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1、计算机网络基础（第三版）第1章 习题答案一、选择题1. A2. C3. D4. C5. D6A7B8B9B10 B11A12A13 D14A15A16C17A18B二填空题1环型，星型2局域网（或LAN），广域网（或MAN）3通信4网际层5逻辑链路控制（或LLC），介质访问控制（或MAC）6UDP，TCP7频带（宽带）三、问答题1计算机网络发展过程可分为四个阶段，分别是：面向终端的计算机网络阶段、具有通信功能的多机系统阶段、以共享资源为主的计算机网络阶段、广泛应用和发展阶段.1）面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络是将一台主计算机（Host）经通信线路与若干个地理上分散的终端(Termin
2、al)相连。主计算机一般称为主机，它具有独立处理数据的能力，而所有的终端设备均无独立处理数据的能力。在通信软件的控制下，每个用户在自己的终端上分时轮流地使用主机系统的资源。这种系统存在两个方面的问题。第一，随着所连远程终端数目的增加，主机的负荷加重，系统效率下降。第二，线路利用率低，费用也较高。2）具有通信功能的多机系统具有通信功能的多机系统把数据处理和数据通信分开的工作方式，主机专门进行数据处理，而在主机和通信线路之间设置一台功能简单的计算机，专门负责处理网络中数据通信、传输和控制。它一方面作为资源子网的主机和终端的接口节点，另一方面又担负通信子网中的报文分组的接收、校验、存储、转发等任务，
3、从而将源主机的报文准确地发送到目的主机。3）计算机网络第二代计算机网络是将若干个联机系统中的主机互联，为用户提供服务，以达到资源共享的目的，它和第一代网络的区别在于多个主机都具有自主处理能力，它们之间不存在主从关系，第二代计算机网络的典型代表是Internet的前身ARPA网。2计算机网络种类很多，性能各有差异，可以从不同的角度对计算机网络进行分类，主要有以下几种分类方法：按覆盖范围可分为广域网（远程网），局域网（本地网），城域网（市域网）；. 根据通信子网的信道类型可分为点到点式网络和广播式网络；按传输速率可分为低速网、中速网、高速网；按信息交换方式可分为电路交换网、分组交换网、报文交换网和
4、综合业务数字网等；按网络的拓扑结构又可分为总线型、星型、树型、环形型、网状型网络、混合型、全连型和不规则型网络；按传输介质分为双绞线、同轴电缆、光纤、无线和卫星网等；. 按照带宽分为基带网络和宽带网络；按配置可分为同类网、单服务器网和混合网；按对数据的组织方式可分为分布式、集中式网络系统；按使用范围可分为公用网和专用网；. 按网络使用环境可分成校园网、内部网、外部网和全球网等；按网络组件的关系可分为对等网络、基于服务器的网络。3计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节点之间的连线(链路)的物理布局(只考虑节点的位置关系而不考虑节点间的距离和大小)。即将网络中的具体设备，如计算机、交换机等网络单元
5、抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象为线。这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了点和线组成的几何图形，这就是网络的拓扑结构，也就说网络拓扑结构是一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理图形布局。计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构，分为总线型、环型、星型、树型、网状型等几种类型。1）总线结构的优点是：结构简单，价格低廉、安装使用方便；连线总长度小于星型结构，若需增加长度，可通过中继器增加一个网段；可靠性高，网络响应速度快；设备少，价格低，安装使用方便；共享资源能力强，便于广播式工作。缺点是故障诊断和隔离比较困难，总线任务重，易产生冲突碰撞问题。这种结构一般适用于局域网，其典型代表是共
6、享式以太网。2）环型结构的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间仅有惟一通路，简化了路径选择控制；每个节点收发信息均由环接口控制，控制软件较简单，传输延迟固定，实时性强，传输速率高，传输距离远，容易实现分布式控制；环型结构的缺点是由于信息是串行通过多个节点，当节点过多时，影响传输效率，同时使网络响应时间变长；环节点的加入和撤出过程都很复杂，由于环路封闭，环的某处断开会导致整个系统的失效。3）星型结构的优点是：通信协议简单，单个站点故障不会影响全网，结构简单，增删节点及维护管理容易；故障隔离和检测容易，网络延迟时间较短；一个端节点或链路的故障不会影响到整个网络。缺点是每个站点需要有一个专
7、用链路连接到中心节点，成本较高，通信资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点，一旦中心节点出现故障将导致整个网络崩溃。这种结构也常用于局域网，如交换式以太网。4）树型结构的优点：结构比较简单，成本低；网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输；扩充节点方便灵活。缺点是除叶节点及其相连的链路外，任何一个节点或链路产生故障会影响网络系统的正常运行；对根的依赖性太大，如果根节点发生故障，则全网不能正常工作。因此这种结构的可靠性问题和星型结构相似。目前的内部网大都采用这种结构。5）网状结构的优点是具有较高的可靠性。缺点是由于各个节点通常和多个节点相连，结构复杂，需要路由选择和流控制的功能，
8、网络控制软件比较复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。4广域网是利用公共通信设施，在远程用户之间进行信息交换的系统。其特点是分布范围广，一般从数公里到数千公里，可以覆盖几个城市、几个国家甚至全球。广域网内用于通信的传输介质和设备，一般由电信部门提供，网络是由多个部门或多个国家联合组建而成，可以通过串行接口工作在不同的速率。WAN一般不具备规则的拓扑结构，特点是速度慢、延迟大，入网的站点不参与网络的管理，它的管理工作由复杂的互联设备（如交换机、路由器）处理。局域网的特点是地理范围有限，规模较小，通常局限于一个单位或一幢大楼内，最大节点数为几百到几千个，适用于企业、机关、学校等单位。局域网组建方便，
9、建网周期短，见效快，成本低，使用灵活，社会效益大，是目前计算机网络发展最活跃的分支。局域网传输距离较近，一般不超过十公里。数据传输速率高，误码率低，传输延迟低， 城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络，通常覆盖一个城市或地区，距离从几十公里到上百公里。它是在局域网逐步扩大应用范围后出现的新型网络，是局域网的延伸。城域网设计的目标是满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。5点到点网络中的每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点交换机），发送的数据在信道另一端只有惟一的一个设备接收。点到点式的拓扑结构中，
10、因为没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但点到点信道浪费一些带宽。广播式网络中，所有节点共享一个通信信道，任何一个节点发送报文信息时，所有其它节点都会接收到该信息。6网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标准或约定）。协议定义了通信内容是什么、如何进行通信及何时进行通信等。7OSI/RM从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。8通信子网提供网络通信功能，能完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作，由通信控制处理机CCP、通信线路和其它通信设备组成的数据通信系统。资源子网为用户提供了访问网络
11、的能力，它由主机系统、终端控制器、请求服务的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源(如数据库和应用程序)构成。它负责网络的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。9发送进程发送给接收进程的数据时，先经过发送方各层从上到下传送到物理传输媒体，通过物理媒体传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。在发送方从上到下逐层传递的过程中，每经过一层都对数据附加一个具有各种控制信息的信息头部，即封装，分别为H7、H6、.、H1（统称为报头）。而各层的功能正是通过相应层的信息头部来实现的，因此，发送的数据会越来越大，直到物理层构成由“0”或“1”组成的二进制数
12、据流，然后再转换为电或光信号在物理媒体上传输至接收方。接收方在向上传递时过程正好相反，各层要去除发送方在相应层加上的控制信息，并进行相应的协议操作。发送方和接收方的对等实体看到的信息是相同的，就好像这些信息通过虚通道直接传送到了对方一样，同层节点之间通过协议实现对等层之间的通信。 101）什么是计算机网络体系结构现代计算机网络都采用了层次化体系结构，分层及其协议的集合称为计算机网络体系结构，它是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。2）为什么要分层分层结构有如下优点：(1)由于系统被分解为相对简单的若干层，因此易于实现和维护；(2)
13、各层功能明确，相对独立，下层为上层提供服务，上层通过接口调用下层功能。而不必关心下层所提供服务的具体实现细节，因此各层都可以选择最合适的实现技术；(3)当某一层的功能需要更新或被替代时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层都不受影响，因此灵活性好，这有利于技术进步和模型的改进；(4)分层结构易于交流、理解和标准化。3）分层原则网络体系结构分层时有以下几个原则：层数要适中，过多则结构过于复杂，各层组装困难，而过少则层间功能划分不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂；层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。另外，划分时把应用程序和通信管理程序分开，还需要将通信管理程序分为若干模块
14、，把专用的通信接口转变为公用的、标准化的通信接口，这样能使网络系统的构建更加简单。11TCP/IP和OSI/RM比较如下：1）OSI/RM以公用数据网为基础，TCP/IP是以计算机网络为基础的。OSI/RM结构严密，理论性强，学术价值高，各种网络、硬件设备和学术文献都参考它，具有更高的科学性和学术性。而TCP/IP相对简单，更多地体现了网络的设计、实现，因而其实用性更强。2）OSI模型比TCP/IP具有更好的隐藏性，在技术发生变化时每层的实现能比较容易被替换掉，这也是把协议分层的主要目的之一。OSI中高层只能调用和它相邻的低层所提供的服务，而TCP/IP可以跨层调用，即上级可以越级调用更低一些
15、的下级所提供的服务，提高了协议的效率。3）TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将IP作为TCPIP的重要组成部分。但ISO最初只考虑到用一种公共数据网将各种不同的系统互联在一起，只是在认识到IP协议的重要性后，在网络层划分出一个子层来完成类似IP的作用。4）TCP/IP一开始就对面向连接服务和面向无连接服务同样重视，而OSI很晚才开始制定无连接服务的有关标准。5）对可靠性的强调不同。OSI对可靠性的强调是第一位的，协议的所有各层都要检测和处理错误。TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应该由传输层来解决，由主机来承担，这样做的效果使TCP/IP成为效率很高的体系结构。但如果通信子网可靠性较差，使用TCP/IP协议的主机负担将会加重。6）系统中体现智能的位置不同。OSI的智能性问题如监视数据流量、控制网络访问、记账收费，甚至路径选择、流量控制等都由通信子网解决。TCP/IP则要求主机参与几乎所有的智能性活动。7）TCP/IP有很好的网络管理功能，OSI/RM后来才考虑这个问题。12TCP/IP协议分为四级，自下而上依次是：网络接口层、网际层、传输层和应用层。网际层协议有：IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP传输层协议有
