计算机网络原理/网络协议与标准期末复习

2024年6月13日，计算机网络原理/网络协议与标准课程复习。

第一章

从多个角度比较报文交换电路交换

15题利用率达到90%

13题 p2p对等和c/s方式区别

传播公式传输公式

21题

22题网络协议三要素

第二章

4题名词解释模拟数字双工半双工

10题传输媒体

13题

14题

16题 cdma通信码分通信

第三章

7题要发送的数据为...（crc校验/透明传输）

8题

9题

10题

27题 10个栈连接在以太网上...（第一层第二层）

33题（要求掌握）透明网桥交换机mac表学习

第四章

4题

3题中间设备网桥路由器 icmp

5题

10题辨识以下ip的网络类别

15题巨大传送单元mtu

19题 20题

22题

26题路由聚合

27题 32题

28题 29题（难）

41题 42题 rip找下一跳

给定一个网络最大地址最小地址最大可用地址最小可用地址可用地址数量是否有子网包含关系

38题 39题（论述）

最后一章

8题为什么说udp面向报文 tcp面向连接

9题端口作用是什么

14题

23题（重点不会原题出现）主机a向主机b连续发送两个报文段

26题为什么tcp首部有长度字段而udp首部没有

39题 tcp拥塞控制

49题以16进制存储的udp首部

59题 tcp连接使用1000作为窗口值

65题假定主机a向主机b

68题 tcp三次握手为什么要有第三次握手

最后一题流量控制和拥塞控制最主要的区别在于？

以下只会出现在协议分析内

第六章 dns http相关

2题域名系统功能

12题什么是动态文档

14题当鼠标点击一个文档时建立几次tcp连接

8题名词解释

1 网络协议与标准部分

1.1 题目一静态路由

设某路由器建立了如下路由表：

目的网络	子网掩码	下一跳
`128.96.39.0`	`255.255.255.128`	接口m0
`128.96.39.128`	`255.255.255.128`	接口m1
`128.96.40.0`	`255.255.255.128`	R2
`192.4.153.0`	`255.255.255.192`	R3
*（默认）	-	R4

现共收到5个分组，其目的地址分别为：

128.96.39.10
128.96.40.12
128.96.40.151
192.14.153.17
192.4.153.90

试分别计算其下一跳。

答案

接口0
R2
R4
R3
R4

1.2 题目二 ARP请求

主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器，试问在IP数据报的发送过程中，总共使用了几次ARP？为什么？

答案

6次，主机A用一次，其余路由器各使用一次。

1.3 题目三 IP地址

已知地址块中的一个地址是140.120.84.24/20，试求这个地址块掩码是什么？地址块中共有多少个地址？相当于多少个C类地址？写明解题过程。

答案

地址块掩码：255.255.240.0
共有多少地址：4096， $2 ^ {32 - 20} = 2 ^ {12} = 4096$ （未排除网络地址和广播地址）
相当于多少个C类地址：16个，一个字节化的C类地址的网络部分开头必须是110开头，且网络部分占开头24个字节，主机部分占最后的8个字节。即一个字节化的C类地址块必须是110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.yyyyyyyy。在这种情况下，一个C类网络地址下共有 $2 ^ 8 = 256$ 个地址。本题答案即为 $4096 / 256 = 16$ 。~~这题表达的意思也太不明确了。~~

1.4 题目四 IP数据报分片

一个数据报长度为4000字节（固定首部长度），现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大长度为1500字节，试问各数据报片的数据长度，片偏移字段和MF标志为何数值？

数据包片	数据长度	片偏移字段	MF标志
原始	？	0	0
第1片	？	？	？
第2片	？	？	？
第3片	？	？	？

答案

数据包片	数据长度	片偏移字段	MF标志
原始	3980	0	0
第1片	1480	0	1
第2片	1480	185（ $1480 / 8 = 185$ ）	1
第3片	1020	370（ $2960 / 8 = 370$ ）	0

ip数据报头长度为20字节。
片偏移字段标识了该数据部分在数据报内的位置，它使用8个字节为偏移单位。
MF（More Fragment）标志位如果为1，则标识该数据报后续还有更多分片；反之则标识该数据报后续没有分片。

1.5 题目五 UDP数据报头解析

一个UDP用户数据报的首部的十六进制表示是06 32 00 45 00 1C E2 17。试求源端口、目的端口、用户数据报的长度、数据部分长度。这个数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？同时给出各部分结果判断依据。

答案

源端口：1586
目的端口：69
用户数据报总长度：28字节
数据部分额长度：20字节
此数据报是从客户发到服务端的，因为目的端口是熟知端口
服务器程序：TFTP（通过熟知端口可知）

UDP首部长度为8个字节，结构如下：

源端口，16位2字节（06 32，转换为十进制即为1586）
目的端口，16位2字节（00 45，转换为十进制即为69）
包长度，16位2字节（00 1C，转换为十进制即为28）
校验和，16位2字节（E2 17）

1.6 题目六慢启动&拥塞控制

TCP的拥塞窗口cwnd大小与传输轮次n的关系如下表所示：（仅有表格，图是我自己加的）

指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。
指明TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔。
在第1、6、14、23轮次发送时，门限ssthresh的值是多少。
分别阐述在第5、13、22轮次时，cwnd改变工作算法的原因。
在第几轮次发送出第70个报文段？写出解题过程。

答案

1.7 题目七 TCP报文段

主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别是70和100，试问：

第一个报文段携带了多少字节的数据？
主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？
如果B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？
如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认，试问这个确认号应为多少？

答案

70到99共30字节的数据
确认号应为100
80字节
70

1.8 题目八 DNS相关

域名系统的主要功能是什么？域名系统的本地域名服务器，根域名服务器，顶级域名服务器以及权限域名服务器有何区别？

答案

主要功能是：将域名解析为主机能识别的IP地址。

根域名服务器:是最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。
顶级域名服务器:这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。
权限域名服务器:负责一个区的域名服务器。用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。
本地域名服务器:当一台主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就先发送给本地域名服务器。

1.9 命令相关

arp -d，清空ARP高速缓存
staticroute_config 开启静态路由
recover_config 停止静态路由
arp -a，查看并记录ARP高速缓存
icmpredirect_config enable，启动ICMP重定向
ipconfig /flushdns，清空DNS高速缓存

2 计算机网络原理部分

2.1 题目一

网络协议的三个要素是什么？

答案

语义、语法和时序

2.2 题目二

作为中间设备，转发器，网桥，路由器和网关有何区别？

答案

转发器：也称中继器，是为了解决传输信号两端距离过远导致的信号衰减问题，它会接收信号并且将其放大，整形或者再生之后再发送出去，不会对信号进行处理。
网桥：沟通两个不同的网络区域所使用的网络设备，可以不严谨地看作只有两个网口的交换机。
路由器：用于在多个广播域之间进行通信的网络设备，会对流量进行路由，使其能够到达目的网络中。
网关：当流量在该广播域内找不到目的时，会被优先发送到网关处。

2.3 题目三

客户-服务端方式和P2P对等通信方式的主要区别是什么？

答案

架构模式：客户-服务端方式是一种中心化的架构模式，其中有一个中心服务器负责处理客户端的请求并提供服务。而P2P对等通信方式是一种去中心化的架构模式，其中所有参与者都可以充当客户端和服务端，彼此之间可以直接通信。
网络拓扑：在客户-服务端方式中，客户端与服务端之间的通信是通过中心服务器进行的，客户端必须与服务器建立连接才能进行通信。而在P2P对等通信方式中，网络中的节点可以直接与其他节点通信，不需要经过中心服务器。
资源分配：在客户-服务端方式中，服务器负责提供服务和处理请求，客户端只需向服务器发送请求并接收响应。而在P2P对等通信方式中，每个节点都可以提供和使用资源，没有中心服务器来分配资源，节点之间通过协商和共享资源。
可扩展性：客户-服务端方式相对较容易进行扩展，可以通过增加服务器的数量来处理更多的请求。而P2P对等通信方式的可扩展性较差，因为每个节点都需要处理其他节点的请求，随着节点数量增加，通信复杂性也会增加。
可靠性和安全性：客户-服务端方式中，服务器可以提供稳定的服务，并实施安全控制措施来保护客户端和服务器之间的通信。而P2P对等通信方式中，节点之间的通信是直接的，可靠性和安全性可能会受到节点的可靠性和安全性的影响。

客户-服务端方式适用于需要集中管理和控制的场景，例如网站、应用程序等。而P2P对等通信方式适用于分布式系统、文件共享、实时通信等场景，可以实现更弹性和去中心化的网络架构。选择适合的通信方式取决于特定的需求和应用场景。

2.4 题目四

在使用TCP传输数据时，如果有一个确认报文丢失了，也不一定会引起与该确认报文段对应的数据的重传，试说明理由。

答案

发送方还未重传就收到了对更高序号的确认。

2.5 题目五

使用TCP对实时话音数据的传输会有什么问题？使用UDP在传送文件时会有什么问题？

答案

tcp可能会使通话两端的延迟变高；udp无法保证文件的完整性。

2.6 题目六

试从多个方面（连接、路径、失序、可靠保证）比较虚电路和数据报交换的主要优缺点。

答案

数据报不需要建立连接，虚电路必须有连接的建立。
数据报交换中，每个分组都有完整的目的地址；虚电路中，仅在连接阶段有目的地址，之后每个分组都使用长度较短的虚电路号。
数据报交换中，每个分组独立进行路由选择和转发；虚电路中，属于同一条线路的分组按照同一路由转发。
数据报交换不保证分组的有序到达，虚电路可以。
数据报交换不保证可靠通信，虚电路可以。
数据报交换在某个结点出现故障时，出故障的节点丢失分组，其余的分组可以改变路径来正常传输；所有经过故障节点的虚电路均不能正常工作。
数据报交换由用户主机进行流量控制，虚电路可由分组交换网负责流量控制，也可由用户主机自己负责。

2.7 题目七

有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24 212.56.133.0/24 212.56.134.0/24 212.56.135.0/24

答案

共同前缀是22位，即：11010100 00111000 100001。聚合的CIDR地址块是：212.56.132.0/22。

2.8 题目八

要发送的数据为1101011011，采用的CRC生成多项式为 $P(x) = x ^ 4 + x + 1$ ，求应添加在数据后面的FCS。

答案

1110

这个生成多项式是CRC的标准除数，题目给的这个多项式对应除数就是10011（x在几次方，对应的位就是1，其余都是0），用这个除数不停去除要发送的01串和除数位数减1个0这两部分所组成的串，剩下的余数就是要添加在01串后面的FCS。以本题为例，实际要除的分别是11010110110000和10011，得到的余数就是1110。

这里所说的除法，是异或：相同得0，不同得1。

2.9 题目九

PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

答案

第一个比特串：经过零比特填充后变成011011111011111000。另一个比特串：删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110（连字符表示删除了0）。

零比特填充：发现有五个连续的1，立即在这五个1后填充一个0；反之，就是删除这连续五个1后的0。

PPP帧，头部长度5个字节，尾部长度3个字节。

2.10 题目十（猜测）

在RIP，OSPF，BGP路由协议中：

使用路径矢量算法的是：
使用链路状态算法的是：
使用距离矢量算法的是：
使用IP的是：
使用UDP的是：
使用TCP的是：

答案

BGP
OSPF
RIP
OSPF
RIP
BGP

3 计算机网络部分补充题

3.1 第一题

假定网络的利用率达到了90%，试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

答案

$D / D_0 = 10$ ，现在的网络时延是最小值的10倍。

3.2 第二题

收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为 $2 x 10^8 m/s$ ，试计算一下两种情况的发送时延和传播时延：

数据长度为 $10 ^ 7$ bit，数据发送速率为100kbit/s；
数据长度为 $10 ^ 3$ bit，数据发送速率为1Gbit/s。

从以上计算中能够得出什么结论？

答案

发送时延： $t_s = 10 ^ 7 / 10 ^ 5 = 100s$ ，传播时延： $t_p = 10 ^ 6 / (2 * 10 ^ 8) = 0.005s$
发送时延： $t_s = 10 ^ 3 / 10 ^ 9 = 1us$ ，传播时延： $t_p = 10 ^ 6 / (2 * 10 ^ 8) = 0.005s$

结论：如果数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延；但如果数据短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

3.3 第三题

协议与服务有何区别？有何关系？

答案

区别：协议是控制对等实体之间通信的规则，是水平的。服务是下层通过层间接口向上层提供的功能，是垂直的。
关系：协议的实现保证了能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需使用下层提供的服务

3.4 第四题

答案

单工通信：只支持信号在一个方向上传输，任何时候都无法改变信号方向。
半双工通信：允许信号在两个方向上传输，但是任意时刻只允许信号在一个方向上传输。
全双工通信：通信双方能够同时进行信息传输（收发），信号在同一时刻可以在两个方向上传输。
模拟信号：连续的信号。
数字信号：人为抽象出来的，与模拟信号相对的，离散的，在时间上不连续的信号。

3.5 第五题

为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？

答案

通过共享信道，最大限度提高信道的利用率。
频分复用，时分复用，统计时分复用，码分复用，波分复用。

3.6 第六题

常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？

答案

双绞线，价格便宜，安装方便，既可以传输数字信号也可以传输模拟信号
同轴电缆，高带宽，低误码率，性能价格比高
光导纤维，直径小，质量轻，通信容量大，价格高
无线电微波通信，频率高，频带范围宽，通信信道容量大，传输距离小

3.7 第七题

共有四个站进行码分多址CDMA通信，四个站的码片序列为：

（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1）
（-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1）
（-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1）
（-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1）

现收到这样的码片序列：（-1 +1 +3 +1 -1 -3 +1 +1），问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是1还是0？

答案

1和4发送了1，2发送0，3未发送数据。

计算方式：给定的码片序列和四个站的码片序列符号相乘并且计算总和，总和除以序列长度，得到的结果如果是1说明这个站发送了1；如果是-1说明这个站发送了0，如果是0说明这个站没有发送消息。

3.8 第八题

试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP、ICMP

答案

IP：确定数据在网络上的传输路径，并且确保数据的正确传输
ARP：将IP地址转换为MAC地址
RARP：将MAC地址转换为IP地址
ICMP：用于在网络上进行一些控制和错误处理，通常和IP一起使用以提高网络的可靠性和安全性

3.9 第九题

IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？

答案

五类。

A类，网络部分1字节，并且固定0开头
B类，网络部分2字节，并且固定10开头
C类，网络部分3字节，并且固定110开头
D类，固定1110开头
E类，固定1111开头

IP地址由4个字节组成，分为网络部分和主机部分。

3.10 第十题

假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目：

目的网络	距离	下一跳路由器
N1	7	A
N2	2	C
N6	8	F
N8	4	E
N9	4	F

现在B收到从C发来的路由信息：

目的网络	距离
N2	4
N3	8
N6	4
N8	3
N9	5

试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）

答案

从C发来的距离信息，在更新B的时候距离需要+1。

目的网络	距离	下一跳路由器	更新与否的原因
N1	7	A	没有路由信息更新
N2	5	C	收到从C发来的更新
N6	5	C	收到从C发来的路由信息，并且比现有的路由信息距离短
N8	4	E	收到从C发来的路由信息，但是和现有的路由信息距离相同，不更新
N9	4	F	收到从C发来的路由信息，但是比现有的路由信息距离长，不更新

3.11 第十一题

IGP和EGP，这两类协议的主要区别是什么？

答案

IGP（内部网关协议）：主要用于自治系统内部的路由协议，在中小型网络中使用非常有效。
EGP（外部网关协议）：主要用于不同自治系统之间的路由信息交换，它处理连接到不同自治系统的边界路由器之间的路由信息。

3.12 第十二题

为什么在TCP首部中有一个首部长度字段，而UDP的首部中就没有这个字段？

答案

TCP首部除了固定长度部分之外，还有选项，因此TCP首部长度是不固定的，UDP首部长度是固定的。

3.13 第十三题

TCP连接使用1000字节的窗口值，而上一次的确认号是22001，现在收到了一个报文段，确认号是22401。试用图说明在这之前与之后的窗口情况。