撞检测“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。以太网物理层规定，发送数据采用曼侧斯特编码方式，因此总线上并没有什么“载波”。“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。3.3.2CSMA/CD协议34以太网发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码基带数字信号曼彻斯特编码码元1111100000出现电平转换3.3.2CSMA/CD协议35总线忙v(t)t01总线空闲总线电平跳变与总线忙闲状态的判断3.3.2CSMA/CD协议1）载波侦听——先听后发362）碰撞（冲突）检测——边听边发电磁波在总线上总是以有限的速率传播，所以每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。3.3.2CSMA/CD协议37最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。2）碰撞（冲突）检测——边听边发3.3.2CSMA/CD协议38碰撞的结果是两个帧都变得无用。每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源。3）冲突停止3.3.2CSMA/CD协议强化碰撞：再继续发送若干比特的人为干扰信号(jammingsignal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。394）延迟重