计算机网络发展的历史

计算机系工程硕士《计算机网络》复习提纲

1、计算机网络发展的历史。

答：计算机网络发展经历了四个阶段：

⑴通信与计算机的结合——产生计算机网络（电路交换）；

⑵分组交换网的出现（包交换）；

⑶计算机网络体系结构的形成；

⑷综合化：即各种业务综合；高速化：即宽带化。

2、计算机网络体系结构和协议。

答：计算机网络的各层及其协议的集合，称为计算机网络的体系结构。计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。

网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。包括语法、语义和同步。

3、分层体系结构的优缺点。

答：优点：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促进标准化工作。

缺点：分层的层次数难以确定；有些功能会在不同的层次中重复出现，而产生了额外开销。

4、TCP/IP和OSI/RM体系结构。

答：OSI/RM的体系结构分为7层，自下而上分别是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。TCP/IP参考模型分为4层，自下而上分别为：主机至网络层，互连网层，传输层，应用层。

⑴两者之比较

TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互连问题，并将网际协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。但ISO和CCITT最初只考虑到使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起。

TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重，而OSI在开始时只强调面向连接服务。

TCP/IP有较好的网络管理功能。而OSI到后来才开始考虑这个问题。

TCP/IP对一些基本概念没有很清楚的区分，而且其模型的通用性较差。

⑵OSI模型和协议的缺点

糟糕的提出时机

糟糕的技术

糟糕的现实

糟糕的策略

⑶TCP/IP 参考模型的缺点

该模型没有明显地区分服务、接口和协议的概念。

TCP/IP 模型完全不是通用的，并且不适合描述除TCP/IP 模型之外的任何协议栈。 主机至网络层在分层协议中根本不是通常意义下的层。

TCP/IP 模型不区分（甚至不提及）物理层和数据链路层。

虽然IP 和TCP 协议被仔细地设计，并很好的实现了。但是其他很多协议却很特别，没有被很好的实现就免费发送，造成现在很难被替换。

5、课本P31第10、11题，即分组交换和电路交换的区别。

习题1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)。从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？

解：采用电路交换：端到端时延：t c =s+x/b +k •d

采用分组交换：端到端时延：t p =k•(p/b )+k •d+((x/p)-1)•(p/b)

求满足t c> t p 的不等式

习题1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x 和（p+h ）（bit ），其中p 为分组的数据部分的长度，而h 为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。通信的两端共经过k 段链路。链路的数据率为b （bit/s ），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p 应取为多大？

答：（k •((p+h)/b)+k •d+(x/p-1)•((p+h)/b)）’ 求导

6、最高码元传输速率和极限数据传输速率。

例：信号脉冲的时间宽度为1/16ms ，每个信号有16种变化值，那么数据传输速率为多少？

解： N=16

bps N W C W B T

W s s ms T 12800043200016log 32000log 232000

16000221600016000

11116000

1101611612

23=⨯=⨯=⨯==⨯======⨯==- S=1/T(log 2N)=1/(1/16ms)log 216=16*103

*4=64000bps

例：信噪比为30dB ，带宽为4kHz 的信道的最大数据传输率为多少？

解：

。），但后者比较代替用（使用计算器时，也可2

lg )101lg(2ln )101ln(403010.0342lg )101lg(4)101(log 4)/1(log 10

10/30)/lg(10)/(333322310

30++=⨯≈+⨯=+⨯=+⨯====⨯=kbps N S W C N S dB N S N S dB

7、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的原理与应用。

答：⑴曼彻斯特编码：将每一个码元分成两个相等的间隔，码元“1”在前一间隔为高电平而后一间隔为低电平，码元0正好相反。这种编码方式的好处是保证在每一个码元正中间的时间出现一次电平的转换，这对接收端提取位同步信号是非常有利的；

⑵差分曼彻斯特编码：若码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同；若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。差分曼彻斯特编码需要复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰能力。差分曼切斯特编码比曼切斯特编码的变化要少，因此更适合与传输高速的信息，被广泛用于宽带高速网中。

8、数据链路层的功能。

答：数据链路层的主要功能：通过一些数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。具体来说，包括：⑴链路管理。⑵帧定界。⑶流量控制。⑷差错控制。⑸将数据和控制信息区分开。⑹透明传输。⑺寻址。

9、使用窗口机制进行流量控制，若用n 个比特对帧进行编号：

⑴在连续ARQ 协议中，为什么W T ≤2n -1？举例说明。

答：当n=3时，有8个窗口，设发送端发送完0～7号共8个数据帧，因发生窗口已满，发送暂停；假定这8个数据帧均已正确达到接收端，并且对于每一个数据帧，接收端都发送了确认帧。那么必须考虑下列两种情形：

①所有确认帧都达到发送端，因而发送端接着又发出8个新的数据帧。因为序号是循环使用的，这8个数据帧的序号还是0～7，虽然序号相同，但8个帧都是新的帧；

②所有的确认帧都丢失了，发送端在计时器超时后重传了序号0～7的8个旧数据帧。

当接收端第二次收到编号为0～7的8个数据帧时，无法判定：这是8个新的数据帧，还是8个旧的、重传的数据帧。

可以证明，当用n 个比特进行编号，若接收窗口为1，则只有在发送窗口的大小