计算机网络原理知识点归纳 - 管理猿 2018 年 03 月 23 日 |访问: 212 次

第一章 计算机网络概述

1、计算机网络的发展可划分为哪几个阶段?每个阶段各有什么特点?
答:
(1)面向终端的计算机网络(早在20世纪50年代初)
以单个计算机为中心的远程联机系统,构成面向终端的计算机网络。
联机系统:由一台中央主机连接大量处于分散位置的终端(无自主处理功能)。 尝试:SAGE美国半自动地面防空系统。雏形:终端-通信线路-计算机
前端处理机或通信控制器专门负责与终端之间的通信控制,实现数据处理和通信控制的分工,更好地发挥了中心计算机的数据处理能力。另外,在终端较集中的地区,设置集中器或多路复用器,实现低速到高速的转换,提高了通信线路的利用率,节约了远程通信线路的投资。
(2)计算机—计算机网络(20世纪60年代中期)

出现了由若干个计算机互连的系统,并呈现出多处理中心的特点。

ARPA网标志着目前所称的计算机网络的兴起、里程碑、Internet鼻祖、奠定基础。 各大计算机公司都相继推出自己的网络体系结构:IBM公司的SNA和DEC公司的DNA
(3)开放式标准化网络(20世纪80年代)

开放式:统一的网络体系结构,实现互连,称为开放式标准化网络系统。

标准化:1984年ISO颁布OSI/RM(开放系统互连基本参考模型),中国从1980年参加OSI的标准工作。
(4)因特网的广泛应用与高速网络技术的发展(20世纪90年代)

广泛应用:电子邮件、WWW信息查询与浏览、电子新闻、文件传输、语音与图像通信服务功能。 高速网络:宽带综合业务数字网B-ISDA、异步传输模式ATM、高速局域网、交换局域网与虚拟网络。 热点:Internet、Intranet、Extranet和电子商务。
2、三大网络指的是什么? 未来网络的发展趋势有哪些?

答:
(1)三大网络:电信业务网(56K-64Kbps)、广播电视网(同轴电缆)以及计算机网(CHINANET网)。

(2)未来网络发展趋势:宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络。
3、什么是计算机网络?计算机网络可分为哪两大子网?它们各实现什么功能?

答:
(1)所谓计算机网络,就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。
(2)一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的。

(3)资源子网负责信息处理,通信子网负责全网中的信息传递。

①资源子网包括主机和终端,它们都是信息传递的源节点或宿节点,有时也统称为端节点。
②通信子网主要由网络节点和通信链路组成。

③网络节点可以是分组交换设备PSE、分组装配/拆卸设备PAD、集中器C、网络控制中心NCC、网间连接起G也称网关或它们的组合,也常将网络节点统称为接口信息处理机IMP。

④通信链路包括电话线、同轴电缆、光缆、无线电、卫星和微波信道。

4、计算机网络的功能表现在哪些方面?计算机网络应用在哪些领域?

答:
(1)计算机网络功能表现在硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换三个方面。

(2)计算机网络的应用包括:办公自动化OA、远程教育、电子银行、证券及期货交易、校园网、企业网络、智能大厦和结构化综合布线系统。

5、什么是网络拓扑?选择拓扑结构时应考虑哪些因素?拓扑结构怎么分类?

答:
(1)网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。网络的拓扑结构主要有:星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树型拓扑、混合型拓扑及网形拓扑。

(2)拓扑结构的选择往往与传输介质的选择及介质访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结

构时,应该考虑的主要因素有下列几点:(1)可靠性(2)费用(3)灵活性(4)响应时间和吞吐量。
(3)采用点—点线路的通信子网的基本拓扑结构型有4种:星形、网状形、树形、环形。

采用广播信道通信子网的基本拓扑结构型有4种:总线形、无线通信与卫星通信、树形、环形。
6、简述各拓扑结构的优缺点。(同步训练第10页图表)
7、简述计算机网络的分类方式。
答:
(1)按照拓扑类型分类,网络的拓扑结构主要有:星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树型拓扑、混合型拓扑及网形拓扑。

(2) 按交换方式来分类,计算机网络可以分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。

(3)按网络传输技术分类:广播方式和点对点方式。(重要区别:分组存储转发和路由选择机制)
(4)按所采用的传输介质分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网;

(5)按信道的带宽分为窄宽带网和宽带网;按不同用途分为科研网、教育网、商业网、企业网等。
8、计算机网络的标准化。

(1)国际标准化组织ISO是一个自发的不缔约组织,由多个技术委员会(TC)组成,其中的TC97技术委员会专门负责制定有关信息处理的标准。中国从1980年开始也参加了OSI的标准工作。
(2)其他标准化机构:

①国际电信联盟ITU主要负责有关通信标准的研究和制定。主要用于国与国之间互连。 ②美国国家标准局NBS是美国商业部的一个部门,其研究范围包括ISO和ITU的有关标准。

③美国国家标准学会ANSI是由制造商、用户通信公司组成的非政府组织,是美国的自发标准情报交换机构,也是由美国指定的ISO投票成员。电子工业协会EIA和电气和电子工程师学会IEEE都是ANSI的成员。④欧洲计算机制造商协会ECMA由在欧洲经营的计算机厂商组成。

(3)Internet的组织机构:因特网体系结构局IAB负责Internet策略和标准的最后仲裁。下设特别任务组,其中最著名的是因特网工程特别任务组IETF。

IETF主要的工作领域:应用程序、Internet服务管理、运行要求、路由、安全性、传输、用户服务于服务应用程序。IETF又分为若干工作组。Internet有关的许多被称为“请求评注”RFC的技术文件大都出自于工作组。但是并不是每个RFC文件都是因特网的标准。

第2章 计算机网络体系结构

*1、什么是网络协议?网络协议由哪三要素组成? 答:(1)网络协议:计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议。 (2)网络协议主要由三个要素组成:

1)语义:涉及用于协调与差错处理的控制信息。

2)语法:涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 3)定时:涉及速度匹配和排序等。

2、计算机网络采用分层结构的理由、层次结构的好处、层次结构的要点、层次划分的原则是什么? 答:(1)计算机网络是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统,然后“分而治之”逐个加以解决,这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段,。分层就是系统分解的最好方法之一。

(2)层次结构的好处:

1)使每一层实现一种相对独立的功能。每一层不必知道下一层是如何实现的,只要知道下一层通过层间接口提供的服务是什么及本层向上一层提供什么样的服务,就能独立地设计;

2)每一层次的功能相对简单且易于实现和维护;

3)若某一层需要作改动或被替代时,只要不去改变它和上、下层的接口服务关系,则其他层次都不受其影响。 4)有利于交流、理解和标准化。

*(3)计算机网络各层次结构模型及其协议的集合,称为网络的体系结构。计算机网络都采用层次化的体系结构要点。由于计算机网络涉及多个实体间的通信,其层次结构一般以垂直分层模型来表示。这种层次结构的要点为:

1)除了在物理介质上进行的是实通信之外,其余各对等实体间进行的都是虚通信; 2)对等层的虚通信必须遵循该层的协议;

3)n层的虚通信是通过n/n+1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信来实现的。

(4)层次结构的划分,一般要遵循以下原则:

1)每层的功能应是明确的,并且是相互独立的。

2)层间接口必须清晰,跨越接口的信息量应尽可能少。 3)层数应适中。

3、OSI的三级抽象是什么?具体内容是什么?

答:OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI的体系结构定义了一个七层模型,用以进行进程间的通信,并作为一个框架来协调各层标准的制定;OSI的服务定义描述了各层提供的服务,以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语;OSI各层的协议规范,精确地定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释该控制信息。 *4、OSI/RM的结构及每一层的功能有哪些? 答:(1)物理层的功能。物理层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性,其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输。具体涉及接插件的规格,“0”、“1”信号的电平表示,收发双方的协调等内容。

(2)数据链路层的功能。在数据链路层中,比特流被组织成数据链路协议数据单元(通常称为帧),并以其为单位进行传输,帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。数据链路层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路。 (3)网络层的功能。在网络层中,数据以网络协议数据单元(通常称为分组)为单位进行传输。网络层关心的是通信子网的运行控制,主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题,这就需要在通信子网中进行路由选择。

(4)传输层的功能。传输层是第一个端到端,也即主机—主机的层次。传输层要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

(5)会话层的功能。会话层是进程—进程的层次,其主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信(也称对话)。会话层负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。

(6)表示层的功能。表示层为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。数据压缩/恢复和加密/解密也是表示层可提供的表示转换功能。

(7)应用层的功能。应用层是开放系统互连环境的最高层。网络环境下不同主机间的文件传送访问和管理(FTAM)、传送标准电子邮件的文电处理系统(MHS)、使不同类型的终端和主机通过网络交互通过网络交互访问的虚拟终端协议(VTP)等都属于应用层的范畴。 5、OSI参考模型中数据的实际传递过程是什么?

答:发送进程发送给接收进程的数据,实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理介质;通过物理介质传输到接收方后,再经过从下到上各层的传递,最后到达接收进程。在发送方从上到下逐层传递的过程中,每层都要加上适当的控制信息。 *6、简述面向连接服务和无连接服务的特点。(过程有无、地址需否、可靠性好否、效率高低) 答:(1)面向连接服务的特点:

1)数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程;

2)在数据传输过程中,每个分组不需要携带目的节点的地址;

3)面向连接数据传输的收发数据顺序不变,因此传输的可靠性好,但需通信开始前的连接开销,协议复杂,通信效率不高。

(2)无连接服务的特点:

1)每个分组都要携带完整的目的节点的地址,各分组在通信子网中是独立传送的;

2)无连接服务中的数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程;

3)无连接服务中的目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。其可靠性不是很好,但因其省略了建立连接的开销和许多保证机制,因此通信协议相对简单,效率较高。 7、TCP/IP协议的特点是什么?(开放、独立、统一、标准) 答:(1)开放的协议标准,可以免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 (2)独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,更适用于互联网中。 (3)统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址。 (4)标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务。 8、TCP/IP参考模型可以分为哪些层次?

答:TCP/IP参考模型分为4个层次,从上到下为:应用层、传输层、互连层、主机—网络层。其中应用层与OSI应用层相对应,传输层与OSI传输层相对应,互连层与OSI网络层相对应,主机—网络层与OSI数据链路层及物理层相对应。在TCP/IP参考模型中,对OSI表示层、会话层没有对应的协议。 *9、OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较。 答:(1)OSI和TCP/IP参考模型有很多共同之处,两者都以协议栈的概念为基础,而且两个模型中都采用了层次结构的概念,各个层的功能也大体相似。 (2)不同之处:

①OSI模型有七层,而TCP/IP只有四层,他们都有网络层(或者称互连网层)、传输层和应用层,但其他的层并不相同。

②在于无连接的和面向连接的通信范围有所不同。OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP模型的网络层只有一种模式即无连接通信,但是在传输层上同时支持两种通信模式。 10、OSI协议不能流行的原因。

答:一是模型和协议自身的缺陷。其会话层和表示层这两层几乎是空的,而另外的数据链路层和网络层包含内容太多,有很多的子层插入,每个子层都有不同的功能。OSI模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂,它们很难实现。另一个原因是它的协议出现时机晚于TCP/IP协议。 *11、TCP/IP协议簇的内容是什么?

12答:首先,该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现,TCP/IP参考模型没有很好的做到这一点,这使得在使用新技术来设计新网络的时候,TCP/IP模型的指导意义显得不大,而且TCP/IP模型不宜于其它非TCP/IP协议簇。其次,TCP/IP模型的主机—网络层并不是常规意义上的一层,它是定义了网络层与数据链路层的接口。接口和层的区别是非常重要的,而TCP/IP模型却没有将它们区分开来。

第3章 物理层 3.1物理层接口和协议

*1、物理层协议包括哪些内容?

答:物理层上的协议有时也称为接口。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道有关的特性,这些特性包括机械的、电气的、功能性的和规程性的四个方面。 2、物理层的定义是什么?

答:OSI对OSI模型的物理层所作的的定义为:在物理信道实体之间合理地通过中间系统,为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性的和规程性的手段。 *3、DTE、DCE的定义是什么?

DTE(数据终端设备)是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称,是通信的信源或信宿;

DCE(数据电路终接设备或数据通信设备),是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。 4、物理层提供哪些功能和服务?

答:物理层的接口特性包括机械特性、电气特性、功能特性和规程特性四个方面。 (1)机械特性对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔及其排列方式、锁定装置形式等作了详细的规定。 (2)电气特性规定了这组导线的电气连接及有关电路的特性,一般包括:接受器和发送器电路特性的说明,表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大数据传输速率的说明,以及互连电缆相关的规则等。 (3)功能特性规定了接口信号的来源、作用以及与其它信号之间的关系。接口信号线按功能一般可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线等四类。 (4)规程特性规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤。 5、物理层接口标准的相关知识点。

(1)电气连接的三种平衡方式:非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式和平衡方式。 (2)EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA颁布的,RS表示“推荐标准”,232是标识号码,C表示该推荐标准已被修改过的次数。RS-232C的电气特性规定逻辑“1”电平为-15至-5伏,逻辑“0”的电平为+5至+15伏,也即RS-232采用+15伏的负逻辑电平,+5伏之间为过渡区域不作定义。 RS-232C功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线。

*(3)RS-449的子标准RS-423是采用差动接收器的非平衡的标准,它采用单端发送器和差动接受器,它的信号电平定义为+6伏,其中过渡区域为+4伏。RS-422 电气标准是平衡方式标准,它的发送器、接受器分别采用平衡发送器和差动接受器,信号电平定义为+6伏,其中过渡区域为+2伏。

(4)100系列接口标准的机械特性采用两种规定,当传输速率为200bps-9600bps,采用25芯标准连接器;传输速率大48bps时,采用34芯标准连接器。200系列接口标准则采用25芯标准连接器。100系列接口标准的电气特性采用V.28和V.35两种建议。

(5)ITU对DTE-DCE的接口标准有V系列和X系列两大类建议。V系列接口标准一般是指数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间的接口,X系列适用与公共数据网的宅内电路终接设备和数据终端设备之间的接口。

(6)X.21和X.21 bis为三种类型的服务定义了物理电路,这三种服务是租用电路服务、直接呼叫服务和设备地址呼叫服务。

3.2传输介质

6、比较双绞线、同轴电缆和光纤的特点。

(1)双绞线是最常用的传输介质,一般是铜质的,能提供良好的传导率。分为无屏蔽的和屏蔽的。电子工业协会EIA为无屏蔽双绞线订立了标准,3类线能承受16MHz,5类线能承载100MHz。 (2)同轴电缆分为基带同轴电缆(阻抗50?)和宽带同轴电缆(75?)。基带同轴电缆又分为粗缆和细

缆两种,都用与直接传输数字信号;宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输,也可用于不使

用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号传输。(CATV电缆就是宽带同轴电缆);基带同轴电缆主要用于数字信号传输,并使用曼彻斯特编码;宽带同轴电缆既可用于模拟信号传输,又可用于数字信号传输;同轴电缆适用于点到点和多点连接。

(3)光纤由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成;用光纤传输信号电信号时,在发送端先要将其转换成光信号,而在接受端又要由光检测器还原成电信号;光纤用于点到点的链路;光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰强等优点。 7、传输介质相关知识点。

(1)传输介质是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路,计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线两大类。三种有线传输介质:双绞线、同轴电缆和光纤。无线传输介质:无线电通信、微波通信、红外通信以及激光通信的信息载体。

(2)传输介质的选择取决于以下因素:网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。

(3)传输介质的特性:物理特性、传输特性、连通性、地理范围、抗干扰性、相对价格。

(4)多址接如的方法主要有三种:频分多址接入FDMA、时分多址接入TDMA、码分多址接入CDMA。 (5)卫星通信优点:具有通信距离费用与距离无关、覆盖面积大、不受地理条件的限制、通信信道带宽宽、可进行多址通信与移动通信的。使用卫星通信时,需要注意到它的延时,传输延时的典型值为540毫秒。

3.3 数据通信技术

8、串行数据通信的方向性结构是什么? 答:有三种:单工、半双工、全双工;

单工数据传输只支持数据在一个方向上传输;半双工数据传输允许书记在两个方向上传输,但

在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输;全双工数据通信允许在两个方向上传输。 *9、MODEM和CODEC的作用。

编码解码器CODEC:将直接表示声音数据的模拟信号,编码转换成用二进制位流近似表示的数字信号;而线路另一端的CODEC,则将二进制位流解码恢复成原来的模拟数据。

调制解调器MODEM: MODEM使数字数据在普通的音频电话线上传输,再把模拟信号解调还原成原来的数字数据。

*10、 多路复用技术分类,每类技术的实现条件及工作原理。

答:多路利用技术分为:频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用。

频分多路复用:在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需要带宽情况下,可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同的字信道,每个信道传输一路信号。

时分多路复用:若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率情况下也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地、分配给多个信号使用。

波分多路复用:极高频率的频分多路复用。

工作原理:发送端假定有4条光纤的能量位与不同的波长。四束光被组合到一条共享的光纤上,传输到远处的目的端。在远端有被分离器到与发送端一样多的4条光纤上。每条光纤上的过滤器能够过滤出某一波长的光,而其它波长被过滤掉,这一结果信号可以在被路有到它们各自的目的地。 11、异步传输、同步传输的工作原理和特征(P50)

异步传输方式中,一次只传输一个字符(由5-8位数据组成)。每个字符用一位起始位引导、一位停止结束。起始位为“0”,占一位时间;停止位为“1”,占1到2位的持续时间。在没有数据发送时,

发送放可发送连续的停止位(称空闲位)。接受方根据“1”至“0”的跳变来判别一个新字符的开始,然后接收字符中的所有位。这种通信方式简单便宜,但每个字符有2~3位的额外开销。效率低。 同步传输时,为使接受方能判定数据块的开始和结束,还须在每个数据块的开始处和结束处各加一个帧头和帧尾,加有帧头、帧尾的数据称为一帧。效率高。帧头和帧尾的特性取决于数据块是面向字符的还是面向位的。它还包括面向字符的(代表:BSC)和面向位的(代表:HDLC)两种方案。

3.4数据编码

12、调幅、调频和调相的工作原理。

调幅(ASK):用载波的两种不同幅度来表示二进制值的两种状态。

调频(FSK):用载波频率附近的两种不同频率表示二进制的“0”和“1”。 调相(PSK):利用载波信号相位移动来表示数据。

*13、归零码和不归零码、单极性码和双极性码、曼彻斯特和差分曼彻斯特编码。

不归零码:每位编码占用了全部码元的时间宽度(全宽码)

归零码:每位编码的持续时间短于一个码元的时间宽度(窄脉冲) 单极性码:“1”发正电流,“0”不发电流(0无1正) 双极性码:“1”发正电流,“0”发负电流(0负1正) 曼彻斯特码:中间翻转,看中间,0升1降

差分曼彻斯特码:中间翻转,看起点,0跳1不跳(若没有特别说明,按照起始的前半为高电平) 14、数字数据的模拟信号编码,各种正交振幅调制的工作原理和性能。假设调制速率为2400baud

(1)QPSK:正交相移键控,4种相位,N=4。调制后传输速率R=2400*log24

=4800 bps

QAM-16:4种振幅和4种相移的混合调制,N=16。R=2400*log216

=9600 bps

QAM-64:8种振幅和8种相移的混合调制,N=64。R=2400*log264

=14.4Kbps (2)V.32:4个数据位1个奇偶校验位。R=2400*4=9600 bps

(3)v.32bis:6个数据位1个奇偶校验位R=24006=14400 bps=14.4 kbps (4)v.34:每次采样12个数据位。R=240012=28800 bps=28.8 kbps (5)v.34bis:每次采样14个数据位。R=2400*14=33600 bps=33.6 kbps

(6)v.90:电话信道带宽4000Hz,采样频率8000Hz。每个采样7个数据位,1个控制位。

R=8000*7=56000 bps=56 kbps

15、ADSL工作原理、性能和特点。

最初的ADSL服务是AT&T公司提供的,工作原理:将本地回路上可供使用的频谱(大约1.1MHz)分成三个频段:POPS、上行数据流和下行数据流。使用多个频段范围的技术称为多路复用。 大多数供应商倾向于将80%-90%的带宽分配给下行信道,因为大多数用户的下载数据量超过上载数据量。ADSL标准允许的速度可以达到8Mbps下行速度和1Mbps上行速度。 16、 位同步法和群同步的工作原理。

答:在计算机通信与网络中,广泛采用的同步方法有位同步法和群同步两种。

(1)位同步 分为外同步法和自同步法,位同步法使接受端对每一位数据都要和发送端保持同步。

①外同步法:在发送数据之前,发送端先向接受端发出一串同步时钟脉冲,接受端按照这一时钟脉冲频率和时序锁定接受端的接受频率,以便在接受数据的过程中始终与发送端保持同步。

②自同步法:能从数据信号波形中提取同步信号的方法。典型例子:曼彻斯特编码,这种编码常用与局域网传输。

(2)群同步:字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时,是群同步即异步传输的特征。 17、模拟数据的数字信号编码(PCM)

答:对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法是脉码调制PCM,常用于声音信号的编码。

脉码调制是以采样定理位基础的,信号数字化的转换过程可包括:采样、量化、编码三个步骤。 18、采样定理的内容是什么?

从数学上证明:若对连续变化的模拟信号进行周期性采样,只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍,则采样值便可包含原始信号的全部信息,利用低通过滤器可以从这些采样中重新构造出原始信号。(计算时一定注意,若给定的就是采样频率,就不用再乘以2了!!) 19、对于数字传输的数字电话、数字传真、数字电视等数字通信系统而言的两个优点:

1)抗干扰性强。 2)保密性好。

3.5数据交换技术

20、当前因特网的主干线路采用的是同步光纤SONEF或是同步数字系列SDH,就其本质属于电路交换技术。 当今的因特网采用的是电路交换技术和分组交换技术结合。

21、目前光交换技术发展主要有:微电子机械系统的光交换机、无交换式光路由器、阵列波导光栅路由器。

22、三种交换技术的主要特点:(p68)表3-3

1)电路交换。在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前,该通路有一对用户完全占用。对与猝发式的通信,电路交换效率不高。

2)报文交换。报文从源点传送到目的地采用“存储一转发”的方式,在传送报文时,一个时刻仅占用一段通道。在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。 3)分组交换。交换方式和报文交换方式类似,但报文被分成分组传送,并规定了最大的分组长度。在数据报文分组交换中,目的地需要重新组装报文;在虚电路分组交换中,数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。 23、电路交换:

(1)电路交换网是使用电路交换技术的典型例子。用电路交换技术完成数据传输要经历电路建立、数据传输、电路拆除三个过程。

(2)电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速,数据不会丢失且保持原来的序列。缺点是某些情况下,电路空闲的信道容量被浪费。 24、报文交换:

(1)报文交换方式的数据传输单位是报文,传送方式采用“存储-转发”方式。 (2)报文交换的优点:

  1. 电路利用率高。 B 在报文交换网络上,通信量大时仍然可以接受报文,不过传送延迟会增加。

  2. 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。 缺点是:它不能满足实时或交互式的通信要求,报文经过网络的延迟时间长且不定。 25、分组交换

(1)分组交换:将一个报文分成两若干个分组,没个分组的长度有一个上限;分组交换适用于交互式通信,分为数据报分组交换和虚电路分组交换。

(2)虚电路:在虚电路方式中,为进行数据传输,网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑通路。主要特点是:在数据传送之前先建立站与站之间的一条路径。 (3)数据报方式(66)

每个分组称为一个数据报,每个数据报自身携带足够的地址信息。一个节点接收到一个数据报到后,根据数据报中的地址信息和节点所储存的路由信息,找出一个合适的出路,把数据报原样地发送到下一节点。

第4章 数据链路层

1、数据链路层最基本的服务是什么?

答:是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。向网络层提供透明的和可靠的数据传送服务。透明性是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制,也没有必要解释信息结构的意义;可靠的传输使用户免去对丢失信息,干扰信息及顺序不正确等的担心。 2、数据链路层的功能是什么?

答:数据链路层的功能是:帧同步功能、差错控制功能、流量控制功能、链路管理功能。 (1)帧同步功能:从比特流中区分出帧的起始与终止。 (2)差错控制:在数据通信过程中能发现或纠正差错,把差错限制在尽可能小的范围内的技术和方法。 7、Go-back-N策略的基本原理是什么?

答:当接收方检测出失序的信息帧后,要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧。或者当发送方发送了n个帧后,若发现该n帧的前一帧在计时器超时区间内仍未返回其确认信息,则该帧被判定未出错或丢失,此时发送方就不得不重新发送该出错帧及其后的n帧。 8、选择重传协议的思想和特点是什么?

(1)思想:当接收方发现某帧出错后,其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层,但接收方仍可收下来,存放在一个缓冲区中,同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后,就可与原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。

(2)特点:选择重传协议在某帧出错时减少了后面所有帧都要重传的浪费,但要求接收方有足够大的(3)流量控制:实际上是对发送方数据流量的控制,使其发送速率不致超过接收方所能承受的能力。 最常用的流量控制方案:停止等待方案和滑动窗口机制。

(4)链路管理功能主要用于面向连接的服务。数据链路层连接的建立、维持和释放就称作链路管理。 3、帧同步功能是什么?

(1)使用字符填充的首尾定界符法:用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止。(例:BSC) (2)使用比特填充的首尾标志法:以一组特定的比特模式来标志一帧的起始与终止。(例:HDLC) (3)违法编码法:在物理层采用特定的比特编码方法时采用。(曼彻斯特编码)。

(4)字节计数法:以一个特殊字符表征一帧的起始,并以一个专门字段来标明帧内的字节数。(DDCMP) 目前较普遍使用的帧同步法是比特填充法和违法编码法。

4、差错控制的反馈重发、超时计时器以及帧编号的原理。73页

物理信道引入计时器来限定接收方发回反馈信息的时间间隔,计时器超时,则可以认为传出的帧已出错或丢失,就要重新发送。 5、停止等待方案的工作原理?

答:发送方发出一帧,然后等待应答信号到达后在发送下一帧;接收方每收到一帧后送回一个应答信号,表示愿意接收下一帧,如果接收方不送回应答,则发送方必须一直等待。

实现过程:P80 (1)备份(2)编号、计时器(3)接收方检测,无差错,ACK确认(4)有差错,舍弃(5)发送方,规定时间内收到ACK,清零,下一帧(6)超时,重发 6、滑动窗口机制的工作原理?

答:发送方每次发送一帧后,待确认帧的数目便增1,每收到一个确认信息后,待确认帧的数目便减1。窗口随着数据传送过程的发展而向前滑动。当重发表长度计数值,即待确认帧的数目等于发送窗口尺寸时,便停止发送新的帧。

(1)重发表:是一个连续序号的列表,对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。这些帧的序号有一个最大值,这个最大值即发送窗口的限度。

(2)发送窗口:发送方已发送但尚未确认的帧序号。(发送:进;收到确认:出;超时:清空)

窗口尺寸:帧序号上、下沿的间距称为窗口尺寸。 (3)接收窗口:允许接收的帧的序号。(等待接收:进;收到:这个出,下一个进;出错:继续等待) (4)滑窗:当传送过程进行时,打开的窗口位置一直在滑动窗口。

(5)若帧序号采用3位二进制编码,则最大序号为Smax=23

-1=7;有序接收,发送窗口最大尺寸为Smax;

无序接收方式,发送窗口最大尺寸至多是序号范围的一半23-1

=4。(联系信道的利用率的计算) (6)① 停等:发送窗口=1,接收窗口=1

② Go-back-N:发送窗口>1,接收窗口=1 ③ 选择重传:发送窗口>1,接收窗口>1

缓冲区空间来暂存未按顺序正确接收到的帧。 9、什么噪声?噪声的分类。

传输中的差错都是由噪声引起的。噪声有两大类:一类是信道固有的、持续存在的随机热噪声(随机错);另一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声(突发错)。 8、因特网的数据链路层协议

答:因特网的数据链路层协议:SLIP协议( 串行线路IP协议),PPP协议(点到点协议)。 PPP提供了3类功能:1)成帧:它可以毫无歧义地分割出一帧的起始与结束

2)链路控制:LCP(链路控制协议)可用于启动线路、检测线路、协商参数,以及关闭线路; 3)网络控制。NCP(网络控制协议)。

PPP与HDLC之间最主要的区别。PPP是面向字符的,HDLC是面向位的;特别是PPP在拨号调制解调器线路上使用了字节填充技术,所以,所有的帧都是整数个字节。

PPP帧:都以一个标准的HDLC标志字节(01111110)为开始,地址域总是被设置成二进制值11111111。控制域的默认值是00000011,此值表示这是一个无序号帧,即在默认方式下,PPP并没有采用序列号和确认来实现可靠传输。协议域的任务是指明净荷域中是哪一种分组。净荷是变长的,最多可达到某一个商定的最大值,其默认长度位1500字节。

PPP是一种多协议成帧机制,它适合于调制解调器、HDLC位序列线路、SONET和其它的物理层上使用。它支持错误检测、选项协商、头部压缩以及使用HDLC类型帧格式的可靠传输。

(1)差错检测应包含两个任务:即差错控制编码和差错校验。

(2)利用差错控制编码来进行差错控制的方法基本上有两类:一类是自动请求重发ARQ,另一类是前向纠错FEC。在ARQ方式中,接收端检测出有差错时,就设法通知发送端重发,直到正确的码字收到为止。在FEC方式中,接收端不但能发现差错,而且能确定二进制码元发生错误的位置,从而加以纠正。 (3)差错控制编码又可分为检错码和纠错码。检错码是指能自动发现差错的编码,纠错码是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。

(4)ARQ方式只使用检错码,FEC方式必须用纠错码。数据通信中使用更多的是ARQ差错控制方式。 奇偶校验码、循环冗余码和海明码是几种最常用的差错控制编码方法

11、基本数据链路协议有停等协议、顺序接收管道协议、选择重传协议。

数据链路控制协议也称链路通信规程,也就是OSI模型中的数据链路层协议。链路控制协议可分为异步协议和同步协议两大类。同步协议可分为面向字符的同步协议、面向比特的同步协议及面向字

724741计算机网络原理知识点整理_计算机网络原理

节计数的同步协议三种类型。

12、面向字符的同步协议:BSC协议(二进制同步控制规程)

(1)SOH:序始。STX:文始。ETX:文终。EOT:送毕。ENQ:询问。ACK:确认。DLE:转义。NAK:否认。SYN:同步字符。ETB:块终或组终。 (2)四种数据报格式:(5个字节)

1)不带报头的单块报文或分块传输中的最后一块文:

2)

3

4

(3)四种监控报文格式:1)肯定确认和选择响应:

2)否定确认和选择响应:

3)轮询/选择请求: 4)拆链:

*(4)BSC特点:

① 与特定的字符编码集关系密切,兼容性较差;

② 字符填充法实现起来比较麻烦,且也依赖于所采用的字符编码集; ③ 半双工协议,链路传输效率很低;

④ 需要的缓冲存储空间小,在面向终端的网络系统中广泛使用。 *13、面向比特的同步协议:HDLC协议(高级数据链路控制规程) (1)HDLC协议(高级数据链路控制协议)具有的特点:

①协议不依赖于任何一种字符编码集;

②数据报文可透明传输,用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现; ③全双工通信,不必等待确认便可连续发送数据,有较高的数据链路传输效率;

④所有帧均采用CRC校验,对信息帧进行顺序编号,可防止漏收或重收,传输可靠性高; ⑤传输控制功能与处理分离,具有较大灵活性。 (2)HDLC中常用的操作方式有三种:

1)正常响应方式NRM。这种操作方式中,传输过程由主站启动。 2)异步响应方式ARM。ARM下的传输过程由从站启动。

3)异步平衡方式ABM。这种方式允许任何节点来启动传输的操作方式。 (3)帧格式:

(4)1)信息帧用于传送有效信息或数据,通常简称I帧。I帧以监控字段第1位为“0”来标志。 2)监控帧用于差错控制和流量控制,通常简称S帧。S帧以控制字段第1、2位为”10”来标志。 “00”表示接受就绪(RR),“01”表示拒绝(REJ),“10”表示接收未就绪(RNR),“11”表示选择拒绝(SREJ)。

3)无编号帧(U帧)因其控制字段中不包含编号N(S)和N(R)而得名。 14、面向字节计数的同步协议:DDCMP协议(数字数据通信报文协议)

帧格式:SOH共8位,Count字段共14位,用以指示帧中数据段中数据的字节数,数据段最大长度位8x(214-1)=131064位,长度必须为字节的整倍数。Flag共2位,Ack共8位,Seg共8位,Addr共8位,CRC1共16位,Dada约8—131064位,CRC2共16位。CRC1、CRC2分别对标题部分和数据部分进行双重校验。

第五章 网络层

1、数据报和虚电路方式的比较。

*2答:首先,考虑是选择最短路由还是最佳路由;

其次,要考虑通信子网是采取虚电路的还是数据报的操作方式; 其三,是采取分布式路由算法,还是集中式路由算法;

其四,要考虑关于网络拓扑、流量和延迟等网络信息的来源。 最后,确定是采用静态路由选择策略,还是动态路由选择策略。 3、最短路由选择的基本思想是什么?

答:建立一个子网图,图中的每个节点代表一台路由器,每条弧线代表一条通信线路,弧上的数字代表该线路的权重。为了在一对给定的路由器之间选择一条路由路径,路由算法只需在图中找到这对节点之间的最短路径就可以。

4、基于流量的路由选择的基本思想是什么?

对某一给定的线路,如果已知负载与平均流量,那么可以根据排队论计算出该线路上的平均分组延迟。 网络层:(1)子网内部的虚电路与数据报策略(2)分组排队和服务策略(3)分组丢弃策略

5、距离矢量路由算法工作原理?

答:每个路由器维护一张路由表,它以网中的每个路由器为索引,表中列出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离,以及所使用的线路。

6、链路状态路由算法中每个路由器必须完成哪些工作? 答:(1)发现它的邻居节点,并知道其网络地址;(2)测量到各邻居节点的延迟或者开销;(3)构造一个分组,分组中包含所有它刚刚知道的信息;(4)将这个分组发送给所有其它的路由器;(5)计算出到每个其它路由器的最短路径。 7、移动主机典型的登录工作过程? 答:(1)外地代理定期广播一个分组,宣布自己的存在及其地址。(2)移动主机登陆到外地代理,并给出其原来所在地的地址,当前数据链路层地址以及一些安全性信息。(3)外地代理与移动主机的主代理联系,核实移动主机是否真的在那。(4)主代理检查安全性信息,如果核实通过,则通知外地代理继续。(5)当外地代理从主代理处得到确认后,在它的代表中加入一个表项,并通知移动主机登陆成功。

8、广播路由算法的分类?

答:给所用的目标发送一个分组,这称为广播,为实现广播,提出一下方法:一种,要求子网既有任何特别性的广播方法;另一种,扩散法;第三种,多目标路由。使用这种方法,每个分组或者包含一组目标,或者包含一个位图,由该位图来指定所期望的目标;第四种,使用了以发起广播的路由器为根的汇集树,生成树是子网的一个子集,它包含所有的路由器,但是不包含任何环;最后一种是逆向路径转发。

9、拥塞发生的原因? 答:(1)多条流入线路有分组到达,并需要统一输出线路,此时,如果路由器没有足够的内存来存放所有这些分组,那么有的分组就会丢失。(2)路由器的慢速处理器的缘故,以至于难以完成必要的处理工作。那么,即使有多余的线路容量,分组也需要进入到队列之中。 *10、拥塞控制和流量控制的差异?

答:拥塞控制的任务是确保子网能够成承载所到达的流量。这是一个全局的问题,涉及各方面的行为,包括所有的主机、所有路由器、路由器内部的存储—转发处理过程,以及所有可能会消弱子网承载容量的其它因素。与此相反,流量控制只与特定的发送方和特定的接受方之间的点到点流量有关。它的任务是,确保一个快速的发送方不会持续地以超过接受方吸收能力的速率传输数据。流量控制通常涉及做法是接受方向发送方提供某种直接的反馈,以便告诉发送方另一端的情形到底怎么样。 11、拥塞控制的通用原则?

答:开环控制手段:确定何时接受新的流量、确定何时丢弃分组及丢弃哪些分组,以及在网络的不同点上执行调度决策。

闭环控制建立在反馈环路的概念基础上,三个部分:(1)监视系统,检测到何时何地发生了拥塞。度量标准:由于缺少缓冲区空间而丢弃的分组所占的百分比、平均队列长度、超时和重传分组的数量、平均分组延迟以及分组延迟的标准方差。(2)将该信息传递到能够采取行动的地方。(3)调整系统的运行,已改正问题。

出现拥塞有两种解决方案:增加资源(带宽)或者降低负载。当增加资源不可行时,唯一办法是降低负载。最后的杀手锏是负载脱落(丢弃),分为葡萄酒策略和牛奶策略。 *12、预防拥塞的策略有哪些? 答:传输层:(1)重传策略(2)乱序缓存策略(3)确认策略(4)流控制策略(5)确定超时策略

(4)路由策略(5)分组生存管理

数据链路层:(1)重传策略(2)乱序缓存策略(3)确认策略(4)流控制策略 *13、虚电路子网的动态拥塞控制方法 答:(1)防止已经拥塞的子网进一步恶化的技术是准入控制。

(2)虽然允许建立新的虚电路,但要谨慎地选择路由,使所有新的虚电路都绕开有问题的区域。 (3)进行资源预留。

数据报子网中拥塞控制方法:(1)警告位。 (2)抑制分组。 (3)逐跳抑制分组。 *14、要实现网际互连,必须满足哪些条件? 答:(1)在网络之间至少提供一条物理上连接的链路,并具有对这条链路的控制规程; (2)在不同网络的进程之间的路由实现数据交换;

(3)有一个始终记录不同网络使用情况并维护该状态信息的统一的计费服务; (4)在提供以上服务时,尽可能不对互连在一起的网络的体系结构做任何修改。 *15、路由器和网桥的区别? 答:(1)网桥工作在数据链路层,而路由器工作在网络层。网桥利用物理地址来确定是否转发该分组。 (2)如果使用网桥去连接两个局域网,那么两个局域网的物理层与数据链路层协议可以是不同的,但数据链路层以上的高层要采用相同的协议。如果使用路由器去连接两个局域网,那么两个局域网的物理层、数据链路层与网络层协议可以是不同的,但网络层以上的高层要采用相同的协议。

(3)网桥工作在数据链路层,由于传统局域网采取的是广播方式,因此容易产生“广播风暴”问题,而路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来,使得互连的每一个局域网都是独立的子网。

16、路由器的主要服务功能是什么?

答:①建立并维护路由表。 ②提供网络间的分组转发功能。 *17、网络互连设备的分类,对应的OSI层次?

(1)转发器,是一种底层次设备,实现网络物理层的连接,它对网段上的衰减的信号进行放大整形或再生。转发器只能起到扩展网段距离的作用,所以使用转发器互连的网络在逻辑上仍属于同一网络。 (2)网桥,提供数据链路层上的协议转换,在不同或相同的局域网之间存储和转发帧。

(3)路由器,作用于网络层,提供网络层上的协议转换,在不同的网络之间存储和转发分组。 (4)网关,提供传输层及传输层以上各层间的协议转换,又称协议转换器。

第6章 传输层

1、传输层和数据链路层的比较?

答:传输层协议和数据涟路层协议有相似的地方:两者都必须解决差错控制、分组顺序、流量控制及其他问题。

两者最大的差异是两层的协议所运行的环境不同,由此而带来的不同。数据涟路层是两个相邻节点间数据的传输,传输层的传输双方是通过通信子网进行数据传输的。

传输层与数据涟路层最主要的区别是:传输层需要寻址、建立连接的过程复杂以及对数据缓冲区与流量控制的方法上的区别。

*2、编址方式和端口号:编址方式分为分级结构和平面结构。分级结构编址也成为层次型地址,易于进行路由选择,但当用户或进行迁移时,必须重新分配地址,如电话号码。平面结构编址,随机分配,不含任何路径信息。端口地址16比特,小于256的为常用端口,一般给服务器,1-1023的由IANA管

理,1024-5000的为临时端口,一般给客户端,大于5000的是预留的。 *3、TCP提供的服务具有哪些特征?(连端靠全节紧) 答:(1)面向连接的传输(2)端到端通信(3)高可靠性(4)全双工方式传输(5)采用字节流方式(6)提供紧急数据传送功能。

*4、三次握手算法的工作原理?画出建立连接和释放连接的过程。 答:(1)发送方向接受方发送建立连接的请求报文

(2)接受方向发送方回应一个对建立连接请求报文的确认报文 (3)发送方再向接受方发送一个对确认报文的确认报文。 *5、UDP提供的服务具有哪些主要特征? 答:(1)传输数据前无须建立连接(2)不对数据报进行检查与修改(3)无须等待对方的应答(4)正因为以上的特征,使其具有较好的实时性,效率高。 6、常用的TCP和UDP协议的端口号。P139、144

第七章 应用层

1、 应用层的地位和作用

答:应用层协议是网络和用户之间的接口,即网络用户是通过不同的应用协议来使用网络的。应用层协议是网络和用户之间的接口,即网络用户是通过不同的应用协议来使用网络的。应用层协议向用户提供各种实际的网络应用服务,使得上网者更方便地使用网络上的资源,随着网络技术的发展,应用层服务的功能都还在不断改进和增加。 2、 域名系统(DNS):是一个分布式数据库系统,由域名空间、域名服务器和地址转换请求程序三部分组成。

3、 IP地址与域名联系与区别:

IP地址:为了确保通信时能相互识别,在Internet上的每台主机都必须有一个惟一的标识。 域名:Internet引进了字符形式的IP地址。域名采用层次结构的基于“域”的命名方案。 4、 域名解析原理:

当应用进程需要将一个主机域名映射为IP地址时,就调用域名解析函数(Resolve),解析函数将带转换的域名放在DNS请求中,以UDP报文方式发给本地域名服务器(使用UDP是为了减少开销)。本地的域名服务器在查找域名后,将对应的IP地址放在应答报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后就可以进行通信。若域名服务器不能回答该请求,则此域名服务器就暂时成为DNS中的另一个客户,直接找到能回答该请求的域名服务器为止。

5、 电子邮件的格式:用户名@主机域名,用户名是用户在邮件服务器上的信箱名,主机域名是邮件服务器的域名。

6、 电子邮件的协议:简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP和因特网邮件存取协议IMAP。 7、 万维网相关概念:

(1)HTML:所谓超文本是指戴超连接的文本。即超文本中除了文本信息外,还提供了一些超链接的功能,超链接的出现使得用户可以根据自己的兴趣有选择的阅读信息,而不是按照坐着编排的顺序阅读文本信息。

(2)浏览器:浏览器用来观察页面,浏览器取来所需用的页面,解释它所包含的文本和格式化命令,并以适当的形式在屏幕上显示该页面。 (3)超文本传输协议HTTP:

HTTP是客户端浏览器和Web服务器之间的应用层通信协议,也即浏览器访问Web服务器上的超文本信息时使用的协议。HTTP协议是TCP/IP组的应用层协议之一,他不仅需要保证超文本文档在主机间

的正确传输,还能确定传输文档中的哪一部分,以及传输哪部份内容等。通过安装在客户计算机中的浏览器程序来观察页面,浏览器取来所需的页面,解释它所包含的文本和格式化命令,并以适当的形式在屏幕上显示该页面。 (4)统一资源定位器URL:

URL是为了能够使客户端程序查询不同的信息资料时有统一的访问方法而定义的一种地址标识方法。Internet上所有资料都有了一个URL(Union Resource Locator)地址,并且是独一无二的。

URL的完整格式如下:

协议://主机名或IP地址:端口号/路径名/文件名 8、 WWW的工作原理:

WWW采用的是客户机/服务器(Client/Server)的工作模式。具体的工作流程如下: (1) 在客户端,建立连接,用户使用浏览器向Web服务器发送浏览信息请求。 (2) Web服务器接收到请求,并向浏览器返回所请求的信息。 (3) 关闭连接。

9、 文件传输协议FTP:是Internet上文件传输的基础,通常所说的FTP是基于该协议的一种服务。FTP文件传输服务允许Internet上的用户将一台计算机上的文件传输到另一台上,几乎所有类型的文件,包括文本文件、二进制可执行文件、声音文件、图像文件、数据压缩文件等,都可以用FTP传送。10、 远程登录:Telnet是Internet远程登录服务的一个协议,该协议定义了远程登录用户与服务器交互的方式。Telnet允许用户在一台联网的计算机上登录到一个远程分时系统中,然后像使用自己的计算机一样使用该远程系统。 11、 电子公告板系统:电子公告板系统BBS就是一种完全开放的、电子形式的公告牌系统。

第八章 局域网技术

1、简述局域网的特点。

局域网是在一个较小的范围(几公里到几十公里)内将各种通信设备和计算机互连起来已实现资源共享和消息交换的计算机网络。局域网具有覆盖范围小、传输速率高、通信延迟小、误码率低的特点。2、点到点网和广播网的比较。

答:从传输技术上,计算机网络分为广播网和点到点网两大类。几乎所有的局域网都以广播信道作为通信的基础。广域网种除卫星网以外,都采用点到点连接。 (1)点到点网中,两个网络节点间存在直接的通信信道才能进行数据通信,信道的访问控制容易实现。(2)在广播网中,所有网络节点共享同一个通信信道,每个节点发出的消息都可以被所有其他的节点接收。在广播网中存在信道争用的问题,在所有的广播网中都必须要面对和解决的一个关键问题就是:当信道的使用存在竞争时,如何分配信道的使用权。

如果有两个或多个网络节点同时发送数据,则数据信号会在信道中发生碰撞,导致数据发送失败,这个过程被称为冲突。

3、什么是介质、介质访问、介质访问控制协议?MAC子层的作用是什么?

(1)广播信道有时被称为多路访问信道或随机访问信道,通信信道又称介质。 (2)网络节点使用信道进行通信称为介质访问。

(3)协调各网络节点的行为、决定广播信道使用权的协议就称为介质访问控制协议。介质访问控制协议可划分为3类:争用协议、无冲突协议和有限争用协议。

(4)广播网中,不同的传输介质、不同的网络拓扑结构,所采用的介质访问控制协议也不尽相同。为此,再数据链路层设计了一个介质访问控制子层MAC,用来实现广播网中的信道分配,解决信道争用

问题。点到点网中没有MAC子层的概念。

4、广播信道的分配策略包括哪两种?各自特点。

答:广播信道的分配策略主要包括静态分配策略和动态分配策略两大类。

(1)静态分配策略包括频分多路复用和同步时分多路复用。这种分配策略是预先将频带或时隙固定分配给各个网络节点。各节点都有自己专用的频带或时隙,彼此之间不会产生干扰。静态分配策略适用于网络节点数目少而固定,且每个节点都有大量数据要发送的场合,信道利用率较高。 (2)动态分配策略包括随机访问和控制访问,本质上属于异步时分多路复用。

随机访问又称争用,节点有数据就发送,发生碰撞之后再采取措施解决。适用于轻负载网络,信道利用率一般不高,但网络延迟时间较短。

控制访问有两种方法:轮转和预约。轮转是使每个网络节点轮流获得信道的使用权,没有数据要发送的节点将使用权传给下一节点。预约是各个网络节点首先声明自己有数据要发送,然后根据声明的顺序依次获得信道的使用权来发送数据。当网络负载较重时,采用控制访问,可以获得很高的信道利用率。

5、纯ALOHA和时分ALOHA的区别是什么?各有什么特点?

答:最早采用争用协议的计算机网络是ALOHA系统。有两种版本:纯ALOHA和时分ALOHA。

(1)两者的区别在于是否将时间分为离散的时隙。纯ALOHA系统中时间是连续的,不需要全局时间同步;而时分ALOHA系统中时间是离散的,必须进行时间同步。

(2)纯ALOHA系统的基本思想:任何用户有数据需要发送即可发送;用户通过监听信道来获得是否产生冲突、数据传输是否成功;若发现有冲突发生导致数据传输失败,在等待一段随机时间后,再重新发送。

? 帧时:表示发送一个标准长度的帧所需要的时间。

? 吞吐量S:又称吞吐率,指在单位帧时内系统成功发送新产生的数据帧的平均数量。0≤S≤1,

信道利用最为充分。

? 网络负载G:指在单位帧时内系统发送的所有数据帧的平均数量,包括成功发送的帧和因冲突

而重发的帧。

(3)时分ALOHA系统的基本思想:将时间分成等长的间隙,每个间隙可以用来发送一个帧;用户有数据帧要发送时,不论帧在何时产生,都必须到下一个时隙开始时才能发送;用户通过监听信道来获知是否产生冲突、数据传输是否成功;若发现有冲突发生导致数据传输失败,则在随机等待若干个时隙后,再重新发送。

6、载波监听多路访问CSMA协议四种方式的特点。

(1)1-坚持CSMA。基本思想:当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就立即发送数据;如果信道忙则等待,同时继续监听直至信道空闲;如果发生冲突,则随机等待一段时间后,再重新开始监听信道。1-坚持的含义是指当监听到信道忙后,继续坚持监听信道;当监听到信道空闲后,其发送数据的概率为1,即立即发送数据。

(2)非坚持CSMA。基本思想:当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就立即发送数据;如果信道忙则放弃监听、随机等待一段时间,再开始监听信道。非坚持CSMA会减少发送数据导致冲突的概率,但会使得数据在网络中的平均延时时间增加。

(3)p-坚持CSMA。用于时分信道。基本思想:当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道忙则坚持监听到下一个时隙;如果信道空闲,便以概率p发送数据,以概率1-p推迟到下一个时隙;如果下一个时隙信道仍然空闲,则仍以概率p发送数据,以概率1-p推迟到下一个时隙;这样过程一直持续下去,直到数据被发送出去,或因其他节点发送而检测到信道忙为止,若是后者,则等待一段随

机的时间后重新开始监听。

p-坚持的目的是试图降低1-坚持CSMA协议中多个节点检测到信道空闲后同时发送的冲突概率;采用“坚持”监听,是试图狂克服非坚持CSMA协议中由于随机等待造成延迟时间较长的缺点。

(4)带有冲突检测的CSMA。CSMA/CD广泛应用于局域网的MAC子层。基本思想是:当一个节点要发送数据时,首先监听信道;如果信道空闲就发送数据,并继续监听;如果在数据发送过程中监听到了冲突,则立刻停止数据发送,等待一段随机的时间后,重新开始尝试发送数据。 7、二进制指数退避的算法过程是怎样的?

(1)对每个数据帧,当第一次发生冲突时,设置一个参量L=2;

(2)退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数,1个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍; (3)当数据帧再次发生冲突,则将参量L加倍;

(4)设置一个最大重传次数,超过该次数,则不再重传,并报告出错。

二进制指数退避算法是按后进先出LIFO(last in first out)的次序控制的。 IEEE802.3就是采用二进制指数退避和1-坚持算法的CSMA/CD介质访问控制方法。 8、简述几种无冲突协议的特点。

(1)位图协议。基本思想:将数据传输过程分成一系列的预约周期和传输周期;每个预约周期由N个争用时隙组成,每个时隙对应一个节点,节点i可以在时隙i发出一个比特“1”来声明它有一个数据帧要发送,接下来进入传输周期,各预约信道的节点按照序号大小顺序依次发送数据;待最后一个节点结束数据发送后,开始新一轮预约。由于预约周期的N个争用时隙就像是N个比特的位图,因此协议被称为位图协议。协议效率d/(d+1)。

(2)二进制倒计数协议。基本思想:每个节点的地址用二进制数来表示,并假设所有地址长度相等;想要发送数据的节点,首先将其地址以二进制位串的形式按照由高到低的次序进行广播;所有广播出来的地址要进行对应二进制位的逻辑或运算;节点在发送地址的同时监听信道,当发现自己的地址中的某个“0”在发送出去后变为“1”时,就推出信道的争用;最后参与争用的地址最高的节点获得信道的使用权发送一个数据帧;数据发送结束后,开始新一轮争用。

如果系统有N个节点,则地址长度为logNN

2,每个帧为获得信道而增加的额外开销为log2。如果数据

帧长为d,则二进制倒计数协议的信道效率为d/(d+logN

2)。

(3)改进的二进制倒计数协议。基本思想:使用虚站号即虚地址且可变,节点成功发送出一个数据帧后将其地址变为0,使之排在最后,原来排在其后的节点地址递增1,形成优先级轮换。 9、简述有限争用协议的基本思想。

答:基本思想:将系统中的网络节点分组,每个争用时隙只允许一个分组争用信道。协议的关键是如何分配时隙,只要节点分组合理,即可减少在每个时隙内的竞争,从而提高争用的成功率。

分组有两种极端的情况:第一种情况是每组只有一个成员,这样每个时隙最多只有一个站点参与竞争,此时是无冲突协议;第二种情况是所有节点在一个组中,这样每个时隙都是所有节点参与竞争,此时是争用协议。有限争用协议就是要根据当前网络的分组情况,对接点进行动态分组,当网络分组较轻时,每组的节点数量就多一些,当网络分组较重时,每组的节点数量就少一些。

有限争用协议的典型例子是适应数步行协议。 系统负载越重,搜索开始的层次就应该越低。如果当

前有q个节点准备发送数据,则应该从第logq

2层开始搜索。

10、IEEE802标准概述、IEEE802参考模型、以及与OSI/RM的比较。

答:IEEE于1980年2月成立了一个局域网标准化委员会——IEEE802委员会来统一制定局域网的有关标准,这些标准统称IEEE802标准。

局域网是一个通信网络,只涉及相当于0SI/RM通信子网的功能。通常不单独设立网络层。局域网的

高层功能由具体的局域网操作系统来实现。

对于局域网来说,物理层是必需的,它负责体现机械、电气和过程方面的特性,以建立、维持和拆除物理链路;数据链路层负责把不可靠的传输信道准换成可靠的传输信道,传送带有校验的数据帧,采用差错控制和帧确认技术。

11、为什么局域网体系结构要将数据链路层分为介质访问控制MAC子层和逻辑链路控制LLC子层? 答:局域网中的多个设备一般共享公共传输介质,在设备之间传输数据时,首先要解决有哪些设备占有介质的问题。所以局域网的数据链路层必须设置介质访问控制功能。为了使数据帧的传送独立于采用的物理介质和介质访问控制方法,IEEE802标准特意把LLC独立出来形成一个单独子层。由于设立了MAC子层,IEEE802标准就具有了可扩充性。 12、IEEE802.3 MAC帧格式。

(2)帧起始定界符SFD:占1个字节,比特模式为10101011,作用是使接收端能根据“1”、“0”交变的比特模式迅速实现比特同步,当检测到连续两位“1”时,便将后续的信息递交给MAC子层。

(3)目的地址DA:占2个或6个字节。DA字段最高位为“0”表示单个地址,该地址进制定网络上某个特定站点;DA字段最高位为“1”、其余位不全为“1”表示组地址,该地址指定网络上给定的多个站点;DA字段为全“1”,则表示广播地址,该地址指定网络上所有的站点。 (4)源地址SA:也占2个或6个字节,其长度必须与目的地址字段的长度相同,在6字节地址字段中,可以利用其48位中的次高位来区分是局部地址还是全局地址。局部地址是由网络管理员分配;全局地址是由IEEE统一分配。

(5)帧长度字段LEN:占2个字节,表示数据字段的字节数长度,长度为0~1500个字节。 (6)数据字段:对于10Mbps的基带CSMA/CD网,MAC帧的总长度为64~1518子节。

(7)填充字段PAD:由于除了数据和填充字段外,其余字段总长度为18个字节,所以当数据字段长度为0时,填充字段必须有64-18=46个字节。

(8)帧校验序列FCS:32位的循环冗余码,校验范围不包括前导码字段P和帧起始定界符SFD。 13、试给出IEEE802.3标准中MAC子层的数据封装所包括的主要内容及数据封装的功能与过程。 答:数据封装的内容:分为发送数据封装和接收数据解封两部分,数据封装包括成帧、编址和差错检测等功能。

(1)数据封装的过程:当LLC子层请求发送一数据帧时,MAC子层的发送数据封装部分便按MAC子层的数据帧格式组帧。

? 将一个前导码P和一个帧起始定界符SFD附加到帧的开头部分;

? 填上目的地址和源地址,计算出LLC数据帧的字节数,填入数据长度计数字段LEN。

? 必要时还要将填充字符PAD附加到LLC数据帧后,以确保传送帧的长度满足最短帧长的要求。 ? 最后求出CRC检验码附加到帧校验序列FCS中。

? 完成数据封装后的MAC帧,便可递交MAC子层的发送介质访问管理部分以供发送。 (2)接收数据解封部分主要用语校验帧的目的地址字段,以确定本站是否应该接受该帧,如地址符合,则将其送到LLC子层,并进行差错校验。

14、试给出IEEE802.3标准中MAC子层的发送介质访问管理的功能和其工作过程。

答:发送介质访问管理的主要功能是借助监视物理层收发信号(PLS)部分提供的载波监听信号,设法避免发送信号与介质上其他信息发生冲突。

当发送信号与介质上其他信息发生冲突时,PLS接通冲突检测信号,接着发送介质访问管理开始处理冲

突:

(1)首先,它发送一串称为阻塞码的位序列来强制冲突,由此保证有足够的冲突持续时间,以使其它与冲突有关的发送站点都得到通知; (2)在阻塞信号结束时,发送介质管理就暂停发送,等待一个随即选择的时间间隔后在进行重发尝试; (3)发送介质访问管理用二进制退避酸法调整介质负载;

(4)最后,或者重发成功,或者在介质故障、过载的情况下,放弃重发尝试。 15、试给出IEEE802.3标准中MAC子层的接收介质访问管理的功能和其工作过程。

答:接收介质访问管理部分的功能是,首先由PLS检测到达帧,使接受时钟与前导码同步,并接通载波监听信号。接受介质访问管理部件要检测到达的帧是否错误,帧长是否超过最大长度,是否为8位的整倍数。还有过滤因冲突产生的碎片信号。

16、什么是IEEE802.4令牌总线网?工作原理是什么?令牌环总线的故障处理? 答:(1)为此设想将总线网和环网的优点集中起来,物理上采用总线结构以获得较高的物理可靠性,但在逻辑上采用令牌环的工作原理,使各站轮流获得发送权。

(2)工作原理:令牌是按地址从高到低的顺序进行传递的,总线本质上是一个广播信道,事实上所有的站都收到了总线上的数据,只是将地址与自身地址不相符的帧丢掉而已。同样令牌也能被所有的站点收到,但只有地址相符的站才允许获得令牌。

(3)令牌环总线的故障处理:①逻辑环中断 ②令牌丢失 ③重复令牌 17、IEEE802.5令牌环工作原理

(1)环长的比特度量。环的长度往往折算成比特数来度量。 一个比特的物理长度是指1比特在环上占有的长度。

环的比特长度=信号传播时延×数据传播速率+接口延迟位数

(2)环形网络 令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间的点—点链路构成的闭合环路,各站点通过环接口连到网上。 (3)令牌环的操作过程:

①网络空闲时,只有一个令牌在环路上绕行。

②当一个站点要发送数据时必须等待并获得一个令牌,将令牌的标志位置为”1”,随后便可发送数据。 ③环路中的每个站点边转发数据,边检查数据帧中的目的地址,若为本站点的地址,便读取其中所携带的数据。

④数据帧绕换一星期返回时,发送站将其从环路上撤销。

⑤发送站点完成数据发送后,重新产生一个令牌传至下一站,以使其它站点获得发送数据帧的许可权。 (4)令牌环的维护 令牌环的故障处理功能主要体现在对令牌和数据帧的维护上,在环路上指定一个

站点作为主动令牌管理站,以此来解决这些问题。令牌丢失和数据帧无法撤销,是环网上最严重的两种错误,可以通过在环路上指定一个站点作为主动令牌管理站,以此来解决。主动令牌管理站通过一种超时机制来检测令牌丢失的情况,该超时值比最长的帧为完全遍历环路所需的时间还要长一些。 (5)令牌环的特点 在数据段采用比特插入法或违法码法,以确保数据的透明传输。 18、IEEE802.5 令牌环

IEEE802.5标准规定了令牌环的介质访问控制子层和物理层所使用的协议数据单元格式和协议,规定了相邻实体间的服务及连接令牌环物理介质的方法。

IEEE802.5令牌环的MAC帧有两种基本格式:令牌帧和数据帧 1 1 1 字节 令牌帧

724741计算机网络原理知识点整理_计算机网络原理

SD:起始定界符 AC:访问控制 FC:帧格式 DA:目的地址 SA:源地址 FCS:帧校验序列 ED:结束定界符 FS:帧状态

1 1 1 2或6 2或6 ≥0 4 1 1 字节

数据帧

访问控制字段AC

T为令牌/数据帧标志位,该位为“0”表示令牌,为“1”表示数据帧。 帧控制字段FC中的前两位标志帧的类型。“01”表示为一般信息帧,“00”表示为MAC控制帧。 IEEE802.5的介质访问控制功能:?帧发送?令牌发送?帧接受④优先权操作 19、IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5的比较

IEEE802.3总线网由于结构简单、安装容易、协议简单及总线可靠性高而成为应用最为广泛的局域网,在轻负载时可以获得很好的延迟特性,甚至可以达到零延迟。在网络负载增加时,大量的冲突会引起网络性能下降,无法预知数据传输的最大延迟,不提供优先级支持,不适用实时系统;增加了设备的复杂性及不可靠性,处理短帧时需要添加一定的填充字符,增加了额外开销,网络规模不易扩充。

IEEE802.4令牌总线网使用宽带同轴电缆,可以同时支持多个通道,用令牌轮换发送权以避免冲突,采用公平的优先级机制,不需限制帧的最小长度,但对最大帧长有限制,设备复杂而且代价昂贵,延迟特性较差,协议相当复杂。

IEEE802.5令牌环网使用点—点的连接,用多种传输介质,采用全数字技术,是唯一可以自动检测和隔离网络故障的局域网;支持优先级,支持短帧,最大帧长只受令牌持有时间限制,在重负载下可以获得很高的传输效率;在低负载下时延较大,它的优先级策略对低优先级不公平,采用集中式控制,对监控站的可靠性要求较高。

20、IEEE802.6标准的分布队列双总线DQDB的基本结构?

答:两条平行的单向总线穿绕于整个城市,每个站点同时连接到两条总线上。每条总线都有一个首端,它能产生一个稳定的53字节的信元流。每个信元从首端沿着总线往下传,当它到达终点时,就从总线上消失。DQDB采取的基本原则是站点必须有礼貌:在其下方的站点完全发送后自己才发送。典型的DQDB的覆盖范围是160㎞,数据传输速率为44.736Mb/s(T3)。 21、光纤分布数据接口FDDI

答:以光纤作为传输介质的高性能令牌环网,它的逻辑拓扑结构是一个环,它的物理拓扑结构可以是环形、带树形的环或带星形的环。数据传输速率可达100Mbps。使用基于IEEE802.5令牌环标准的令牌传递协议,使用IEEE802.2标准定义的LLC协议,与IEEE802局域网兼容。采用4B/5B编码,最大环路长度为200km,最多可有1000个物理连接。

FDDI和802.5的主要特性比较

22、FDDI MAC帧格式

令牌帧 8 1 1 1 字节

8 1 1 2或6 2或6 ≥0 4 0.5 0.5

数据帧

SD:起始定界符 FC:帧格式 DA:目的地址 SA:源地址 FCS:帧校验序列 ED:结束定界符 FS:帧状态 23、什么是交换型以太网?

答:传统的介质访问方法都局限于使大量的站点共享对一个公共传输介质的访问。交换型以太网技术的出现,大大提高了局域网的性能。交换技术的加入,即可建立地理位置相对分散的网络,使局域网交换机的每个端口可平行、安全、同时互相传输信息,而且使局域网可以高速扩容。现在有的以太网交换机实现了OSI参考模型的第三层协议,实现路由选择功能。以太网交换机除了提供存储转发方式外提供其他桥接技术,如直通方式。 24、无线局域网与有线局域网相比优点:(1)安装便捷(2)使用灵活(3)经济节约(4)易于扩展 25、无线局域网必须实现以下技术要求:(1)可靠性(2)兼容性(3)数据速率(4)通信保密 (5)移动性(6)节能管理(7)小型化、低价格(8)电磁环境 26、无线局域网的硬件设备:(1)无线网卡(2)无线AP(3)无线天线

27、无线局域网协议主要分为两大阵营:IEEE 802.11系列标准和欧洲的HiperLAN。

28、蓝牙1.0标准由两个文件组成。一个是核心部分,它规定的是设计标准;另一个叫协议子集部分,它规定的是运作性准则。

29、蓝牙协议可以分为4层,即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。30、蓝牙的核心协议包括基带、链路管理、逻辑链路控制与适合协议四部分。 31、WAP主要包括3部分:客户、网关和WWW服务器。

32、移动Ad Hoc网络是一种移动、多跳、自律式系统,它是移动通信和计算机网络相结合的网络,网络中的每个节点都兼有路由器和主机两种功能。 33、移动Ad Hoc网络的特点主要体现在以下方面: (1

)网络的独立性。(2)动态变化的网络拓扑结构。(3)有限的无线通信带宽。(4)有限的主机能源。(5)网络的分布式特点。(6)生存周期短。(7)有限的物理安全。

34、Ad Hoc无线网络的拓扑结构可以分为两种:对等式平面结构和分级结构。

35、根据路由接发原理,路由协议分为先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议3种。 36、局域网操作系统的基本服务功能:(1)文件服务(2)打印服务(3)数据库服务(4)通信服务(5)

信息服务(6)分布式服务。文件服务是局域网操作系统中最重要、最基本的网络服务功能。

37、WAP(无线应用协议):是一种使用无线通信设备上的新的移动通信技术,定义了一系列将因特网

内容过滤和转化为适用移动通信的标准,使内容可以更容易地在移动终端上显示,使得利用因特网上的各种应用。

11

38、WDP是属于无线网络传输层的协议,其作用是为了使WAP能使用TCP/IP访问因特网。

第九章 实用网络技术

1、 帧中继工作原理及应用

1) 工作原理:将数据链路层和网络层进行了融合。融合的目的一方面减少了层次之间的接口处理;另一方面,也可以通过对对融合的功能进分析,发现冗余项,并进行简化。 2) 应用:①局域网的互连。②语音传输。③文件传输。 2、 X.25协议:

1) 协议层次:描述了主机(DTE)与分组交换网(PSN)之间的接口标准。包括物理层、数据链路层和分组层三个层次。主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务。 2) 分组格式:212页图9-1 分组类型:214页图9-2 3、 帧中继的格式:216页图9-3

4、 ATM的定义和工作方法:ATM是一种异步转换模式,信息被组织成信元,包含一段信息的信元并不需要周期性地出现在信道上。ATM网络不参与任何数据链路层功能,将差错控制与流量控制工作都交给终端去做。综合了分组交换和电路交换的优点而形成的一种网络。 5、 ATM特征:

1)基于信元的交换技术2)快速交换技术3)ATM网络环境4)面向连接的信元交换5)预约带宽 6、 信元格式:具有固定的长度,53字节,其中5字节是信头,48字节是信息段。信头包含各种控制信息,主要是表示信元去向的逻辑地址,另外有一些维护住处优先级及信头的纠错码。信息包含来自各种不同业务的用户数据。

ATM子层:是ATM数据链路层的子层,主要定义信元头的结构,以及使用物理链路的方法。ATM信头有两种格式,分别是对应用户-网络接口UNI和网络接口NNI。220页图ATM的信头。

ATM子层的功能:1)信元的汇集和分检 2)VPI/VCI的管理 3)信元头的增删 4)信元速率调整 7、 第三层交换技术的引入:将交换技术和路由技术结合起来,扬长避短,发挥它们各自的优点。推出一种新的网络互连技术,第三层交换技术。有两类解决方案:一类基于核心模型,一类基于边缘多层混合交换模型。

8、 局域网第三层交换技术:1)Fast IP 技术:基于边缘多层混合交换模型,采用了“路由一次,随后交换”,下一跳解析协议是基础。Net Flow技术:基于核心模型,目的提高路由器的功能。属第三层交换方式,信息记录在高速缓存中。 9、 广域网第三层交换技术:Tag Switching技术基于核心模型,基本思想是增强广域网核心路由器的路由/转发能力。支持ATM和第三层路由的集成。

10、虚拟局域网的概念:通过路由和交换设备在网络的物理拓朴结构基础上建立的逻辑网络。 11、建立虚拟局域网的交换技术:包括端口交换、帧交换、信元交换。

12、划分虚拟局域网的方法:交换端口号、按MAC地址或第三层协议。VLAN实现了网络流量的分割,之间互连和数据传输仍要借助于路由手段来实现。有四种路由模式:边蚧路由、独臂路由器、MPOA路由、第三层交换

13、VPN的定义:依靠ISP和其它NSP,在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。

VPN的特点:(1)安全保障(2)服务质量保证(3)可扩充性和灵活性(4)可管理性 VPN安全技术:隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术。 14、网络管理的五大基本功能:故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理

15、两个网络管协议:简单网络管理协议SNMP;公共管理信息服务和公共管理信息协议CMIS/CMIP。 16、网络安全的概念:

网络安全是为了在数据传输期间保护这些数据并却保证数据的传输是可信的,它强调的是网络中信息或数据的完整性(Interity)、可用性(Availability)以及保密性(Confidentiality and Privacy)。所谓完整性,是指保护信息不被非授权用户修改和破坏;可用性是指避免拒绝授权访问或拒绝服务;保密性是指保护信息不被泄露给非用户。

网络安全攻击有以下四种形式:中断是以可用性作为攻击目标,它毁坏系统资源(如硬件),切断通信线路,或使文件系统变得不可用。截获是以保密性作为攻击目标,非授权用户通过某种手段获得对系统资源的访问,如搭线窃听、非法拷贝等。修改是以完整性作为攻击目标,非授权用户不仅获得对系统资源的访问,而且对文件进行篡改,如改变文件中的数据或者修改网上传输的信息等。伪造是以完整性作为攻击目标,非授权用户将伪造的数据插入到正常系统中,如在网络上散布一些虚假信息。 网络安全攻击有可分为主动攻击和被动攻击。被动攻击的主要目的是窃听和监视信息的传输并储存,攻击者只是想获得被传送的信息。被动攻击通常很难被检测出来,因为它不改变数据,但预防这种攻击的发生是可能的。因此对被动攻击通常是采取预防手段而不是检测恢复手段。主动攻击通常修改数据流或创建一些虚假数据流。对于主动攻击,要绝对预防是非常困难的,因为这需要在所有时间内对所有通信设施货路径实行物理安全保护。但是主动攻击通常可以采取有效的检测和恢复手段进行保护。

17、常规加密解密方法:

根据数据加密的密钥的情况,可以将加密技术分为对称数据加密技术和非对称数据加密技术。对称数据加密技术的加密和解密过程采用统一把密钥,即加密密钥和解密密钥相同。非对称数据加密技术的加密和解密过程采用不同的密钥,即加密密钥和解密密钥不同。发送方只知道加密密钥,而解密密钥只有接收方自己知道。这里所述的传统加密也称为对称加密或单密钥加密。

公开密钥加密技术是给每个用户分配两把密钥:一个是保密的私有密钥;另一个是公开密钥。该方法的加密函数必须具备如下数学特性:用公开密钥加密的数据除了实用相应的私有密钥外很难被解密;同样,使用私有密钥加密的数据除了使用相应的公开密钥外也很难被解密。

最常用的传统加密算法是分组密码(Block Ciphers),两种最重要的传统算法是DES和TDEA,它们都属于分组密码。DES明文长度是64bit,而密钥的长度为56bit。使用三个不同的密钥,TDEA的有效密钥长度为168bit。

18、认证:加密可以保护数据不受被动攻击(窃听),而要保护数据不受主动攻击(数据的伪造和变动)则有不同的要求。防止此类攻击的保护措施称为报文认证。

19、数字签名:就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元作的密码变换,也就是信息的发生者使用公开密钥算法的主要技术产业的别人无法伪造的一段数字串。发送者用自己的私有密钥将数据加密后传送给接收者,接收者用发送者的公钥解开数据后,就可确定消息来自于谁,这也是对发送者的信息真实性的一个证明,发送者对所发信息不能反悔。

目前的数字签名是建立在公共密钥体制基础上的。它的主要方式是,报文发送方从报文文本中生成一个128位的散列值(或报文摘要)。发送方用自己的私人密钥对这个散列值进行加密来形成发送方的数字签名。然后,这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方。接收方首先从接收到的原始报文中计算出128位的散列值(或报文摘要),接着在用发送方的公用密钥来对报文附加的数字签名进行解密。如果两个散列值相同,那么接收方就能确认该数字签名是发送方的。通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别。

应用广泛的数字签名方法主要有三种,即RSA签名、DSS签名、Hash签名。用RSA后其它公开密钥密码算法的最大方便是没有密钥分配问题。

DSS数字签名是由美国国家标准化研究院和国家安全局共同开发的。

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Hash签名是最主要的数字签名发法,也称之为数字摘要法或数字指纹法。

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篇二 : 《计算机网络原理》离线作业
西安交通大学网络学院2014年秋季离线作业

[)《计算机网络原理》试卷

一.选择题(80分)

下面不属于网络拓扑结构的是:(C )A.环形结构 B.总线结构 C.层次结构 D.网状结构

下列有关网络拓扑结构的叙述中,最准确的是:( C )_A.星形结构的缺点是,当需要增加新的工作站时成本比较高

B.树型结构的线路复杂,网络管理也较困难

C.早期局域网中最普遍采用的拓扑结构是总线结构

D.网络的拓扑结构是指网络结点间的分布形式

  1. 为了实现长距离传输,模拟传输系统都使用放大器来使信号中的能量得到增加。经过放大器后,信号中的噪声分量将_____________。(A )

A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定

  1. “复用”是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的(C )

A.调制信号 B.已调信号

C.复合信号 D.单边带信号

5.在OSI/RM模型中,提供路由选择功能的层次是(C )

A)物理层 B)数据链路层 C)网络层 D)传输层

6.在下列功能中,哪一个最好地描述了OSI/RM的数据链路层?( A )

A)网络中相邻节点之间可靠的数据通信

B)信号通过介质传输

C)提供用户与网络的接口

D)控制报文通过网络的路由选择

7.WWW是______的缩写,它是______年由____________提出的。( A )

A.World Wide Web,1989,欧洲高能物理研究中心

B.Wide World Web,1969,美国高级计划研究局

C.Wide Web World,1974,IEEE

D.Web Wide World,1990,ISO

8.HTML编写的文档叫___________,其后缀名为____________。( B )

A.纯文本文件,.txt B.超文本文件,.html或.htm

Word文档,.doc D.Excel文档 .xls

  1. 以下哪项不是UDP协议的特性( A )

A) 提供可靠服务 B) 提供无连接服务

C) 提供端到端服务 D) 提供全双工服务

10.高层互连是指传输层及其以上各层协议不同的网络之间的互连。实现高层互连的设备是( D )

A) 中继器 B) 网桥 C) 路由器 D) 网关

11.在CSM A/CD以太网中,如果有5个站点都要发送数据,其中某个站点发现信道空闲,它就立即发送数据。那么( C )

A)本次发送不会产生冲突

B)本次发送必然产生冲突

C)本次发送可能产生冲突

D)本次发送产生冲突的概率为0.2

12.以下哪一条要求不是全双工以太网运行的必要条件?( B )

A)发送和接收信道应该使用分离的网络介质。

B)传输介质必须使用光纤。

C)网卡和网络交换机必须支持全双工运行。

D)每两个站点之间应该配备专用的链路。

13.关于ADSL,以下哪种说法是错误的?( B )

A)ADSL的传输速率通常比在PSTN上使用传统的MODEM要高

B)ADSL可以传输很长的距离,而且其速率与距离没有关系

C)ADSL的非对称性表现在上行速率和下行速率可以不同

D)在电话线路上使用ADSL,可以同时进行电话和数据传输,两者互不干扰

14.电话交换机是下列哪种类型技术的一个范例( D )

A、分组 B)缓冲 C)虚电路 D)线路

  1. 虚拟网络中逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制,逻辑工作组的划分与管理是通过哪种方式实现的?( D )

A) 硬件方式 B) 存储转发方式 C) 改变接口连接方式 D) 软件方式

16.局域网交换机首先完整地接收数据帧,并进行差错检测。如果正确,则根据帧目的地址确定输出端口号再转发出去。这种交换方式为( C )

A)直接交换 B)改进直接交换 C)存储转发交换 D)查询交换

17.在UNIX系统中,用于更新文件操作权限的命令是:____ ______?( B )

  1. chown B. chmod C. chwho D. chpms

18.以下概念中,哪个不是Windows 2003的基本概念:( B )

  1. 域控制器(DC) B. 后备域控制器(BDC)

  2. 组织单元(OU) D. 域树(Domain Tree)

19.你想发现到达目标网络需要经过哪些路由器,你应该使用什么命令?( C )

A、ping B、nslookup

C、tracert D、ipconfig

  1. 以下关于VPN的说法中的哪一项是正确的?( C )

A、 VPN是虚拟专用网的简称,它只能只好ISP维护和实施

B、 VPN是只能在第二层数据链路层上实现加密

C、IPSEC是也是VPN的一种

D、 VPN使用通道技术加密,但没有身份验证功能

21.将6台计算机用点-点方式全连接起来,则每台计算机需要5条线路,全网共需________线路。( C )

A.5 B. 10 C. 15 D. 20

  1. 计算机网络可供共享的资源中,最为重要的资源是:( B )

A.CPU处理能力 B.各种数据、文件

C.昂贵的专用硬件设备 D.大型工程软件

  1. 目前广泛应用于局部网络中的50Ω同轴电缆,主要用于传送:( A )

A.基带数字信号

B.频分多路复用FDM的模拟信号

C.频分多路复用FDM的数字信号

D.频分多路复用FDM的模拟信号和数字信号

  1. 语音信号是模拟信号,其标准频谱范围为:( B )

A.20Hz~20KHz B.300Hz~3400Hz

C.0Hz~300Hz D.0Hz~4000Hz

25.以下哪一个协议是数据链路层协议?( B )

A)IP B)PPP C)TCP D)DNS

26.下面哪个协议运行在网络层?( D )

A)HTTP B)SMTP C)TCP D)IP

27.域名与IP地址的关系是_________。( B )

A.一个域名对应多个IP地址 B.一个IP地址对应多个域名

C.域名与IP地址没有任何关系 D.一一对应

28.域名系统DNS的作用是__________。( B )

A.存放主机域名 B.将域名与IP地址进行转换

C.存放IP地址 D.存放电子邮箱号

  1. 在以下网络协议中,哪些协议属于数据链路层协议?( A )

Ⅰ.TCP Ⅱ.UDP Ⅲ.IP Ⅳ.SMTP

A)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ B)Ⅰ和Ⅱ C) Ⅲ和Ⅳ D) 都不是

  1. TCP/IP协议是一种开放的协议标准,下面哪个不是它的特点?( D )

A) 独立于特定计算机硬件和操作系统 B) 统一编址方案

C) 政府标准 D) 标准化的高层协议

31.在对千兆以太网和快速以太网的共同特点的描述中,以下那种说法是错误的?( B )扩展:教育学原理离线作业 / 操作系统原理离线作业 / 电路原理离线作业

A)相同的数据帧格式

B)相同的物理层实现技术

C)相同的组网方法

D)相同的介质访问控制方法

32.关于MAC地址,以下说法中,哪一个是正确的?( B )

A)局域网中的每台设备只能有一个MAC地址

B)局域网中的每台设备允许有多个MAC地址

C)广播地址就是I/G位等于1的MAC地址

D)源MAC地址可分为单播地址、组播地址和广播地址

33.以下哪组广域网技术采用的是分组交换技术?( B )

A)电话拨号连接、DDN、ADSL

B)X.25、帧中继、ATM

C)ISDN、ADSL、DDN

D)HFC(Cable Modem)、ADSL、ATM、X.25

34.帧中继的错误恢复是在____上实现的。(C )

A)路由器 B)用户主机 C)帧中继交换机 D)网络端接设备

  1. 在路由器互联的多个局域网中,通常要求每个局域网的( D )

A.数据链路层协议和物理层协议必须相同

B.数据链路层协议必须相同,而物理层协议可以不同

C.数据链路层协议可以不同,而物理层协议必须相同

D.数据链路层协议和物理层协议都可以不相同

36.10BASE-T使用标准的RJ-45接插件与3类或5类非屏蔽双绞线连接网卡与集线器。网卡与集线器之间的双绞线长度最大为( C )

A) 15米 B) 50米 C) 100米 D) 500米

37.下列那个不是客户机/服务器模式?( D )

  1. 一个无盘工作站访问文件服务器

  2. 一个工作站通过打印服务器打印文件

  3. 一个工作站访问服务器上的一个数据库

  4. 一个终端访问主机上的数据库

38.下列那一项不是对等网的优点?( A )

  1. 有功能强大的服务器提供服务 B. 实施简单

  2. 易于使用、维护 D. 价格便宜

39.篡改是破坏了数据的( A )

A. 完整性 B.一致性 C.保密性 D.可利用性

  1. 防止数据源被假冒,最有效的加密机制是( C )

A.消息认证 B.消息摘要 C.数字签名 D.替换加密

二.判断题(20分)

1.在PC上接收电子邮件一定会使用到POP3。 (× )

2.如果要访问的服务器连接不上,那么肯定是服务器没有开机。 (× )

3.HTML独立于各种操作系统平台。 ( √)

4.地址解析协议ARP/RARP属于应用层。 (× )

5.TCP、UDP协议都要通过IP协议来发送、接受数据。 ( √)

6.TCP协议提供可靠的面向连接服务。 ( √ )

7.为了保证传输的可靠性,帧中继在网络各相邻节点间需要进行确认和重发。( × )

8.采用模拟调制解调器进行拨号连接因特网,其最大速率为56Kbps。 ( √ )

9.在路由器中,为选择路由而利用的路由表是既可以是人工计算出来输入到路由器的,也可是路由器自动计算出来的。 ( √ )

10.当站点从一个VLAN转移到另一个VLAN时,一般不需要物理连接。 ( √ )

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