计算机网络期末复习

计算机网络
期末复习
发布日期:   2023-07-01
更新日期:   2023-07-04
文章字数:   2.7k
阅读时长:   10 分
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前言

本文 题型部分 为笔者的计网老师在答疑课上所提及的。 计算题部分 根据 bilibili 计算机网络期末复习 应用题 整理而成，若有时间推荐看原视频，本文更适合考前回忆题型，当然也可作为考前速成的练手。

计算机网络考试题型

一、简答题：文字原理或描述，说明网络实例。4 ~ 5道题，4 ~ 5‘ / 题。

二、计算题：针对网络层次的计算题。4 ~ 5道题，6’ / 题。

三、综合应用题： 4 ~ 5道题，8‘ / 题。

四、综合分析题：思政方面 2 道题。

计算题

根据 bilibili 计算机网络期末复习 应用题 整理而成，若有时间推荐看原视频。

冗余码计算

题目 ：

图 1

解析 ：

  1. 观察最高次幂，假设为 n 位，则冗余码长度为 n。
  2. 求除数：将 CRC 码生成的多项式补全（缺的 X 次幂系数为 0，例如图中 G(x) = X6 + X5 + X + 1，缺少 X4 ，X3 ，X2 ），图中的多项式 G(x) 补全后为 X6 * 1+ X5 * 1+ X4 * 0 + X3 * 0 + X2 * 0 + X1 * 1+ X0 * 1，除数即为多项式每一项的系数：1100011。
  3. 求被除数：信息位后补 n 位 0 即为被除数。例如本题信息位是 1101110010001，补全 n 位 0 后是 1101110010001000000。
  4. 被除数和除数逐位做 异或 操作（相同得 0，不同得 1），若余数不足 n 位则在余数前补 0，结果即为冗余码。例如本题 1101110010001000000 和 1100011 做摩尔运算结果为 10110，不足 6 位，补全后得到冗余码：010110。

冗余码别名 ：

  • 校验序列
  • FCS
  • 帧检验序列
  • 冗余多项式 R(X)
  • 余数 R

数据报分片

前缀知识 ：

TCP 首部至少 20 字节

UDP 首部 8 字节

DF：don’t fragment 不允许分片

MF：more fragment

片偏移字段，单位为 8 字节

数据报长度：数据长度 + 首部长度

数据部分长度：数据长度

TIP ：关于 TCP 长度：TCP首部固定长度为20个字节，可变长度为40个字节，因此，首部最大长度为60个字节。

题目 ：

图 2

答案 ：

总长度 标识字段 DF 标志位 MF 标志位 分片偏移字段
原始分组 3820 666 0 0 0
分片 1 1420 666 0 1 0
分片 2 1420 666 0 1 175
分片 3 1020 666 0 0 350

解析：

  • 总长度为数据部分长度 + IP 首部：3800 + 20 = 3820。若分片，则只对数据分片（也即只对 3800 的数据部分分片），分片后每个分片要单独加 IP 首部。

  • 标识字段用于标明这些分片属于同一分组，所以标识字段均填 666。

  • DF 为 1 标识不允许分片，为 0 表示允许分片。

  • MF 为 1 表示后续还有分片，为 0 表示当前分片为最后分片。

  • 分片偏移字段单位 8 字节。计算分片偏移字段时不计入 IP 首部。数据起始序号为 0。可得原始分组数据序号为 0 ~ 3799，分片 1 数据序号为 0 ~ 1399，分片 2 数据序号为 1400 ~ 2799，分片 3 数据序号为 2800 ~ 3799。分片偏移字段即为每个分片的起始序号除 8。

TIPS ：

  • 若题目问的是 UDP 报文或 TCP 报文，那么需要加上对应的 UDP 或 TCP 首部。
  • 若题目没有给出 IP 分组的最大长度，默认为 1500 字节（包括 20 字节 IP 首部，也即最多传 1480 字节的数据）。

码分多址通信

题目 ：

图 3

解析 ：

  1. 将四个选项依次与收到的码片序列进行正交运算。例如 A 选项结果为：[(-1 * -1)+(-1 * 1)+ ...... +(1 * 1)+(1 * 1)]/8 = 8 ，故 A 发送数据且数据为 1。
  2. 若结果为 1，则表明发送了数据，且数据为 1；若结果为 -1，则表明发送了 数据，且数据为 0，若结果为 0 则表明没有发送数据。

TIP ：不要计算完 A 后就不做了，有可能 4 个选项都发送了数据。

地址聚合

题目 ：

图 4

解析 ：将四个地址块转换为 二进制 ，找 最长前缀 。

答案 ：

图 5

路由表更新

题目 ：

图 6

答案 ：

目的网络 距离 下一跳路由器
10.0.0.0 0 直接
30.0.0.0 7 R7
40.0.0.0 3 R2
45.0.0.0 4 R8
180.0.0.0 5 R2
190.0.0.0 10 R5

以上为 R1 的原路由表

目的网络 距离 下一跳路由器
10.0.0.0 5 R2
30.0.0.0 5 R2
40.0.0.0 3 R2
41.0.0.0 4 R2
180.0.0.0 6 R2

以上为 R2 发来的路由表

目的网络 距离 下一跳路由器
10.0.0.0 0 直接
30.0.0.0 5 R2
40.0.0.0 3 R2
41.0.0.0 4 R2
45.0.0.0 4 R8
180.0.0.0 6 R2
190.0.0.0 10 R5

以上为路由器 R1 更新后的表

解析 ：

  1. 对发来的路由表：所有距离加 1，将下一跳统一为发来的路由器。

  2. 对比原表：

    1. 若发来的路由表中存在原表不存在的目的网络，则直接添加。

    2. 若目的网络两表均存在：

      • 如果下一跳 不同 ，距离小 （相同时不更新）时更新。

      • 如果下一跳 相同 ，则 无条件 更新。原因：新表更具实时性。

TIP ：路由表中的距离是指到达目的网络的距离，而不是到达下一跳路由器的距离。

路由表下一跳

题目 ：

图 7

解析 ：找到与 目的地址 最接近的 目的网络 ，用找到的 目的网络 的子网掩码与 目的地址 逐位相与，看路由表中是否存在与结果相同的目的网络：若有，则使用目的网络的下一跳；若没有，则使用默认的下一跳。

答案 ：

图 8

TIP ：题目有可能会给一个子网掩码，然后给一组目的地址，问目的地址是否属于同一个子网。做法很简单，用所给的目的地址分别与子网掩码逐位相与，若结果相同，则属于同一组子网（因为子网掩码就是用于划分网络号的）。

网桥转发表

题目 ：

图 9

答案 ：

记：转发为1，写入为 2，丢弃为 3，不作任何操作为 0。

图 10

解析 ：

网桥只会四种处理：转发，写入，丢弃，不做任何操作。

转发表中如果没有记录发送端的地址，则记录该地址并记录对应接口。而对于是否丢弃和转发，则需要看表中是否有目的端的记录和位置关系。

表格填写流程：

  1. A->E：由于表 1 中没有 A 的信息，所以需要记录 A 和接收 A 接口。表 2 同理。网桥 1 需要先记录 A 的信息然后转发出去。网桥 2 同理。
  2. C->B：网桥 1 的操作同上。网桥 2 中没有 C 的信息，所以需要记录；不知道 B 的位置，所以要转发。
  3. D->C：同上。
  4. B->A：网桥 1 中没有 B 的信息，所以需要记录；知道 A 的位置且接口为 1，所以丢弃。由于数据被网桥 1 丢弃，网桥 2 不做任何处理。
  5. D->A：网桥 1 和 2 中均有 D 的信息，所以不做记录，直接转发。

子网划分

前缀知识 ：

IP地址分类：

​ A 类：（1.0.0.0 - 126.0.0.0）网络号 8 位

​ B 类：（128.0.0.0 - 191.255.0.0）网络号 16 位

​ C 类：（192.0.0.0 - 223.255.255.0）网络号 24 位

子网要从主机号借位

每划出一个子网就会使得两个主机号不能用，因为全部为 0 和 全部为 1 的主机号有特殊用途

问题 ：

图 11

解析 ：

  1. 首先确定是 C 类网络，则前三个字节不变均为 255。
  2. 确定子网号要从主机号借几位：设需要借 n 位，则有 2n - 2 ≥ 6，得 n 值为 3。子网掩码 二进制后八位即为 11100000，化为点分十进制为 255.255.255.224。
  3. 每个子网的子网号的最后三位是从主机号借来的，分别为 001、010、011、100、101、110，分别对应 网络地址 ：
    2. 255.255.255.32（001|00000）
    3. 255.255.255.64（010|00000）
    4. 255.255.255.96（011|00000）
    5. 255.255.255.128（100|00000）
    6. 255.255.255.160（101|00000）
    6. 255.255.255.192（110|00000）
  4. 对应的广播地址：剩下的主机号全部写为 1，并将其对应的十进制加到 网络地址 的第四个字节上。
    2. 255.255.255.63（001|11111）
    3. 255.255.255.95（010|11111）
    4. 255.255.255.127（011|11111）
    5. 255.255.255.159（100|11111）
    6. 255.255.255.191（101|11111）
    6. 255.255.255.223（110|111111）
  5. 可分配的主机地址范围即为每个子网第四字节的值，但是需要注意，主机号不能全为 0 或 全为 1。以第一个子网为例，可分配的主机地址范围就是 33 ~ 62（主机号加划分的子网号）。其它同理。

TIP ：注意到解析的第 2 步，在算借位时需要减 2，因为 ABC 类网络的子网号和主机号都不允许全 0 或 全1。

拥塞控制算法

前缀知识 ：

轮次 n、拥塞窗口 cwnd、慢开始门限 ssthresh

慢开始：拥塞窗口从 1 开始，每经过一轮拥塞窗口的值乘 2。

拥塞避免：当拥塞窗口的值大于等于慢开始门限时，将拥塞窗口的值调整为慢开始门限的值，每经过一轮拥塞窗口的值加 1。若系统提示超时，则将拥塞窗口的值在下一轮调整为 1，慢开始门限的值调整为发生超时的拥塞窗口的一半。

快重传、快恢复：若收到 3-ACK（表示数据丢失），则在下一轮将拥塞窗口和慢开始门限均调整为当前拥塞窗口的一半。

根据下图理解前缀知识：

图 12

题目 ：

image-20230701220621620

答案 ：

图 13

TIP ：注意，默认轮次从 0 开始，所以第一轮的拥塞窗口值为 2。

知识点

考前 知识点 突击推荐：速通计网期末｜谢希仁版 ，讲的很浅，只适合 2 倍速（或者 3 倍速）快速过一遍。小技巧：bilibili 二倍速下继续按快进键可以三倍速。

若希望深入则推荐 中科大计网 | 《计算机网络-自顶向下方法》 。另外 bilibili 湖科大好像好评也很高，时长也要更短，不过由于笔者只看过中科大版本，这里不多评价。

以下仅放了几张笔者速刷《速通计网期末｜谢希仁版》网课时的截图，以供笔者自己记忆使用。

IP 地址

图 14

网际层协议

图 15

端口号

图 16

TCP 和 UDP

图 17

图 18

应用层常见协议

图 19

文章作者: 心意
文章链接: http://xinyi127.cn/posts/2892.html
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