2解释“协议”的概念，并说明协议额三要素
对等层实体间通信应遵循一些事先约定好的规则，这些规则称为协议
语法：即数据与控制信息的结构或格式。
语义：即各种控制信息的含义，以及完成的动作和作出的响应。
时序：即对时间实现顺序的详细说明。
3简述OSI参考模型中每一层的名称和功能
（1） 物理层，功能是在物理媒体上传输原始比特流。
（2） 数据链路层，功能包括成帧、差错控制、流量控制和传输管理等几个方面。
（3） 网络层，实现的功能主要包括，路由选择，即为在子网上传送的分组选择合适的传送途径；为避免通信子网中因出现过多的分组时造成非拥塞和死锁，网络层还要具备拥塞控制功能；最后还要考虑网络互连问题。
（4） 传输层，为高层用户提供可靠的、透明的、有效的数据传输服务。
（5） 会话层，为表层提供服务，主要实现会话连接到传输连接的映射、加强会话的管理功能。
（6） 表示层，主要功能有，语法转换，将抽象语法转换成传送语法，并在对方实现相反的转换；语法协商，根据应用层要求协商选用合适的上下文，即确定语法并传送；连接管理，利用会话层服务表示连接，管理在这个连接之上的数据传输和同步控制，以及正常的或异常的终止这个连接。
（7） 应用层，为特定类型的网络应用提供访问OSI网络环境的手段。
4简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能
(1) 主机至网络层，负责将相邻高层提交的IP豹纹封装成适合在物理层传输的帧格式并传输，或将从物理网络接收到的帧解封，从中取出IP豹纹并提交给相邻高层。
(2) 网络互联层，负责将报文从源主机传送到目的主机，不同的报文可能会经过不同的网络，而且报文到达的顺序可能与发送顺序有所不同，但是，网络互连层并不负责对报文排序。
(3) 传输层，负责在源主机和目的主机的应用程序间提供端到端的数据传输服务，使主机上的对等实体可以进行会话。
(4) 应用层
5.层和协议的集合称为网络体系结构。
2.1什么是数据传输率？什么事信息传输率？两者有什么关系？
数据传输率又称比特率，是每秒传输的二进制位数
信号传输率又称码元速率、调制速率或波特率，它指每秒信号状态变化的次数，或者通过信道传输的码元个数。
S=Blog2N 或B=S/logN
2.2奈奎斯特定理：在理想低通信道中（不考虑噪声干扰），为避免码间串扰，码元速率的极限值（B）与信道宽度（H）的关系为 B=2H。信道容量C=2Hlog2N=Blog2N
2.3香农定理：热噪声存在情况下，信道容量C=Hlog2(1+S/N)
2.4 曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码
每个二进制位均用“高-低”或“低-高”电平对表示，在每个二进制位持续时间的中间有一次电平跳变，接收方通过检测该跳变保持与发送方比特同步。曼彻斯特编码，每个二进制位中间的跳变作为数据信号，从低电平到高电平的上跳趋势代表二进制0。差分曼彻斯特通过在每个二进制位持续时间的开始处有无电平的跳变分别表示0和1.
2.5常用数据编码1 基本数字信号编码2 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码3 4B/5B编码
电路交换与分组交换的比较：1电路交换静态保留需要的带宽，而分组交换需要时才申请并随后释放。2电路交换数据传输延时小，发送方和接受方可使用任何比特速率、格式或分帧方法。3分组交换通常按流量计费，而电路交换则基于时间和距离计费。
3.1 成帧方法
1 字节计数法：利用头部中的一个域指定该帧中的字节数。
2 使用字符填充的首尾定界法：使用一些特定的字符定界帧的开始和结束，分割不同的段和控制整个信息交互过程，被传输的数据是由若干个字符组成的数据块。
3使用比特填充的首尾标志法：用一组特定的比特模式来标志数据帧的开头和结尾，为了避免与数据段中的比特模式混淆，当发送方数链层遇到5个连续1时，自动在其后填充一个0；接收方进行相反的0删除。4违规编码法
3.2差错控制
1简单差错控制 奇偶校验码 垂直奇偶校验 编码效率R=p/(p+1)水平奇偶校验 编码效率R=q/(q+1)水平垂直奇偶校验 编码效率 R=pq/[(p+1)(q+1)]
定比码 每个码字中含有相同数量的1。
正反码 其冗余位与信息位位数相同，且当信息位中1的个数为奇数时，冗余位与信息位完全相同；当信息位中1的个数为偶数时，冗余位为信息位反码。
循环冗余码海明码
滑动窗口协议：
1停等协议：规定发送方每发送一帧就停下来，等待对方以正确接收的确认返回后才继续发送下一帧，因此称为停等协议，又称一位滑动窗口协议。发送和接收窗口均为1.信道实际有效率：U=L/(L+2RB)
2回退N协议，对顺序接收的管道协议，当发送方发现前面帧未收到确认信息，计时器已经超时后，不得不重发所有未确认的帧，退回到出错的位置重新发送。发送方窗口大小：2^m-1 接收方窗口大小：1 提高信道有效利用率，但是发送方可能会重传很多未出错的帧，造成了信道资源的浪费。
3选择重传协议：接收方在检测到错误时，能够发送一个否定的确认，后面发送来的正确帧虽不能立即递交网络层，但接收方仍可接收下来，放在缓冲区中。接收窗口<=发送窗口<=2^(m-1)
CSMA
1-坚持 监听信道忙后，继续坚持监听信道；监听到信道空闲后，其发送概率为1,。
1坚持CSMA协议性能要好于ALOHA系统，因为有节点发送数据时，其他节点检测到信道忙就不会再发送数据。
非坚持CSMA 当一个节点要发送数据时，首先监听信道，若空闲则发送数据，若信道忙则放弃监听，随即等待一段时间后重新监听。
与1-坚持相比，减少了多个节点同时监听信道，信道空闲后同时发送数据冲突的概率。但同时网络中的平均延时增加。
P-坚持CSMA 在检测到信道空闲后，以概率p发送数据，概率1-p 推迟到下一时隙发送
以概率p发送 概率1-p推迟发送，其目的是降低1坚持中多个结点检测到信道空闲后同时发送数据冲突的概率；采用“坚持”监听，是试图克服非坚持中随机等待造成延迟时间较长的缺点。
带有冲突检测的CSMA(CSMA/CD)
三种坚持的优缺点：非坚持不能利用系统刚刚转入到空闲期的这一段时间；1-坚持确容易在上述时期发生冲突；P-坚持可以在一定程度上客服这些缺点，但却很难选择一个适合各种通信强度的P值。在实际网络中常选择1-坚持，因为1-坚持比p-坚持要简单。
Slot time=2S/0.7C+2t Lm=slot time*R
3.5 10/100Mbit/s 自适应技术
在新一代快速以太网产品中，引入了端口自动协商的功能，不需人工进行配置（注意，使用STP及光纤作为传输介质的设备不支持自动协商技术）。
当设备加电启动后，就立即进行自动协商。端口间在进行自动协商时，首先在连接的链路上发送快速链路脉冲（FLP）信息,FLP信息包含了设备工作模式的信息，支持自动协商端口的双方设备利用FLP所携带的信息实现自动协商并自动配置成共同的最佳工作模式。一旦完成自动协商，确定了共同的工作模式，FLP不再出现，端口间的链路进入正常工作状态。
在10/100Mbit/s 自适应系统中应注意以下两种特殊情况：
1 自动协商功能不涉及传输介质。
2 在自动协商后，集线器上各端口的传输率可能不一致，一些端口工作在10Mbit./s，另一些端口则工作在100Mbit/s。因此集线器设备必须解决传输率不一致的问题，否则系统可能无法正常运行。
3.6IEEE 802.11
某时刻，站点A和C都想发送数据给B，但A C相距较远，彼此没在对方信号传播范围内，因此A C都检测到信道空闲并向B发送数据，结果发生碰撞。这种未能检测到信道上其他站点信号的问题称为隐蔽站问题。
站点B向A发送数据，同时，C想想D发送数据，但C检测到信道忙，于是停止向D发送数据。显然B向A发送数据不影响C向D发送数据。这就是暴露站问题。
CSMA/CA工作过程归纳如下：
1 站点有数据发送并检测到信道空闲，则等待DIFS后，发送整个帧。否则转2.
2 站点执行退避算法。
3当退避计时器减小到0时，站点发送整个数据帧并等待确认。
4若发送站点在规定时间内收到确认信号则表明数据帧发送成功，此时若要继续发送帧则从2开始执行；若站点在规定时间内没有收到确认就必须重传，直到收到确认或若干次重传后放弃发送。
3.7 网桥
1 透明网桥：是一种即插即用设备，只要把网桥接入局域网，不需进行硬软件配置，现有局域网不受网桥影响。以混杂方式工作，接收连接到该网桥的局域网上传递的所有帧，每个网桥维护一个基于MAC地址的转发数据库，网桥根据这个数据库把收到的帧向相应的局域网中转发。网桥X端口接受到MAC帧后，查看转发数据库中是否有对用的目的MAC地址的表项，如果不存在匹配表象，则将该MAC帧向端口X外所有的其他端口转发；若存在匹配表项，并假设该表项对应的输出线路为端口Y，若Y=X,则丢弃该帧，否则，确定端口Y是否处在阻塞或转发状态，如果端口Y是非阻塞的，则把该帧通过Y转发到它所连接的局域网中。
自学习机制：如果从站点A发送的帧从端口X到达网桥，那么从端口X出发沿着相反方向一定能把一个帧传送到A。所以，透明网桥每受到一帧，就记下其源地址和进入透明网桥的端口，作为转发数据库中的一个表项。
VLAN：静态，动态。根据端口号，根据MAC地址，根据第三层协议
建立在交换技术的基础上，通过交换机“有目的”地发送数据，灵活地进行逻辑子网（广播域）的划分。一个VLAN可以看做是一组网络结点的集合，这些结点不必位于同一个物理网络中，但可以不受地理位置的限制而像在同一个局域网中那样进行数据通信。增加了网络连接的灵活性，有利于控制管理成本，能有效减少数据传输过程中的广播风暴，能增加网络的安全。
静态路由选择算法：1最短路由选择算法，其主要思想是将通信子网形式化描述为一个加权连通图，图中每个节点代表一个路由器，每条弧表示一条通信线路。2扩散 3基于流量的路由
链路状态路由选择算法基本思想和操作过程：
1 发现邻居节点并获知其网络地址；
2测量到个邻居节点的延迟和开销；
3组装链路状态分组；
4发布链路状态分组；
5计算新路由。
RIP无穷计算问题：1 毒性反转的水平分割；2出发更新；3抑制规则。
拥塞控制
当子网或子网的一部分出现太多分组时，网络性能开始下降，这种情况称为拥塞
拥塞控制方法：1通信量整形；2缓冲区预分配；3分组丢弃；4定额控制。
IP协议
特殊IP地址：1 直接广播地址，在A B C类IP地址中，主机号全1的地址；2受限广播地址，网络号和主机号全1的地址为受限广播地址；3特定主机地址，在A B C类IP地址中，网络号全0，该地址为本网特定主机；环回测试地址，127.x.y.z；5专用地址，仅在本机构专用网有效的地址。
NAT
工作过程，在专用网连接因特网的路由器上安装NAT软件，NAT路由器与专用网相连的端口使用专用网内地址，与因特网相连的端口使用有效的，唯一的IP地址。
ARP
工作过程：1源主机发送ARP请求报文，其中目的地址字段包含了目的主机的IP，该请求报文被封装在一个广播帧中，网上所有主机都能收到该广播帧。
2 所有收到该请求的主机，从请求报文中取出目的地址与本机IP进行比较，如果不同就将请求报文丢弃，如果地址相同，则发送一ARP应答报文，给出本机的IP地址和MAC地址。
RARP
基本思想：无盘工作站启动时，首先需要从其接口卡中读取系统的硬件地址，然后广播一个RARP请求报文，其中目标MAC地址中存放本系统MAC地址，网络中有一个RARP服务器，它将所有的MAC地址—IP地址对保存在一个磁盘文件中，每当收到一个RARP请求，服务器就检索该磁盘，找到匹配的IP地址，然后用一个RARP应答报文返回无盘工作站。
TCP 传输控制协议
TCP报文段格式
URG，紧急标志字段，指示紧急指针字段是否有效。
ACK，确认标志字段，用于指示确认段标识是否有效。
PSH，急迫标志字段，用于要求马上发送数据。
RST，复位标志字段，用于对本TCP连接进行复位。
SYN，同步标志字段，在连接建立时用来同步序号。
FIN，终止标志字段，用来释放TCP连接。
TCP连接管理
1 TCP连接的建立：三次握手过程中，SYN置1，序号为x（客户端随机选择的一个初始序号），SYN到达服务器主机时TCP检查是否有进程在目的端口进行监听，如果没有，RST置1，拒绝连接；如果同意连接，则为该TCP连接分配缓存和变量，并回应另一个TCP报文段，报文段头部SYN和ACK均置1，确认号字段表示确认对方的初始序号，序号字段为初始序号，这个TCP报文称为SYN ACK段。当SYN ACK段到达主机时，客户机为该TCP分配缓存和变量，并向服务器发送一个TCP报文，该报文SYN=0，ACK=1，确认号字段为y+1，序号为x+1，这个字段称为ACK段。
1 什么事计算机网络？它由哪两大子网络构成，各实现什么功能？
计算机网络是由多台独立自治，相互连接的计算机构成的一个复合系统，以信息交互，资源共享和协同交互为目的。
一部分是由通信线路和通信设备所构成的通信子网；一部分是由互联的计算机，终端，或者提供资源共享的其他设备所构成的资源子网。
通信子网位于整个网络的核心，为资源子网中的计算机提供数据传输服务。资源子网位于网络的边缘，资源子网中的计算机负责运行对信息进行处理的应用程序，它们是网络中信息的源和宿，这些计算机负责向用户提供可供共享的硬件，软件和信息资源。
面向比特的规程具有如下优点：1不依赖于字符编码集；②比特填充的方法由硬件实现较方便，可用于双向同时通信；③可连续发送而不必等待确认，数据速率较高；④能实现各种较完善的控制功能。
2.6 多路复用技术
1 频分多路复用：传输介质有效带宽超过被传输信号带宽时，可以把多个信号分别调制在不同的载波频率上，从而在同一介质上同时传送多路信号，即将信道的可用带宽按频率分割，划分为若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，从而形成多个子信道；在接收端使用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理，这种技术称为频分多路复用。
2 时分多路复用技术：
（1）同步时分多路复用：每路信号占用时隙是分配好的，并且长短相同，时隙与数据源一一对应。
控制简单，实现起来容易。但如果某路信号没有足够的数据，不能有效的使用它的时间片，就会造成信道资源的浪费；而有大量数据发送时信道又没有足够的时间片利用，所以要延迟一段时间，降低了设备的利用效率。
（2）异步时分多路复用技术：允许动态分配时间片，以实现按需分配。如果某路信号没有信息发送，则允许其他信号源占用该时间片，从而提高信道利用率。
3 码分多路复用技术（CDMA）
它既共享频率又共享时间，每个用户可在同样时间使用同样频率进行通信而不互相干扰。抗干扰能力强，频谱类似于白噪声，不易被发现。
任意两码片内积：S T=0
信道中叠加信号为P S*P=0说明没发送信号 S*P=1 发送了1 S*P=-1 发送了0
对任意码片向信道发送信号 发送1时，发送本身，发送0时，发送本身反码。
1.ALOHA
（1）纯ALOHA:任何用户数据需要发送就可以发送；用户通过监听信道来获知是否产生冲突、数据传输是否成功；若发现冲突导致数据发送失败，等一段时间后，重新发送。
帧成功概率为：P=e^-2G 吞吐量S=PG
（2）时分ALOHA 将时间分成等长的时隙，每个时隙可以发送一个帧；用户有数据帧要发送时，不论帧何时产生，都要等到下一个时隙发送；用户通过监听信道获知是否产生冲突；若数据传输失败，则等若干时隙后重新发送。P=e^-G S=PG
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机A和B之间的通信，假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组，按照两次握手的协定，A认为连接已经成功的建立了，可以开始发送数据分组。可是，B在A的数据应答分组在出书中丢失的情况下，，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B认为连接未建立成功，，将忽略A发送来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A在发送的分组超时后，重复发送相同的分组。这样就形成了死锁。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/619b23234b35eefdc8d33355.html
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