4741计算机网络原理课后题答案.docx

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4741计算机网络原理课后题答案

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EIARS-232C接口标准、EIARS–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