计算机网络技术31261

1、第一章习题1-02、试简述分组交换的要点。答：（1）分组传送：分组交换网以“分组”作为数据传输单元。在发送报文 前，先将较长的报文划分成一个个更小的等长数据段，在每一个数据段前面，加 上必要的控制信息组成的首部，构成分组，传送到接收端。接收端收到分组后剥 去首部还原成报文。（2 ）无连接：发送端在发送分组之前不必先建立连接，占用一条端到端的通 信资源，而是在传输过程中一段段地断续占用通信资源，省去了建立连接和释放 连接的开销，也使数据的传输效率更高。（3 ）存储转发：路由器收到一个分组时，先将分组放入缓存，再检杏其首部, 查找转发表，按照首部中的冃的地址找到合适的接口转发出去，把分组交给下一

2、个路由器。这样一步一步地以存储转发的方式，把分组交付到最终的忖的主机 分组交换具有高效、灵活、迅速、可靠等优点，但也存产生增加了时延和传送 开销等问题。分组交换 比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小, 交互性好。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：（1 ）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交 换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程小 双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同 时也带來线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间

3、不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户 之间的通信。（2 ）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报 文发向接收交换机或终端，它以“存储一一转发”方式在网内传输数据。报文交 换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不 同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进 行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实 时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性耍求较低的网络用 户z间的通信，如公用电报网。(3 )分组交换分组交换实质上是在“存储

4、一一转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报 文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多 小段的数据分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术, 同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着 在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的 报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性 好。1-05、因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。答：因特网的发展大致经历了三个阶段。第一阶段是从单个网络arpanet向互联网发展的过程。第一个分组交换网 arpan

5、et最初是一个单个的分组交换网，1983年tcp/ip协议成为了 arpanet 上的标准协议，使得所有用tcp/ip协议的计算机都能利用互连网相互通信，因 特网诞生了。笫二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。1985年开始，因特网过渡到以美 国国家科学基金会网络nsfnet为主要组成部分。该网络分为主干网、地区网和 校园网三级，覆盖全美主耍大学和研究所。第三阶段的特点是逐渐形成了多层次的isp结构的因特网。1993年开始， nsfnet逐渐被若干个商用因特网主干网替代。用户可通过不同层次的isp接入 因特网。1-06、简述因特网标准制定的几个阶段。答：因特网的正式标准要经过以下四个阶段：(1

6、 )因特网草案。因特网草案的有效期是六个月，在这阶段还不是rfc文档(2 )建议标准。从这阶段开始就成为rfc文档。(3 )草案标准。(4 ) |大特网标准。1-07、小写和大写开头的英文名字internet和internet在意思上有何重要 的区别？答：以小写字母i开始的internet (互联网或互连网)是一个通用名词，它 泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络z间的通信协议(即通信规 则)可以是任意的。以人写字母i开始的internet (因特网)则是一个专用名词，它指当前全球 最大的、开放的、由众多网络相互连接而的特定计算机网络，它采用tcp/ip协 议族作为通信的规则，月其前

7、身是美国的arpanet o1-08、计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：1、不同作用范围的网络：(1 )广域网wan ：广域网的作用范围通常为几十到几千公里。(2 )城域网man :城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越儿个街区甚至 整个城市，其作用距离约为5 50km o(3 )局域网lan :局域网一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连, 但地理上则局限在较小的范围(如lkm左右)。(4 )个人区域网pan :个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电 子设备用无线技术连接起来的网络，其范围大约在10m左右。2、不同使用者的网络：(1 )公用网：这是指电信公

8、司出资建造的大型网络。(2 )专用网：这是某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。3、用來把用户接入到因特网的网络接入网是用户与因特网连接的“桥梁”。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 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？答：对电路交换，当t二s时，链路建立；当t=s+x/b ,发送完最后一 bit ；当t二s+x/b+kd ,所有的信息到达目的地。对分组交换，当t=x/b ,发送完

9、最后一 bit ；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发， 每次转发的时间为p/b ,所以总的延迟=x/b+(k-l)p/b+kd 所以当分组交换的时延小于电路交换 x/b+(kt)p/b+kd < s+x/b+kd 时,(kl)p/b < s 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

10、部分长度p应取为多大?答：分组个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kt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二(p+h)x/pb+(k-l) (p+h) /b 令其对p的导数等于0 ,求极值p二 v hx/(k-l)1-12 .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？ 答：(1 )、边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直 接使用的，用来进行通信(传送数据、咅频或视频)和资源共享。在网络边缘的 端系统中运行的程序之间

11、的通信方式为客户服务器方式和对等方式。(2 )、核心部分：由大屋网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边 缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。核心部分主要通过路由器实现分组交 换。1-13、客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地 方？答：主要区别在于客户服务器描述的是进程z间的服务与被服务的关系，客户是 服务请求方，服务器是服务；而对等通信方式并不区分哪一个是服务请求方还是 服务提供方，只耍两个主机都运行了对等连接软件，就可以进行平等的、对等连 接通信。相同的地方：客户服务器方式和对等通信方式都是端系统运行的程序z间的通信 方式。对等连接方式从木质上看仍然是使客户服

12、务器方式，只是对等连接屮的每 一个主机既是客户乂同时是服务器。1-14、计算机网络有哪些常用的性能指标?答：(1 )速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。又称为数据率 (data rate )或比特率(bit rate )，速率的单位是b/s (也表示为bps ), 或 kb/s, mb/s, gb/s 等。(2 )带宽带宽表示网络的通信线路所能传送数据的能力，既表示在单位时间内从网络中的 某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，单位是“比特每秒”，或b/s (bps) c(3 )吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据 星

13、。常用于对实际网络中通过的数据屋的一种测量。单位可以是每秒比特，每秒 字节或每秒帧数。(4 )、时延时延是指数据(一个报文或分组，甚至是比特)从网络(或链路)的一端传送到 另一端所需的时间。网络中的时延由发送时延、传播时延、处理时延和排队时延 组成。(5 )、时延带宽积时延带宽积是指-段链路最多可以容纳多少个比特。时延带宽积二传播时延' 带宽。(6 )、往返时间rtt往返时间rtt表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来口接收方的确认(接 收方收到数据后便立即发送确认)，总共经历的时间。(7 )、利用率利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有白分z儿的时 间是被利用的

14、(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是 全网络的信道利用率的加权平均值。1-15、假定网络的利用率到达了 90% o试估算一下现在的网络时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所以现在的网络时延是它的最小值的10倍。1-16、计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能指标有什么区别?答：计算机通信网的非性能特征有：费用，质量，标准化，可靠性，可扩展性和 可升级性，易于管理和维护。性能指标是从不同的方面來直接度量计算机网络的性能，而非性能特征虽然与性 能指标有很大的关系，对计算机网络的性能也有很大的影响，但不是

15、直接用来度 量网络性能的。1-17收发两端之间的传输距离为1000km ,信号在媒体上的传播速率为。试计算以下两种情况的发送时延的传播时延:(1) 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。(2) 数据长度为103bit,数据发送速率为lgb/s o解：(1 )发送时延：传播时延：(2 )发送时延：传播时延：1-18、假设信号在媒体上的传播速率为2.3 x 108m /s。媒体长度1分别 为：(1) 10cm (网卡)(2) 100m (局域网)(3) 100km (城域网)(4) 5000km (广域网)试计算当带宽为imb/s和10gb/s时在以上媒体中正在传输的比特数。媒体长

16、度1传播时延媒体中的比特数数据率=imb/s数据率=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长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的tcp 首部。再交给网络层传送，需加上20字节的ip首部。最后交给数据链路层 的以太网传送，加上首部和尾部18字节。试求数据的传输效率。数据的传输 效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数(即应用数据加上各种首部和尾 部的额外开销)。若应用层数

17、据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？答：数据长度为100字节时，传输效率二100/ ( 100+20+20+18 ) =63.3%数据长度为1000字节时,传输效率=1000/ ( 1000+20+20+18 ) =94. 5%1-20网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构 的思想相似的日常生活。答：因为：(1)分层且各层z间功能独立，可以将难以处理的复杂的通信问题划分为若 干个较易处理的更小的问题，降低i办议设计、实现的复杂性、且便于维护。(2)将网络功能独立成不同的层次，可减低整体协议因技术变化而受到的冲击。 不需要更改物理网络，新的应用程序就能加入，而新的

18、网络硬件安装后，也不必 重新设计应用软件。(3 )每一层及所提供的服务都有精确的说明，可促进标准化工作。口常生活中时刻对应着复杂的系统，如航空系统、邮政通信系统等在处理过程中 与分层体系结构思想相似。1-21协议与服务有何区别？有何关系？答：1、协议是控制对等实体z间通信的规则，是水平的。服务是下层通过层 间接口向上层提供的功能，是垂直的。2、i办议的实现保证了能够向上一层提供服务，耍实现本层协议还需使用下层提 供的服务。1-22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

19、。(2 )语义：即需要发hi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。1-23为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？答：因为协议必须保证数据在网络屮能有条不紊地交换，而不允许出现死锁等现 象，因此，协议不能假定一切都是正常的和非常理想的，不能只看在正常情况下 是否正确，而是必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种异常情况。1-24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：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

20、1-1五层协议的体系结构 各层的主耍功能：(1)应用层2数据链路层 3网络层4运输层数据链路层应用层确定进程z间通信的性质以满足用户的需耍。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 尽最大努力的交付(best-effort delivery )。(3) 网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主 机。(4 )数据链路层数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧(frame),在两个相 邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。(5 )物理层物理层的任务就是透明地传输比特流。“透明地传送比特流”指实际电路传送后 比特流没有发生变化。物理层要考虑用多大的电压代表“ 1 ”或“ 0 ”，以及 当