计算机网络基础答案.docx

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计算机网络基础答案

计算机网络基础

请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。

第一组：

一、计算题（20分）

1.卫星信道的数据率为1Ｍb/s。

数据帧长为2000bit。

忽略确认帧长和处理时间。

试计算下列情况下的信道利用率：

（1）停止等待协议。

答：

k=1,2/504=1/252

（2）连续ARQ协议，Wt=7。

答：

14/504=7/252

（3）连续ARQ协议，Wt＝127。

答：

254/504=127/252

（4）连续ARQ协议，Wt＝255。

答：

2W=510>504，故信道利用率为1。

二、论述题（40分）

试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。

说明如不这样做可能会出现什么情况。

答：

我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。

作为例子，考虑计算机A和B之间的通信，假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。

按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。

可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。

在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。

而A在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。

这样就形成了死锁。

三、简答题（每小题20分，共40分）

1.简述异步传输模式的特点。

答：

异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。

发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。

一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。

按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。

键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。

ATM能够比较理想地实现各种QoS，既能够支持有连接的业务，又能支持无连接的业务。

是宽带ISDN（B-ISDN）技术的典范。

ATM为一种交换技术，在传送资料时，先将数位资料切割成多个固定长度的封包，之后利用光纤或DS1/DS3传送。

到达目的地后，再重新组合。

ATM网络可同时将声音、影像及资料整合在一起。

针对各种资讯型态，提供最佳的传输环境。

2.常用的数据交换技术有那些并说明其特点。

3.答：

通常，网络系统所采用的数据传输技术有以下三种：

电路交换、报文交换和分组交换。

电路交换

电路交换的原理是：

在数据传输时，源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理链路，此线路将一直保持到数据传输结束。

若是这两个节点之间的通信量很大，则可同时建立多条连接。

使用这种技术，在传输数据之前会事先建立一条端到端的线路。

电路交换的有点在于数据传输可靠、迅速，且保持原有序列。

但是，一旦通信双方占有一条通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。

电路交换适于数据传输要求质量高，批量大的情况。

典型的是电话通信网络。

报文交换

为解决电路交换占用通道的缺陷，报文交换产生。

其原理是：

数据以报文为单位传输，长度不限且可变。

数据传送过程采用存储－转发的方式。

发送方在发送一个报文时把目的地址附加在报文上，途径的节点根据报文上的地址信息，将报文转发到下一个节点，接力式的完成整个传送过程。

每个节点在受到报文后，会将之暂存并检查有无错误，然后通过路由信息找出适当路线的下一个节点的地址，再把报文传送给下一个节点。

这个过程中，报文的传输只是占用两个节点之间的一段线路，而其他路段可传输其他用户的报文。

于是，这种解决方案不会像电路交换占用终端间的全部信道。

但是，报文在经过节点时会产生延迟。

这段延迟包括接收报文所有位（bit）所需的时间，等待时间和发送到下一个节点所需的排队延迟。

相对于电路交换，报文交换的优点有：

线路效率高；节点可暂存报文并对报文进行差错控制和码制转换；电路交换网络中，通信量很大时将不能接收某些信息，但在报文交换网络中却仍然可以，只是延迟会大些；可以方便地把报文发送到多个目的节点；建立报文优先权，让优先级高的报文优先传送。

分组交换

为了更好地利用信道资源，降低节点中数据量的突发性，在报文交换的基础上发展出了分组交换。

在分组交换的网络中，每个分组的长度有一个上限，因此，一个较长的报文会被分割成若干份。

每个分组中都包含数据和目的地址。

传输过程和报文交换类似，只是由于限制了每个分组的长度，减轻了节点负担，改善了网络传输性能。

分组交换的特点是：

1、把数据传送单位的最大长度作出了限制，从而降低了节点所需的存储量。

2、分组是较小的传输单位，只有出错的分组会被重发而非整个报文，因此大大降低了重发比例，提高了交换速度。

3、源节点发出第一个报文分组后，可以连续发出随后的分组，而这时第一个分组可能还在途中。

这些分组在各节点中被同时接收、处理和发送，而且可以走不同路径以随时利用网络中的流量分布变化而确定尽可能快的路径。

终端与主机间的通信通常采用分组交换。

第二组：

一、计算题（20分）

1.设TCP使用的最大窗口为64ＫＢ，即64×1024字节，而传输信道的带宽可认为是不受限制的。

若报文段的平均往返时延为20mS，问所能得到的最大吞吐量是多少？

答：

=50*64KB=50*64*1024*8=26.2Mbps

二、论述题（40分）

1、OSI有几个管理功能域？

都有哪些内容？

这几个功能域之间有何关系？

答：

OSI管理的用户需求可以划分为5个管理功能域MFA（Management Functional Area）它们是故障管理（Fault Management）、记费理（Accounting Management）、配置管理（Configuration Management）、性能管理（Performance Management）和安全管理（Security Management）。

 故障管理用来维持网络的正常运行，包括及时发现网络中发生的故障，找出网络故障产生的原因，必要时启动控制功能来排除故障，从而可对OSI环境中的不正常的操作进行检测、分隔和纠正。

 记费管理负责对被管对象的使用建立记帐机制，从而对用户使用网络资源的情况进行记录并核算费用。

 配置管理负责对被管目标进行控制、标识、从其收集数据以及为其提供数据，从而管理网络中每个设备的功能、工作参数和连接关系。

性能管理是指持续地评测网络运行中的主要性能指标，检验网络服务是否达到了预定的水平，找出已经发生或潜在的瓶颈，报告网络性能的变化趋势，从而可用于评估被管对象的行为以及通信活动中的效率。

 安全管理提供正确进行OSI网络管理以及保护所管理对象的OSI安全机制，从而使安全管理功能可用于保护网络资源的安全，并利用各种层次的安全防卫机制使非法入侵事件尽可能少发生。

5个功能域之间的关系表现在，每个MFA可以通过一个或多个功能来实现，而每一个功能又可满足一种或多种MFA的需求。

三、简答题（每小题20分，共40分）

1.简述帧扩展技术。

答：

帧突发在千兆以太网上是一种可选功能，它使一个站或一个服务器一次能连续发送多个帧。

 1.帧突发技术：

（1）当一个站点需要发送很多短帧时，该站点先试图发送第一帧，该帧可能是附加了扩展位的帧； 

（2）一旦第一个帧发送成功，则具有帧突发功能的该站就能够继续发送其它帧，直到帧突发的总长度达到1500字节为止。

（3）为了使得在帧突发过程中，媒体始终处于“忙状态”，必须在帧间的间隙时间中，发送站发送非“0”、“1”数值符号，以避免其它站点在帧间隙时间中占领媒体而中断本站的帧突发过程。

（4）在帧突发过程中只有第一个帧在试图发出时可能会遇到媒体忙或产生碰撞，在第一个帧以后的成组帧的发送过程中再也不可能产生碰撞。

（5）如果第一帧恰恰是一个最长帧，即1518字节，则标准规定帧突发过程的总长度限制在3000字节范围内。

2.简述代理服务器的主要功能。

答：

代理服务器英文全称是ProxyServer，其功能就是代理网络用户去取得网络信息。

形象的说：

它是网络信息的中转站。

在一般情况下，我们使用网络浏览器直接去连接其他Internet站点取得网络信息时，是直接联系到目的站点服务器，然后由目的站点服务器把信息传送回来。

代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的另一台服务器，有了它之后，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，信号会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。

大部分代理服务器都具有缓冲的功能，就好象一个大的Cache，它有很大的存储空间，它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的，那么它就不重新从Web服务器取数据，而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著提高浏览速度和效率。

更重要的是：

代理服务器是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联（OSI）模型的对话层，从而起到防火墙的作用。

鉴于上述原因，代理服务器大多被用来连接INTE。

第三组：

一、计算题（20分）

1.使用CSMA/CD协议时，若线路长度为100m，信号在线路上传播速率为2×108m/s。

数据的发送速率为1Gbit/s。

试计算帧长度为512字节、1500字节和64000字节时的参数a的数值，并进行简单讨论。

答：

a=τ/T0=τC/L=100÷（2×108）×1×109/L=500/L，信道最大利用率Smax=1/（1+4.44a），最大吞吐量Tmax=Smax×1Gbit/s帧长512字节时，a=500/（512×8）=0.122，Smax=0.6486，Tmax=648.6Mbit/s帧长1500字节时，a=500/（1500×8）=0.0417，Smax=0.8438，Tmax=843.8Mbit/s帧长64000字节时,a=500/（64000×8）=0.000977,Smax=0.9957，Tmax=995.7Mbit/s可见，在端到端传播时延和数据发送率一定的情况下，帧长度越大，信道利用率越大，信道的最大吞吐量月越大。

二、论述题（40分）

1.试述数字签名的原理。

答：

公开密钥密码不仅能够实现数字签名,而且安全方便而且相比于传统密码更容易达到书面签名的效果,所以公开密钥密码深受欢迎!

由于数字签名的形式是多种多样的,比如有通用数字签名,仲裁数字签名,不可否认签名,盲签名,群签名,门限签名等,在这里我就以数字签名的一般方法解答吧!

（1）A和B都将自己的公开密钥Ke公开登记并存入管理中心的共享的公开密钥数据库PKDB,以此作为对方及仲裁者验证签名的数据之一.

（2）A用自己的保密的解密密钥Kda对明文数据M进行签名得到签名S,然后A查询PKDB查到B的公开的加密钥Kea,并对用Kea对S再加密,得到密文C

（3）最后A把C发送给B,并将S和C留底.

三、简答题（每小题20分，共40分）

1.简述网桥的地址自学习过程

答：

网桥的学习过程是这样的。

启动时，没有关于网络的任何信息。

当有数据到达时，他会查询自己的转发表，如果表中有目的地址和端口的信息，那么就通过这个端口把数据转发；如果没有这个信息，那么就把这个数据包广播到除了源端口以外的所有端口，目的主机收到广播后，就会把自己的MAC地址送回给网桥，网桥就知道了这个设备在这个端口上，并且把这个信息记录到转发表。

这就是他的学习过程。

2.简述计算机网络和分布式系统的关系和区别。

答：

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，