計算機網(wǎng)絡(luò)理論與實踐 習題及答案 第1章

第一章習題答案 簡述計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展過程。答：計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要經(jīng)歷以下幾個階段：（1）面向終端的單計算機聯(lián)機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為減輕中心計算機的負載，在通信線路和計算機之間設(shè)置了一個前端處理機（FrontEndProcessor，F(xiàn)EP）或通信控制器CCU，專門負責與終端之間的通信控制，使數(shù)據(jù)處理和通信控制分工。在終端機較集中的地區(qū)，采用了集中管理器（集中器或多路復(fù)用器）用低速線路把附近群集的終端連起來，通過Modem及高速線路與遠程中心計算機的前端機相連。這樣的遠程聯(lián)機系統(tǒng)既提高了線路的利用率，又節(jié)約了遠程線路的投資。（2）計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)階段第二階段是20世紀60年代中期到20世紀70年代早期，出現(xiàn)了多臺計算機互聯(lián)的系統(tǒng)，開創(chuàng)了“計算機-計算機”通信時代。這是真正意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)，通過通信線路將若干臺獨立的計算機連接起來，為用戶提供服務(wù)，實現(xiàn)資源共享。這個時期的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是相對獨立的，沒有統(tǒng)一標準。1969年，美國國防部高級研究計劃署（DARPA）建成的ARPANET標志著現(xiàn)代意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)的誕生。（3）計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準化階段此階段，各計算機廠商紛紛發(fā)展自己的計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，并制定自己的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如1974年IBM推出了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA，1975年DEC提出了分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA。國際標準化組織ISO（InternationalStandardsOrganization）于1983年形成了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考（4）局域網(wǎng)標準化發(fā)展階段20世紀70—80年代，隨著計算機硬件技術(shù)的發(fā)展及價格的下降，計算機在一些單位如公司、學校、政府部門等得到了廣泛的應(yīng)用，這催生了局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。20世紀80年代，不同類型的LAN紛紛出現(xiàn)，為了促進局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，統(tǒng)一局域網(wǎng)標準，802.6等局域網(wǎng)標準草案，其中絕大部分都被國際標準化組織ISO正式認可。這些局域網(wǎng)協(xié)議及標準化的確定，為局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。（5）互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展階段Internet是從ARPANET逐步發(fā)展而來的，是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，稱為互聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng)，它使用的是TCP/IP協(xié)議。出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（InternetServiceProvider，ISP）。任何單位和個人可以交納一定的費用，通過ISP的服務(wù)來接入互聯(lián)網(wǎng)。如今的互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)也并非一個單一的主干網(wǎng)絡(luò)，這些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商出于市場商業(yè)行為，也都各自組建了自己的主干網(wǎng)絡(luò)，這些主干網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)接入點（NetworkAccessPoint，NAP）連通。目前的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展為多級ISP結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能是什么？請舉例說明。答：計算機網(wǎng)絡(luò)是一個將分散的、具有獨立功能的多臺計算機，通過通信設(shè)備與通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。其功能主要為共享。如可以實現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機共享等功能，包括我們最常訪問的Web站點，其實也是對方共享給我們的內(nèi)容。 計算機網(wǎng)絡(luò)由哪些組成部分？答：從不同的角度來看，對計算機網(wǎng)絡(luò)的組成有以下的理解。物理組成：（1）硬件：主要指組成計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，如主機、各種路由交換設(shè)備、通信處理機、通信媒介（包括有線線路和無線線路）等。（2）軟件：主要指使用網(wǎng)絡(luò)功能的各種軟件。（3）協(xié)議：指為計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定的集合。如同汽車在道路上行駛必須遵循交通規(guī)則一樣，數(shù)據(jù)在線路上傳輸也必須遵循一定的規(guī)則。從某種意義上來說，學習計算機網(wǎng)絡(luò)各層的功能，也就是在學習各層所包含的協(xié)議。工作方式：（1）邊緣部分：由所有連接在網(wǎng)絡(luò)上，供用戶直接使用的主機組成，用來進行通信和資源共享，其工作方式主要為C/S方式和P2P方式。（2）核心部分：由大量的網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，它為邊緣部分提供連通性和交換服務(wù)。 計算機網(wǎng)絡(luò)可以從哪幾個方面分類？按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域分主要有哪幾種，各有何特點？校園網(wǎng)屬于哪類網(wǎng)絡(luò)？答：（1）按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類（2）按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)分類（3）按傳輸介質(zhì)分類（4）按傳播技術(shù)分類按照地理范圍的大小，可以把計算機網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)3種類型。校園網(wǎng)屬于局域網(wǎng)。 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標有哪些？請做進一步解釋。答：（1）速率網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是連接在計算機網(wǎng)絡(luò)上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率，也稱為數(shù)據(jù)率（datarate）或比特率（bitrate）。（2）帶寬（BandWidth）網(wǎng)絡(luò)帶寬是指在單位時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過的最高數(shù)據(jù)率，單位為bit/s。帶寬表示的是某信道傳送數(shù)據(jù)的能力，因此用最高數(shù)據(jù)率來表達，為便于描述，單位的前面也常常加上千（k）、兆（M）、吉（G）或太（T）這樣的倍數(shù)。（3）吞吐量吞吐量（Throughput）表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更側(cè)重于對網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。（4）時延時延（Delay或Latency）是指數(shù)據(jù)（一個報文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。時延是個很重要的性能指標，有時也稱為延遲。（5）時延帶寬積時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。（6）往返時間RTT往返時間RTT（Round-TripTime）表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認（接收方收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認），總共經(jīng)歷的時間。顯然，往返時間涵蓋了各中間節(jié)點的處理時延、排隊時延以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時的發(fā)送時延。往返時間是一個很重要的性能指標，利用它可以判斷當前網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，在運輸層的TCP協(xié)議中，有RTT的具體運用。（7）利用率利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。信道利用率指某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。（8）誤碼率數(shù)據(jù)在信道中傳輸時，受到各種因素的影響，傳遞的信息不可能完全正確，總會有一定的差錯出現(xiàn)。通常把信號傳輸中的錯誤率稱為誤碼率，它是衡量差錯的標準。在傳輸時，誤碼率等于二進制碼元在傳輸中被誤傳的比率，即用接收錯誤的比特數(shù)除以被傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)所得的值就是誤碼率。 OSI體系結(jié)構(gòu)分幾層，分別是什么？ 簡述五層體系結(jié)構(gòu)中各層的功能。答：（1）應(yīng)用層與OSI模型中的應(yīng)用層功能類似，主要協(xié)議包括文件傳輸協(xié)議FTP、超文本傳輸協(xié)議HTTP、簡單郵件傳送協(xié)議SMTP、域名解析協(xié)議DNS等，這些協(xié)議都對應(yīng)了某種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，將在第6章應(yīng)用層詳細講解。（2）運輸層該層主要包含兩個協(xié)議：TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。TCP協(xié)議向上層提供可靠的端到端的通信，同時還有流量控制和擁塞控制功能，實現(xiàn)較為復(fù)雜。UDP協(xié)議比較簡單，向上層提供無連接的、盡最大努力的交付，不能保證數(shù)據(jù)無差錯、不丟失，適用于對可靠性要求不高的應(yīng)用，如音視頻數(shù)據(jù)。（3）網(wǎng)際層網(wǎng)際層相當于OSI中的網(wǎng)絡(luò)層，任務(wù)是將分組送到目的主機，主要協(xié)議是IP協(xié)議。IP協(xié)議可以給互聯(lián)網(wǎng)中的端口分配IP地址，并將其劃歸到某個IP網(wǎng)絡(luò)，在路由協(xié)議的作用下，可以將IP分組從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至另一個網(wǎng)絡(luò)，最終抵達目的IP地址，這其中路由器是分組轉(zhuǎn)發(fā)的核心設(shè)備。IP協(xié)議是TCP/IP模型中的重要基礎(chǔ)協(xié)議，正是有了IP協(xié)議，才實現(xiàn)了多個不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。（4）數(shù)據(jù)鏈路層\t"/item/OSI%E5%8F%82%E8%80%83%E6%A8%A1%E5%9E%8B/_blank"數(shù)據(jù)鏈路層是在通信實體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳輸?shù)幕締挝粸椤皫?，并為網(wǎng)絡(luò)層提供\t"/item/OSI%E5%8F%82%E8%80%83%E6%A8%A1%E5%9E%8B/_blank"差錯控制和流量控制服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層由MAC（介質(zhì)訪問控制子層）和\t"/item/OSI%E5%8F%82%E8%80%83%E6%A8%A1%E5%9E%8B/_blank"LLC（邏輯鏈路控制子層）組成。介質(zhì)訪問控制子層的主要任務(wù)是規(guī)定如何在物理線路上傳輸幀。邏輯鏈路控制子層主要負責在邏輯上識別不同協(xié)議類型，并對其進行封裝。也就是說邏輯鏈路控制子層會接收網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)、分組的數(shù)據(jù)報并且添加更多的控制信息，從而把這個分組傳送到它的目標設(shè)備。此外，數(shù)據(jù)鏈路層還要實現(xiàn)流量控制和差錯控制。（5）物理層\t"/item/OSI%E5%8F%82%E8%80%83%E6%A8%A1%E5%9E%8B/_blank"物理層是OSI參考模型中的最底層，下面是具體的物理鏈路。物理層主要定義了系統(tǒng)的電氣、機械、過程和功能特性。如電壓、物理數(shù)據(jù)速率、最大傳輸距離、物理連接器和其他的類似特性。 計算機網(wǎng)絡(luò)中為什么要采用分層的體系結(jié)構(gòu)，有什么優(yōu)點？答：面對一個復(fù)雜系統(tǒng)，在設(shè)計時通常會將其分解為若干個模塊，這樣可以將復(fù)雜系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一些較容易實現(xiàn)的模塊，以此來降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更合理，更容易實現(xiàn)。鑒于計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的復(fù)雜性及特點，這里用分層的方法來解決。分層帶來的好處：（1）各層之間是獨立的。（2）靈活性好。（3）結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用