計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)31261

1、第一章習(xí)題1-02、試簡述分組交換的要點。答：（1）分組傳送：分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。在發(fā)送報文 前，先將較長的報文劃分成一個個更小的等長數(shù)據(jù)段，在每一個數(shù)據(jù)段前面，加 上必要的控制信息組成的首部，構(gòu)成分組，傳送到接收端。接收端收到分組后剝 去首部還原成報文。（2 ）無連接：發(fā)送端在發(fā)送分組之前不必先建立連接，占用一條端到端的通 信資源，而是在傳輸過程中一段段地斷續(xù)占用通信資源，省去了建立連接和釋放 連接的開銷，也使數(shù)據(jù)的傳輸效率更高。（3 ）存儲轉(zhuǎn)發(fā)：路由器收到一個分組時，先將分組放入緩存，再檢杏其首部, 查找轉(zhuǎn)發(fā)表，按照首部中的冃的地址找到合適的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，把分組交給下一

2、個路由器。這樣一步一步地以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，把分組交付到最終的忖的主機 分組交換具有高效、靈活、迅速、可靠等優(yōu)點，但也存產(chǎn)生增加了時延和傳送 開銷等問題。分組交換 比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小, 交互性好。1-03、試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。答：（1 ）電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起呼叫，獨占一條物理線路。當(dāng)交 換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信。在整個通信過程小 雙方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設(shè)備成本較低。但同 時也帶來線路利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間

3、不能通信等缺點。電路交換比較適用于信息量大、長報文，經(jīng)常使用的固定用戶 之間的通信。（2 ）報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當(dāng)所需要的輸出電路空閑時，再將該報 文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲一一轉(zhuǎn)發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。報文交 換的優(yōu)點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現(xiàn)不 同速率、不同規(guī)程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進 行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)傳輸時延大，且占用大量的交換機內(nèi)存和外存，不能滿足對實 時性要求高的用戶。報文交換適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性耍求較低的網(wǎng)絡(luò)用 戶z間的通信，如公用電報網(wǎng)。(3 )分組交換分組交換實質(zhì)上是在“存儲

4、一一轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報 文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復(fù)用技術(shù)傳送按一定長度分割為許多 小段的數(shù)據(jù)分組。每個分組標(biāo)識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù), 同時傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著 在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達(dá)接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的 報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性 好。1-05、因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的特點。答：因特網(wǎng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段是從單個網(wǎng)絡(luò)arpanet向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。第一個分組交換網(wǎng) arpan

5、et最初是一個單個的分組交換網(wǎng)，1983年tcp/ip協(xié)議成為了 arpanet 上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得所有用tcp/ip協(xié)議的計算機都能利用互連網(wǎng)相互通信，因 特網(wǎng)誕生了。笫二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。1985年開始，因特網(wǎng)過渡到以美 國國家科學(xué)基金會網(wǎng)絡(luò)nsfnet為主要組成部分。該網(wǎng)絡(luò)分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和 校園網(wǎng)三級，覆蓋全美主耍大學(xué)和研究所。第三階段的特點是逐漸形成了多層次的isp結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。1993年開始， nsfnet逐漸被若干個商用因特網(wǎng)主干網(wǎng)替代。用戶可通過不同層次的isp接入 因特網(wǎng)。1-06、簡述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個階段。答：因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下四個階段：(1

6、 )因特網(wǎng)草案。因特網(wǎng)草案的有效期是六個月，在這階段還不是rfc文檔(2 )建議標(biāo)準(zhǔn)。從這階段開始就成為rfc文檔。(3 )草案標(biāo)準(zhǔn)。(4 ) |大特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。1-07、小寫和大寫開頭的英文名字internet和internet在意思上有何重要 的區(qū)別？答：以小寫字母i開始的internet (互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng))是一個通用名詞，它 泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)z間的通信協(xié)議(即通信規(guī) 則)可以是任意的。以人寫字母i開始的internet (因特網(wǎng))則是一個專用名詞，它指當(dāng)前全球 最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而的特定計算機網(wǎng)絡(luò)，它采用tcp/ip協(xié) 議族作為通信的規(guī)則，月其前

7、身是美國的arpanet o1-08、計算機網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點？答：1、不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)：(1 )廣域網(wǎng)wan ：廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十到幾千公里。(2 )城域網(wǎng)man :城域網(wǎng)的作用范圍一般是一個城市，可跨越兒個街區(qū)甚至 整個城市，其作用距離約為5 50km o(3 )局域網(wǎng)lan :局域網(wǎng)一般用微型計算機或工作站通過高速通信線路相連, 但地理上則局限在較小的范圍(如lkm左右)。(4 )個人區(qū)域網(wǎng)pan :個人區(qū)域網(wǎng)就是在個人工作地方把屬于個人使用的電 子設(shè)備用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)，其范圍大約在10m左右。2、不同使用者的網(wǎng)絡(luò)：(1 )公用網(wǎng)：這是指電信公

8、司出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)。(2 )專用網(wǎng)：這是某個部門為本單位的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。3、用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)是用戶與因特網(wǎng)連接的“橋梁”。1-10 .試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x ( bit ),從源站到目的站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d ( s ),數(shù)據(jù)率 時分組長度為p ( bit ),且各結(jié)點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣 的條件下，分組交換的時延比電路交換的要?。看穑簩﹄娐方粨Q，當(dāng)t二s時，鏈路建立；當(dāng)t=s+x/b ,發(fā)送完最后一 bit ；當(dāng)t二s+x/b+kd ,所有的信息到達(dá)目的地。對分組交換，當(dāng)t=x/b ,發(fā)送完

9、最后一 bit ；為到達(dá)目的地，最后一個分組需經(jīng)過k-1個分組交換機的轉(zhuǎn)發(fā)， 每次轉(zhuǎn)發(fā)的時間為p/b ,所以總的延遲=x/b+(k-l)p/b+kd 所以當(dāng)分組交換的時延小于電路交換 x/b+(kt)p/b+kd < s+x/b+kd 時,(kl)p/b < s 1-11，在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為x和(p+h )< bit )，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信 息固定長度，與p的大小無關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率 為b ( bit/s ),但傳播時延和結(jié)點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數(shù)據(jù)

10、部分長度p應(yīng)取為多大?答：分組個x/p ,傳輸?shù)目偙忍財?shù)：(p+h)x/p源發(fā)送時延：(p+h)x/pb最后一個分組經(jīng)過kt個分組交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，中間發(fā)送時延：(k-1) (p+h)/b 總發(fā)送時延d=源發(fā)送時延+中間發(fā)送時延d二(p+h)x/pb+(k-l) (p+h) /b 令其對p的導(dǎo)數(shù)等于0 ,求極值p二 v hx/(k-l)1-12 .因特網(wǎng)的兩大組成部分(邊緣部分與核心部分)的特點是什么？它們的 工作方式各有什么特點？ 答：(1 )、邊緣部分：由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直 接使用的，用來進行通信(傳送數(shù)據(jù)、咅頻或視頻)和資源共享。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的 端系統(tǒng)中運行的程序之間

11、的通信方式為客戶服務(wù)器方式和對等方式。(2 )、核心部分：由大屋網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊 緣部分提供服務(wù)的(提供連通性和交換)。核心部分主要通過路由器實現(xiàn)分組交 換。1-13、客戶服務(wù)器方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒有相同的地 方？答：主要區(qū)別在于客戶服務(wù)器描述的是進程z間的服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系，客戶是 服務(wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)；而對等通信方式并不區(qū)分哪一個是服務(wù)請求方還是 服務(wù)提供方，只耍兩個主機都運行了對等連接軟件，就可以進行平等的、對等連 接通信。相同的地方：客戶服務(wù)器方式和對等通信方式都是端系統(tǒng)運行的程序z間的通信 方式。對等連接方式從木質(zhì)上看仍然是使客戶服

12、務(wù)器方式，只是對等連接屮的每 一個主機既是客戶乂同時是服務(wù)器。1-14、計算機網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)?答：(1 )速率指的是連接在計算機網(wǎng)絡(luò)上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率。又稱為數(shù)據(jù)率 (data rate )或比特率(bit rate )，速率的單位是b/s (也表示為bps ), 或 kb/s, mb/s, gb/s 等。(2 )帶寬帶寬表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，既表示在單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的 某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”，單位是“比特每秒”，或b/s (bps) c(3 )吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù) 星

13、。常用于對實際網(wǎng)絡(luò)中通過的數(shù)據(jù)屋的一種測量。單位可以是每秒比特，每秒 字節(jié)或每秒幀數(shù)。(4 )、時延時延是指數(shù)據(jù)(一個報文或分組，甚至是比特)從網(wǎng)絡(luò)(或鏈路)的一端傳送到 另一端所需的時間。網(wǎng)絡(luò)中的時延由發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延 組成。(5 )、時延帶寬積時延帶寬積是指-段鏈路最多可以容納多少個比特。時延帶寬積二傳播時延' 帶寬。(6 )、往返時間rtt往返時間rtt表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來口接收方的確認(rèn)(接 收方收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn))，總共經(jīng)歷的時間。(7 )、利用率利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。信道利用率指出某信道有白分z兒的時 間是被利用的

14、(有數(shù)據(jù)通過)。完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡(luò)利用率則是 全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。1-15、假定網(wǎng)絡(luò)的利用率到達(dá)了 90% o試估算一下現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時延是它的最小值的多少倍?答：d 0 /d二 1-u二 1-90%二0. 1 od/d 0 =10 o所以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時延是它的最小值的10倍。1-16、計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？非性能特征與性能指標(biāo)有什么區(qū)別?答：計算機通信網(wǎng)的非性能特征有：費用，質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)化，可靠性，可擴展性和 可升級性，易于管理和維護。性能指標(biāo)是從不同的方面來直接度量計算機網(wǎng)絡(luò)的性能，而非性能特征雖然與性 能指標(biāo)有很大的關(guān)系，對計算機網(wǎng)絡(luò)的性能也有很大的影響，但不是

15、直接用來度 量網(wǎng)絡(luò)性能的。1-17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km ,信號在媒體上的傳播速率為。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延的傳播時延:(1) 數(shù)據(jù)長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。(2) 數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為lgb/s o解：(1 )發(fā)送時延：傳播時延：(2 )發(fā)送時延：傳播時延：1-18、假設(shè)信號在媒體上的傳播速率為2.3 x 108m /s。媒體長度1分別 為：(1) 10cm (網(wǎng)卡)(2) 100m (局域網(wǎng))(3) 100km (城域網(wǎng))(4) 5000km (廣域網(wǎng))試計算當(dāng)帶寬為imb/s和10gb/s時在以上媒體中正在傳輸?shù)谋忍財?shù)。媒體長

16、度1傳播時延媒體中的比特數(shù)數(shù)據(jù)率=imb/s數(shù)據(jù)率=logb/s(1)0. im4. 35x10-10s4.35 x 10-44. 35(2)100m4. 35x10-7s 0.4354.35 x 103(3)100km 4. 35x10-4s 4. 35 x 1024.35 x 1061-19長度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)的tcp 首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的ip首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層 的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸 效率是指發(fā)送的應(yīng)用層數(shù)據(jù)除以所發(fā)送的總數(shù)(即應(yīng)用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾 部的額外開銷)。若應(yīng)用層數(shù)

17、據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時，傳輸效率二100/ ( 100+20+20+18 ) =63.3%數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時,傳輸效率=1000/ ( 1000+20+20+18 ) =94. 5%1-20網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要采用分層次的結(jié)構(gòu)？試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu) 的思想相似的日常生活。答：因為：(1)分層且各層z間功能獨立，可以將難以處理的復(fù)雜的通信問題劃分為若 干個較易處理的更小的問題，降低i辦議設(shè)計、實現(xiàn)的復(fù)雜性、且便于維護。(2)將網(wǎng)絡(luò)功能獨立成不同的層次，可減低整體協(xié)議因技術(shù)變化而受到的沖擊。 不需要更改物理網(wǎng)絡(luò)，新的應(yīng)用程序就能加入，而新的

18、網(wǎng)絡(luò)硬件安裝后，也不必 重新設(shè)計應(yīng)用軟件。(3 )每一層及所提供的服務(wù)都有精確的說明，可促進標(biāo)準(zhǔn)化工作?？诔Ｉ钪袝r刻對應(yīng)著復(fù)雜的系統(tǒng)，如航空系統(tǒng)、郵政通信系統(tǒng)等在處理過程中 與分層體系結(jié)構(gòu)思想相似。1-21協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？有何關(guān)系？答：1、協(xié)議是控制對等實體z間通信的規(guī)則，是水平的。服務(wù)是下層通過層 間接口向上層提供的功能，是垂直的。2、i辦議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)，耍實現(xiàn)本層協(xié)議還需使用下層提 供的服務(wù)。1-22網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。由以下三 個要素組成：(1 )語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式

19、。(2 )語義：即需要發(fā)hi何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。(3 )同步：即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。1-23為什么一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？答：因為協(xié)議必須保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)屮能有條不紊地交換，而不允許出現(xiàn)死鎖等現(xiàn) 象，因此，協(xié)議不能假定一切都是正常的和非常理想的，不能只看在正常情況下 是否正確，而是必須非常仔細(xì)地檢查這個協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。1-24試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。答：五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為便于學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)原理而采用的綜合了 osi 七層模型和tcp/ip的四層模型而得到的五層模型。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)見圖 1-1所示。圖

20、1-1五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 各層的主耍功能：(1)應(yīng)用層2數(shù)據(jù)鏈路層 3網(wǎng)絡(luò)層4運輸層數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層確定進程z間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需耍。應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進程 所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進程的用戶代理(user agent),來完成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。(2 )運輸層任務(wù)是負(fù)責(zé)主機中兩個進程間的通信。因特網(wǎng)的運輸層可使用兩種不同的協(xié)議。 即面向連接的傳輸控制協(xié)議tcp和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議udp。面向連接的服務(wù)能夠提供可靠的交付。無連接服務(wù)則不能提供可靠的交付，只是 盡最大努力的交付(best-effort delivery )。(3) 網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主 機。(4 )數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是將在網(wǎng)絡(luò)層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀(frame),在兩個相 鄰結(jié)點間的鏈路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。(5 )物理層物理層的任務(wù)就是透明地傳輸比特流?！巴该鞯貍魉捅忍亓鳌敝笇嶋H電路傳送后 比特流沒有發(fā)生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“ 1 ”或“ 0 ”，以及 當(dāng)