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网络复习思维导图（HCIP）
https://www.edrawsoft.cn/viewer/public/s/038e2370897928
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一、宏观数据帧详细结构
二、实战演练网络计算题
2.1 计算网络地址
• 已知IP 地址是 10.65.42.12，子网掩码是 255.192.0.0。试求该IP所处的网络的网络地址。
步骤：
①将IP地址和子网掩码分别转化为二进制。
IP地址： 00001010. 01000001. 00101010. 00001100
子网掩码: 11111111. 11000000. 00000000. 00000000
②将两者按位与或通过网络位全为1，主机位全为0。
最终求得网络地址为: 00001010. 01000000. 00000000. 00000000
将网络地址转化为十进制最终结果为: 10.64.0.0
2.2 计算子网划分
- 一个B类地址（129.25.0.0），（1）若要分成3个子网，求其子网掩码？（2）若要分成16个子网，求其子网掩码？
分析题目： 129.25.0.0是B类地址网络位/16位。若要划分子网只能从给出的网络地址中，从主机位中借出几位充当子网位。
①如果是3个子网则需要从主机位最高位开始从中借出2位, 即子网掩码为255.255.192.0 /18
②如果是16个子网则需要从主机位最高位中借出4位, 即子网掩码为255.255.240.0 /20
2.3 计算CRC码
- 假定要发送信息位串为101001，若生成多项式为P(x)=x^3+x^2+1，求其对应的CRC校验码和最终发送的信息块（发送序列），要求写出详细的计算步骤。
分析： 信息位串就是计算机要发送的数据帧。生成多项式就是通信双方的计算机预先协商好的除数的另一种表示形式，如果是计算数据帧的CRC校验码需将多项式转化为除数。
先修知识：
①生成多项式的“最高指数位+1”就是除数的位数。
②生成多项式每项的指数对应的就是除数所在位的下标，每项对应的除数位上的值就是1；若除数的某二进制位上的值为0，则其对应的多项式表现形式可省略其项的表示。
③所求的CRC值的位数等于“除数的位数-1”
④被除数=在信息位串的后面添加“CRC位数个0”
⑤模2除法运算就是单纯的使相同位数相除，位数不足时此商该位的值为0、相同时该位上的值为1，并将被除数剩余位上的值来凑够与除数相同的位数后在相除。
CRC计算步骤：
①根据多项式得出其除数
由P(x)=x^3+x^2+1多项式，可知除数的位数为4，其除数为1101。
②计算CRC的位数长度
由①得出的除数1101，可知CRC的位数是3。
③对信息位串进行预处理求出被除数（在信息位串的尾部添加CRC长度个0）
由信息位串101001, 可知被除数为101001000
④根据模2除法运算将“被除数/除数=商.....余数”，其余数即为信息位串的CRC校验码。
由以上计算可知余数为1，由于数据帧CRC效验码的位数为“除数位-1即4- 1=3”,所以最终CRC校验码的值001。
⑤根据上面计算出的信息位串（数据包）的CRC效验码，可知最终主机发送的信息块为101001001即在数据包的尾部加上CRC校验码。
2.4 计算主机地址范围和下一跳
设某路由器建立了如下路由表：
目的网络 子网掩码 下一跳
128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 255.255.255.128 R2
192.4.153.0 255.255.255.192 R3
0.0.0.0 0.0.0.0 （默认） R4
现共收到2个分组，其目的地址分别为：
（1）128.96.39.10
（2）128.96.40.12
问题1：路由表中每个路由表项的目的网络包含的可用地址范围？
分析：根据题干可知，本题是让求每个网络地址可用的主机IP数量。
以128.96.39.0网络地址为例，其子网掩码是255.255.255.128/25。
将两者分别转化为二进制为：
网络地址：10000000. 1100000. 00100111. 00000000
子网掩码: 11111111. 11111111.11111111.10000000
由以上子网掩码可知，网络地址的主机位有7位，其IP地址范围分别从*.*.*.00000000~*.*.*.01111111即128.96.39.0~128.96.39.127，由于主机IP的起始地址表示网络范围，最后一个地址是广播地址。所以128.96.39.0网络地址的可用地址范围为：128.96.39.1~128.96.39.126
问题2：分别计算出上述2个分组其“下一跳”地址，并说明理由。
计算原理：将分组IP分别与路由表项中的每个网络的子网掩码进行按位与运算，求出其分组所在的网络地址。如果结果与其子网掩码所对应的目的网络相同，则说明此分组属于此路由表项所对应的目的网络，分组的下一跳就是此目的网络对应的下一跳出接口。如果计算的结果与其子网掩码所对应的网络不一致，则说明此分组不属于此路由表项。
以128.96.39.10分组IP地址为例，将其分别与路由表项中的子网掩码进行按位与运算，如：
IP地址二级制表示： 10000000. 1100000. 00100111.00001010
子网掩码255.255.255.128：11111111. 11111111.11111111.10000000
将两者按位与运算得出的网络地址为10000000. 1100000. 00100111.00000000将其转化为十进制就是128.96.39.0 由于计算结果与路由表项中子网掩码所对应的目的网络相同，都是128.96.39.0 ，所以128.96.39.10分组属于此目的网络，此分组的下一跳就是接口m0。
三、理论题
1、计算机网络的五层协议结构模型包含哪些层？计算机网络中常用设备处于五层协议结构模型哪一层？哪一层负责可靠的数据传输？
①TCP/IP五层协议模型从上到下包括：应用层（http、ftp、smtp、telnet、dns等）、运输层（tcp、udp）、网络层（IP协议、路由器）、数据链路层（mac、交换机）、物理层（比特流、传输介质）
②计算机、服务器等终端设备包含5层全部，交换机一般处于2层少数处于2和3层，路由器通常属于3层，防火墙位于2~5层。
③运输层的tcp负责数据的可靠传输。
2、因特网的组成？包含哪些设备？
①因特网通常有资源子网（服务器、客户机、存储设备、外围设备等）、通信子网（网卡、交换机、路由器、防火墙、AP、调制解调器、基站等）组成。
3、100Base-T、1000Base-FX网络采用的传输介质分别是什么?
①100Base-T: 前面的数字100表示100M带宽，T表示传输介质是双绞线（5类以上都可以）。
②1000Base-FX: 带宽是1000M即1G, 所用的传输介质通常是多模光纤（分别用于收发光信号）。
4、A/B/C三类地址的网络号范围，IP地址61.185.125.88属于哪一类IP地址？
A类地址范围: 0.0.0.0~127.255.255.255 /8
B类地址范围: 128.0.0.0~191.255.255.255 /16
C类地址范围: 192.0.0.0~223.255.255.255 /24
D类组播地址范围：224.0.0.0~239.255.255.255
由上可知61.185.125.88属于A类地址。
5、不同设备之间的网络通信方式有哪些？请做简单介绍。
①单工：数据帧只能单向传输，不能双向通信（如：收音机）
②半双工：可以双向通信，但双方不能同时发消息（如：对讲机）。
③全双工：双方可以同时发送消息，进行双向通信，需要两个信道（如：微信）。
6、请简要叙述一下PDU（协议数据单元）在网络每一层中如何称呼?
⑤应用层：报文
④运输层：数据段
③网络层：数据包（IP地址）或分组
②数据链路层: 数据帧（MAC地址）
①物理层：比特流
7、IPV4地址有多少位数、IPV6地址有多少位数? MAC地址有多少位？
①IPv4: 占4个字节，共4*8=32位
②IPv6: 占16个字节，共16*8=128位
③MAC: 占6个字节，共6*8=48位
8、分类的IP地址由网络位和主机位组成，进行子网划分时，子网地址位来自哪一部分？
①主机位。由于运营商分配的网络地址的网络位都是固定的，如果要进一步对其进行划分子网，只能从运营商分配的IP网络地址的主机位（高位）借位作为子网地址位，来进行进一步划分子网。
9、OSI的七层协议结构中，TCP协议、IP协议分别在哪层？
①TCP协议位于运输层（四层）、IP协议位于网络层（三层）。
10、计算机网络中的“时延”由哪几部分组成？
①发送时延：从数据帧的头到尾传输出去的时延
②传播时延：比特流在传输介质中传播所用的时间
③排对时延：分组到达路由器后排队等待被处理或发送的时延
④处理时延：网络设备对分组进行处理所用的时间。
11、DNS是什么？有什么功能？
①DNS即域名解析系统。负责将域名解析成IP地址返馈给请求查询的主机。其功能包括域名解析、DNS安全机制、负载均衡和故障转移以及隐私保护等。
12、信道复用方法有哪些？做简单介绍。
信道复用就是多个信号使用同一个信道来传输数据，而不像以前那样一个信道只能允许一个信号通过如：单工、半双工。
①频分复用：将一个信道的总频带（带宽）分别切割成多份，每份负责传输一个信号。
②时分复用：将需要从这一个信道通过的多个信号分别分配一个时间段，每个时间段内只允许一个信号从此信道中通过类似于java中cpu对多线程的处理。
③波分复用：允许不同波长的光信号在一个信道中传输，而相同波长的光信号不能在一个信道中同时传输，因为会相互干扰。
④码分复用：多个信号在通过一个信道之前，为每个信号分别分配不同的码型，从而避免了多个信号同时在一个信道中传输可能带来的信号干扰问题。
13、ARP是什么？有什么功能？
①ARP是地址解析协议，工作在网络层和数据链路层之间，用于将IP地址解析成对应的mac地址。其主要功能包括：地址转换、检测IP地址是否冲突（免费ARP）、ARP代理等。
14、RIP协议和OSPF协议各有什么特点？
RIP和OSPF都是IGP（内部网关协议）协议，用于自治系统内部的动态路由协议。其中两者的特点如下：
RIP：
①RIP使用距离向量算法来确定到达目标网络的最佳路径（跳数），进而生成路由表项。
②RIP的可用最大跳数为15（数据帧最大只能跨越15个路由器）。
③启用RIP协议的路由器每隔30s广播一次路由信息。
④RIP协议算法相对简单、功耗小，适合在小型网络中使用。
OSPF：
①OSPF是基于链路状态，采用SPF算法结合自身的LSDB数据库，来计算到达目的网络的最短路径，进而生成路由表项。
②OSPF无最大跳数限制，适用于大型网络。
③OSPF使用hello报文来建立邻接关系，并使用LSA（链路状态通告）报文来传递网络拓扑变更信息。
④OSPF支持VLSM和CIDR。
⑤OSPF支持区域划分。从而减少每个路由器LSDB的规模，具有一定的防环作用。
⑥OSPF的路由表项分为外部路由和内部路由。ospf可以将其它路由协议的路由信息引入到本协议中。
15、ftp、ssh、telnet、smtp、http的默认端口号是多少?
①ftp的数据端口20、控制端口21
②ssh使用22端口
③telnet使用23端口
④smtp使用25端口
⑤http使用80端口,而https使用443端口
16、传输层的UDP协议、TCP协议的特点？（连接和可靠性方面）
udp协议特点：
①无连接。在发送数据帧之前不需要事先与目的主机建立连接（不用打招呼）。
②不可靠。没有确认和重传机制，数据包在传输过程中丢失、乱序、损坏不做任何处理。
③面向数据报。udp会将大的数据分割成多份小的数据包独占寻址传输。
④开销小，数据帧传播速度快。udp首部长度短、发送数据之前无需事先建立连接。
TCP协议特点:
①面向连接。在发送数据之前需要与目的主机进行三次握手，结束连接需要四次挥手。
②可靠传输。tcp具有确认、重传和流控机制从而确保数据的完整性和正确性。
③顺序传输。源主机只有接收到目的主机的确认消息后，才会发送下一个数据帧，从而保证数据帧到达目的主机是按序的。
④流量控制。避免源主机发送数据过快，导致数据溢出目的主机的输入缓冲区。
⑤拥塞控制。 tcp发送方可以根据网络的流量状况动态调整自己的拥塞窗口大小，从而决定了单位时间内可以发送的数据帧数量；当网络拥堵时，源主机会减少发送的数据帧数量，当网络空闲时，会加大数据帧的发送数量。
17、比较电路交换和分组交换?
①电路交换：双方在通信之前会事先建立一条专用的物理线路，专门用于两者之间的数据传输，只要双发通信不结束，会一直独占这条物理线路（电话）。
②分组交换：源主机在发送数据之前会将数据划分成多个小数据包并进行传输，在传输过程中，这些小数据包可能会经过不同的路径最终到达目的主机；目的主机收到这些小数据包后会对他们进行重新组装成原始数据（互联网数据传输）。
通过以上分析不难看出，电路交换适合对实时性、可靠性要求较高的通信；而分组交换适合数据量大、传输时间长、对实时性要求不是很高的通信（现已成为主流技术）。
18、常用的windows命令？
①ping、ipconfig /all、tracert、netstat、nslookup
19、计算机网络的传输介质、特点？
①同轴电缆。传输频带宽、可以传输模拟信号和数字信号、抗干扰能力强、传输距离较远、安装复杂、成本略高。
②双绞线。抗干扰能力强、布线方便、线缆利用率高、成本低、适用范围广
③光纤。传输频带宽、传输速率高、光波信号传输损耗低、抗电磁干扰能力强
⑤无线电波。波长范围很宽、传输速率高、广泛用于无线通信、抗干扰能力差。
20、IP地址和硬件地址之间的关系?
①IP地址用于全球范围内的网络通信，硬件地址用于实现数据帧在以太网中的寻址；IP地址与硬件地址两者之间协同工作以实现数据在网络中传输。
21、防火墙的主要功能？
①保护内部网络不受外部网络的入侵和攻击。
②对数据包进行路由转发
③网络地址转换（NAT）
④提供VPN的支持
22、路由器的工作原理？
路由器收到数据帧后会先分析数据帧的目的mac地址，如果与其接收接口的mac地址相同则表明是发给自己的、于是进行解封装去掉2层的首部。接着开始检查数据包的目的IP地址，如果与本路由器的IP地址相同则说明此数据包是发给自己的，于是对数据包进行处理；如果目的IP不是自己的，则查询路由表项将此数据包进行转发给下一跳站点。
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