计算机网络简答与计算

1． 什么是CSMA/CD？简述其工作过程。

带碰撞检测的载波帧听多址访问

工作流程可简述为：先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发。

1）适配器从它的父节点获得一个网络层数据报，准备一个以太帧，并把该帧放到适配器的缓冲区中。

2）如果适配器侦听到信道空闲，就开始传输该帧。如果侦听到信道忙，就等待到没有侦听到信号能量，然后开始传输该帧。

3）在传输过程中，适配器检测来自其他适配器的信号能量的出现。如果这个适配器传输了整个帧，而没有检测到来自其他适配器的信号能量，那么他就完成了该帧的传输；否则，适配器停止传输该帧，并传输一个48bit的拥塞信号。在传输拥塞信号后，随机等待一段时间，再侦听。

2．简述CRC循环码技术工作原理。假设生成多项式X^3＋1，即G=1001，要发送的数据为11001110011，写出经过CRC校验后真正发送的数据。

给定一个m bit的帧或者报文，发送器生成一个r bit的序列，称为帧校验序列（FCS）。这样形成的帧将有（m+r）bit组成。发送方和接收方事前商定一个多项式G（x），使这个带校验码的帧刚好被这个多项式整除。接收方用多项式去除收到的帧，若无余数，则认为无差错。

3．解释距离向量算法为什么对坏消息传得慢的原因。

当一条链路的开销变大时，链路费用更新会产生选路环路问题，致使出现多次迭代，使得坏消息传的慢。

考虑某链路费用增加时发生的情况，即有坏消息时的情况。

例图，设x与y之间的链路费用从4增加到60。

链路费用变化前

Dy(x)=4，Dy(z)=1，Dz(y)=1，Dz(x)=5

t0时刻：y检测到链路费用从4变为60。更新到x的最低路径费用

Dy(x)=min{c(y,x)+Dx(x),c(y,z)+Dz(x)}=min{60+0,1+5}=6

经节点z到x费用最低，发给节点z。

此新费用错误，但节点y仅有的信息是：它到x的直接费用是60，且z上次已告诉y，z能以费用5到达x。

t1时刻：z收到新费用，更新其到x的最低路径费用

Dz(x)=min{c(z,x)+Dx(x),c(z,y)+Dy(x)}=min{50+0,1+6}=7

经节点y到x费用最低，发给节点y。

t2时刻：y收到新费用，更新到x的最低路径费用

Dy(x )=min{c(y,x)+Dx(x),c(y,z)+Dz(x)}=min{60+0,1+7}=8

经节点z到x费用最低，发给节点z。

……节点y或z的最低费用不断更新。

产生“选路环路”：为到达x，y通过z选路，z又通过y选路。上述循环将持续44次迭代，直到z最终算出它经由y的路径费用大于50为止。并确定：

z到x的最低费用路径：zx

y到x的最低费用路径：yzx

 

5．简述路由器的基本组成以及工作原理。

基本组成:输入端口,交换结构,输出端口,选路处理器

输入端口:①将一条输入的物理链路端接到路由器的物理层。②实现路由器的数据链路层功能。③完成查找与转发功能,使得转发到路由器交换结构的分组能出现在适当的输出端口④将控制性分组从输入端口转发到选路处理器.

交换结构:将路由器的输入端口连接到其他的输出端口，将一个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去

输出端口:存储经过交换结构转发来的分组,并将这些分组传输到输出链路。完成与输入端口顺序相反的数据链路层和物理层功能

选路处理器:执行选路协议,维护选路信息与转发表,执行路由器中的网络功能.

 

6．举例说明网络协议分层的优缺点。

优点:

• 可使各层之间互相独立,某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的.
• 灵活性好,当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响.
• 结构上可以分割开,各层可以采用最适合的技术来实现.
• 易于实现和维护.
• 能促进标准化工作.

缺点:

层次划分得过于严密,以至于不能越层调用下层所提供的服务,降低了协议效率.

缺点例如:

许多协议栈都基于链路和基于端到端着两种情况提供了差错恢复.某层的功能可能需要仅在其他层才出现的信息(如时间戳值),这违反了层次分离的目标.

优点例如:

  协议分层具有概念化和结构化的优点.正如我们所见分层提供里一种结构化方式来讨论系统组件,模块化使得更新系统组件更加容易.

 

7．简述拥塞控制的基本工作原理。

 拥塞：即对资源的需求超过了可用的资源。

 拥塞控制可分为开环控制和闭环控制.

开环控制方法就是在设计网络时事先将有发生拥塞的因素考虑周到,力求网络在工作时不产生拥塞,但是一旦整个系统运行起来,就不在中途改正.

闭环控制是基于反馈环路的概念:1监视网络系统以便检测到拥塞在何时发生.2将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方.3调整网路的运行以解决出现的问题.

 

8．简述无线链路的基本特点

答:主机通过无线通信链路链接到一个基站或者下一个无线主机,不同的无线链路技术有不同的传输速率和传输距离.

  无线链路将位于网路边缘的主机连接到更大的网路基础设施中.

  无线链路有时应用在一个网路之内以连接路由器,交换机和其他网络设备.

 

9. 假设发送方为A和B，A和B的CDMA编码分别为（1，1，1，-1，1，-1，-1，-1）和（1，－1，1，1，1，-1，1，1）。A发送的数据比特流为01，B发送的数据比特流为11，试写出接收方收到的聚合信号。

 

10． 无线局域网用CSMA/CA而不是CSMA/CD，为什么

• 接收信号的强度往往会远小于发送信号的强度，且在无线介质上信号强度动态变化范围很广，因此若要实现碰撞检测，硬件上需要很大代价。
• 无线通信中存在“隐蔽站”问题

11． 简述差错检测的基本原理

比特级差错检测和纠错是对一个节点发送到一个相邻节点的帧，检测是否出现比特差错，并纠正。

其基本原理为：
（1）在发送节点，使用差错检测和纠错比特EDC来增强数据D，一起发送到链路。
（2）在接收节点，接收比特序列D'和EDC'。如果发生传输比特翻转，D'和EDC'可能与原来的D和EDC不同。接收方根据D'和EDC'，判断D'是否和初始的D相同（D的传输是否正确）。
有三种主要的差错检测技术：奇偶校验、检查和方法和循环冗余检测。

 

12． web缓存的作用是啥？简述其工作过程。

作用：代表起始服务器满足HTTP请求

1）浏览器：建立一个到缓存的TCP连接，并向缓存发送一个对该对象的HTTP请求。

2）web缓存器：检查本地是否有对该对象的拷贝。

若有，就用HTTP响应报文，向浏览器转发该对象。

若没有，

• 与该对象的起始服务器打开一个TCP连接，在TCP连接上向起始服务器发送对象的HTTP请求
• 起始服务器收到请求，回发该对象的HTTP响应
• 缓存接受响应
• 存储一份在本地中
• 通过HTTP响应报文向浏览器转发该对象

   

13． 简述交换机逆向扩散式路径学习法基本原理

1. 交换机表初始为空
2. 若收到一个目的地址不在表中的帧，将帧转发到其他所有接口（除接收的接口），在表中记录下发送节点信息（该帧的原MAC地址，该帧进入的接口，当前时间）
3. 如果每一个节点都发送了一帧，那么每个节点都被记录在该表中
4. 若收到一个目的地址在表中的帧，那么交换机将该帧转发到合适的接口
5. 表自动更新：一段时间后（老化时间aging time）后，没有收到以表中的某个地址作为源地址的帧，将表中的该地址删除

 

14．简述“0比特插入与删除技术”及“byte插入与删除技术” 的基本工作原理。

（1）：发送方为区分数据段和结束标志，在数据段中没连续出现5个1便在其后插入

一个0。

（2）：接收方在数据段中每连续收到5个1便删除紧跟在其后的一个0，以01111110

未结束标志。

（3）：发送方在数据段中每遇到一个01111110字节便在其后插入一个同样的字节。

（4）：接收方在数据段中每收到一个01111110字节便删除其后的01111110字节，以单

一独立的01111110字节为结束标志。

 

15． 简述频分多路复用与时分多路复用有什么区别？

频分多路复用按频率划分不同的信道，频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用按时间划分不同的信道，并且每帧又被划分为固定数量的时隙。当网络跨越链路建立一条连接时，该网络在每个帧中为该连接指定一个时隙。这些时隙专门由该连接单独使用，一个时隙可用于传输该连接的数据。时分复用的所有用户是在不同的的时间占用同样的带宽宽度。

 

16． 简述电路交换与分组交换的区别？

1).在发出一个电话呼叫时，在呼叫发起者与接受者之间存在一条实际的物理链路，这种技术是电路交换。而在分组交换中，采用存储转发技术，对块的大小有严格的上限，分组可缓存在路由器的主存中。

2).电路交换面向连接，连接建立时间长，但在计算机网络中偶尔使用，分组交换可面向无连接，亦可面向连接，延迟短，计算机网络中常常使用。

3).通话的两个用户始终占用端到端的固定传输宽带，已分配电路中的任何未被利用的带宽都被浪费。而在分组交换中，动态分配带宽，需要时申请随后释放，分组只占用正在传输的链路。在各个分组传输之间的空闲时间，链路仍可为其他主机发送分组使用，电路并不是专用的。

4).电路交换中，信息编码方法，信息格式以及传输控制程序不受限制，几颗向用户提供透明的通路。分组交换中，较长的报文划分为等长的数据段，在每一个数据段面前，加上一些必要的控制信息（首部），构成一个分组。他们使分组在网络中独自选择路由，当某链路的通信量太大货遭到破坏时，节点交换机可以改变转发端口。

5).电路交换中，数据按时序传送，分组交换中，分组会出现重排或丢失，但路由器可提供某种程度的错误纠正。

 

17． 简述防火墙系统的基本功能

1、检查所有从外部网络进入内部网络和从内部网络流出到外部网络的数据包。
2、执行安全策略，限制所有不符合安全策略要求的数据包通过。
3、具有防攻击能力，保证自身的安全性。

18．简述某一层服务的含义, 简述协议、服务以及它们之间的关系。

服务是各层向它的上层提供的一组操作，而协议是定义同层对等实体之间交换的帧，分组和报文的格式及意义的一组规则。

区别：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；本层用户只能看到服务，而无法看到下层的协议。

关系：实体利用协议来实现他们的服务的定义；在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，实体可以任意的改变他们的协议。

 

19．简述入侵检测系统的基本功能

1监控分析用户和系统的行为
2检查系统的配置和漏洞
3评估重要的系统和数据文件的完整性
4对异常行为的统计分析，识别攻击类型，并向网络管理人员报警。
5对操作系统进行审计，跟踪管理，识别违反授权的用户活动

 

20．简述数据报服务以及虚电路服务工作原理。

在数据报分组交换中，每个分组的传送是被独立处理的。每个分组称为一个数据报。由于各数据报所走的路径不一定相同，因此不能保证各个数据报按顺序到达目的地，有的数据报甚至会在途中丢失。因此数据报分组交换方式是一种面向无连接的服务方式。

在虚电路分组交换中，为了进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间要先建立一条逻辑通路。每个分组除了包含数据之外，还包含一个虚电路标识符。在预先建立好的路径上的每个结点都知道把这些分组引导到哪里去，不需要进行路由选择，但仍需要缓冲。通信完毕后，由某一个站提交清楚请求来结束这次连接。它能保证各数据报按顺序到达目的端，是一种面向连接的服务方式。

21.OSI七层每层功能

应用层：针对特定应用，选择各层协议，统一进行封装。

表示层：规定数据的格式化表示，数据格式的转换等等

会话层：规定通信时序:数据交换的定界，同步，建立检查点等

传输层：实现端到端传输，所有传输遗留问题；复用，流量控制，可靠传输

网络层：路由，拥塞控制

数据链路层：实现检错与纠错，多路访问，寻址

物理层：定义机械特性，电气特性；功能特性；规程特性；

22．按照七层参考模型，试用图示说明两个系统用户进程层之间的通信过程。

 

23.CSMA/CA工作原理

 

24.比较CSMA/CA和CSMA/CD