自考04741《计算机网络原理》课后习题答案.pdf

第章节 计算机网络概述 1 计算机网络的发展可以分为哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ A 面向终端的计算机网络：以单个计算机为中心的远程联机系统。这类简单的“终端通 信线路计算机”系统，成了计算机网络的雏形。 B 计算机计算机网络：呈现出多处中心的特点。 C 开放式标准化网络：OSI/RM 的提出，开创了一个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新时代。 D 因特网广泛应用和高速网络技术发展：覆盖范围广、具有足够的带宽、很好的服务质量 与完善的安全机制，支持多媒体信息通信，以满足不同的应用需求，具备高度的可靠性与完 善的管理功能。 2 计算机网络可分为哪两大子网？它们各实现什么功能？ 通信子网和资源子网。资源子网负责信息处理，通信子网负责全网中的信息传递。 3 简述各种计算机网络拓扑类型的优缺点。 星形拓扑结构的优点是：控制简单；故障诊断和隔离容易；方便服务，中央节点可方便 地对各个站点提供服务和网络重新配置。缺点是：电缆长度和安装工作量客观；中央节点的 负担较重形成“瓶颈”；各站点的分布处理能力较低。 总线拓扑结构的优点是：所需要的电缆数量少；简单又是无源工作，有较高的可靠性； 易于扩充增加或减少用户比较方便。缺点是：传输距离有限，通信范围受到限制；故障诊断 和隔离较困难；分布式协议不能保证信息的及时传输，不具有实时功能。 树形拓扑结构的优点是：易于扩展、故障隔离较容易，缺点是：各个节点对根的依赖性 太大。 环形拓扑结构的优点是：电缆长度短；可采用光纤，光纤的传输率高，十分适合于环形 拓扑的单方向传输；所有计算机都能公平地访问网络的其它部分，网络性能稳定。缺点是： 节点的故障会引起全网故障； 环节点的加入和撤出过程较复杂； 环形拓扑结构的介质访问控 制协议都采用令牌传递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。 混合形拓扑结构的优点是：故障诊断和隔离较为方便；易于扩展；安装方便。缺点是： 需要选用带智能的集中器； 像星形拓扑结构一样， 集中器到各个站点的电缆安装长度会增加。 网形拓扑结构的优点是： 不受瓶颈问题和失效问题的影响， 缺点是： 这种结构比较复杂， 成本比较高，提供上述功能的网络协议也较复杂。 4 广播式网络与点对点式网络有何区别? 在广播式网络中,所有联网计算机都共享一个公共信道。当一台计算机利用共享信道发 送报文分组时，所有其它计算机都会“收听”到这个分组。由于发送的分组中带有目的地十 和源地址，如果接收到该分组的计算机的地址与该分组的目的地址相同，则接收该分组，否 则丢弃该分组。 在点对点式网络中， 每条物理线路连接一对计算机。 如果源节点与目的节点之间没有直 接连接的线路，那么源节点发送的分组就要通过中间节点的接收、存储与转发，直至传输到 目的节点。 因此从源节点到目的节点可能存在多条路径， 决定分组从通信子网的源节点到达 目的节点的路由需要有选择算法。 采用分组存储转发和路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别之一。 5 局域网、广域网与城域网的主要特征是什么？ 局域网的主要特征是：覆盖有限的地理范围，提供高数据传输速率、低误码率的高质量 数据传输环境。 广域网的主要特征是：其分布范围可达数百至数千公里，可覆盖一个国家或几个洲，形 成国际性的远程网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网、无线分组 交换网。 城域网的主要特征是： 分布范围介于局域网和广域网之间， 满足几十公里范围内的大量 企业、机关、公司的多个局域网互边的需求。 6 早期的计算机网络中，哪些技术对日后的发展产生了深远的影响？ 以单计算机为中心的远程联机系统， 通过通信线路将信息汇集到一台中心计算机进行集 中处理，从而开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试，这类简单的“终端通信线路 计算机”系统，形成了计算机网络的雏形。 ARPANET 在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络技术的发展起到了重 要的作用，并为internet 的形成奠定一定基础。 OSI/RM 的提出，开创了一个具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机 网络新时代，SI 标准不仅确保了各厂商生产的计算机间的互连，同时也促进了企业的竞 争，大大加速了计算机网络的发展。 7 计算机网络的功能 硬件资源共享：可以在全国范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设 备的共享。 软件资源共享： 允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库， 可以得到网络文件传送 服务、 远地进程管理服务和远程文件访问服务， 从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资 源的重复存贮， 也便于集中管理。 用户间信息交换：计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。 8 缩写名词解释： PSE:分组交换设备 AD:分组装配拆卸设备 NCC:网络控制中心 FEP:前端处理机 IMP:接口信息处理机 PSTN:电话交换网 ADSL:非对称用户环路 DDN:数字数据网 FR:帧中继网 ATM:异步传输模式 ISDN:综合服务数字网 VO:点播电视 WAN:广域网 AN:局域网 MAN:城域网 OSI:开放系统互连参考模型 ITU:国际电信联盟 IETF:因特网工程特别任务组 第第 2 2 章节章节 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1 说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则， 标准或约定的集合就称为网络协议。 主要由下 列三个要素组成： 语义（Semantics）：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 语法（Syntax）：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 定时（Timing）：涉及速度匹配和排序等。 2 协议与服务有何区别？又有何关系？ 网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的规则、 标准或约定的集合。 二者的区别 在于： 首先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到服务而无法看 到下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的，其次，协议是控制对等实体之间的 通信的规则，而服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 二者的关系在于： 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。要现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。 3 计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好外？ 计算机网络系统是一个十分复杂的系统。 将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系 统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层 就是系统的最好方法之一。 层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。 每一层不必知道下面一层是如 何实现的， 只要知道下层通过层间接口提供的服务是什么及本层向上提供什么样的服务， 就 能独立地设计。每一层的功能相对简单而且易于实现和维护。具有很大的灵活性。分层结构 有利于交流、理解和标准化。 4 ISO 在制定OSI/RM 时对层次划分所遵循的主要原则是什么？ 每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。当某一层的具体实现方法更新时，只要保 持上、下层的接口不变，便不会对邻层产生影响。层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应 尽可能少。 层数应适中。若层数太少，则多种功能混杂在一层中，造成每一层的协协太复杂；若层 数太多，则体系过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。 这样， 有利于促进标准化。 这主要是因为每一层的功能和所提供的服务都已有了精确的 说明。 5 说明在 OSI/RM 中数据传输过程。 层次结构模型中数据的实际传送过程： 发送进程发给接收进程的数据， 实际上经过发送 各层从上到下传递到物理介质； 通过物理介质传输到接收方后， 再经过从下到上各层的传递， 最后到达接收进程。 6 请比较面向连接服务和无连接服务的异同点。 面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。 其特点是： 数据传输过程前必须经过建立 连接、维护连接和释放连接的 3 个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的节点 的地址。面向连接数据传输的收发数据顺序不变，因此传输的可靠性好，但需要通信开始前 的连接开销，协议复杂，通信效率不高。 无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。 其特点是： 每个分组都要携带完整的目 的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。因此，无连接服务中的数据传输过程不 需要建立连接、维护连接和释放连接的 3 个过程；由于无连接服务中发送的不同分组可能 选择不同路径到达目的节点， 先发送的不一定先到达， 因此无连接服务中的目的节点接收到 的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。其可靠性不是很好，但因其省去了建立连接 的开销和许多保证机制，因此通信协议相对简单，效率较高。 7 OSI/RM 的主要缺点是什么？ OSI 模型中的会话层和表示层这两层几乎是空的，而另外的数据链路层和网络层包含内容 太多，有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。 OSI 模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂，它们很难实现有些功能，例如：编址、 流控制和差错控制，都会在每一层上重复出现，这必然会降低系统的效率。 8 TCP/IP 协议的主要特点是什么？其主要缺点是什么？ （1） 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 （2） 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适合用于互联网中。 （3） 统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP 设备在网中都具有唯一的地址。 （4） 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 TCP/IP 模型和协议也有自身的缺陷。 首先，该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现， TCP/IP 参考模型没有很好地做 到这一点， 这使得在使用新技术来设计新网络的时候，TCP/IP 模型的指导意义显得不大， 而且TCP/IP 模型不适合于其它非 TCP/IP 协议簇。 其次， TCP/IP 模型的主机 网络层并不是常规意义上的一层， 它是定义了网络层与数据链 路层的接口。接口和层的区别是非常重要的，而 TCP/IP 模型却没有将它们区分开来。 9 试比较 OSI/RM 与TCP/IP 的异同点。 OSI/IP 参考模型有很多共同之处，两者都以协议的概念为基础，并且协议中的协议彼此相 互独立，而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。 不同之处有两点：首先，OSI 模型有七层，而TCP/IP 只有四层，它们都有网络层（或者称 互连网层）、传输层和应用层，但其它的层并不相同。其次，在于无连接的和面向连接的通 信范围有所有同，OSI 模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但是传输层上只 支持面向连接的通信。TCP/IP 模型的网络层只有一种模式即无连接通信，但是在传输层上 同时支持两种通信模式。 第第 3 3 章节章节 物理层物理层 1 物理层协议包括哪些内容？ 包括：EIA RS232C 接口标准、EIA RS 449 及RS -422 与 RS -423 接口标准、100 系列和 200 系列接口标准、X.21 和X.21bis 建议四种。 RS232C 标准接口只控制DTE 与DCE 之间的通信。 RS-449 有二个标准的电子标准：RS -422(采用差动接收器的平衡方式)与 RS -423(非平衡方 式)这些标准重新定义了信号电平，并改进了电路方式，以达到较高的传输速率和较大的传 输距离。 100 系列接口标准的机械特性采用两种规定， 当传输速率为： 200bps9600bps 时， 采有V.28 建议；当传输速率为 48Kbps 时，采用34 芯标准连接器。200 系列接口标准则采用25 芯 标准连接器。 X.21 是一个用户计算机的DTE 如何与数字化的DCE 交换信号的数字接口标准，以相对来 说比较简单的形式提供了点-点的信息传输，通过它能够实现完全自动的过程操作，并有助 于消除传输差错。 2 比较 RS-232 与RS-449 的电气特性。 RS-232 规定逻辑“1”的电平为：-15 -5 ，逻辑“0”的电平为 +5 +15。两设备的最大 距离也仅为 15 米， 而且由于电平较高， 通信速率反而影响。 接口通信速率小于等于20Kbps。 RS-422 由于采用完全独立的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。又由于信号电平定义为 正负6伏，当传输距离为 10m 时，速率可达10Mbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达 100Kbps。 RS-423， 电气标准是非平衡标准。 它采用单端发送器和差动接收器。 当传输距离为 10m 时， 速率可达 100Kbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达10Kbps。 3 请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤3 种常用传输价质的特点。 双绞线是最常用的传输介质。双绞线芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。既可以用于传 输模拟信号也可以用于传输数字信号。双绞线分为两种：无屏幕和屏蔽。无屏蔽双绞线使用 方便，价格便宜，但易受外部电磁场的干扰。屏蔽双绞线是用铝箔将双绞线屏蔽起来，以减 少受干扰，但价格贵。 同轴电缆分基带同轴电缆（50 ）和宽带同轴电缆(75 )。基带同轴电缆可分为粗缆和细缆二 种，都用于直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于 不使用频分多路复用的高数字信号和模拟信号传输。 同轴电缆适用于点到点和多点连接， 传 输距离取决于传输的信号形式和传输的速度， 同轴电缆的抗干扰性能比双绞线强， 安装同轴 电缆的费用比双绞线贵，但比光纤便宜。 光纤是光导纤维的简称， 它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成。 光纤适合于 在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网络。 光纤具有有不受电磁干扰或噪声影响的 特征，适宜有长距离内保持高数据传输率，而且能够提供很好的安全性。 4 控制字符 SYN 的ASCII 码编码为0010110,请画出SYN 的FSK、NRZ、曼彻斯特编码 与差分曼彻斯特编码等四种编码方法的信号波形。 5 对于脉冲编码制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，那么采样频率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。 根据采样定理， 只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍， 则采样值便可包 含原始信号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。 所以f=2*600Hz=1200KHz 6 请说明调制解调器的基本工作原理。 当一台计算机希望通过模拟拨号线路发送数字数据的时候， 这些数据首先必须转换成模拟的 形式， 才能通过本地回路进行传输。 这个转换过程是通过一种称为调制解调器的设备来完成 的。在电话公司的端局中，这些模拟数据又通过编解码器转换成数字形式，以便通过长途干 线进行传输。 如果另一端也是一台带调制解调器的计算机， 则必须再由编解码器进行相反的转换过程 （从 数字到模拟），以便通过目的地的一段本地回路。然后由目的地的调制解调器将模拟形式的 数据反转换成计算机能接受的数字信号。 7 多路复用用技术有哪几种？它们各有什么特点？ 频分多路复用： 在物理信道的可用宽带超过单个原始信号所需要带宽情况下， 可将该 物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道 传输一种信号，这就是频分多路复用。 时分多路得分： 若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率， 就可 采用时分多路得分技术也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给 多个信号使用。 同步时分多路得分， 它的时间片是预先分配好的， 而且是固定不变的， 因此各种信号源的传输定时是同步的。 异步时分多路得分允许动态地分配传输介质的 时间片。时分多路得分不仅仅局限于传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号。 波分多路复用技术只不过是频分多路复用的极高频率上的应用而已。 只要每条信道有它自己 的频率（也就是波长）范围，并且所有的频率范围都是分开的，他们都可以被复用到长距离 光纤上。 8 广域网采用的数据交换技术有哪几种？它们各有什么特点？ 电路交换：在数字传送之前必须先设置一条专用的通路，在线路释放之前，该通路由一对用 户完全占用。对于突发式的通信，电路交换效率不高 报文交换：报文从源点传送到目的地采有“存储转发”的方式，在传送报文时，一个时 刻仅占用一段通道。在交换节点中需要绶冲存储，报文需要排队，故报文交换不能满足实时 通信的要求。 分组交换：交换方式和报文交换方式类似。但报文被分组传送，并规定了最大的分组长度。 在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文；在虚电路分组交换中，数据传送之前必须 通过虚呼叫设置一条虚电路，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。 9、考虑一条长度为50Km 的点到点链路，对一个100 字节的分组，带宽为多大时其传播延 迟（速度为2*108m/s）等于发送延迟？对于512 字节的分组，情况又如何？ 10、计算下列情况的时延（从第一个比特发送到最后一个比特接收）： 11、假设在地球和一个火星探测车之间架设了一条128Kbps 的点到点的链路，从火星到地 球的距离(当它们离得最近时)大约是55gm，而且数据在链路上以光速传播，即3*108m/s。 12、下列情况下假定不对数据进行压缩，对于(a)(d)，计算实时传输所需要的带宽: 第第 4 4 章节章节 数据链路层数据链路层 1数据链路层的主要功能包括哪几个方面的内容？ 帧同步功能： 为了使传输中发生差错后只将出错的有限数据进行重发， 数据链路层将比 特流组织成为帧为单位传送。常用的帧同步方法有：使用字符填充的首尾定界符法、使用比 特填充的首尾标志法、违法编码法、字节计数法。 差错控制功能：通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，并采取措施纠正之，使 差错控制在所能允许的尽可能小的范围内， 这就是差错控制的过程， 也是数据链路层的主要 功能之一。 流量控制功能： 由于收发双方各自使用的设备工作速率和缓冲存储空间的差异， 可能出 现发送方发送能力大于接收方接收能力的现象， 若此时不对发送方的发送速率 （也即链路上 的信息流量）作适当的限制，前面来不及接收的帧将被后面不断发送的帧“淹没”，从而造 成帧的丢失而出错。由此可见，流量控制实际上是对发送方数据流量的控制，使其发送速率 不致超过接收方所能承受的能力。 两种最常用的流量控制方案： 停止等待方案和滑动窗口机 制。 链路管理功能：主要用于面向连接的服务。在链路两端的节点要进行通信前，必须首先 确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接。 在传输过程中则要维持该连接。如果出现差错，需要重新初始化，重新自动建立连接。传输 完毕后则要释放连接。数据链路层连接的建立、维持和释放就称链路管理。 2试比较四种帧定界方法的特点。 使用字符填充的首尾定界符法： 该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止， 为了 不使数据信息位中出现的与特定字符被误判为帧首尾定界符， 可以在这种数据字符前填充一 个转义字符（）以示区别，从而达到数据的透明性。但这种方法使用起来比较麻烦， 而且所用的特定字符依赖于所采用的字符编码集，兼容性比较差。 使用比特填充的首尾标志法：该法一组特定的比特模式（如01111110）来标志一帧的起 始与终止。 为了不使信息位中出现的与该特定比特模式相似的比特串被误判为帧的首尾标志， 可以 采用比特填充的方法。比特填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充法。 违法编码法： 该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用， 可以借用一些违法编码序 列来界定帧的起始和终止。违法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透明性，但它 只适用于采用冗余编码的特殊编码环境。 字节计数法： 这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始， 并以一个专门字段来标 明帧内的字节数。由于采有字节计数法来确定帧的终止边界不会引起数据及其它信息的混 淆。因而不必采用任何措施便可实现数据的透明性，即任何数据均可不受限制的传递。 传输差错的主要原因是哪些？差错类型有哪两种？都有什么特点？ 传输中差错都是由噪声引起的。噪声有两大类：一类是信道固有的、持续存在的随机热 噪声；另外一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。 热噪声引起的差错称为随即错， 所引起的某位码元的差错是孤立的， 与前后码元没有关 系。 冲击噪声呈突发状，由其引起的差错称为突发错。是传输中产生差错的主要原因。 4检错码与纠错码的主要区别是什么？常用的检错码有哪些？ 检错码是指能自动发现差错的编码，纠错码是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编 码。 纠错码一般说来要比检错码使用更多的冗余位， 也就是说编码效率低， 而且纠错设备也比纠 错码复杂得多。 因而除非在单传输或实时要求特别高等场合外， 数据通信中使用更多的还是 检错码。 常用的检错码有奇偶校验码、循环冗余码和海明码。 5若发送窗口尺寸为4，在发送3 号帧并收到2 号帧的确认后，发送方还可以发几帧？请给 出可发帧的序号。 窗口机制是利用接收主缓冲区， 发送方缓冲区和重发表来实现流量控制， 从而避免过载的一 种机制。由此可知发送方还可以发送 3 帧，可发送的帧序号为4、。 6若窗口序号位数为3，发送窗口尺寸为2，采用Go-back-N 法，请画出由初始态出发相继 下列事件发生时的发送及接收窗口图： 发送帧 0、发送帧、接收帧、接收确认帧、 发送帧、帧接收出错、帧确认超时、 重发帧、接收帧、发送帧、接收确认 。 7若帧数据中出现下列字符串： “BCDE” 问字符填充后的输出是什么？ 答： “BCDE” 8、若 HDLC 帧数据段中出现下列比特串：”010000011111101011111110” 问比特填充后的输出是什么？ 答：010000011111011010111110110 9用规程传输一批汉字（双字节），若已知采用不带报头的分块传输，且最大报文 块长为129 字节，共传输了 5 帧，其中最后一块报文长为101 字节。问每个报文最多能传 多少汉字？该批数据共有多少汉字？（假设采用单字节的块检验字符。） 10用HDLC 传输个汉字（双字节）时，帧中的信息字段占多少字节？总的帧长占多 少字节？ 答： HDLC 的帧格式如下： 它的信息字段的数据为：12*2=24 字节 总的帧长为：24+6=30 字节。 11简述HDLC 帧中控制字段各分段的作用。 HDLC 帧中控制字段的第1 位或第2 位表示传输帧的类型。第5 位是/F 位，即轮询终 止位。当P/F 位用于命令帧（由主站发出）时，起轮询的作用，即不该位为1 时，要求被轮 询的从站给出响应，所以此时 P/F 位可被称为轮询位（或者说位）；当位用于响 应帧（由从站发出）时，称为终止位（或F 位），当其为“”时，表示接收方确认的结 束。为了进行连续传输，需要对帧进行编号，所以控制字段中还包括了帧的编号。 12试比较和协议的特点。 BSC 协议与特定的字符编码集关系过于密切，故兼容性较差。为了满足数据透明性而采用 的字符填充法，实现起来也比较麻烦，且也依赖于所采用的字符编码集。另外，由于 是一个半双工协议， 它的链路传输效率很低， 不过由于协议需要的缓冲存储空间较小， 因而在面向终端的网络系统中仍然被广泛使用。 高级数据链路控制规程协议具有如下特点： 协议不依赖于任何一种字符编码集； 数据报文可 透明传输，用于实现透明传输的“比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确 认便可连接发送数据，有较高的数据连路传输效率；所有帧均采用校验，对信息帧进 行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵 活性。由于以上特点，目前网络设计者普通使用HDLC 作为数据链路控制协议。 13、 假设一条链路上到达的比特序列为011010111110101001111111011001111110， 给出去掉 填充比特之后的帧，指出可能引入帧中的任何差错。 14、假设要传输消息1011001001001011，并用CRC 多项式X8 + X2 +X +1 防止它出错。 15试说明协议的应用范围、帧结构的特点? PPP 协议的应用范围：是一种多协议成帧机制，它适合于调制解调器、位 序列线路、和其它的物理层上使用。它支持错误检测、选项协商、头部压缩以及 使用类型帧格式（可选）的可靠传输。 PPP 选择的帧格式与的帧格式非常相似。与之间最主要的区别是： PPP 是面向字符的，HDLC 是面向位的。特别是，PPP 在拨号调制解调器线路上使用了字 节填充技术，所以，所有的帧都是整数个字节。PPP 帧都以一个标准的HDLC 标志字节 (01111110)作为开始，如果它正好出现在净荷域中，都需要进行字符填充。 第第 5 5 章节章节 网络层网络层 1、网络层实现的功能主要有哪些？ 路由选择： 通信子网为网络源节点和目的节点提供了多条传输路径的可能性。 网络节点在收 到一个分组后，要确定向下一节点传送的路径，这就是路由选择，路由选择是网络层要实现 的基本功能。 路由选择包括两个基本操作， 即最佳路径的判定和网间信息包的传送 （交换） 。 两者之间，路径的判定相对复杂。 拥塞控制： 拥塞控制是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多， 使得该部分网络来不及 处理， 以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象， 严重时甚至会导致网络通信业务陷入 停顿，即出现死锁现象。 网际互连： 网际互连的目的是使用一个网络上的用户能访问其它网络上的资源， 使不同网络 上的用户互相通信和交换信息。 这不仅有利于资源共享， 也可以从整体上提高网络的可靠性。 2、虚电路中的“虚”是什么含义？如何区分一个网络节点所处理的多个虚电路？ 在虚电路操作方式中， 为了进行数据传输， 网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑 通路，因为这条逻辑通路不是专用的，所以称之为“虚”电路。 为使节点能区分一个分组属于哪条虚电路，每个分组必须携带一个逻辑信道号；同样，同一 条虚电路的分组在各段逻辑信道上的逻辑信道号可能也不相同， 传输中， 当一个分组到达节 点时， 节点根据其携带的逻辑信道号查找虚电路表， 以确定该分组应该应发往的下一个节点 及其下一段信道上所占用的逻辑信道号，用该逻辑信道号替换分组中原先的逻辑信道号后， 再将该分组发往下一个节点。 3、简述虚电路操作与数据报操作的特点、虚电路服务与数据报服务的特点。 虚电路操作的特点：在虚电路操作方式中，为了进行数据传输，网络的源节点和目的节 点之间先要建立一条逻辑通路，因为这条逻辑通路不是专用的，所以称之为“虚”电路。每 个节点到其它任一节点之间可能有若干条虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输。 两 个端系统之间也可以有多条虚电路为不同的进程服务， 这些虚电路的实际路径可能相同也可 能不相同， 各节点的虚电路表是在虚电路建立过程中建立的。 各节点的虚电路表空间和逻辑 信道号都是网络资源，当虚电路拆除时必须回收。 数据报操作的特点：在数据报操作方式中，每个分组被称为一个数据报，若干个数据报 构成一次要传送的报文或数据报。 每个数据报自身携带有足够的信息， 它的传送是被单独处 理的。 整个数据报传送过种中， 不需要建立虚电路， 但网络节点要为每个数据报做路由选择。 虚电路服务的特点： 虚电路服务是网络层向传输层提供的一种使所有分组按顺序到达目 的可靠的数据传送方式。进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为它们服务的虚电路。 提供这种虚电路服务的通信子网内部既可以是虚电路方式的，也可以是数据报方式的。 数据报服务的特点： 数据报服务一般仅由数据报交换网来提供。 端系统的网络层同网络 节点中网络层之间，一致地按照数据报操作方式交换数据。当端系统要发送数据时，网络层 给该数据附加上地址、序号等信息，然后作为数据报发送给网络节点。目的端系统收到的数 据报可能不是按序到达的，也可能有数据报的丢失。 4、考虑下面虚电路服务实现涉及的设计问题。如果虚电路用在子网内部，每个数据报文必 须有一个3 字节的含义， 每个路由器必须留有8 个字节的空间来标识虚电路。 如果内部使用 数据报，则需要使用一个15字节的分组头。假定每站段传输带宽的费用为第106 字节1 元人 民币；路由器存储器的价格为每字节0.1元人民币，并且在未来两年会下降。平均每次会话 长度为1000 秒，传输200 分组；分组平均需传4 个站段。试问子网内部采用虚电路或数据 报哪个便宜？便宜多少？ 5、 考虑图5-5(a)中的子网。 该子网使用了距离矢量路由算法， 下面的矢量刚刚到达路由器C， 来自B 的矢量为（5,0,8,12,6,2）；来自D 的矢量为（16，12，6，0，9，10）；来自E 的矢 量为（7，6，3，9，0，4）经测量，到B、D 和E 的延迟分别为6、3、5。请问C 新路由表 将会怎么样？请给出将使用的输出线路及期望（预计）的延迟。 6、假定所有的路由器和主机都正常工作，路由器和主机的软件都没有错误。问：有没有可 能（无论可能性多小）把一个分组递交到错误的目的地？ 通信子网为网络源节点和目的节点提供了多条传输路径的可能性。 网络节点在收到一个分组 后，要确定向下一个节点传送的路径，这就是路由选择，路由选择是网络层要实现的基本功 能。所以，当路由器和主机都正常工作的时候，不可能把一个分组传送到错误的目的地。 7、考虑图5-2（a）中的子网，采用（1）反向路径转发；（2）汇集树；从B 广播，分别可 形成多少个分组？ 8、计算如图5-8 (a)所示子网中的路由器的一个多点播送生成树。 9、什么叫拥塞？造成拥塞的原因是什么？ 拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多， 使得该部分网络来不及处理， 以致 引起这部分乃至整个网络性能下降的现象， 严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿， 即出 现假死锁现象。 拥塞发生的原因： 多条流入线路有分组到达，并需要同一输出线路，此时，如果路由器没有足够的内存来存放 所有这些分组，那么有的分组就会丢失。 路由器的慢速处理器的缘故，以至于难以完成必要的处理工作（如缓冲区排队、更新路由表 等）。 10、简述防止拥塞的几种方法 拥塞控制问题可以从控制论角度看待，解决的方案可以分为两类：开环的闭环的。完成开环 控制的手段有：确定何时接受新的流量、确定何时丢弃分组及丢弃哪些分组，以及在网络的 不同点执行调度决策， 所有这些手段的共同之处是它们在做决定的时候不考虑网络的当前状 态。 开环算法可以分成在源端采取动作还是在目的端采取动作两类算法。 闭环方案则建立在反馈 环路的概念基础上，当这种方法用于拥塞控制的时候，它有三个部分：监视系统，检测到何 时何地发生了拥塞。将该信息传递到能够采取行动的地方。调整系统的运行，以改正问题。 11 网络互连设备按其工作的层次可分为几类？它们分别是什么？网际互连的意义是什么？ 请列出各种网络互连设备及它们工作的OSI 协议层。 网络互连设备按其工作的层次可分为四类：它们分别是转发器、网桥、路由器和网关。 网际互连的意义： 网际互连的目的是使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源， 使不同 网络上的用户互相通信和交换信息。 这不仅有利于资源共享， 也可以从整体上提高网络的可 靠性。转发器，是一种低层次设备，实现网络物理层的连接。 网桥，提供数据链路层上的协议转换，在不同或相同的局域网之间存储和转发帧。 路由器，作用于网络层，提供网络层上的协议转换，在不同的网络之间存储和转发分组。 网关，提供传输层及传输层以上的各层间的协议转换，又称协议转换器。 12、简述透明网桥的工作原理 透明网桥以混杂方式工作。 接收连接到该网桥的局域网上传递的所有帧。 每个网桥维护一个 基于MAC 地址的过滤数据库。数据库中列出了每个可能的目的地（目前的MAC 地址）， 以及它属于哪一条输出线路（一个端口号，即表示转发给哪个 LAN），同时每个表项还有 一个超时。网桥根据这个数据库把接收到的帧向相应的局域网中转发。 13、比较透明网桥和源端路由网桥各自的优缺点。 透明网桥的优点是易于安装，只需要插进电缆即大功告成。但是从另一方面来讲，这种网桥 并没有最佳地利用网络带宽，以为它们只用到了拓扑结构的一个子集（生成树）。一般支持 总线网的人喜欢选择透明网桥。而令牌环的支持者则偏爱一种称为源路由的选择网桥。 源路由选择的缺点是：使用它的前提是互联网中的每台机器都知道所有其它机器的最佳路 径。获取路由算法的基本思想是：如果不知道目的地地址的位置，源机器就发一个广播帧， 询问它在哪里。每个网桥都会转发此帧，这样查找帧就可以到达互连网的第一个LAN。当 应答回来时， 途径的网桥将它们自己的标识记录在应答帧中， 于是广播帧的发送者就可得到 确切的路由，并从中选取最佳者。 14、一台主机的RIP 协议可以是主动方式吗？说明理由。 不可以。 主机中实现的工作在被动状态， 它不会传递自己的路由表的信息给别的路由 器， 它只是接收其它路由器广播的路由信息， 并且根据收到的路由信息更新自己的路 由表。 15、简述协议和协议的要点。 为了正确地向目的站传送报文， 必须把目的站的32 位地址转换成48 位以太网目的地址 。 这就需要在互连层有一组服务将地址转换为相应物理网络地址。 这组协议即是 。在进行报文发送时，如果源互连层所给的报文只有地址，而没有对应的以太网地 址，则互连层广播请求以获取目的站信息，而目的站必须回答该请求。地址转 换协议使主机可以找出同一物理网络中任一个物理主机的物理地址， 只需给出目的主 机的 IP 地址即可。 如果站点初始化以后， 只有自己的物理网络地址而没有地址， 则它可以通过协 议，发出广播请求，征求自己的地址，而服务器负责回答。这样，无地址 的站点可以通过协议取得自己的地址， 这个地址在下一次系统重新开始以前都 是有效的，不用连续广播请求，广泛用于无盘工作站的地址。 16、多播和广播有何异同？若要路由器支持多播，还需要添加哪些功能？ 局域网中可以实现对所有网络节点的广播， 但对于有些应用， 需要同时向大量接收者发送信 息， 这些应用的共同特点就是一个发送方对应多个接收方， 接收方可能不是网络中的所有主 机，也可能没有位于同一子网。这种通信方式介于单播和广播之间，被称为组播或多播。 多播需要特殊的多播路由器支持， 多播路由器可以兼有普通路由器的功能。 因为组内主机的 关系是动态的， 因此本地的多播路由器要周期性地对本地网络中的主机进行轮询 （发送一个 目的地址为224.0.0.1 的多播报文），要求网内主机报告其进程当前所属的组，各方机会将 其感兴趣的类地址返回， 多播路由器以此决定哪些主机留在哪个组内。 若经过几次轮询在 一个组内已经没有主机是其中的成员，多播路由器就认为该网络中已经没有主机属于该组， 以后就不再向其它的多播路由器通告组成员的状况。 17、与IPv4 相比，IPv6 有哪些改进？ 、IPv6 把IP 地址长度增加到128 比特，使地址空间增长296 倍 B、灵活的报文头部格式。IPv6 采用一种新的报文格式，使用一系列固定格式的 扩展头部取代了v4 中可变长度的选项字段。 C、简化协议，加快报文转发。IPv6 简化了报文头部格式。将字段从IPv4 的13 个减少 到7 个， 报文分段也只是在源主机进行， 这些简单化使路由器可以更快地完成对报文的处理 和转发，提高了吞吐量。 、提高安全性。 、支持更多的服务类型。 、允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来的发展。 18、IPv6 有哪些特点？下一代网络为什么要使用IPv6 ? 无论从计算机技术的发展还是从因特网的规律和网络的传输速率来看，IPv4 都已经不适用 了，主要原因就是 32 比特的地址空间已经无法满足迅速膨胀的因特网规模。IPv6 的 主要目标包括： 、扩大地址空间，即使地址利用率不高，也能支持上百亿台主机。 、减小路由选择表的长充，提供路由选择速度。 、简化协议，使路由器处理分组更迅速。 、提供更好的安全性。 、增加对服务类型的支持，特别是实时的多媒体数据。 、通过定义范围来支持多点播送的实现。 、主机可以在不改变地址的情况下实现漫游。 、协议保留未来发展的余地。 、允许新旧协议共同存在一个时期。 第六章节第六章节 数据链路数据链路层层 1、什么是传输服务？ 传输层位于网络层与应用层之间，传输层利用网络层提供服务，向应用层提供服务。传输层 中完成向应用层提供服务的硬件和软件称为传输实体。 传输层的最终目的是向其用户 （或是 指应用层的进程）提供有效、可靠且价格合理的服务。为了达到这一目标，传输层利用网络 层提供的服务。 传输层的传输服务根据不同的协议分为面向连接与非连接的两种类型。 所谓面向连接是发送 与接收方传输服务需要经过建立连接，然后再传输数据，最后释放连接个过程。而对于非 连接传输服务，发送方无须事先建立连接，只要有数据需要发送，就直接发送。 、传输协议的要素有哪些？ 传输层与数据链路层的主要区别是： 传输层需要寻址、 建立连接的过程以及对数据缓冲区与 流量控制的方法上的区别。 、寻址：寻址的方法一般采用定义传输地址，因特网传输地址由地址和主机端口号组 成。在传输层有分级结构和平面结构两种编址方式。 、建立连接：在实际的网络应用中，采用一种称为三次握手的算法，并增加某些条件来解 决最后的确认问题。 、释放连接：释放连接仍然采用和建立连接相类似的三次握手的方法，但释放连接有对称 释放和非对称释放两种方式。 3、简述传输层向应用层提供的服务内容。 传输层的最终目的是向其用户（或是指应用层的进程）提供有效、可靠且价格合理的服务。 为了达到这一目标，传输层利用网络层提供的服务。 、网络层、传输层和应用层的逻辑关系：网络层是通信子网的最高层、无法保证通信子网 或路由器提供的面向连接的服务可靠， 而用户一般不能直接对通信子网加以控制， 因此在网 络层之上，加一层传输层以改善传输质量。 、网络地址与传输地址的关系：网际层地址是地址，即可以到达主机的地址；而传输 层地址是主机上的某个进程使用的端口的地址。 、两种传输服务：传输层的传输服务根据不同的协议分为面向连接与非连接的两种类型。 所谓面向连接是发送与接收方传输服务需要经过建立连接， 然后再传输数据， 最后释放连接 个过程。而对于非连接传输服务，发送方无须事先建立连接，只要有数据需要发送，就直 接发送。 5、试述的传输过程、端口号分配原则以及应用场合。 、提供的服务是不可靠的、无连接的服务，适用于无须应答并且通常一次只 传送少量数据的情况。 由于协议在数据传输过程中无须建立逻辑连接对数据报也不进 行检查，因此具有较好的实时性，效率高。在有些情况下，包括视频电话会议系统在 内的众多客户服务器模式的网络应用都要使用协议。 、 的端口分配规则与相同。 段结构中端口地址是16 比特， 可以有在65535 范围内的端口号，对于这 65535 个端口号有以下的使用规定： 1、端口号小于256 的定义为常用端口，服务器一般都是通过常用端口来识别的。 、 客户端通常对他所选用的端口号并不关心， 只需保证该端口号在本机上是唯一的就可以 了。客户端口号因存在时间很短暂又称作监时端口号。 、大多数CP/IP 实现给临时端口分配10245000 之间的端口号。大于5000 的端口号是 为其它服务器预留的（internet 上并不常用的服务） 6、试述 TCP 的主要特点、端口号分配、ocket 地址概念以及应用场合。 （一）TCP 提供的服务具有以下主要特征： 、面向连接的传输。 、端到端通信，不支持广播通信。 、高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。 、全双工方式传输。 、采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。 、提供紧急数据的传送功能。 （二）端口号分配具体细节参考第4 题(2)。 (三) socket 通常也称作“套接字”，用于描述地址和端口是一个通信链的句柄。应用程 序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。一个完整的 socket 有一个本地 唯一的socket 号，由操作系统分配。 (四) TCP/IP 的主要应用场合：TCP 是应用于大数据量传输的情况。 7、TCP 的连接建立与释放分别采用几次握手?为何要这样的步骤? TCP 的连接建立与释放采用三次握手。 这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到目标主机,因而产生错误.。源主机 发出连接请求，但因在某些网络结点滞留的时间太长，源主机未收到确认，再次重传一次请 求报文段。 第一个已经失效的报文段达到目标主机， 目标主机误认为源主机又一次发出新的 连接请求，于是就向源主机发送确认报文段，同意建立连接。这样许多资源就白白浪费。 8、TCP 的重传策略是什么？ TCP 协议用于控制数据段是否需要重传的依据是设立重发定时器。在发送一个数据段的同 时启动一个重发定时器，如果在定时器超时前收到确认，就关闭该定时器，如果定时器超时 前没有收到确认，则重传该数据段。这种重传策略的关键是对定时器初值的设定。 9、TCP 与UDP 有什么不同之处？ 传输数据前TCP 服务需要建立连接，UDP 无须建立连接；TCP 应用于大数据量的传输， UDP 运用于一次只传输少量数据的情况下；TCP 具有高可靠性；UDP 服务中应用程序需 要负责传输的可靠性。 10、简述TCP 与UDP 的服务模型。 TCP 提供的服务具有以下主要特征： a) 面向连接的传输，传输数据前需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接。 b) 端到端通信，不支持广播通信。 c) 高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。 d) 全双工方式传输。 e) 采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。如果字节流太长，将其分段。 f) 提供紧急数据的传送功能，即当有紧急数据需要发送时，发送进程会立即发送，接收方 收到后会暂停当前工作，读取紧急数据并做相应处理。 UDP 提供的服务具有以下主要特征： （） 传输数据前无须建立连接，一个应用进程如果有数据报要发送就直接发送，属于一 种无连接的数据传输服务。 （） 不对数据报进行检查与修改。 （） 无须等待对方的回答。 （） 正因为以上的特征，使其具有较好的实时性，效率高。 11、TCP 与UDP 对于端口号的使用有什么规定？ 的端口分配规则与相同。 段结构中端口地址是16 比特， 可以有在65535