计算机网络答案山东大学期末考题目答案

计算机⽹络答案⼭东⼤学期末考题⽬答案

第⼀章概述1-3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。

答：1、电路交换电路交换是⼀种必须经过“建⽴连接-通话-释放链接”三个步骤的⼀条专⽤物理通路。从建⽴连接开始，通讯就⼀直占⽤信道资源，直到释放。它具有实施性强，时延⼩，交换设备成本低的优点。同时，其线路利⽤效率低，通信效率低，不同类型终端之间不可通讯。电路交换适⽤于信息量⼤，较长的报⽂。2、报⽂交换报⽂交换本质上也是存储转发⽅式，但是它将整个报⽂从⼀个结点传到下⼀个。它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。缺点在于报⽂信息量⼤，时延长，且占⽤交换机内存较⼤，不具有实时性。它适⽤于报⽂较短，实时性较低的通讯。3、分组交换分组交换是将报⽂分组，在每个分组之前加上地址信息，通过路由器经接收，存储，再转发到下⼀个接⼝，直到将分组传到⽬标地址，再去掉地址信息将其重组为完整报⽂。在分组传输的过程中动态分配传输宽带，逐段占⽤通信链路，多个分组数可同时传送。它传输效率⾼，且保证数据传输有很⾼可靠性。同时分组排队会造成时延，但⽐报⽂交换⼩，且成本较⾼。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？他们的⼯作⽅式各有什么特点？

答：边缘部分由所有连接在因特⽹上的主机组成，由⽤户直接使⽤，进⾏通信和资源共享。核⼼部分，是由⼤量⽹络和连接这些⽹络的路由器组成，主要为边缘部分服务提供连通性和交换。边缘部分不同终端上的程序通信⽅式有客户-服务器⽅式和对等⽅式。客户-服务器⽅式指进⾏通讯的双⽅中⼀⽅为服务请求⽅，⼀⽅为服务提供⽅。客户向服务器发送远程服务请求，因此客户程序必须知道服务器程序地址，⽽服务器只需要被动接受请求，不需要知道客户程序地址，但需要强⼤硬件和⾼级操作系统⽀持。对等⽅式是双⽅均可既为服务提供者，也可以为服务请求者。

⽹络核⼼部分要想⽹络边缘部分提供连通性和交换，起关键作⽤的是路由器，其任务是转发收到的分组，使得边缘部分的每⼀个终端都能够向其他主机通信。1-14 计算机⽹络有哪些常⽤的性能指标？

答：1、速率：连结在计算机⽹络上的主机在数字信道上传送数据的速率，单位为b/s（其中b 为bit，表⽰⼀个⼆进制数字，⽐特是计算机中数据量的单位）

2、带宽：带宽本来指的是某个信号具有的频带宽度，单位为赫；由于通信的主⼲线传送的是模拟信号，所以，带宽表⽰通信线路允许通过的信号频带范围，表⽰在单位时间内，从⽹络中的某⼀点到另⼀点所能通过的“最⾼数据率”，单位是⽐特每秒。3、吞吐量：表⽰单位时间内通过某个⽹络⼝的数据量，经常⽤于对现实世界中的⽹络的⼀种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能通过⽹络4、时延：时延指数据从⽹络的⼀段传送到另⼀端所需要的时间。有以下⼏个部分组成：（1）发送时延从主机发送数据帧的第⼀个⽐特算起，到该帧的最后⼀个⽐特发送完毕所需要的

时间；（2）传播时延电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间；（3）处理时延主机或路由器在收到分组是处理分组所需要的时间；（4）排队时延分组经过路由器时要在输⼊队列中排队等待处理，路由器确定了下⼀个接⼝后，还要排队等待转发。5、时延带宽积时延带宽积=传播时延*带宽，表⽰链路所能容纳的⽐特数。

6、往返时间RTT：⾃发送⽅发送数据开始，到发送⽅接收到来⾃接收⽅的确认所经历的时间。

7、利⽤率：分为信道利⽤率和⽹络利⽤率。信道利⽤率指某信道由百分之⼏的时间是有数据在传输的；⽹络利⽤率指所有信道利⽤率的加权平均值。1-24试述五层协议的⽹络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：综合OSI和TCP/IP的优点，采⽤⼀种原理体系结构。五层结构由上到下依次为：应⽤层、传输层、⽹络层、数据链路层、物理层

应⽤层：应⽤层通过应⽤进程间的交互来完成特定⽹络应⽤。应⽤层定义的是应⽤进程间通信和交互的规则。

传输层：为两个通信中的进程提供通⽤的数据传输服务。传输层有复⽤和分⽤之分，复⽤指多个应⽤进程可以同时使⽤下⾯运输层的服务，分⽤就是，运输层把收到的信息分别交付上⾯应⽤层中的相应进程。传输层主要使⽤传输控制协议TCP和⽤户数据报协议UDP。⽹络层：负责为分组交换⽹上的不同主机提供通信服务。发送数据时，⽹络层把运输层产⽣的报⽂或⽤户数据报封装成分组进⾏传送。另⼀个功能是选择合适的路由器，是分组能够顺利找到⽬的主机。

数据链路层：数据链路层的任务是将在⽹络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的⽆差错传输。

物理层：物理层的任务就是透明地传输⽐特流，指实际电路传送后⽐特流不发⽣变化。

还要考虑如何识别并⽤合适的电压表⽰⼆进制码。此外，物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。

第⼆章物理层2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？

1、要解决的主要问题：

①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信⼿段的不同，使上⾯的数据链路层感

觉不到这些差异的存在，⽽专注于完成本曾的协议与服务。

②.确定与传输媒体接⼝有关的特性

③.将数据在通信线路上的串⾏传输⽅式转变为适⽤于计算机的并⾏传输⽅式

④.透明地传输⽐特流，是实际电路传送后⽐特流不发⽣变化

⑤.给其服务⽤户（数据链路层）在⼀条物理的传输媒体上传送和接收⽐特流（⼀般为串⾏按顺序传输的⽐特流）的能⼒，为此，物理层应该解决物理连接的建⽴、维持和释放问题2、特点

①.由于物理连接的⽅式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。

②.没有按OSI的抽象模型制定⼀套新的物理层协议，⽽是沿⽤已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接⼝的机械，电⽓，功能和规程特性。2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作⽤。

答：⼀个数据通信系统可划分为三⼤部分：

源系统（或发送端）、传输系统（或传输⽹络）、和⽬的系统（或接收端）。

源系统⼀般包括以下两个部分：源点：源点设备产⽣要传输的数据。例如正⽂输⼊到PC机，产⽣输出的数字⽐特流。?发送器：通常源点⽣成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进⾏传输。例如，调制解调器将PC机输出的数字⽐特流转换成能够在⽤户的电话线上传输的模拟信号。接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被⽬的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来⾃传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字⽐特流。终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。

2-05物理层的接⼝有哪⼏个特性？各包含什么内容？

答：（1）机械特性：指明接⼝所⽤的接线器的形状和尺⼨、引线数⽬和排列、固定和锁定装置等等。

（2）电⽓特性：指明在接⼝电缆的各条线上出现的电压的范围。

（3）功能特性：指明某条线上出现的某⼀电平的电压表⽰何意。

（4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2-13 为什么要使⽤信道复⽤技术？常⽤的信道复⽤技术有哪些？

答：信道的复⽤⽬的在于将不同的计算机连接到相同的信道上，以共享信道资源。在⼀条传输介质上传输多个信号，提⾼线路的利⽤率，降低⽹洛成本。

常⽤：

频分复⽤：

就是将⽤于传输信道的总带宽划分成若⼲个⼦频带（或称⼦信道），每⼀个⼦信道传输1路信号。频分复⽤要求总频率宽度⼤于各个⼦信道频率之和，同时为了保证各⼦信道中所传输的信号互不⼲扰，应在各⼦信道之间设⽴隔离带。

频分复⽤技术的特点是所有⼦信道传输的信号以并⾏的⽅式⼯作，每⼀路信号传输时可不考虑传输时延。

时分复⽤：

就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若⼲时间⽚（简称时隙），并将这些时隙分配给每⼀个信号源使⽤，每⼀路信号在⾃⼰的时隙内独占信道进⾏数据传输。时分复⽤技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变

优点是时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，⽽其他繁忙的信道⽆法占⽤这个空闲的信道，因此会降低线路的利⽤率。2-15 码分CDMA为什么可以使所有⽤户在同样的时间使⽤同样的频带进⾏通信⽽不会相互⼲扰？这种复⽤⽅法有何优缺点？

答：⼀个CDMA系统中不同站之间通讯时，它们有固定的特殊的码⽚，每个站发送的是本站码⽚和数据彼特乘积，不同站之间码⽚正交。当A站要接收B站发送的数据时，A站必须知道B站的码⽚序列，A站⽤B站的码⽚序列与其接收到的未知信号做内积运算，来源不是B站的信号将被过滤（内积相关项为0），故只能得到B站所发的信号。个⽤户之间不会⼲扰。

这种复⽤⽅法的优点：频谱利⽤率⾼，容量⼤；覆盖范围⼤；有很强的抗⼲扰能⼒，其频谱类似于⽩噪声，传送的信号不易被敌⼈发现；采⽤CDMA可提⾼通信的话⾳质量和数据传输的可靠性，减少对通信的影响；⽹络成本低；降低⼿机的平均发射功率等等。

缺点是：需要为各站分配不同互相正交的码⽚序列；地域受线路影响，不是每个地⽅都能⽤，安装时间长等。

第三章数据链路层3-3、⽹络适配器的作⽤是什么？⽹络适配器⼯作在哪⼀层？

答：⽹络适配器是⽤于实现数据链路层和物理层协议的硬件和软件，能够对数据的串⾏和并⾏传输进⾏转换，并且能够将缓存数据暂时存⼊内存。⼯作在物理层和数据链路层3-4、数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？

答：封装成帧：在数据报两端加上⾸部和尾部可以使得接收⽅能够从⽐特流中准确区分⼀个帧的开始和结束，同时，在帧的⾸部和尾部中含有⼀定的控制信息；只有在数据链路层中以帧的形式传送数据才能进⾏差错检验；

透明传输：透明传输指的是任何⽐特组合的数据都可以在数据链路层上传输，畅通⽆阻。若不实现透明传输，会导致传送中⼆进制码同定界控制字符的数据被界定为帧的开始或者结束字符，导致信息遗失；

差错检验：数据在传输过程中会发⽣差错，如果不检验则会⼤⼤降低传输的可靠性。利⽤循环冗余差错检验可以确保收到的信息都是正确的，提⾼了可靠性。3-6、PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使⽤帧的编号？PPP适⽤于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？

答：（1）、特点：1.PPP提供的是不可靠的数据包服务；2.⼀条链路上同时⽀持多种⽹络层协议；3.及⽀持异步链路也⽀持同步链路；4.⽤户与ISP通信时的简单的数据链路协议

（2）、PPP不使⽤编号因为，帧的编号是为了出错时可以有效地重传，⽽PPP不需要实现可靠传输，意义不⼤，原因如下：1.在数据链路层出现差错的概率不⼤，使⽤简单的PPP合理；2.数据链路层的可靠传输不能保证⽹络层的传输也可靠；3.通过CRC检验，可以保证⽆差错接收

（3）、⽤于线路质量不太差的情况

（4）、没有编码和确认机制，⽆法实现3-7、计算余数

冗余码n

除数n+1被除数原被除数加n个0

⽣成多项式----除数3-13、局域⽹的主要特点是什么？为什么局域⽹采⽤的⼴播通信通信⽅式⽽⼴域⽹不采⽤呢？

答：（1）、1.⽹络为⼀个单位所拥有且地理范围和站点数⽬都有限；2.具有⼴播功能，局域⽹上的主机可以共享该局域⽹上硬件和软件资源；3.各设备的位置可以灵活调整；4.提⾼了系统的可⽤性、可靠性、⽣存性；5.传输速率⾼，误码率低，采⽤分布式控制和⼴播式通信

（2）局域⽹采⽤⼴播通信因为局域⽹范围较⼩，所有主机可以通过⼀条链路共享资源；⽽⼴域⽹范围⼴，⼤⾯积传播数据会导致数据的⽆效流动，占⽤⽹络的使⽤率，容易产⽣⼴播风暴，是⽹络⽆法正常运⾏3-14、常⽤的局域⽹的⽹络拓扑有哪些种类？现在最流⾏的是哪种结构？为什么早期的以太⽹选择总线拓扑结构⽽不使⽤星形拓扑结构，但现在却改为使⽤星形拓扑结构？