4741计算机网络原理课后题答案.doc

第一章 计算机网络概论1. 计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：1.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，构成面向终端的计算机网络。这类简单的“终端-通信线路”计算机系统，成了计算机网络的锥形。2. 计算机-计算机网络，呈现出多处理中心的特点。3. 开放式标准网络，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。4. 因特网的广泛应用与高速网络技术的发展，覆盖范围广、网络具有足够的带宽、很好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、具备高度的可靠性和完善的管理功能。2.计算机网络可分为哪两大子网？它们各实现什么功能？答：一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的。资源负责信息处理，通信子网负责全网中的信息传递。3.简述各种网络拓扑类型的定义和优缺点。答：1.星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链接到中央节点的各个站点组成。星形拓扑结构的优点有：控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务；缺点：电缆长度和安装工作量可观、中央节点的负担较重形成“瓶颈”和各站点的分布处理能力较低。2.总线拓扑结构采用一个广播信道作为传输介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输介质上，该公共传输介质即称为总线。总线拓扑结构的优点：总线结构所需要的电缆数量少；总线结构简单，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：总线的传输距离有限，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发送，不具有实时功能。3.环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环。环形拓扑的优点：电缆长度短；可使用光纤；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：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。4.树形拓扑，可以看成总线和星形拓扑的扩展，接收各站点发送的数据，然后再用广播发送到全网。树形拓扑的优点：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，如果根发生故障，则全网不能正常工作。5.混合形拓扑，将两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑称为混合形拓扑结构。混合形拓扑的优点：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。6.网形拓扑，它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，成本较高，提供上述功能的网络协议也比较复杂。4.广播式网络与点对点式网络有何区别？答：1.在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共信道。当一台机利用共享信道发送到报文分组时，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。2.在点到点式网络中，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是间节点的接收、存储与转发，直到传输到目的节点。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路由选择算法。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.计算机网络的分类答：按拓扑类型分类：总线形、环形、星形、树形、网形、混合形；按网络交换方式分类：电路交换网、报文交换网和分组交换网；按网络的覆盖范围分类：广域网、局域见多 和城域网；按网络传输技术分类：广播方式和点对点方式。6简述计算机网络的功能。答：计算机网络的功能有：硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换。7计算机网络的三大网和发展趋势答：1.三大网络：计算机网、电信业务、广播电视网络。2.发展趋势：宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络。第二章 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。答：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。网络协议主要由下列三要素组成：语义，涉及用于协调与差错处理的控制信息；语法，涉及数据及控制信息的格式、编码及信号平等；定时：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？答：网络协议就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。二者的区别是：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本层能够向上一层提供服务，要实现本层协议，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？有何好处？答：1.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。分层就是系统分解的最好方法之一。N层是n-1层的用户，又是n+1层的服务提供者。N+1层虽然只直接使用了N层提供的服务，实际上它通过n层还间接地使用了n-1层以及以下所有各层的服务。2.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，只要知道下面通过层间提供的服务是什么以及本层向上层提供什么样的服务，就能独立地设计。4.ISO在制定OSI/RM时对层次划分所遵循的主要原则是什么？答：每层的功能应是明确的，并且是相互独立的；层间的接口必须清晰，跨越接口的信息应尽可能少；层数应适中。这样有利于促进标准化。5. 说明在OSI/RM中数据传输过程。答：发送进程发送给接收进程的数据，实际上是经过发送方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。答：1.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。2.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经过建立连接、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.TCP/IP协议主要特点是什么？其主要缺点是什么？答：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；独立于特定的网络环境，可以运行在局域网、广域网、更适用于互联网中；统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址；标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。2.首先，它在服务、接口与协议的区别上不清楚。一个好的软件工程应该将功能与实现区别分开来，TCP/IP恰恰没有很好做到这点，这就使得TCP/ip参考模型对于使用新技术指导意义不够。其次，TCP/IP模型的主机-网络层并不是常规意义的一层，它是定义了网络层与数据链接层的接口。接口和层的区别是非常重要的，而TCP/IP模型没有将它们区分开来。8.试比较OSI/RM与TCP/IP的异同点。答：这两种参考模型有很多共同点，两者都是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、传输层和应用层，但其它的层并不相同。其次，在于无连接和面向连接的通信范围有所相同，OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但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。9.OSI/RM的主要缺点是什么？答：OSI模型中的会话层和表示层这两层几乎是空的，而另外的数据链接层和网络层包含的内容太多，有很多的子层的插入，每个子层都有不同的功能。OSI模型发及相应的服务定义和协议都极其复杂，它们很难实现，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。第三章 物理层1. 物理层协议包括哪些内容？答：1.包括EIA RS-232C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。2. RS-232C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式)与RS 423（非平衡方式）这些标准重新定义信号电平，并改进了电路方式，以送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200bps 9600bps时，采用V.28建议；当传输速率为480Kbps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DTE交换通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 点信息传输，通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 232C与RS 449电气特性。答：RS 232 规定逻辑“1”的电平为：-15 -5,逻辑“0”的电气为+5+15。两大设备的最大距离也仅为15米，而且电平较高，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种常用传输介质的特点。答：1.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：无屏蔽和屏蔽的，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。2.同轴电缆分为基带同轴电缆（50）和宽带同轴电缆（75）。基带同轴电缆又可分为粗缆和细缆两种，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速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率，同轴电缆的抗干扰性能比绞线强，安装同轴电缆的费用比双绞线贵，但比光导纤维便宜。3.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加保护层构成。光纤普变用于点到点的链路，它具有不受电磁干扰或噪声影响的特征，适宜在长距离内保持高数据传输率，而且能够提供良好的安全性。4.请说明调制解调器的基本工作原理答：当一台计算机希望通过模拟拔号线路发送数字数据的时候，这些数据首先必须先转换成模拟形式，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。在电话公司的端局中，这些模拟数据又通过编解编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。4. 多路复用技术有哪几种？它们各有什么特点？答：1.频分多路复用FDM，在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将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的子信道，每个子信道传输一路信号。2.时分多路复用TDM，若介质能达到的位传输速率超过传输所需的数据传输速率，就可采用时分多路复用TDM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。同步时分多路复用TDM，它的时间片是预先分配好的，而且是固定不变，因此各种信号源的传输定时是同步的。异步时分多路复用TDM允许动态地分配传输介质的时间片。时分多路复用TDM不仅仅局限于传输数据信号，也可以用于交叉传输模拟信号。3.波分多路复用WDM，只不过是频分多路复用在极高频率上的应用而已。只要每条信道有它自己的频率范围，并且所有的频率范围都是分开的，它们都可以被复用到长距离。5.广域网采用的数据交换技术有哪几种？它们各有什么特点？答：电路交换：在数据传送之前先设置一条专用的通路，在线路释放之前，该线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。在交换节点中需要缓冲存储，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，但报文被分组发送，并规定了最大的分组长度。在数据报文分组交换中，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设置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。第四章 数据链路层1. 数据链路层的主要功能包括哪些方面的内容？答：数据链路层最基本服务是将源机网络层的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。主要功能以下几个：1. 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以帧为单位发送。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、违法编码法和字节计数法。2. 差错控制功能：通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，并采用措施纠正之，使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程，也是数据链路层的主要功能之一。3. 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功能大于接收方接收能力的现象，若不及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来的帧“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。最常用的流量控制方案有：停止等待方案和滑动窗口机制。4. 链路管理功能：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，必须首先确认对方己处于就绪状态，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。地传输过程中则要维持该连接。如果出现差错，需要重要初始化，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，维持和释放就称作链路管理。2. 试比较四种帧定界方法的特点。答：1.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相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据字符前填充一个转义的控制字符（DLE）以示区别，从而达到数据的透明性。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字符编码集，兼容性比较差。2.使用比特填充的首尾标志法：该法以一组比特模式（如01111110）来标志一帧的起始与终止。为了不使信息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，性能优于字符填充方法。3.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。可以借用这些违法编码序列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。4.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。由于采用字符计数方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地传输。3.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？答：1.传输中的差错一般都是由噪声引起的。噪声有两大类：一类是信道固有、持续存在的随机热噪声；另一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。2.热噪声引起的差错称为随机错，所引起的某位码元的差错是孤立的，与前后码元没有关系，它导致的随机错通常较少。冲击噪声呈突发状，由其引起的差错称为突发错，冲击噪声幅度可能相当大，无法靠提高信号幅度来避免冲击噪声所造成的差错，它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？常用的检错码是什么？答：1.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。纠错码一般来说要比检错码使用更多的冗余位，编码效率低，而且纠错设备比检错设备复杂多，除非在单向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ARQ差错控制方式。3. 奇偶校验码、循环冗余码和海明码是几种最常用的差错控制编码方法。5.简述HDLC帧中的控制字段各分段的作用。答：控制字段中的第1位或第1、2位表示传送帧的类型。第5位是P/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，即当该位为“1”时，要求被轮询的从站给出响应，所以此时P/F位可称轮询位（或P位）；当P/F位用于响应帧（由从站发出）时，称为终止位（或F位），当其为“1”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。6.试比较BSC和HDLC协议的特点。答：1.由于BSC协议与特定的字符编码关系过于密切，故兼容性较差。为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BSC是一个半双工协议，它的链路传输效率很低。不过，由于BSC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。2.高级数据链路控制规程HDLC具有如下的特点：协议不依赖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“0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续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号。可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。由以上特点，目前网络设计普通使用HDLC作为数据链路控制协议。7.试说明PPP协议的应用范围、帧结构的特点。答：1.PPP是一种多协议成帧机制，它适合调制解调器、HDLC位序列线路、SONET和其它的物理上使用。它支持错误检测、选项协商、头部压缩以及使用HDLC类型帧格式（可选）的可靠传输。2.PPP选择的帧格式与HDLC帧格式非常相似。PPP与HDLC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（0111110）作为开始，如果它正好出现在净域中，都需要进行字节填充。第五章 网络层1.网络层实现的功能主要有哪些？答：1.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最基本功能。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，路径的的判定相对复杂。2.拥塞控制：拥塞现象是指到达通信子网中某一部的分组数量过多，使该部分来不及处理，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。3网络互连：网络互连的目的是使一个网络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？答：1.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，所以称之为“虚”电路。2.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、虚电路与数据报服务的特点。答：1.虚电路操作特点：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要先建立一条逻辑通路，因为这条通路不是专用的，所以称为“虚”电路。每个节点到其它任一节点之间可能有若干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。数据报操作特点：在数据报操作方式中，每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块。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，在整个数据报传送过程中，不需要建立虚电路，但网络节点要为每个数据作路由选择。2.虚电路服务特点：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的端系统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的实际操作既可以是虚电路方式的，也可以是数据报方式。数据报服务特点：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的网络层之间，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是不按序到达的，也可能有数据报的丢失。4. 什么叫做拥塞？造成拥塞的原因是什么？答：1.拥塞现象是指到达通信子网中某一部的分组数量过多，使该部分来不及处理，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。2.拥塞发生的原因有：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。5.简述防止拥塞的几种方法。答：拥塞控制问题可以从控制论角度看待，解决的方案可以分成两类：开环的和闭环的。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上执行调度决策。所有这此手段的共同之处是，它们在做出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地概念基础之上，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，改正问题。5. 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？网络互连的意义是什么？请列出各种网络互连设备及它们的OSI协议层。答：网络互连设备按其工作的层可分为四类：转发器、网桥、路由器和网关。网际互连的意义是：网际互连的目的是一个网络的用户能访问其它其它网络的资源，使不同网络的用户相互通信和交换信息，这不仅有利有资源共享，也可以从整体上提高网络有可靠性。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，提供网络层的协议的转换，在不同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。6.简述透明网桥的工作原理答：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），以及它属于哪一个输出线路（一个商品端口号，即表示转发给哪个LAN），同理每个表项还有一个超时。网桥根据这个数据库把接收的帧向相应的局域网中转发。6. 比较透明网桥和源端路由网桥各自的优缺点。答：1.透明网桥的优点是易于安装，只需要插进电缆即大功告成。但从另一方面来讲，这种网桥并没有最佳地利用网络带宽，因为它们只用到了拓扑结构的一个子集（生成树）。一般来说支持总线网的人喜欢选择透明网桥。而令牌环的支持者偏爱一种称为源路由选择网桥。2.源路由选择的缺点：使用它的前提是互连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，源机器就发一广播帧，询问它在哪里。途经的网桥将它们自己的标识记录在应答帧中，于是广播的发送者就可得确切的路由，并从选取最佳者。7.简述ARP协议和RARP协议的要点。答：1.为了正确地向目的站传送报文，必须把目的站的32位IP转换成48位以太网目的地DA。这就需要在互连层有一组服务将IP地址转换为相应的物理网络地址，这组协议就是ARP。在进行报文发送时，如果源互连层所给的报文只有IP地址，而没有对应的以太网地址，刚互连层广播ARP请求以获取目的站信息，而目的必须回答该ARP请求。地址转换协议ARP使主机可以找出同一物理网络中任一物理主机的物理地址，只需给出目的主机的IP地址即可。2.如果站点初始化以后，只有自己的物理网络地址而没有IP地址，则它可以通过RARP协议，发出广播请求，征求自己的IP地址，而RARP服务器则负责回答。这样，无IP地址的站点可以通过RARP协议取得自己的IP地址，这个地址的下一次系统重新开始以前都是有效的，不用连续广播请求。RARP广泛用于获取无盘工作站的IP地址。.8.一台主机制RIP协议可以是主动方式的吗？说明理由。答：不可以。主机中实现的RIP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RIP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路由表。9.简述多播和广播有何异同？若要路由器支持多播，还需要添加那些功能？答：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好送信息，这些应用的共同特点一个发送方对应多个接收方，接收方可能不是网络中所有主机，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。10.与IPv4相比，IPv6有哪些改进。答：1.ipv6把IP地址长度增加到128比特，使地址空间增大了296倍。2.灵活的IP报文头部格式。ipv6采用一种全新的报文格式，使用一系列固定格式的扩展头部取代了ipv4中可变长度的选项字段。3.简化协议，加快报文转发。4.提高安全性。5支持更多的服务类型。6.允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。11.IPv6有哪些特点？下一代网络为什么要使用IPv6?答：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都己经不适用了。最主要的问题就是32比特的IP地址空间己经无法满足迅速膨胀的因特网规模。Ipv6的主要目标有：扩大IP地址空间；减小路由选择表的长度，提供路由选择速度；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的实现；主机可以在不改变其IP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 传输层1.什么是传输服务？答：传输层位于网络层与应用层之间，传输层利用网络层提供的服务，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（或）软件称为传输实体。传输层的最终目标是向其它用户（或者指应用层的进程）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方与接收方需要经过建立连接，然后再传输数据，最后释放连接3个过程。而对于非连接的传输服务，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。2传输协议的要素有哪些？答：传输层与数据链路层的主要区别是：传输层需要寻址、建立连接的过程复杂以及对数据缓冲区与流量控制的方法上的区别。A. 寻址：寻址的方法一般采用定义传输地址，因特网传输地址IP地址和主机端口号组成。传输层有分级结构和平面结构两种编址方式。B. 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确认问题。C. 释放连接：释放连接仍然和建立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。答：（参考1）4.试述UDP的传输过程、端口号分配原则及应用场合。答：A.UDP提供的服务是不可靠、无连接的服务，UDP适用于无须应答并且通常一次传送少量数据的情况。由UDP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，因些UDP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UDP协议。B.UDP的端口分配规则与TCP相同。段结构中端口地址是16比特，可以有在065535范围内的端口号，对于这65535个端口有以下的使用规定：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。2.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。3.大多数TCP/IP实现给临时端口分配10245000之间的端口号。大于5000的端口是为了其它服务器预留的。5.TCP的主要特点、端口分配、Socket地址及应用场合。答：1.主要特点：面向连接；端到端通信、不支持广播通信；高可靠性、确保数据的正确性、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。2.端口分配参考上一题。3.socket通常也称作“套接字”，用于描述IP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。6.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？答：TCP的连接建立与释放采用3 次握手。这主要是为了防止己失效的连接请求报文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，但因在基些网络结点滞留时间过长，源主机未收到确认，再次重传一次请求报文段。第一个己经失效的报文段到达目标主机，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三确认报文段，同意建立连接，这样许多资源就白白浪费。7. TCP的重传策略是什么？答：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。这种重发策略的关键是对定时器初值的设定。8. TCP与UDP有什么不同之处？答：传输数据前TCP服务需要建立连接，UDP无须建立连接；TCP应用大数量的传输，UDP运用于一次只传输少数量的情况下；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。第七章 应用层1.目前在Internet上有哪些使用比较广泛？答：目前在因特网使用最为广泛的应用层协议：超文本传输协议、文件传输协议、远程登陆协议telnet、电子邮件smtp和pop3、域名系统dns等。2.简述HTML、HTTP和URL的含义及其作用。答：html的含义是超文本语言。http是客户端浏览器和web服务器之间的应用层通信协议，也是浏览器访问web服务器上的超文本信息时使用的协议。http协议是tcp/ip组的应用层协议之一。它不仅需要保证文本在主机间的正确传输，还能确定传输文档中的哪一部分，以及传输哪部分内容等。url中是为了能够使客户端面程序查询不同的信息资源时有统一的访问方法而定义的一种地址标识方法。3.简要说明www的工作过程。答：www采用的客户机/服务器的工作模式，具体的工作流程如下：1. 在客户端，建立连接，用户使用浏览器向WEB服务器发送浏览信息请求。2. WEB服务器接收请求，并向浏览器返回请求信息。3. 关闭连接。4.Internet的域名结构是怎样的？与电话网的号码结构有何异同之处？答：域名由若干个分量组成，各分量之间用“.”分隔，其格式为：N级域名.二级域名.顶级域名电话号码是典型的层次型结构地址，由一系列的字段组成，这些字段将地址分为不相交的分区。5.说明域名解析过程答：当应用进程需要将一个主机域名映射为IP地址时，就调用域名解析函数，解析函数将待转换的域名放在DNS请求中，以UDP报文方式发给本地域名服务器（使用UDP是为了减少开销）。本地的域名服务器在查找域名后，将对应的IP地址放在应答报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。若域名服务器不能回答该请求，则此域名服务器就暂时成为DNS中的另一个客户，直到找到能回答该请求的域名服务器为止。6.简要说明电子邮件系统的工作过程答：简单邮件传输协议STMP是一个简单的基于文本的电子邮件传输协议，是在因特网上用于在邮件服务器之间交换邮件的协议。使用SMTP要经过建立连接、传送邮件和释放连接等3个阶段。SMTP服务器基于DNS中的邮件交换记录来路由电子邮件。MX记录注册了域名相关的SMTP主机，属于该域名电子邮件都应向该主机发送。SMTP通过用户代理程序和邮件传输代理程序实现邮件的传输。其中用户代理程序完成邮件的编辑、收取、阅读等功能；邮件传输代理程序则负责邮件传送到目的地。电子邮件的收信人使用邮局协议（POP）从邮件服务器自己的邮箱中取出邮件。POP有两种版本，即POP2和POP3,都具有简单的电子邮件存储转发功能。POP3是目前与SMTP协议相结合最常用的电子邮件服务协议。7. 简述SMTP的工作过程答：使用SMTP要经过建立连接、传送邮件和释放连接3个阶段，具体步骤：1. 建立TCP连接。2. 客户端向服务器发送HELLO命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送MAIL命令。3. 服务器端发送OK作为响应，表示准备接受。4. 客户端发送RCPT命令（标识单个的邮件接收人。常在MAIL命令后面），以标识该电子邮件的计划接收人，可以有多个RCPT行。5. 服务器则表示是否愿意为收件人接受邮件。6. 协商结束，发送邮件，用命令DATA（在单个或多个RCRT命令后，表示所有邮件接收人己标识，并初始化数据传输，以“.”结束）发送输入内容。7. 结束此次发送，用QUIT（结束会话）命令退出。8. 简单说明POP3的工作原理答：POP3操作开始时，服务器通过侦听TCP端口110开始服务。当客户需要使用服务时，它将与服务器主机建立连接。当TCP连接建立后，POP3发送确认消息。客户和POP3服务器相互（分别）交换命令和响应，这一过程一直要持续到连接终止。POP3遵循存储转发机制。用户可按需要在客户级与保存邮件的服务器之间建立连接。9. 说明IMAP4的特点。答：Internet消息访问协议（IMAP4）被定义在RFC2060中，是一个功能更强大的电子邮件协议。用户可能通过浏览信件头来决定是否要下载、删除或检索信件的特定部分，还可以在服务器上创建或更改文件夹邮箱。它除支持POP3协议有脱机操作模式外，还支持联机操作和断连接操作。它为用户提供了有选择地从邮件服务器接收邮件的功能、基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。IMAP4提供离线、在线和断开连接。选择使用IMAP4协议提供邮件服务的代价要提供大量的邮件存储空间。与POP3类似，IMAP4协议仅提供面向用户邮件收发服务，邮件在internet上的收发是借助运行IMAP协议的计算机完成的。10. POP协议与IMAP协议有何区别？答：POP协议是离线式工作协议，POP3为邮件系统提供了一种接收邮件的方式，使用可以直接将邮件下载到本地计算机，在自己的客户端阅读邮件。IMAP协议除了支持POP3协议的脱机操作模式外，还支持联机操作和断连接操作。它为用户提供了有选择的从邮件服务器接收邮件的功能、基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。IMAP协议提供了离线、在线和断开连接3种工作方式。11说明文件传输协议的原理。答：FTP实际上是一套文件传输服务软件，它以文件传输为界面，使用简单的get或put命令进行文件的下载和上传，如同INTERNET上执行文件复制命令一样。12什么是域名服务？答：internet上的域名由域名系统DNS统一管理。DNS是一个分布式数据库系统，由域名空间、域名服务、域名转换请求程序三部分组成。它是一种用来实现域名和IP地址直接转换的映射机制，域名采用层次结构的基于“域”的命令方案，任何一个连在英特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名，域名是一个逻辑概念，并不反映出计算机所在的物理地点。第八章IEEE802标准与局域网1.在局域网体系结构中，为什么要将数据链路层分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层？答：局域网中的多个设备一般共享公共传输介质，在设备之间传输数据时，首先要解决的是由哪些设备占有介质的问题。所以局域网的数据链路层必须设置介质访问控制功能。由于局域网采用的介质有多种，对应的介质控制访问也有多种，为了使数据帧的传送帧独立于所采用的物理介质和介质访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成一个单独子层，使LLC子层与介质无关，仅让MAC子层依赖物理介质。2.IEEE802局域网参与模型ISO/OSI参考模型有何异同？答：IEEE802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和链路层）的功能，也包括网间互连的高层功能和管理功能。OSI/RM的数据链路层功能在局域网参考模型中被分成为介质控制MAC和逻辑链路控制LLC两个子层。在OSI/RM中，物理层、数据链路层和网络层使计算机具有报文分组转换功能。对于局域网来说，物理层是必需的，它负责体现机械、电气和规程方面的特性。以建立、维持和拆除物理链路；数据链路层也是必须的，它负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带有检验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术，由于穿越局域网的链路只有一条，不需要设立路由选择物流量控制功能，因此局域网中可以不单独设置网络层。当局限于一个局域网时，物理层和数据链路层就完成了报文分组转换的功能。但当涉及到物理层互连时，报文分组就必须经过多条链路才能到达目的地，此时就必须专门设置一个层次来完成网络层的功能，在IEEE802标准中这一层就被称为互连层。3.局域网的信道分配策略有哪些？各有什么特点？答：1.静态分配策略：包括频分多路复用和同步时分多复用，这种分配策略是预先将频带时隙固定地分配给各个网络节点，各节点都有自己专用的频带或时隙，彼此之间不会产生干扰。静态分配策略适用于网络节点数目少而固定，且每个节点都有大量数据要发送的场合。此时采用静态分配不仅控制协议简单，而且信道利用率较高。动态分配策略：包括随机访问和控制访问，本质属于异步时分多路复用。各站点当有数据需要发送时，才占用信道进行数据传输。随机访问又称争用，各个网络节点在发送前不需要申请信道的使用权，有数据就发送发生碰撞之后再采取措施解决。随机访问适用于负载较轻的网络，其信道的利用率一般不高，但网络延迟时间较短。控制访问有两种方法：轮转和预约。轮转是使每个网络节点轮流获得信道的使用权，没有数据要发送的节点将使用权传给下一节点。预约是各个网络节点首先声明自己有数据要发送。然后根据声明的顺序依次获得的信道的使用权来发送数据。无论是轮转还预约，都是使用发送节点首先获得信道的使用权，然后再发送数据，因而不会出现碰撞和冲突。当网络负载较重时，采用控制访问，可以获得很高的信道利用率。4.纯ALOHA和时分ALOHA相比较，哪一个时延更小？什么？答：纯ALOHA比时分ALOHA时延更小。因为纯ALOHA系统中，任何用户有数据需要发送时就可以发送。而时分ALOHA系统中用户有数据需要发送时不论帧在何时产生都必须到下一个时隙开始时才能发送。5.为什么CSMA/CD有最短帧长度的要求？答：为使CSMA/CD协议正常操作，需要维持一个最短帧长度，必要时可在数据字段之后、帧检验序列FCS之前以字节为单位添加填充字符。这是因为在发送时产生冲突而中断都是很短的帧，为了使方便区分这些无效帧，IEEE802.3规定了合法的MAC帧的最短帧。6.简述非坚持、1-坚持及P-坚持算法的特点？答：1.1-坚持CSMA的基本思想是：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发送数据，如果信道忙则等待，同时继续监听直到信道空闲；如果发生冲突，随机等待一段时间后再重新开始监听信道。当监听到信道很忙后，继续坚持监听信道；当监听到信道很空闲后，其发送概率为1，即立即发送数据。信号传输延迟对1-坚持CSM