计算机网络复习题

名词解释： 名词解释： 1、ICMP： ICMP是Internet控制消息。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。ICMP协议和IP 协议一样工作在网络层。但是ICMP本身是作为IP协议的数据内部被传输的。 2、CSMA/CD协议:载波监听多点接入碰撞检测，用于以太网上多点接入技术,每个站检测信道是否空闲，不空闲则等待，空闲则发送数据，如果碰撞使用二进制指数退避算法等待一段时间在发送。 3、GBN: 回退N步的协议，是可靠数据传输中滑动窗口协议的一种，发送端通过发送窗口限制发送的数据数量，当收到某个数据的确认时，发送窗口向后移动一个单位，，接收端只接受按序到达的正确的数据，其它的丢弃，并发上一个正确到达的分组的序号的确认或当前分组的否认。 4、SR: 选择性重传SR协议，即发送方某个分组出错或丢失只重传该分组。增加方收到窗口，若收到的分组在接受窗口内且乱序，缓存该分组，等到分组按序后一起提交，接受窗口的大小一般等于发送方发送窗口的大小，且窗口的大小必须小于或等于序号大小的一半。 5、NAT:网路地址转换： 用于IP地址的转换。它解决了多个用户使用一个公网IP上网的问题，缓解了IP地址的危机；实现了内部IP地址隐藏及服务器负载均衡。它分为静态NAT，动态NAT，和端口NAT三类。 6、URL: 统一资源定位符，是用于完整地描述Internet上网页和其他资源的地址的一种标识方法，　URL由三部分组成：协议类型，主机名和路径及文件名。它是为了能够使客户端程序查询不同的信息资源时有统一访问方法而定义的一种地址标识方法。在Internet上所有资源都有一个独一无二的URL地址 7、HTTP: 超文本传输协议。用于定义Web页面在网络上的交互方式的应用层协议，使用客户/服务器的工作方式。HTTP协议使用TCP协议，默认端口号为80.有HTTP 1.0与HTTP 1.1两种。 8、ARP: ARP协议称为地址解析协议，用于硬件地址和IP地址的转换，当源主机知道目标主机的IP地址不知道其硬件地址时会发送一个ARP请求报文，目标主机会发送ARP响应报文，从而使得源主机知道目标主机的硬件地址。 （用来实现iP地址转换成以太网的MAC地址。ARP协议获得的在ARP缓存表中属于动态记录，一段时间后会自动到期删除。ARP协议通信双方无状态连接，无认证机制。） 1、集线器，网桥，二层交换机，路由器的工作原理与异同点？ 集线器工作在物理层，半双工，收到帧后会向所有的端口转发，网桥工作在数据链路层，全双工，会有针对性的根据MAC地址决定帧的输出端口，当目标MAC地址不知道时会向所有端口转发，网桥能自动的学习MAC地址和端口的映射关系，二层交换机本质上是多端口的网桥，但是转发基于硬件，路由器工作在网络层，根据目标IP地址和转发表决定IP分组的输出链路。 2、写出一台计算机ping和它不在同一IP网络上的另一台计算机的全过程？ 1、查ARP缓存表，寻找本地网关路由器的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地网关路由器的MAC地址 2、将Ping分组打包形成帧发送给本地路由器。 3、本地路由器去掉帧的首部和尾部，根据目标 IP地址查找路由表中最长前缀匹配的下一跳。 4、查ARP表，寻找目标主机的MAC地址，如有，则转2，如无，发送ARP请求，得到本地路由器的MAC地址 5、目标主机收到分组，由底层开始组层分解，最后得到ICMP的回送请求Ping的报文，发送ICMP的回送响应报文。 3、比较ARP协议与DNS协议： arp是地址解释协议，是网络层协议；dns是域名服务，是应用层协议；前者将IP解释为MAC地址，后者将域名解释为IP地址，DNS分为正向解析和反向解析，正向解析---把域名--->IP，反向解析---IP---->域名 （扩充：DNS是应用层协议，用来请求域名服务器将连接在因特网上的某个主机的域名解析为32 bit的IP地址。在大多数情况下，本地的域名服务器很可能还不知道所请求的主机的IP地址，于是还要继续寻找其他的域名服务器。这样很可能要在因特网上寻找多次才能得到所需的结果，最后将结果发送给原来发出请求的主机（见教材的8.2.3节）。 ARP是网络层协议（当然也有人认为它属于链路层），它采用广播方式请求将连接在本以太网上的某个主机或路由器的32 bit的IP地址解析为48 bit的以太网硬件地址。） 4、简述Tcp可靠数据传输的原理？ 可靠的数据传输一般提供面向连接的服务,通常使用序号和确认机制，发送方超时重传机制，缓存机制，传输错误检验机制,TcP是典型的可靠传输，可靠传输原理的协议包括停止等待协议，效率低，连续重传协议，其中又包括GBN回退N步和SR选择性重传。 5、论述Tcp协议的连接管理机制，序号确认机制，以及流量控制机制？ TCP 协议是面向字节的。TCP 将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。在连接建立时，双方要商定初始序号。TCP 每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。 TCP 的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认，表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。 TCP建立连接的过程称为3次握手，第一次握手（syn=1,ack=0,sn1=随机数,ackno=0），第二次握手（syn=1,ack=1,sn2=随机数,ackno=sn1+1），第三次握手只是对第二次作确认。 TCP 释放连接的过程置FIN标记为1。 TCP的流量控制指的是接收方明确地通过接收窗口大小，限制发送方发送窗口的最大值，从而达到接收方能够拥有足够的缓存接收数据的目的。 6、简述电路交换，分组交换的优缺点？ 电路交换必须经过“建立连接-->通信-->释放连接”三个步骤，在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽，当其中的一段链路出现故障，则整个通信电路就要中断。 分组交换具有高效，灵活，迅速，可靠等特点，在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用，每个结点均有智能，为每一个分组独立地选择转发路由，以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组，网络使用高速链路，完善的网络协议，分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。 报文交换是不分组的分组交换，具有存储转发的优点。 7、比较数据报与虚电路? 数据报网路的特点： 在网络层没有连接建立过程； 路由器不维护端对端的连接状态； 一般使用目标主机的ID（即IP地址）进行路由选择； 同样的收发双方的不同分组可能经由的路径可能不同； 虚电路网络的特点：发送分组之前建立一条虚拟的电路（永久或临时）；每个分组都拥有标签（虚电路ID），由标签来确定下一跳；在连接建立阶段确定固定的路由，全部数据通过同一条路传递；路由器为每个正在通信的连接维持状态。 数据报网络与虚电路网络的比较： 数据报网络：可靠性不强，可能形成环路，但是速度快，路由器的工作相对小，但不容易实现QoS。 而虚电路网络：可靠性较好，路由器需要为每个虚电路维护状态，代价较高，建立虚电路需要实现，容易实现Qos，提供面向连接的服务。 8、Tcp的拥塞控制思想： 使用拥塞窗口cwnd控制发送窗口大小； 发送窗口的上限值是Min（rwnd，cwnd）； 分组超时意味着拥塞，分组收到确认则意味着网络未拥塞； 拥塞则少发（拥塞窗口减少），没拥塞就多发（拥塞窗口增加）； 在网路未知的情况下窗口从最小开始，收到确认拥塞窗口大小开始增加； 为了提高效率，开始窗口增加速度快，道路一定的阶段窗口增加速度变慢。 9、简述计算机网路TCP/Ip体系结构的基本原理，包括如何分层，为什么分层，及每层之间如何协调工作？ 计算机网络TCP/IP协议体系结构。分为5层是目前internet的分层，即TCP/IP参考模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，（2分）每层功能上相互独立，下层对上层提供一个服务访问点，实现透明传输，网络协议分层有利于把问题划分成较小的易于处理的片断，当某一层的协议的改变不会影响其他的协议。 各层功能的描述： 物理层：涉及到通信在信道上传输的原始比特流，这里的设计主要是处理机械的、电气的、过程的接口，以及物理层下面的物理传输介质问题。数据单元是比特。 数据链路层：指定在网络上沿着网络链路在相邻节点之间移动数据的技术规范，数据单元是帧，主要处理一段链路上的帧的可靠传输问题，以及解决流量问题，对共享信道的访问等问题。HDLC,PPP,等都属于这一层的协议。 网络层：最关键的问题是确定分组从源端到目的端的路由，包括静态路由和一些动态路由协议，如RIP,OSPF,BGP等还包括IP地址的格式，ICMP协议，组播协议等。数据单元是IP分组。通过协议字段向上层提供服务。 传输层：保证主机与主机之间正确通信的协议，TCP,UDP都属于这一层，其中TCP是可靠的面向连接的协议，而UDP是不可靠的无连接协议。数据单位为报文段，通过端口向上一层提供服务。 应用层：主机之间的进程与进程之间的通信，。HTTP,SMTP,POP3,DNS等都属于这一层。 10、比较距离向量路由协议与链路状态协议？ DV：仅在邻居之间交换；收敛时间不稳定，可能有路由环路，计数到无穷问题，健壮性不好； 而LS：对n个节点，E条链路，发送O（nE）报文； 可能出现路由振荡； 健壮性好； DV算法基本原理： 路由器周期性地向所有邻居路由器通告自己的路由信息； 路由器根据邻居的通告更新自己的距离向量，从而更新路由表； 当路由器的路由表改变时，继续通告给邻居； 当网路所有路由器的路由表都没有改变时，算法终止； LS算法工作原理： 每个路由器将自己的链路状态信息洪泛到网络上的所有路由器。 每个路由器最终知道整个网络的拓扑结构； 每个路由器使用Dijkstra最短路径算法计算本路由器到其他路由器的最短路径，更新路表； 路由器的链路状态发生变化时会继续洪泛自身的链路状态信息到其他路由器； （ 距离向量算法的工作方式：每个路由器将自己所连的网络结构通告给邻居。每个路由器根据邻居告诉给自己的路由信息改变自己的路由表。一般的通告都是定期的，例如每15秒通告一次。。每个路由器异步的不断收到邻居的路由信息，更新自己的路由信息。当某个路由器的路由信息不再改变时，该路由器就不再将自己的信息通告出去，其路由算法也告一段落。当整个网络的所有路由器的路由信息都不改变时，距离向量路由算法也就全部收敛。 链路状态算法的工作方式是：每个路由器将自己知道的路由信息通过洪泛的方式通告给网络上的所有的其他路由器，每个路由器都会知道整个网络上所有路由器的连接状态，使得每个路由器都能够知道整个网络的拓扑结构。然后在每个路由器上形成一个以自己为根的一棵网络拓扑结构树，再通过求树根到达树枝的最短路径形成路由表。一般都是采用著名的Djikstra算法计算最短路径。通常链路状态算法都是当路由发生变化时向所有其他路由器发送路由更新信息的。 ） 11、比较网络层的虚电路与运输层的Tcp连接？ 对于传输层来说，高层用户对传输服务质量要求是确定的，传输层协议取决于网络层所提供的服务。网络层提供面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务。如果网络层提供虚电路服务，它可以保证报文分组无差错、不丢失、不重复和顺序传输。在这种情况下，传输层协议相对要简单。即使对虚电路服务，传输层也是必不可少的。因为虚电路仍不能保证通信子网传输百分之百正确。例如在X.25虚电路服务中，当网络发出中断分组和恢复请求分组时，主机无法获得通信子网中报文分组的状态，而虚电路两端的发送、接收报文分组的序号均置零。因此，虚电路恢复的工作必须由高层（传输层）来完成。如果网络层使用数据报方式，则传输层的协议将要变得复杂。 现在的基于IP的互联网网络层不是面向连接的，因此需要传输层的TCP来保证传输的可靠。 12、简述NAT的工作原理： NAT的基本原理是当私有网主机和公有网主机通信的IP包经过NAT网关时，将IP报中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。 工作原理：当内部网络中的一台主机想传输数据到外部网络时，它先将数据包传输到NAT路由器上，路由器检查数据包的报头，获取该数据包的源IP信息，并从它的NAT映射表中找出与该IP匹配的转换条目，用所选用的内部全局地址（全球唯一的IP地址）来替换内部局部地址，并转发数据包。 当外部网络对内部主机进行应答时，数据包被送到NAT路由器上，路由器接收到目的地址为内部全局地址的数据包后，它将用内部全局地址通过NAT映射表查找出内部局部地址，然后将数据包的目的地址替换成内部局部地址，并将数据包转发到内部主机。 13、简述CSMA/CD协议的原理： 即载波监听多路访问/冲突检测方法是一种争用型的介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统（如Ethernet）被广泛使用。 TCP通过三次握手的方式建立连接。 第一次握手A向B发送报文段，其中SYN标记置为1，表示这是一个建立连接的报文段，同时A会初始化一个序列号，此时A的确认号一定为0，确认标记ACK也为0，因为A尚没有任何B的数据需要确认。此外，A还会把自己满足的一些参数通告给B,比如发送方的窗口大小，最大段长度MSS的大小等。注意该报文不包含任何的实际数据，只包含TCP的首部。 第二次握手是B向A发送报文段。该报文段包含了两层意思，一是B收到了A的连接请求，必须做确认。二是由于TCP的全双工的协议，B还必须向A发起连接。这两层意思形成在一个报文段发给A。可以知道，第二次握手的报文段的SYN标记一定等于1（表示发起连接）。ACK标记也等于1，确认号有效，且等于第一次握手的报文段的序号加1。同第一次握手，B也需要初始化本次连接的序列号，MSS,窗口大小等。 第三次握手实际上只是A对B刚才发起的连接做确认。对于A来说，收到B的第二此握手的报文段就已经分配了本次连接所需要的资源，并认为连接已经建立。而对于B而言，必须收到A向B发送的第三此握手的报文段才认为连接已经建立并分配资源。 TCP的四次通信释放连接： A发送完所有的数据后会发送FIN=1的报文给B，希望断开连接，B确认后A并未真正断开连接，因为B依然可以发送数据给A,A收到了B的确认后依然需要发送确认报文，只有当B也发完了所有数据，此时B发送FIN=1的报文给A,A发送确认报文后断开连接。 15、比较IP地址与MAC地址？ IP地址是指Internet协议使用的地址，使用TCP/IP协议指定给主机的32位地址，正在扩充到128位，IP地址由网络地址和主机地址两部分组成；而MAC地址是Ethernet协议使用的地址，每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。?，MAC地址的长度为48位，用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。IP地址可自动获取活手动配置，故每台电脑的IP在任何时刻可能不唯一。 16、简述路由器转发分组的过程？ 路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了. 转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何将分组发送到下一个站点（路由器或主机），如果路由器不知道如何发送分组，通常将该分组丢弃；否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点，如果目的网络直接与路由器相连，路由器就把分组直接送到相应的端口上 先按所要找的 IP 地址中的网络号 net-id 把目的网络找到。 当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id 将数据报直接交付给目的主机。 按照整数字节划分 net-id 字段和 host-id 字段，就可以使路由器在收到一个分组时能够更快地将地址中的网络号提取出来