计算机网络第二章习题解答

计算机网络第二章习题解答
1. 问题描述：解释什么是分组交换？
分组交换是一种网络传输技术，其中数据被分成较小的块（或分组）进行传输，而不是以连续的比特流进行传输。

在分组交换中，每个分
组都会独立地通过网络传输，并且可以根据网络条件选择最佳路径来
传输分组。

2. 问题描述：什么是电路交换？请列出其优点和缺点。

电路交换是一种传输技术，其中通信路径在建立连接时被预先分配。

在电路交换中，通过建立一个持续的、专用的通信路径来实现端到端
的数据传输。

优点：
- 传输效率高，数据传输过程稳定；
- 可保障数据传输的实时性，适用于需求严格的应用场景，如电话
通信；
缺点：
- 通信链路建立时间较长；
- 通信路径在建立时就被预留，即使在通信过程中没有数据传输也
会占用资源；
- 在链路建立的过程中，若链路中断，需要重新建立连接。

3. 问题描述：什么是存储转发交换？请列出其特点。

存储转发交换是一种分组交换的方式，其中每个分组在传输之前需要完全接收，并存储在交换机的缓冲区中，然后根据目的地址选择合适的端口进行转发。

存储转发交换的特点包括：
- 可以处理不同大小的分组，适用于各种应用场景；
- 由于分组在接收端进行存储和处理，因此可以对接收到的分组进行差错检测和纠正；
- 可以在网络拥塞时进行流量控制，防止分组丢失。

4. 问题描述：简要解释虚电路交换和数据报交换的区别？
虚电路交换和数据报交换都是分组交换的方式，但两者存在一些区别。

虚电路交换中，发送端和接收端在通信之前会建立一个虚电路，路由器会记录这个虚电路，将后续的分组沿着虚电路转发。

在传输过程中，每个分组都有一个虚电路号标识，使得分组能够按照特定的路径到达目的地。

虚电路交换类似于电路交换，在传输过程中，分组的到达顺序和给定路径的稳定性都得到了保证。

而数据报交换中，每个分组都是独立地通过网络传输，每个分组都包含了目的地址等信息，因此路由器根据分组的目的地址来选择最佳
的传输路径。

数据报交换类似于存储转发交换，分组可以通过不同的
路径进行传输，灵活性较高。

5. 问题描述：解释什么是拥塞控制？
拥塞控制是计算机网络中一种重要的流量控制机制，用于控制网络
中的流量，以避免网络拥塞。

当网络出现拥塞时，网络的性能会受到
影响，导致数据丢失、延迟增加等问题。

拥塞控制的目标是在网络资源利用率与服务质量之间取得平衡。

它
通过监测网络中的拥塞程度、调整发送速率和限制发送量等手段来保
持网络的稳定运行。

常见的拥塞控制方法包括：慢开始、拥塞避免、快速重传和快速恢
复等。

6. 问题描述：简要解释TCP的可靠性传输机制。

TCP（传输控制协议）是一种常用的传输层协议，提供可靠的面向
连接的传输。

TCP的可靠性传输机制通过以下方式实现：
- 应用数据被分割成较小的数据块，并在每个数据块上加上序号；
- 发送方通过维护一个滑动窗口、确认、重传等技术，确保数据可
以按照正确的顺序到达接收方；
- 接收方对收到的数据进行确认，并在需要时要求发送方进行重传；
- 发送方根据收到的确认信息进行重传来实现可靠性传输。

通过以上机制，TCP可以在不可靠的网络上实现可靠的数据传输。

7. 问题描述：什么是网络层的路由选择？请列举几种常用的路由选
择算法。

网络层的路由选择是指在分组交换网络中，根据不同的路由选择算
法来选择最佳的传输路径。

常用的路由选择算法包括：
- 静态路由选择：管理员手动配置路由表，不根据网络变化进行调整；
- 动态路由选择：根据网络的拓扑结构、链路状态等动态信息来进
行路由选择，常见的动态路由协议有RIP、OSPF、BGP等；
- 最短路径算法：常用的有Dijkstra算法，计算两点之间的最短路径；
- 距离向量算法：常用的有Bellman-Ford算法，每个节点通过交换
路由信息来计算到达目的地的最短路径。

这些算法根据网络拓扑、链路状态、成本等指标来评估路径，并选
择最佳路径进行数据传输。

8. 问题描述：简要解释子网划分和子网掩码的概念。

子网划分是指将一个较大的网络划分为多个子网，每个子网都有自
己的唯一的网络地址。

子网划分可以帮助提高网络的安全性、灵活性
和管理性。

子网掩码用于标识子网的地址范围。

它由一串二进制数字组成，与IP地址进行逻辑与运算，以确定该IP地址属于哪个子网。

9. 问题描述：简要解释网络地址转换（NAT）的原理和作用。

网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种网络技术，常用于在私有网络和公共网络之间进行通信。

NAT将私有网络的IP地址转换为公共网络地址，以实现与公共网络的互联。

NAT的原理是通过映射表来记录私有IP地址和公共IP地址之间的对应关系。

当私有网络中的主机向公共网络发送数据包时，NAT会将私有IP地址替换为公共IP地址，并将这个映射关系记录在映射表中。

当公共网络返回响应时，NAT会根据映射表将数据包转发给正确的私有主机。

NAT的作用包括：
- 解决IP地址不足的问题，在私有网络中可以使用私有IP地址，而无需为每个主机分配独立的公共IP地址；
- 提高网络安全性，隐藏私有网络中的具体IP地址，减少攻击的目标；
- 实现多台主机共享单个公共IP地址，提高了网络的效率。

10. 问题描述：什么是IPv6？列举其与IPv4的主要区别。

IPv6（Internet Protocol version 6）是IP协议的第六个版本，用于替代IPv4协议。

IPv6相较于IPv4具有以下主要区别：
- 地址空间：IPv6使用128位地址，提供了更大的地址空间，可以
支持更多的设备连接到互联网；
- 安全性：IPv6在设计时考虑了更好的安全性，并且原生支持IPsec （IP安全性协议），能够提供更加安全的通信；
- 组播：IPv6引入了组播地址，使得数据可以在多个设备之间同时
传输，提高了网络效率；
- 自动地址分配：IPv6中引入了自动地址配置的机制，使得主机可
以自动获取IPv6地址，减少了手动配置的工作量；
- 路由优化：IPv6支持更好的路由优化，降低了网络中的路由开销；
- 兼容性：IPv6具备和IPv4兼容的能力，可以通过双栈技术实现
IPv4和IPv6之间的过渡，逐步替代IPv4。

总结：
本文主要介绍了计算机网络中关于分组交换、电路交换、存储转发
交换等内容的概念和特点。

此外，还介绍了TCP的可靠性传输机制、
拥塞控制、路由选择、子网划分、网络地址转换（NAT）和IPv6等相
关概念。

通过对这些内容的了解，可以更好地理解计算机网络中的基
本原理和技术。