计算机网络

tcp

14.ISO/OSI 网络体系结构

（1）物理层：在物理媒体上传输原始的数据比特流。
（2）数据链路层：将数据分成一个个数据帧，以数据帧为单位传输。有应有答，遇错重发。
（3）网络层：将数据分成一定长度的分组，将分组穿过通信子网，从信源选择路径后传到信宿。
（4）传输层：提供不具体网络的高效、经济、透明的端到端数据传输服务。
（5）会话层：进程间的对话也称为会话，会话层管理不同主机上各进程间的对话。
（6）表示层：为应用层进程提供格式化的表示和转换数据服务。
（7）应用层：提供应用程序访问OSI环境的手段。

16、开放系统互联参考模型OSI采用了（层次）结构的构造技术。

.TCP/IP网络体系结构

物理层：在物理传输媒体上传送比特流
数据链路层：为上层提供可靠的数据帧的传输
网络层：IP包的封装和路径选择
传输层：建立端到端的连接
应用层：提供应用程序网络接口

TCP/IP的核心思想

TCP/IP的核心思想就是“网络互联”，将使用不同低层协议的异构网络，在传输层、网络层建立一个统一的虚拟逻辑网络，以此来屏蔽所有物理网络的硬件差异，从而实现网络的互联。

3、TCP/IP协议是(传输控制协议/网际协议)协议，它规定了互联网上计算机之间互相通信的方法。

9.TCP是一种可靠的传输服务协议，它使用(确认机制)松查数据是否安全和完整地到达:使用（滑动窗口机制）来完成流量控制的目的。

8、TCP/IP网的IP协议的基本任务是通过互连网传送（数据报）。

17、简述 TCP 的流量控制和拥塞控制的特点

流量控制是为了解决发送方和接收方速度不同而导致的数据丢失问题,当发送方发送的太快,接收方来不及接受就会导致数据丢失,流量控制用滑动窗口的形式解决问题。
流量控制协议通过滑动窗口来实现。
拥塞控制是为了解决过多的数据注入到网络,导致网络奔溃,超过负荷.当发送方发送数据大量的数据会注入到网络,如果没有限制,网络就会超负荷变卡,拥塞控制的用的是拥塞窗口解决的问题的。拥塞控制是为了解决过多的数据注入到网络, 导致网络奔溃,超过负荷,拥塞控制包含四个策略：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

19、TCP/IP协议的全称是（传输控制）协议和（网际）协议。

20、TCP/IP协议的层次分为（网络接口）层、（网际）层、（传输）层和（应用）层，其中（网络接口）层对应OSI的物理层及数据链路层，而（应用）层对应OSI的会话层、表示层和应用层。

42. 说明UDP和TCP的主要区别。

答：

UDP建立在IP协议的基础上，提供了与IP协议相同的不可靠、无连接的服务。UDP协议不使用确认信息对报文的到达进行确认，它不能保证报文到达的顺序，也不能向源端反馈信息来进行流量控制，因而会出现报文丢失等现象。

TCP协议是TCP/IP协议族中最重要的协议之一，它提供了面向连接的数据流传输服务。TCP肯定将数据传送出去，并且在目的主机上的应用程序能以正确的顺序接收数据。相反UDP却不能保证数据的可靠性传送，也不能保证数据以正确顺序到达目的地。

mac

IP地址和MAC地址的区别
IP地址是一个逻辑地址，MAC地址是物理地址
MAC地址是唯一的但是IP地址不受唯一的
MAC地址主要是工作在第二层，IP地址在网际层
MAC地址是48位，IP地址一般是32位（v6是128位）
IP地址的分配取决于网络拓扑，MAC地址分配取决于制造商

7、局域网协议把OSI为数据链路层分为（MAC）子层和（LLC）子层。

2.以太网的硬件地址，即(mac)地址水际上的具活睨哭地址成沃配器标识符，与主机所在的地点无关。源地址和日的地址都是（48）位长。

6.尽管Ethernet的数据传输速率从10Mbps 发展到100Mbps、1Gbps和 10Gbps，但是它们MAC层仍采用（CSMA/CD）方法,帧结构也没有变化,改变的只是相应的（物理层协议）。

25、IEEE802.3协议的以太网媒体访问控制方法是怎样工作的？

在总线网系统中,每个站都能独立地决定帧的发送,如果两个或多个站同时发送,就会发生冲突,同时发送的所有帧都会出错。为了解决冲突,以太网采用带有冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)技术,并用二进制指数退避和1-坚持算法。

**载波监听多路访问(CSMA)**技术也叫先听后说,希望传输的站首先对媒体进行监听以确定是否有别的站在传输。如果有空,该站可以传输,否则,该站退避一段时间后再尝试。

1-坚持算法是:
1)如果媒体是空闲的,则可以发送;
2)如果媒体是忙的,则继续监听,直至检测到媒体空闲,立即发送
;3)如果有冲突(在一段时间内未得到肯定的回复),则等闲一随机量的时间,重复步骤1。

二进制指数退避算法是:
(设传播时间为a)
1)对每个帧,当第一次发生冲突时,设置参量L=2。
2)退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数。一个时间片等于2a。
3)当帧重复发生一次冲突,则将参量L加倍。
4)设置一个最大重传次数,超过这个次数,则不再重传,并报告出错。

超网技术—CIDR

7.无类域间路由CIDR技术也被称为（超网）技术，其目的是将现有的IP地址合成较大的、具有更多主机地址的（路由域）

4、CIDR：

无类别域间路由是一个用于给用户分配 IP 地址以及在互联网上有效地路由 IP 数据包的对 IP 地址进行归类的方法。

16.超网：

是与子网类似的概念–IP 地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是，与子网把大网络分成若干小网络相反，它是把一些小网络组合成一个大网络–超网。

IPv4、IPv6

IPv4（Internet Protocol version 4）和IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网上两个不同的IP协议版本。以下是它们之间的一些主要异同点和特点：

相同点：

1. 网络层协议： IPv4和IPv6都是网络层协议，用于在互联网上路由数据包。

2. 头部结构： IPv4和IPv6都有IP头，但由于IPv6引入了更多的功能和灵活性，IPv6的头部相对较大。

3. 数据传输： 无论是IPv4还是IPv6，都支持可靠的面向连接的传输（TCP）和不可靠的无连接传输（UDP）。

IPv4的特点：

1. 地址长度： IPv4地址是32位的，通常以点分十进制表示（例如，192.168.1.1）。

2. 地址短缺： 由于IPv4地址空间有限，导致IPv4地址短缺问题。这促使了IPv6的引入。

3. 地址转换： IPv4地址之间的转换通常需要使用**网络地址转换（NAT）**来解决地址短缺问题。

4. 广播： IPv4支持广播，允许将数据包发送到网络上的所有主机。

IPv6的特点：

1. 地址长度： IPv6地址是128位的，通常以冒号分隔的十六进制表示（例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）。

2. 地址空间： IPv6拥有巨大的地址空间，远远超过IPv4，解决了IPv4地址短缺的问题。

3. 无需NAT： 由于IPv6地址空间足够大，不再需要像IPv4那样频繁使用NAT，简化了网络配置。

4. 取消广播： IPv6不再支持广播，而是引入了多播和任播来实现类似的功能。

5. IPsec支持： IPv6在协议中内置了IPsec（Internet Protocol Security），提供了对网络层通信的加密和认证。

异同点总结：

1. 地址长度不同： IPv4地址为32位，而IPv6地址为128位。
2. 地址表示不同： IPv4通常以点分十进制表示，而IPv6以冒号分隔的十六进制表示。
3. 地址空间不同： IPv6具有更大的地址空间，解决了IPv4的地址短缺问题。
4. NAT需求不同： IPv6减少了对NAT的需求，而IPv4通常需要使用NAT来解决地址短缺问题。
5. 广播方式不同： IPv6取消了广播，引入了多播和任播。

总的来说，IPv6是IPv4的继任者，旨在解决IPv4面临的地址空间有限的问题，并提供了一些额外的安全和性能特性。然而，由于IPv4的广泛应用和部署，IPv4和IPv6在实际网络中可能同时存在，而且网络设备需要同时支持这两种协议。

4.通过比较IPv4与IPv6报文分析与阐述两者之间的异同和特点

（1）IPv4中的主要字段都已经被IPv6继承了，而删去的字段都以可选扩展头部的形式出现在IPv6报文里。
（2）服务类型TOS和流量类别Traffic Class两者功能几乎一致，标识对应的通信流类别，或者说是优先级别。
（3）总长度Total Length和净荷长度Payload Length这两者是有区别的：IPv4中的Total Length包括了头部和数据；IPv6中的Payload Length只是包括了除去默认头部之外的字段长度
（4）MTU的不同
（5）IPv4的协议字段规定了数据报应该交由哪种协议来处理，类似的，IPv6中的Next Header字段可选择性的指向下一个扩展头部，或者协议：最初的IPv4的TTL协议规定的是分段传输的最大时间，但实际上，所有的操作都用跳数来取代了时间，IPv6直白的使用Hop Limit来限定传输时间。
（6）头部校检和：IPv6放弃了IPv4中的CheckSum字段，因为TCP和UDP报文中都已经有16位的checksum字段。

5、比较IPv6有状态与无状态地址分配工作特点

1.有状态是指可控、可管理。在网络中存在一个IP地址管理者，它能够识别客户端，根据不同的客户端，分配对应的IPv6地址，客户端与服务端之间需要维护IP地址的租期及续约。
2.无状态是指不可控、难管理。在网络中只有网关，没有IP地址管理者。因此无人去识别客户端，每个客户端根据网关发送的相同的RA报文内容，自行配置IPv6地址。

在无状态地址自动配置方式下，网络接口接收路由器宣告的全局地址前缀，再结合接口ID得到一个可聚集全局单播地址。在有状态地址自动配置的方式下，主要采用动态主机配置协议（DHCP），需要配备专门的DHCP服务器，网络接口通过客户机/服务器模式从DHCP服务器处得到地址配置信息。

7、分析移动IPv6数据通讯过程与移动IPv4有何异同，效率有何差异

答： 移动IPv6与移动IPv4的主要不同之处。
1)“路由优化”现在己集成到移动IPv6中作为它的一个基本的组成部分,而不再像移动IPv4将路由优化作为一个可选的组件;
2）在移动IPv4中对发出的组播数据包一般要使用隧道传送,在移动IPv6中使用转交地址作为发出数据包的源地址则不必使用隧道。
3）在移动IPv6中充分利用IPv6的特大地址空间、邻居发现、地址自动配置等增强特征，不再需要外地代理，而在移动IPv4中推荐使用外地代理。
4）在移动IPv6中利用IPsec来满足注册和路由优化中的所有安全需求。而在移动IPv4中是在静态配置移动安全协定的基础上依靠其自身的安全机制不能满足这些安全需求。
5）移动IPv6的移动检测算法对移动节点和它在当地的缺省路由器之间的通信能力进行双向确认,在移动IPv4中则只对从路由器到MN的方向进行确认,所以移动IPv6的可靠性更强。
6）移动IPv6允许控制信息与数据包一起传送,而在移动IPv4中的控制信息必须由一个单独的数据包进行传送。

22、简述 IPV4 与 IPV6 在地址配置中的异同
（1）不同点：对于 IPV4 路由器，分配 IPV4 地址是一个 32 位地址和指定一个掩码；而 IPV6不使用掩码这一个概念，它分配一个 128 位 IPV6 地址，同时指定一个前缀长度。IPV6 地址比IPV4 地址长，如果采用手工静态方法，则给人们带来很大的麻烦。自动配置是 IPV6 地址的一个重要特点，IPV6 一般采用自动配置方法。
（2）相同点：IPV4 地址和 IPV6 地址都可以采用手工配置；在默认状态下，主机和路由器的链路本地地址都是自动配置。主机的其他类型和参数都是采用自动配置；对于路由器，除了链路本地地址之外的类型和参数都采用手工或其他方法。
23、简述移动 IP 的设计目标与主要特征
（1）特征：在移动结点，改变接入结点时，不论是在不同的网络之间或是在不同的物理传
输介质之间移动时，都不必改变其 IP 地址，可以在移动过程中保持已有通信的连续性。
（2）特征：移动 IP 要与现有的 Internet 协议兼容；
移动 IP 地址与底层所采用的物理传输层介质类型无关；
移动 IP 协议传输层以上的层协议是透明的；
移动 IP 协议应该具有的良好的可扩展性、可靠性和安全性。

3. IPv6数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一:单播、(多播)和(任播).

UDP和TCP

UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，在其完成进程通信过程中，提供了有限的差错检验功能，目的是为了高效的传输速率，既是有差错就丢弃；
TCP是面向连接的可靠地传输层协议，支持可靠地面向连接服务、支持无丢失、重复的流传输，支持全双工通信、支持可靠服务；
TCP的可靠性源于：应用数据分成适合的数据块、重传计时器与确认机制、提供端到端的校验和、重新排序接收的数据报、检查并丢弃重复的数据、用于流量控制的可变窗口、
TCP流量控制：采用滑动窗口协议来进行控制，所谓滑动窗口既是滑过的窗口就是确认接受的，属于滑动窗口的就是正在发送的；而且滑动窗口的大小是可变的；
TCP差错控制：差错控制主要是检测受到损伤的报文段、丢失的报文、失序的报文段和重复的报文段以及检测出出啊错后纠正差错的机制；
TCP计时器：
重传计时器：处理报文段的确认与等待重传的时间；坚持计时器：用于对付0窗口大小通知；
保持计时器：又称为激活计时器，用于防止两个TCP之间的连接处于长时期空闲；时间等待计时器：时间等待计时器是在连接终止期间使用的；
TCP三次握手：

18、简述用 UDP 实现可靠的字节流传输方法

1.RUDP
RUDP 提供一组数据服务质量增强机制，如拥塞控制的改进、重发机制及淡化服务器算法等，从而在包丢失和网络拥塞的情况下， RTP 客户机（实时位置）面前呈现的就是一个高质量的 RTP 流。在不干扰协议的实时特性的同时，可靠UDP 的拥塞控制机制允许 TCP 方式下的流控制行为。
2.RTP
实时传输协议（RTP）为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在 UDP 上运行 RTP 以便使用其多路结点和校验服务；这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是 RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么 RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
3.UDT
基于 UDP 的数据传输协议（UDP-basedData Transfer Protocol，简称 UDT）是一种互联网数据传输协议。UDT 的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输，而互联网上的标准数据传输协议 TCP 在高带宽长距离网络上性能很差。顾名思义，UDT 建于 UDP 之上，并引入新的拥塞控制和数据可靠性控制机制。UDT是面向连接的双向的应用层协议。它同时支持可靠的数据流传输和部分可靠的数据报传输。

Ethernet

19…简述 Ethernet 网络的研究与发展。

Ethernet是一种广泛用于局域网（LAN）的通信技术，它的研究与发展经历了多个阶段。以下是Ethernet网络的研究与发展的简要概述：

1. 早期研究（1970年代）： Ethernet的最早起源可以追溯到20世纪70年代初，由来自Xerox PARC实验室的Robert Metcalfe和他的团队首次提出。最初的Ethernet标准被称为DIX（Digital, Intel, Xerox） Ethernet，它的传输速率为10 Mbps。

2. 标准化和商用化（1980年代）： 随着对局域网需求的增长，Ethernet开始标准化并进入商用领域。1983年，IEEE组织成立了802.3工作组，制定了Ethernet的标准。最初的标准包括10Base5和10Base2，它们分别指定了基于同轴电缆和细小同轴电缆的物理层规范。

3. 10Mbps Ethernet（1980年代末 - 1990年代初）： 10Mbps Ethernet成为第一个广泛应用于商业和教育机构的Ethernet标准。它采用了CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）的访问控制协议。

4. Fast Ethernet（1990年代中期）： 随着网络流量的增加，对更高带宽的需求也增加。因此，IEEE 802.3标准进行了更新，引入了100Mbps的Fast Ethernet，使以太网速度提高了十倍。

5. Gigabit Ethernet（1990年代末 - 2000年代初）： 随着网络需求的继续增长，IEEE 802.3标准再次进行了更新，引入了1Gbps的Gigabit Ethernet。这使得以太网在更大的网络环境中成为可行的选择。

6. 10Gbps以太网及以后（2000年代后）： 随着技术的不断发展，Ethernet标准继续升级，支持更高的速度。出现了10Gbps以太网，以及更高速率的版本，如40Gbps和100Gbps以太网。

7. 数据中心以太网： 随着云计算和大规模数据中心的兴起，对更高性能和更低延迟的需求推动了数据中心以太网的发展，包括25Gbps、50Gbps和100Gbps以太网。

总的来说，Ethernet网络经历了从最初的10Mbps到目前更高速率的演进，它在全球范围内成为最为常见和重要的局域网技术之一。其不断的标准化和发展使得Ethernet能够适应不断变化的网络需求。

Ethernet 的核心技术是共享总线的介质访问控制 CSMA/CD 方法，而它的设计思想是来源于 ALOHA 网。CSMA/CD 方法用来解决多节点如何共享共用总线的问题。
快速以太网与原来在 100Mbps 带宽下工作的 FDDI 相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，能有效的利用现有的设施。
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。
万兆以太网规范包含在 IEEE 802.3 标准的补充标准 IEEE 802.3ae 中，它扩展了 IEEE 27802.3 协议和 MAC 规范，使其支持 10Gb/s 的传输速率。

25、IEEE802.3协议的以太网媒体访问控制方法是怎样工作的？

在总线网系统中,每个站都能独立地决定帧的发送,如果两个或多个站同时发送,就会发生冲突,同时发送的所有帧都会出错。为了解决冲突,以太网采用带有冲突检测的载波监听多路访问**(CSMA/CD)技术**,并用二进制指数退避和1-坚持算法。
载波监听多路访问(CSMA)技术也叫先听后说,希望传输的站首先对媒体进行监听以确定是否有别的站在传输。如果有空,该站可以传输,否则,该站退避一段时间后再尝试。1-坚持算法是:1)如果媒体是空闲的,则可以发送;2)如果媒体是忙的,则继续监听,直至检测到媒体空闲,立即发送;3)如果有冲突(在一段时间内未得到肯定的回复),则等闲一随机量的时间,重复步骤1。二进制指数退避算法是:(设传播时间为a)1)对每个帧,当第一次发生冲突时,设置参量L=2。2)退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数。一个时间片等于2a。3)当帧重复发生一次冲突,则将参量L加倍。4)设置一个最大重传次数,超过这个次数,则不再重传,并报告出错。

17、在IEEE802局域网标准中，只定义了（物理层）和（数据链路层）两层。

6.尽管Ethernet的数据传输速率从10Mbps 发展到100Mbps、1Gbps和 10Gbps，但是它们MAC层仍采用（CSMA/CD）方法,帧结构也没有变化,改变的只是相应的（物理层协议）。

移动IP

5、简述移动IP的设计目标与主要特征

（1）特征：在移动结点，改变接入结点时，不论是在不同的网络之间或是在不同的物理传输介质之间移动时，都不必改变其IP地址，可以在移动过程中保持已有通信的连续性。
（2）特征：移动IP要与现有的Internet协议兼容；
移动IP地址与底层所采用的物理传输层介质类型无关；
移动IP协议传输层以上的层协议是透明的；
移动IP协议应该具有的良好的可扩展性、可靠性和安全性。

3.（）移动IP的设计由移动节点在改变接入节点时，无论是在不同的网络之间,或者
是在不同的物理传输个质之间移动时，只需要改变其IP地址。就可以在移动过程中保持已有通信的连续性。F

真题