### 山东大学2018-2019计算机网络期末考试知识点解析
#### 概念题解析
**协议**
在计算机网络中，协议是指两台或更多计算机之间进行通信时所遵循的一系列规则和标准。这些规则定义了数据传输的格式、速度以及错误检测与纠正方法等。例如，TCP/IP协议族是互联网中最常用的协议之一，它包括多个层级的协议，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）和互联网协议（IP）等。
**带宽**
带宽是指一个信道或网络的最大数据传输速率，通常用每秒比特数（bps）来衡量。高带宽意味着更快的数据传输速度，这对于流媒体、在线游戏等高带宽需求的应用至关重要。
**汇集树**
汇集树通常指的是在网络中用于优化多点到单点或多点的数据传输路径的一种结构。最常见的是组播树，它可以有效地减少网络中的数据包复制次数，从而提高效率并减少网络拥堵。
**TTL**
TTL（Time to Live）值是IP数据包的一个字段，用于限制数据包在网络中可以转发的最大跳数。每次数据包经过一个路由器时，其TTL值都会减1。当TTL值为0时，数据包将被丢弃，这有助于防止数据包在网络中无限循环。
**DNS**
DNS（Domain Name System）即域名系统，是一种将域名转换为IP地址的服务。通过DNS，用户可以直接通过易于记忆的域名访问网站，而无需记住复杂的IP地址。
**CRC**
CRC（Cyclic Redundancy Check）是一种常用的校验码，用于检测数据传输过程中可能发生的错误。它通过对原始数据执行特定的数学运算生成一个固定长度的校验值，并将其附加到数据后面一起发送。接收方接收到数据后，同样执行相同的数学运算，如果计算出的校验值与接收到的校验值匹配，则认为数据未受损。
**曼彻斯特编码**
曼彻斯特编码是一种自同步的数据编码方式，常用于局域网中。在这种编码中，每一位数据都由两个信号周期组成：前半个周期表示位值，而后半个周期则是位值的反码。这种编码方式确保了在数据传输过程中始终有足够数量的边沿，从而方便接收端进行时钟恢复。
**路由选择**
路由选择是网络中确定数据包传输路径的过程。常见的路由算法有两种：距离矢量路由算法和链路状态路由算法。前者基于相邻节点之间的距离信息更新路由表，后者则通过构建整个网络的拓扑视图来进行路由决策。
#### 简答题解析
**电路交换与分组交换的原理**
- **电路交换**：在数据传输之前，先在源节点和目的节点之间建立一条专用的物理连接。一旦连接建立，数据就可以不间断地传输，直至传输完成。这种方式适用于实时性要求较高的应用场景，如电话通信。
- **分组交换**：数据被分割成一个个独立的小块（称为分组），每个分组可以独立选择传输路径，并且可以在到达目的地后重新组合成完整的信息。这种方式能够高效利用网络资源，适合于非实时性数据传输。
**滑动窗口机制**
滑动窗口机制是一种流量控制方法，用于管理发送方向接收方发送数据的速度。在滑动窗口机制中，发送方有一个允许连续发送的数据包范围（即窗口大小），接收方通过确认信息告知发送方已成功接收哪些数据包。如果接收方无法处理更多数据，则可以通过调整窗口大小来控制发送方的发送速度。
**漏桶与令牌桶模型**
- **漏桶模型**：该模型模拟了一个具有固定容量的桶，数据以任意速率流入桶中，而桶以固定的速率向外漏出数据。当桶满时，额外的数据会被丢弃，以防止网络拥塞。
- **令牌桶模型**：这个模型中，桶内装有一定数量的令牌，每个令牌代表发送一个数据单位的权利。数据包只有在获取到令牌后才能被发送出去。这种机制允许突发的数据发送，同时也能限制长期平均发送速率。
**NAT（Network Address Translation）原理**
NAT是一种网络技术，用于将私有IP地址转换为公共IP地址，以便在有限的公共IP地址资源下实现更多的内部主机接入互联网。NAT通过修改IP报文头中的源地址来实现这一功能。它主要应用于家庭网络和企业内部网络中。
**交换机（网桥）的建立、维护和使用**
- **建立**：交换机通过学习MAC地址来构建转发表。每当一个新的设备连接到交换机时，交换机会记录下该设备的MAC地址及其对应的端口。
- **维护**：交换机会定期更新转发表，以确保转发表中的信息是最新的。此外，交换机还支持多种高级特性，如VLAN划分、端口安全设置等，以增强网络的安全性和灵活性。
- **使用**：在实际操作中，交换机根据转发表将接收到的数据包转发到正确的端口上。这种方式比传统的广播方式更加高效，减少了不必要的网络流量。
#### 论述题解析
**以太网、无线网解决介质传输问题的方法**
- **以太网**：以太网通过使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）机制来解决介质传输问题。该机制允许多台设备共享同一传输介质，并通过监听介质的状态来避免冲突。一旦发生冲突，冲突中的设备将随机等待一段时间后再次尝试传输。
- **无线网**：无线网络采用类似的技术，但通常是CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）。由于无线环境中信号干扰和衰减等因素的存在，无线网络还需要考虑频谱分配、功率控制等问题，以确保信号的有效传输。
**距离矢量路由与链路状态路由原理**
- **距离矢量路由**：基于距离向量的路由协议（如RIP）通过定期交换路由信息来更新路由表。每个路由器会向邻居通告其路由表中的信息，邻居再基于这些信息更新自己的路由表。这种方法简单易实现，但可能会导致路由环路问题。
- **链路状态路由**：链路状态路由协议（如OSPF）要求每个路由器维护整个网络的拓扑视图，并基于此拓扑视图计算最佳路径。这种路由方法更加稳定可靠，但实现复杂度较高。
**ARP协议**
ARP（Address Resolution Protocol）是一种将IP地址转换为物理地址（如MAC地址）的协议。当一台主机想要与另一台主机通信时，它首先需要知道对方的MAC地址。通过发送ARP请求广播，请求目标IP地址对应的MAC地址，其他主机则不会响应，只有拥有该IP地址的主机才会发送ARP响应，告知其MAC地址。
**TCP建立连接与重传机制**
- **建立连接**：TCP连接建立通过三次握手完成。第一次握手：客户端向服务器发送SYN报文，请求建立连接；第二次握手：服务器收到SYN后，回应一个SYN+ACK报文；第三次握手：客户端收到SYN+ACK后，发送ACK报文确认，至此连接建立。
- **重传机制**：为了解决重复连接分组的问题，TCP使用序列号对数据包进行编号，并在接收到确认之前不发送下一个数据包。如果在设定的时间内没有收到确认，则会重传数据包。此外，TCP还采用了慢启动、拥塞避免等机制来动态调整发送速率，以适应网络状况的变化。
山东大学2018-2019年计算机网络期末考试题目涵盖了计算机网络中的多个核心知识点，从基本概念到具体的实现原理，旨在全面考察学生对计算机网络的理解与掌握程度。
