803重邮考研计算机网络简答题

MoCozc

于 2024-12-30 15:18:30 发布

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文章标签：考研计算机网络

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一、概述

Q1：能否说“电路交换就是面向连接的，而分组交换就是无连接的”？（P5）

电路交换在A与B通信器件始终占用这条信道，直到通信完毕时才释放所占用的信道，因此电路交换使用面向连接的服务。
分组交换也可以使用面向连接服务，如X.25网络、帧中继网络或ATM网络都属于分组交换网，它们在传送用户数据之前必须先建立连接，传送完毕后必须释放连接。
现在互联网所使用的分组交换采用IP协议，IP协议采用无连接的数据报来传送数据。

Q2：能否在同一时间、不同层次使用不同的连接方式？（P6）

可以。例如，发送电子邮件时，电子邮件协议需要使用面向连接的TCP协议，TCP协议要使用网络层无连接的IP协议，而IP协议要使用数据链路层面向连接的PPP协议。

Q3：一个主机能否同时连接到两种不同的主机上，一种采用面向连接，另一种采用无连接方式？（P6）

可以。例如，一个主机的一个接口可连接到面向连接的X.25分组交换网，而另一个接口连接到无连接的使用IP协议的互联网。

Q4：互联网使用的IP协议是无连接的，为什么不把互联网的传输设计为可靠的？（P7）

计算机网络和电信网的一个重大区别就是终端设备的性能差别很大，即使传送数据的互联网有一些缺陷，具有很多智能的终端主机仍有办法实现可靠的数据传输。
即使网络可以实现100%的无差错传输，端到端的数据传输仍有可能出现差错。
采用“端到端的可靠传输”策略可以使网络部分的价格便宜和灵活可靠，又能够保证端到端的可靠传输。

Q5：网络吞吐量和网络时延有什么关系？（P15）

当网络的吞吐量增大时，分组在路由器中等待转换时就会处在更长的队列中，增加了排队时间因此时延会增大。当吞吐量进一步增加时，还可能产生网络拥塞，此时整个网络时延将大大增加。

Q6：为什么协议不能设计成100%可靠的？（P16）

达到100%可靠的协议需要A和B双方交换信息共N次，且这N次交换信息都是必不可少的。
假设第N次的信息由B发送给A，此信息显然是需要A加以确认的，若不需要确认则说明该信息可有可无那么这个协议之需要AB交换信息N-1次，若需要确认则说明AB之间交换信息需要N+1次，无论哪种都与假设的AB交换信息N次矛盾。

Q7：假定从A发送一个很短的分组到节点B，B收到后立即发送很短的应答分组给A（发送时延不计）。A测出往返时延RTT，请问RTT是否为AB之间传输媒体的往返传播时延？（P16）

如果AB之间是直接连接的，那RTT的值就是AB之间的传输媒体的往返传播时延，否则不是。

Q8：试简述分组交换的要点。（P17）

分组交换最主要的特点是采用存储转发技术。
在发送报文前将较长的报文划分成一个个更小的等长数据段并在每个数据段前添加上必要的控制信息组成的头部，因此每个分组可以在互联网中独立地选择传输路径。
每一个分组从源主机发出后，路由器负责将分组传送到目的主机。路由器每收到一个分组，先临时存储下来再检查其首部，查找转发表，按照目的地址找到合适的接口转发分组。

Q9：试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。（P18）

电路交换：
- 优点：通信时延小、有序传输、没有冲突、适用范围广、实施性强、控制简单
- 缺点：建立连接时间长、线路利用率低、灵活性差、难以规格化、难以实现差错控制
报文交换：
- 优点：无需建立连接、动态分配线路、线路可靠性高、线路利用率高、提供多目标服务
- 缺点：转发时延高、缓存开销大、错误处理低效、灵活性不如分组交换
分组交换：
- 优点：无建立时延、线路利用率高、简化存储管理、加速传输、减小了出错概率和重发数据量
- 缺点：存在存储转发时延、传输额外的信息量、可能出现失序、丢失、重复分组的情况

Q10：互联网基础结构的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。（P20）

第一阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展的过程，1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。
第二阶段：建成三级结构的互联网，美国国家科学基金网NSFNET分为主干网、地区网和校园网（企业网）。
第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联网，出现了互联网服务提供者ISP。

Q11：简述互联网标准制定的几个阶段。（P20）

互联网草案：有效期为6个月，此时不能算作RFC文档。
建议标准：从这个阶段开始成为RFC文档。
互联网标准：若经过长期检验，证明某个建议标准可以变成互联网标准时就给它分配一个标准编号，记为STDxx。一个互联网标准可以和多个RFC文档关联。

Q12：计算机网络有哪些类别？各种类别的网络有哪些特点？（P21）

按作用范围划分：广域网WAN（几十到几千千米）、城域网MAN（5-50km）、局域网LAN（1km）、个人区域网PAN（10m）。
按使用者划分：公用网（电信公司出资建造的大型网络）、专用网（某个部门为满足本部门的特殊业务工作的需要而建造的网络）。
按交换技术划分：电路交换网、分组交换网、混合交换网。
还有一种叫接入网AN，用来把用户接入到互联网，也称为本地接入网。

Q13：互联网的两大组成部分的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？（P24）

边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘用户提供服务的（连通性和交换）
边缘部分的通信方式可分为：客户-服务器模式（C/S）、对等方式（P2P）。
核心部分的工作方式可分为：路由器转发分组、路由器之间不断交换路由信息。

Q14：客户-服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？（P24）

客户-服务器方式：
- 描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方，两者都需要使用网络核心部分所提供的服务。
- 客户程序被用户调用后运行，通信时主动向远地服务器请求服务。
- 服务器程序可同时处理多个远地或本地客户的请求，在系统启动后自动调用并不断运行着，等待接收来自客户的通信请求。
- 通信关系建立后，通信可以是双向的，客户和服务器都可发送和接收数据。
对等连接方式：
- 主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方哪一个是服务提供方，只要两个主机都运行了P2P软件就能进行平等的对等连接通信。
实际上，对等连接方式从本质上看仍是客户-服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。

Q15：网络体系结构为什么要采用分层次的结构？（P27）

因为分层可以把庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题，这些较小的局部问题比较易于研究处理。

Q16：协议和服务有何区别？有何关系？（P28）

协议和服务在概念上是很不一样的。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合，服务是下层为紧邻的上层提供的功能调用。
协议的实现保证了能够向上一层提供服务，使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的实体是透明的。
协议是“水平的”，服务是“垂直的”，服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

Q17：网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？（P28）

语法：数据与控制信息的结构或格式
语义：需要发出何种控制信息、完成何种动作、做出何种响应
同步：事件实现顺序的详细说明

Q18：为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？（P28）

如果网络协议没有考虑到一些不利情况（小概率事件），那么一旦这些不利情况出现，协议就会失败。

Q19：试述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。（P28）

物理层：透明地传送比特流，同时确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各条引脚应如何连接。
数据链路层：将网络层交下来的IP数据报封装成帧，在两个相邻节点间的链路上“透明”地传送帧中数据。
网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，为网络中的分组选择合适的路由。
传输层：向两个主机中进程之间的通信提供服务，有复用和分用的功能。
应用层：直接为用户的应用进程提供服务。

二、物理层

Q1：奈氏准则和香农公式的主要区别是什么？这两个公式对数据通信的意义是什么？（P36）

主要区别：奈氏准则是在理想条件下推导而出的，并没有对信息传输速率给出限制。香农公式建立在实际信道存在信噪比的情况下，给出了信息传输速率的极限。
对数据通信的意义：奈氏准则指出，要提高信息传输速率就必须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。香农公式指出，要提高信息传输速率就必须设法提高传输线路带宽或提高所传信号的信噪比。

Q2：传输媒体是物理层吗？传输媒体和物理层的主要区别是什么？（P37）

传输媒体并不是物理层，传输媒体在物理层下面。
在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传的信号代表什么意思，但物理层规定了电气特性，因此能够识别所传送的比特流。

Q3：物理层要解决哪些问题？（P42）

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，任务就是透明地传输比特流。
物理层的作用是尽可能地屏蔽计算机网络中硬件设备和传输媒体种类的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异。

Q4：物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？（P44）

机械特性：接线器的形状尺寸、引脚数目与排列、固定和锁定装置等
电气特性：电缆各条线上的电压范围、传输速率、距离限制等
功能特性：某条线上出现某一电平的电压意义、每条线的功能
过程特性（规程特性）：对不同功能的各种可能事件的出现顺序

Q5：常用的传输媒体有哪几种，各有什么特点？（P46）

导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线或光纤）传播。
非导向传输媒体：自由空间。
常见的导向传输媒体：
- 双绞线：把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，用规则的方法绞合起来，可分为无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。
- 同轴电缆：由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组成。同轴电缆有很好的抗干扰特性，其带宽取决于电缆的质量。
- 光纤：利用光导纤维传递光脉冲进行通信，带宽极大。由高折射率纤芯和低折射率包层构成，光纤的发射端光源可采用发光二极管或半导体激光器（单模光纤只能用半导体激光器），在接收端使用光电二极管作为光检测器。多模光纤适合近距离传输，单模光纤适合远距离传输。
- 架空明线：铺设容易，但通信质量差，受气候环境等影响较大。
无线传输可使用的频段很广，常见有短波波段（通信距离远但质量较差）、微波波段（直线传播，距离受限）

Q6：为什么要用信道复用技术？（P47）

许多用户通过复用技术就可以共同使用一个共享信道来进行通信，虽然复用要付出一定代价，但如果复用的信道数量较大，那么总的来看在经济上还是合算的。

Q7：码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？（P48）

CDMA体制给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，还必须互相正交。两个不同站的码片序列正交，就是这两个码片向量的规格化内积等于0。
CMDA发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，可提高通信的话音质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系统的容量，降低手机的平均发射功率等。

Q8：试比较ADSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点。（P49）

ADSL的优点：可以利用现有电话网中的用户线，不需要重新布线，用户可以根据自己的情况使用不用速率的宽带接入（按带宽付费）。
ADSL的缺点：对用户线的质量有较高的要求。
HFC的优点：覆盖面很广，带宽很高，可以传送很高速率的数据。
HFC的缺点：必须对现有单向传输的有线电缆进行改造，使其变为可双向通信的电缆。用户家需要增加一个机顶盒用来观看电视和传送上行信号。为解决信号传输时的衰减问题，在有线电缆中每隔一定距离加入一个放大器，会使网络可靠性下降。
FTTx的优点：数据率很高且通信质量最好，价格较为便宜。

Q9：什么是EPON和GPON？（P51）

EPON是以太网无源光网络，利用PON的拓扑结构实现以太网的接入，优点是与现有以太网的兼容性好，并且成本低，扩展性强，管理方便。
GPON是吉比特无源光网络，采用封装方法GEM，可承载多业务，对各种业务类型都能够提供服务质量保证。

三、数据链路层

Q1：当数据链路层使用PPP协议或CSMA/CD协议时，既然不保证可靠传输，那么为什么要对所传输的帧进行差错检验呢？（P54）

在数据链路层的接收端对所传输的帧进行差错检测是为了不将已经发现的有差错的帧收下来。换句话说，上交主机的帧都是没有传输差错的，有差错的都已经丢弃了。

Q2：通过普通的电话用户线拨号上网时（使用调制解调器），试问一对用户线可容许多少个用户同时上网？（P55）

没有限制，但用户数目越多，每一个用户的上网速率就越低。

Q3：除了差错检测，面向字符的数据链路层还必须解决哪些特殊的问题？（P55）

最主要的就是要解决帧定界和透明传输的问题。
帧定界就是要使接收端知道每一帧在什么地方开始和结束。
透明传输实际上就是随便什么字符都可以传输。

Q4：是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长？（P57）

因为电磁波在以太网上的传播速度是有限的，如果要传送的帧过短就无法和因碰撞发生而异常中止的短帧相区分。同时，规定最小帧长可以将以太网中因噪声产生的短帧丢弃。
设置最大帧长是为了保证各个站都能公平竞争接入到以太网。因为如果某个站发送特长的数据帧，则其他的站就必须等待很长的时间才能发送数据。

Q5：以太网的覆盖范围受限一个原因是：如果站点之间的距离太大，那么由于信号传输时会衰减得很多因而无法对信号进行可靠的接收。试问：如果我们设法提高发送信号的功率，是否就可以增大以太网的通信距离？（P63）

不行。能否正确接收信号并非取决于信号的绝对功率大小，而是取决于信噪比。以太网信道中的噪声主要是其他双绞线中的信号通过电磁感应所造成的。如果所有的站都提高信号的发送功率，那么这种噪声功率也随之增大，信噪比并未提高。

Q6：一个单个的以太网上所使用的网桥数目有没有上限？（P63）

网桥仍然使用CSMA/CD协议，从原理上讲以太网似乎不应当对网桥的数目有什么限制，但每一个网桥会引入一帧的时延，因此以太网上的网桥太多就会影响到以太网的性能。

Q7：在PC上插上以太网适配器（网卡）后，是否还必须编制以太网所需的MAC协议的程序？（P63）

不需要。以太网所需的MAC协议的程序都已经固化在适配器上的ROM中，而且也无法修改。

Q8：数据链路（逻辑链路）和链路（物理链路）有何区别？（P65）

链路：从一个节点到相邻节点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换节点。
数据链路：把实现控制数据传输的必要协议的硬件和软件加到链路上，最常用的方式是使用网络适配器，一般都包括了数据链路层和物理层的功能。

Q9：数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。（P66）

主要功能有：封装成帧、透明传输、差错检测
优点：数据链路层做成可靠的链路层可以使网络中的某个节点及早发现传输中出了差错，可以通过链路层的重传更及时的来纠正。
缺点：当高层使用的是UDP时，并不要求重传有差错的数据，这种做法会提高传输的时延，特别是高层传输实时音频或视频信号时。

Q10：网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？（P66）

适配器上装有处理器和存储器（RAM和ROM）。
适配器和局域网的通信通过电缆或双绞线以串行方式进行，与计算机的通信通过计算机主板上的I/O总线以并行方式进行。适配器需要完成数据串行传输和并行传输的转换。
适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU。当收到正确的帧时，使用中断来通知该计算机并交付协议栈中的网络层。当计算机发送IP数据报时，由协议栈将IP数据包向下交给适配器组装成帧后发送到局域网。

Q11：PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？（P67）

PPP协议的特点：简单（接收方每收到一个帧就进行CRC检验）、封装成帧、透明性、支持多种网络层协议（支持多种网络层协议在同一条物理链路上的运行）、支持多种类型链路（串行/并行、同步/异步、低速/高速、电/光、交换的/非交换的）。
因为帧的编号是为了出错时可以有效重传，而PPP并不需要实现可靠传输。
PPP适用于线路质量不太差的情况。

Q12：PPP协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信时，需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？（P70）

工作状态共六种：链路静止、链路建立、鉴别、网络层协议、链路打开、链路中止
需要建立物理层连接和数据链路层连接
在“链路建立”状态：建立链路层的LCP连接，LCP协商一些配置选项
LCP配置请求帧可包含：
- 配置确认帧：所有选项都接受
- 配置否认帧：所有选项都理解但不能接受
- 配置拒绝帧：选项有的无法识别或不能接受
LCP配置选项包括：链路上的最大帧长、所使用的鉴别协议的规约、不使用PPP帧中的地址和控制字段
在“鉴别”状态：只允许传送LCP协议的分组、鉴别协议的分组、检测链路质量的分组
使用口令鉴别协议PAP或口令握手鉴别协议CHAP进行身份鉴别，鉴别成功则进入“网络层协议”状态
在“网络层协议”状态：PPP链路两端的NCP根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组
若链路运行的是IP协议，需在每一端配置IP协议模块时使用IP控制协议IPCP

Q13：局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？（P71）

局域网的主要特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
局域网的地理范围较小，且为一个单位所拥有，采用广播方式十分简单方便。但广域网地理范围很大，如果采用广播通信方式势必造成通信资源的极大浪费。

Q14：以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道的，这与传统的时分复用TDM相比有何优缺点？（P72）

网络负荷较轻时：CSMA/CD更灵活，哪个站想发送就可以发送，发生碰撞的概率小。很多站没有信息要发送时，TDM会造成较多的时隙浪费。
网络负荷较重时：CMSA/CD引起的碰撞很多，重传经常发生，效率大大降低。相反TDM的效率就很高。

Q15：什么叫做比特时间？使用这种时间单位有什么好处？（P73）

比特时间：发送1比特所需的时间，不管数据率是多少。
采用比特时间的好处是方便。如果不采用比特时间，那么讨论某个站发送数据所需时间时就必须要知道数据率，但如果以比特时间为单位，那么不管发送速率是多少比特时间都不会变。

Q16：以太网交换机又何特点？用它怎样组成虚拟局域网？（P78）

以太网交换机的每个接口都直接于一个主机或集线器相连，一般都工作在全双工方式。
交换机能同时连通许多对接口，无碰撞的传输数据。
交换机内部的帧转发表通过自学习算法自动地逐渐建立起来。
每一个用户在通信时独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽。
一些交换机采用直通的交换方式可以在接收数据帧的同时就立即按数据帧的目的MAC地址决定该帧的转发接口，提高了帧的转发速度。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的VLAN标记，用来指明转发该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。一个虚拟局域网的范围可以跨越不同的交换机。

四、网络层

Q1：在互联网中，能否使用一个很大的交换机来代替全部的路由器？（P84）

不行。交换机可以在单个网络中和若干个计算机相连，并且可以将一个计算机发送过来的帧转发给另一个计算机，允许多个计算机同时进行通信。
路由器连接2个或几个网络，可以在网络之间转发IP数据报，这些互连的网络可以是异构的。

Q2：当运行PING 127.0.0.1时，这个IP数据报将发送给谁？（P86）

127.0.0.1是环回地址。主机将测试用的IP数据报发送给本主机的ICMP以便进行环回测试。

Q3：IP地址中的前缀和后缀的最大的不同是什么？（P87）

前缀由互联网管理机构进行分配，后缀由分配到前缀的单位自行分配的。
IP数据报的寻址根据前缀来找目的网络，找到目的网络后再根据后缀找到目的主机。

Q4：IP数据报中的数据部分的长度是可变的，这样做有什么好处？（P87）

好处是可以满足各种应用的需要。键盘键入的一个字符可以构成一个很短的IP数据报，有些程序需要将文件构成一个很大的IP数据报（包括首部最大64B）。当然大多数IP数据报的数据部分长度都远大于首部长度，好处是可以提高传输效率（首部开销所占比例小）。

Q5：全1地址是否是向整个互联网进行广播的一种地址？（P88）

不是。如果是向整个互联网进行广播的地址，那么一定会在互联网上产生极大的通信，会严重地影响互联网的正常工作。IP地址中的全1地址仅表示在本网络上进行广播。这种广播称为受限的广播。

Q6：路由表只给出到目的网络的下一跳路由器的IP地址，采用这样的方法有什么好处？（P88）

这样做的最大好处是使得路由选择成为动态的，十分灵活。当IP数据报传送到半途若网络的情况发生了变化（如网络拓扑变化或出现了拥塞），由于各路由器中的路由表是经常动态更新的，因此中途的路由器就会适应这种变化，而改变其下一跳路由。

Q7：主机在接收广播帧和多播帧时，其CPU所要做的事情有何区别？（P89）

在接收广播帧时，主机通过适配器（网络接口卡NIC）接收帧，CPU执行协议软件，并界定是否接收和处理该帧。
在接收多播帧时，CPU要对适配器进行配置，适配器根据特定的多播地址表来接收帧，由NIC决定是否接收该帧。

Q8：“尽最大努力交付”有哪些含义？（P90）

不保证源主机发送出来的IP数据报一定无差错地交付到目的主机。
不保证源主机发送出来的IP数据报都在某一规定的时间内交付到目的主机。
不保证源主机发送出来的IP数据报一定按发送时的顺序交付到目的主机。
不保证源主机发送出来的IP数据报不会重复交付到目的主机。
不故意丢弃IP数据报。

Q9：假定在一个局域网中计算机A发送ARP请求分组，希望找出计算机B的MAC地址。试问这时由哪一个计算机使用ARP响应分组把计算机B的MAC地址告诉计算机A？（P90）

若计算机A/B连接在同一个局域网上，由计算机B发送ARP响应分组。
若计算机A/B不在同一个局域网上，由一个与A连接在同一个局域网上的路由器来转发ARP请求分组并向计算机A发送ARP响应分组，给出该路由器的MAC地址。

Q10：试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、ICMP。（P99）

网际协议IP：使用IP协议可以把互连以后的计算机网络看成是一个虚拟互连网络（互联网）。
地址解析协议ARP：用来把一个主机/路由器的IP地址转化为相应的MAC地址。
网际控制报文协议ICMP：用来使主机/路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告，可以有效地转发IP数据报和提高交付成功的概率。

Q11：IP地址的主要特点是什么？（P100）

每一个IP地址都由网络前缀和主机号两部分组成，是一种分等级的地址结构。
IP地址是标志一个主机/路由器和一条链路的接口。
具有不同网络前缀的局域网必须使用路由器进行互连。
在IP地址中，所有分配到网络前缀的网络都是平等的。

Q12：IP数据报中的首部检验和不检验数据报中的数据的好处和坏处是什么？当路由器发现一个IP数据报的首部检验和有差错时，为什么采用丢弃的办法而不是要求源站重传？计算首部检验和为什么不采用CRC检验码？（P101）

好处：加快检验的过程，使转发分组的速度更快。
坏处：数据部分出现差错时不能及早发现，需要上交到运输层的TCP才能检查。
因为IP首部中的源地址可能变成错误的。
不使用CRC可减少路由器进行检验的时间。

Q13：试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10-20分钟的超时计时器。这个时间设置得太长或太短会出现什么问题？什么情况下不需要发送ARP请求分组？（P104）

当网络中某个IP地址和MAC地址的映射发生变化时（如更换以太网网卡），ARP高速缓存中相应的项目就要改变。超时时间设置的太短会使ARP请求和响应分组的通信太频繁，超时时间设置的太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。
源主机的ARP高速缓存中已经有了该目的IP地址的项目、源主机发送的是广播分组、源主机和目的主机使用点对点链路。

Q14：主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器，问在这个过程中使用了几次ARP？（P104）

6次。主机发送IP数据报时使用一次ARP，每一个路由器在转发IP数据报时各使用一次ARP。

Q15：IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么？（P113）

IGP是内部网关协议，即在一个自治系统内部使用的路由选择协议，与在互联网中的其他自治系统选用什么路由选择协议无关。目前这类路由选择协议使用的最多，如RIP、OSPF等。
EGP是外部网关协议，当源主机和目的主机处于不同的自治系统中，就使用这种协议进行自治系统之间的传送。目前使用最多的是BGP-4。

Q16：试简述RIP、OSPF、BGP路由选择协议的主要特点。（P113）

RIP协议的特点：仅和相邻路由器交换信息、路由器交换的是当前本路由器的路由表、按固定的时间间隔交换路由信息。
OSPF协议的特点：使用洪泛法向本自治系统中的所有路由器发送信息、发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态、只有当链路状态发生变化时才会交换信息。
BGP协议的特点：在自治系统之间交换“可达性”信息、自治系统之间的路由选择必须考虑有关策略、只能尽力寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由。

Q17：RIP使用UDP、OSPF使用IP、BGP使用TCP。这样做有何优点？为什么RIP周期性地和邻站交换路由信息而BGP不这样做？（P114）

RIP只需和邻站交换信息，UDP虽不保证可靠交付但开销小可以满足需求。
OSPF使用可靠的洪泛法，直接使用IP，好处是灵活性好、开销更小。
BGP需要交换整个路由表和更新信息，TCP提供可靠交付以减少带宽的消耗。
RIP使用不保证可靠交付的UDP因此必须周期性的和邻站交换信息，但BGP使用保证可靠交付的TCP。

Q18：IGMP协议的要点是什么？隧道技术在多播中是怎样使用的？（P116）

IGMP是网际组管理协议，是整个网际协议IP的一个组成部分。
IGMP协议让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出了某个多播组。
当某个主机加入新的多播组时，主机向多播组的多播地址发送一个IGMP报文，声明自己要成为该组的成员。本地多播路由器收到报文后，利用多播路由选择协议把这种组成员关系转发给互联网上的其他多播路由器。
组成员关系是动态的，本地多播路由器周期性地探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还继续是组的成员。只要有一个主机对某个组响应，就认为该组是活跃的。
隧道技术适用于多播组的位置在地理上很分散的情况。路由器R1对多播数据报再次封装后使之成为单一目的站发送的单播数据报，通过隧道发送到路由器R2后再恢复成原来的多播数据报。

Q19：什么是VPN？VPN有什么特点和优缺点？VPN有几种类别？（P117）

VPN就是虚拟专用网。
VPN的特点：采用TCP/IP技术和利用公用的互联网为通信载体，使一个机构中分布在不同场所的主机能够像使用一个本机构的专用那样进行通信。
VPN的优点：价格上比建造专用网便宜。
VPN的缺点：需要比较复杂的技术，当需要进行保密通信时，就需要有更加完善的加密措施。
常用的VPN有3种：
- 内联网VPN：由本机构内部网络构成的VPN。
- 外联网VPN：有某些外部机构参加而构成的VPN。
- 远程接入VPN：使在外地工作的员工通过拨号接入互联网，并和本公司保持联系或开电话会议。

Q20：什么是NAT？什么是NAPT？NAT的优点和缺点有哪些？NAPT有哪些特点？（P117）

NAT就是网络地址转换。NAPT是网络地址与端口号转换，是使用端口号的NAT。
NAT的优点：可以通过使用NAT路由器使专用网内部的用户和互联网连接。
NAT的缺点：通过NAT路由器的通信必须由专用网内的主机发起、当NAT路由器有多个全球IP地址时专用网内最多只有一个主机可以接入互联网。
NAPT上的一个全球IP地址可以供专用网中的多个主机使用（因为NAPT使用了运输层的端口号），NAPT的操作没有严格按照层次的关系进行。

Q21：建议的IPv6协议没有首部检验和，这样做的优缺点是什么？（P122）

优点是对首部的处理更简单，因为数据链路层已经将有差错的帧丢弃了所以网络层可以省去这一步骤。缺点是可能遇到数据链路层检测不出来的差错（概率极小）。

Q22：IPv6只允许在源点进行分片，这样做有什么好处？（P122）

分片与重装是非常耗时的操作。IPv6把这一功能从路由器中删除，并移到网络边缘的主机中，大大加快了网络中IP数据报的转发速度。

Q23：从IPv4过度到IPv6的方法有哪些？（P123）

双协议栈：在完全过渡到IPv6前，使一部分主机（或路由器）装有两个协议栈：IPV4和IPv6。双协议栈主机通过域名系统DNS返回的地址类型来判断目的主机使用的地址类型。
隧道技术：在IPv6数据报要进入IPv4网络时，把IPv6数据报封装成为IPv4数据报让其在IPv4网络的隧道中传输（首部协议字段的值设置为41）。

Q24：试举出IP数据报在OpenFlow 1.0中匹配与不能匹配的三个字段。（P125）

能够匹配：源地址、目的地址、协议字段
不能匹配：版本、生存时间、总长度字段

五、运输层

Q1：TCP协议是面向连接的，但TCP使用的IP协议却是无连接的。这两种协议有哪些主要的区别？（P136）

TCP：面向连接服务、字节流接口、有流量控制、有拥塞控制、保证可靠性（无丢失/重复、按序交付）
IP：无连接服务、IP数据报接口、无流量控制、无拥塞控制、不保证可靠性（可能丢失/重复/失序）

Q2：一个套接字能否同时与远地的两个套接字相连？（P138）

不行。一个套接字只能和另一个远地套接字相连。

Q3：数据链路层的HDLC协议和运输层的TCP协议都使用滑动窗口技术。从这方面来比较，数据链路层协议和运输层协议的主要区别是什么？（P138）

运输层的TCP协议是端到端（进程到进程）的协议，而数据链路层的HDLC协议则是仅在一段链路上的节点到节点的协议。
TCP是按数据部分的字节数进行确认的，而HDLC则是以帧为确认单位的。

Q4：TCP都使用哪些计时器？（P139）

TCP共有四种计时器：重传计时器、持续计时器、保活计时器、时间等待计时器
重传计时器：TCP发送报文段时，就创建该特定报文段的重传计时器。在截至时间到之前就收到了该报文段的确认，则撤销此计时器；反之则重传此报文段并复位计时器。
持续计时器：当“发送TCP”收到一个窗口为0的确认时，启动持续计时器。当持续计时器期限到时“发送TCP”就发送一个探测报文段以提醒“接收TCP”：确认已丢失，必须重传。
保活计时器：每当服务器收到客户的信息，就将计时器复位，若计时器过了2个小时则服务器向客户发送10个探测报文段，还未响应则终止该连接。
时间等待计时器：当TCP关闭一个连接时，它并不认为这个连接马上就真正关闭了，在时间等待期间，连接还处于一种中间过渡状态。

Q5：糊涂窗口综合征产生的条件是什么？是否只有在接收方才产生这种症状？（P140）

产生条件：发送应用程序产生数据很慢、接收应用程序读取数据（消耗数据）很慢、前两者同时发生。
发送方和接收方都可能产生这种症状。

Q6：为什么TCP在建立连接时不能每次都选择相同的、固定的初始序号？（P142）

工作在新的TCP连接下的主机B就有可能会接受在旧的连接传送的、已经没有意义的、过时的TCP报文段（因为这个TCP报文段的序号有可能正好处在现在新的连接所使用的序号范围之中），结果产生错误。

Q7：TCP在连接建立时所发送的第一个SYN报文段只有首部，其数据部分是空的，但为什么SYN报文段要消耗一个序号？（P148）

SYN报文段用于和对方建立同步因此非常重要，是不允许丢失的（传错了或丢失则必须进行重传），所以必须进行编号。

Q8：为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的？（P154）

UDP一次交付一个完整的报文。发送方的UDP在添加首部后就向下交付IP层，接收方的UDP在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程。
TCP总是把报文看成是一串字节流，并且对每一个字节都进行编号。TCP会根据当前网络的拥塞程度和对方接收缓存的大小决定现在应当发送多长的报文段。TCP关心的是保证每个字节都正确无误的传送到对方而不关心传送了多少个报文段和每个报文段有多少字节。

Q9：端口的作用是什么？为什么端口号要划分为三种？（P154）

端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的地点（一种地址）。
两个计算机中的进程要进行通信，不仅需要知道对方的IP地址而且还需要知道对方的端口号。
端口号共3中，不同的端口号用途不同：
- 熟知端口号/系统端口号：0～1023，被指派给TCP/IP最重要的一些应用程序，所有用户都知道。
- 登记端口号：1024～49151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。
- 短暂端口号：49152～65535，仅在客户进程运行时才动态选择，是留给客户进程暂时使用的。

Q10：为什么在TCP首部中要把TCP的端口号放入最开始的4个字节？（P161）

在ICMP的差错报告报文中要包含IP首部后面的8个字节的内容，而这里面有TCP首部中的源端口和目的端口。当TCP收到ICMP差错报告报文时，需要用这2个端口来确定是哪条连接出了差错。

Q11：一个TCP报文段的数据部分最多为多少字节？为什么？如果用户要传送的数据的字节长度超过TCP报文段中的序号字段可能编出的最大序号，问还能否用TCP来传送？（P162）

一个TCP报文段的数据部分最多为65495字节。
数据部分 + TCP首部20字节 + IP首部固定的20字节 = IP数据报的最大长度65535字节。
仍可以用TCP来传送，编号用完后再重复使用，但应设法保证不出现编号混乱。

Q12：什么是Karn算法？若不采用Karn算法，TCP重传时间最后会减小到什么程度？（P163）

Karn算法使TCP能够区分开有效的和无效的往返时间样本，从而改进了往返时间的估算。
若不采用Karn算法，TCP发送报文段后没有收到确认于是超时重传报文段，但刚刚重传后马上就收到了确认，显然这个确认是来自原来发送的报文段的确认，但我们会认为这个确认是对重传报文段的确认，这样得出的往返时间就会很小，最后甚至可以减小到很接近于0。

Q13：在以下几种情况下，UDP的检验和在发送时的数值分别是多少？（P175）

（1）发送方决定不使用检验和。

（2）发送方使用检验和，检验和的数值是全1。

（3）发送方使用检验和，检验和的数值是全0。

（1）发送方决定不使用检验和，那么发送方的检验和的值应当置为全0。
（2）假设检验和的数值是全1，意味着伪首部和整个UDP的所有字段都是0，这很明显是不可能的。因此对真实的UDP用户数据报不可能得出检验的数值全1。
（3）虽然检验和的数值不可能是全1，但计算检验和倒数第二步求得反码的结果却有可能是全1。这意味着这种情况下求得的检验和为全0，但为了区别“发送方不使用检验和”的情况，特将检验和全0的情况置为全1。

Q14：UDP用户数据报的最小长度是多少？用最小长度的UDP用户数据报构成的最短IP数据报的长度是多少？（P176）

UDP用户数据报的最小长度是8字节，即仅有首部而没有数据。
用最小长度的UDP用户数据报构成的最短IP数据报的长度是28字节。此IP数据报具有20字节的固定首部，首部中没有可选字段。

Q15：流量控制和拥塞控制的最主要的区别是什么？发送窗口的大小取决于流量控制还是拥塞控制？（P184）

流量控制是在一条TCP连接中的接收端采用的措施，用来限制对方发送报文段的速率。流量控制只控制一个发送端。拥塞控制用来控制TCP连接中发送端发送报文段的速率，拥塞控制可能会同时控制许多个发送端，限制他们的发送速率。
发送窗口的上限值是Min{接收窗口，拥塞窗口}。因此，当接收窗口小于拥塞窗口时，发送窗口的大小取决于流量控制；当拥塞窗口小于接收窗口时，发送窗口的大小取决于拥塞窗口。

Q16：TCP对拥塞控制采用的是动态调整的策略。能否给出动态调整的要点？（P188）

探测网络的拥塞水平。慢开始就是从发送一个报文段开始探测网络的。
如果网络没有拥塞，就加快发送速率。在慢开始和拥塞避免阶段都是这样。
如果网路发生了拥塞，就降低发送速率。如回到慢开始或让门限值ssthresh减半。

六、应用层

Q1：连接在互联网上的主机名必须是唯一的吗？（P192）

在互联网中的主机的域名必须是唯一的，但主机的本地名字只需要在本级域名下是唯一的即可。

Q2：对同一个域名向DNS服务器发出好几次的DNS请求报文后，每一次得到的IP地址都不一样，这可能吗？（P193）

可能。对于某些访问量非常大的网站，为了使该网站的万维网服务器负载平衡，会设有好几台计算机运行同样的服务器软件，这些计算机的IP地址是不一样的但域名却是相同的。

Q3：ARP和DNS是否有些相似？它们有何区别？（P194）

ARP与DNS的相似之处仅仅是在形式上都是主机发出请求，然后从相应的服务器收到所需的回答。
DNS是应用层协议，用来请求域名服务器将连接在互联网上的某台主机的域名解析为32位的IP地址。
ARP是网络层协议，它采用广播的方式请求将连接在本地以太网上的某台主机或某个路由器的32位的IP地址，解析为48位的以太网MAC地址。

Q4：能否归纳一下HTTP协议的主要特点？（P197）

应用层协议。HTTP使用可靠的、面向连接的运输协议TCP，但HTP协议本身并不提供可靠性机制和重传机制。
请求/响应。建立会话后，浏览器向万维网服务器端发送HTTP请求，服务器收到请求后给出HTTP响应。
无状态。每一个HTTP请求都是独立的，万维网服务器不保存过去的请求和会话记录。
双向传输。浏览器发出HTP请求，服务器给出HTTP响应。
能力协商。HTTP允许浏览器和服务器协商一些细节。
支持高速缓存。为了缩短响应时间，浏览器可将读取的万维网页暂存在其高速缓存中。
支持代理服务器。HTTP允许在浏览器和服务器之间存在一个代理服务器。

Q5：试说明域名转换的过程。（P206）

当某一个应用进程需要把主机名解析为IP地址时，该进程就调用解析程序，并成为DNS的一个客户。
把待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报的方式发给本地域名服务器。
本地域名服务器在查找域名后，把对应的IP地址放在回答报文中返回。
若本地域名服务器不能回答该请求，则此域名就暂时成为DNS中的另一个客户，并向其他域名服务器发出查询请求，直至找到能回答的服务器。

Q6：文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的？为什么说FTP是带外传送控制信息的？主进程和从属进程各起什么作用？（P208）

FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务，分为一个主进程（负责接收新的请求）和若干个从属进程（负责处理单个请求）。
主进程的工作步骤：
- 打开熟知端口21，使客户进程能够连接。
- 等待客户进程发出连接请求。
- 启动从属进程来处理客户进程发来的请求，从属进程对客户进程的请求处理完毕后终止。
- 回到等待状态，继续接收其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发进行的。
服务器端游两个从属进程：控制进程和数据传送进程。在客户端出了控制进程和数据传送进程外还有一个用户界面进程用来和用户接口。
由于FTP使用了一个分离的控制连接，因此FTP的控制信息的带外传送的。

Q7：简单文件传送协议TFTP与FTP的主要区别是什么？（P208）

TFTP是一个很小且易于实现的文件传送协议，它使用UDP数据报因此TFTP需要有自己的差错改正措施。
TFTP只支持文件传输而不支持交互，它没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。
TFTP的主要优点有：TFTP可用于UDP环境、TFTP代码所占内存较小。

Q8：搜索引擎可分为哪两种类型？各有什么特点？（P214）

全文检索搜索引擎：通过搜索软件到互联网上的各网站搜集信息，按照一定的规则建立一个很大的在线数据库供用户查询。全文检索可以检索出大量的信息，但缺点是查询结果不够准确。
分类目录搜索引擎：利用各网站向搜索引擎提交网站信息时填写的关键词和网站描述等信息，经过人工审核后把满足条件的网站输入到分类目录的数据库中。分类目录查询的准确性较好，但得到的内容比较有限。

Q9：试述电子邮件的最主要的组成部件。用户代理UA的作用是什么？没有UA行不行？（P215）

一个电子邮件系统应具备的三个主要组成构件：用户代理、邮件服务器、邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。
用户代理UA：是用户与电子邮件系统的接口，通常是运行在用户PC的一个程序。
UA的功能至少应当具备：撰写（提供编辑信件的环境）、显示（方便地在计算机屏幕上显示出来信和去信）、处理（包括发送和接收邮件）、通信（利用邮件发送和读取协议进行邮件的发送或读取）。
用户代理UA对电子邮件用户来说必不可少。

Q10：试简述SMTP通信的三个阶段的过程。（P216）

连接建立阶段：发件人将邮件发送到发送方邮件服务器的邮件缓存，SMTP客户每隔一定时间对邮件缓存扫描一次，若有邮件则使用熟知端口25与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接。
邮件传送阶段：MAIL命令后有发件人的地址，后面跟着一或多个RCPT命令，取决于把同一个邮件发送给一个或多个收件人。RCPT的作用是弄清接收方系统做好接收邮件的准备后再发送邮件。
连接释放阶段：邮件发送完毕后，SMTP客户发送QUIT命令。SMTP客户如同意释放CTP连接则结束。

Q11：IMAP与POP3有何区别？（P216）

电子邮件读取协议有POP3和IMAP两种。
若用户从POP服务器读取了邮件，POP服务器就把该邮件删除。
IMAP的好处是用户可以在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读和处理自己的邮件。IMAP还允许收件人只读取邮件中的某一部分。IMAP的缺点是如果用户没有将邮件复制到自己的PC上，则邮件一直存放在IMAP服务器上，因此用户需要经常与IMAP服务器建立连接。

Q12：DHCP协议用在什么情况下？当一台计算机第一次运行引导程序时，其ROM中有没有该主机的IP地址、子网掩码或某台域名服务器的IP地址？（P220）

动态主机配置协议DHCP提供了即插即用连网机制，每台计算机加入到一个新的网络时，需要运行DHCP来获取这台计算机的IP地址。
当一台计算机第一次运行引导程序时，ROM中并没有计算机的该主机的IP地址、子网掩码或某台域名服务器的IP地址的任何一个。

Q13：什么是网络管理？（P220）

网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能、服务质量等。

Q14：现在流行的P2P文件共享应用程序都有哪些特点？（P227）

不使用集中式的文件服务器，文件的传输都使用分布式对等传输方式。
大文件通常都划分为很多的小文件，要得到一个大文件，往往要从很多个对等方下载。
出于要保护商业利益，目前很难得到一些有关著名P2P软件比较具体的信息。

Q15：管理信息结构SMI的作用是什么？（P222）

被管对象应该怎样命名。
用来存储被管对象的数据类型有哪些。
在网络上传送的管理数据应如何编码。

七、网络安全

Q1：常规密钥体制与公钥体制最主要的区别是什么？（P233）

从加密密钥和解密密钥是否相同来看：常规密钥体制的这两个密钥是一样的，“对称的”，都必须秘密保持的；公钥体制的两个密钥是不一样的，“不对称的”，发送方使用的加密密钥是公开的，但接收方的解密密钥是秘密的。
从密钥的保存方式来看：常规密钥体制密钥必须是双方共享的；公钥体制中密钥是属于个人的。
从加密和解密的过程来看：常规密钥体制中，明文都被认为是符号的组合，加密和解密的过程是将这些符号的次序打乱或用一个符号来替代另一个符号；公钥体制中，明文和密文都是数，加密和解密过程都是使用一些数学公式对这些数值进行运算后得到另外一些数值。