计算机网络复习-ppt要点

网络复习题型1.填空题2.判断题3.简答题4.计算题提纲1.因特网五层协议栈，链路层，网络层的作用2.TCP和UDP协议的不同3.IPv4,IPv6,MAC地址长度4.4种时延5.奇偶校验、CRC6.电路交换、分组交换；数据报网络、虚电路网络7.DNS，ARP的主要功能8.IP地址和端口号的作用9.什么是Client/Server10.网络掩码、主机号、网络号11.各层的主要协议12.路由器和交换机13.DHCP协议14.NAT协议15.上网的过程涉及到的协议16.什么是TCP拥塞控制17.什么是CSMA/CD18.Dijkstra算法因特网五层协议栈，链路层，网络层的作用•物理层，链路层，网络层，运输层，应用层•链路层•数据链路层的主要任务是检测并校正物理层传输介质上产生的传输差错，加强物理层传输原始比特流的功能，使链路对网络层显现为一条无差错、可靠地数据传输线路。•成帧，差错检测，流量控制和传输管理。•网络层•网络层关心的是通信子网的运行控制，主要任务是把网络层的协议数据单元（分组）从源传到目的，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。其关键问题是对数据报进行路由选择和存储转发，并实现流量控制拥塞控制，差错控制和网际互联等功能。网络层把传输层产生的报文段或用户数据报封装成分组（也叫包）进行传送。TCP和UDP协议的不同•1、有无连接（TCP有连接，是端到端的通信；UDP无连接协议，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上）。•2、面向对象（TCP面向连接，UDP面向报文）。•3、系统资源要求（TCP较多，UDP少）。•4、程序结构（UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小）。•5、模式（流模式与数据报模式）。•6、数据正确性（TCP保证数据正确性，UDP可能丢包）。•7、数据顺序（TCP保证数据顺序，UDP不保证3.IPv4,IPv6,MAC地址长度•IPv4：32•IPv6：128•MAC：484.4种时延•处理时延，排队时延，传输时延，传播时延1、处理时延(processingdelay)检查比特差错决定输出链路处理时延通常是微秒级或更低。AB处理时延2、排队时延(queuingdelay)分组等待在链路上传输的排队时间。相关因素：正在排队等待的分组的数量、到达的分组的数量及到达该队列流量的强度和性质。若队列“空”、无其他分组传输，排队时延为0。流量大，排队分组多，排队时延大。排队时延在毫秒到微秒级。AB节点处理排队时延3、传输时延（transmissiondelay）或存储转发时延。将分组的所有比特推（传）向链路所需要的时间。传输时延=L/RR=链路的传输速率(bps)L=分组长度(比特)传输时延在毫秒到微秒级。AB传输时延节点处理排队时延4、传播时延(propagationdelay)一个比特从链路的起点到下一节点（路由器）传播所需要的时间。以链路的传播速率传播。传播速率s：信号在线路上单位时间内传送的距离。速率范围2×108m/s～3×108m/s传播时延=d/sd：两个节点之间的距离传播时延在毫秒级。AB传播时延传输节点处理排队注意区分传输时延和传播时延节点总时延dproc=处理时延通常几个微秒或更少dqueue=排队时延取决于拥塞dtrans=传输时延=L/R,对低速链路很大dprop=传播时延几微秒到几百毫秒proptransqueueprocnodalddddd4.奇偶校验、CRC•奇偶校验•1、一比特奇偶校验•发送方：在要发送的信息D（d位）后面附加一个奇偶校验位使“1”的个数是奇数（奇校验）或偶数（偶校验）一起传输发送（d+1位）。01110001101010111d位数据校验位偶校验特点可以查出任意奇数个错误，但不能发现偶数个错误。若比特差错概率很小，差错独立发生，一比特奇偶校验可满足要求。若差错集中一起“突发”（突发差错），一帧中未检测到的差错的概率达到50%。2、二维奇偶校验基本思想：将i个组，每组j位）；要传信息D（d比特）划分为i行j列（对每行和每列分别计算奇偶值；结果的i+j+1个奇偶比特构成了帧的差错检测比特。i行j列例特点：可以检测并纠正单个比特差错（数据或校验位中）。能够检测(但不能纠正)分组中任意两个比特的差错。行、列确定要发送的数据比特101011111001110，划分3组，每组5个比特。进行行、列偶校验循环冗余检测计算机网络中广泛采用。循环冗余检测CRC(cyclicredundancycheck)编码：即多项式编码，把要发送的比特串看作为系数是0或1的一个多项式，对比特串的操作看作为多项式运算。基本思想：设发送节点要把数据D（d比特）发送给接收节点。发送方和接收方先共同选定一个生成多项式G（r+1比特），最高有效位(最左边)是1。10111x4+x2+x+1发送方：计算出一个r位附加比特R，添加到D的后面产生DR（d+r比特）DR能被G模2运算整除，一起发送。接收方：用G去除接收到的DR（d+r比特）余数非0：传输发生差错；余数为0：传输正确，去掉尾部r位，得所需数据D。基本思想D:要发送的数据（d位）R:CRC校验（r位）DR（d+r位）计算R（CRC比特）：DR能被G模2运算整除：即D×2rXORR=nG等式两边都用R异或，得到D×2r=nGXORR即用G来除D×2r，余数值刚好为R。R的计算：将数据D后面添加r个0，除以给定的生成多项式G，所得余数即为R（r位）。例设D=101110，d=6，G=1001，r=3实际传输的数据形式是：101110011r+1位D后添加3个03位生成多项式G的选择：有8、12、16和32比特生成多项式G。8比特的CRC用于保护ATM信元首部；32比特的标准CRC-32用于链路级协议：GCRC-32=100000100110000010001110110110111CRC特点：能检测小于r+1位的突发差错、任何奇数个差错。电路交换、分组交换；数据报网络、虚电路网络例电路交换和分组交换电路交换(circuitswitching)预留端到端资源：端系统之间通信路径上所需要的资源(缓存，链路带宽)。建立连接。发送方以恒定速率向接收方传送数据。如，电话网络。分组交换(packetswitching)不需要资源预留按需使用资源，可能要排队等待：同时有其它分组发送。如，因特网。电路交换1、工作原理通信双方必须先建立一个专用的连接（电路），一直维持，直到通信结束。如，电话网络。通话过程：拨号接通通信挂机交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA例，电路交换网络每个链路可有n条电路，能够支持n条同步连接。通信过程：在两台主机A、B之间创建一条专用的端到端连接，分别占用每条链路中的一条电路；该连接获得链路带宽的1/n，进行通信。2、电路交换网络中的多路复用多路复用：在一条传输链路上同时建立多条连接，分别传输数据。频分多路复用FDM(frequency-divisionmultiplexing)链路的频谱由跨越链路创建的连接所共享。按频率划分若干频段，每个频段专用于一个连接。带宽bandwidth：频段的宽度。如，4kHz。时分多路复用TDM(time-divisionmultiplexing)时间划分为固定区间的帧，每帧再划分为固定数量的时隙，每一个时隙专用于一个连接，用于传输数据。例：4个用户复用FDM：划分4个频段频率时间TDM：每个帧划分4个时隙频率时间帧3、电路交换缺陷效率较低：静默期（无数据传输）专用电路空闲，网络资源被浪费；创建端到端电路及预留端到端带宽的过程复杂。时分复用帧长度固定链路频谱一个连接一个连接例：发送一个文件的时间从主机A到主机B。已知：文件长640kb，链路传输速率是1.536Mb/s每条链路使用具有24个时隙的TDM创建端到端电路需500ms发送一个文件时间=创建电路时间+文件传输时间文件传输时间：文件长/电路的传输速率每条电路的传输速率：链路传输速率/时隙数(1.536Mb/s)/24=64kb/s文件传输时间：640kb/(64kb/s)=10sA到B的总发送时间：0.5s+10s=10.5s分组交换1、工作原理报文(message)：应用程序要传输的信息。包含需要的任何内容。如，控制功能或数据。工作过程源端将报文划分为较小的数据块（分组packet）；每个分组通过一系列链路和分组交换机传送，直到目的端目的端恢复原报文。分组以链路的最大传输速率传输。传输过程中采用存储转发传输机制。存储转发传输分组交换机先将输入端的整个分组接收下来（存储），再从输出链路转发传输出去（转发）。AB存储转发分组相关参数存储转发时延：将一个分组转发到输出链路上所需时间。若一个分组长Lbit，链路速率R，该时延是L/Rs。输出缓存（输出队列）：用于保存准备发往某个链路的分组。每条相连的链路都对应有一个。排队时延：分组在输出缓存中等待转发的时间。某条链路上要转发的分组多，需在其输出缓存中等待。排队时延是变化的，与网络中的拥塞有关。分组丢失：当缓存空间已满时，有分组要被丢弃。例，一个简单的分组交换网络ABC10Mbps以太网1.5MbpsDE等待输出链路的分组队列两对主机通信：AE、BE。所有分组长度相同。统计复用：按需分配资源。如A和B分组没有固定的顺序。例：发送一个文件的时间设两台主机之间有Q段链路，每条速率是Rbit/s，分组长Lbit，忽略排队时延和端到端传播时延。每条链路传输时间：L/Rs经过中间路由器存储转发Q-1次到目的地。总时延：QL/RsQL/RsRRRLR…L/Rs报文交换将要发送的整个信息作为一个报文发送。采用存储转发技术：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来，再转发到下一个结点。几种交换技术对比电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后，再转发到下一个结点。分组交换：单个分组（只是整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后，再转发到下一个结点。P1P2P3P4P1P2P3P4P2P3P4报文报文报文ABCDABCDABCD报文报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送P1连接释放数据传送的特点比特流直达终点报文报文报文分组分组分组存储转发存储转发存储转发存储转发两者比较电路交换效率不高：预先分配传输链路，空闲时，浪费链路时间。分组交换不适合实时服务：端到端时延不确定；分组交换带宽共享好，简单，有效，成本更低。分组交换按需分配链路，利用率高。发展趋势：广泛使用分组交换，电路交换话网向分组交换转变。1.3.2分组交换网络虚电路网络数据报网络在源和目的主机之间通过一系列分组交换机转发分组。类型：虚电路网络：数据报网络：两者在建立路由和管理选路方面存在不同。比较虚电路网络：交换机根据虚电路号转发分组。源和目的主机之间先建立虚连接（虚电路）每个虚电路指定一个标识符ID；分组带有ID，决定下一跳（转发路径）如，X.25、帧中继FR和异步传递方式ATM数据报网络：交换机根据目的地址转发分组。不需建立连接每个分组带有目的地址，决定下一跳（转发路径）如，因特网。4.2.1虚电路网络如X.25、帧中继和ATM等。根据虚电路号转发分组。1、虚电路VC组成源和目的地之间的一条连接路径：一系列链路和路由器；VC号：该路径上每段链路的号码，每条链路上的VC号可能不同；路由器转发表中的表项：VC路径上每台路由器中都有该表。2、工作原理在源和目的之间创建一个VC；源向该VC发送带有VC号的分组；每经过一台中间路由器，用新的VC号代替原VC号：从VC号转发表获得；分组在每条链路上的VC号不同。依此规则，直到目的地。主机A与主机