计算机网络核心考点整理总结

这一块拖得太久，现在都有点不知道从何下手了。

这一篇主要包括核心概念的总结，核心考点，实验以及一些例题。主要针对我们的考试内容

概述

1.3互联网的组成

边缘部分，核心部分,交换方式，路由器

• 边缘部分：主机（PC、服务器），提供通信和资源共享，通信模式为 C/S（客户端 / 服务器）和 P2P（对等）。

• 核心部分：路由器 + 网络，提供连通性和分组交换服务，核心是路由转发。

• 三种交互技术：分组交换是互联网核心传输技术，将数据分割为小分组，通过 “存储 - 转发” 机制逐跳传输，兼顾资源利用率与传输灵活性。

1.5.2几种不同类别的计算机网络

覆盖范围:局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、互联网（Internet）。

使用者：公用/私用

1.6计算机网络的性能指标（含义，计算）

• 速率：数据传输速率（bps），单位换算（1Kbps=10³bps，1Mbps=10⁶bps）。

• 带宽：信道最大传输速率（理想值）。

• 吞吐量：实际传输速率（≤带宽）。

• 时延：总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延（数据块长度 / 信道速率）+ 传播时延（距离 / 信号传播速率）。

• 时延带宽积：传播时延*带宽

• RTT：往返时间（发送 + 接收响应时间）。

• 利用率：信道被占用的比例（过高会导致时延剧增）

1.7计算机网络体系结构

体系结构，层次划分，五层协议，实体，协议，服务和服务访问点，TCP/IP体系结构

见上表格

物理层

2.2数据通信的基础知识

数据通信系统的模型

有关信道的几个基本概念：单双工、编码，调制

• 单工通信：单向传输；半双工通信：双向交替传输；全双工通信：双向同时传输

• 比特率：单位时间传输的比特数（bps）。

• 波特率：单位时间传输的码元数（波特），关系：比特率 = 波特率 ×log₂M（M 为码元进制数）。

• 调制解调：调制（数字信号→模拟信号）、解调（模拟信号→数字信号）。

常用编码技术

信道的极限容量

限制码元在信道上的传输速率的两个因素：

• 信道能够通过的频率范围。（信道带宽W）

• 信噪比：信号平均功率（S）与噪声平均功率（N）的比值，反映噪声对信号的干扰程度，分两种表示方式：

• 无单位记法：信噪比 = S/N（如 S/N=1000 表示信号功率是噪声的 1000 倍）；

• 分贝（dB）记法：信噪比（dB）= 10×log₁₀(S/N)（如 S/N=1000 对应 30dB）；

• 核心结论：信噪比越高，信号抗干扰能力越强

奈氏准则（无噪声）：码元传输的最高速率：2W(码元/秒)（W:带宽）

香农公式（有噪声）：极限信道传输速率C=W log2(1+S/N) (bit/s)（S/N 为信噪比）

2.4信道复用技术

频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用（了解）

码分复用（计算要求）

• 频分复用（FDM）：按频率划分信道，同时传输多路信号。

• 时分复用（TDM）：按时间片划分，轮流使用信道（固定时隙）。

• 统计时分复用（STDM）：按需分配时隙，提高利用率。

• 波分复用（WDM）：光的频分复用

码分复用（CDM）：不同用户用不同码型，可同时同频传输（计算考点）。

每个用户分配唯一的 m 位码片

流程总结：

1. 发送数据 +1 -> 发送 +S -> 接收端计算 (S • S) / m = 1 -> 解码为 +1

2. 发送数据 -1 -> 发送 -S -> 接收端计算 (S • (-S)) / m = -1 -> 解码为 -1

3. 其他用户的信号 T -> 接收端计算 (S • T) / m = 0 -> 被忽略（视为噪音）

2.6宽带接入技术

ADSL技术（了解，概念术语）

FTTx技术（了解，概念术语）

ADSL 技术（非对称数字用户线）

• 定义：利用现有模拟电话线路（双绞线）改造，实现高速宽带传输的技术，核心是 “非对称速率”（下行快、上行慢）。

• ADSL 最大好处：可以利用现有电话网中的用户线（铜线），而不需要重新布线。

• ADSL 技术把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

• 非对称：下行（从 ISP 到用户）带宽远大于上行（从用户到 ISP）带宽。

• ADSL调制解调器：采用离散多音调DMT调制技术。DMT调制技术采用FDM方法，相当于在一对用户线上使用很多小的调制解调器并行地传送数据。ADSL不能保证固定的数据率。

FTTx 技术（光纤到 xx，光纤接入）

代表多种宽带光纤接入方式。FTTx 表示 Fiber To The…（光纤到…）如

• 光纤到户 FTTH (Fiber To The Home)：在光纤进入用户的家门后，才把光信号转换为电信号。

• 光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)

• 光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)

数据链路层

3.1数据链路层的几个共同问题

差错检验（CRC冗余码）

• 封装成帧

• 帧的长度限制：数据部分最小 46 字节，最大 1500 字节（以太网 MTU），不足则填充。

• 核心意义：解决接收端 “如何区分连续比特流中的不同帧” 的问题。

• 透明传输

• 字节填充：当数据中出现与帧定界符相同的字节时，在其前添加一个转义字节（如0x7D），接收端删除转义字节恢复原数据。

• 零比特填充：在同步传输的帧中，若出现 5 个连续的 1，自动插入 1 个 0，接收端删除该 0，避免与帧定界符（6 个 1）混淆。

• 差错检验（CRC 冗余码）

• 发送端：待传数据（k 位）后补n=生成多项式位数-1个 0 → 与生成多项式 G (x) 做模 2 除法 → 余数为 n 位冗余码（FCS）→ 拼接数据 + FCS 发送。

• 接收端：接收数据 + FCS → 用同一 G (x) 模 2 除法 → 余数 = 0 则无差错；余数≠0 则丢弃帧。

• 关键特性：仅检错、不纠错，实现无比特差错传输，非可靠传输。

3.2点对点协议PPP

了解

• 适用场景：点对点信道（如用户→ISP 的拨号链路、路由器之间的串行链路）的标准数据链路层协议。

• 核心组成

• 封装方法：定义帧格式，支持透明传输（字节填充 / 零比特填充）。

• 链路控制协议（LCP）：建立、配置、测试和释放数据链路连接。

• 网络控制协议（NCP）：配置网络层参数，如给用户分配 IP 地址、支持多协议（IP、IPX 等）。

• 关键特性：支持异步 / 同步传输、差错检测（CRC），无纠错、流量控制和序号功能。

3.3使用广播信道的数据链路层

CSMA/CD协议（工作原理，算法，计算（以太网帧长，网络直径，传播速率））

使用集线器的星型拓扑

以太网的信道利用率

以太网的MAC层（规范、字节、MAC帧格式（含义））

截断二进制指数退避算法确定重传时延

• 退避时延 = 随机数Min[10, 2ᵏ-1] × 基本退避时间（2τ，τ为单程传播时延）, 重传次数k ；

• 重传 16 次仍失败，则丢弃该帧，并向上层协议报告错误。

核心计算考点（必背公式 + 例题）

• 争用期（碰撞窗口）：以太网标准争用期2τ = 51.2μs，确保发送方在发送完一帧前，能检测到所有可能的碰撞。

• 最小帧长计算：L_min = 传输速率R × 争用期2τ

• 例题：10Mbps 以太网的最小帧长？

• 解：L_min = 10×10⁶ bps × 51.2×10⁻⁶ s = 512 bit = 64 Byte。

• 网络直径计算：d = 信号传播速率v × 单程传播时延τ

• 例题：双绞线的信号传播速率约为2×10⁸ m/s，求以太网的最大网络直径？

• 解：τ = 51.2μs / 2 = 25.6μs，d = 2×10⁸ m/s × 25.6×10⁻⁶ s = 5120 m。

• 传播速率相关：结合上述公式，已知网络直径和传输速率，反求信号传播速率，或已知最小帧长和网络直径，反求传输速率。

以太网的信道利用率

• 核心参数：a = τ / T₀，其中τ为单程传播时延，T₀为帧的发送时间（T₀ = 帧长L / 传输速率R）。

• 极限利用率：理想无碰撞场景下，以太网的信道极限利用率为 S_max = 1 / (1 + a)。

• 核心结论：a越小，信道利用率越高。即帧长越长、传输速率越低、传播时延越短，信道利用率越高。

MAC地址

• 格式：48 位二进制数（6 字节），通常用十六进制表示，每两个字节之间用-或:分隔（如00-1A-2B-3C-4D-5E）。

• 组成：前 24 位为组织唯一标识符（OUI），由厂商向 IEEE 申请；后 24 位为厂商分配的扩展标识符，确保每块网卡的 MAC 地址全球唯一。

• 单播地址：第 1 字节的最低位为 0，用于一对一通信（如网卡的物理地址）。

• 组播地址：第 1 字节的最低位为 1，用于一对多通信。

• 广播地址：48 位全为 1，即FF-FF-FF-FF-FF-FF，用于一对所有通信。

• 特性：固化在网卡的 ROM 中，属于物理地址，不随网络拓扑的变化而变化。

3.4扩展的以太网

在物理层（集线器），数据链路层（交换机：分割冲突域，未分割广播域），虚拟局域网（扩展广播域，划分广播域）

1. 交换机的关键特性：

• 自学习能力：通过接收帧的源 MAC 地址，动态生成MAC 地址表（映射 MAC 地址与交换机的端口号）。

• 转发规则：

• 若目标 MAC 地址在 MAC 地址表中：单播转发至对应的端口。

• 若目标 MAC 地址不在 MAC 地址表中：广播转发至所有其他端口（泛洪）。

• 若目标 MAC 地址为广播地址：泛洪至所有端口。

2. VLAN 的关键考点：

• 不同 VLAN 之间的主机无法直接通信，必须通过路由器或三层交换机（网络层设备）转发。

• 标识方法：通过802.1Q 标签在以太网帧中添加 4 字节的 VLAN 标识，其中包含 12 位的 VLAN ID，支持最多 4096 个 VLAN。

• 组网优势：不受物理位置的限制，同一 VLAN 的主机可以分散在不同的交换机上，提高组网的灵活性。

网络层

4.1网络层的几个重要概念

网络层提供的两个服务

网络层的两个层面

• 数据层面：路由器根据本路由器生成的转发表，把收到的分组从查找到的对应接口转发出去。

• 控制层面：根据路由选择协议所用的路由算法计算路由，创建出本路由器的路由表。

4.2网际协议IP

IP地址（ABC,CRDR子网掩码分割聚合）

地址解析协议ARP

IP数据报的格式

子网划分

• 核心目的：将一个大的网络划分为多个小的子网，提高 IP 地址利用率，减小广播域。

• 实现方法：借用主机号的高位作为子网号，剩余的主机号作为子网内的主机号。

无分类编址（CIDR，必考）

• 核心格式：斜线记法，如192.168.1.0/24，其中/24表示网络前缀的位数为 24 位。

4.3IP转发分组的过程

基于终点，最长前缀匹配

• 基于目的 IP 地址：路由器转发分组的依据是目的 IP 地址，而非源 IP 地址。

• 最长前缀匹配原则：路由器在路由表中查找与目的 IP 地址匹配的最长的网络前缀，对应的路由条目即为最佳路由。

4.4网际控制报文协议ICMP

了解（ping）

• 核心功能：辅助 IP 协议工作，用于报告 IP 数据报的传输差错（如目的不可达、时间超过、参数问题）和提供查询服务（如回送请求、时间戳请求）。

• 与 IP 协议的关系：ICMP 报文封装在 IP 数据报的数据部分，属于网络层协议。

• 典型应用：

• ping 命令：基于 ICMP 回送请求报文和回送响应报文，用于测试两台主机之间的连通性。

• traceroute 命令：基于 ICMP 时间超过报文和目的不可达报文，用于跟踪 IP 数据报从源主机到目的主机所经过的路由器。

4.6互联网的路由选择协议

RIP（工作原理计算），OSPF，BGP（了解）

• RIP内部网关协议，距离向量协议。

• (1) 修改 RIP 报文中的所有项目（即路由）：把“下一跳”字段中的地址都改为 X，并把所有的“距离”字段的值加 1。

• (2) 对修改后的 RIP 报文中的每一个项目，重复以下步骤：

若路由表中没有目的网络N，则把该项目添加到路由表中。否则

若路由表中网络 N 的下一跳路由器为 X，则用收到的项目替换原路由表中的项目。否则

若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则用收到项目更新原路由表中的项目。否则

什么也不做。

• (3) 若 3 分钟还未收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为 16（表示不可达）。

• (4) 返回。

• OSPF 内部网关协议，链路状态协议。 无最大跳数限制，收敛速度快，支持变长子网掩码（VLSM）和无分类编址（CIDR），适合大型网络。

• BGP 外部网关协议，路径向量协议。

• 关键特性：基于 TCP 协议传输（端口号 179），确保路由信息的可靠传输；支持无分类编址（CIDR）；具有丰富的路由策略，可实现路由过滤和路由聚合。

运输层

5.1运输层协议概述

UDP/TCP，运输层端口（含义）

把端口设为通信的抽象终点。

5.2用户数据报协议UDP

关键特性：UDP 的检验和不仅检验 UDP 数据报的首部和数据，还会添加一个伪首部（包含源 IP 地址、目的 IP 地址、协议号、UDP 长度），用于确保数据报被正确交付到目的主机的正确应用程序。

5.3传输控制协议TCP

• 核心特点：面向连接、可靠交付、面向字节流、全双工通信、支持一对一通信。

• 核心功能

• 可靠传输：通过确认、重传、滑动窗口等机制实现。

• 流量控制：通过滑动窗口机制，让发送方的发送速率适应接收方的接收能力。

• 拥塞控制：通过慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复等机制，让发送方的发送速率适应网络的拥塞程度。

• 连接管理：通过三次握手建立连接，通过四次挥手释放连接。

5.4可靠传输的工作原理

停止等待协议，连续ARQ协议（基础，了解）

停止等待协议

核心原理：发送方发送一个分组后，停止发送，等待接收方的确认报文；收到确认报文后，再发送下一个分组。

优缺点：优点是实现简单；缺点是信道利用率低，仅适用于低速、低时延的网络。

关键机制

• 超时重传：若发送方在超时时间内未收到确认报文，则重传该分组。

• 确认丢失：若确认报文丢失，发送方会超时重传，接收方收到重复分组后，丢弃重复分组，并再次发送确认报文。

• 确认迟到：若确认报文迟到，发送方收到后，若已经重传过该分组，则丢弃该确认报文；若未重传，则继续发送下一个分组。

连续ARQ协议

核心原理：发送方可以连续发送多个分组，不需要等待每个分组的确认报文；接收方采用累积确认的方式，对按序收到的最后一个分组发送确认报文。

关键机制

• 滑动窗口：发送方的发送窗口表示可以连续发送的分组的序号范围；接收方的接收窗口表示可以接收的分组的序号范围。

• 累积确认：接收方对按序收到的最后一个分组发送确认报文，表示该分组及之前的所有分组都已正确收到。

优缺点：优点是信道利用率高；缺点是若某个分组丢失，会导致后续的分组都被重传（回退 N 步），浪费带宽。

5.5TCP报文段的首部格式

了解

5.6TCP可靠传输的实现

滑动窗口，超时重传时间的确认

(一）滑动窗口机制（核心，连接可靠传输、流量控制、拥塞控制）

1. 核心概念：TCP 的滑动窗口是字节流的窗口，而不是分组的窗口。发送方的发送窗口和接收方的接收窗口的大小可以不同，由双方协商确定。

2. 发送方的发送窗口：由接收方的接收窗口和网络的拥塞窗口共同决定，即 发送窗口大小 = min(接收窗口大小, 拥塞窗口大小)。

• 发送窗口内的字节可以连续发送，不需要等待确认。

• 发送窗口的前沿：已经发送但未收到确认的字节的最大序号。

• 发送窗口的后沿：已经收到确认的字节的最大序号。

3. 接收方的接收窗口：表示接收方的缓冲区的大小，用于流量控制。接收方会在确认报文中，将自己的接收窗口大小告诉发送方。

（二）超时重传时间的确认（了解 + 选择题考点）

1. 核心概念：超时重传时间（RTO）是发送方重传丢失报文段的时间间隔，其值取决于往返时间（RTT）。

2. 计算方法

• 首先测量往返时间（RTT）：从发送报文段到收到确认报文段的时间。

• 然后计算加权平均往返时间（RTTs）：RTTs = (1 - α) × RTTs + α × RTT，其中α为加权因子，通常取0.125。

• 最后计算超时重传时间（RTO）：RTO = RTTs + 4 × RTTd，其中RTTd为往返时间的偏差，用于修正 RTTs 的误差。

5.7.1TCP利用滑动窗口实现流量控制

• 核心目的：让发送方的发送速率适应接收方的接收能力，防止接收方的缓冲区溢出。

• 实现机制：接收方通过接收窗口（rwnd）告诉发送方自己的缓冲区大小，发送方的发送窗口大小不能超过接收方的接收窗口大小，即 发送窗口大小 ≤ rwnd。

• 关键场景：零窗口

• 若接收方的缓冲区已满，接收方会将接收窗口大小设置为 0，发送方收到后，会停止发送数据。

• 当接收方的缓冲区有空闲空间时，接收方会发送一个窗口更新报文段，告诉发送方新的接收窗口大小，发送方收到后，会恢复发送数据。

5.8.2TCP拥塞控制方法

算法，快重传，快恢复

1. 核心目的：让发送方的发送速率适应网络的拥塞程度，防止网络因过载而崩溃。

2. 核心参数：拥塞窗口（cwnd），表示发送方在不引起网络拥塞的情况下，可以连续发送的字节数。

3. 四大核心算法（必考流程）

• 慢开始（Slow Start）

1. 初始时，拥塞窗口大小 cwnd = 1（一个报文段的大小）。

2. 每收到一个确认报文段，拥塞窗口大小加倍，即 cwnd = cwnd × 2。

3. 当拥塞窗口大小达到慢开始门限（ssthresh） 时，进入拥塞避免阶段。

• 拥塞避免（Congestion Avoidance）

1. 每经过一个往返时间（RTT），拥塞窗口大小加 1，即 cwnd = cwnd + 1。

2. 当网络出现拥塞时（超时重传），将慢开始门限设置为当前拥塞窗口大小的一半，即 ssthresh = cwnd / 2，并将拥塞窗口大小重置为 1，重新进入慢开始阶段。

• 快重传（Fast Retransmit）

1. 若接收方收到失序的报文段，会立即发送重复确认报文段（对已收到的最后一个按序报文段的确认）。

2. 若发送方收到3 个连续的重复确认报文段，则判断该报文段丢失，立即重传该报文段，而不需要等待超时重传时间。

• 快恢复（Fast Recovery）

1. 当发送方收到 3 个连续的重复确认报文段时，将慢开始门限设置为当前拥塞窗口大小的一半，即 ssthresh = cwnd / 2。

2. 将拥塞窗口大小设置为慢开始门限的大小，即 cwnd = ssthresh，然后进入拥塞避免阶段。

4. 考试重点：四大算法的流程、慢开始门限的变化、拥塞窗口的变化、快重传与快恢复的触发条件。

5.9TCP的传输连接管理

连接建立（三握手），连接释放（四报文）

（一）连接建立：三次握手（Three-Way Handshake）（必考流程 + 报文段分析）

1. 核心目的：同步双方的序号和确认号，协商窗口大小，建立 TCP 连接。

2. 流程（必考，建议画图记忆）

• 第一次握手：客户端 → 服务器

1. 客户端发送一个SYN 报文段，标志位 SYN=1，序号 seq=x（随机生成的初始序号）。

2. 客户端进入SYN-SENT状态，等待服务器的确认。

• 第二次握手：服务器 → 客户端

1. 服务器收到 SYN 报文段后，发送一个SYN+ACK 报文段，标志位 SYN=1，ACK=1，序号 seq=y（服务器的初始序号），确认号 ack=x+1（期望收到的下一个字节的序号）。

2. 服务器进入SYN-RCVD状态，等待客户端的确认。

• 第三次握手：客户端 → 服务器

1. 客户端收到 SYN+ACK 报文段后，发送一个ACK 报文段，标志位 ACK=1，序号 seq=x+1，确认号 ack=y+1。

2. 客户端进入ESTABLISHED状态，服务器收到 ACK 报文段后，也进入ESTABLISHED状态，TCP 连接建立完成。

3. 考试重点：三次握手的流程、各报文段的标志位、序号和确认号的变化、各状态的变化、为什么需要三次握手（防止过期的连接请求报文段导致错误）。

（二）连接释放：四次挥手（Four-Way Handshake）（必考流程 + 报文段分析）

1. 核心目的：释放 TCP 连接，回收资源。

2. 流程（必考，建议画图记忆）

• 第一次挥手：客户端 → 服务器

1. 客户端发送一个FIN 报文段，标志位 FIN=1，序号 seq=u（客户端的当前序号）。

2. 客户端进入FIN-WAIT-1状态，等待服务器的确认。

• 第二次挥手：服务器 → 客户端

1. 服务器收到 FIN 报文段后，发送一个ACK 报文段，标志位 ACK=1，序号 seq=v（服务器的当前序号），确认号 ack=u+1。

2. 服务器进入CLOSE-WAIT状态，客户端收到 ACK 报文段后，进入FIN-WAIT-2状态。

• 第三次挥手：服务器 → 客户端

1. 服务器发送完所有数据后，发送一个FIN 报文段，标志位 FIN=1，ACK=1，序号 seq=w，确认号 ack=u+1。

2. 服务器进入LAST-ACK状态，等待客户端的确认。

• 第四次挥手：客户端 → 服务器

1. 客户端收到 FIN 报文段后，发送一个ACK 报文段，标志位 ACK=1，序号 seq=u+1，确认号 ack=w+1。

2. 客户端进入TIME-WAIT状态，等待 2 个最长报文段寿命（2MSL）后，进入CLOSED状态；服务器收到 ACK 报文段后，进入CLOSED状态，TCP 连接释放完成。

3. 考试重点：四次挥手的流程、各报文段的标志位、序号和确认号的变化、各状态的变化、为什么需要四次挥手（TCP 是全双工通信，双方都需要发送 FIN 报文段）、TIME-WAIT 状态的作用（确保双方都能正确释放连接，防止过期的报文段导致错误）。

实验（分析设计题）

Packet Tracer常用功能及是使用方法

Cisco设备基本配置模式

• 用户模式

• 特权模式：可查看并修改Cisco设备的配置

• 全局配置模式：用户在该模式下可系应该交换机的全局配置如主机名等

• 接口配置模式：针对f0/1接口进行的，如设定IP等

• 线路配置模式：可以进入虚通道的设置，如远程登录。

综合实验

假设某大学被分配了一个地址块 193.100.200.0/22。该大学有理学院、工学院和文学院三个学院及一个信息中心，其中信息中心有大约500台计算机，工学院有大约200台计算机，理学院有100台左右的计算机，文学院有50台左右的计算机。要求每个学院和信息中心都至少有一个局域网，该大学内所有的计算机都能相互通信，访问校外网络都必须通过信息中心的某一台路由器。

请为每个学院和信息中心分配合适的地址块，并在Packet Tracer中对该大学的网络进行模拟，包括：建立拓扑；给主机和路由器配置IP地址；给路由器配置路由选择协议（RIP或者OSPF），并手动添加默认路由；检查不同网络的主机之间能否ping通。

1. 子网划分步骤：

2. 拓扑搭建与配置：

• 拓扑结构：各学院局域网→交换机→路由器接口（每个子网对应一个路由器接口）→信息中心路由器（连接外网，配置默认路由）。

3、配置路由器

给所有主机配置IP地址和默认网关。给所有路由器配置IP地址、路由选择协议和默认路由。在此处列出每台路由器的配置命令。

(1) 核心路由器 (R_IC 信息中心)
R_IC 作为全校的核心，负责连接各学院、信息中心内部局域网以及模拟校外出口（ISP）。
Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# hostname R_IC

# 1. 配置各接口IP地址
# 连接信息中心局域网
R_IC(config)# interface FastEthernet7/0
R_IC(config-if)# ip address 193.100.200.1 255.255.254.0
R_IC(config-if)# no shutdown
# 连接工学院路由器
R_IC(config)# interface FastEthernet0/0
R_IC(config-if)# ip address 193.100.203.193 255.255.255.252
R_IC(config-if)# no shutdown
# 连接理学院路由器
R_IC(config)# interface FastEthernet1/0
R_IC(config-if)# ip address 193.100.203.197 255.255.255.252
R_IC(config-if)# no shutdown
# 连接文学院路由器
R_IC(config)# interface FastEthernet9/0
R_IC(config-if)# ip address 193.100.203.201 255.255.255.252
R_IC(config-if)# no shutdown
# 连接校外ISP接口
R_IC(config)# interface FastEthernet8/0
R_IC(config-if)# ip address 202.10.1.1 255.255.255.252
R_IC(config-if)# no shutdown

# 2. 配置OSPF路由协议
R_IC(config)# router ospf 1
R_IC(config-router)# network 193.100.200.0 0.0.1.255 area 0
R_IC(config-router)# network 193.100.203.192 0.0.0.3 area 0
R_IC(config-router)# network 193.100.203.196 0.0.0.3 area 0
R_IC(config-router)# network 193.100.203.200 0.0.0.3 area 0
# 向全校下发默认路由
R_IC(config-router)# default-information originate
R_IC(config-router)# exit

# 3. 配置手动默认路由指向ISP
R_IC(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 202.10.1.2
(2) 工学院路由器 (R_Eng)
Router(config)# hostname R_Eng
# 连接局域网接口
R_Eng(config)# interface FastEthernet0/0
R_Eng(config-if)# ip address 193.100.202.1 255.255.255.0
R_Eng(config-if)# no shutdown
# 连接核心R_IC接口
R_Eng(config)# interface FastEthernet0/1
R_Eng(config-if)# ip address 193.100.203.194 255.255.255.252
R_Eng(config-if)# no shutdown

# OSPF配置
R_Eng(config)# router ospf 1
R_Eng(config-router)# network 193.100.202.0 0.0.0.255 area 0
R_Eng(config-router)# network 193.100.203.192 0.0.0.3 area 0
(3) 理学院路由器 (R_Sci)
Router(config)# hostname R_Sci
# 连接局域网接口
R_Sci(config)# interface FastEthernet0/1
R_Sci(config-if)# ip address 193.100.203.1 255.255.255.128
R_Sci(config-if)# no shutdown
# 连接核心R_IC接口
R_Sci(config)# interface FastEthernet0/0
R_Sci(config-if)# ip address 193.100.203.198 255.255.255.252
R_Sci(config-if)# no shutdown

# OSPF配置
R_Sci(config)# router ospf 1
R_Sci(config-router)# network 193.100.203.0 0.0.0.127 area 0
R_Sci(config-router)# network 193.100.203.196 0.0.0.3 area 0
(4) 文学院路由器 (R_Art)
Router(config)# hostname R_Art
# 连接局域网接口
R_Art(config)# interface FastEthernet0/1
R_Art(config-if)# ip address 193.100.203.129 255.255.255.192
R_Art(config-if)# no shutdown
# 连接核心R_IC接口
R_Art(config)# interface FastEthernet0/0
R_Art(config-if)# ip address 193.100.203.202 255.255.255.252
R_Art(config-if)# no shutdown

# OSPF配置
R_Art(config)# router ospf 1
R_Art(config-router)# network 193.100.203.128 0.0.0.63 area 0
R_Art(config-router)# network 193.100.203.200 0.0.0.3 area 0
(5) ISP 路由器 (模拟校外)
Router(config)# hostname R_ISP
R_ISP(config)# interface FastEthernet0/0
R_ISP(config-if)# ip address 202.10.1.2 255.255.255.252
R_ISP(config-if)# no shutdown
# 配置回程静态路由，指向大学整个地址块
R_ISP(config)# ip route 193.100.200.0 255.255.252.0 202.10.1.1

4、检测连通性

如图所示，工学院主机成功 Ping 通文学院主机，跨越了两个路由器跳转，证明 OSPF 动态路由协议配置成功：

如图所示，工学院主机与核心信息中心主机连通，证明核心层与接入层网络互通：

例题

1. 网络利用率越大，网络所产生的时延越高。（对）

2. 在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形称为码元。一个码元可以携带一个比特的信息 (即用于传送一个比特的数据), 也可以携带多个比特的信息。采用正交振幅调制，会产生 16 种不同形状的码元，那么每个码元最多可以携带 (4 ) 比特的信息。

比特数 = log2(码元种类数)。

3. 信噪比是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，日常生活中常用分贝 (dB) 表示。如果信噪比的比值为 1000, 相当于 (30 ) dB。

信噪比（dB）= 10×log₁₀(S/N)

4. 假设信道的带宽是 1M Hz, 信噪比 S/N=1023, 根据香农公式，该信道的极限信息传输速率为 (10) Mbit/s。

C=W log2(1+S/N) (bit/s)（S/N 为信噪比）

5. 某信道采用时分复用技术，每个时分复用帧的时长为 125 微秒，划分为 32 个时隙，每个时隙最多传输 8 比特，该信道的最高数据传输速率为 ( ) Mbps (写出准确数值)。

速率 = 每帧比特数 × 每秒帧数

6. 对于10Mbps的以太网，在争用期51.2微秒的时间内能发送（512 ）比特，所以以太网的最短帧长为（ 64 ）字节。

7. 写出CRC生成多项式X(5)+x(3)+X+1 对应的除数：（101011 ）（用二进制表示）

8. 以太网交换机配置了虚拟局域网之后，主机与该交换机之间传输的帧为插入了 VLAN 标签的 802.1Q 帧。

• 主机与交换机之间的链路通常是接入链路（Access Link），接入链路中传输的是不带 VLAN 标签的普通以太网帧；只有当交换机之间（或交换机与路由器等支持 VLAN 的设备之间）的链路配置为 trunk 链路 时，才会传输插入 VLAN 标签的 802.1Q 帧。因此主机与交换机之间传输的帧不会带有 VLAN 标签。

9. IP 数据报首部的检验和字段，用于检测什么范围内的比特差错？(B)
   A. 整个 IP 数据报B. 仅 IP 数据报的首部C. 仅 IP 数据报的数据部分D. 整个 IP 数据报以及 MAC 帧的首部

IP数据报首部的检验和字段只检验IP数据报的首部

10. IP 数据报在某路由器上被分片后，在哪里重组？（B）
    A. 下一跳路由器B. 目的主机C. 目的主机前的路由器D. 不重组

11. 两个地址块 192.168.8.0/24 和 192.168.9.0/24 可以聚合成为一个地址块: (192.168.8.0/23 )(用 CIDR 记法表示)。

12. 关于自治系统（AS）的说法，错误的是（A）
    A. 每个自治系统是一个网络。B. 每个自治系统内部采用一样的路由选择协议。C. 不同自治系统可以采用不一样的路由选择协议。D. 自治系统内部各路由器采用一致的路由度量方法。

自治系统（AS）是指在单一技术管理下，使用统一路由策略的一组网络（并非 “一个网络”）。

13. 以下哪个不是 RIP 协议的特点？(D)
    A. 仅和相邻路由器交换信息。B. 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即其路由表。C. 按固定的时间间隔交换路由信息。D. 好消息传播得慢，坏消息传播得快。

14. 以下哪个不是 OSPF 协议的特点？(D)
    A. 用洪泛法向所在区域的所有路由器发送信息。B. 发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。C. 当链路状态数据库达到同步后，所有路由器知道全网的拓扑结构。D. 适用于规模较小的自治系统。

15. 在一条 TCP 连接中，假设 B 正确收到了 A 发送过来的一个报文段，其序号字段值是 601, 数据长度是 200 字节，则 B 在随后发给 A 的确认报文中确认号的值为 (801 )。

TCP 的确认号表示 “期望接收的下一个字节的序号”，计算规则为：确认号 = 已收到报文段的序号 + 该报文段的数据长 度。

16. 关于 IP、UDP、TCP 的检验和，以下说法错误的是 ( A)。

A.IP 首部字段中的 “检验和” 检验的范围是整个 IP 分组。

B.UDP 首部中的 “检验和” 检验的范围是伪首部和整个 UDP 报文。

C.TCP 首部中的 “检验和” 检验的范围是伪首部和整个 TCP 报文段。

D. 三者的计算方法是一样的。

IP 首部的检验和仅检验 IP 数据报的首部，不包含数据部分 , IP、UDP、TCP 的检验和计算方法一致，均采用16 位反码加法的方式。

17. 关于TCP首部字段的含义，以下说法错误的是（ D ）。

A. "序号"指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

B. 如果"确认号"=N，则表明到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。

C. 如果标志位"ACK"=0，则"确认号"字段无效。

D. "窗口"指的是发送本报文段的一方的发送窗口。

TCP首部中的“窗口”字段表示接收方的接收窗口（rwnd），即该报文段发送方允许对方发送的数据量（用于流量控制），并非指发送本报文段一方的发送窗口。

18. 以下关于TCP协议的描述，正确的有 ABCD。

A. 向应用层提供面向连接的、可靠交付的服务。
B. TCP连接的双方可以全双工通信。
C. 一条TCP连接可用两个端点的IP地址和端口号共同确定。
D. 计算检验和时需要包括12字节的伪首部。

19. 以下关于UDP协议的描述，正确的有 ABCD。

A. 向应用层提供无连接的、尽最大努力交付的服务。
B. 支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信。
C. 首部开销小，只有8个字节。
D. 具有差错检测和复用、分用功能。

20. 如果接收方接收窗口的字节序号为101-900，此时收到了来自发送方的报文段，序号为201，数据长度为100，那么接收方随后发出的确认报文段中，确认号为（101 ）。

• TCP 规定，如果收到的数据段不是期望的序号，则接收方应发送 确认号 = 期望收到的序号（即 101）的确认报文段，而不是确认已收到的其他序号之后的值。这是为了保证按序交付。

21. 假设TCP发送方的发送窗口大小为80字节，其中已发送待确认的字节序号为101-130，此时收到了来自接收方的确认报文段，报文段中的确认号为121。如果发送窗口大小不变，那么发送方还可以发送（ 70）字节的新数据。

22. TCP协议中，发送方的发送窗口大小取决于以下哪两者？(A,B)
    A. 发送方的拥塞窗口值
    B. 接收方发来的确认中的窗口值
    C. 发送方的发送缓存大小
    D. 接收方的确认号

发送窗口=min(cwnd,rwnd)

23. 以下关于TCP连接的描述中，错误的是
    A. TCP连接有三个阶段：连接建立、数据传输及连接释放。
    B. 客户进程需要事先知道服务器进程的IP地址和端口号；服务器进程不需要事先知道客户进程的IP地址和端口号。
    C. 三报文握手建立连接时，最后一个报文可以携带数据。
    D. 连接一方向对方发送带有FIN标志位的报文段后，双方停止发送数据、释放连接。

• 在三次握手中，第三次报文（ACK报文）可以携带数据。发送FIN表示本方不再发送数据，但可以接收数据，另一方可能还有数据要发送，因此不是双方立即停止发送并释放连接，而是进入半关闭状态，要等待另一方的FIN才能完全释放连接。

24. 在以下空格中填入 A 或者 B。A 代表慢开始，B 代表拥塞避免。
    (1) TCP 协议中，拥塞窗口大小呈指数增长的阶段是（A）。
    (2) TCP 协议中，在慢开始阶段，当拥塞窗口大小达到慢开始门限的时候，进入（B）阶段。
    (3) TCP 协议中，如果在拥塞避免阶段发生了超时，则进入（A）阶段。
    (4) TCP 协议中，如果在慢开始阶段出现了超时，则进入（A）阶段。
    (5) TCP Reno 版本中，如果发送方连续收到三个重复确认，则随后进入（B）阶段。这称为快恢复。