计算机网络第一章思考题和答案.docx

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计算机网络第一章思考题和答案

第一章

思考题

1.因特网起初发展经历了哪三个阶段？

每个阶段的特征是什么？

第一个阶段：

从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。

第二个阶段：

建成了三级结构的因特网。

第三个阶段：

逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。

第一阶段特征：

ARPANET最初是一个单一的分组交换网，所以要连接在ARPANET上的主机都直接与最近的结点交换机相连。

当单一网络不能满足所以通信问题时，ARPA开始多种网络互连技术，导致了互联网的产生。

第二阶段特征：

建成的NSFNET是三级计算机网络，分为主干网，地区网和校园网，这成为了因特网的主要组成部分。

第三阶段特征：

ISP即因特网服务提供者，它拥有从因特网管理机构申请到的IP地址，拥有通信线路以及连网设备，个人或机构通过ISP接入因特网。

2.万维网WWW是一种什么样的网络？

采用了什么技术，具有什么特征？

万维网全称是WorldWideWeb,它是一个资料空间。

在这个空间中：

一样有用的事物，称为一样“资源”；并且由一个全域“统一资源标识符”（URL）标识。

这些资源通过超文本传输协议（HypertextTransferProtocol）传送给使用者，而后者通过点击链接来获得资源。

万维网采用了超文本传输协议，统一资源标识符，超文本标记语言等技术。

特征：

它是由无数个网络站点和网页的集合，它们在一起构成了因特网最主要的部分（因特网也包括电子邮件、Usenet以及新闻组）。

它实际上是多媒体的集合，是由超级链接连接而成的。

3.制订因特网的正式标准要经过哪四个阶段？

四个阶段分别是1.因特网草案（在这个阶段还不是RFC文档）2.建议草案（从这个阶段开始成为RFC文档）3.草案标准4.因特网标准

4.从因特网的工作方式上看，可以划分为两大块：

边缘部分和核心部分，各部分的组成和作用是什么？

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，用来进行通信和资源共享。

核心部分由大量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。

5.分组交换的主要特点是什么？

在发送端，先把较长的报文划分成较短的固定长度的数据段。

传输时以分组作为传输单位，要依次把各分组发送到接收端。

当单个分组传送到相邻结点，要先存储下来然后查找转发表，转发到下个结点。

最后把收到的数据恢复成原来的报文。

6.路由器处理分组的过程是什么？

1.把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；2.查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；3.把分组送到适当的端口转发出去。

4.主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。

5.路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。

7.分组交换的优点和缺点各是什么？

优点：

1.高效，动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。

2灵活，以分组为传送单位和查找路由。

3.迅速，不必先建立连接就能向其他主机发送分组。

4.可靠，保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性（抗毁性好）。

缺点：

1.分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

2.分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

8.计算机网络的性能指标有哪些，含义各是什么？

性能指标包括：

速率，带宽，吞吐量，时延（发送时延，传播时延，处理时延，排队时延），时延带宽积，往返时间，利用率（信道利用率，网络利用率）。

速率，即数据率或比特率，是计算机网络中最重要的一个性能指标。

单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等。

带宽，本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫。

现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s（bit/s）。

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

发送时延，发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

传播时延，电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

处理时延，交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

排队时延，结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

时延带宽积，又称为以比特为单位的链路长度。

是传播时延和带宽的乘积。

往返时间，从发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。

信道利用率，指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。

完全空闲的信道的利用率是零。

网络利用率，全网络的信道利用率的加权平均值。

9.发送时延、传播时延、处理时延、排队时延的含义各是什么？

发送时延，发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

传播时延，电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

处理时延，交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

排队时延，结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

10.你是怎样理解网络协议的语法、语义和同步等三个组成要素的，可举例说明。

语法，数据与控制信息的结构或格式。

语义，需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

同步，事件实现顺序的详细说明。

（例子）

11.计算机网络系统分层的好处是什么？

1.各层之间是独立的。

2.灵活性好。

3.结构上可分割开。

4.易于实现和维护。

5能促进标准化工作

12.五层协议的体系结构分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，各层的作用和功能是什么？

功能：

应用层：

直接为用户的应用进程提供服务。

传输层：

负责向俩个主机中进程之间的通信提供服务。

网络层：

为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

数据链路层：

用于俩个主机之间的数据传输。

物理层：

透明的传输比特流。

作用：

应用层：

实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务。

传输层：

为两个端系统提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。

网络层：

在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信。

数据链路层：

将网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

物理层：

为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。

13.请解释计算机网络中实体、协议、服务和服务访问点等概念。

实体，表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议，控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

服务，由下层向上层通过层间接口提供的。

服务访问点，同一系统相邻两层的实体进行交互的地方。

课后习题

1-01计算机网络向用户可以提供那些服务？

功能有两个，连通性和共享。

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。

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。

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。

在整个通信过程中双方一直占用该电路。

它的优点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。

缺点是线路利用率低，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。

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——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。

缺点是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、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

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。

1-10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）。

从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。

在电路交换时电路的建立时间为s（s）。

在分组交换时分组长度为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？

（提示：

画一下草图观察k段链路共有几个结点。

）

对电路交换，当t=s时，链路建立；当t=s+x/C，发送完最后一bit；

当t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/C，发送完最后一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，

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，

所以总的延迟=x/C+（k-1）p/C+kd

所以当分组交换的时延小于电路交换

x/C+（k-1）p/C+kd＜s+x/C+kd时，

（k-1）p/C＜s

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？

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，用来进行通信和资源共享。

核心部分由大量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。

网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：

客户服务器方式和对等方式。

客户服务器方式中客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

特点客户程序是被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。

因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。

不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

服务器程序是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。

系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。

因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。

一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

对等方式中俩台主机在通信时不区分那一个是服务器请求方还是服务提供方。

他们可以进行平等的，对等连接通信。

对等连接方式从本质看使用的也是客户服务器方式，只是对等连接中每一个主机既是客户又是服务器。

1-18假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：

（1）10cm（网络接口卡）

（2）100m（局域网）

（3）100km（城域网）

（4）5000km（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

时延带宽积=传播时延*带宽

（1）0.1m/2.3/108×1×108b/s=0.000435bit

（2）100m/2.3/108×1×108b/s=0.435bit

（3）100000/2.3/108×1×108=435bit

（4）5×106/2.3/108×1×108=21739bit

1-21协议与服务有何区别？

有何关系？

协议是水平的，服务是垂直的。

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间的通信的规则。

服务是“垂直的”，即服务

是由下层向上层通过层间接口提供的。

协议与服务的关系

在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信

息。

同层两个实体间有时有连接。

1-26试解释以下名词：

协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。

协议栈：

指计算机网络体系结构采用分层模型后，每层的主要功能由对等层协议的运行

来实现，因而每层可用一些主要协议来表征，几个层次画在一起很像一个栈的结构。

实体：

表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

在许多情况下，实体是一个特定的软

件模块。

对等层：

在网络