篇一:计算机网络习题答案
计算机网络习题解答
教材 计算机网络谢希仁编著
第一章 概述
习题1-01 计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点?
答: 计算机网络的发展过程大致经历了四个阶段。
第一阶段:(20世纪60年代)以单个计算机为中心的面向终端的计算机网络系统。这种网络系统是以批处理信息为主要目的。它的缺点是:如果计算机的负荷较重,会导致系统响应时间过长;单机系统的可靠性一般较低,一旦计算机发生故障,将导致整个网络系统的瘫痪。
第二阶段:(20世纪70年代)以分组交换网为中心的多主机互连的计算机网络系统。为了克服第一代计算机网络的缺点,提高网络的可靠性和可用性,人们开始研究如何将多台计算机相互连接的方法。人们首先借鉴了电信部门的电路交换的思想。所谓“交换”,从通信资源的分配角度来看,就是由交换设备动态地分配传输线路资源或信道带宽所采用的一种技术。电话交换机采用的交换技术是电路交换(或线路交换),它的主要特点是:① 在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽,即采用的是静态分配策略;② 通信双方建立的通路中任何一点出现了故障,就会中断通话,必须重新拨号建立连接,方可继续,这对十分紧急而重要的通信是不利的。显然,这种交换技术适应模拟信号的数据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可存储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送,而且可以进行再加工、再处理。 ③ 计算机数据的产生往往是“突发式”的,比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时,或计算机正在进行处理而未得出结果时,通信线路资源实际上是空闲的,从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计,在计算机间的数据通信中,用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外,由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同,采用电路交换就很难相互通信。为此,必须寻找出一种新的适应计算机通信的交换技术。1964年,巴兰(Baran)在美国兰德(Rand)公司“论分布式通信”的研究报告中提出了存储转发(store and forward)的概念。1962 — 1965年,美国国防部的高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency,ARPA)和英国的国家物理实验室(National Physics Laboratory,NPL)都在对新型的计算机通信技术进行研究。英国NPL的戴维德(David)于1966年首次提出了“分组”(Packet)这一概念。1969年12月,美国的分组交换网网络中传送的信息被划分成分组(packet),该网称为分组交换网ARPANET(当时仅有4个交换点投入运行)。ARPANET的成功,标志着计算机网络的发展进入了一个新纪元。现在大家都公认ARPANET为分组交换网之父,并将分组交换网的出现作为现代电信时代的开始。
分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成,每一结点就是一个小型计算机。它的工作机理是:首先将待发的数据报文划分成若干个大小有限的短数据块,在每个数据块前面加上一些控制信息(即首部),包括诸如数据收发的目的地址、源地址,数据块的序号等,形成一个个分组,然后各分组在交换网内采用“存储转发”机制将数据从源端发送到目的端。由于节点交换机暂时存储的是一个个短的分组,而不是整个的长报文,且每一分组都暂存在交换机的内存中并可进行相应的处理,这就使得分组的转发速度非常快。由此可见,通信与计算机的相互结合,不仅为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段,而且也大大提高了通信网络的各种性能。由此可见,采用存储转发的分组交换技术,实质上是在计算机网络的通信过程中动态分配传输线路或信道带宽的一种策略。值得说明的是,分组交换技术所采用的存储转发原理并不是一个全新的概念,它是借鉴了电报通信中基于存储转发原理的报文交换的思想。它们的关键区别在于通信对象发生了变化。基于分组交换的数据通信是实现计算机与计算机之间或计算机与人之间的通信,其通信过程需要定义严格的协
议;而基于报文交换的电信通信则是完成人与人之间的通信,因而双方之间的通信规则不必如此严格定义。所以,分组交换尽管采用了古老的交换思想,但实际上已变成了一种崭新的交换技术。表1-1列出了分组交换网的主要优点。与电路交换相比,分组交换的不足之处是:① 每一分组在经过每一交换节点时都会产生一定的传输延时,考虑到节点处理分组的能力和分组排队等候处理的时间,以及每一分组经过的路由可能不等同,使得每一分组的传输延时长短不一。因此,它不适用于一些实时、连续的应用场合,如电话话音、视频图像等数据的传输;② 由于每一分组都额外附加一个头信息,从而降低了携带用户数据的通信容量; ③ 分组交换网中的每一节点需要更多地参与对信息转换的处理,如在发送端需要将长报文划分为若干段分组,在接收端必须按序将每个分组组装起来,恢复出原报文数据等,从而降低了数据传输的效率。尽管如此,分组交换技术的出现,不仅大大推动了当时的计算机网络技术的发展,而且也是现代计算机网络技术发展的重要基础。
第三阶段:(20世纪80年代)具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议的计算机网络。局域网络系统日渐成熟。随着计算机网络的普及和应用推广,越来越多的用户都希望将自己的计算机连网。然而实现不同系列、不同品牌的计算机互连,显然并不是一件容易的事情。因为相互通信的计算机必须高度协调工作,而这种协调是相当复杂的。为了降低网络设计的复杂性,早在当初设计ARPANET时,就有专家提出了层次模型。分层设计的基本思想就是将庞大而复杂的问题转换为若干个较小的子问题进行分析和研究。随着ARPANET的建立,各个国家甚至大公司都建立了自己的网络体系结构,如IBM公司研制的分层网络体系结构SNA(System Network Architecture),DEC公司开发的网络体系结构DNS(Digital Network Architecture)。这些网络体系结构的出现,使得一个公司生产的各种类型的计算机和网络设备可以非常方便地进行互连。但是,由于各个网络体系结构都不相同,协议也不一致,使得不同系列、不同公司的计算机网络难以实现互联。这为全球网络的互连、互通带来了困难。
20世纪80年代开始,人们着手寻找统一的网络体系结构和协议的途径。国际标准化组织ISO(International Standard Organization)于1977年成立了专门机构研究该问题,并于1984年正式颁布了开放系统互连参考模型OSI-RM(Open Systems Interconnection Reference
Model,简称OSI)。所谓“开放”,就是指只要遵循OSI标准模型的任何系统,不论位于何地,都可以进行互连、互通。这一点非常像世界范围的电话和邮政系统。这里的“开放系统”,是指在实际网络系统中与互连有关的各个部分。它也是对当时各个封闭的网络系统而言的。
在计算机网络发展的进程中,另一个重要的里程碑就是出现了局域网络。局域网可使得一个单位或一个校园的微型计算机互连在一起,互相交换信息和共享资源。由于局域网的距离范围有限、连网的拓扑结构规范、协议简单,使得局域网连网容易,传输速率高,使用方便,价格也便宜。所以很受广大用户的青睐。因此,局域网在20世纪80年代得到了很大的发展,尤其是1980年2月份美国电气和电子工程师学会组织颁布的IEEE802系列的标准,对局域网的发展和普及起到了巨大的推动作用。
第四阶段:(20世纪90年代)网络互连与高速网络。自OSI参考模型推出后,计算机网络一直沿着标准化的方向在发展,而网络标准化的最大体现是Internet的飞速发展。Internet是计算机网络最辉煌的成就,它已成为世界上最大的国际性计算机互联网,并已影响着人们生活的各个方面。由于Internet也使用分层次的体系结构,即TCP/IP网络体系结构,使得凡遵循TCP/IP的各种计算机网络都能相互通信。进入20世纪90年代后,网络进一步向着开放、高速、高性能方向发展。由于Internet还存在着技术和功能上的不足,加上用户数量猛增,使得现有的Internet不堪重负。1993年美国政府提出了“NGII(Next Generation Internet Initiative)行动计划”,该计划的目标是:开发规模更大、速度更快的下一代网络结构,使之端到端的数据传输速率超过100 Mb/s甚至10 Gb/s;提供更为先进、实时性更高的网络应用
服务,如远程教育、远程医疗、高性能的全球通信、环境监测和预报等,NGII计划将使用超高速全光网络,能实现更快速的交换和路径选择;保证网络信息的可靠性和安全性。 习题1-02 试简述分组交换的要点。
答:采用存储转发的分组交换技术,实质上是在计算机网络的通信过程中动态分配传输线路或信道带宽的一种策略。
它的工作机理是:首先将待发的数据报文划分成若干个大小有限的短数据块,在每个数据块前面加上一些控制信息(即首部),包括诸如数据收发的目的地址、源地址,数据块的序号等,形成一个个分组,然后各分组在交换网内采用“存储转发”机制将数据从源端发送到目的端。由于节点交换机暂时存储的是一个个短的分组,而不是整个的长报文,且每一分组都暂存在交换机的内存中并可进行相应的处理,这就使得分组的转发速度非常快。
分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成,每一结点就是一个小型计算机。
基于分组交换的数据通信是实现计算机与计算机之间或计算机与人之间的通信,其通信过程需要定义严格的协议;
分组交换网的主要优点:
1、高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽。2、灵活。每个结点均有智能,可根据情况决定路由和对数据做必要的处理。3、迅速。以分组作为传送单位,在每个结点存储转发,网络使用高速链路。4、可靠。完善的网络协议;分布式多路由的通信子网。
电路交换相比,分组交换的不足之处是:① 每一分组在经过每一交换节点时都会产生一定的传输延时,考虑到节点处理分组的能力和分组排队等候处理的时间,以及每一分组经过的路由可能不等同,使得每一分组的传输延时长短不一。因此,它不适用于一些实时、连续的应用场合,如电话话音、视频图像等数据的传输;② 由于每一分组都额外附加一个头信息,从而降低了携带用户数据的通信容量; ③ 分组交换网中的每一节点需要更多地参与对信息转换的处理,如在发送端需要将长报文划分为若干段分组,在接收端必须按序将每个分组组装起来,恢复出原报文数据等,从而降低了数据传输的效率。
习题1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答:电路交换,它的主要特点是:① 在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽,即采用的是静态分配策略;② 通信双方建立的通路中任何一点出现了故障,就会中断通话,必须重新拨号建立连接,方可继续,这对十分紧急而重要的通信是不利的。显然,这种交换技术适应模拟信号的数据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可存储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送,而且可以进行再加工、再处理。 ③ 计算机数据的产生往往是“突发式”的,比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时,或计算机正在进行处理而未得出结果时,通信线路资源实际上是空闲的,从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计,在计算机间的数据通信中,用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外,由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同,采用电路交换就很难相互通信。
分组交换具有高效、灵活、可靠等优点。但传输时延较电路交换要大,不适用于实时数据业务的传输。
报文交换传输时延最大。
习题1-07 计算机网络可从哪几个方面进行分类?
答:1、按交换方式:有电路交换、报文交换、分组交换、帧中继交换、信元交换等。
2、按拓扑结构:有集中式网络、分散式网络、分布式网络。其中,集中式网络的特点是网络信息流必须经过中央处理机或网络交换节点(如星形拓扑结构);分布式网络的特点是任何一个节点都至少和其他两个节点直接相连(如网状形拓扑结构),是主干网常采用的一种结
构;分散式网络实际上是星形网和网状形网的混合网。3、按作用范围:有广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)。其中,广域网的作用范围为几十至几千公里,又称为远程网;局域网的作用范围常限制在一个单位或一个校园(1 km)内,但数据传输速率高(10 Mb/s以上);城域网常介于广域网和局域网之间,局限在一个城市(5~50 km)内。4按使用范围:有公用网和专用网。其中,公用网都是由国家的电信部门建造和控制管理的;专用网是某个单位或部门为本系统的特定业务需要而建造的,不对单位或部门以外的人员开放。
习题1-09 计算机网络由哪几部分组成?
答:一个计算机网络应当有三个主要的组成部分:
(1) 若干个主机,它们向各用户提供服务;
(2) 一个通信子网,它由一些专用的结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成;
(3) 一系列的协议。这些协议是为在主机之间或主机和子网之间的通信而用的。
习题1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)。从源站到目的站共经过k段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小? 解:采用电路交换:端到端时延:tc?s?x?kd b
px采用分组交换:端到端时延:tp?(k?1)??kd, bb
这里假定x??p,即不考虑报文分割成分组后的零头。
p欲使tp?tc,必须满足(k?1)?s b
习题1-11在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度,而h为每个分组所带的控制信息固定长度,与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(bit/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小,问分组的数据部分长度p应取为多大?
答:分组个数x/p,
传输的总比特数:(p+h)x/p
源发送时延:(p+h)x/pb
最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发,中间发送时延:(k-1)(p+h)/b
总发送时延D=源发送时延+中间发送时延
D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b
令其对p的导数等于0,求极值
p=√习题1-13 面向连接服务与无连接报务各自的特点是什么?
答:所谓连接,就是两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合。面向连接服务是在数据交换之前,必须先建立连接。当数据交换结束后,则应终止这个连接。
面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。在传送数据时按序传送的。因面面向连接服务提供可靠的数据传输服务。在无连接服务的情况下,两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接,因此其下层的有关资源不需要事先进行预留。这些资源在数据传输时动态地进行分配。
无连接服务的另一特征是它不需要通信的两个实体同时期是活跃的(即处于激活态)。当发送端有实体正在进行发送时,它才是活跃的。这时接收端的实体并不一定必须是活跃的。只有当接收端的实体正在进行接收时,它才必须是活跃的。
无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。
习题1-14 协议与服务有何区别?有何关系?
答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务,而要实现本层协议,还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分:
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。
习题1-15 网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?
答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
习题1-16 试述五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。
答:所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。五层协议的体系结构见图1-1所示。
图1-1五层协议的体系结构
各层的主要功能:
(1)应用层
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作,而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理(user agent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。
(2)运输层 数任务是负责主机中两个进程间的通信。
因特网的运输层可使用两种不同的协议。即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。
面向连接的服务能够提供可靠的交付。
无连接服务则不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery.
(3)网络层 4 3 2
篇二:计算机网络作业
第一章 概述
1.因特网的发展大致分为哪几个阶段?每个阶段有什么特点。(清华版P39 4.1)
答:可以划分为四个阶段:阶段一:20世纪50年代数据通信技术的研究与发展;第二阶段:20世纪60年代ARPAnet与分组交换技术的研究与发展;第三阶段:20世纪70年代网络体系结构与协议标准化的研究广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用;第四阶段:20世纪90年代Internet技术的广泛应用网络计算技术的研究与发展宽带城域网与接入网技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展。 2.列举计算机网络的分类和特点。
答:按覆盖的地理范围划分,计算机网络可以分为以下三类,局域网、城域网、广域网。 其中局域网 按照采用的技术、应用的范围和协议标准的不同,可以分为共享式局域网和交换式局域网。局域网的技术特点主要表现在以下几个方面:
①局域网覆盖有限的地理范围,它适用于机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。
②局域网提供高数据传输速率(10Mbps-10Gbps)、低误码率的传输环境。
③局域网一般属于一个单位所有、易于建立、维护、和扩展。
④从介质访问控制方法的角度看,局域网可以分为共享介质式局域网和交换式局域网;从使用的传输介质类型的角度来看,局域网可以分为使用有线介质的局域网和使用无限通信信道的无线局域网。
城域网满足几十千米范围的多个局域网的互联需求
广域网又称远程网 覆盖范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区,或横跨几个洲,形成国际行的远程计算机网络。
3.列举计算机网络拓扑分类和特点。
答:1、 总线型拓扑结构 优点:便于添加工作站或者便于添加主机 缺点:如果某一链路损坏那么它的左侧或右侧就没有办法进行通信 2、星型拓扑结构 缺点:我们对中间的设备依赖性高,如果中间的设备损坏星型网络就无法进行连接 3、环形拓扑结构 缺点:抗故障能力非常差,环形线路中任意一点网络断裂,环形网络就没法工作 4、树形拓扑结构 抗故障能力明显增加,但是对根节点依赖性非常高 5、网状拓扑结构 缺点:结构复杂
4.因特网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?它们的工作方式各有什么特点?(谢希仁版1-12)、
答:边缘部分:由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
5.广域网采用的数据交换有几种类型,它们各有什么特点。 (清华版P39 4.4)
答:数据交换技术主要有两类:一类是线路交换。线路交换之前,首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接;通信过程分为三步:线路连接,数据传输和线路释放。优点是通信实时性强,但存在对突发性通信不适应,系统效率低;不具备存储数据的能力,不能平滑通信量;也没有差错控制能力。
还有一类就是存储转发交换。发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式
组成一个数据单元进入通信子网。通信子网中的结点是通信控制处理机,负责完成数据单元的接受、差错校验、存储、路由选择和转发功能。
*6.网络多媒体传输有哪几个主要的基本特性?请说明连续音频视频流所需求的通信带宽。 (清华版P39 4.5)
答: (1) 高传输带宽要求
(2) 不同类型的数据对传输的要求不同
(3) 传输的连续性与实时性要求
(4) 传输的低时延要求
(5) 传输的同步要求
(6) 网络中的多媒体的多方参与通信的特点
音频流对通信带宽的要求不是很高,一般64Kbps带宽就可以满足需求。视频流的数据量很大,一般需要压缩才能传输,用H.261压缩后需要64Kbps-2Mbps带宽,而用MPEG1或MPEG2压缩后需要1.5Mbps或6Mbps-20Mbps带宽。
第二章
1.网络协议的三要素是什么,各有什么含义?(谢希仁版1-22)
答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
2.描述在OSI参考模型中,数据传输的基本过程。
答:OSI七层参考模型:
物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层.
当应用进程A的数据传送到应用层时,应用层为数据加上本层控制报头后,组织成应用层的数据服务单元,然后再传输到表示层。当表示层收到这个数据单元后,加上本层的控制报头,组成表示层的数据服务单元,再传输到会话层。然后传输到传输层,收到数据报头后,加上本层的控制报头,就构成了传输层的数据服务单元,称为报文。传输层的报文传送到网络层时,由于网络层数据单元的长度有限制,传输层长报文将被分成多个较短的数据字段,加上网络层的控制报头,就构成了网络层的数据服务单元,称为分组。跟着传送到数据链路层,加上数据链路层的控制信息,称为帧。最后传送到物理层,物理层将以比特流的方式通过传输介质传输出去。
3.试说明报头在网络传输中的作用(清华版4.5)
答:报头包含了控制信息,例如序列号,使得该层以下即使没有维护顺序关系,目标机器的对应层也仍然可以按照正确的顺序递交信息,在有的层上,头部还可以包含信息大小、时间和其他控制字段。
4.试比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点。(清华版4.5)
答:相同点:
(1)两者对实现服务的协议的复杂性与传输的可靠性有很大的影响
(2)在网络数据传输的各层都会涉及这两者的问题
不同点:
(1)面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的3个过程,
而无连接服务不需要
(2)面向连接服务在数据传输过程中,各分组不需要携带目的结点的地址,而无连接服务要携带完整的目的结点的地址
(3)面向连接服务传输的收发数据顺序不变,传输可靠性好,但通信效率不高,而无连接服务目的结点接受数据分组可能乱序、重复与丢失的现象,传输可靠性不好,但通信效率较高
5.比较面向连接服务和无连接服务的异同点。(清华版4.7)
答:相同点:
1)都是分层的
2)在同层确定协议栈的概念
3)以传输层为分界,其上层都是传输服务的用户
不同点:
(1)在物理层和数据链路层,TCP/IP未做规定
(2)OSI先有分层模型后有协议规范,不偏向任何特定协议,具有通用性,TCP/IP先有协议后有模型,对非TCP/IP网络并不适用
(3)在通信上,OSI非常重视连接通信,而TCP/IP一开始就重视数据报通信
(4)在网络互联上,OSI提出以标准的公用数据网为主干网,而TCP/IP专门建立了互联网协议IP,用于各种异构网的互联。
6.描述具有五层协议的网络体系结构的要点和各层的主要功能(谢希仁版1-24)
答:综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。各层的主要功能:
物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞 线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。) 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由,使 发送站的运输层所传下来的分组能够 正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。
运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端 服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。
第三章 1、物理层要解决哪些问题,物理层的特点是什么?(谢希仁)
答:物理层要解决的主要问题:
(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。
(2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路
物理层的主要特点:
(1)由于在OSI之前,许多物理规程或协议已经制定出来了,而且在数据通信领域中,这些物理规程已被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性。
(2)由于物理连接的方式很多,传输媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂。
2、通过比较说明双绞线、同轴电缆与光缆等三种常用传输介质的特点(清华)
答:双绞线是三种介质中最常用的一种,它是由规则螺旋结构排列的2根、4根或8根绝缘导线组成;按使用特性分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线;按传输特性分为三类线与五类线,还有六类线和七类线。
同轴电缆由内导体、绝缘层、外屏蔽层及外部保护层组成,抗干扰能力强,分为基带同轴电缆与宽带同轴电缆。
光纤是三种介质中传输性能最好、应用前途最广泛的一种,由纤芯、包层和外部保护层组成,分为单模和多模光纤,具有低损耗、宽频带、高速率、低误码率与安全性好的特点。
3、对于脉冲编码调制PCM来说,如果要对频率为600Hz的某种语音信号进行采样,传送PCM信号的信道带宽为3kHz,则采样频率f取什么值时,采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。(清华)
答:因为f>=2B,B为带宽,所以f=6kHz。
4、为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?
答:为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。
频分、时分、码分、波分。
5、多路复用技术主要有几种类型?他们各有什么特点?(清华)
答:有三种类型,包括频分多路复用,波分多路复用和时分多路复用。
频分多路复用的特点是在一条通信线路上设置多个信道,每路信道以不用的载波频率进行调制,各路信道的载波频率互不重叠,就可以同时传输多路信号。
波分多路复用的特点是利用一根光纤载入多路光载波信号,而且在每个信道上各自的频率范围互不重叠。
时分多路复用的特点是以信道传输时间作为分割对象,通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现多路复用。
第四章
1、试简述误码率的定义以及需要注意的问题。
答:误码率定义:
二进制比特在数据传输系统中被传错的概率,它在数值上近似等于:
Pe = Ne/N
其中,N为传输的二进制比特总数
Ne为被传错的比特数
误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数
对于实际数据传输系统,如果传输的不是二进制比特,要折合成二进制比特来计算
2、检错码与纠错码的主要区别是什么?循环冗余码CRC属于检错码还是纠错码?(清华)
答:检错吗所带的冗余信息不多,只能检测出错误;纠错码不但可以检测出错误,而且可以改正错误。循环冗余码属于检错码。
3、在数据帧的传输过程中,为什么要采用0比特插入/删除?试说明它的基本原理。(清华)
答:由于规定了一个特定字符作为标志字段F,传输帧的比特序列中就不能出现于标志字段F相同的比特序列,否则就会出现判断错误。在传输时,在两个标志字段为F之间
的比特序列中,如果检验到有连续5个1,不管它后面的比特位是0或1,都增加一个0比特位;那么在接收过程中,在2个标志字段为F之间的比特序列中检查出连续的5个1之后就删除一个0。
4、如果在测试一个实际远程通信系统时,一次连续检测4000B的数据未发现错误,我们能否说这个系统误码率为0?为什么?(清华)
答:不能。因为连续测试4000B的数据时可能发现没有错误,但如果测试的二进制位数比4000B时,就可能出现错误,那这个系统的误码率就不是为0了。
5、数据链路层的主要功能有哪些?
答:改善数据传输质量,向网络层提供高质量的服务
6、试说明PPP协议的应用范围和帧结构方面的特点。(清华)
答:PPP协议可以用于拨号电话线上,在路由器之间的专用线路上也有应用;它解决了SLIP协议一些固有的效率问题,也支持异步传输链路与同步传输链路,还支持IP协议及其他网络层协议。
第五章
1.局域网基本拓扑构型主要分为哪三类?他们都有哪些优点和缺点?
答:网络拓扑结构:
总线型结构(结构简单,实现容易;易于扩展,可靠性较好。)
环型结构(结点使用点—点线路连接,构成闭合的物理的环型结构)
星型结构(拓扑简单,易于实现,便于管理)
2.试结合Ethernet帧结构,分析CSMA/CD的发送与接收工作流程。
答:CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议,网中的各个站(节点)都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个站在发送数据帧之前,首先要进行载波监听,只有介质空闲时,才允许发送帧。这时,如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧,则会产生冲突现象,这使发送的帧都成为无效帧,发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生,一旦发生冲突,则应停止发送,以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费,然后随机延时一段时间后,再重新争用介质,重发送帧。CSMA/CD协议简单、可靠,其网络系统(如Ethernet)被广泛使用
3.试说明局域网交换机的基本工作原理。
答:交换机的三种功能
①地址学习
通过查看帧的源MAC地址来加进1个叫做转发/过滤表的MAC地址数据库里 ②转发/过滤决定
当1个接口收到1个帧的时候,switch在MAC地址数据库里查看目标MAC地址和出口接口,然后转发到符合条件的那个目标端口去
③避免环路
假如有冗余的连接,可能会造成循环的产生,STP就用来破坏这些循环
4.虚拟局域网在组网方式上可以分为哪四种基本类型?他们的特点是什么?
答:虚拟局域网VLAN(Virtual Local Area Network)是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段,从而实现虚拟工作组的数据交换技术。
VLAN在交换机上的实现方法,可以大致划分为以下4类:
(1)基于端口划分的VLAN。这是最常应用的一种VLAN划分方法,应用也最为广泛、最有效,目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。
篇三:计算机网络的发展可以划分为几个阶段
计算机网络的发展可以划分为几个阶段:
答:计算机网络的发展可以划分为四个阶段,分别为:
1、第一阶段:计算机网络技术与理论准备阶段
第一阶段可以追溯到20世纪50年代;这个阶段的主要的特点与标志性成果主要表现在:
(1)数据通信技术日趋成熟,为计算机网络的形成奠定了技术基础;
(2)分组交换概念的提出为计算机网络的研究奠定了理论基础。
2、第二阶段:计算机网络的形成
第二阶段是从20世纪60年代ARPANET与技术分组交换开始;ARPANET是计算机网络技术发展中的一个里程碑,它的研究对促进网络技术发展和理论体系的形成起到了重要的推动作用,并为Internet的形成奠定了坚实的基础;这个阶段出现了三项标志性的成果:
(1)ARPANET的成功运行证明了分组交换理论的正确性;
(2)TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网络互联奠定了坚实的基础;
(3)E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展现出网络技术广阔的应用前景。
3、第三阶段:网络体系结构的研究
第三阶段大致是从20世纪70年代中期开始;这个时期,国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网技术发展迅速,各个计算机生产商纷纷发展自己的计算机网络,提出了个自的网络协议标准;网络体系结构与协议的标准化的研究,对更大规模的网络互联起到了重要的推动作用。
国际标准化组织(ISO)在推动“开放系统互连(Open System Interconnection,OSI)参考模型”与网络协议标准化研究方面做了大量的工作,同时它也面临着TCP/IP协议的严峻挑战;这个阶段研究成果的重要性主要表现在:、
(1)OSI参考模型的研究对网络理论体系的形成与发展,以及在网络协议标准化研究方面起到了重要的推动作用;
(2)TCP/IP经受了市场和用户的检验,吸引了大量的投资,推动了Internet应用的发展,成为业界标准。
4、第四阶段:Internet应用、无线网络与网络安全技术研究的发展
第四阶段是从20世纪90年代开始;这个阶段最富有挑战性的话题是Internet应用技术、无线网络技术、对等网络技术与网络安全技术;这个阶段的特点主要表现在:
(1)Internet作为全球性的国际网与大型信息系统,在当今政治、经济、文化、科研、教育与社会生活等方面发挥了越来越重要的作用;
(2)Internet大规模接入推动了接入技术的发展,促进了计算机网络、电信通行网与有限电视网的“三网融合”;
(3)对等(Peer-to-Peer,P2P)网络技术的研究,使得“即时通信”等新的网络应用不断涌现,进一步丰富了人与人之间信息交互与共享的方式;
(4)无线个人区域网、无线局域网与无线城域网技术日益成熟,并已进入应用阶段;无线自组网、无线传感器网络的研究与应用受到了高度重视;
(5)Internet应用中数据采集与录入从人工方式逐步扩展到自动方式,通过射频标签RFID。各种类型的传感器与传感器网络(Sense Network),以及光学视频感知与摄录设备,能过方便、自动地采集各种物品与环境信息,拓宽了人与人、人与物、物与物之间更为广泛的信息交互,促进了物联网(Internet of Things,IoT)技术的形成与发展;
(6)随着网络应用的快递增长,社会对网络安全问题的重视程度也越来越高,强烈的社会需求推动了网络安全技术的快速发展。
《计算机网络的发展过程大致可以分为()个阶段。》
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