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计算机网络答案

第一章

一、问答题

1　、答：

计算机网络的发展可以分为4个阶段：

第一阶段可以追溯到20世纪50年代，人们将计算机技术与通信技术结合起来，进行研究，为计算机网络的产生奠定了理论基础。

第二阶段从20世纪60年代开始，ARPANET产生和分组交换技术形成，对促进网络技术发展和理论体系研究产生重要作用，并为Internet的形成奠定了基础。

第三阶段可以从20世纪70年代中期计起，国际上各种网络发展迅速，带来了网络体系结构与网络协议与标准化问题，ISO提出OSI参考模型，同时也画临了TCP/IP的严峻挑战。

第四阶段要从20世纪90年代开始，Internet、高速通信网络、无线网络和网络安全技术彭渤发展，Internet2正在研究中，无线城域网、全光网络、网络计算和无线网络等正在成为网络应用和研究的热点。

2　、答：

资源共享观点的定义符合当前计算机网络的特征，这主要表现在以下几个方面：

（1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。

（2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”。

（3）联网计算机之间的通信必须遵循共同的协议。

3　、答：

现代网络中，局域网、城域网、广域网之间通过路由互联。

用户计算机可以通过局域网方式接入，也可以选择PSTN、CATV、WMAN、WLAN方式接入到作为地区级主干网的城域网。

城域网双通过路由与光纤接入到作为国家或区域主干网的广域网。

多个广域网互联形成覆盖全世界的Internet网络系统。

4　、答：

广域网通信的数据交换技术可以分为线路交换和存储转发交换。

存储转发交换又可分为报文交换和分组交换。

（1）　线路交换方式中，两台计算机进行数据交换前，先要建立实际的物理线路，通过该线路实时、双向交换数据，完成后释放该线路。

线路交换方式具有通信实时信强的优点，但对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储转发的能力，不能平滑通信量，不具备差错控制能力，无法发现与纠正传输过程中发生地差错等缺点。

（2）　分组交换方式中路由可以存储报文，多个报文可以共享通信信道，线路利用率高。

路由的选择功能可以动态最佳路径，因而可以平滑通信量，提高系统效率。

报文通过路由时，进行差错检查与纠错处理，减少传输错误，提高系统可靠性。

路由可以对不同的通信速率进行速率转换，也可以对不同的数据代码格式进行变换。

A．数据报方式主要有以下特点：

I　同一报文的不同分组可以通过不同的传输路径通过通信子网。

Ii　同一报文的不同分组到达目的结点可能出现乱序、重复与丢失现象。

Iii　每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址。

iv　数据报方式的传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。

B．虚电路方式主要有以下特点：

i　在每次分组交换传输之前，需要在源结点与目的结点之间建立一条逻辑连接。

由于连接源结点与目的结点的物理链路已经存在，因此不需要真正去建立一条物理链路。

ii　一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送，因此分组不必带目的地址和源地址等信息。

分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象。

iii　分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要进行差错检测，而不需要进行路由选择。

iv　通信子网中每个结点可以与任何结点建立多条虚电路连接。

5　、答：

网络多媒体传输对数据通信要求主要表现在以下几个方面：

（1）高传输带宽要求

（2）不同类型的数据对传输的要求不同

（3）网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求

（4）网络中多媒体数据传输的低时延要求

（5）网络中多媒体传输同步要求

（6）网络中多媒体多方参与通信的特点

语音数据传输对实时性要求较高，而且对通信带宽的要求则不是很高，传输连续的音频流64Kbps的传输速率足矣。

传输连续视频流的H.261标准带宽为64Kbps~2Mbps，MPEG-1标准带宽为1.5Mbps，MPEG-2标准带宽为6~20Mbps。

6　、答：

“网络计算”技术包括移动计算网络、网络多媒体计算、网络并行计算、网格计算、存储区域网络与网络分布式对象计算等。

21世纪人类进入“网络计算时代”，网络将被视为最有力的超级计算环境，它包含丰富的计算、数据、存储、传输等各类资源，用户可以在任何地方登录，处理以前不能完成的问题。

人们可以通过网络来传输语音与图像，使用可以相互翻译不同语种的网络电话；很多人可以在不同的地点协作完成大型的科学计算和工程设计；学生可以在网上听世界任何一所大学知名教授的讲座，查阅全球的数字图书馆的图书和文献。

电话、电视机、收音机、空调和安全装置等各种信息家电都可以接入网络，用户可以在异地和移动过程中进行控制。

移动计算网络应用实例：

宽带无线接入、无线局域网、蓝牙技术、Adhoc网络与无线传感器网络、无线网格网等。

多媒体网络应用实例：

多媒体会议系统、远程教育、网络游戏、分布式交互仿真、多机协同工作等。

网络并行计算应用实例：

集群计算、工作站网络、可扩展的计算、元计算等

网格计算应用实例：

桌面超级计算机、智能设备、协同环境与分布式并行计算等。

第二章

一、问答题

1　、答：

“协议”就是大家共同遵守的约定。

例如，我们约定星期五中午12点乘车去花溪水库游玩。

这就是一个协议，在这个协议中，“去花溪水库游玩”是协议的语义要素，它说明了要做什么；“乘车”是协议的语法要素，它说明了怎么做；“星期五中午12点”是协议的时序要素，这说明了要什么时候做。

2　、答：

层次结构体现对复杂问题“分而治之”的模块化方法，它可以大大降低复杂问题处理的难度，这正是网络研究中采用层次结构的直接动力。

计算机网络采用层次结构具有以下好处：

（1）各层之间相互独立。

（2）灵活性好。

（3）各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层。

（4）易于实现和维护。

（5）有利于促进标准化。

3　、答：

根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为7个层次，其划分层次的主要原则是：

（1）网中各结点都具有相同的层次。

（2）不同结点的同等层具有相同的功能。

（3）同一结点内相邻层之间通过接口通信。

（4）每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供了服务。

（5）不同结点的同等层通过协议来实现同等层之间的通信。

4　、答：

OSI环境就是OSI参考模型所描述的范围。

OSI环境包括主机中从应用层到物理层的层与通信子网。

连接结点的传输介质不包括在OSI环境中。

5　、答：

OSI环境中数据传输过程包括以下几步：

（1）当应用进程A的数据传送到应用层时，应用层为数据加上本层控制报头后，组织成应用层的数据服务单元，然后再传输到表示层。

（2）表示层接收到这个数据单元后，加上本层的控制报头，组成表示层的数据服务单元，再传送到会话层。

以此类推，数据传送到时传输层。

（3）传输层接收到这个数据单元后，加上本层的控制报头，就构成了传输层的数据服务单元，此数据服务单元被称为报文。

（4）传输层的报文传送到时网络层时，由于网络层数据单元的长度有限制。

传输层长报文被分成多个较短的数据字段，加上网络层的控制报头，就构成了网络层的数据服务单元，它被叫做分组。

（5）网络层的分组传送到数据链路层时，加上数据链路层的控制信息，就构成了数据链路层的数据服务单元，它被称为帧。

（6）数据链路层的帧传送到物理层后，物理层将以比特流的方式通过传输介质传输出去。

（7）当比特流到达目的结点主机B时，再从物理层依次上传，每层对各层的控制报头进行处理，将用户数据上交高层，最终将进程A的数据传送到主机B的进程B。

6　、答：

报头用于对等层之间的相互通信，报头含有对等层之间相互遵守的协议，通过这些协议，对等层实现从一个结点将到另一个结点的通信。

7　、答：

面向连接服务与电话系统的工作模式相似。

面向连接服务的主要特点是：

（1）面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接3个阶段。

（2）面向连接服务的数据传输过程中，各个分组不需要携带目的结点的地址。

（3）面向连接服务的传输连接类似一个通信管道，发送者在一端放入数据，接收者从另一端取出数据。

（4）面向连接数据传输的数据收发顺序不变，因此传输的可靠性好，但是复杂，通信效率不高。

无连接服务与邮政系统服务的信件投递过程相似，无连接服务器的主要特点如下：

（1）在无连接服务中，每个分组都携带完整的目的地址，各个分组在系统中是独立传送的。

（2）无连接服务中的数据传输过程不需要经过连接建立、连接维护与释放连接3个阶段。

（3）由于无连接服务发送的分组可能经历不同路径发送到目的结点，先发送的分组不一定先到达目的结点，因此在无连接服务的数据分组传输过程中，目的结点接收的分组可能出现乱序、重复与丢失现象。

（4）无连接服务的可靠性不是很好，但是由于省去了很多保证机制，它的通信协议相对简单，通信效率比较高。

8　、答：

TCP/IP协议主要有以下几个特点：

（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；

（2）独立于特定网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适合用于互联的网络中；

（3）统一的网络地址分配方案，所有网络设备在Internet中都有唯一的地址；

（4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

9　、答：

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的共同点是：

它们都采用了层次结构的概念，在传输层中二者定义了相似的功能。

但是，它们在划分层次与使用的协议上有很大区别。

它们都不是完美的。

（1）OSI模型与协议自身缺陷：

会话层大多数应用中很少使用，表示层几乎是空的。

数据链路层与网络层有很多子层插入，每个子层都有不同的功能。

OSI参考模型将“服务”与“协议”的定义相结合，这就使参考模型变得相当复杂，并且实现起来是困难的。

同时，寻址、流量与差错控制在每层重复出现，这样做必然会降低系统效率。

虚拟终端协议最初安排在表示层，现在被安排在应用层。

有关数据安全性、加密与网络管理等方面的问题也在参考模型的设计初期被忽略。

有人批评OSI参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，很多选择不适合于计算机与软件的工作方式。

很多“原语”在软件的高级语言中实现起来是容易的，但是严格按照层次模型编程的软件效率很低。

（2）TCP/IP参考模型与协议也有自身的缺陷：

TCP/IP参考模型在服务、接口与协议的区别上不很清楚，而且TCP/IP参考模型不适合于其他非TCP/IP协议族。

TCP/IP参考模型的主机-网络层本身并不是实际的一层，它定义了网络层和数据链路层的接口。

物理层与数据链路层的划分是必要且合理的，一个好的参考模型应该将它们区分开来，而TCP/IP参考模型却没有做到这点。

10　、答：

Internet技术文档主要有RFC文档和Internet草案两种形式。

RFC文档是Internet技校研究与开发人员获得技术发展状况与动态的重要信息来源之一，它详细描述了网络协议和接口，以及与Internet有关的新概念的讨论，也包括与Internet有关的会议记录。

Internet中有成千上万的关于各个主题的RFC文档，如果需要有关IP协议的RFC791文档，我们可以方便面地从FTP、Gopher、Web和其他检索方式从相关主机中获得。

第三章

三、问答题1、答：

一幅图片就是一个信息，如果要将它通过网络传送到另一个地方，先要对这幅图片进行编码，使它变成01代码的数据，然后按用电信号或者光信号表示这些01代码的数据，通过电缆或光缆传到另一个地方。

再将电信号或光信号还原为01代码的数据，然后解码，变成和原来一样的图片。

2、答：

双绞线是最常用的传输介质，造价低，可以传输数字信号，也可以传输模拟信号，可以用于局域网，也可用于广域网。

同轴缆的抗干扰能力强，支持多路传输。

光缆是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种，它具有低损耗、宽频带、高速率、低误码率、安全性好等特点。

3、答：

SYN的ASCII码为0010110，FSK、NRZ、曼码及差分曼码信号如下：

4、答：

f≥2×600，即采样频率取大于等于1200Hz，采集的样本就可以包含足够重构的原语言信号的所有信息。

5、答：

多路复用技术可以分为三种基本形式：

频分多路复用、波分多路复用、时分多路复用。

频分多路复用技术是在一条通信线路上设置多个信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠，这样一条通信线路就可以同时传输多路信号。

波分复用技术是在一根光纤上复用多路光载波信号。

波分复用是光的频分多路复用。

时分复用是以信道传输时间为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现多路复用，因此时分多路复用更适合于数字信号的传输。

时分多路复用将信道用于传输的时间划分为若干个时间片，每个用户分得一个时间片，用户在其占有的时间片内使用信道的全部带宽。

时分多路复用又可以分为同步时分多路复用与统计时分多路复用。

同步时分多路利用将时间片预先分配给各个人信道，并且时间片固定不变，因此各个信道的发送与接收必须是同步的。

这种采取严格时间片与信道的方法简单，但是势必要造成信道资源的浪费。

统计时分复用允许用户动态分配时间片，各信道发出的数据都要带有双方地址，由通信线路两端的多路复用设备来识别地址、确定输出信道。

6、答：

早期的数字传输系统与设备在运行过程暴露出它的固有的缺点：

1）数据传输速递不标准；2）光设备接口标准不规范；3）多路复用系统中的同步问题。

随着用户对网络要求的不断变化，现代电信网络必须能迅速地为用户提供各种新的通信服务。

如果不研究和制定数据传输速率体系标准，国际范围的高速数据传输网络的建设将会非常困难。

要想解决这个问题，人们只能从根本上进行改革，研究一种新的技术来取代现代的传统的数字传输速率体系。

这种技术就是建立在光纤传输基础上的同步光网络（SONET）。

目的是解决光接口标准规范问题，定义同步传输线路速率的等级体系，以使不同的厂家的产品可以互连，从而能够建立大型的光纤数据传输网络。

1988年，ITU-T接受了SONET的概念，并重新命名为同步数字体系（SDH），使它不仅能够适用于光纤，也能够适用于微波和卫星传输，这样就成为通用性技术体制。

SDH作为一种全新的传输网技术，主要有以下几个特点：

（1）STM－1统一了T1与E1载波两大不同的数字速率体系，使数字信号在传输过程中不再需要转换标准，真正实现了数字传输体制上的国际性标准；

（2）SDH网兼容光纤分布式数据接口FDDI、分布队列双总线DQDB以及ATM信元；

（3）SDH采用同步复用方式，各种不同等级的码流在帧结构上负荷内的排列有规律，而净荷与网络是同步的，因此只需要利用软件即可使高速信号一次直接分离出低速复用的支路信号，这就降低了复用设备的复杂性；

（4）SDH帧结构的网络管理字节增强了网络管理能力，同时通过将网络管理功能分配到网络组成单元，可以实现分布式传输网络的管理；

（5）标准的开放型光接口可以在光缆上实现不同公司光接口设备的互连，这样就有效降低了组网成本。

在上述特点中，最核心的是同步复用、标准光接口和强大的网络管理能力。

这些特点决定了SDH能够成为理想的广域网、城域网的数据传输平台。

第四章

一、问答题

1．答：

在物理线路中传输比特流过程中出现差错的主要原因是物理线路的通信信道中存在着噪声。

噪声可以分为热噪声和冲击噪声，所以差错类型也有随机差错和突发差错两类。

热噪声的特点是时刻存在，幅度较小，强度与频率无关，但是频谱很宽。

冲击噪声的幅度大。

它是引起传输差错的主要原因。

冲击噪声持续时间与数据传输中每比特比特的发送时间相比可能较长，因此冲击噪声引起的相邻多个数据位出错呈突发性。

2．答：

因为上层数据经过数据链路层封装成帧后，在物理层中就“透明”地传输比特流，噪声引起的差错就可能发生在任意一个二进制比特位上，所以差错的计算单位应该是比特，误码率也应该以二进制比特在数据传输系统中被传错的位数来计算概率。

3．答：

采用纠错码方案，接收端能发现并且自动纠正传输差错；采用检错码方案，接收端可以根据冗余信息发现传输差错，但不能确定是哪个或哪些位出错，并且自己不能够纠正传输差错。

CRC只能发现传输差错但不能纠正差错，所以CRC是检错码。

4．答：

用多项式去除接收序列的二进制比特序列，如下

___10011

11001）110111001

11001

10100

11001

11011

11001

10

结果不为0，所以传输过程中出现了差错。

5．答：

数据链路控制主要有以下功能：

（1）链路管理，即数据链路的建立、维持和释放。

（2）帧同步，接收方应该能够从收到的比特流中正确地判断出一帧的开始位与结束位。

（3）流量控制，当链路出现拥塞或接收方来不及接收时，就必须控制发送方的数据发送速率。

（4）差错控制，使接收端能够发现与纠正传输错误。

（5）透明传输，提出解决办法，以保证传输的数据比特流是任意的，也就是“透明”的。

（6）寻址，在多点连接的情况下，要保证每一帧能传送到正确的目的结点。

接收方也应该知道发送方是哪个结点，以及该帧是发送给哪个结点。

6．答：

数据链路层服务功能可以分为下面3类：

（1）为网络层屏蔽物理层采用的传输技术的差异性；

（2）为网络层提供无差错的数据链路；

（3）通过帧控制字段实现对网络链路的控制和管理。

7．答：

相对面向字节型数据链路层协议而言，面向比特型数据链路层协议有如下优点：

（1）通过控制字段相同位的不同编码，指示帧帧的结构，使数据报文和控制报文一致。

（2）主从站之间可以以正常响应模式工作，从站正常响应主站的命令，主从站也可以以异步响应模式工作，想到传输数据帧，无须停止等待，协议效率高，通信线路利用率高。

（3）帧校验字段对地址字段、控制字段和信息字段都进行校验，可靠性好。

（4）控制字段包含协议已定义的帧结构，也可以扩展其它帧结构用于链路控制。

（5）信息采用0插入/删除的方法，帧内可以传输任意组合的比特序列，可以实现数据链路层的透明传输。

这种方法无需转义，插入的位相对较少，减轻了网络负担，而误码率更低。

8．答：

数据链路层的数据传输是以帧为单位的。

上层发来的数据在数据链路层被封装到信息字段后，加上帧头和帧尾才传到物理层。

帧头和帧尾有固定的标志字段，值为01111110，信息字段不能含有和这个值相等的序列，否则就分不清哪里是帧头哪里是帧尾。

因此要对信息字段加以处理。

0比特插入/删除的方法规定，发送端在两个标志字段中，如查检查出连续5个1，不管它后面的比特位是0还是1，都插入一个0比特位；接收端在两个标志字段的比特序列中检查出连续5个1这后就删除1个0。

这样就既保证了传输过程中的透明性，又可以在帧内传送任意组合的比特序列。

9．答：

不能。

因为差错的出现具有随机性，可能在传送这连续的4000B的数据中恰好没有发生错误，但这不能保证个4000B之外的数据在传送过程中不发生错误。

在实际测量一个数据传输系统时，只有被测量的传输二进制数越大，才会越接近真正的识别码率。

10．答：

PPP协议不仅用于拨号电话线上，在路由器这间的专用线路上也有应用。

PPP协议解决SLIP协议一些固有的效率问题，它支持异步传输链路（面向字符的链路）与同步传输链路（面向比特的链路），它还支持IP协议及其它网络层（例如IPX协议）。

PPP协议的帧可分为3种类型：

PPP信息帧、PPP链路帧LCP帧和PPP网络控制NCP帧。

它们的结构包含由帧头帧尾标志字段（7E）、地址字段（FF）、控制字段（03）、协议字段和帧校验字段以及三类帧的特有字段：

信息帧的信息字段、链路控制帧的链路控制数据、网络控制帧的网络控制数据。

第五章

三、问答题

1.答：

局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环状与星状三种类型。

1）总线型局域网的主要特点有：

（1）所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上。

（2）总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。

（3）所有结点都可以通过总线发送或增收数据，但是一段时间只允许一个结点通过总线发送数据。

当一个结点以“广播”方式发送数据时，其它结点只能以收听方式接收数据。

（4）由于总线作为公共传输介质为多个结点共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上的结点通过总线发送数据的情况，因此会出现冲突而造成传输失败。

（5）在总线型局域网实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制问题。

2）环状拓扑结构主要特点有：

（1）结点之间通过网卡利用点对点线路连接构成闭合回的环，环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。

（2）多个结点共享一条环通路，为了确定坏中结点什么时候可以传送数据，同样需要介质访问控制。

因此环状拓扑实现技术也需要解决介质访问控制问题。

（3）与总线型拓扑一样，环状拓扑一般采用某种分布式控制方法，环中每个结点都要执行发送与接收的控制逻辑。

3）星状拓扑结构的主要特点有：

（1）交换局域网的中心结点是局域网交换机。

在典型的交换局域网中，结点可能通过点对点线路与局域网交换机连接。

（2）局域网交换机可以在多对结点之间建立并发连接。

2.答：

局域网介质访问控制方法的角度可以分为共享式局域网和交换式局域网。

共享式以太网最大的问题是采用CSMA/CD介质访问控制方式，通过集线器级联或堆叠后形成的网络仍是属于同一个冲突域。

在同一个冲突域中，任一时刻只允许一个站点发送数据，每一次的传送都会占用整个传输介质。

传输介质是共享的，所有站点平分带宽。

交换式以太网是在10Base-T和100Base-TX双绞线基础上发展起来的一种高速网络，它的关键设备是交换机（Switch）。

交换机是一种特殊的网桥，它的一个端口是一个冲突域。

全双工以太网使用的网卡、交换机等都需要使用全双工网络设备。

通信时，每个节点在发送数据的同时能接收数据。

它们的主要区别如下：

1）信道类型不同交换式以太网和全双工以太网中，站点和站点之间的连接方式是点对点连接，是一个并行处理系统，它为每个站点提供一条交换通道，某个站点发送数据时，交换机只将帧发送到目标站点所连接的相应端口；而共享式以太网中站点和站点之间的连接方式是广播式的共享方式，任一时刻只允许一个站点发送数据，而且发送的数据全网中所有站点都能收到。

2）带宽的区别共享式以太网所有站点共享带宽，每个站点的实际带宽是站点数除集线器的理论带宽或传输速率。

在交换式以太网中，理论上能把连接有N个设备的网络提高到N倍于交换机速率的带宽。

例如，在一个24口100Mbps交换机组成的交换式以太网中，因为每个端口都提供100Mbps的专有速率，则该交换机的最大数据流通量为24×100Mbps。

全双工以太网的带宽是交换式以太网带宽的两倍。

3）通信方式的区别

因为共享式以太网是共享信道模式，所以只能以半双式通信方式进行传输数据，而交换式以太网是允许并发传输，因此允许使用全双工通信方式，其性能也远远超过共享式以太网。

4）拓扑结构不同

共享式以太网物理拓扑结构是星型，而逻辑上仍中总线拓扑结构。

交换式以太网和全双工以太网的物理拓扑和逻辑拓扑结构是一致的，都是星型结构。

3.答：

IEEE802.3定义CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层标准，它适用于10Base-T的以太网；IEEE802.3u标准在LLC子层使用IEEE802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层做了一些必要的调整，定义了新的物理层标准，它适用于100Base-T的以太网；IEEE802.3z是吉比特以太网标准，适用于1000Base-T的以太网。

4.