计算机网络期末准备.doc

1.1计算机网络的发展可分为哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？可分为四个阶段。第一阶段为面向终端的计算机网络，特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统。第三阶段为开放式标准化网络，特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统。第四阶段为因特网的广泛应用与高速网络技术的发展，特点是网络系统具备高度的可靠性与完善的管理机制，网络覆盖范围广泛。1.2什么是计算机网络计算机网络凡是地理上分散的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议 ,通过软硬件设备互连 ,以实现交互通信 ,资源共享 ,信息交换 ,协同工作以及在线处理等功能的系统1.5.1计算机网络由什么组成？计算机网络涉及计算机和通讯。计算机网络一般有服务器、工作站、外围设备和通信协议组成： （1）服务器：是整个网络的核心。有文件服务器，通信服务器，备份服务器，打印服务器，其中最常用的是文件服务器； （2）工作站：指连接到网络上的计算机。工作站只是一个接入网络的设备，接入和离开对网络系统不会产生影响，又被称为“结点”或“客户机”； （3）外围设备：是连接服务器与工作站的一些连线或连接设备。常用的连线有同轴电缆、双绞线、光缆等，连接设备有网卡、HUB（集线器）、交换机等。1.5.2什么是通信子网和资源子网?资源子网”主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要包括网络中所有的主计算机、I/O设备和终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。而“通信子网”主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。它主要包括通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。1.5计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么？通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层，或骨架层，是网络的重要组成部分。网上主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网1.6可以从哪几个角度对计算机网络进行分类?第一，根据网络的覆盖范围划分 局域网 城域网 广域网 国际互联网第二，按网络的拓扑结构划分 总线型网络 星形网络 环型网络 树状网络 混合型网络第三，按传输介质划分 有线网 无线网第四，按网络的使用性质划分 公用网 专用网1.8比较计算机网络的几种主要拓扑结构的特点和适用场合？总线型结构由一条高速公用主干电缆即总线连接若干个结点构成网络。网络中所有的结点通过总线进行信息的传输。这种结构的特点是结构简单灵活，建网容易，使用方便，性能好。其缺点是主干总线对网络起决定性作用，总线故障将影响整个网络。 总线型拓扑是使用最普遍的一种网络。星型拓扑 星型拓扑由中央结点集线器与各个结点连接组成。这种网络各结点必须通过中央结点才能实现通信。星型结构的特点是结构简单、建网容易，便于控制和管理。其缺点是中央结点负担较重，容易形成系统的“瓶颈”，线路的利用率也不高。环型拓扑 环型拓扑由各结点首尾相连形成一个闭合环型线路。环型网络中的信息传送是单向的，即沿一个方向从一个结点传到另一个结点；每个结点需安装中继器，以接收、放大、发送信号。这种结构的特点是结构简单，建网容易，便于管理。其缺点是当结点过多时，将影响传输效率，不利于扩充。树型拓扑 树型拓扑是一种分级结构。在树型结构的网络中，任意两个结点之间不产生回路，每条通路都支持双向传输。这种结构的特点是扩充方便、灵活，成本低，易推广，适合于分主次或分等级的层次型管理系统。网型拓扑 主要用于广域网，由于结点之间有多条线路相连，所以网络的可靠性较搞高。由于结构比较复杂，建设成本较高。混合型拓扑 混合型拓扑可以是不规则型的网络，也可以是点-点相连结构的网络。蜂窝拓扑结构 蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网。编辑本段局域网的结构 局域网中常见的结构为总线型或星型。1.10局域网 城域网 广域网的主要特征是什么？局域网的典型特性是： 数据传输率高（可到1000Mbps） 地理覆盖范围较高（0.1-25公里）； 误码率低； 价格便宜； 局域网的拓扑结构 常见局域网的拓扑结构有星型、环型、总线型和树型。 城域网 简称WAN，基本上是一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术，它可能覆盖一个城市，可以是专用的也可以是公用的。 广域网 是一种地域跨越大的网络。可能覆盖一个国家或大的行政区域。 网络上的计算机称为主机（host），有称端点系统。2.2说明模拟数据和数字数据以模拟信号或数字信号传输时使用的方法?模拟信号通常使用电流进行传输，因为电流不像电压有衰减，但是随着传输距离的加长、干扰的增多，接收端的电流强度可能与发射端的存在偏差，所以首先就是要控制好距离，如果不得不长距离传输时，应该分段进行，中间要有中继模块，并且要做好抗干扰措施。但是数字传输就能有效解决上述问题，由0101组成的二进制代码序列，传输过程中只有高低两种电平，所以抗干扰能力就要强得多，但是要求收发端要具有相同的频率，并且对传输数据的起始和终结的标志一定要统一，也就是要有统一的传输协议，这样才能得到准确的信息，同样，数字信号的长距离传输依然需要中继，因为传输靠的就是能量，发射器功率有限，所以需要中继来实现远距离传输。2.5信道的通信方式有哪几种？在实际的网络中最常使用哪种方式？为什么?答：信道的通信方式主要有单工通信、半双工通信以及全双工通信。在实际的网络中最常使用半双工方式。性价比最高。2.6比较基带传输和宽带传输的概念和传输过程基带传输的定义 在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号; 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号; 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; 在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; 在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号; 基带传输是一种最基本的数据传输方式。 宽带（Broadband）传输：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，称为宽带传输。宽带是比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。使用这种宽频带传输的系统，称为宽带传输系统.其通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。 宽带传输中的所有信道都可以同时发送信号。如 CATV、ISDN等。传输的频带很宽在=128kbps 宽带是传输模拟信号，数据传输速率范围为0400Mbs，而通常使用的传输速率是5Mbs10 Mbs。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统多是模拟信号传输系统。 一般说，宽带传输与基带传输相比有以下优点： 能在一个信道中传输声音、图像和数据信息，使系统具有多种用途； 一条宽带信道能划分为多条逻辑基带信道，实现多路复用，因此信道的容量大大增加； 宽带传输的距离比基带远，因为基带传输直接传送数字信号，传输的速率越高，能够传输的距离越短。2.7同步方式有哪几种?各有什么特点?同步主要包括位同步和字符同步。位同步：目的是使接收方可以正确地接受各个二进制位。通常，分为自同步和外同步两种方法。自同步方法是指接收方直接利用通信编码的特点从数据块中获取同步信息，包括利用独特的信号来激活接收动作，或者利用数据块中的电平变换调整接收采样脉冲。外同步方法是指发送方在发送数据之前，先向接收方发出一串同步时钟序列，接收方根据这一时钟脉冲频率和时序锁定接收频率，以便在接收数据过程中始终与发送方保持同步。字符同步也称群同步，其目的是使接收方可以争取地识别数据（常指一个字符），以构成完整信息。显然字符同步是基于位同步的，仅当识别了独特的同步模式后，才可是真正的数据接收。优缺点已经阐述出来了。2.8p38 2-22.10数字数据的数字编码与模拟数据的数字编码有何区别？同2 为何要采用多路复用？多路复用有哪几种形式，各有何特点？答：复用的基本思想是把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据。多路复用主要有以下几种形式：1） 频分多路复用整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。2） 时分多路复用时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛。3）波分多路复用整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。4）码分多路复用每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）。不同用户发送的信号在接收端被叠加，然后接收者用同样的地址码序列解码。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。2.13什么是交换？比较说明常见的交换技术各自的特点。答：交换是按某种方式动态地分配传输线路资源，交换可节省线路投资，提高线路利用率。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。 其中：1）电路交换在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接通信释放连接优缺点：1)建立连接的时间长； 2)一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 3)无纠错机制； 4)建立连接后，传输延迟小。 适用：不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。2）报文交换以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。特点：传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。称为“无连接的”（典型例子：电报）。整个报文（Message）作为一个整体一起发送。优缺点：1) 没有建立和拆除连接所需的等待时间； 2) 线路利用率高； 3) 传输可靠性较高； 4)报文大小不一，造成存储管理复杂； 5)大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高； 6)出错后整个报文全部重发。 3）分组交换（包交换）将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。特点：数据传输前不需要建立一条端到端的通路也是“无连接的”。有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。优缺点：1)对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组速度快； 2)转发延时小适用于交互式通信； 3)某个分组出错可以仅重发出错的分组效率高； 4)各分组可通过不同路径传输，容错性好。 5)需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。 分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式2.142.16某信道误码率为，每数据报文长度为10kbits，那么：（1）若差错都是单个错，则在该信道上传送的数据报文的平均出错率是多少？（2）若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的数据报文的平均出错率是多少？答： （1）1010310-5 （2）1010310-5 1002.183.1什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？ 答： 所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。3.7服务与协议的关系协议是规则，约定，而服务是功能，本领。从层次上来说：协议是通信双方对等层之间才有的，是水平方向上的关系。而服务则是通信某一端上下层之间才有的，是垂直方向上的关系，而且是自下向上提供的。至于两个概念间的关系，可以说 每一层的协议是通过下层对本层提供的服务来支持实现的3.113.16区别在于TCP负责以信息包传送数据而IP负责本地寻址。换句话说IP获取地址而TCP确保数据送达该地址。4.24.6为什么HTTP、FTP、SMTP、POP和IMAP需要TCP的支持而不是UDP的？答： 因为上述协议都是基于“文件”的网络应用，对数据丢失十分敏感，要求数据的完整和可靠、但对带宽需求、实时性的要求并不高，所以，TCP协议可以满足这样的要求。5.4因特网中存在三种地址和两种地址转换机制，这两种机制的特点和区别是什么？这三种地址存在的意义何在？答： 因特网上普遍存在的三种地址分别是主机域名、IP地址、和局域网卡上的MAC地址（拨号上网不需要这种地址），两种地址转换机制分别是DNS和ARP，DNS用于完成主机域名到IP地址的转换，是一个全球性的分布式应用；ARP则是完成局域网内主机IP到MAC地址的转换，是一种局部性的应用。因特网为什么使用了三种地址进行通信？这是因为：首先，主机域名可以帮助人们记忆网络主机地址，因为它一般使用英文缩写； IP地址则是完成TCP/IP网络通信所必需，使用IP地址可以惟一性的确定通信所需要的网络主机或路由器（接口），所有的域名也必须转换成为IP地址之后才能用于网络通信（IP协议使用IP地址进行数据传输）；而MAC地址最为有趣，可以注意到在点堆点的通信协议中（如PPP）,其实并不需要MAC地址，从理论上，MAC地址对于因特网来说，显然是可有可无的。之所以需要MAC地址，是因为需要支持多种网络技术的发展，并保持网络链路层发展的独立性，例如在局域网络中还存在IPX/SPX、AppleTalk等网络技术，保留了MAC地址，就可以使得网络技术在不同的应用领域中，保留最大可能的多样性和选择余地。6.1 与广域网比较，局域网有哪些特点？答：局域网的特点是：1) 较小的地域范围。2) 传输速率高，误码率低。3) 通常为一个单位所建，并自行管理和使用。4) 可使用的传输介质较丰富。5) 较简单的网络拓扑结构。6） 有限的站点数量。6.2 局域网络的三个关键技术是什么？试分析10BASE-T（双绞线以太网）以太网采用的是什么技术？答：局域网的三个关键技术是拓扑结构、数据传输形式及介质访问控制方法。10BASE-T以太网的物理拓扑结构为星型（逻辑拓扑结构为总线型），采用基带传输，使用CSMA/CD的介质访问控制方法。6.2.2广域网络的三个关键技术是什么？电路交换，分组交换，专线6.2.310BASE-2以太网采用的是什么技术P192主要采用主干电缆为RG58细轴电缆，最多使用4个转发器连接5个干线段。6.6.试分析CSMA/CD介质访问控制技术的工作原理。答：CSMA/CD介质访问控制技术被广泛应用于以太网中。CSMA/CD的工作原理是：当某个站点要发送数据时，它首先监听介质：如果介质是空闲的，则发送； 如果介质是忙的，则继续监听，一旦发现介质空闲，就立即发送；站点在发送帧的同时需要继续监听是否发生冲突（碰撞），若在帧发送期间检测到冲突，就立即停止发送，并向介质发送一串阻塞信号以强化冲突，保证让总线上的其他站点都知道已发生了冲突；发送了阻塞信号后，等待一段随机时间，返回步骤重试。7.4为什么HDLC规程要使用比特填充技术？答：使用比特填充法是为了避免帧中的其它字段出现标志字段的位模式。标志字段表示帧的开始和结尾，位模式为01111110B（7EH）。 7.4.2广域网宽带接入方式有哪些？DDNDDN（Digital Data Network），是以数字交叉连接为核心技术，集合数据通信技术、数字通信技术、光纤通信技术等技术，利用数字信道传输数据的一种数据接入业务网络。ISDNISDN（Integrated Service Digital Network），即综合业务数字网。它利用公众电话PSTNPSTN ( Public Switched Telephone Network )定 义 公共交换电话网络，一种常用