《计算机网络体系结构》 第三章计算机网络作业

第三章计算机网络体系结构与网络协议3.1 网络体系结构3.1.1 概述使相互通信的两个可能不同厂家、不同结构的计算机系统高度协调地交换数据，通信双方必须在有关信息内容、格式和传输顺序等方面遵守一些事先约定好的规则，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等。

这些为进行网络中数据交换而制定的规则、标准与约定，称为网络协议。

考察一个实际社会中的邮政系统的结构、运行过程。

以下是邮政系统结构以及信件发送与接收过程的示意图。

3.1.2 网络体系结构的基本概念1. 协议（protocol）协议是一种通信规约。

不遵循双方事先约定好的规则与规定，就要出错。

计算机网络也是如此，网络中大量计算机之间要有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的通信协议。

一个网络协议主要由三个要素组成：（1）语义：构成协议的协议元素的含义。

协议元素是指需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。

（2）语法：数据或控制信息的数据结构形式或格式（3）时序：对事件实现顺序的详细说明3. 接口（interface）接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。

低层向高层通过接口提供服务。

只要接口条件不变，低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。

4. 体系结构（architecture）对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。

计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。

将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（Network Architecture）。

即关于计算机网络应该设置哪几层，每层应提供哪些功能。

3.1.3 网络体系结构的特点1. 各层之间互相独立2. 灵活性好3. 结构上可以分割开，各层都可以采用最适合的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其它层4. 易于实现和维护5. 有利于促进标准化3.2 开放系统互连参考模型3.2.1 OSI参考模型的制定开放系统互连参考模型OSI（Open system interconnection/Reference Model）是由国际标准化组织ISO制定的网络层次结构模型。

计算机网络参考答案第三章（高教第二版冯博琴）1 什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？答：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义明确的层次，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。

网络体系结构中基本的原理是抽象分层。

2 网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。

答：网络协议主要由三个要素组成：1）语义协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。

2）语法语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。

3）时序时序是指通信中各事件发生的因果关系。

或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。

例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文，如果目标站收到的是正确的报文，就应遵循协议规则，利用协议元素ACK来回答对方，以使源站知道其所发出的报文已被正确接收，于是就可以发下一份报文；如果目标站收到的是一份错误报文，便应按规则用NAK元素做出回答，以要求源站重发该报文。

3 OSI/RM参考模型的研究方法是什么?答：OSI/RM参考模型的研究方法如下：1）抽象系统抽象实系统中涉及互连的公共特性构成模型系统，然后通过对模型系统的研究就可以避免涉及具体机型和技术实现上的细节，也可以避免技术进步对互连标准的影响。

2）模块化根据网络的组织和功能将网络划分成定义明确的层次，然后定义层间的接口以及每层提供的功能和服务，最后定义每层必须遵守的规则，即协议。

模块化的目的就是用功能上等价的开放模型代替实系统。

5 服务原语的作用是什么？试以有确认服务为例进行说明。

答：服务在形式上是用服务原语来描述的，这些原语供用户实体访问该服务或向用户实体报告某事件的发生。

第一章作业参考答案1. 什么是计算机网络？什么是网络协议？网络协议的要素有哪些？答：计算机网络是指具有独立功能的计算机，通过网络通讯设备连接起来，能够实现数据通信和资源共享的计算机系统的集合。

网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

网络协议有三个要素：语法、语义、同步（或时序）。

语法，即用户数据与控制信息的结构和格式；语义，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应；时序，即对事件实现顺序的详细说明。

2. 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）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。

当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。

在整个通信过程中双方一直占用该电路。

它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。

但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。

电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。

当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。

报文交换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，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。

但它的缺点也是显而易见的。

以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。

报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。

它兼有电路交换和报文交换的优点。

分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。

每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。

把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。

作业1-1什么是计算机网络？1-2局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？1-3计算机网络的功能主要有哪些？1-4由ｎ个结点构成的星状拓扑结构的网络中，共有多少个直接连接？对于ｎ个结点的环状网络呢？对于ｎ个结点的全连接网络呢？答：采用星状、环状、全连接拓扑结构的网络如图所示。

星状、环状、全连接拓扑结构网络如上图，在n个结点的星状网络中，直接连接数为n-1；在ｎ个结点的环状网络中，直接连接数为ｎ；在ｎ个结点的全连接网络中，直接连接数为n(n-1)/2。

1-5．假设一个系统具有ｎ层协议，其中应用进程生成长度为ｍ字节的数据。

在每层都加上长度为ｈ字节的报头。

计算为传输报头所占用的网络带宽百分比。

解答：在同一结点内，当应用进程产生数据从最高层传至最低层时，所添加的报头的总长度为ｎｈ字节，数据部分仍为ｍ字节。

因此，为传输报头所占用的网络带宽百分比为：ｎｈ／（ｎｈ＋ｍ）×１００％1-6．什么是体系结构？在设计计算机网络体系结构时，引入了分层思想带来了哪些好处？在网络体系结构中，有两个比较重要的概念———协议和服务，试谈谈对它们的理解。

2-1 物理层主要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？2-2 对于带宽为4000Hz通信信道，如果采用16种不同的物理状态来表示数据，信道的信噪比S/N为30dB，按照奈奎斯特定理，信道的最大传输速率是多少？按照香农定理，信道的最大传输速率是多少？2-3．假设需要在相隔1000km的两地间传送3kb的数据。

有两种方式：通过地面电缆以4.8kb/s的数据传输速率传送或通过卫星通信以50kb/s的数据传输速率传送。

则从发送方开始发送数据直至接收方全部收到数据，哪种方式的传送时间较短？已知电磁波在电缆中的传播速率为光速的2/3，卫星通信的端到端单向传播延迟的典型值为270ms。

解答：从发送方开始发送数据直至接收方收到全部数据的时间Ｔ＝数据发送时延＋信号传播时延。

对于通过地面电缆的传送方式，电磁波在电缆中的传播速率＝３×１０５×２／３＝２×１０５（ｋｍ／ｓ），则Ｔ＝３／４．８＋１０００／２０００００＝０．６３（ｓ）。

计算机学科专业基础综合计算机网络-计算机网络体系结构(三)(总分：81.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数：41，分数：41.00)1.计算机网络可以被理解为______。

∙ A.执行计算机数据处理的软件模块∙ B.由自治的计算机互联起来的集合体∙ C.多个处理器通过共享内存实现的紧耦合系统∙ D.用于共同完成一项任务的分布式系统（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：计算机网络是由自治计算机互联起来的集合体，这里包含着三个关键点：自治计算机、互联、集合体。

自治计算机是指由软件和硬件两部分组成，能完整地实现计算机的各种功能；互联是指计算机之间能实现相互通信；集合体是指所有使用通信线路及互联设备连接起来的自治计算机的集合。

而选项C和D分别指多机系统和分布式系统。

2.计算机网络最基本的功能是______。

∙ A.数据通信∙ B.资源共享∙ C.分布式处理∙ D.信息综合处理（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：计算机网络的功能包括：数据通信、资源共享、分布式处理、信息综合处理、负载均衡、提高可靠性等，但其中最基本的功能是数据通信功能，数据通信功能也是实现其他功能的基础。

3.下列不属于计算机网络功能的是______。

∙ A.提高系统可靠性∙ B.提高工作效率∙ C.分散数据的综合处理∙ D.使各计算机相对独立（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：计算机网络的三大主要功能是数据通信、资源共享以及分布式处理。

计算机网络使各计算机之间的联系更加紧密而不是相对独立。

4.计算机网络系统的基本组成是______。

∙ A.局域网和广域网∙ B.本地计算机网和通信网∙ C.通信子网和资源子网∙ D.服务器和工作站（分数：1.00）A.B.C. √D.解析：计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两部分。

5.在计算机网络中可以没有的是______。

∙ A.客户机∙ B.服务器∙ C.操作系统∙ D.数据库管理系统（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：从物理组成上看，计算机网络由硬件、软件和协议组成，客户机是客户访问网络的出入口，服务器是提供服务、存储信息的设备，当然是必不可少的。

第一次作业[判断题]在TCP/IP协议中，TCP提供可靠的面向连接服务，UDP提供简单的无连接服务，而电子邮件、文件传送、域名系统等应用层服务是分别建立在TCP、UDP之上的。

参考答案：正确[判断题]如果一台计算机可以和其他地理位置的另一台计算机进行通信，则这台计算机就是一个遵循OSI标准的开放系统。

参考答案：错误[判断题]网络协议的三要素是语义、语法与层次结构。

参考答案：错误[判断题]在线路交换、数据报与虚电路方式中，都要经过线路建立、数据传输与线路释放这3个过程。

参考答案：错误[判断题]计算机网络与分布式系统的主要区别不是表现在物理结构上，而是表现在高层软件上。

参考答案：正确[判断题]Internet。

是将无数个微型计算机通过路由器互连的大型网络。

参考答案：错误[单选题]网络拓扑对网络性能与网络( )有很大的影响。

A：造价B：主从关系C：结构D：控制关系参考答案：A[论述题]TCP/IP协议的主要特点是什么?参考答案：答：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独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网络中。

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。

[论述题]ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么?参考答案：答：ISO制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则：网络各结点都有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口连接；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。

[论述题]计算机网络采用层次结构的模型有什么好处?参考答案：答：计算机网络采用层次结构的模型好处：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。

计算机网络技术》第三章网络体系结构练习题一、填空题1.__________________________________ 网络协议是指，它由、______ 、3部分组成。

2 计算机网络采用_______________ 的体系结构，网络中两个结点对等功能层之间遵循相应的____________ 进行通信，相邻两层之间的交接处称为_______________________ 。

3.OSI/RM 的中文全称为 ______________________ ，它分为 _____ 层，由低到高分别是:4.TCP/IP协议也采用分层体系结构，对应开放系统互连（OSI）参考模型的层次结构，可分为______ 层，依次为: ___________ 、____________ 、___________ 和___________ 。

5.为了保证比特流在物理通道上传输，物理层协议规定____________ 、__________ 、__________ 和___________ 4个方面的接口特性。

6.以太网是一种常用的_____________ 结构局域网，它基于______________ 协议标准，采用介质访问控制方法___________________ 。

7.CSMA的中文意思是 __________________________ ，CSMA技术的特点为_____________ 。

8.传输层的主要任务是保证传输的 _____________________ 。

9.面向连接的服务分为_____________ 、 ____________ 、____________________ 3个过程。

10.TCP/IP的传输层有两个协议，分别是TCP和UDP UDP协议用来提供________________ 服务，TCP协议提供___________________ 服务。

11.FDD是一种具有____________ 速率的 ____________ 技术。