计算机网络（计算机网络第八版谢希仁课后答案）

刚考完试，陆续更新一下参考的资料。

我感觉我考试没考好。参考教材是谢希仁的第8版，里面有老师画的一些要点，但不是很全面。

第一章 绪论

1 互联网的组成 P9

边缘部分

由所有连接到Internet 的主机组成。用户直接使用。

主机处理用户信息

作用：沟通和资源共享

核心部分

它由许多网络和连接这些网络的路由器组成。

路由器用于转发数据包，或执行数据包交换。

作用：向边缘提供服务（提供连接和交换）

2 通信方式 P10

客户端服务器模式（C/S模式）

主要特征：客户端是服务的请求者，服务器是服务的提供者。客户端和服务器本质上都是指计算机进程（软件）。

点对点方式（P2P方式）

如果两台主机都运行点对点连接软件（P2P软件），则两台主机都可以下载对方硬盘上存储的共享文件。

因此，这种方法称为P2P方法。

3 数据交换的方式 P12

线路切换

电话系统使用电路交换

数据包交换

网络通信采用分组交换

消息交换

3.1 电路交换

过程：

建立连接（占用通信资源）

通话（一直占用通讯资源）

释放连接（归还通信资源）

特征：

整个通话过程中，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。

当使用电路交换传输计算机数据时，由于计算机数据在传输线上以突发形式出现，因此线路的传输效率往往很低。

技术：

复用技术：频分复用、时分复用、码分复用等。

扩展这一概念：将双绞线、铜缆、光纤和无限制介质上的多通道信号中的一个通道（例如，特定频率、特定时隙或特定代码序列）交换为另一个通道。

3.2 分组交换

使用存储转发技术。

发送的整个数据块称为消息。在发送消息之前，长消息被分割成较小的等长数据段。

每个数据段前面都有一个标头，其中包含形成数据包所需的控制消息。分组也称为“包”，分组标头也称为“数据包标头”。

首都

包头、分组

包

主机可以处理有关用户的信息并通过网络与其他主机交换信息。路由器用于数据包转发或数据包交换。在存储转发方法中，分组在传输数据之前不需要占用端到端的通信资源。数据包已发送。

优势：

高效的

它在报文传输过程中动态分配传输带宽，逐段占用通信链路。

灵活的

为每个数据包单独选择最佳转发路由

快速地

使用数据包作为传输单位允许您将数据包发送到其他主机，而无需先建立连接。

可靠的

确保可靠性的网络协议。分布式多路由分组交换网络提高了网络的生存能力。

坏处：

由于数据包在每个路由器存储和转发时必须排队，因此会出现一些延迟。

无法确保通信所需的端到端带宽

每个数据包必须携带的控制信息会产生一定量的开销。整个分组交换网络还需要专门的管理和控制机制。

3.3 三种数据交换的主要特点

三种交换方式在数据传输阶段的主要特点是：

线路切换

整个消息的比特流从源点连续发送到目的点，就像在管道中发送一样。

消息交换

整个消息首先发送到邻居节点，然后存储在转发表中并转发到下一个节点。

数据包交换

单个数据包（整个消息的一部分）被发送到相邻节点，存储，在转发表中查找，然后转发到下一个节点。

4 网络的分类 P19

4.1 按照网络的作用范围进行分类

广域网WAN

城域网城域网

局域网

4.2 按照网络的使用者进行分类

公共网络

全球开放

专用网络

军事、铁路、银行等系统

5 指标（专有名词）P21

速率（数据速率、比特率）

单元：

（比特/秒）

带宽

模拟信号

模拟信号的频率带宽

计算机网络

请参阅“最大数据速率”来指示网络中特定通道的数据传输能力。

单元：

（比特/秒）

6 时延的计算 P22

传输延迟

传输延迟是主机或路由器发送数据帧所需的时间。

单元：

（第二）

传播延迟

传播延迟是电磁波在通道内传播一定距离所需的时间。

单元：

（第二）

7 网络协议的三要素 P29

语法

数据和控制信息的结构或格式

语义

应该发送什么控制信息，应该完成什么动作，应该做出什么响应？

同步

事件执行顺序（时序）详解

8 协议与服务 P34

协议

意义

协议是控制两个对等实体（实体）如何通信的规则的集合。

功能

在协议的控制下，两个对等实体之间的通信允许该层向更高层提供服务。实现该协议层还需要使用其下面的层提供的服务。

协议和服务之间的区别

实现协议允许它向更高层提供服务。使用此服务层的实体只能看到服务，而看不到底层协议。

也就是说，下层协议对于上层实体是透明的。

该协议是“水平的”。换句话说，协议是管理对等实体之间通信的规则。

服务是“垂直的”。即通过层间接口从下层向高层提供服务。

为了使用下层提供的服务，上层必须与下层交换许多称为服务原语的命令。

第二章 物理层

1 物理层的特性 P42

机械性质

外观、尺寸、引脚数量、排列方式、连接器等（可见）

电气特性

接口电缆每条线上的电压范围

特征

某条线路上出现一定水平的电压意味着什么？

示例：级别范围

意思是发送

工艺特点

不同函数中各种事件可能发生的顺序

2 通信系统的三要素 P43

源系统

源、发射器

传输系统

目标系统

端点、接收者

3 三种通信方式 P44

单工通信（单向通信）

只能朝一个方向通讯

示例：广播

半双工通信（双向交替通信）

不能同时发送和接收

全双工通信（同时双向通信）

可以同时发送和接收

4 数字信号的调制 P45

用于将数字信号转换为模拟信号的基本带通调制方案：

调幅(AM)

调频

相位调制(PM)

5 曼彻斯特编码 P45

一个周期内从高电平到低电平的切换就代表了输出。

一个周期内从低电平到高电平的切换就代表了输出。

6 有线传输介质 P48

双绞线（双绞线）

两根相互绝缘的铜线有规律地绞合在一起，形成双绞线。

使用场景：电话系统

从用户电话到交换机的双绞线称为用户线或用户环路。

同轴电缆

光纤

7 信道复用技术 P56

频分复用(FDM)

原理：频分将较宽的信道划分为较窄的子信道，每个信号同时占用不同的带宽资源。

时分复用(TDM)

原理：分时将时间划分为小时间片，不同时间片传输不同信号，所有用户在不同时间占用相同的频率带宽。

波分复用(WDM)

码分复用(CDM)

8 宽带接入技术 P63

ADSL技术

非对称数字用户线（ADSL）技术利用数字技术对现有的模拟电话用户线进行转换，使其能够承载宽带数字业务。

ADSL的下行（ISP到用户）带宽远大于上行（用户到ISP）带宽。因此，它被称为“不对称”。

ADSL调制解调器

接入终端单元也称为ATU

电话终端：ATU-C（C代表终端）

用户家：ATU-R（R代表远程）

我国采用的ADSL调制解调器技术是离散多音(DMT)调制技术。

ADSL接入网络配置：

数字用户线接入复用设备 用户线 用户驻地设备

ADSL 变种

SDSL（对称DSL）

HDSL（高速数字用户线）

VSDL（超高速数字用户线）

DSL可以记为xDSL

第三章 数据链路层

1 信道的类型

点对点通道

使用一对一的点对点沟通

广播频道

使用一对多广播通信。使用专用共享通道协议协调来自许多主机的数据传输。

2 数据链路层的功能 P74

陷害的

在数据之前和之后添加标头和标尾以形成框架。

指定可发送帧的数据长度上限—— 最大传输单元MTU

透明传输

使用字节填充解决透传问题

错误控制

循环冗余校验CRC

3 循环冗余校验CRC计算的方法 P76

欲了解更多信息，请参阅本书（Open Swinging Bird）第76页。

4 点对点协议PPP—零比特填充 P81

PPP协议采用零位填充的方式来实现透明传输。

发送者首先连续扫描整个信息字段五次。

，立即输入

喜欢：

当接收器接收到帧时，它首先找到标志字段。

确定框架边界。

然后，它使用硬件扫描比特流，并且每五个连续的

何时连续服用这5 次

后部

删除并恢复原始信息。

喜欢：

这样保证了透明传输。可以在发送数据比特流中发送比特流的任意组合，而不会导致帧边界错误识别。

5 局域网的分层结构 P86

物理层

数据链路层

MAC 媒体访问控制子层

LLC逻辑链路控制子层

网络层

6 适配器（网卡）的作用 P86

数据缓存

解决速度不匹配的问题：网络上的数据速率和计算机总线上的数据速率不相同

串行和并行数据传输之间的转换

适配器与LAN之间的通信为串行传输

适配器与计算机之间的通信是并行传输

实施以太网协议

7 CSMA/CD协议 P87

载波侦听多点接入/冲突检测

“先听，后说” “听，后说”

8 截断二进制指数退避算法 P90

冲突后，等待一段随机时间

9 集线器、交换机、路由器的作用和功能 P93

集线器工作在物理层，以半双工方式逐位广播和传输数据。

集线器、交换机、路由器：

集线器运行在物理层

特点：半双工模式，逐位传输数据，以广播方式发送数据。物理连接是星型网络，但逻辑结构仍然是总线式的。

共享以太网

交换机工作在数据链路层

功能：全双工模式，进行分组交换。

交换以太网

路由器工作在网络层

功能：根据路由表信息在不同网络之间转发IP数据包。

10 10BASE-T写法与含义 P92

1990年，IEEE制定了星形以太网10BASE-T标准802.3i。

意义：

“10”是

数据速率

BASE表示连接线上的信号是基带信号

T代表双绞线

10BASE-T(F,2,5)

传输介质：

T代表双绞线

F代表纤维

2\\5代表铜轴电缆，传输距离为200米\\500米

11 MAC层的硬件地址 P95

48 位二进制地址。通过以太网硬件地址寻址。

12 以太网MAC帧的格式 P98

第98页，图3-22

13 冲突域和广播域 P100

冲突域

您可能需要更改交换表中的条目，以考虑到您可能需要更换交换机接口上的主机，或更改主机的网络适配器。因此，交换表中的每一项都有一定的有效期。过期的项目将被自动删除。

分析：

14 以太网交换机 P101

意义：

虚拟LAN VLAN 是多个LAN 段的逻辑分组，独立于物理位置，具有某些共同要求。每个VLAN 帧都有一个独特的标识符，指示发送该帧的计算机属于哪个VLAN。 （按软件划分、按交换机端口划分）虚拟局域网实际上只是局域网向用户提供的一种服务，并不是一种新型的局域网

14.1 工作层次

100BASE-T 是快速以太网的一种。

1995 年，IEEE 创建了快速以太网100BASE-T 标准802.3u。

意义：

“100”是

数据速率

BASE表示连接线上的信号是基带信号

T代表双绞线

14.2 作用

14.3 共享式以太网与交换式以太网的区别

IP地址=网络号+主机号

14.4 交换机的自学习功能

A类地址：0XXX XXXX：

网络掩码是；

, 最大主机数

B 类地址：10XX XXXX：

网络掩码是；

, 最大主机数

C 类地址：110X XXXX：

网络掩码是；

, 最大主机数

D 类地址：1110 XXXX：

;组播地址，无掩码

E类地址：1111 XXXX：

;保留供将来使用

15 虚拟网 P104

网络号

主机号

使用的源地址

使用目标地址

它的意义

0

0

能

不

该网络上的该主机

0

能

不

该网络上的主机号是

主持人

全部1

全部1

不

能

仅在此网络上广播（没有路由器转发广播）

全部1

不

能

网络号

广播到网络上的所有主机

127

任何不全0 或全1 的数字

能

能

用于本地软件环回测试

16 高速以太网 P106

网络前缀

\” 后跟网络前缀中的位数（任意长度）。例如：

具有相同网络前缀的连续IP 地址形成“CIDR 地址块”。

地址块

喜欢：

转换为二进制后特定CIDR 地址块内的地址。

128.14.35.7=10000000 00001110 00100011 00000111

前20 位粗体数字是网络前缀，可以轻松获取地址块的最小和最大地址。

最大地址128.14.32.0 10000000 00001110 00100000 00000000 最小地址128.14.47.255 10000000 00001110 00101111 11111111

选择代表该地址块的最小地址。

子网掩码为：

（斜线之后，前面有一些数字。

）

第四章 网络层

MAC地址是在数据链路层中使用的地址，并且由于它是硬件地址（物理地址）所以不能改变。

IP地址是在网络层之后使用的逻辑地址，并且可以更改。

1 IP地址 P122

IP地址到MAC地址的映射表存储在主机的ARP缓存中，并且该映射表经常动态更新（随着时间的推移进行添加和删除）。

完成IP地址和MAC地址之间的转换

1.1 IP地址的分类

1.2 特殊的IP地址 P124

ICMP 允许主机或路由器报告错误情况并提供有关异常情况的报告。

ICMP 消息类型

ICMP 错误报告消息

ICMP 查询报文

ICMP申请

1.3 无分类编址CIDR P125

更大的地址空间

IPv6 地址为128 位，IPv4 地址为32 位。

扩展地址层次结构

灵活的标头格式

1.4 IP地址与MAC地址 P131

请选择并填空

两种迁移策略技术：双协议栈和隧道技术

隧道技术：用于将IPv6封装到IPv4中，遍历IPv4网络，遍历后解析成IPv6数据报：IPv6

例：如果本段的段号为301，传输的总数据为100字节，则下一个段的序号为401。

预约号码

占用4个字节。这是预期从对等方的下一个消息段接收到的第一个数据字节的序列号。

预约号码

, 含义： 序列号

到目前为止，所有数据均已正确接收。

数据偏移量

占用4位。 TCP报文段的报头长度。 （TCP头最大长度不能超过40字节）

做一个预约

占用6位。当前设置为0 以供将来使用

紧急URG

什么时候

，表示紧急指针字段有效，存在紧急情况。

数据（高优先级）

确认ACK
当

时有效。TCP规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1

推送PSH
当接收方TCP收到

的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满。

复位RST
当

时，表明TCP连接中出现严重差错，需要释放连接，重新建立连接。

同步SYN
在连接建立时用来同步序号。
当

时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，则在响应的报文段中使

终止FIN
当

时，释放一个连接。

窗口
占2个字节。窗口值是

之间的整数。窗口指的是发送本报文段一方的接收窗口。
窗口字段明确指出了现在允许对方发送的数据量，（即8.推送PSH中所指的缓存）。窗口值经常在动态变化。

检验和
占2个字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据两部分

紧急指针
占2个字节。紧急指针仅在

时才有意义，指出本报文段中的紧急数据的字节数。

选项
非TCP首部的固定部分，长度可变，最长可达40字节。当没有使用时，TCP首部长度是20字节。

最大报文段长度MSS
MSS是每一个TCP报文段中数据字段的最大长度

6 TCP可靠传输的实现—滑动窗口 P229

以字节位单位的滑动窗口：

7 TCP的流量控制—滑动窗口 P236

发送方的发送窗口不能超过接收方的接收窗口的数值。

8 TCP计时器

选择题

TCP超时重传计时器 P222
目的：为了控制丢失的报文段或者丢弃的报文段。这段时间为对报文段的等待确认时间。
创建时间：在TCP发送报文段时，会创建对次特定报文段的重传计时器。
重传时间：

（Round Trip Time，往返时间）

TCP持续计时器 P236
目的：主要解决零窗口大小通知可能导致的死锁问题
工作原理：当发送端TCP收到接收端发来的零窗口通知时，就会启动持续计时器。当计时器的期限到达时，发送端就会主动发送一个特殊的报文段告诉对方确认已经丢失，必须重新发送。

TCP保活计时器 P250 
目的：主要是为了防止两个TCP连接出现长时间的空闲。当客户端与服务器端建立TCP连接后，很长时间内客户端都没有向服务器端发送数据，此时很有可能是客户端出现故障，而服务器端会一直处于等待状态。保活计时器就是解决这种问题而生的。

9 糊涂窗口综合征 P237

TCP接收方的缓存已满，而交互式的应用进程一次只从接收缓存中读取1个字节，然后向发送方确认，并把窗口设置为1个字节（但发送的数据报是40字节长）。接着，发送方又发来1个字节的数据（发送方发送的IP数据报是41字节长，数据部分1字节）。接收方发回确认，仍然将窗口设置为1个字节。这样进行下去，网络效率很低。

解决方法：让接收方等待一段时间，或等到接收缓存已有一半空闲的时间。再发出确认报文并通知窗口大小。

10 TCP的拥塞控制 P241⭐

大题

方法：

慢开始（慢启动）

拥塞避免

快重传

快恢复

10.1 慢开始和拥塞避免⭐

慢开始（慢启动）
由小到大逐渐增大注入到网络中的数据字节，也就是说，由小到大逐渐增大拥塞窗口数值

通常在一条TCP连接开始时，cwnd被设置为1个SMSS（发送方的最大报文段），也即cwnd=1该阶段，每当TCP发送方将发送窗口的数据发送完，并顺利接收到所有的确认后，就会将拥塞窗口大小翻倍，也即慢启动阶段，cwnd以指数形式增长，如上图所示；注意这里忽略了接收窗口的影响。拥塞窗口会一直增长直到到达慢开始门限ssthresh，开始执行拥塞避免算法
拥塞避免
该阶段的拥塞窗口变为线性增长，每次cwnd+1，也即每次增加一个SMSS

随着拥塞窗口的增加，发送速率不断提高，当TCP遇到分组超时重传时，即认为发生了网络拥塞
此时将更新ssthresh的值为当前拥塞窗口的一半，上图中是更新为24的一半即12

更新cwnd的值为1

然后继续执行慢启动—拥塞避免，如上图所示

11 发送窗口的上限 P245

考虑流量控制，发送方的发送窗口一定不能超过对方给出的接收方窗口值rwnd；

考虑拥塞控制，发送方的发送窗口不能超过拥塞窗口值cwnd。

发送方窗口的上限值

12 TCP连接的建立（三次握手）P247

准备工作
最开始的时候客户端和服务器都是处于CLOSED状态。主动打开连接的为客户端，被动打开连接的是服务器。
TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时服务器就进入了LISTEN（监听）状态。

一次握手
TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向服务器发出连接请求报文，这是报文首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始序列号seq=x；
此时，TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。

二次握手
TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己初始化一个序列号seq=y；
此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态，这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。

三次握手
TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，ack=y+1，自己的序列号seq=x+1
此时，TCP连接建立，客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。

服务器收到客户端的确认后也进入established（已建立连接）状态，此后双方就可以开始通信了。
TCP建立连接需要三次握手，SYN是发送标志位，ACK是确认标志位.为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢？
主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。

第六章 应用层

1 域名系统DNS P261

完成域名地址向IP地址的转换

规定了网上主机的域名命名的规则

1.1 顶级域名 P263

国家顶级域名nTLD
如：cn表示中国，us表示美国，uk表示英国

通用顶级域名gTLD
如：1. com公司企业 2. net网络服务机构 3. org非盈利性组织

基础结构域名
arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名

1.2 域名解析 P267

主机向本地域名服务器的查询一般都采用递归查询本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用迭代查询

主机m.xyz.com先向其本地域名服务器dns.xyz.com进行递归查询

本地域名服务器采用迭代查询。它先向一个根域名服务器查询

根域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应查询的顶级域名服务器dns.com的IP地址

本地域名服务器向顶级域名服务器dns.com进行查询

顶级域名服务器dns.com告诉本地域名服务器，下一次应查询的权限域名服务器dns.abc.com的IP地址

本地域名服务器向权限域名服务器dns.abc.com进行查询

权限域名服务器dns.abc.com告诉本地域名服务器，所查询的主机的IP地址

本地域名服务器最后把查询结果告诉主机m.xyz.com

2 文件传送协议FTP P269

文件传送协议FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式（如是否使用ASCII码），并允许文件具有存取权限。
FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送协议。

FTP是TCP/IP 协议族中的协议之一。FTP是一个用于在计算机网络上在客户端和服务器之间进行文件传输的应用层协议。

3 动态主机配置协议 DHCP P304

DHCP提供了一种机制，称为即插即用连网。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与配置。
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