考研复试-计算机网络-面试题

1.OSI,TCP/IP,五层协议的体系结构是怎样的？它们之间又有哪些区别呢？
答：好的，谢谢老师的提问。
osi协议分为7层，从上至下分别为，应用层-表示层-会话层-网络层-数据链路层-物理层。
tcp/ip协议分为4层，从上至下分别为，应用层-传输层-网络层-网络接口层。
五层协议自上而下分别为，应用层-传输层-网络层-数据链路层-物理层。
osi协议比五层协议多2层，分别是表示层和会话层。tcp/ip协议比五层协议少一层，五层协议中的数据链路层和物理层结合在一起合并成了网络接口层。
tcp/ip体系结构不严格遵循osi分层概念，应用层可能会直接使用ip层或网络接口层。

2.那么，请详细说一下五层协议的体系结构。
答：五层协议从上至下分别为应用层-传输层-网络层-数据链路层-物理层。
应用层是为特定应用程序提供数据传输服务，例如HTTP，DNS等协议，数据单位为报文。
传输层是为主机种的进程提供通用数据传输服务。运输层包括两种协议，分别是传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
网络层是为主机提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段封装成分组。ip层的协议分别是，地址解析协议ARP，网际控制报文协议ICMP，网际组管理协议IGMP。
数据链路层是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。
物理层考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

3.请说一下TCP协议的特点。

• 面向连接，在通信前需要先三次握手建立连接，在通信结束后四次挥手释放连接
• 点对点连接，只支持点对点通信
• 可靠传输，保证传输的数据无差错，丢失与重复
• 全双工通信
• 面向字节流的，TCP传输时会用一个序号来表明自己传输/接收的是哪些字节。

4.请说一下UDP协议的特点。

• udp无需建立连接，因此udp不会引入建立连接的时延。
• 无连接状态。
• 分组首部开销小，tcp有20B的首部开销，而udp只有8B的开销。
• udp没有拥塞控制，因此网络中的拥塞不会影响主机的发送效率。

5.接下来请说一下tcp与udp的区别。

• tcp提供面向连接的，可靠的数据流传输，传输单位为报文段。
• udp提供非面向连接的，不可靠的数据流传输，传输单位为用户数据报。
• tcp只支持点对点通信，而udp支持一对一，一对多，多对一，多对多。
• tcp的首部有20字节，udp的首部开销为8字节。
• tcp有拥塞控制机制，udp没有拥塞控制。
• tcp注重数据安全性，udp数据传输快。

6.TCP和UDP分别对应了哪些协议？
tcp：ftp，telent，smtp，pop3，http
udp：dns，tftp，snmp，dhcp

7.访问www.baidu.com的过程

• 浏览器获取输入的域名www.baidu.com.
• 浏览器向域名系统dns请求解析www.baidu.com的ip地址。
• dns服务器解析出百度服务器的ip地址。
• 浏览器与服务器建立tcp连接（默认端口为80）
• 浏览器发出http请求，请求百度页面
• 服务器通过http请求把首页文件发给浏览器
• tcp连接释放
• 浏览器解析首页文件，展示web页面

8.请解释一下ARP工作原理
根据ip找mac
广播发送arp请求
工作原理如下：

• 每个主机都会在自己的arp缓冲区中建立一个arp列表，以表示IP地址和mac地址之间的对应关系。
• 当源主机要发送数据时，首先根据目的ip地址检查arp列表中是否有目的主机的mac地址，如果有，则直接发送数据。如果没有，就向本网段广播arp数据包，该数据包包括的内容有：源主机ip地址，源主机mac地址，目的主机的ip地址。
• 当本网络的所有主机收到该arp数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的ip地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出源主机的ip地址和mac地址写到自己的arp列表中，如果已存在，则覆盖，然后将自己的mac地址写入arp响应包中，单播发给源主机。
• 源主机收到arp响应包后，将目的主机和mac地址写入arp列表，并利用此信息发送数据。

9.hub，switch，router属于osi的哪一层？
hub是集线器，属于物理层
switch是交换机，属于数据链路层
router是路由器，属于网络层

10.说出套接字Socket的有关含义
每一条tcp连接有2个端点，tcp连接的端点叫套接字（Socket）或接口。端口号拼接到ip地址即构成了套接字。
套接字Socket=（IP地址：端口号）

1.说一下TCP三次握手建立连接的过程
好的，谢谢老师的提问。
首先，由客户机的tcp向服务器的tcp发送一个连接请求报文段，这个报文段不含应用层数据，它的首部中的SYN标志位会被置为1，同时客户机会随机选择一个起始序号为seq=x。
然后，服务器收到来自客户机的请求报文段后，如果同意连接，就会向客户机发回确认，并为该tcp连接分配tcp缓存和变量，在确认报文段中，SYN和ACK都置为1，确认号为x+1，并且服务器会随机产生起始序号为seq=y，确认报文段同样不包含应用层数据。
最后，客户端会收到服务器的确认报文段后，还要向服务器端发送一个确认报文，并且也要给该连接分配缓存和变量。这个报文段的ACK标志位被置1，序号字段为x+1，确认号字段为y+1。该报文段可以携带数据，若不携带数据则不消耗序号。

2.请说一下主机间的通信方式有哪些？
主机间有2种通信方式，分别是客户/服务器方式和对等连接方式。在客户-服务器方式中，客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。而在p2p方式中是不区分客户和服务器的。

3.请说一下电路交换，报文交换和分组交换的区别。
电路交换是整个报文的比特流从源点连续地直达终点，像在一个管道中传输，包括建立连接，传输数据和断开连接三个阶段，最典型的电路交换网络是传统电话网络。
电路交换的优点是通信时延小，有序传输，不会出现失序状态。缺点就是建立连接时间长，线路独占，对故障敏感，通路中任何一点出现问题都无法继续传输。
报文交换是将整个报文转发到相邻节点，全部存储下来，查找转发表，转发到下一个节点。是存储转发类型的网络。
报文交换的优点是无需建立连接，某条传输路径发生故障时可以选择另外一条路径传输，提高了线路的可靠性。那么它的缺点也很明显，会有转发时延，并且需要网络节点有较大的缓存空间。
分组交换和报文交换类似，不过它不再是传输整个报文，它是将报文分组转发到相邻节点，查找转发表，转发到下一个节点，也是存储-转发类型的网络。
分组交换的优点有很多。第一，因为分组的长度固定，所以便于缓冲区存储管理。第二，由于分组是逐个传输的，因此可以使后一个分组的存储操作和前一个分组的转发操作并行，加快了传输时间。第三，减少了重发的数据量，需要重传时仅仅需要重传分组，而不是重传整个报文。它的缺点是分组可能会出现失序，需要对分组按照编号进行重新排序。

4.请说一下计算机网络的主要性能指标
答：主要是以下几点，分别是，速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，以及利用率。

5.那么，请说一下网络时延是由哪几部分组成？各产生于何处？
答：一般来讲，网络时延主要由发送时延和传播时延组成，发送时延是将数据分组从第一个比特到最后一个比特全部推到链路上传输所花费的时间。传播时延是数据分组在链路上传输所需要的时间，若链路拥塞的时候，分组还要经受排队时延，这是分组在链路上等待传输所花费的时间。
时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。

6.为什么要进行网络分层？以及网络分层的原则是什么？
答：网络分层的目的是为了降低协议设计和调试过程的复杂性，便于网络的研究和实现。
网络分层的原则有以下几点：
第一，每一层实现一种相对独立的功能。
第二，层与层之间的交流尽可能少。
第三，保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。

7.网络协议的三个核心要素是什么，各起什么作用？
答：网络协议是指控制对等实体之间的通信规则。
网络协议的三要素是指，语法，语义和同步
语法，定义了数据与控制信息的格式
语义，定义了需要发出何种控制信息，完成何种响应动作以及作出何种响应
同步，定义了事件实现顺序的详细说明

8.协议和服务的联系和区别？
答：协议是”水平的“，服务是”垂直的“。
协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。而服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
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，要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

9.请说一下OSI参考模型各层的主要功能
物理层：比特，任务是实现比特流的透明传输。
数据链路层：帧，任务是将网络层传来的IP数据报组装成帧，该层的三大基本问题是封装成帧，透明传输和差错控制。
网络层：数据报，任务是将分组从源端传送到目的端，实现网络中不同主机之间的数据通信。
传输层：报文段，任务是为主机中两个进程提供端到端的可靠的数据通信。
会话层：允许不同主机上的各个进程之间进行会话，包括建立，管理和终止进程间的会话。
表示层：实现数据压缩，加解密等数据表示变换功能。
应用层：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。

10.请比较一下OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较
相似之处：
都采用分层结构
都基于独立的协议栈
都可以实现异构网络的互连
不同处：
osi定义了三个主要的概念：服务，协议与接口，tcp/ip模型在这三个概念上没有明确区分
osi参考模型出现在协议之前，没有偏向于特定协议，通用性好，而tcp/ip协议出现在协议之后
osi参考模型在网络层支持面向连接和无连接的通信，在传输层支持面向连接的通信，而tcp/ip模型在网络层支持无连接的通信，在传输层支持面向连接和无连接的通信。

1.请说一下波特和比特的区别
波特是码元传输的单位，说明每秒传送多少个码元。
（码元是指一个固定时长的信号波形）
比特是信息量的单位，与码元的传输速率”波特“是两个完全不同的概念。
但是，信息的传输速率”比特/秒“与码元的传输速率”波特“在数量上却有一定的关系。

2.什么是奈氏准则和香农定理？
奈氏准则：带宽受限，无噪声条件下，为避免码间串扰，码元传输速率有上限，但信息传输速率并未给出限制。
香农定理：带宽受限，有噪声条件下，对于一定信噪比和一定带宽，信息传输速率的上限是确定的。

3.结合Internet，说说有连接服务和无连接地服务
答：面向连接服务具有连接建立，数据传输和连接释放这三个阶段。
面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接，当数据交换结束后，则必须终止这个连接。在传送数据时是按序传送的，是可靠交付。
无连接服务，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，资源将在数据传输时动态地进行分配。
无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速，但无连接服务不能防止报文的丢失，重复或失序。是一种不可靠的服务。

4.为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？
答：为了通过共享信道，最大限度地提高信道利用率。
频分，时分，码分，波分

5.码分多址CDMA为什么可以使所有用户在相同的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪音，不易被敌人发现。占用较大的带宽。

6.物理层要解决哪些问题？
答：物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议与服务。

7.数据链路层为网络层提供的服务有哪些？
涉及发送数据帧时需不需要建立链路连接，目的机器收到的数据帧时需不需要发回确认。
无确认的无连接的服务，适用于实时通信或者误码率较低的通信信道，如以太网。
有确认的无连接服务，适用于误码率较高的通信信道，如无线通信。
有确认的面向连接服务，适用于可靠性要求较高的场合。

8.为什么数据链路层要进行组帧？
为了在出错的时候仅仅重发出错的帧，而不必重发全部比特流，从而提高效率。

9.为什么链路层需要加头加尾，而其他层不需要？
因为网络中信息是以帧为最小单位进行传输的，所以接受端要正确的接收帧，必须要清楚该帧在一串比特流中从哪里开始到哪里结束。因为接收端收到的是一串比特流，没有首部和尾部是不能正确区分帧的。而IP数据报仅是包含在帧中的数据部分，所以不需要加尾部来定界。

10.数据链路层组帧的方法
字符计数法：在帧的头部使用一个计数字段来表明帧内字符数，缺点是如果计数字段出现错误，那么就失去了帧边界划分的依据，接收双方将失去同步，从而造成灾难性后果。
字符填充法：使用一些特定的字符来定界一帧的开始与结束。
比特填充法：为比特流设定特殊的首尾标志，为了不使信息位中的数据被误判为首尾标志，每遇到5个连续的1时，将在其后边自动插入一个0.
违规编码法：高-低电平和低-高电平用于表示数据，而高-高电平和低-低电平在数据比特中是违规的，可以利用这些违规编码序列来定界帧的开始和结束。
目前常用的是比特填充法和违规填充法。

1.说一说信道复用技术
答：信道复用技术有以下几种，频分复用，时分复用，波分复用和码分复用。
频分复用：将多路基带信号调制到不同频率载波上，再叠加形成一个复合信号的多路复用技术。
时分复用：将一条物理信道按时间分为若干时间片，轮流的分配给多个信号使用。
波分复用：就是光的频分复用，它在一根光纤中传输多种不同波长的光信号，由于波长不同，各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。
码分复用:码分复用是采用不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方法，它既共享信道的频率，又共享时间。

2.数据链路层的三个基本问题是什么？为什么都必须加以解决？
答：数据链路层的三个基本问题是封装成帧，透明传输和差错检测。
封装成帧是分组交换的必然要求
透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
差错检测防止差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源。

3.帧定界符的作用是什么？
答：假定发送端在尚未发送完一个帧时突然发生故障，中断了发送，但随后很快又恢复正常，于是重新重头开始发送刚才未发送完的帧，由于使用了帧定界，接收端就知道前面收到的数据是个不完整的帧。

4.透明传输中的透明是什么意思？
答：它表示某一个实际存在的事物看起来好像不存在一样。
“在数据链路层透明传送数据”表示无论什么样的比特组合的数据，都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。

5.PPP协议的工作状态有哪些？当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信时，需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？