02141计算机网络技术 第一章

  1. 请从资源共享的角度给出计算机网络的定义
    计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统集合
  2. ARPANET对推动计算机网络理论和技术发展的重要作用体现在哪些方面？
    完成了对计算机网络的定义和分类方法的研究
    提出了资源子网和通信子网的结构概念
    提出并实现了分组交换技术
    采用了层次结构的网络体系结构和研究方法
    促进了TCP/IP模型的研究和应用
    为internet的形成和发展奠定了基础
  3. 请简述通信子网和资源子网的功能及其组成
    通信子网负责完成网络数据的传输、转发、交换和路由等通信任务，由通信控制处理机、通信线路和其他网络设备构成。
    资源子网负责网络的数据处理业务，向网络中的用户提供各种资源和服务，由主机、终端、联网的外部设备、各种软件和信息资源构成
  4. 请简述广播式网络中的数据分组的传输过程
    答：任何一台计算机向网络发出数据分组时，其他计算机都可以检测到这个分组。数据分组中携带有源地址和目标地址，检测到这个分组的计算机查看其目的地址是否与本地计算机地址相同，如果相同则接受这个分组，如果不相同就丢弃这个分组。
  5. 请简述有线网络的优缺点
    有线网络的优点：信号导向性强、宽带通常比较宽、受外界干扰小，不易被监听和截获等
    缺点：布线成本高、通信受线路布局制约，不灵活方便，传统的局域网、城域网、广域网采用的都是有线网络
  6. 请简述网络协议包括的基本要素
    答：语法、语义和同步。
  7. 发送速率和传输速率的含义有什么区别？
    答：发送速率是指在终端或者网络中间结点，计算机设备每秒向网络中发送多少比特数据，其反映的主要是网络设备的性能；
    传输速率是指数据信号在传输线路上每秒能传播多少千米，其单位是千米每秒，其反映的主要是信号及信道的性能。
  8. 对于模拟通信系统和数字通信系统，带宽的含义各是什么？
    答：（1）对于模拟通信系统
    当输入的信号频率高或低到一定程度，使得系统的输出功率成为输入功率的一半时(即-3dB)，最高频率和最低频率间的差值就代表了系统的通频带宽，其单位为赫兹(Hz)。
    （2）数字通信系统中
    带宽”的含义完全不同于模拟系统，它通常是指数字系统中数据的传输速率，其表示单位为比特/秒(bit/S)或波特/秒(Baud/S)。带宽越大，表示单位时间内的数字信息流量也越大；反之，则越小。
  9. 端到端延迟是有由哪几个不同的部分构成的？
    答：排队延迟、发送延迟、传输延迟、传播延迟。
  10. 请简述计算机网络分布式处理功能的意义
    答：一方面可以减轻价格昂贵的主处理器的负担，使主机和链路的成本降低；另一方面，分布处理也可以提高网络的可靠性。
  11. 开放系统互联参考模型OSI，X.25协议，串行通信的接口标准RS-232和局域网协议体系分别是由哪几个机构制定的？
    答：国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟（ITU）、美国电子工业协会（EIA）、电子和电子工程师协会（IEEE）。
  12. 以一台设备作为中心处理系统，其他入网设备均与中心处理机通过通信线路相连，其他结点之间不能直接通信，必须通过中心处理机进行转发是那种网络拓扑结构的特点？
    答：星形结构。

02141计算机网络技术 第二章

02141计算机网络技术 第二章

1.消息和信息的各自概念是什么？两者之间有何关系？
答： 消息：人类能感知的描述。
信息：消息中所包含的有意义的内容。
关系：消息是信息的载体。

2.什么是数据通信？
答： 数据通信的概念是相对于电话通信、电视广播通信等传统通信业务而言的，是在计算机出现之后，通信与计算机相结合而产生的一种通信业务。

3.模拟信号和数字信号的区别是什么？
答： 模拟信号的自变量可以是连续的，也可以是离散的，但其因变量一定是连续的。
数字信号的因变量和自变量都是离散的。

4.画出通信系统的一般模型，并简述每个部分的主要功能。

答：
信源：是将消息转换为电信号的设备。
发送设备：作用是将信源产生的信号进行适当的变换。
信道：是信号传输的媒介。
噪声：自然界和通信设备中所固有的，对通信信号产生干扰和影响的各种信号。
接收设备：用于完成发送设备的反变换，即进行译码和解调，还原原始的发送信号。
信宿：是信号的终点，并将信号转换为人们能识别的消息。

5.简述单向通信、双向交替通信和双向同时通信的特点。并各举一种实际应用。
答：（1）单向通信
任何时间都只能有一个方向的通信，没有反方向的交互。无线电广播。
（2）双向交替通信
通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（或同时接收），这种通信方式往往是一方发送另一方接收，如无线对讲机系统。
（3）双向同时通信
通信双方可以同时发送和接收信息，如电话网、计算机网络等。

6.什么是串行通信和并行通信？各自应用于什么样的领域？
答：串行通信只为信息传输设置一条信道，数据的一个字节的每一个bit（位）依次在这条通道上传输。速度相对通信慢，一般应用于长距离数据传输。比如计算机与键盘、鼠标、移动存储介质等外围设备间数据传送，以及更远距离的通信过程。RS-232接口和USB接口。
并行通信是为一个字节的每一个bit（位）都设置一个传输通道，全部bit（位）同时进行传送。不适用于长距离的传输。一般只在计算机内部元器件之间进行并行传输方式，如计算机与存储器的总线传输。

7.简述异步传输和同步传输的基本原理。
答：异步传输
以字符为单位独立进行发送，依次传输一个字符，每个字符用5～8bit来表示，在每个字符前面加一个起始位，以指明字符的开始，每个字符后面增加1个或2个停止位，以指明字符的结束；无字符发送时，发送方就一直发送停止位。接收方根据起始位和停止位判断字符的开始和结束，并以字符为单位接收数据。
同步传输
以数据块为单位进行发送。每个数据块内包含多个字符，每个字符可以用5～8bit标识；每个数据块的前面加一个起始标志，以指明数据块的开始，在其后面加一个结束标志，以指明数据块的结束。接收方根据其实标志和结束标志以数据块为单位进行接收。

8.对于模拟通信系统和数字通信系统，衡量通信的有效性和可靠性都有那些指标？
答：用来衡量数据通信系统有效性的指标主要有带宽、码元速率、信息速率和频带利用率等；衡量可靠性的指标主要是信噪比和误码率，模拟通信和数字通信有着不同的评价指标。
对于模拟通信系统，主要用带宽来评价通信的有效性。模拟通信系统的可靠性常用接收端最终输出有用信号的功率与噪声功率的比值（简称信噪比）来度量，信噪比越高，表示系统传输的信号收到的损害越小，通信的可靠性就越高。

9.信道带宽和信号传输带宽的含义是什么？
答:信号带宽是信道的固有特性，只与信道的介质有关系，从数值上等于信道中所能通过模拟信号最高频率和最低频率之间的差值；而信号传输带宽是某种通信业务信号频率的最高分量和最低分量之间的差值，单位都是赫兹（HZ）。

10.若某通信系统数字信号的码元长度为10-6s，采用八进制数字传输，试求该系统的码元速率和信息速率。
Rb = RB * log2M
RB 为波特率（车）码元速率
Rb 为比特率 (人) 信息速率
M为进制数
解：码元速率=1/码元长度=106（Baud）
信息速率=码元速率×log2M=3×106（bit/s）

11.低通模拟信号和带通模拟信号的抽样定理各是什么？
答:低通信号的抽样定理定义为：对于一个频带有限模拟信号f（t），假设其频带为（0，fh），若以抽样频率fh ≥2fh，即抽样间隔T≤fh /2，则信号f（t）将被抽样值完全确定，即抽样后的离散信号包含了原模拟信号的全部信息，接收端能够从中恢复f（t）。如果抽样频率fs<2 fh，则会产生混叠失真，无法还原原信号。能够满足无失真抽样的最小抽样频率fs=2 fh称为奈奎斯速率，与之相对应的最大抽样时间间隔T=1/2 fh称为奈奎斯时间间隔。
带通信号的抽样定理定义为：对于一个频带限定在ft～fh内，带宽为B=fh-ft的带通模拟信号f（t），如果对它进行的最小抽样频率满足
fs=2B（1+k/n）

02141计算机网络技术 第三章

1.网络协议包括的三要素是什么？
答： 语法、语义和时序关系。

2.在计算机网络中使用分层的思想有哪些好处？
答： （1）各层次之间可相互独立；
（2）有较强的灵活性，便与实现和维护；
（3）分层的思想有利于标准化。

3.什么是网络体系结构？网络体系结构研究的对象是什么？
答： 层次和协议的集合构成了网络的体系结构。体系结构研究的是网络系统各部分的组成及其相互关系。

4.简述OSI参考模型的层次划分。
答：OSI参考模型将整个网络的通信功能分为7层，由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层（运输层）、会话层、表示层和应用层。每一层都有特定的功能，并且上一层利用下一层的功能所提供的服务

5.简述OSI参考模型的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的主要功能。
答：
物理层：在传输介质上实现无结构比特流传输。（集线器、中继器属于物理层设备。网卡；光纤；baiduCAT-5线；RJ-45接头；物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。）
数据链路层：实现在相邻节点之间的数据可靠而有效地传输。（交换机，网卡[MAC地址]–根据mac地址表转发数据帧）
网络层：数据转发与路由。（路由器[IP]）
传输层：复用/解复用（区分发送和接收主机上的进程）、端到端的可靠数据传输、连接控制、流量控制和拥塞控制机制等。（TCP/UDP）
应用层：为用户提供了一个应用网络通信的接口。
拓展：

6.OSI参考模型的服务原语有哪些类型？各种类型原语的功能是什么？
答：请求：用户实体请求服务做某种工作。
指示：用户实体被告知某件事发生。
响应：用户实体表示对某件事的响应。
确认：用户实体受到关于它的请求的答复。

7.数据通信中，面向连接的服务和无连接的服务含义各是什么？
答：（1）面向连接的服务：就是通信双方在通信时，要事先建立一条通信线路，其过程有建立连接（通过三次握手的方式建立，建立连接是需要分配相应的资源如缓冲区，以保证通信能正常进行）、使用连接和释放连接三个过程。它可以保证数据以相同的顺序到达。面向连接的服务在端系统之间建立通过网络的虚链路。
（2）无连接的服务：就是通信双方不需要事先建立一条通信线路，而是把每个带有目的地址的包（报文分组）送到线路上，由系统选定路线进行传输。它不要求发送方和接收方之间的会话连接，不保证数据以相同的顺序到达。

8.简述TCP/IP参考模型的层次划分，以及与OSI模型的主要区别。
答：TCP/IP参考模型包括4层：应用层、传输层、网络互联层、网络接口层。
与OSI模型的区别主要包括以下几个方面：
（1）层次划分的不同。
（2）面向连接的和表象无连接的通信的不同。
（3）与具体协议的配合程度。

9.HTTP、SMTP、FTP、UDP、TCP、IP、ICMP和OSPF等协议分别属于TCP/IP参考模型的那个层次？
答：HTTP、SMTP、FTP：应用层
UDP、TCP：传输层
IP、 ICMP、 OSPF：网络互联层

10.简述TCP/IP中的熟知端口、注册端口和客户端口的端口号范围。
答： 端口号为0到1023的为熟知端口，1024到49151为登记端口号，49152到65535为客户端口号或短暂端口号。

11.简述UDP的数据报结构和主要工作机制。
答：UDP数据报结构：

源端口号、目的端口号、长度和检验和字段构成了UDP首部。UDP使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道，从而支持同一时刻内多项应用同时发送和接收数据。
UDP的工作机制主要包括以下几个方面：
1）UDP是一个无连接协议；
2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等；
3）UDP数据报的首部很短，其数据报的额外开销很小；
4）吞吐量不收拥塞控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制；
5）UDP使用最大努力支付，即不保证可靠支付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表；
6）UDP是面向报文的。应用程序需要选择合适的报文大小。

12.简述TCP首部结构中URG、ACK、PSH、RST、SYN和FIN标志位字段的作用。
答： 各字段的具体含义是：
URG=1时，表明紧急指针字段有效，通知系统此报文中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据）；
ACK=1时，标识确认号字段有效，
当ACK=0时，确认号无效；TCP收到PSH=1的段时，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付；
当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立传输连接；
SYH=1时，表示这是一个建立新连接请求控制段或者是同意建立新连接的确认段；
FIN用来释放一个TCP连接，当FIN=1时，表明该TCP段的发送端的数据已发送完毕，并请求释放TCP连接。

URG :urget pointer is valid 紧急指针有效 （1）
ACK：表示响应（确认序列有效 （1））
PSH：表示有DATA数据传输（接收方应尽快将报文段交给应用层）
RST：表示连接重置
SYN：表示建立连接
FIN：表示关闭连接

13.简述TCP建立连接的“三次握手”过程和拆除连接的“四次握手”过程。 （重点）
答： TCP建立连接的“三次握手”过程：
1）A的TCP向B发出连接请求报文段，其首部中的同步位SYN=1，并选择初始序号seq=x，表明传送数据的第一个字节的序号是x。（第一次握手）
2）B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。B在确认报文段中应使SYN=1，ACK=1，其确认序号ack_seq=x+1，自己选择的初始序号seq=y。（第二次握手）
3）A收到此确认报文段后向B给出确认，其中ACK=1，SYN
=0，seq=x+1，ack_seq=y+1。（第三次握手）
拆除连接的“四次握手”过程：
1）TCP通信的双方都可以拆除连接，假设拆除连接由A发起，则A向B发送释放连接控制报文段，并停止再发送数据。控制报文段首部中的终止控制位FIN位置为1，其序号seq=u，然后A等待B的确认。
2）B收到A发出的释放连接控制报文段后，立即向A发送确认报文段，确认报文段的ACK位置为1，确认序号ack_seq=u+1，设确认报文段自己的序号seq=v。A收到来自B的确认后，进入等待状态，等待B发出的释放连接控制报文段。
3）如果B已经没有要向A发送的数据，则B向A发送释放连接控制报文段，其首部中FIN位置为1，假设此时B要发送的报文段序号seq为w，而确认序号ack_seq仍然为u+1。
4）A收到B释放连接控制报文段后，要向B发送确认报文段，其中的ACK位置为1，序号seq=u+1，确认序号ack_seq=w+1。B确认收到该报文段后，可以马上释放连接；A在发出该确认段后，延迟一段时间即释放连接。

14.简述TCP流量控制的基本原理。
答： 接收端（接收端与发送端是相对的，因为TCP是全双工的）在给发送端发送数据段（ACK=1）或单纯确认段时，通告剩余接收储存空间作为接收窗口，发送端在接下来发送数据段是，控制未确认段的应用层数据总量不超过最近一次接收端通告的接收窗口大小，从而确保接收端不会发生缓存溢出。

15.TCP拥塞机制的基本算法有哪些？
答：慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复

16.简述“加性增加，乘性减小”的AIMD算法的基本思想。
答： 为了防止拥塞窗口增长过快而引起网络拥塞，TCP还需要设置一个慢启动阈值ssthresh，当拥塞窗口的值增长到ssthresh时，就要减缓拥塞窗口的增长速度，具体做法是每经过一个RTT，拥塞窗口cwnd的值加1（单位为MSS），这样就可以使cwnd按线性规律缓慢增长，这个过程称为“加性增加”算法。通常情况下，拥塞窗口cwnd的初始值被设置为1，慢启动阈值ssthresh的初始值被设置为16。当拥塞避免算法执行到某个时刻，发送端首先将ssthresh的值变为发生超时时cwnd值的一半，同时将cwnd的值置为1，重新执行慢启动算法。这样做的好处是，当网络频繁出现拥塞时，ssthresh下降的很快，可以大大减少注入网络中的数据报文段。通常称这个过程为“乘性减小”算法。

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