计算机网络习题.doc

第一章
1. 计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？
答：计算机网络的发展主要分为一下四个阶段：
1) 以单计算机为中心的联机系统
2) 计算机－计算机网络
3) 体系结构标准化网络
4) Internet时代
各个阶段特点参加课本。
2. 计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么？
答：通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层，或骨架层，是网络的重要组成部分。网上主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网.
3. 什么叫耦合度？按耦合度的不同如何区分计算机网络和其它计算机系统？
答：
耦合度是处理机之间连接的紧密程度。它可用处理机之间的距离及相互连接的信号线数目来表示，下表说明了按耦合度的不同计算机网络和其它计算机系统的区别。

处理机间距离
处理机安装的范围
系统类型
0.1m
同一路板上
数据流机
1m
同一系统
多处理机
10m
同一房间
局域网
100m
同一建筑物
1km
校园
25km
城市
广域网
100km
国家
1000km
洲
第二章
1. 简述数据通信系统的主要构成。
答：数据通信系统的基本构成，包传输介质、传输设备（多路复用器、交换机）等及数据处理系统。
2. 信道的通信方式有哪几种？在实际的网络中最常使用哪种方式？为什么?
答：信道的通信方式主要有单工通信、半双工通信以及全双工通信。在实际的网络中最常使用半双工方式。性价比最高。
3.通过比较说明双绞线、同轴电缆与光纤三种常用传输介质的特点。

传输介质
传输方式
速率/工作频带
传输距离
性能
价格
应用
双绞线
宽带 基带
≦1Gbps
模拟传输：10km
数字传输：500m
较好
低
模拟数字信号传输
50Ω同轴电缆
基带
10Mbps
<3km
较好
较低
基带数字信号
75Ω同轴电缆
宽带
≦500Mhz
100km
较好
较低
模拟电视数九及音频
光纤
基带
40Gbps
20km以上
很好
较高
远距离高速传输

4. 给出比特流011000101111的曼彻斯特码波形图，以及差分曼彻斯特码波形图。
不归零制编码 曼切斯特编码 差分曼切斯特编码

5. 为何要采用多路复用？多路复用有哪几种形式，各有何特点？
答：复用的基本思想是把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据。
多路复用主要有以下几种形式：
1） 频分多路复用

整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。
2） 时分多路复用

时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛。

3）波分多路复用
整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。

4）码分多路复用
每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）。不同用户发送的信号在接收端被叠加，然后接收者用同样的地址码序列解码。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。
6.  什么是交换？比较说明常见的交换技术各自的特点。
答：交换是按某种方式动态地分配传输线路资源，交换可节省线路投资，提高线路利用率。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。 其中：
1）电路交换
在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。
特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话）
过程：建立连接→通信→释放连接
优缺点：
1) 建立连接的时间长；
2) 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；
3) 无纠错机制；
4) 建立连接后，传输延迟小。
适用：不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。
2）报文交换
以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。
特点：传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报）。整个报文（Message）作为一个整体一起发送。
优缺点：
1)  没有建立和拆除连接所需的等待时间；
2)  线路利用率高；
3)  传输可靠性较高；
4) 报文大小不一，造成存储管理复杂；
5) 大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；
6) 出错后整个报文全部重发。
3）分组交换（包交换）
将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。
特点：数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。
优缺点：
1) 对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快；
2) 转发延时小——适用于交互式通信；
3) 某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高；
4) 各分组可通过不同路径传输，容错性好。
5) 需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。
分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式
第三章
1.什么是网络体系结构?请说出使用分层协议的两个理由。
所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。
分层思想对于计算机网络的设计和实现有着极大的优势，主要表现在：
1).各层之间是独立的
2).灵活性好
3).结构可分割
4).易于实现和维护
5).促进标准化
2.什么是实体？什么是对等实体？
答：实体是指层中的活动元素，它既可以是软件，也可以是硬件，不同层次中的实体所实现的功能互不相同，即任何可以发送或接受信息的硬件或软件进程。
对等实体是指不同主机中位于同一层次的实体，即两个不同系统的同级层次。
3.什么是网络协议？它包括哪些因素？试列举自然语言中相对应的要素。
答：网络协议是指为网络执行数据交换而建立的规则、标准或约定，它包括语法、语义和同步。语法:用来规定有协议的控制信息和传送的数据组成的传输信息所应遵循的格式;语义:指对构成协议的各个协议元素的含义的解释;同步:它规定实体之间通信的操作执行顺序,协调协调通信双方的操作,是两个实体之间有序地合作,共同完成数据传输任务。
4. OSI参考模型定义了哪些数据单元，它们之间的关系如何
P69
5.面向连接的服务和无连接服务之间的主要区别是什么?
答:面向连接的服务在数据交换之前必须先建立连接,当数据交换结束后,则应终止连接,所以它具有建立连接、传输数据和释放连接三个阶段.在传输数据时是按序传输的,面向连接服务比较适合于在一定时间内要向同一目的地发送许多报文的情况;无连接服务在两个实体之间的通信无须先建立一个连接,无需预留通信时所需要的资源,而是在传输数据时再动态地进行分配,而且它不需要通信的两个实体同时处于活跃状态,它适合于传输少量零星报文.总的来说,面向连接的服务比无连接服务可靠性强.
6. 说明TCP/IP参考模型与OSI/RM相比有何优点和不足。
优点.1）简单灵活易实现
2）充分考虑不同用户需求
缺点.1）没有明显的的区分出协议，服务和接口的概念
2）不通用。只能描述其本身
3）主机—网络层只是个借口
4）不区分物理层和数据链路层
5）有缺陷的协议很难被替换
7.TCP/IP参考模型的物理层和数据链路层并没有具体的协议，说明为什么要这样设计？
答：为了保证通过TCP/IP参考模型可将不同的物理网络互连起来。
8. IP协议是无连接的，这意味着网络层的传输有什么样的特点？带来的问题是什么？
答：IP协议是无连接的，这保证了网络层的传输效率。但同时也带来了可靠性、安全性等问题。
第四章
1.应用层协议对传输层协议选择的主要考虑因素是哪些？
 数据丢失、带宽需求、实时性 
2.列出5个常用的因特网应用项目及相关协议。
答：万维网：HTTP，电子邮件：SMTP、POP3、IMAP，文件传输：FTP，远程终端登录：TELNET，域名服务：DNS。
3、在两个主机的通信会话中，那个主机是服务器，哪个是客户端？ 在两个主机的通信会话中，首先发起会话的一方为客户端，处于“倾听”状态的为服务器。但是，通信会话成功的先决条件是服务器必须首先处于开机或“倾听”状态。 
4、列出常见的网络应用的用户代理程序。 
（1）万维网：IE, FIREFOX； （2）电子邮件：IE, FOXMAIL； （3）文件传输：IE, cuteFTP； （4）远程终端登录：telnet, IE； （5）多媒体视频：realplay. 
5.为什么HTTP、FTP、SMTP、POP3和IMAP需要TCP的而不是UDP的支持？
答：因为上述协议都是基于“文件”的网络应用，对数据丢失十分敏感，要求数据的完整和可靠、但对带宽需求、实时性的要求并不高，所以TCP协议可以满足这样的要求。
6.为什么大部分FTP 服务器需要限制同时连接的客户端数量？
实际上，所有的网络服务器都会对同时可接入的客户数量进行限制，其原因也十分简单，任何网上的服务资源都是有限的，但是这种情况，尤以FTP 服务器表现的最为突出。 
（1）因为FTP 是一种十分普及的网络应用，使用客户众多； 
（2）它是“面向连接”的应用，服务器需要保留登录用户的状态和根据用户权限控制用户对文件的访问，对于每一个FTP 连接，一般需要两个通道进行才能进行有效的文件传输。 
由于以上原因， FTP 对服务器资源的占用是比较多的。为了使得文件服务器能够保证所有服务的正常运行，而不至于因为过多用户登录造成系统资源的枯竭并导致系统崩溃，所以对同时可接入的用户按服务器所能承受的能力实行限制。 
7.HTTP/1.0 和HTTP/1.1 的主要区别是什么？ 
HTTP/1.0 使用非持续连接，HTTP/1.1 的默认操作模式则是持续连接。
8.Telnet和FTP有什么异同点？
答：1).相同点：这两种网络应用都需要进行主机用户的登录和认证；对登录后的操作，系统会根据用户权限进行相关的资源访问控制。
2).不同点：FTP用于文件的传输，主要的命令一般与文件操作有关，是操作系统命令的子集。Telnet用于用户操作远程系统，可以使用大部分操作系统的命令。但是，由于Telnet的安全性比较薄弱，一些系统管理员的专用命令的使用会受到限制。
9.SMTP和POP3协议分别应用在什么场合？
答：对个人用户来说，发送邮件服务器时需SMTP协议，接收邮件时要用到POP3协议。
10.除了登录到远程主机，运行远程作业外，还可以利用Telnet做哪些工作？ 
在使用telnet登陆远程主机以后，除了运行远程作业之外，一些网络应用，例如FTP, ping, traceroute等可以在远程系统上操作，在本课程中，一些应用层的协议测试可以在远程系统上运行telnet来进行，例如对HTTP协议进行交互测试。 
11.HTML文档（网页）和Web服务器主机中的文件关系是怎样的？ 
一般html网页会包含许多对象（文件），首先会有一个基本的html文件，其中包含了网页的文字和各种标记（包含了对网页中包含的所有其他对象的访问），全部用ASCII代码写成。网页中包含的其他对象一般分门别类存储在文件系统的各个子目录中。 
第五章
1.广义的网络互连可以在哪个层次上实现？分别需要用到哪些网络互连设备？
答：根据不同的目的，网络互连可以在网络体系结构的不同层次上实现，归纳如下：物理层（使用中继器或集线器）、数据链路层（使用网桥或交换机）、网络层（使用路由器）、传输层和应用层（使用网关）。
2.为什么说因特网可以在不可靠的网络层上实现可靠的传输服务？
因为因特网的网络层使用数据报通信没有应答重传等保证机制所以提供的是一种不可靠的网络服务因特网的可靠传输服务主要由tcp协议来完成tcp协议不仅保证可靠传输还提供流量控制和拥塞控制等服务这样tcp与ip协议的结合就可以完成可靠的网络传输服务
3、有人说，既然局域网接入因特网需要使用路由器，而路由器已经完成本地网络与因特网之间的连接，何必还要使用NAT或PAT？请对这个疑问做出合理的解答。
主要由于Ipv4地址的空间的局限性，IPV4地址短缺造成的。
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4.因特网中存在三种地址和两种地址转换机制,这两种地址转换机制的特点和区别是什么?这三种地址存在的意义何在？
答:ARP协议是将IP地址解析成MAC地址,他用于广播网中,在点对点网络中则无必要,为了提高传输效率,通常每个站点中都有一个APR缓冲区,各个站点将接收到的APR应答中的IP-MAC地址对存放在APR缓冲区中,每当需要发送IP数据报时,先从APR缓冲区中查找所需的IP-MAC地质对;RARP协议是将MAC地址解析成IP地址,它将网络所有的MAC-IP地址对保存在一个磁盘文件中,每当收到一个RARP请求,即阅读磁盘文件,找到匹配的IP地址,然后通过一个RARP应答数据报发回。
5、因特网可以提供那些传输层服务，因特网应用层协议对这些服务是如何选择的？
因特网上进程到进程（process-to-process）的数据交换是通过TCP（可靠的）/UDP这样的传输层协议完成的。因特网应用层协议对这些服务进行选择的基本要素有三个：数据丢失（某些应用要求100%数据完整，某些则允许一定范围的数据损失）、带宽需求（某些应用对网络带宽比较高，有些则对带宽要求可以比较灵活）、实时性要求（有些应用则对数据到达的时间上比较敏感）。对上述要素的综合考虑后，可以对传输层服务协议做出选择。

6.为什么大部分dns应用都选用udp作为传输层协议？
dns不涉及具体数据的传输,不存在数据丢失的问题.如果,dns数据在传输过程中丢失,可以设置超时重发.dns应用数据量并不大,但是应用频度很高,对带宽的要求不高.dns对实时性有一定的要求,因为dns服务效率的低下会直接影响到网络的服务效率.综合以上因素,对大部分dns应用都选用udp作为传输层协议就不难理解了.
7.TCP为什么要采用“三次握手”的方式进行联接的建立和断开？
TCP连接要采用“握手”的方式进行相互之间的通信参数（例如计数器初始值）的设置和交换（两次握手），第三次握手的意义在于表明连接建立成功，通讯正式开始，而第三次握手往往伴随正式数据发送而行，被称为“捎带应答”。 TCP连接断开的实际上进行了“四次握手”，其中的原因是，TCP建立的是所谓“全双工”通信方式，通信双方都有可能向对方发送数据，而一方结束通信需要“两次握手”进行交互，双方都要表示出“结束”的意愿，所以需要“四次握手”。 从这里可以看出，“可靠”传输协议的通信规范的设计是十分严谨的。
8.TCP面向连接的特点与虚电路面向连接的特点之间有什么区别？
TCP的面向连接的特点表现在：连接的状态存在于网络边缘的主机中，网络中的路由器并不保留传输中的连接状态，因此可以保证高度的灵活性和网络的健壮性，但不能保证传输带宽和实时性。某个路由器的失效不会影响到已经建立的连接。 虚电路面向连接特点表现在：连接的状态存在于网络中数据经过的所有节点上（包括路由器），因此可以保证传输带宽和通信的实时性。但是某个路由器的失效会影响到已经建立的连接，只有重新建立新的虚电路连接后才能继续进行通信。
9.IP v4都有哪些地址分类？CIDR是怎么回事？子网掩码有什么用处？
使用CIDR进行IP地址分配可以减少资源浪费，网络地址不再受A、B、C类的限制，IP地址的子网掩码也不必受8位、16位或24位的限制，所以其子网掩码格式被改为：a.b.c.d/x，其中x是子网掩码的位数。
10.IPV6对IPV4做了哪些改进？IPV6的实现主要采取哪些方法？
IPv4 的去点和不足：地址空间的局限性；性能；安全性；配置。而IPv6 的变化主要体现在以下的五个方面：扩展地址、简化头格式、增强对于扩展和选项的支持、标记流和身份验证和保密。扩展地址：IPv6 的地址结构除了把32 位地址空间扩展到128 位外，还对IP 主机可能获得的不同类型地址做了一些调整。IPv6 中取消了广播地址而代之以任意点播地址。IPv4 中用于指定一个网络接口的单播地址和用于指定有一个或者多个主机侦听的多播地址基本不变。简化的包头：IPv6 的包头有8 个字段。而IPv4 中包含至少12 个不同的地段，而且长度在没有选项的时为20 个字节，但在包含选项的时可达60 字节。IPv6 试用了固定格式的包头并减少了需要检查和处理的字段数量，使路由器效率更高。简化的包头是IP 的工作方式在某些部分也发生了变化。一方面，所有的包头长度统一，因而不需要包头长度字段。另外通过修改包分段的规则可以在包头去掉一些字段。最后去掉IP 头校验而不会影响起可靠性，这主要是由于头校验的工作讲交给更高层协议TCP 和UDP 完成。对扩展和选项支持的改进：IPv6 把选项加在单独的扩展头中。通过这种方式，选项头只有在有必要的时候才进行检验和处理。而IPv4 则是在IP 头的尾部加入这些选项。标记流：IPv6 实现了流的概念。流是指从一个特定的源向一个特定的目的地的包序列，源点希望在中间路由器实现对这些包进行特殊的处理。因此，路由器需要有办法区分一个包是否属于同一流。这样路由器就可以对流中的包进行高效处理。而IPv4，对所有的包大致同等对待，路由器按照自己的意愿来处理包进行单独处理，而不考虑包的归属性。身份验证和保密：IPv6 有一套的完整的安全保护机制。IPv6 实现了两种安全扩展性：IP 身份验证头AH 和IP 封装安全数据ESP。
11.在windows操作系统中，如何才能获得本地主机的IP和MAC地址？这些地址有什么用处？
在Windows 系统中，使用DOS下的ipcongfig命令，可以获得主机中的所有网络接口的IP和MAC地址；IP地址用于TCP/IP网络的通信，MAC地址可以支持诸多其他网络协议，例如：IPX/SPX、NETBIOS、AppleTalk等的通信。
12.因特网中专用的数据链路层的协议较少，其原因是什么？这种情形有什么好处？
因特网中专用的数据链路层的协议的原因在于，因特网可以使用各种已经存在的链路层协议进行数据传输。这样的好处在于，因特网可以在任何一种链路上运行，从而独立进行发展和普及，同时，也有利于其他网络技术的发展。其中，最有代表性的案例就是IP-over-ATM。
第六章
1.局域网的3个关键技术是什么？试分析10BASE-T以太网所采用的技术？ 
局域网的三个关键技术是拓扑结构、数据传输形式及介质访问控制方法。10BASE-T以太网的物理拓扑结构为星型（逻辑拓扑结构为总线型），采用基带传输，使用CSMA/CD的介质访问控制方法。 
2.以太网与总线网这两个概念有什么关系？ 
总线网是指拓扑结构为总线的网络，而以太网是指采用CSMA/CD介质访问控制方法的局域网，早期以太网的物理拓扑结构采用了总线型拓扑，也属于总线型网络，但现在的以太网大多为星型拓扑。 
3.试分析CSMA/CD介质访问控制技术的工作原理。
CSMA/CD介质访问控制技术被广泛应用于以太网中。CSMA/CD的工作原理是：当某个站点要发送数据时，它首先监听介质： ①如果介质是空闲的，则发送；
②如果介质是忙的，则继续监听，一旦发现介质空闲，就立即发送；
③站点在发送帧的同时需要继续监听是否发生冲突（碰撞），若在帧发送期间检测到冲突，就立即停止发送，并向介质发送一串阻塞信号以强化冲突，保证让总线上的其他站点都知道已发生了冲突；
④发送了阻塞信号后，等待一段随机时间，返回步骤①重试。
4.如果10BASE2以太网中有一台工作站的网卡出现故障，它始终不停地发送帧。试分析一下，这个网络会出现什么现象？若这时从网络中任何其他一台正常的工作站上发送数据，会成功吗？将会发生什么事情?
根据CSMA/CD的工作原理可知这个网络将不能工作。因为出现故障的网卡不停地发送帧，其它站点将检测到介质始终处于忙状态，于是不会发送任何数据，也就无法通信。
5. CSMA/CA是如何实现“冲突避免”的？
采用三种机制来实现：预约信道、正向确认和RTS/CTS机制。
（1）预约信道。发送站点利用“传输持续时间”字段向所有其他无线站点通告本站点将要占用信道多长时间，以便让其它站在这段时间内不要发送数据，以避免冲突。
（2）正向确认机制。802.11规定接收站点若正确收到以它为目的地的数据帧时，就应向发送数据帧的站点发送一个ACK帧作为接收成功的肯定回答，否则将不采取任何动作。发送站点在发送完数据帧的规定时间内若没有收到ACK帧，就需要多次重新发送数据帧，直到收到ACK帧为止。
（3）通过请求发送RTS/允许发送CTS选项，以解决隐蔽站的冲突问题。