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专题复习


? 题型:
? 一、单项选择(20小题,每小题2分,共40分)
? 二、填空题(10小题,每小题2分,共20分)

? 三、判断题(10小题,每小题2分,共20分)
? 四、简答题(3小题,每小题4-10分,共20分)

专题一:时延
? 时延:一个报文或分组从一个网络(或链路)的

/>一端传送到另一端所需的时间。
(时延一个很重要的指标,由发送时延、传播时延、处理 时延和排队时延组成,关系是:总时延=发送时延+传 播时延+处理时延+排队时延。由于不同网络环境、传 输不同数据,考虑总时延 中哪个时延占主导时,要看 具体情况而定。)

专题二:分层的网络体系结构
? 一、实用五层网络体系结构
查5层功能
5
4 3 2 1

应用层
运输层 网络层 数据链路层 物理层

查4层功能

查3层功能
查2层功能 查1层功能

注:上层与下层的关系:第N层为第N+1层提供服务

? 二、网络协议主要由以下三个要素组成:
?语法:即用户数据与控制信息的结构与格式; ?语义:即需要发出何种控制信息,以及完成的

动作与做出的响应;
?语序:即对事件实现顺序的详细说明;

? 应用层的作用
? 应用层直接为用户的应用进程提供服务。这里的进程

就是指正在运行的程序。
? 例如:HTTP、SMTP、FTP等直接面向用户应用的协

议。

? 运输层的作用
? 运输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信,

提供端到端的连接。
? 例如:TCP、UDP协议。

? 网络层的作用
? 选择合适的路由,网络层负责为分组交换网上的不同

主机提供通信。在发送数据时,网络层将运输层产生 的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。 (网络层处理的数据对象是IP数据报)
? 例如:IP协议。

? 数据链路层的作用
? 在发送数据时,数据链路层的任务是将在网络层交下

来的IP数据报组装成帧(framing),在接收数据时,数 据链路层收到帧后,从中提取数据,上交给网络层。 它保证两个相邻结点间链路上无差错传送以帧(frame) 为单位的数据。(数据链路层处理的数据对象是帧)
? 例如:IP协议。

? 物理层的作用
? 物理层的任务就是透明地传送比特流。(在物理层上

所传数据的单位是比特)。
? 例如:IP协议。

专题三:数据传输速率与调制
? 数据传输速率与调制的关系速率的关系:
? R=Baud?log2n

(其中:R是数据传输速率,单位为b/s ;Baud是调 制速率即信号传输速率,单位是:波特; n为调制 电平数)
——由公式可见,在调制电平数为2,即一元制调相方式下,R 与Baud是相等的,但在多元调相情况下要将它们区别开。

当采用一元调制时,1个码元只携带1bit的信息量,即“0” 或“1”两种可能的电平数,则由上式知“比特/秒”和“波特” 在数值上是相等的;但若使1个码元携带m bit的信息量,如在三 元调制时1个码元携带3bit的信息量,如“000”……“111”等八种可 能的电平数,所以,则由上式可知: “比特/秒”在数值上是 “波特” 的3倍。可见,如果1个码元携带mbit个信息时,则x Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为x×m b/s。 如果基带信号是:101010001111000……,分别以1、0、1、 0、1、0、0、0、1、1、1、1、0、0、0……(即1个码元带1个信 息)或以101、010、001、111、000、……(即1个码元带3个信息) 进行传送,相同的码元速率下,后者信息传输的速率是前者的3 倍。

例如:
有一个带宽为3 kHz的理想低通信道,其最高码元传输速率为 6000 Baud。若1个码元能携带4bit的信息量,则最高信息传输速率 为64000 b/s。

结论:提高信息传输速率的最有效途径是,设法使 每个码元能携带更多个比特的信息量。

专题四:零比特填充法
? 根本目的:是保证标志字段(F)“01111110”的唯一

性,实数据帧的透明传输。 ? 方法:
? 在发送端:只要发现有 5 个连续 1,则立即填入一个 0。 ? 接收端:对帧中的比特流进行扫描。每当发现 5 个连续

1时,就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除,

零比特填充 0x7E (01111110)
信息字段中出现了和 标志字段 F 完全一样 的 8 比特组合 01001111110001010 会被误认为是标志字段 F 010011111010001010 发送端填入 0 比特

发送端在 5 个连 1 之后 填入 0 比特再发送出去

在接收端把 5 个连 1 之后的 0 比特删除

010011111010001010
接收端删除填入的 0 比特

专题五:载波侦听多路访问/冲突 检测法 CSMA/CD
?CSMA/CD的要点:
? “多点接入”:多站点接到一根总线上,共享同一介

质;
? “载波监听”:先侦听信道,如果信道空闲则发送信

息,如果信道忙,则继续侦听,直到信道空闲时立即 发送;
? “碰撞检测”:发送信息后进行冲突检测,如发生冲

突,立即停止发送,然后等待一段时间片后再发送。

专题六:地址解析协议 ARP
? ? ?

不管网络层使用的是什么协议,在实际网络的链路上传送数据帧时,最 终还是必须使用硬件地址。 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache),里面有所在的局 域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 解释过程:当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时, 就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有,就可查 出其对应的硬件地址,再将此硬件地址写入 MAC 帧,然后通过局域网 将该 MAC 帧发往此硬件地址;否则,向局域网发一个ARP请求,被请 求主机收到请求后,返回被请求主机的MAC地址,然后通过局域网将 该 MAC 帧发往此硬件地址。 过程如图:

?

主机 A 广播发送 ARP 请求分组
ARP 请求

我是 209.0.0.5,硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18 我想知道主机 209.0.0.6 的硬件地址

ARP 请求
209.0.0.5 A

ARP 请求

ARP 请求
209.0.0.6

X

Y

B

Z

00-00-C0-15-AD-18

主机 B 向 A 发送 ARP 响应分组

我是 209.0.0.6 硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0A ARP 响应

X

209.0.0.5 A 00-00-C0-15-AD-18

209.0.0.6

Y

B 08-00-2B-00-EE-0A

Z

专题七:分组转发算法
(1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网 络地址为 N(以此网络地址确定相应网络)。 (2) 若网络 N 与此路由器直接相连,则依据IP地址中的主机 地址确定主机,把数据报直接交付目的主机;否则是间 接交付,执行(3)。 (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由,则把数据 报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行 (4)。 (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由,则把数据报传送给路 由表指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。 (5) 若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中 所指明的默认路由器;否则,执行(6)。 (6) 报告转发分组出错。

专题八: 停止等待协议
发送 M1

A
ACK1

B
确认 M1

发送 M1

A

B
丢弃有差错 的报文

?
超时重传 M1

发送 M2 确认 M2
ACK2

发送 M3 确认 M3
ACK3

发送 M2

ACK1

确认 M1

t

t

t

t

(a) 无差错情况

(b) 超时重传

注意
? 在发送完一个分组后,必须暂时保留已发送

的分组的副本。 ? 分组和确认分组都必须进行编号。 ? 超时计时器的重传时间应当比数据在分组传 输的平均往返时间更长一些。

确认丢失和确认迟到
发送 M1

A

B
ACK1 确认 M1

发送 M1

A

B
确认 M1 丢弃 重复的 M1 重传确认M1

?
超时 重传 M1

?
超时 重传 M1

发送 M2

ACK1

丢弃 重复的 M1 重传确认 M1

发送 M2
收下迟到 的确认 但什么也不做 t

t

t

t

(a) 确认丢失

(b) 确认迟到

连续 ARQ 协议
发送窗口

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

(a) 发送方维持发送窗口(发送窗口是 5) 发送窗口 向前

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

(b) 收到一个确认后发送窗口向前滑动

专题九:拥塞控制的一般原理
? 在某段时间,若对网络中某资源的需求超过了该资源

所能提供的可用部分,网络的性能就要变坏——产生 拥塞(congestion)。
? 出现资源拥塞的条件:

对资源需求的总和 > 可用资源
? 若网络中有许多资源同时产生拥塞,网络的性能就要

明显变坏,整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而 下降,严重时会导致网络死锁。

拥塞控制所起的作用
吞吐量 理想的拥塞控制 实际的拥塞控制 无拥塞控制 死锁(吞吐量 = 0) 提供的负载

0

轻度 拥塞

拥塞

拥塞控制的一般原理
? 拥塞控制是很难设计的,因为它是一个动

态的(而不是静态的)问题。 ? 当前网络正朝着高速化的方向发展,这很 容易出现缓存不够大而造成分组的丢失。 但分组的丢失是网络发生拥塞的征兆而不 是原因。 ? 在许多情况下,甚至正是拥塞控制本身成 为引起网络性能恶化甚至发生死锁的原因。 这点应特别引起重视。

专题十:域名的解析过程
? 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。

如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名 的 IP 地址,那么本地域名服务器就以 DNS 客户的身 份,向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。 ? 本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭 代查询。当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代 查询请求报文时,要么给出所要查询的 IP 地址,要么 告诉本地域名服务器:“你下一步应当向哪一个域名 服务器进行查询”。然后让本地域名服务器进行后续 的查询。

本地域名服务器采用迭代查询
根域名服务器 迭代查询 顶级域名服务器 dns.com

? ?
本地域名服务器 dns.xyz.com

?

? ? ? ?
y.abc.com 的 IP 地址 需要查找 y.abc.com 的 IP 地址 权限域名服务 dns.abc.com

递归 查询

?

m.xyz.com

本地域名服务器采用递归查询
(比较少用)
根域名服务器 递归查询

? ? ? ? ? ?

顶级域名服务器 dns.com

本地域名服务器 dns.xyz.com 递归 查询

权限域名服务 dns.abc.com

?
y.abc.com 的 IP 地址 需要查找 y.abc.com 的 IP 地址

?

m.xyz.com


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