计算机基础知识-计算机网络

计算机基础知识-计算机网络

一、计算机网络概述

1. 什么是计算机网络？主要功能是什么？

参考答案 ：计算机网络是一些互联的、自治的计算机系统的集合，通过通信设备和线路连接，遵循统一协议实现资源共享与信息交换。主要功能：

1. 数据通信：主机之间信息传输
2. 资源共享：硬件、软件、数据共享
3. 分布式处理：任务分配到多机协同
4. 提高可靠性：多机冗余备份

2. 计算机网络的分类（按覆盖范围）

参考答案：

• PAN：个人区域网，如蓝牙
• LAN：局域网，以太网、WiFi
• MAN：城域网
• WAN：广域网，Internet 主干

3. 电路交换 vs 报文交换 vs 分组交换

参考答案：

• 电路交换：建立连接→通信→释放连接，独占链路，实时性好，利用率低，适合语音。
• 报文交换：整个报文先传送到节点，存储转发，时延大。
• 分组交换 ：将报文划分为分组，每个分组独立路由，存储转发，链路利用率高，时延小，是 Internet 核心。

4. 计算机网络体系结构为什么要分层？

参考答案：

• 各层独立，一层变化不影响其他层
• 结构清晰，易于实现和维护
• 便于标准化
• 利于模块化设计与复用

5. OSI 七层模型与 TCP/IP 四层模型对比

参考答案：OSI：应用、表示、会话、传输、网络、数据链路、物理TCP/IP：应用层、传输层、网际层、网络接口层OSI 理论完整但复杂，TCP/IP 实用，是 Internet 实际标准。

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二、物理层

1. 物理层的作用与四大特性

参考答案 ：作用：屏蔽传输媒体差异，为数据链路层提供比特流传输服务。四大特性：

• 机械特性：接口形状、引脚
• 电气特性：电压范围、速率
• 功能特性：引脚意义
• 规程特性：时序规则

2. 奈奎斯特定理与香农定理

参考答案：

• 奈奎斯特：无噪声下，码元速率极限：C=2Wlog2V

• 香农：有噪声下，极限信息速率：C=Wlog2(1+S/N)

  香农给出实际信道上限，奈奎斯特是理想情况。

3. 基带传输 vs 宽带传输

参考答案：

• 基带：直接传输数字信号，近距离，如以太网
• 宽带：用载波调制，频分复用，可同时多信道，如 ADSL、有线电视

4. 常用传输介质对比（双绞线、光纤、无线）

参考答案：

• 双绞线：成本低，抗干扰一般，用于局域网
• 光纤：速率高、抗干扰强、距离远，成本高
• 无线：灵活，受环境影响大

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三、数据链路层

1. 数据链路层的三个基本问题

参考答案：

1. 封装成帧：首尾定界符
2. 透明传输：解决数据中出现帧定界符问题（字节填充 / 比特填充）
3. 差错检测：CRC 等

2. CRC 循环冗余校验原理

参考答案 ：发送方用生成多项式计算余数 FCS，附在帧后；接收方用同样多项式做模 2 除法，余数为 0 则认为无错。只能检错，不能纠错。

3. 停等协议、GBN、SR 协议区别

参考答案：

• 停等：发一帧等一 ACK，信道利用率低
• GBN：滑动窗口，累计确认，出错回退 N 重发，接收窗口 = 1
• SR：选择重传，接收窗口 > 1，只重传出错帧，效率最高，实现复杂

4. 以太网 CSMA/CD 工作原理

参考答案：载波监听多点接入 / 碰撞检测：

• 发送前先监听信道

• 边发送边检测碰撞

• 碰撞则停止，退避重发

  适用于半双工共享信道。

5. 以太网 MAC 地址是什么？作用？

参考答案 ：48 位物理地址，固化在网卡，全球唯一。作用：数据链路层寻址，局域网内标识主机。

6. 交换机与集线器区别

参考答案：

• 集线器：物理层设备，广播，共享带宽
• 交换机：数据链路层设备，根据 MAC 地址转发，全双工，隔离冲突域

7. PPP 协议特点

参考答案：点对点链路层协议，面向字节，支持差错检测、身份认证、IP 地址协商，用于拨号、ADSL 等。

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四、网络层

1. 网络层的两大核心功能

参考答案：

• 路由选择：选择路径（路由算法 / 协议）
• 分组转发：根据转发表将分组从入端口送到出端口

2. 虚电路服务 vs 数据报服务

参考答案：

• 虚电路：建立连接，同路径，按序到达，可靠
• 数据报：无连接，独立路由，可能乱序，Internet 采用

3. IP 地址分类与特殊地址

参考答案：A 类：1~126 B 类：128~191 C 类：192~223 D 类：组播 E 类：保留特殊：

• 127.0.0.1：回环
• 0.0.0.0：本主机
• 255.255.255.255：受限广播

4. 子网划分与 CIDR

参考答案：子网划分：借用主机位做子网位，减少广播域，节约地址。CIDR：无类别域间路由，用前缀长度表示网络位，支持路由聚合，缓解路由表膨胀。

5. ARP 协议作用与工作过程

参考答案 ：地址解析协议，根据IP 地址获取 MAC 地址。过程：主机广播 ARP 请求，目标主机单播 ARP 应答。

6. DHCP 作用与四步握手

参考答案：动态主机配置协议，自动分配 IP、掩码、网关、DNS。四步：

1. DHCP Discover（广播）
2. DHCP Offer（广播）
3. DHCP Request（广播）
4. DHCP ACK（广播）

7. ICMP 协议作用与典型应用

参考答案：网际控制报文协议，用于差错报告与网络探测。应用：ping（Echo 请求 / 应答）、traceroute（超时报文）。

8. 路由协议分类：IGP vs EGP

参考答案：

• IGP：内部网关协议，自治系统内，如 RIP、OSPF
• EGP：外部网关协议，AS 之间，如 BGP

9. RIP 协议特点

参考答案 ：基于距离向量，跳数度量，最大 15 跳，16 为不可达，周期性广播，收敛慢，适合小型网络。

10. OSPF 协议特点

参考答案 ：基于链路状态，使用 SPF 算法，区域划分，组播发送 LSA，支持大规模网络，无跳数限制，收敛快。

11. NAT 作用与优缺点

参考答案：网络地址转换，内网私有 IP↔公网 IP。优点：节约公网地址，隐藏内网结构缺点：不支持端到端 IPsec，P2P 困难，增加延迟

12. IPv4 vs IPv6

参考答案：IPv6 改进：

• 128 位地址，解决地址枯竭
• 简化首部，提高转发效率
• 原生支持安全与移动性
• 自动配置

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五、传输层

1. 传输层的作用：复用与分用

参考答案 ：复用：多个应用进程共用同一传输层协议分用：根据端口号将报文交付对应进程实现主机间通信→进程间通信。

2. UDP 特点与适用场景

参考答案：无连接、不可靠、无拥塞控制、开销小、支持一对一 / 多对多。适用：DNS、DHCP、视频通话、游戏。

3. TCP 特点与适用场景

参考答案：面向连接、可靠传输、字节流、全双工、拥塞控制、流量控制。适用：HTTP、FTP、SMTP 等要求可靠的应用。

4. TCP 三次握手过程与目的

参考答案：

1. C→S：SYN

2. S→C：SYN+ACK

3. C→S：ACK

   目的：确认双方收发能力正常，初始化序列号，防止失效连接请求导致错误。

5. TCP 四次挥手过程与 TIME_WAIT

参考答案：

1. C→S：FIN

2. S→C：ACK

3. S→C：FIN

4. C→S：ACK

   TIME_WAIT：等待 2MSL，确保对方收到最后 ACK，防止旧分组干扰新连接。

6. TCP 可靠传输实现机制

参考答案：

• 校验和
• 序号与确认
• 超时重传
• 滑动窗口
• 快速重传（3 个重复 ACK）

7. TCP 流量控制：滑动窗口

参考答案：接收方在 ACK 中通告窗口 rwnd，发送方窗口取 min (rwnd, cwnd)，防止发送过快导致接收方溢出。

8. TCP 拥塞控制四个阶段

参考答案：

1. 慢启动：cwnd 指数增长
2. 拥塞避免：线性增长
3. 快重传：收到 3 个重复 ACK 立即重传
4. 快恢复：ssthresh 减半，cwnd 设为新门限，进入拥塞避免

9. 什么是 SYN 洪水攻击？

参考答案：攻击者发送大量伪造 SYN 包，服务器回复 SYN+ACK 后等待 ACK，半连接队列耗尽，无法服务正常用户。防护：SYN Cookie、缩短超时、限制半连接数。

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六、应用层

1. DNS 作用与查询方式

参考答案：域名系统，域名↔IP 映射。查询：递归查询、迭代查询。服务器：根、顶级域、权威、本地 DNS。

2. HTTP 1.0 / 1.1 / 2.0 / 3.0 区别

参考答案：

• HTTP1.0：短连接，每次请求建连
• HTTP1.1：长连接、流水线、分块编码
• HTTP2.0：多路复用、头部压缩、服务器推送，二进制帧
• HTTP3.0：基于 QUIC（UDP），解决队头阻塞，0-RTT 握手

3. HTTP 与 HTTPS 区别

参考答案：HTTP：明文，80 端口HTTPS：HTTP+TLS/SSL 加密，443 端口，身份认证，防窃听篡改。

4. Cookie 与 Session 区别

参考答案：

• Cookie：存在客户端，可被禁用，容量小
• Session：存在服务端，通过 SessionID 关联，更安全

5. FTP 工作模式：主动 vs 被动

参考答案：

• 主动：服务器主动发起数据连接，客户端防火墙可能拦截
• 被动：客户端发起数据连接，适合 NAT 环境

6. Email 三协议：SMTP、POP3、IMAP

参考答案：

• SMTP：发送邮件，服务器之间也用
• POP3：下载到本地，删除后服务器无副本
• IMAP：在线操作，邮件保留在服务器，多设备同步

7. P2P 模型 vs C/S 模型

参考答案：C/S：集中式，服务器瓶颈P2P：分布式，节点对等，资源利用率高，如 BT、直播

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七、网络安全（复试高频附加）

1. 对称加密 vs 非对称加密

参考答案：

• 对称：加解密同密钥，速度快，如 AES，密钥分发难
• 非对称：公钥加密私钥解密，如 RSA，速度慢，解决密钥分发

2. 数字签名作用与过程

参考答案：防伪造、防抵赖、完整性。过程：发送方哈希→私钥签名；接收方公钥验签→对比哈希。

3. 防火墙分类

参考答案：

• 包过滤防火墙（网络层）
• 应用网关 / 代理防火墙（应用层）
• 状态检测防火墙

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八、复试面试通用答题技巧

1. 先定义，再讲原理，最后说应用 / 优缺点
2. 对比题：分点列差异，不要混说
3. 协议题：抓核心功能、报文、工作过程、适用场景
4. 不会时：说 "我理解的是...，可能不全，后续会补"，不要瞎编
5. 项目中网络部分：重点讲协议选型、问题排查（丢包、延迟、超时）