网络编程期末考试带答案教学内容.docx
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网络编程期末考试带答案教学内容
1、计算机网络：
是指将地理位置不同且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，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
2、协议分层具有概念化和结构化的优点，每一层都建立在它的下层之上，使用它的下层提供的服务，下层对它的上层隐藏服务实现的细节。
3、一个机器上的第n层与另一个机器上的第n层交流，所使用的规则和协定合起来被称为第n层协议。
这里的协议，是指通信双方关于如何进行通信的一种约定，每个协议属于某个层次。
特定系统所使用的一组协议被称为协议栈。
4、OSI/RM（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel，开放系统互连参考模型）将计算机网络通信定义为一个七层框架模型。
OSI模型中各个层的功能：
名称
层次
功能
物理层
1
实现计算机系统与网络间的物理连接
数据链路层
2
进行数据打包与解包，形成信息帧
网络层
3
提供数据通过的路由
传输层
4
提供传输顺序与相应信息
会话层
5
建立和中止连接
表示层
6
数据转换，确认数据格式
应用层
7
提供用户程序接口
5、TCP/IP参考模型
6、TCP（传输控制协议），TCP提供端到端的质量保证的数据传输，该层负责数据的分组、质量控制和超时重发等，对于应用层来说，就可以忽略这些工作。
7、UDP（用户数据报协议），UDP则只负责简单地把数据报从一端发送到另一端。
在TCP/IP中，网络应用程序使用两个信息来唯一标识一个特定的应用程序：
IP地址和端口号。
8、TCP/UDP协议簇的应用层协议包括finger（用户信息协议）、文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）、Telent（远程终端协议）、简单邮件传输协议（SMTP）、因特网中继聊天（IRC）、网络新闻传输协议（NNTP）。
9、网络应用程序使用两个信息来唯一标识一个特定的应用程序：
IP地址和端口号。
10、每个IP地址被分割成前缀和后缀两部分
11、网络地址转换（NetworkAddressTranslation,NAT）：
是接入广域网（WAN）的一种技术，能够将私有（保留）地址转化为合法的IP地址，它被广泛应用于各种Internet接入方式和各种类型的网络中。
NAT不仅完美地解决了IP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
12、NAT的实现方式有三种：
即静态转换、动态转换和端口多路复用。
13、基于NDIS的网络编程
网络驱动程序接口规范（NetworkDriverInterfaceSpecification，NDIS）：
是一个较为成熟的驱动接口标准，它包含局域网网卡驱动程序标准、广域网网卡驱动程序标准以及存在于协议和网络之间的中间驱动程序标准。
它为网络驱动抽象了网络硬件，指定了分层网络驱动间的标准接口，因此，它为上层驱动（如网络传输）抽象了管理硬件的下层驱动。
同时NDIS也维护了网络驱动的状态信息和参数，这包括到函数的指针、句柄等。
NDIS在网络编程中占据着重要的地位，许多编程方法都是基于NDIS实现的。
第二章
1、网络程序通信模型：
是网络应用程序设计的基础，决定了网络功能在每个通信节点的部署。
2、在计算机网络环境中，运行于协议栈之上并借助协议栈实现通信的网络应用程序，为用户提供了使用网络的简单界面，主要承担三个方面的功能：
1）实现通信能力
在协议簇的不同层次上选择特定通信服务，调用相应的接口函数实现数据传输功能。
比如在文件传输应用中，使用客户／服务器模型，选择TCP协议完成数据传输。
2）处理程序逻辑
根据程序功能，对网络交换的数据进行加工处理，从而满足用户的种种需求。
以文件传输为例，网络应用程序应具备对文件的访问权限管理、断点续传等维护功能。
3）提供用户交互界面
接受用户的操作指示，将操作指示转换为机器可识别的命令进行处理，并将处理结果显示于用户界面。
在文件传输应用中，需提供文件下载选项、文件传输进度的实时显示等界面指示功能。
3、在网络应用进程通信时，最主要的进程间交互的模型是客户/服务器（Client/Server，C/S）模型。
4、在客户/服务器模型中，客户和服务器分别是两个独立的应用程序，即计算机软件。
（1）客户（Client），请求的主动方，向服务器发出服务请求，接收服务器返回的应答。
（2）服务器（Server），请求的被动方，开放服务，等待请求，收到请求后，提供服务，做出响应。
（3）用户（User），使用计算机的人。
5、客户/服务器模型最重要的特点：
是非对等相互作用，即客户与服务器处于不平等的地位
6、客户/服务器模型相互作用的简单过程如图2-2所示：
7、首先服务器要先启动，并根据客户请求提供相应的服务，服务器的工作过程如下：
1）打开一个通信通道，告知服务器进程所在主机将要在某一公认的端口（通常是RFC文档中分配的知名端口或双方协商的端口）上接收客户请求。
2）等待客户的请求到达该端口。
3）服务器接收到服务请求，处理该请求并发送应答。
4）返回第2步，等待并处理另一个客户的请求。
5）当特定条件满足时，关闭服务器。
客户采取的是主动请求方式，其工作过程如下：
1）打开一个通信通道，告知客户进程所在主机将要向某一公认的端口（通常是RFC文档中分配的知名端口或双方协商的端口）上请求服务。
2）向服务器发送请求报文，等待并接收应答，然后继续提出请求。
3）请求结束后，关闭通信通道并终止进程。
8、服务器应具备处理以下问题的能力：
·鉴别——验证客户的身份；
·授权——确定某个给定的客户是否被允许访问服务器所提供的服务；
·数据安全——确保数据不被无意泄露或损坏；
·保密——防止对有关个人的信息进行未授权的访问；
·保护——确保网络应用程序不能滥用系统资源。
9、对于网络应用程序的设计，首要的决定是在传输层选择一种传输服务：
无连接服务或面向连接服务。
10、使用TCP的服务器是面向连接的服务器。
11、使用UDP的服务器是无连接的服务器。
12、循环服务器通过在单线程内设置循环控制实现对多个客户请求的逐一响应。
13、将并发服务器引入的主要原因是需要给多个客户提供快速响应时间。
并发性可以在以下几种情况下缩短响应时间：
（1）构造响应要求有相当的I/O时间。
允许服务器并发地计算响应，意味着即使机器只有一个CPU，它也可以部分重叠地使用处理器和外设，这样当处理器忙于计算一个响应时，I/O设备可以将数据传送到存储器中，而这可能是其他响应所需要的，这使得服务器避免了无谓的I/0等待。
（2）每个请求需要的响应处理时间变化很大。
时间分片允许单个处理器处理那些只要求少量处理的请求，而不必等待处理完那些需要长处理时间的请求，这保证了服务器提供服务的公平性。
（3）服务器运行在一个拥有多处理器的计算机上。
可以允许不同处理器为不同的请求做出响应。
14、并发服务器通过使请求处理和I/O部分重叠而达到高性能。
15、循环服务器和并发服务器的选择取决于对单个客户请求的处理时延
16、循环服务器在以下两种情况下是不能满足应用需求的：
1）客户的观测响应时间远大于服务器的请求处理时间。
2）服务器的请求处理时间大于单个请求要求的时间范围。
17、客户/服务器模型的优缺点
客户／服务器模型的优点如下：
1）结构简单。
系统中不同类型的任务分别由客户和服务器承担，有利于发挥不同机器平台的优势。
2）支持分布式、并发环境。
特别是当客户和服务器之间的关系是多对多时，可以有效地提高资源的利用率和共享程度。
3）服务器集中管理资源，有利于权限控制和系统安全。
4）可扩展性较好。
可有效地集成和扩展原有的软、硬件资源。
以前在其他环境下积累的数据和软件均可在C/S中通过集成而继续使用，并且可以透明地访问多个异构的数据源，自由地选用不同厂家的数据应用开发工具，具有高度的灵活性，客户和服务器均可单独地升级。
客户/服务器模型存在以下局限：
1）缺乏有效的安全性。
由于客户与服务器直接相连，当在客户上存取一些敏感数据时，由于用户能够直接访问中心数据库，就可能造成敏感数据的修改或丢失。
2）客户负荷过重。
随着计算机处理的事务越来越复杂，客户程序也日渐冗长。
同时由于事务处理规则的变化，也需要随时更新客户程序，这就相应地增加了维护困难和工作量。
3）服务器工作效率低。
由于每个客户都要直接连接到服务器以访问数据资源，这就使得服务器不得不因为客户的访问而消耗大量原本就十分紧张的服务器资源，从而造成服务器工作效率不高。
4）容易造成而网络阻塞。
多个客户对服务器的同时访问可能会使得服务器所处的网络流量剧增，进形成网络阻塞。
18、在这种B／S模型中，用户界面完全通过www浏览器实现，一部分事务逻辑在前端（浏览器）实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，通常以三层架构部署实施。
主要包括以下三层：
·客户端表示层。
由Web浏览器组成，它不存放任何应用程序。
·应用服务器层。
由一台或多台服务器（Web服务器也位于这一层）组成，处理应用中的所有业务逻辑、对数据库的访问等工作。
该层具有良好的可扩展性，可以随着应用的需要任意增加服务器的数目。
·数据中心层。
由数据库系统组成，用于存放业务数据。
19、浏览器/服务器模型的优缺点
浏览器／服务器模型的优点是：
1）具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理；
2）业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能；
3）维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新；
4）开发简单，共享性强。
浏览器／服务器模型的缺点是：
1）操作是以鼠标为最基本的操作方式，无法满足快速操作的要求；
2）页面动态刷新，响应速度明显降低；
3）功能弱化，难以实现传统模式下的特殊功能要求。
20、P2P的基本概念
P2P可以定义为：
网络的参与者共享它们所拥有的一部分资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其他对等节点（Peer）直接访问而无需经过中间实体。
在此，网络中的参与者既是资源（服务和内容）提供者（Server），又是资源获取者（c1ient）。
21、P2P模型具有以下特征：
·非中心化P2P是全分布式系统，网络中的资源和服务分散在所有的节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入，避免了可能的瓶颈。
·可扩展性。
用户可以随时加入该网络，服务器的需求增加，系统的资源和服务能力也同步扩充。
·健壮性。
P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。
由于服务是分散在各个节点之间的，部分节点或网络遭到破坏对其他部分的影响很小。
P2P网络一般在部分节点失效时能够自动调整整体拓扑，保持其他节点的连通性。
·自治性。
节点来自不同的所有者，不存在全局的控制者，节点可以随时加入或退出P2P系统。
·高性价比。
性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。
采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点，将计算任务或存储资料分布到所有节点上。
利用其中闲置的计算能力或存储空间，达到高性能计算和海量存储的目的。
·隐私保护。
在P2P网络中，由于信息的传输分散在各节点之间，无需经过某个集中环节，用户的隐私信息被窃听和泄露的可能性大大缩小。
·负载均衡。
P2P网络环境下由于每个节点既是服务器又是客户，减少了传统C／S结构中对服务器计算能力、存储能力的要求，同时因为资源分布在多个节点上，更好地实现了整个网络的负载均衡。
22、P2P网络的拓扑结构
P2P系
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