计算机网络 · 期末总复习

以老师复习PPT为脉络 · 融合大题 / 理论题 / 两套样卷

资料来源：计网-期末复习PPT(369页) · 计算机网络大题复习整理 · 理论题目整理(随堂必懂) · 样卷A(新/旧)

★考试说明与样卷分析

成绩构成

项目占比说明
期末考试50%卷面最低分 48 分，低于 48 需补考
课堂测试 / 作业20%含随堂理论题（见本资料各章"必懂题"）
实验30%Wireshark 抓包等

试卷结构（满分 100，闭卷 120 分钟）

题序题型题数分值考查重点
一填空题1010记忆性结论、数值计算（PCM、IP分片、窗口等）
二单项选择题3030各章节概念辨析，覆盖面广
三问答与计算题636大题核心：数字签名/信封、TCP头部+曼彻斯特、CRC、RIP更新、子网划分、访问流程
四综合题224子网划分+路由表+路由聚合、Wireshark抓包分析

两套样卷对比 重要

样卷新与样卷旧题型结构完全相同，绝大部分题目一致，仅以下 3 处有差异，提示这些知识点交替出题：

题位样卷旧（2018-2019）样卷新考点
填空第10题易位密码法（密钥 lora 求明文）TCP 滑动窗口（求窗口值）网络安全 / 运输层
单选第24题HDLC 操作方式UDP 描述错误项数据链路层 / 运输层
问答第1题数字信封（密码体制/加密内容）数字签名（密钥/运算/攻击防范）网络安全
复习提示：差异题集中在网络安全（密码学）和运输层，说明这两块需重点掌握；其余固定题型（TCP头部曼彻斯特、CRC、RIP、子网划分、Wireshark）为每年必考大题。

本资料使用方法

  • 每章按 知识点精要 → 必懂随堂题 → 典型大题 顺序组织，大题答案可折叠自测。
  • 标注 高频 为反复出现的考点；必懂 为随堂理论题；考过 为样卷原题；计算 为需手算的题。
  • 建议先掌握各章大题（分值集中），再用必懂题查漏补缺。

1概论

1.1 互联网的组成

边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成，是用户直接使用的部分。

  • C/S 方式（客户-服务器）：客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
  • P2P 方式（对等）：通信双方互为服务请求方和提供方，如 BitTorrent。

核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供连通性。

  • 电路交换：三步骤——建立连接 → 通话 → 释放连接。独占线路，资源被预分配。
  • 分组交换：采用存储转发，数据分成定长分组独立发送。优点：高效、灵活、迅速、可靠。
  • 报文交换：整个报文存储转发，现已少用。

分组交换的三个过程

  1. 发送端：将整块数据切分成定长的分组（packet）。
  2. 路由器：对每个分组存储转发，根据目的地址查路由表选择输出端口。
  3. 接收端：把收到的分组重新组装还原成原始数据。

1.2 计算机网络的类别

分类范围典型
广域网 WAN几十~几千公里互联网主干
城域网 MAN一个城市城市光纤
局域网 LAN一栋楼/校园以太网
个人区域网 PAN10米内蓝牙

1.3 计算机网络的性能指标

① 速率：数据传送速率，单位 bps（bit/s）。注意"比特"与"字节"换算：1 Byte = 8 bit。

② 带宽：信道能通过的最高数据率，单位 Hz（模拟）或 bps（数字）。

③ 吞吐量：单位时间内通过网络的实际数据量，受限于带宽。

④ 时延（重要计算点）：

  • 发送时延 = 数据长度 / 发送速率 计算
  • 传播时延 = 信道长度 / 电磁波传播速率（铜线约 2×10⁸ m/s，光纤约 2×10⁸ m/s）
  • 处理时延：路由器处理分组头部的时间
  • 排队时延：在路由器队列中等待的时间

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

⑤ 时延带宽积 = 传播时延 × 带宽，又称"比特管道长度"。

⑥ 利用率：信道/网络利用率越高，时延越大。D = D₀ / (1 - U)，U→1 时延急剧增大。

1.4 网络体系结构 高频

分层的好处：各层独立、灵活性好、易于实现和维护、促进标准化。

层次OSI 七层TCP/IP 四层五层协议（教学）功能
7应用层应用层应用层HTTP/FTP/DNS/SMTP 等
6表示层—数据格式转换、加密
5会话层—会话管理
4运输层运输层运输层TCP / UDP
3网络层网际层网络层IP / ICMP / 路由协议
2数据链路层网络接口层数据链路层PPP / 以太网 / CSMA-CD
1物理层物理层比特传输、电气特性
协议三要素：
语法——数据与控制信息的格式；
语义——需要发出何种控制信息、完成何种动作；
同步——事件实现顺序的详细说明。

对等实体：不同结点上同一层的实体；网络协议是对等实体之间通信的规程或约定。

服务是"垂直的"（下层向上层提供服务），协议是"水平的"（同层对等实体间）。SDU（服务数据单元）+ PCI（协议控制信息）= PDU（协议数据单元）。

1.5 概论必懂题 必懂

1. 网络协议是____之间进行通信规程或约定。 A.同结点上下层 B.不同结点 C.相邻实体 D.不同结点对等实体
答：D。协议是不同结点对等实体间的约定（样卷单选4）。
2. 电路交换的三个阶段？分组交换采用什么传输方式？
答：电路交换三阶段：建立连接 → 通话 → 释放连接。分组交换采用存储转发方式，数据被分成定长分组独立传输。
3. 互联网的边缘部分有哪两种通信方式？
答：客户-服务器方式（C/S）和对等方式（P2P）。
4. 体系结构是抽象的还是具体的？实体与协议的关系？
答：体系结构是抽象的（定义了层次和协议但不实现），实现是具体的。实体是任何可发送/接收信息的硬件/软件进程，协议控制对等实体间通信，服务是下层向上层提供的功能。

2物理层

2.1 物理层接口特性 高频

特性内容
机械特性接口形状、尺寸、引脚数目和排列
电气特性电压范围、传输速率、距离限制
功能特性某电平电压的意义（如 0/1 代表什么）
过程特性不同功能的各种可能事件的出现顺序

2.2 数据通信基础

常用术语

  • 码元：一段调制后的信号波形，代表一个固定数值。一个码元可携带多个比特。
  • 波特率（码元传输速率）：每秒传送的码元数，单位 Baud。
  • 比特率（信息传输速率）：每秒传送的比特数，单位 bps。比特率 = 波特率 × log₂(码元状态数)。

编码方式

不归零制 NRZ：正电平=1，负电平=0，难判断码元边界。

曼彻斯特编码 考过：每个码元中间都发生跳变。中间由高→低=1，由低→高=0。可自带时钟同步。

差分曼彻斯特编码 考过：每个码元中间也跳变（用于同步）；码元开始处有跳变=0，无跳变=1。抗干扰更强。

曼彻斯特编码口诀：中间跳变看正负（高到低=1）；差分看开头开头跳变=0，不跳变=1。两者中间必有跳变。

奈奎斯特定理与香农定理 计算

奈奎斯特定理（理想无噪声信道）：

最大数据率 C = 2 × W × log₂(V) bps

其中 W 为带宽(Hz)，V 为每个码元的离散状态数。

香农定理（有噪声信道）：

信道极限容量 C = W × log₂(1 + S/N) bps

其中 S/N 为信噪比。信噪比(dB) = 10 log₁₀(S/N)。

2.3 传输媒体

媒体类型特点
双绞线引导型最常用，UTP 非屏蔽，绞合减少干扰
同轴电缆引导型基带(50Ω)/宽带(75Ω)
光纤引导型多模/单模，带宽大、抗干扰、损耗低
无线电/微波/卫星非引导型无线传输

2.4 信道复用技术 高频

复用原理应用
FDM 频分不同频段并行传输无线电广播、有线电视
TDM 时分不同时隙轮流传输电话主干线
STDM 统计时分按需分配时隙提高利用率
WDM 波分不同波长(频率)光信号光纤
CDMA 码分不同正交码区分移动通信

2.5 物理层必懂题 必懂

1. 物理层接口的四个特性是什么？
答：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。
2. PCM 编码过程不包括____？ A.采样 B.量化 C.调制 D.编码
答：C。PCM 三个步骤：采样、量化、编码，不包括调制（样卷单选21）。
3. 曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码的区别？
答：曼彻斯特编码：每个码元中间发生跳变，高→低为1，低→高为0。
差分曼彻斯特编码：码元中间总有跳变(同步)；码元开始处有跳变为0，无跳变为1。差分抗干扰性更强。
4. 波特率与比特率的关系？某信道码元状态数为16，波特率1200，比特率多少？
答：比特率 = 波特率 × log₂(状态数) = 1200 × log₂(16) = 1200 × 4 = 4800 bps。

3数据链路层

3.1 基本概念

链路：一条无源的点到点物理线路段。数据链路：链路 + 实现协议的软硬件 = 逻辑链路。

三个基本问题（数据链路层协议必须解决）：

  1. 封装成帧：加帧头帧尾，定界。MAC 帧前 7 字节前导码 + 1 字节帧开始定界符。
  2. 透明传输：用字节填充/字符填充，避免数据中出现控制字符造成误判。
  3. 差错检测：CRC 循环冗余检验，检测传输错误（不能纠正，丢弃出错帧）。

3.2 PPP 协议 高频

点对点协议，用于广域网点对点链路（如用户到 ISP）。

PPP 帧格式

字段长度说明
F 标志1 字节0x7E，帧定界
A 地址1 字节0xFF
C 控制1 字节0x03
协议2 字节指明上层协议（如 0x0021=IP）
信息字段≤1500 字节数据
FCS 帧校验2 字节CRC 校验码 考过
F 标志1 字节0x7E
PPP 不需要的功能：不需要编制序号（无线链路才需要）、不需要流量控制、不需要 ARQ、不需要纠错。PPP 面向字节。

3.3 CSMA/CD 协议 高频

载波监听多址接入/碰撞检测，用于总线以太网（IEEE 802.3）。

要点：

  • 多址接入：多个站共享一根总线。
  • 载波监听：发送前先检测信道，空闲才发送（"先听后发"）。
  • 碰撞检测：边发送边检测，发现冲突立即停止（"边发边听、冲突停发"）。

争用期：2τ（τ 为单程传播时延），经过争用期未检测到碰撞才能确定发送成功。

二进制指数退避：发生第 k 次冲突后，在 {0,1,…,2^min(k,10)-1} 中随机选 r，等待 r×2τ 后重试。k≤10 时范围每翻倍一次，k>10 范围不再增大（上限 10），最多重试 16 次后丢弃。考过

CSMA/CD 特点：半双工通信；不能进行全双工；一边发送一边监听；适用于有线局域网。以太网帧最小长度 64 字节（确保冲突能在帧发送完前被检测到）。

3.4 以太网与 MAC 地址

项目说明
MAC 帧目的地址(6) + 源地址(6) + 类型(2) + 数据(46~1500) + FCS(4)
最短帧长64 字节（含 18 字节首尾，数据最少 46 字节）考过
最大帧长1518 字节（18 + 1500），常说数据帧最大 1500 字节(MTU)
MAC 地址6 字节(48位)，前 24 位 OUI 厂商，后 24 位序列号
广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF
交换机转发决策使用目的 MAC 地址（目的物理地址），是数据链路层 PDU 地址 考过。

3.5 冲突域与广播域

设备OSI 层冲突域广播域
中继器/集线器物理层不隔离不隔离
网桥/交换机数据链路层隔离不隔离
路由器网络层隔离隔离

能抑制广播风暴的设备：路由器（仅 Ⅳ）考过。交换机不隔离广播域。

3.6 数据链路层必懂题 必懂

1. 以太网交换机进行转发决策时的 PDU 地址是？ A.目的物理地址 B.目的IP C.源物理 D.源IP
答：A。交换机工作在数据链路层，用目的MAC地址(目的物理地址)转发（样卷单选1）。
2. PPP 帧校验码长度为____字节？ A.2 B.4 C.16 D.32
答：A。PPP 的 FCS 为 2 字节（CRC-16）（样卷单选3）。
3. 以太网帧校验码 CRC 的校验范围不包括？ A.长度 B.目的地址和源地址 C.信息字段 D.引导码
答：D。CRC 不校验前导码(引导码)，校验范围为目的/源地址、类型、数据（样卷单选8）。
4. 共享介质以太网中，第6次冲突时二进制后退延迟最大可能时间片为？ A.6 B.10 C.63 D.1023
答：C。第 k 次冲突(k≤10)，范围 {0..2^k-1}。第6次 → 2^6-1=63（样卷单选29）。
5. 局域网数据链路层分为哪两个子层？
答：MAC 子层和 LLC 子层（媒体接入控制 + 逻辑链路控制）。IEEE 802.2 描述 LLC 功能（样卷单选6、14）。
6. CSMA/CD 适用于什么网络？适用全双工吗？
答：适用于以太网(总线/共享介质)（IEEE 802.3）。不能全双工，是半双工，边发边听。
7. 能抑制广播风暴的设备？中继器/集线器/网桥/路由器
答：仅路由器(Ⅳ)。集线器和中继器不隔离冲突域也不隔离广播域；网桥/交换机隔离冲突域但不隔离广播域（样卷单选12）。

3.7 数据链路层典型大题

大题1：二进制指数退避 考过

(1) 共享介质以太网中，第6次冲突时最大可能延迟时间片？
(2) 简述 CSMA/CD 工作要点。

解答

(1) 第 k 次冲突(k≤10)，随机数范围 {0,1,…,2^k-1}。第6次 → 2^6-1 = 63 个时间片。

(2) ① 多址接入：多站共享总线；② 载波监听(先听后发)：发送前检测信道空闲；③ 碰撞检测(边发边听、冲突停发)：边发送边检测电压，发现冲突立即停发并发送阻塞信号，然后按二进制指数退避等待重试。

大题2：交换机自学习 计算

某以太网交换机有 4 个端口，初始转发表为空。依次有以下帧到达，说明交换机如何处理并更新转发表：

① A→B，② B→A，③ C→A，④ A→C（端口1接A、端口2接B、端口3接C、端口4接D）。

解答
步骤帧接收端口学习(源MAC→端口)转发动作
①A→B1A→1表中无B，广播(除1外全转发)
②B→A2B→2查到A在端口1，定向转发到端口1
③C→A3C→3查到A在端口1，定向转发到端口1
④A→C1A已存在(更新)查到C在端口3，定向转发到端口3

规则：收到帧 → 记录"源MAC + 进入端口" → 查目的MAC：有记录则定向转发，无记录则泛洪(广播除进入端口外)。

大题3：最短帧长与争用期

以太网规定最短帧长 64 字节，已知电缆长 1km、信号传播速率 2×10⁸ m/s，求：

(1) 争用期 2τ；(2) 单程传播时延 τ；(3) 若数据率 10Mbps，64 字节需要多长时间发送完？验证能否检测碰撞。

解答

(1) 单程时延 τ = 1000m / (2×10⁸ m/s) = 5×10⁻⁶ s = 5 μs；争用期 2τ = 10 μs。

(2) 单程传播时延 τ = 5 μs。

(3) 发送 64 字节(512 bit) 需 512/10Mbps = 512/10×10⁶ = 51.2 μs。而争用期仅 10μs < 51.2μs，说明发送过程中若远端发生碰撞，信号能在帧未发完前返回，能检测到碰撞。

结论：最短帧长 = 2 × 传播时延 × 数据率 = 2τ × 带宽，确保碰撞信号能在发送完成前传回。

4网络层

4.1 IP 地址与分类 高频

类别前缀网络号主机号范围专用(私有)IP
A08位24位1.0.0.0~126.255.255.25510.0.0.0/8
B1016位16位128.0.0.0~191.255.255.255172.16.0.0/12
C11024位8位192.0.0.0~223.255.255.255192.168.0.0/16

C 类专用 IP：192.168.0.0 ~ 192.168.255.255，共 256 个 C 类网段 考过。

特殊地址：网络号(主机全0)、广播地址(主机全1)、127.0.0.0/8(环回)、0.0.0.0(本机)。

4.2 子网划分与子网掩码 计算

子网掩码：网络号+子网号部分全1，主机号全0。

计算公式：

  • 主机数(含网络/广播) = 2^(主机位数)
  • 可用主机数 = 2^(主机位数) - 2
  • 网络地址 = IP AND 子网掩码
  • 广播地址 = 网络地址的主机位全置1

示例：划分子网每网14台主机 → 需2^4=16(留主机4位)，掩码 255.255.255.240 (/28) 考过

4.3 ARP 协议 高频

地址解析协议，将 IP 地址→MAC 地址。ARP 缓存表保存 IP-MAC 映射。

Windows 查看命令：arp -a 考过（填空第3题）。

ARP 是根据 IP 地址查询 MAC 地址（样卷单选23），工作在网络层（有人认为链路层）。

4.4 IP 数据报格式与分片 计算

关键字段：版本、首部长度(IHL)、总长度、TTL、协议、首部校验和、源/目的IP。

分片：当数据报长度超过链路 MTU 时需分片。

  • 每片数据长度必须是 8 的整数倍
  • 片偏移 = 本片数据在原数据中的偏移量 / 8
  • MF=1 表示后面还有分片，MF=0 表示最后一片

分片计算示例（样卷填空7、8）考过：

原始数据报长 2200 字节，首部 20 字节，数据 2180 字节。MTU=820 字节，每片数据最大 820-20=800 字节。

① 分几片？2180/800 = 2.725 → 3 片。数据分别为 800、800、580 字节。

② 最后一片偏移：第二片起始偏移 800，第三片起始偏移 1600。片偏移 = 1600/8 = 200。

4.5 ICMP

网际控制报文协议，让主机/路由器报告差错和异常。

  • 差错报告：终点不可达、源点抑制、时间超时、参数问题、改变路由
  • 询问：回送请求/回答(echo, 用于 ping)、时间戳请求/回答
  • 应用：ping(IP层)、traceroute(利用TTL超时)
ICMP 不属于路由选择协议（样卷单选30）。能报告差错和异常的协议是 ICMP（样卷单选18）。

4.6 IPv6

IPv6 地址长度 128 位 考过（填空第9题）。基本首部 40 字节固定。取消首部校验和、分片在源站完成。

4.7 路由选择协议 高频

协议类型算法特点
RIP内部网关IGP距离向量跳数为距离，最大15跳，16=不可达；UDP 端口520；每30s交换
OSPF内部网关IGP链路状态用Dijkstra，洪泛链路状态，区域划分
BGP外部网关EGP路径向量AS间路由，TCP端口179
RIP 是应用层协议(用UDP)，端口号 520（样卷问答4-1）。外部网关协议是 BGP（样卷单选5、30）。

4.8 NAT 与 CIDR

NAT：网络地址转换，实现内部专用IP↔全局IP转换 考过（样卷单选28）。

CIDR：无分类域间路由，取消A/B/C分类，用"网络前缀/"表示。如 192.168.0.0/22。

路由聚合(构成超网)：将多个子网合并为一个前缀更短的网络。

4.9 网络层必懂题 必懂

1. ARP 协议的功能是？A.根据IP查MAC B.根据MAC查IP C.根据域名查IP D.根据IP查域名
答：A。根据 IP 地址查询 MAC 地址（样卷单选23）。
2. 以下属于外部网关协议的是？ A.IGP B.RIP C.BGP D.OSPF
答：C。BGP是外部网关协议(EGP)，RIP/OSPF/IGP是内部网关协议（样卷单选5）。
3. 下列不属于路由选择协议的是？ A.RIP B.ICMP C.BGP D.OSPF
答：B。ICMP 是控制报文协议，不是路由选择协议（样卷单选30）。
4. NAT 的功能是？能实现什么地址转换？
答：NAT 实现内部专用 IP 地址与全局 IP 地址的对应变换（样卷单选28）。
5. IPv6 地址长度是多少？
答：128 位（样卷填空9）。
6. 某主机 180.80.77.55，掩码 255.255.252.0，向所在子网发广播分组，目的地址？
答：掩码 252 = 11111100，主机位10位。网络地址 = 180.80.76.0（77 & 252: 01001101 & 11111100 = 01001100=76）。广播地址 = 180.80.79.255（76 | 00000011 = 79，主机位全1）→ 选 D（样卷单选26）。
7. 能报告差错情况和异常的协议是？ A.IP B.HTTP C.ICMP D.TCP
答：C。ICMP（样卷单选18）。
8. 划分子网每网14台主机，掩码是多少？
答：14台需2^4=16(主机4位)，掩码 11111111.11111111.11111111.11110000 = 255.255.255.240（样卷单选22）。

4.10 网络层典型大题

大题1：子网划分与地址计算 考过 计算

某公司获得 101.101.100.0/23 地址块，分配给四部门：A需115、B需238、C需50、D需29个IP。

(1) 该地址块包含的IP地址数及广播地址；(2) 满足四部门的划分方案。

解答

(1) /23 → 主机位 32-23=9 位，地址数 = 2⁹ = 512。范围 101.101.100.0 ~ 101.101.101.255，广播地址 = 101.101.101.255。

(2) 按需求从大到小分配，每个分配 2 的整数次幂：

部门需求分配块地址数范围
B238101.101.100.0/24256.100.0 ~ .100.255
A115101.101.101.0/25128.101.0 ~ .101.127
C50101.101.101.128/2664.101.128 ~ .101.191
D29101.101.101.192/2732.101.192 ~ .101.223

剩余 101.101.101.224~255（32个）未分配。

大题2：RIP 路由表更新 考过 计算

R1 原路由表：Net2(5,R2)、Net4(4,R2)。收到 R2 报文：Net2=3,Net5=4,Net6=8；R3 报文：Net2=2,Net4=4,Net5=8。

(1) RIP 是哪层协议，端口号？(2) 更新 R1 路由表。

解答

(1) RIP 是应用层协议(基于UDP)，端口号 520。

(2) 更新规则：收到报文距离+1(下一跳设为来源)；同目的网络取距离最小；新网络则添加；下一跳相同则必须更新。

来自 R2(+1, 下一跳 R2)：

  • Net2: 3+1=4 < 原5 → 更新为(4,R2)
  • Net5: 4+1=5 → 新增(5,R2)
  • Net6: 8+1=9 → 新增(9,R2)

来自 R3(+1, 下一跳 R3)：

  • Net2: 2+1=3 < 4(刚更新) → 更新为(3,R3)
  • Net4: 4+1=5 > 原4(R2) → 不更新
  • Net5: 8+1=9 > 5(R2) → 不更新
目的网络距离路由(下一跳)
Net23R3
Net44R2
Net55R2
Net69R2
大题3：IP 数据报分片 计算

数据报原始长度 2200 字节(首部20，数据2180)，MTU=820。求：(1)分片数；(2)各片数据长度与偏移；(3)最后一片偏移值。

解答

每片数据最大 = 820-20 = 800，且须为8的倍数，800是8的倍数 ✓。

片号数据长度片偏移(=偏移/8)MF
180001
2800800/8 = 1001
35801600/8 = 2000

(1) 共 3 片；(2) 如上表；(3) 最后一片偏移 200（样卷填空7、8）。

大题4：CIDR 路由聚合 考过 计算

路由器 R2 通过 R1 连接局域网1(202.118.1.0/25)和局域网2(202.118.1.128/25)，请用路由聚合给出 R2 到这两个局域网的路由。

解答

局域网1: 202.118.1.0/25 → .0 = 00000000

局域网2: 202.118.1.128/25 → .128 = 10000000

前24位相同(202.118.1)，第25位不同 → 合并后前缀24位。

聚合: 202.118.1.0/24，掩码 255.255.255.0，下一跳 202.118.2.1(R1)

5运输层

5.1 运输层概述 高频

运输层功能：向应用进程提供端到端的可靠数据传输服务 考过（样卷单选27）。

端口：标识主机上的应用进程，16位(0~65535)。熟知端口 0~1023。

协议端口
HTTP80
HTTPS443
DNS53
FTP21(控制)/20(数据)
SMTP25
POP3110
Telnet23

5.2 UDP 与 TCP 对比

特性UDPTCP
连接无连接面向连接
可靠不可靠可靠(序号+确认+重传)
首部8字节20字节(最小)
传输面向报文面向字节流
流量/拥塞无有
应用DNS/DHCP/SNMPHTTP/FTP/SMTP/Telnet

5.3 TCP 报文段首部 计算

字段长度说明
源端口/目的端口各16位标识进程
序号 seq32位本报文段数据第一个字节的序号
确认号 ack32位期望收到对方下一个字节序号
数据偏移4位首部长度=数据偏移×4字节
标志位6位URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN
窗口 rwnd16位接收端告知的可用窗口大小
校验和16位检验首部+数据
紧急指针16位URG=1时有效

5.4 TCP 可靠传输与流量控制

停止等待协议(ARQ)：每发一帧等确认，超时重传。信道利用率低。

连续 ARQ + 滑动窗口：可连续发送多个帧，收到确认后窗口滑动。

流量控制：接收方通过 rwnd 告知发送方自己的接收能力，发送窗口 ≤ rwnd。

窗口值计算（样卷填空10新）考过：

发送窗口 = min(rwnd, cwnd)。rwnd=3300, cwnd=3500 → 窗口值 = min(3300,3500) = 3300。

5.5 TCP 拥塞控制 高频

慢开始：cwnd 从1开始，每收到一个确认 cwnd 加倍(指数增长)。

拥塞避免：cwnd 达到慢开始门限 ssthresh 后，每轮次 cwnd+1(线性增长) 考过。

快重传：收到3个重复确认，立即重传丢失报文。

快恢复：ssthresh = cwnd/2，cwnd = ssthresh，进入拥塞避免(不回到慢开始)。

超时：ssthresh = cwnd/2，cwnd=1，重新慢开始。

TCP拥塞控制方法是基于拥塞窗口的慢启动算法（样卷单选2）。当 cwnd 达到 ssth 时进入线性增长（样卷单选25）。

5.6 TCP 连接管理 高频

三次握手（建立连接）

sequenceDiagram participant C as 客户端 participant S as 服务器 C->>S: SYN=1, seq=x S->>C: SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1 C->>S: ACK=1, seq=x+1, ack=y+1

四次挥手（释放连接）考过

sequenceDiagram participant C as 主动方 participant S as 被动方 C->>S: FIN=1, seq=u S->>C: ACK=1, ack=u+1 (半关闭) S->>C: FIN=1, seq=v C->>S: ACK=1, ack=v+1 (等待2MSL后关闭)
SYN=同步标志，建立连接时置1；ACK=确认标志，确认号有效时置1（样卷综合2-1）。四次挥手中主动方需等待 2MSL 后才真正关闭，确保最后确认到达。

5.7 运输层必懂题 必懂

1. 负责提供可靠的端到端数据传输的层次是？ A.传输层 B.网络层 C.应用层 D.数据链路层
答：A。传输层提供端到端可靠传输（样卷单选27）。
2. TCP 协议进行拥塞控制的方法是？ A.滑动窗口 B.基于拥塞窗口的慢启动算法 C.三次握手 D.确认号
答：B。基于拥塞窗口的慢启动算法（样卷单选2）。
3. TCP 的拥塞控制算法中，当 cwnd 达到____时进入线性增长区域。A.rwnd B.ssth C.wnd D.ssth的一半
答：B。达到拥塞阈值 ssth后由指数增长转为线性增长(拥塞避免)（样卷单选25）。
4. 主机甲向乙发送3段TCP(300B/400B/500B)，第3段序号900。乙仅收到第1和第3段，确认序号是？A.300 B.500 C.1200 D.1400
答：B。第1段序号=900-400-300=200。收到第1段(300B)后期待第2段(序号500)，但第2段丢失，所以确认序号=500(重复确认)（样卷单选19）。
5. 关于 UDP，下列描述错误的是？(样卷新单选24)
答：UDP 特点：无连接、不可靠、面向报文、首部8字节、无流量/拥塞控制、支持一对一/一对多/多对多。注意它不提供可靠传输，无序号和确认机制。
6. SYN 和 ACK 标记的含义？(样卷综合2)
答：SYN=1表示同步，用于建立TCP连接时同步序号；ACK=1表示确认号字段有效。

5.8 运输层典型大题

大题1：TCP 头部解析 考过 计算

访问某网络服务的 TCP 头部十六进制：E0 B6 00 6E 14 8D 52 2A 8E AD DA 14 80 10 01 01 01 02 AC FB

(1) 访问的是哪种服务器？目的端口号(十进制)？
(2) 源端口号、序号、确认号、数据偏移、窗口各是多少？

解答
字段十六进制十进制
源端口E0 B60xE0B6 = 224×256+182 = 57526
目的端口00 6E0x006E = 110
序号 seq14 8D 52 2A0x148D522A = 344921898
确认号 ack8E AD DA 140x8EADDA14 = 2393006100
数据偏移+标志80 10偏移=8→首部32字节；ACK=1
窗口01 01257
校验和01 020x0102
紧急指针AC FB0xACFB

(1) 目的端口 110 → POP3 邮件服务器。

(2) 如上表。数据偏移=8 表示首部长度=8×4=32字节(含12字节选项)；标志 0x10 = ACK置1。

大题2：曼彻斯特编码波形 考过

画出目的端口号(110)二进制 01101110 的曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码波形。

解答

规则回顾：

  • 曼彻斯特：中间跳变，高→低=1，低→高=0
  • 差分曼彻斯特：中间总跳变(同步)；码元开始处跳变=0，无跳变=1
比特01101110
曼彻斯特↓(低高)↑(高低)↑↓↑↑↑↓
差分(起跳?)跳=0不跳=1不跳=1跳=0不跳=1不跳=1不跳=1跳=0

曼彻斯特：每个码元中间都有跳变。0=前低后高，1=前高后低。

差分曼彻斯特：每个码元中间都有跳变(用于同步)；看码元交界处：与前一段电平相比，有跳变=0，无跳变=1。设初始为高电平，则01101110序列开始处：0跳变、1不变、1不变、0跳变、1不变、1不变、1不变、0跳变。

大题3：TCP 四次握手释放 考过

简述 TCP 连接释放的四个步骤，为何主动方要等待 2MSL？

解答
  1. 主动方→被动方：FIN=1, seq=u，表示无数据发送
  2. 被动方→主动方：ACK=1, ack=u+1，进入半关闭(被动方仍可发数据)
  3. 被动方→主动方：FIN=1, seq=v，表示被动方数据也发完
  4. 主动方→被动方：ACK=1, ack=v+1，然后等待 2MSL 后关闭

等待 2MSL 原因：① 保证最后一个 ACK 能到达被动方(若丢失，被动方超时重发FIN，主动方还能重传ACK)；② 让本次连接的所有报文都从网络中消失，防止干扰新连接。

6应用层

6.1 DNS 域名系统 高频

DNS 将域名→IP 地址，采用层次树状命名结构。

域名结构：…三级域名.二级域名.顶级域名。如 www.baidu.com → www(三级) .baidu(二级) .com(顶级)。

查询方式：

  • 递归查询：主机请求后由本地域名服务器代为继续查询并返回结果
  • 迭代查询：本地服务器依次向根→顶级→权威域名服务器查询

DNS 默认使用 UDP 端口 53，区域传送用 TCP。

不能以域名访问但可用IP访问，且QQ能登录 → DNS服务器配置错误（样卷单选9）。

6.2 万维网与 HTTP

浏览器与 Web 服务器之间协议是 HTTP 考过（样卷单选7）。

每个网页唯一地址称为 URL(统一资源定位符) 考过（样卷单选11）。

HTTP 默认端口 80，采用 TCP 连接。HTTP/1.1 支持持续连接。

6.3 文件传送 FTP

FTP 使用 两个连接：控制连接(端口21) + 数据连接(端口20)。

6.4 电子邮件

协议端口作用
SMTP25发送邮件(邮件服务器之间传递)
POP3110接收邮件(从服务器下载)
IMAP143接收邮件(在线管理)
邮件服务器之间传递邮件通常采用 SMTP 协议 考过（样卷填空1）。

6.5 DHCP

动态主机配置协议，自动分配 IP 地址、子网掩码、默认网关、DNS。使用 UDP，端口 67(服务器)/68(客户端)。

6.6 应用层必懂题 必懂

1. 浏览器与Web服务器之间的协议是？ A.DNS B.SNMP C.HTTP D.SMTP
答：C。HTTP（样卷单选7）。
2. 每个Web页面唯一的地址称为什么？ A.传输地址 B.主页地址 C.网页搜索地址 D.统一资源定位符URL
答：D。URL（样卷单选11）。
3. 邮件服务器之间传递邮件采用的协议？
答：SMTP（简单邮件传送协议，端口25）（样卷填空1）。
4. 能用IP访问但不能用域名访问网站，QQ能登录，可能是什么配置问题？
答：DNS 服务器未正确配置。QQ可直接用IP连接故不受影响，域名解析依赖DNS（样卷单选9）。

6.7 应用层典型大题

大题1：访问百度协议流程 考过

用户在浏览器输入 http://www.baidu.com 并回车，直到首页显示，请说明：

(1) 从应用层到物理层有哪些协议起作用？各自作用？
(2) 简述该过程流程。

解答

(1) 各层协议及作用：

层次协议作用
应用层HTTP传输网页内容(请求/响应)
应用层DNS将 www.baidu.com 解析为IP地址
运输层TCP为HTTP提供可靠端到端连接
运输层UDPDNS查询可能用UDP传输
网络层IP数据报传输、寻址
网络层ARP将下一跳IP解析为MAC地址
网络层ICMP报告差错(如不可达)
数据链路层以太网/PPP封装成帧、MAC寻址
数据链路层CSMA/CD以太网信道接入(共享介质)
物理层编码/传输媒体比特流传输

(2) 流程：

flowchart TD A[输入www.baidu.com] --> B[DNS解析:域名→IP] B --> C[TCP三次握手建立连接] C --> D[发送HTTP GET请求] D --> E[服务器返回HTTP响应+网页数据] E --> F[TCP四次挥手释放连接] F --> G[浏览器渲染显示首页]
大题2：DNS 域名劫持

什么是 DNS 域名劫持？如何防范？

解答

DNS 域名劫持：攻击者篡改 DNS 解析结果，将合法域名指向恶意 IP，使用户访问到假冒网站。

原理：DNS 默认使用 UDP 明文传输，无认证，中间人可伪造响应(先于真实响应到达)。

防范：① 使用 DNSSEC(数字签名验证)；② 配置可信 DNS 服务器；③ 本地 hosts 绑定关键域名；④ HTTPS 验证服务器证书。

7网络安全补充

虽然复习PPT未单列网络安全章节，但两套样卷均考查了密码学内容（数字签名/数字信封/易位密码），需重点掌握。

7.1 密码体制

类型密钥典型算法特点
对称密钥(单钥)加解密同一密钥DES/AES速度快，密钥分发难
公钥密码(非对称)公钥加密/私钥解密RSA安全性高，速度慢

加密过程数学表达式：C = Ek(m)，其中 E 代表的加密算法是公开的，k 代表的密钥需保密 考过（样卷填空5）。

7.2 数字签名与数字信封 考过

数字签名（样卷新问答1）：

  • 用发送方私钥对消息摘要加密 → 数字签名
  • 用接收方公钥加密整个消息+签名
  • 接收方用自己私钥解密 → 得到消息+签名；用发送方公钥验证签名
  • 作用：防否认(不可否认性)、防篡改、身份认证
  • 防范主动攻击(伪造、篡改、冒充)

数字信封（样卷旧问答1）：

  • 采用混合加密体制：对称密钥加密数据 + 公钥加密对称密钥
  • 被加密的内容是对称密钥(会话密钥)
  • 数字签名主要用于身份认证、防否认场合

7.3 易位密码(列置换) 考过

易位密码：密钥 lora，密文 AURIIMGLMMHDSMOYMOACIRSELYON，求明文
解答

密钥 lora：l=列1、o=列2、r=列3、a=列4。按字母序 a<l<o<r，读取顺序为 a(列4)→l(列1)→o(列2)→r(列3)。

密文 28 字母，4 列每列 7 字母。按读取顺序分列：

读取序密钥字母对应列密文片段
1a列4AURIIMG
2l列1LMMHDSM
3o列2OYMOACI
4r列3RSELYON

按列还原矩阵，再按行读出明文：

行列1(l)列2(o)列3(r)列4(a)
1LORA
2MYSU
3MMER
4HOLI
5DAYI
6SCOM
7MING

明文：LORAMYSUMMERHOLIDAYISCOMING（LORA MY SUMMER HOLIDAY IS COMING）

方法：明文按行写入矩阵，密文按密钥字母序对应的列依次读出；解密按密钥顺序将密文分列填入，再按行读出。

7.4 防火墙

防火墙主要技术是对通过的数据包进行过滤 考过（样卷单选17）。

★样卷全解

以下为两套样卷（旧卷2018-2019 A卷 / 新卷）的完整答案与详解。两卷共通题给出统一答案，差异题分别标注。大题详解可在各章节展开复习，此处给出核心解题步骤。

P.1 填空题答案（10题×1分=10分）

题号答案考点解题说明
1SMTP应用层邮件服务器间传递邮件用 SMTP（发送用 POP3/IMAP）
21500数据链路层以太网 MTU = 1500 字节（不含前导码和 FCS）
3arp -a网络层Windows 查看 ARP 缓存表命令
432000物理层4000 × log₂(256) = 4000 × 8 = 32000 bps
5算法网络安全E 代表加密算法（公开），k 代表密钥（保密）
6网络层网络层TCP/IP 体系结构中路由选择在网络层实现
73网络层数据 2180B ÷ 每片 800B = 2.725 → 3 片
8200网络层第3片偏移 = 800×2 ÷ 8 = 200（偏移以8字节为单位）
9128网络层IPv6 地址长度 128 位
10旧：LORAMYSUMMERHOLIDAYISCOMING
新：3300		网络安全 / 运输层差异题 旧卷考易位密码（密钥 lora）；新卷考 TCP 窗口 = min(rwnd, cwnd) = min(3300, 3500) = 3300

P.2 单项选择题答案速查（30题×1分=30分）

题号12345678910
答案ABADCBCDDB
题号11121314151617181920
答案DDDCDCBCBD
题号21222324252627282930
答案CCA旧A/新BBDADCB

易错题速记：

  • Q19（TCP确认序号）：第3段序号900→第1段序号=900-300-400=200；第2段(500~899)丢失→确认序号=500（期望收到的下一字节）
  • Q20（C类专用地址）：192.168.0.0/16 包含 256 个C类网络（192.168.0.0/24 ~ 192.168.255.0/24）
  • Q24（差异题）：旧卷 HDLC 正常响应方式选 A；新卷 UDP 描述错误项选 B（UDP长度字段不含伪首部）
  • Q26（广播地址）：180.80.77.55/22 → 网络地址 180.80.76.0，广播 180.80.79.255

P.3 问答与计算题全解（6题=36分）

1. 数字信封（旧卷）/ 数字签名（新卷）差异题 高频

旧卷 · 数字信封

1) 采用的密码体制：混合密码体制（对称加密 + 非对称加密结合）。用对称密钥加密数据（效率高），用接收方公钥加密对称密钥形成"数字信封"（安全性好）。

2) 被加密的内容：

  • 数据/消息 → 被对称密钥加密
  • 对称密钥（会话密钥） → 被接收方公钥加密（数字信封）

3) 数字签名主要用于：身份认证、防篡改、不可抵赖等场合。

新卷 · 数字签名

图中 A→签名→密文 DSKa(X)→互联网→B→核实签名→明文 X

1) 标号① = A 的私钥 SKa（用于签名）；标号② = A 的公钥 PKa（用于验证签名）

2) 标号③ = 加密（签名）运算 DSKa(X)；标号④ = 解密（验证签名）运算 EPKa

3) 数字签名防范的是主动攻击（冒充、篡改、抵赖），不防范被动攻击（窃听）。

对比记忆：数字信封 = 用公钥加密对称密钥（保密性）；数字签名 = 用私钥加密消息摘要（认证性）。详见 第7章 网络安全。
2. TCP 头部解析 + 曼彻斯特编码 计算 必考

TCP 头部（十六进制）：E0 B6 00 6E 14 8D 52 2A 8E AD DA 14 80 10 01 01 01 02 AC FB

1) 目的端口 = 00 6E（hex）= 110（十进制）→ POP3 服务器（邮局协议第3版）

字段字节值(hex)值(十进制)
源端口0-1E0 B657526
目的端口2-300 6E110 (POP3)
序号4-714 8D 52 2A—
确认号8-118E AD DA 14—
数据偏移+标志12-1380 10偏移=8(32B), ACK=1
窗口14-1501 01257

2) 110 的二进制 = 0110 1110

曼彻斯特编码（IEEE 802.3：0=高→低，1=低→高）：

位值01101110
前半周期高低低高低低低高
后半周期低高高低高高高低
跳变↓↑↑↓↑↑↑↓

差分曼彻斯特编码（每位中间必有跳变；0=位首有跳变，1=位首无跳变）：

位值01101110
位首跳变有无无有无无无有

差分曼彻斯特编码规则：每位中间必有跳变（用于同步）；当前位为 0 则位首有跳变（与前位末电平相反），为 1 则位首无跳变（与前位末电平相同）。

详见 第2章 物理层 曼彻斯特编码 和 第5章 运输层 TCP头部解析。
3. CRC 校验计算 计算 必考

G(x) = x⁴ + x² + 1 = 10101（5位），数据 = 1011011（7位），CRC为4位

1) 求 CRC 码和发送序列：

① 生成多项式二进制表示：10101

② 在数据后加4个0：1011011 → 10110110000（共11位）

③ 模2除法（10110110000 ÷ 10101）：

10110110000 ÷ 10101 10110 1100000 10101 → 商1, 异或: 00011 ───────── 0011 1 → 首位0, 商0 0111 1 → 首位0, 商0 1111 0 → 商1, 异或: 01011 1010 1 ───── 0101 10 → 商1, 异或: 00011 1010 1 ───── 0011 000 → 商0 011 000 → 商0 11 0000 → 商1, 异或: 0101 ───── 余数 = 1100

④ CRC 检验码 = 1100

⑤ 发送端完整比特序列 = 1011011 + 1100 = 10110111100

2) 传输出错校验（1011011 → 1101011）：

接收端收到：11010111100（数据出错但CRC不变）

用 11010111100 ÷ 10101 做模2除法，余数 = 1100 ≠ 0 → 检测到错误

详见 第3章 数据链路层 CRC 计算详解。
4. RIP 路由更新 计算 必考

1) RIP 是应用层协议（使用 UDP 传输），端口号 520

2) 更新 R1 路由表（距离向量算法：取 min(当前, 经R2距离+1, 经R3距离+1)）：

目的网络原距离/路由经R2 (R2报文+1)经R3 (R3报文+1)更新后
Net25 / R23+1=42+1=33 / R3
Net44 / R2—4+1=54 / R2（不变）
Net5∞4+1=58+1=95 / R2（新增）
Net6∞8+1=9—9 / R2（新增）
关键规则：① 收到邻居的(V,D)报文后，距离+1再比较；② 取最小距离；③ 如果距离相同则不更新路由。详见 第4章 网络层。
5. 子网划分 101.101.100.0/23 计算 必考

1) 地址块 101.101.100.0/23：

  • IP 地址数 = 2^(32-23) = 2⁹ = 512 个
  • 地址范围：101.101.100.0 ~ 101.101.101.255
  • 广播地址 = 101.101.101.255

2) 划分方案（按需求从大到小分配，每个子网需额外预留网络号和广播地址）：

部门需求所需主机位前缀地址块可用IP数
B2388位 (2⁸-2=254≥240)/24101.101.100.0/24254
A1157位 (2⁷-2=126≥117)/25101.101.101.0/25126
C506位 (2⁶-2=62≥52)/26101.101.101.128/2662
D295位 (2⁵-2=30≥31)/27101.101.101.192/2730
划分技巧：① 从最大需求开始分配；② 每个子网大小为 2 的幂；③ 主机数 = 2^n - 2（减去网络号和广播）。详见 第4章 网络层。
6. 百度访问流程 必考

1) 各层协议及作用（TCP/IP 参考模型）：

层次协议作用
应用层HTTP生成 HTTP 请求报文，规定报文格式
应用层DNS将 www.baidu.com 解析为 IP 地址
运输层TCP三次握手建立连接，可靠传输 HTTP 报文
网络层IP寻址和路由选择，将数据报传至目标
网络层ARP将下一跳 IP 地址解析为 MAC 地址
网络层ICMP报告差错（如 TTL 超时）
数据链路层以太网协议封装成帧，MAC 地址寻址
物理层—比特流传输

2) 流程简述：

① DNS解析: 浏览器→DNS服务器→返回www.baidu.com的IP ② TCP连接: 三次握手(SYN→SYN+ACK→ACK) ③ HTTP请求: 浏览器发送HTTP GET请求报文 ④ 服务器响应: 服务器返回HTML页面 ⑤ TCP断开: 四次挥手(FIN→ACK→FIN→ACK) ⑥ 浏览器渲染: 解析HTML显示页面
详见 第6章 应用层 百度访问流程图。

P.4 综合题全解（2题=24分）

1. 子网划分 + 路由表 + 路由聚合 计算 必考

拓扑：R1(E1→LAN1, E2→LAN2, S0→R2)，R2(S0→R1, S1→互联网, E0→DNS服务器)

R1-S0: 202.118.2.1, R2-S0: 202.118.2.2, R2-S1: 130.11.120.1, R2-E0: 202.118.3.1, DNS: 202.118.3.2

1) 子网划分（202.118.1.0/24 → 2个子网，每个≥120 IP）：

  • /24 共 256 个地址；每个子网需要 ≥120 → /25（128个地址，126个可用）满足
  • 局域网1：202.118.1.0/25，掩码 255.255.255.128（202.118.1.0 ~ 127）
  • 局域网2：202.118.1.128/25，掩码 255.255.255.128（202.118.1.128 ~ 255）

2) R1 路由表：

目的网络IP子网掩码下一跳IP接口
202.118.1.0255.255.255.128—（直连）E1
202.118.1.128255.255.255.128—（直连）E2
202.118.3.2255.255.255.255202.118.2.2S0
0.0.0.00.0.0.0202.118.2.2S0

说明：DNS服务器使用主机路由（掩码/32），互联网使用默认路由（0.0.0.0/0）。

3) R2 路由聚合：

202.118.1.0/25 和 202.118.1.128/25 聚合 → 202.118.1.0/24（掩码 255.255.255.0）

目的网络IP子网掩码下一跳IP接口
202.118.1.0255.255.255.0202.118.2.1S0
路由聚合原理：两个/25子网前24位相同（202.118.1），合并为/24。详见 第4章 网络层 CIDR与路由聚合。
2. Wireshark 抓包分析 考过

1) 编号2的数据帧功能 + SYN/ACK含义：

编号2帧功能：TCP 连接建立（三次握手的第1步），客户端发送 SYN=1 请求建立连接。

  • SYN=1：表示请求建立 TCP 连接（同步位）
  • ACK=1：表示确认号字段有效（确认位）。在三次握手的第2步中 SYN=1, ACK=1；第3步中 SYN=0, ACK=1

2) 编号28数据帧各层长度计算：

层次计算方法说明
数据链路层以太网帧头14B + 数据 + FCS 4B帧总长 = 抓包长度（从抓包信息读取）
网络层IP头部长度（通常20B）+ IP数据IP总长度字段可从抓包中读取
运输层TCP头部长度（通常20B）+ TCP数据数据偏移字段 × 4 = TCP头部长度
应用层TCP数据部分长度= IP数据长度 - TCP头部长度

3) 服务器信息识别方法：

  • 服务器IP：查看 Internet 层 Source IP（源地址为服务器）
  • 服务器端口：查看 TCP 层 Source Port（源端口对应服务）
  • 应用层协议：根据端口号判断（80=HTTP, 443=HTTPS, 21=FTP, 25=SMTP, 110=POP3, 53=DNS 等）
解题技巧：Wireshark题目关键是读取各层字段值。从抓包列表中点击对应编号帧，在详情面板中展开各层协议查看字段。详见 第5章 运输层。

P.5 复习建议

分值分布与复习优先级：

题型分值复习策略
填空题10分记忆型，覆盖各章基本概念，重点记协议名、命令、数值
单选题30分理解型，用随堂理论题（必懂题）刷题查漏
问答计算题36分核心得分区：CRC、RIP、子网划分、TCP头部+曼彻斯特为必考大题
综合题24分子网划分+路由表+路由聚合为必考；Wireshark分析题掌握方法即可

最后冲刺顺序：

  1. 先掌握 4 道必考计算大题（CRC、RIP、子网划分、TCP头部解析）→ 确保大题不失分
  2. 背诵填空题常考点（SMTP、MTU、ARP命令、PCM编码、IPv6位数等）
  3. 用单选题速查表自测，重点攻克易错题（Q19/Q20/Q24/Q26）
  4. 理解但不死记：百度访问流程、数字信封/数字签名原理
  5. 差异题重点关注：网络安全（密码学）和运输层交替出题