计算机网络考点汇总

计算机网络客观题解析

1. 接入网/企业网：以太网和Wi-Fi的特点
问题：比较以太网（Ethernet）和Wi-Fi的主要特性。
答案：
• 以太网：

• 有线连接，使用双绞线或光纤。

• 高可靠性，低延迟，带宽固定（如1 Gbps）。

• 典型协议：IEEE 802.3。

• Wi-Fi：

• 无线连接，基于无线电波（2.4 GHz/5 GHz频段）。

• 灵活性高，但受干扰和距离影响（延迟和吞吐量波动）。

• 典型协议：IEEE 802.11。

Key Point:
Ethernet: Wired, stable. Wi-Fi: Wireless, flexible but variable.

2. 端到端延迟的四种类型
问题：列举并解释四种端到端延迟。
答案：
1. 处理延迟（Processing Delay）：路由器检查包头的时间。
2. 排队延迟（Queuing Delay）：数据包在缓冲区等待的时间（不确定性最高）。
3. 传输延迟（Transmission Delay）：将数据包推送到链路的时间 = 数据大小 / 带宽。
4. 传播延迟（Propagation Delay）：比特在介质中传播的时间 = 距离 / 光速。

Key Point:
Queuing delay varies with network congestion.

3. 数据包丢失的主要原因
问题：数据包丢失的主要原因是？
答案：路由器缓存溢出（Buffer Overflow）。
解释：
• 当流量超过路由器的缓存容量时，新到达的数据包会被丢弃。

• 其他原因：链路错误（无线网络常见）、TTL超时。

Key Point:
Limited buffer space → Packet drop under congestion.

4. 端到端吞吐量的瓶颈
问题：端到端吞吐量由什么决定？
答案：最慢链路的速率（Bottleneck Link）。
示例：
• 路径链路速率：10 Mbps → 5 Mbps → 100 Mbps → 吞吐量 = 5 Mbps。

Key Point:
Throughput = min(R1, R2, ..., Rn).

5. 封装与解封装的概念
问题：描述数据从应用层到物理层的封装过程。
答案：
1. 应用层：生成消息（Message）。
2. 传输层：添加TCP/UDP头 → 段（Segment）。
3. 网络层：添加IP头 → 数据报（Datagram）。
4. 链路层：添加MAC头尾 → 帧（Frame）。
5. 物理层：转换为比特流传输。

Key Point:
Encapsulation: Message → Segment → Datagram → Frame → Bits.

6. 客户端-服务器模型 vs P2P模型
问题：比较两种模型的特性。
答案：
• C/S模型：

• 集中式架构（如Web服务器）。

• 服务器可能成为性能瓶颈。

• P2P模型：

• 分布式架构（如BitTorrent）。

• 节点同时作为客户端和服务器，扩展性强。

Key Point:
C/S: Centralized. P2P: Decentralized.

7. 常见应用对传输服务的需求
问题：文件传输、电子邮件、网页浏览对数据传输的要求是什么？
答案：
| 应用 | 数据丢失 | 吞吐量 | 时间敏感性 | | ---------------- | --------------------------- | ------------------------- | -------------------- | | 文件传输（FTP） | 不可容忍（Loss-Intolerant） | 高（Bandwidth-Sensitive） | 低 | | 电子邮件（SMTP） | 不可容忍 | 中等 | 低 | | 网页浏览（HTTP） | 可容忍（Loss-Tolerant） | 中等 | 中等（实时性要求低） | | 视频会议（Zoom） | 可容忍 | 高 | 高（Time-Sensitive） |

Key Point:
Different apps have different QoS requirements.

8. 常见应用与TCP/UDP的关系
问题：文件传输、DNS、视频会议使用TCP还是UDP？
答案：
• TCP：HTTP（网页）、FTP（文件）、SMTP（邮件）——需可靠性。

• UDP：DNS查询、视频会议、VoIP——需低延迟。

Key Point:
TCP: Reliable. UDP: Fast.

9. 网页/对象/URL的概念
问题：什么是URL？
答案：
• URL（统一资源定位符）：格式为协议://主机名/路径（如https://example.com/page）。

• 网页对象：HTML文件、图片、脚本等。

Key Point:
URL = Protocol + Host + Path.

10. HTTP请求/响应与拉取模型
问题：HTTP如何获取网页对象？
答案：
• 拉取模型（Pull Model）：客户端主动请求（如浏览器发送HTTP GET）。

• 请求/响应流程：

客户端 → 请求 → 服务器。
服务器 → 响应（HTML/图片等） → 客户端。

Key Point:
HTTP is stateless and uses pull-based retrieval.

总结 (Summary)
1. 分层架构：封装过程贯穿各层。
2. 延迟与吞吐量：排队延迟最不稳定，吞吐量受瓶颈链路限制。
3. 应用需求：根据场景选择TCP/UDP。
4. 模型对比：C/S集中式 vs P2P分布式。

考试重点 (Exam Focus):
• 协议特性对比（如TCP vs UDP）。

• 延迟类型与计算。

• 封装过程与数据单元名称。

11. HTTP协议特性
问题：HTTP是无状态协议吗？什么是持久连接？列举常见的HTTP方法和状态码。
答案：
• 无状态协议：HTTP不保存客户端状态（需Cookie/Session维护）。

• 持久连接（Persistent Connection）：单个TCP连接传输多个请求/响应（HTTP/1.1默认）。

• HTTP方法：

• GET：获取资源

• POST：提交数据

• HEAD：获取头部信息

• PUT：更新资源

• DELETE：删除资源

• 状态码：

• 200 OK：成功

• 404 Not Found：资源不存在

• 500 Internal Server Error：服务器错误

Key Point:
HTTP is stateless; methods define actions; status codes indicate results.

12. FTP的控制与数据连接
问题：FTP如何通过控制连接和数据连接工作？
答案：
• 控制连接（端口21）：传输命令（如LIST、RETR）。

• 数据连接（端口20）：传输文件内容（临时建立，传输后关闭）。

Key Point:
FTP uses separate control (commands) and data (files) connections.

13. 电子邮件协议
问题：比较SMTP、POP3、IMAP和HTTP在邮件传输中的作用。
答案：
| 协议 | 方向 | 功能 | | ---- | ---- | ------------------------------ | | SMTP | 推送 | 发送邮件到服务器（Push Model） | | POP3 | 拉取 | 下载邮件到本地（Pull Model） | | IMAP | 拉取 | 服务器端管理邮件（Pull） | | HTTP | 拉取 | 网页邮箱（如Gmail） |

Key Point:
SMTP pushes; POP3/IMAP pull; HTTP for webmail.

14. P2P文件分发的可扩展性
问题：为什么P2P架构在文件分发中更具可扩展性？
答案：
• 分布式资源：每个节点既是客户端也是服务器，分担负载。

• 无中心瓶颈：传统C/S模型服务器可能过载，P2P随用户增加性能提升。

Key Point:
P2P scales better due to decentralized resources.

15. 传输层的逻辑通信信道
问题：传输层如何实现端到端逻辑通信？
答案：
• 套接字（Socket）：通过IP地址 + 端口号唯一标识通信端点。

• 功能：提供进程间逻辑链路，屏蔽底层网络细节。

Key Point:
Transport layer creates logical channels via sockets.

16. 套接字寻址与多路复用
问题：传输层如何实现无连接和面向连接的多路复用？
答案：
• 无连接（UDP）：仅通过目标端口号分用数据报。

• 面向连接（TCP）：通过四元组（源IP、源端口、目标IP、目标端口）唯一标识连接。

Key Point:
UDP demultiplexes by port; TCP uses 4-tuple.

17. UDP校验和
问题：UDP如何保证数据完整性？
答案：
• 校验和（Checksum）：计算头部和数据字段的二进制反码和，检测传输错误（不纠错）。

Key Point:
UDP checksum detects errors but no recovery.

18. 停等协议与流水线/滑动窗口
问题：比较停等协议和滑动窗口协议的效率。
答案：
• 停等协议：发送一帧后必须等待ACK，信道利用率低。

• 滑动窗口：允许连续发送多帧（窗口大小=N），提高吞吐量。

Key Point:
Pipelining (sliding window) improves efficiency over stop-and-wait.

19. GBN与SR协议的累积确认
问题：GBN和SR协议如何处理确认？
答案：
• GBN：使用累积确认ACK(n)，丢失时重传n及后续所有帧。

• SR：选择性确认（SACK），仅重传丢失帧。

Key Point:
GBN: Cumulative ACK + retransmit all. SR: Selective ACK.

20. MSS与MTU的关系
问题：解释MSS和MTU的区别。
答案：
• MTU：链路层最大传输单元（如以太网=1500字节）。

• MSS：TCP段的最大数据量（MTU - IP/TCP头，通常1460字节）。

Key Point:
MSS = MTU - headers; prevents IP fragmentation.

总结 (Summary)
1. 应用层协议：HTTP无状态，FTP双连接，SMTP/POP3分工明确。
2. 传输层机制：Socket寻址、多路复用、校验和、滑动窗口。
3. 关键概念：P2P扩展性、MSS/MTU关系、GBN/SR确认策略。

考试重点 (Exam Focus):
• 协议对比（如HTTP vs FTP）。

• 传输层技术（如滑动窗口优化）。

• 分帧与分片（MSS/MTU）。

中英术语对照
| 中文术语 | 英文术语 | | ---------- | --------------------------- | | 无状态协议 | Stateless Protocol | | 持久连接 | Persistent Connection | | 累积确认 | Cumulative Acknowledgment | | 选择性重传 | Selective Repeat | | 最大段大小 | Maximum Segment Size (MSS) | | 多路复用 | Multiplexing/Demultiplexing |

21. TCP段结构与连接管理
问题：TCP段结构中RST、SYN、FIN的作用是什么？简述三次握手过程。
答案：
• 控制位：

• SYN：发起连接（同步序列号）。

• FIN：正常关闭连接。

• RST：强制终止连接（异常情况）。

• 三次握手：

客户端→SYN=1, seq=x→服务端。
服务端→SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1→客户端。
客户端→ACK=1, seq=x+1, ack=y+1→服务端。

Key Point:
SYN initiates, FIN closes gracefully, RST aborts. 3-way handshake establishes TCP connection.

22. TCP段头部长度（无选项）
问题：无选项时，TCP头部的固定长度是多少？
答案：20字节。
解释：
• 标准TCP头部包含：

• 源/目标端口（各2字节）

• 序列号/确认号（各4字节）

• 控制位（如SYN/FIN）和窗口大小（共4字节）

• 校验和等（剩余字段）。

Key Point:
Default TCP header = 20 bytes (without options).

23. 流量控制与拥塞控制的区别
问题：比较TCP流量控制和拥塞控制的目标与机制。
答案：
| 类型 | 目标 | 机制 | | -------- | -------------- | ------------------------------ | | 流量控制 | 防止接收方过载 | 滑动窗口（接收方通告窗口大小） | | 拥塞控制 | 防止网络过载 | 慢启动、拥塞避免、快速恢复 |

Key Point:
Flow control: Receiver-centric. Congestion control: Network-centric.

24. 路由器的转发与路由功能
问题：解释路由器的转发（Forwarding）和路由（Routing）功能及其关系。
答案：
• 转发：根据转发表将数据包从输入端口移动到输出端口（数据平面）。

• 路由：通过路由算法（如OSPF）生成转发表（控制平面）。

• 关系：路由协议填充转发表，转发功能依赖转发表。

Key Point:
Routing builds forwarding tables; forwarding uses them.

25. 尽力而为服务模型
问题：IP层的“尽力而为”服务模型是什么？
答案：
• 定义：IP不保证交付、顺序或延迟，仅尽可能传输数据包。

• 影响：可靠性由上层（如TCP）保障。

Key Point:
Best-effort: No guarantees (reliability handled by transport layer).

26. 最长前缀匹配规则
问题：路由器如何通过最长前缀匹配规则转发IP数据包？
答案：
• 规则：选择转发表中与目标IP最长匹配的前缀条目。

• 示例：

• 目标IP：192.168.1.10

• 匹配条目：192.168.1.0/24（而非192.168.0.0/16）。

Key Point:
Longest prefix match ensures precise routing.

27. IP数据报格式关键字段
问题：IP数据报头部中version、TTL和Header checksum的作用是什么？
答案：
• Version：IP版本（IPv4=4, IPv6=6）。

• TTL：生存时间（每跳减1，防止环路）。

• Header Checksum：校验头部完整性（每跳重新计算）。

Key Point:
TTL prevents infinite loops; checksum detects header errors.

28. DHCP的功能
问题：DHCP如何为主机分配IP地址？
答案：
• 功能：自动分配IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器。

• 过程：

主机广播DHCP Discover。
DHCP服务器响应Offer。
主机请求IP（Request）。
服务器确认（ACK）。

Key Point:
DHCP automates IP configuration via broadcast.

29. ICMP的功能
问题：ICMP在IP层的作用是什么？
答案：
• 功能：

• 错误报告（如目标不可达）。

• 诊断工具（如ping使用ICMP Echo Request/Reply）。

Key Point:
ICMP = Error reporting + Network diagnostics.

30. IPv6的核心特性
问题：IPv6相比IPv4有哪些改进？
答案：
• 地址空间：128位（vs IPv4的32位）。

• 头部简化：固定40字节（IPv4可变长度）。

• 其他改进：内置安全性、更好的QoS支持。

Key Point:
IPv6: Larger addresses, simpler headers, enhanced features.

总结 (Summary)
1. TCP机制：三次握手、流量/拥塞控制。
2. IP层服务：尽力而为模型、最长前缀匹配。
3. 协议功能：DHCP（自动配置）、ICMP（诊断）、IPv6（下一代IP）。

考试重点 (Exam Focus):
• TCP连接管理与控制位。

• 路由器转发与路由的区别。

• IPv6的改进与必要性。

中英术语对照
| 中文术语 | 英文术语 | | ------------ | ----------------------- | | 三次握手 | Three-way Handshake | | 流量控制 | Flow Control | | 最长前缀匹配 | Longest Prefix Matching | | 尽力而为 | Best-Effort Service | | 生存时间 | Time To Live (TTL) |

31. 全局与分散式路由算法
问题：比较全局路由算法（如链路状态）和分散式路由算法（如距离向量）的区别。
答案：
• 全局算法（Link-State, LS）：

• 每个路由器掌握完整网络拓扑（通过洪泛链路状态信息）。

• 使用Dijkstra算法计算最短路径。

• 特点：收敛快，但计算开销大（如OSPF）。

• 分散式算法（Distance-Vector, DV）：

• 路由器仅与邻居交换路由表（如RIP）。

• 通过Bellman-Ford方程迭代更新路径。

• 特点：计算简单，但收敛慢（可能产生路由环路）。

Key Point:
LS: Global view, fast convergence. DV: Local view, simple but slow.

32. 自治系统内部路由协议
问题：比较RIP（基于DV）和OSPF（基于LS）的特性。
答案：
| 协议 | 类型 | 跳数限制 | 更新方式 | 适用场景 | | ---- | -------- | -------- | -------------- | ---------- | | RIP | 距离向量 | 15跳 | 定期全表广播 | 小型网络 | | OSPF | 链路状态 | 无限制 | 触发式增量更新 | 中大型网络 |

Key Point:
RIP: Simple but limited. OSPF: Scalable for large networks.

33. 自治系统间路由：BGP
问题：BGP如何通过AS-PATH和路由策略实现跨AS路由？
答案：
• AS-PATH属性：记录数据包经过的AS序列（如AS1 → AS2 → AS3）。

• 路由策略：基于商业合约选择路径（如优先选择特定ISP）。

• 示例：若AS-PATH包含竞争对手AS，可能拒绝该路径。

Key Point:
BGP is policy-driven (AS-PATH + commercial rules).

34. 链路层服务
问题：链路层提供的四大服务是什么？
答案：
1. 成帧（Framing）：将比特流划分为帧（如以太网帧）。
2. 链路接入（Link Access）：MAC协议控制信道访问（如CSMA/CD）。
3. 可靠交付（Reliable Delivery）：通过确认和重传（如Wi-Fi的ARQ）。
4. 差错检测与纠正（Error Detection/Correction）：CRC校验、前向纠错（FEC）。

Key Point:
Link layer: Framing, access control, reliability, error handling.

35. 多路访问协议分类
问题：比较信道划分、随机接入和轮询协议的特点。
答案：
| 类型 | 代表协议 | 特点 | | -------- | ----------- | --------------------------------- | | 信道划分 | TDMA, FDMA | 固定分配时隙/频段，无冲突但效率低 | | 随机接入 | ALOHA, CSMA | 竞争信道，可能冲突但灵活 | | 轮询 | 令牌环 | 轮流发送，无冲突但复杂度高 |

Key Point:
Channel partitioning: Fixed. Random access: Contention-based. Taking turns: Ordered.

36. MAC地址与ARP
问题：MAC地址和ARP的作用是什么？
答案：
• MAC地址：48位硬件地址（如00-1A-2B-3C-4D-5E），用于链路层寻址。

• ARP协议：将IP地址解析为MAC地址（如广播查询192.168.1.1的MAC）。

Key Point:
MAC: Physical addressing. ARP: IP → MAC resolution.

37. 以太网设备功能
问题：比较中继器（Repeater）、集线器（Hub）和交换机（Switch）的功能。
答案：
| 设备 | 层级 | 功能 | | ------ | ---------- | --------------------------- | | 中继器 | 物理层 | 放大信号，延长传输距离 | | 集线器 | 物理层 | 广播所有数据，无智能 | | 交换机 | 数据链路层 | 基于MAC地址转发，隔离冲突域 |

Key Point:
Repeater/Hub: Dumb. Switch: Intelligent (MAC-based forwarding).

38. 以太网帧结构
问题：以太网帧中MAC地址的位数是多少？
答案：48位（6字节）。
帧结构：
• 前导码（7字节） + 帧起始符（1字节）

• 目标MAC（6字节） + 源MAC（6字节）

• 类型/长度（2字节） + 数据（46-1500字节） + CRC（4字节）

Key Point:
Ethernet frame: 48-bit MAC addresses, max 1500B payload.

39. 交换机的自学习与即插即用
问题：交换机如何实现自学习和即插即用？
答案：
• 自学习：记录源MAC地址与端口的映射（如MACA来自端口1）。

• 即插即用：无需配置，自动更新转发表。

• 过滤/转发：若目标MAC已知，定向转发；否则广播。

Key Point:
Switches learn MAC-port mappings autonomously.

40. 链路层交换的特性
问题：链路层交换的三大优势是什么？
答案：
1. 消除冲突：全双工通信，无CSMA/CD冲突。
2. 异构链路支持：可连接不同速率/介质的设备（如1 Gbps与100 Mbps）。
3. 易管理：VLAN划分、流量监控等。

Key Point:
Switches: No collisions, heterogeneous links, manageable.

41. 交换机与路由器的区别
问题：比较交换机和路由器的工作原理和层级。
答案：
| 设备 | 工作层级 | 寻址方式 | 功能 | | ------ | ---------- | -------- | --------------------------- | | 交换机 | 数据链路层 | MAC地址 | 局域网内高速转发 | | 路由器 | 网络层 | IP地址 | 跨网络路由，支持NAT、防火墙 |

Key Point:
Switch: LAN (Layer 2). Router: WAN (Layer 3).

总结 (Summary)
1. 路由算法：LS全局视角 vs DV局部视角。
2. 链路层技术：成帧、MAC协议、交换机自学习。
3. 设备对比：交换机（MAC） vs 路由器（IP）。

考试重点 (Exam Focus):
• 路由协议对比（RIP/OSPF/BGP）。

• 多路访问协议分类。

• 交换机与路由器的核心差异。

中英术语对照
| 中文术语 | 英文术语 | | -------- | ------------------------------ | | 链路状态 | Link-State (LS) | | 距离向量 | Distance-Vector (DV) | | 自治系统 | Autonomous System (AS) | | 前向纠错 | Forward Error Correction (FEC) | | 即插即用 | Plug-and-Play |

计算机网络简答题考点解析 (Computer Networking Short Answer Questions Analysis)

1. 电路交换 vs 分组交换
问题：比较电路交换和分组交换的基本原理与特点。
答案：
| 特性 | 电路交换 | 分组交换 | | -------- | ---------------------- | -------------------- | | 连接建立 | 需预先建立专用路径 | 无连接，动态路由 | | 资源分配 | 固定带宽（独占） | 共享带宽（统计复用） | | 延迟 | 低且稳定 | 可变（依赖网络拥塞） | | 适用场景 | 语音通话（如传统电话） | 数据通信（如互联网） |

Key Point:
Circuit switching: Guaranteed bandwidth. Packet switching: Efficient but variable.

2. 互联网层次化架构
问题：描述互联网的分层架构（网络边缘、接入网、核心网等）。
答案：
1. 网络边缘（Network Edge）：
• 主机（Host）和应用程序（如Web、视频流）。

接入网（Access Network）：
• 连接边缘与核心（如DSL、光纤、Wi-Fi）。
核心网（Network Core）：
• 路由器互联，实现分组转发（如ISP骨干网）。
ISP层次：
• Tier 1（全球覆盖）、Tier 2（区域）、Tier 3（本地）。

Key Point:
Internet = Edge (hosts) + Access (links) + Core (routers).

3. TCP/IP与OSI模型对比
问题：比较TCP/IP和OSI模型的协议栈分层及功能。
答案：
| TCP/IP模型 | OSI模型 | 核心功能 | | ---------- | -------------------- | ------------------------ | | 应用层 | 应用层/表示层/会话层 | HTTP、DNS、SMTP等 | | 传输层 | 传输层 | TCP（可靠）、UDP（高效） | | 网络层 | 网络层 | IP路由、ICMP | | 链路层 | 数据链路层/物理层 | 帧传输、MAC寻址 |

Key Point:
TCP/IP is practical; OSI is theoretical.

4. Web缓存与条件GET
问题：Web缓存（代理服务器）如何通过条件GET减少流量？
答案：
• 原理：

客户端首次请求资源时，服务器返回资源及Last-Modified时间戳。
后续请求携带If-Modified-Since头部，若未修改则返回304 Not Modified（省去数据传输）。
• 计算节省流量：若缓存命中率=60%，则60%请求无需下载完整内容。

Key Point:
Conditional GET saves bandwidth via 304 responses.

5. DNS层次结构与查询过程
问题：描述DNS的层次化结构和两种查询方式（迭代与递归）。
答案：
• 层次结构：

• 根DNS → 顶级域（.com, .org） → 权威DNS（如example.com）。

• 查询方式：

• 递归查询：本地DNS服务器代理客户端完成所有查询。

• 迭代查询：每级服务器仅返回下一级地址，客户端逐步查询。

Key Point:
DNS hierarchy enables scalable name resolution.

6. 可靠数据传输机制
问题：列举实现可靠数据传输的5种机制。
答案：
1. 校验和（Checksum）：检测数据错误。
2. 序列号（Sequence Number）：标识数据包顺序。
3. 确认与重传（ACK/Retransmit）：保证交付。
4. 定时器（Timer）：检测丢包（超时重传）。
5. 流水线（Pipelining）：提高吞吐量（如滑动窗口）。

Key Point:
Reliability = Checksum + Seq# + ACK + Timer + Pipelining.

7. 路由器排队发生的位置与原因
问题：路由器在何处发生排队？为什么？
答案：
• 位置：输出端口缓冲区（Output Port Queue）。

• 原因：

• 输入端口速率总和 > 输出链路带宽（拥塞）。

• 突发流量导致瞬时过载。

Key Point:
Queuing at output ports due to congestion.

8. IPv4与IPv6分片差异
问题：比较IPv4和IPv6的分片机制。
答案：
| 特性 | IPv4 | IPv6 | | -------- | -------------------------- | -------------------------- | | 分片主体 | 路由器和主机 | 仅主机 | | 头部字段 | 有分片相关字段（如MF标志） | 无分片字段（依赖扩展头部） | | MTU发现 | 可选 | 强制（避免分片） |

Key Point:
IPv6 pushes fragmentation to endpoints.

9. 分层路由：自治系统内/间路由
问题：解释自治系统内（Intra-AS）和系统间（Inter-AS）路由的区别。
答案：
• Intra-AS（如OSPF、RIP）：

• 目标：高效路由，基于链路状态或距离向量。

• Inter-AS（如BGP）：

• 目标：策略优先（如商业合约），基于AS-PATH属性。

Key Point:
Intra-AS: Performance. Inter-AS: Policy.

10. 循环冗余校验（CRC）
问题：CRC如何检测错误？给出计算示例。
答案：
• 原理：数据除以生成多项式，余数作为校验码。

• 示例：数据1010001101，生成多项式110101 → 余数01100（校验码）。

Key Point:
CRC detects errors via polynomial division.

11. CSMA/CD协议原理
问题：描述CSMA/CD的工作流程。
答案：
1. 载波监听：发送前检测信道是否空闲。
2. 冲突检测：发送中监听冲突（电压突变）。
3. 退避重传：冲突后随机等待，重新尝试。

Key Point:
CSMA/CD: Listen → Transmit → Detect → Backoff.

12. 交换机的自学习
问题：交换机如何通过自学习构建转发表？
答案：
1. 记录接收帧的源MAC地址和输入端口。
2. 未知目标MAC时广播，已知时定向转发。
3. 表项超时删除（适应拓扑变化）。

Key Point:
Switches learn MAC-port mappings autonomously.

总结 (Summary)
1. 交换与路由：分组交换高效，电路交换稳定。
2. 协议栈：TCP/IP简化分层，OSI理论完整。
3. 关键机制：可靠传输（ACK/重传）、CRC检错、CSMA/CD冲突处理。

考试重点 (Exam Focus):
• 分层架构对比（TCP/IP vs OSI）。

• 路由协议差异（Intra-AS vs Inter-AS）。

• 错误检测与可靠传输技术。

中英术语对照
| 中文术语 | 英文术语 | | ------------------------- | ----------------------------- | | 电路交换 | Circuit Switching | | 分组交换 | Packet Switching | | 条件GET | Conditional GET | | 自治系统 | Autonomous System (AS) | | 循环冗余校验 | Cyclic Redundancy Check (CRC) | | 载波监听多路访问/冲突检测 | CSMA/CD |

计算机网络综合题考点解析 (Computer Networking Comprehensive Questions Analysis)

1. TCP序列号与确认号计算
问题：主机A向主机B发送3个TCP段，序列号分别为1000、2000、3000，每个段携带1000字节数据。若B正确接收前两个段，第三个段丢失，B返回的ACK号是多少？若A超时重传，重传的序列号是多少？
答案：
• ACK号：3000（期望收到的下一个字节编号）。

• 重传序列号：3000（从丢失段开始重传）。

解释：
• TCP使用累积确认，ACK=n表示已正确接收n-1及之前的所有字节。

• 超时后，GBN协议重传所有未确认段（如TCP Tahoe），而TCP Reno仅重传丢失段。

Key Point:
ACK = next expected byte; Retransmit from first lost segment.

2. TCP拥塞控制算法（Tahoe vs Reno）
问题：比较TCP Tahoe和Reno在拥塞控制中的行为差异。
答案：
| 阶段 | Tahoe | Reno | | -------- | ------------------------------ | ---------------------- | | 慢启动 | 窗口指数增长（直至阈值或丢包） | 同Tahoe | | 拥塞避免 | 窗口线性增长（+1/RTT） | 同Tahoe | | 快速恢复 | 无，丢包后直接重置窗口为1 | 窗口减半，进入线性增长 |

示例：
• 若窗口=8时发生丢包：

• Tahoe：窗口→1，重新慢启动。

• Reno：窗口→4，进入拥塞避免。

Key Point:
Tahoe: Reset on loss. Reno: Fast recovery + congestion avoidance.

3. IPv4 CIDR与子网划分计算
问题：将192.168.1.0/24划分为4个等长子网，写出各子网前缀及可用地址范围。
答案：
| 子网 | 前缀 | 地址范围 | | ----- | ---------------- | ----------------------------- | | 子网1 | 192.168.1.0/26 | 192.168.1.1 ~ 192.168.1.62 | | 子网2 | 192.168.1.64/26 | 192.168.1.65 ~ 192.168.1.126 | | 子网3 | 192.168.1.128/26 | 192.168.1.129 ~ 192.168.1.190 | | 子网4 | 192.168.1.192/26 | 192.168.1.193 ~ 192.168.1.254 |

计算步骤：
1. 原网络：/24 → 主机位=8位，地址数=256。
2. 划分为4个子网：需借用2位（(2^2=4)），新掩码=/26。
3. 每个子网主机位=6位，地址数=64（62个可用）。

Key Point:
Subnetting = Borrow bits; /26 splits /24 into 4 equal parts.

4. 网络地址转换（NAT）原理
问题：描述NAT如何将私有IP转换为公有IP，并解释端口映射的作用。
答案：
• NAT功能：

将内网私有IP（如192.168.1.100）映射为公网IP（如138.76.29.7）。
通过端口号区分不同内网主机（如138.76.29.7:5000 → 192.168.1.100:80）。
• 端口映射：解决多主机共享单一公网IP的问题。

示例：
• 内网主机A（192.168.1.100:1234）访问外网 → NAT映射为138.76.29.7:54321。

Key Point:
NAT: Private → Public IP + Port translation.

5. 链路状态算法（Dijkstra）计算
问题：用Dijkstra算法计算从节点A到其他节点的最短路径（给定拓扑图）。
答案：
步骤：
1. 初始化：A到自身距离=0，其他节点=∞。
2. 迭代选择最小距离节点，更新邻居距离。
3. 最终路径示例：A→C→E→F（总成本=5+2+3=10）。

Key Point:
Dijkstra: Greedy algorithm for shortest paths in weighted graphs.

6. 距离向量算法（Bellman-Ford）计算
问题：用距离向量算法更新路由器X的路由表（给定邻居通告的向量）。
答案：
更新规则：
• 若邻居Y到目标Z的距离=D，则X到Z的距离= cost(X→Y) + D。

• 选择最小距离路径。

示例：
• 邻居Y通告：到Z的距离=3。

• X→Y的成本=2 → X到Z的新距离=5。

Key Point:
DV: Iterative updates based on neighbors' vectors.

7. 子网外发送IP数据报的原理
问题：主机192.168.1.100/24如何向10.1.2.3发送数据报？
答案：
1. 判断目标是否在同一子网：
• 源IP：192.168.1.100/24，网络号=192.168.1.0。

• 目标IP：10.1.2.3 → 不同子网。

转发至默认网关：
• 主机将帧的目标MAC设为网关MAC（通过ARP获取）。

• 网关路由器负责跨子网路由。

Key Point:
Different subnet → Forward to default gateway.

总结 (Summary)
1. TCP机制：序列号确认、拥塞控制（Tahoe/Reno）。
2. IP划分：CIDR子网计算、NAT地址转换。
3. 路由算法：Dijkstra（LS）、Bellman-Ford（DV）。

考试重点 (Exam Focus):
• TCP窗口管理与重传策略。

• 子网划分与NAT配置。

• 路由算法的计算步骤。

中英术语对照
| 中文术语 | 英文术语 | | ------------ | --------------------------------- | | 序列号 | Sequence Number | | 累积确认 | Cumulative Acknowledgment | | 快速恢复 | Fast Recovery | | 网络地址转换 | Network Address Translation (NAT) | | 默认网关 | Default Gateway | | 链路状态 | Link-State (LS) | | 距离向量 | Distance-Vector (DV) |