一、绪论
- 1.什么是计算机网络？计算机网络的功能有哪些？
计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物，是自主计算机的互连集合。自主是指每个计算机都是独立的，不存在一台计算机控制另一台计算机的情况。互连是指两台计算机能够通信，交换数据，而不是指简单的用线缆连接在一起。
- 2.简述计算机网络的组成
计算机网络是硬件和软件的集合体，既包括主机、网络设备以及它们之间的硬件链路，还包括网络协议。硬件是网络通信的物理基础，网络协议则是双方实现信息交换的通信规则。
二、计算机网络体系结构
- 1.什么是网络协议？网络协议由哪几部分组成？
网络协议是通信双方为了实现通信而商定的一些规则。具体而言，网络协议可以理解为由三部分组成：
（1）语法：通信时双方交换数据和控制信息的格式。
（2）语义：每部分控制信息和数据所代表的含义。
（3）时序：通信如何发起；在收到一个数据后，下一步要做什么。
- 2.简述OSI参考模型和TCP/IP参考模型
OSI参考模型，共分七层，从上到下依次为应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。
应用层直接面向用户，用来实现特定的应用。表示层用来对应用层的数据进行格式转换，对应用层数据的压缩、解压缩，加密、解密。会话层用来管理会话过程，包括会话的建立、维持和结束。运输层为通信的两个进程之间提供端到端(end to end)的通信服务。网络层的主要功能是为分组选路。发送方和接收方之间会间隔其他的网络，网络层的作用就是为分组找到一条合适的路径，使得分组能够到达目的地。数据链路层的任务是在相邻节点间传输帧。物理层的任务就是将0、1比特从物理链路的一端发送到另一端。
TCP/IP模型共分四层，从上到下分别是应用层、运输层、互联网层和网络接口层。
TCP/IP模型的应用层和OSI参考模型的应用层类似，包括具体的应用，对应许多应用层协议，如HTTP、FTP、SMTP、POP3等。运输层同样也提供端到端的通信服务，TCP/IP体系的运输层里包含两个协议，TCP协议和UDP协议。TCP协议提供可靠的端到端通信。UDP协议比较简单，不能保证数据的可靠性，但效率比较高。互联网层相当于OSI参考模型中的网络层，它的职责是将运输层交给它的数据送到目的地，中间可能会跨越多个网络，互联网层要为数据找到一条正确的路. 互联网层是整个TCP/IP协议体系的关键部分，主要的协议是IP协议。网络接口层相当于OSI参考模型中的数据链路层和物理层。TCP/IP模型没有明确描述网络接口层，只是指出主机要使用某种协议与具体的网络连接，从而能够传递IP分组。
三、应用层
- 1.什么是DNS?他的作用是什么？
DNS是指域名系统。域名系统是一个全球性的分布式的数据库，有许多域名服务器组成，这些域名服务器相互连接，组成了一个分布式系统，主要完成将域名解析成IP地址的工作。
- 2.简述DHCP的工作原理
（1）客户端启动后，向网络中广播一个DHCP Discover报文，寻找DHCP服务器。
（2）DHCP服务器收到DHCP Discover后，向客户端发送DHCP Offer报文，向客户端提供IP地址、子网掩码、默认网关、域名服务器的信息。
（3）客户端可能会收到一个或多个DHCP Offer报文（网络中可能有多个DHCP服务器），客户端从中选择一个DHCP服务器，并广播DHCP Request报文。在DHCP Request报文中必须指明要选择的DHCP服务器。
（4） 被选中的服务器收到DHCP Request后，回应DHCP Ack报文，地址分配完成。
四、运输层
- 1.简述TCP和UDP各自的特点。
UDP只提供应用进程寻址和简单的差错检测功能，它不能向应用层保证数据的可靠性，也不具有流量控制的功能。UDP比较简单，但效率比较高，常常为那些对实时性要求比较高的应用提供服务，如语音传输。
而TCP就要复杂得多，除了应用进程寻址的功能外，TCP还能为应用层提供可靠的数据传输服务，能将数据顺序地、无错地、不丢失地交给正确的应用进程，并具有流量控制和拥塞控制的能力。TCP通常为那些需要数据可靠性的应用提供服务，如文件传输、浏览网页等。
- 2.图示TCP建立连接的过程和关闭连接的过程。
（1）TCP建立连接过程
（2）TCP关闭连接过程
- 3.TCP是如何保证数据传输的可靠性的？
TCP主要使用首部中的窗口字段来进行流量控制。首部中的窗口字段用来将自己目前的接收缓存大小通知对方的TCP，在数据传递过程中，接收缓存会随时变化，TCP在向对方发送确认或发送数据时，都将现在的接收缓存大小写入首部的窗口字段中，发送给对方，对方收到后，所发送数据的大小不会超过窗口字段的值，从而保证了接收方缓存不会溢出，TCP依此实现了流量控制。
五、网络层
5.1简答题
- 1.简述IP地址的分类及每类的特点。
根据网络号和主机号所占比特位数的不同，IP地址可以分为A、B、C、D、E五大类。A类IP地址网络号占1字节，主机号占3字节，第1个比特固定是0。B类IP地址网络号占2字节，主机号占2字节，前两个比特固定是10。C类IP地址网络号占3字节，主机号占1字节，前三个比特固定是110。A、B、C类地址用来分配给主机和路由器。D类地址前4个比特固定是1110，作为组播地址。E类地址前5个比特固定的是11110，作为保留地址。
- 2.简述ARP协议的作用和工作原理。
ARP协议完成IP地址到物理地址的映射。主机使用ARP协议来查找某个IP地址所对应的物理地址。ARP协议的工作原理是：
（1）主机A想给主机B发送IP数据报，但只知道B的IP地址IPB，不知道B的物理地址。于是A在网络中发送一个ARP广播，询问IP地址是IPB的主机，要求其告诉A它的物理地址。
（2）网络中的所有主机都会收到这个ARP广播，但只有主机B会应答。主机B将自己的IP地址和物理地址放入ARP应答报文中，发送给主机A。
（3）主机A从ARP应答报文中获得了B的物理地址，从而将IP数据报封装在帧中，发给主机B。
- 3.简述IP单播和IP组播的区别?
IP单播是指一台主机将IP数据报发送给另一台主机，IP数据报中的目的IP是目的主机的IP地址。IP组播是一台主机将IP数据报发送给若干个主机，这些主机都属于同一个组播组。在IP组播中，IP数据报中的目的IP是一个组播IP地址。
- 4.什么是超网？它和子网有什么区别？
对于若干个IP网络，如果它们前面的一些网络位相同，那么这些网络就可以组成一个超网。超网可以看成是划分子网的逆过程。划分子网时，从主机部分借位，将其作为网络位的一部分；在超网中，则将原先是网络位的一些位数作为主机位来处理。利用超网可以大大缩减路由表项，提高了路由器的工作效率。
5.2计算题
1.某公司需要对B类网络139.21.0.0进行子网划分（出去全0和全1的子网），要求每个子网中的主机数在1000台左右，试计算：
(1)需要接多少个主机位来划分子网？子网掩码是多少？
(2)最终可以得到多少个可用的子网？每个子网中有多少可用的ip地址？
答案：
（1）需要借6位bit来划分子网，子网掩码是255.255.252.0
（2）可以得到62个子网，每子网中可用IP地址为1022个。
2.某路由器的路由表如图5-45所示。现在路由器收到3个数据分组，其目的站ip地址分别为：
（1）136.9.40.151
（2）136.9.12.130
（3）192.4.153.9
试分别计算其下一站
| 目的网络 | 子网掩码 | 下一站 |
|---|---|---|
| 136.9.11.0 | 255.255.255.0 | 接口0 |
| 136.9.12.128 | 255.255.255.128 | 接口1 |
| 136.9.40.0 | 255.255.255.128 | R2 |
| 192.4.153.0 | 255.255.255.192 | R3 |
| * (默认) | - | R4 |
图5-45 某路由器的路由表
答案
(1) 136.9.40.151 下一跳为 R4
(2) 136.9.12.130 下一跳为 接口1
(3) 192.4.153.9 下一跳为 R3
3.若路由器A采用的路由协议为RIP，A的路由表如图5-46所示，现在路由器A收到从路由器C发来的路由信息（如果5-47所示），试给出路由表A更新的过程和结果。
| 目的网络 | 距离 | 下一站 |
|---|---|---|
| N1 | 5 | D |
| N2 | 2 | C |
| N3 | 1 | 直接 |
| N4 | 3 | G |
图5-46 A的路由表
| 目的网络 | 距离 |
|---|---|
| N1 | 3 |
| N2 | 2 |
| N3 | 1 |
| N5 | 3 |
图5-47 C的路由表
答案
路由器A收到路由器C发来的路由信息后，会计算出如果从C出发，到达各个网络的距离，如下所示：
目的网络 路离 下一跳
N1 4 C
N2 3 C
N3 2 C
N5 4 C
结合A原用的路由表，A的路由表更新结果如下：
目的网络 路离 下一跳
N1 4 C
N2 3 C
N3 1 直接
N4 3 G
N5 4 C
六、数据链路层
- 1.数据链路层的功能有哪些？
（1）数据链路管理。发送方和接收方要通过对话建立、维护和终止数据的传输过程。
（2）成帧。把数据组成一定大小的数据块——帧。以帧为单位发送、接收和校验数据。
（3）流量控制。限制发送方发送数据的速率，以免其发送过快，导致接收方来不及处理而丢失数据。
（4）差错控制。数据帧在传递过程当中可能会受到干扰而发生改变,造成数据传输错误。数据链路层要能发现这些错误，并采取措施进行补救。
七、局域网
- 1.简述截断二进制后退指数算法
以太网中，当检测到冲突时，节点要停止发送数据，等待一段随机的时间再重新发送。这段时间的长短通过截断二进制后退指数算法来计算。
（1）定义一个参数k，表示冲突的次数。第一次冲突时，k的值为1。以后每冲突一次，k的值就加1。当冲突次数超过10次时，k的值始终为10，不再自增。即k＝Min［冲突次数，10］。
（2）每次冲突后，从[0，1，2，4…2k－1]中随机选择一个数字r，r*2t就是需要等待的时间，其中2t是争用期。
（3）如果重传16次仍然冲突，就丢弃数据，向高层报告。
- 2.什么是广播域？什么是冲突域？两者有什么联系和区别？
广播域是一个广播帧能够到达的最大范围。冲突域是指局域网中的某个区域内，如果两台主机同时发送数据，就会产生冲突，这样的一个区域就称为冲突域。一个广播域可能包括一个或多个冲突域。在集线器连接的网络中，冲突域和广播域是重合的。在交换机连接的网络中，一个交换机就是一个广播域，而交换机的每一个端口是一个冲突域。
八、物理层
- 1.简述物理层的功能和四个特性。
（1）机械特性
机械特性定义了硬件连接接口的形状、尺寸、插头（Plug）的针和插座（Socket）孔的数量及针的排列方式等。
（2） 电气特性
电气特性规定了线路上传输数据所采用的电压值和信号的类型，如什么样的信号表示1，什么样的信号表示0，每个比特占多长时间等。
（3）功能特性
功能特性定义了接口中每条导线的用途，以及某条导线上出现的某一电平的电压所表示的意义。
（4）规程特性
规程特性规定了使用接口线实现数据传输的操作过程，也就是在完成通信的过程中各线路上的动作规则或动作序列。