计算机网络复习

作业一1．简述OSI/RM计算机网络体系结构中的七个层次模型及其主要功能。

自上而下：应用层：为用户使用网络提供接口表示层：实现通信程序数据到网络传输数据的信息格式转换、数据加密、解密。

会话层：通过建立会话实现应用程序进程间的连接。

会话管理与数据传送同步。

传输层：通过差错控制、流量控制、顺序控制等，实现应用程序之间的连接。

网络层：在通信的源节点和目的节点间选择一条路径。

数据链路层：通过差错、流量控制可控制的数据“帧”，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

物理层：物理连接标准、数据传输率、监控数据差错率。

2．简述OSI/RM计算机网络体系结构中数据流流动方向的特点。

整套通信协议的实现称为栈.数据从发送方向下通过协议栈的每一层,又从接收方向上通过协议栈的每一层.每一层把数据传送到低一层之前在数据前面附加一些控制信息,称为协议头部,接收方收到数据之后分析相应头部的信息,然后卸掉头部提交上一层。

3．简述三种数据交换技术的特点及其优缺点电路交换：优点：数据传输可靠、迅速，不易丢失。

缺点：线路专用——线路的利用率不高；高峰时没有空闲线路。

电路建立、释放——通信量小时，链路建立拆除占用时间比例过大。

报文交换：特点：以报文为单位的存储转发的传输方式。

无须建立一条专用的传输线路，只需在已存在的网络中择一条到达目的结点的路径。

报文交换不适于实时性要求高和交互性应用。

优点：●充分利用线路；●报文可在中间结点缓存；●可实现一对多传输；●可实现报文的优先级传输；●在中间结点的存储转发中实现差错校验和纠错缺点：●数据传输过程中可能延时较大；●由于报文大小不定，所以每个中间站点都必须有足够的缓存，通常采用硬盘作缓存。

分组交换：特点：●与报文交换相似，只是将报文分为若干个定长的分组，每个分组为一个子报文●线路的利用率较高、传输速度提高●由于分组小固定，所以每个中间站点的缓存通常是内存，无需外存储设备，大大提高存储交换速度●分组独立寻径，接收分组和发送分组的顺序可能不一致，通过的路径也可能不同●若传输中出错，只需重发出错的分组，提高差错控制的效率4．简述频分复用、时分复用及波分复用技术频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

波分复用：波分复用就是光的频分复用。

作业二1.简述数据链路层如何实现流量控制？由收方控制发方的数据流，乃是计算机网络中流量控制的一个基本方法。

在发送结点：1)从主机取一个数据帧。

2)将数据帧送到数据链路层的发送缓存。

3)将发送缓存中的数据帧发送出去。

4)等待。

5)若收到由接收结点发过来的信息(此信息的格式与内容可由双方事先商定好)，则从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)。

在接收结点：1)等待。

2)若收到由发送结点发过来的数据帧，则将其放入数据链路层的接收缓存。

3)将接收缓存中的数据帧上交主机。

4)向发送结点发一信息，表示数据帧已经上交给主机。

5)转到(1)。

2.简述数据链路层如何实现无差错传输？在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。

虽然物理层在传输比特时会出现差错，但由于数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制，数据链路层对上面的网络层就可以提供可靠传输的服务。

一种策略是使用纠错码（error-correcting code），另一种策略是使用检错码(error-detecting code)。

3.简述数据链路层的实用的停止等待协议？这里不使用否认帧（实用的数据链路层协议大都是这样的），而且确认帧带有序号n。

按照习惯的表示法，ACK n 表示“第n– 1 号帧已经收到，现在期望接收第n 号帧”。

●ACK1 表示“0 号帧已收到，现在期望接收的下一帧是 1 号帧”；●ACK0 表示“1 号帧已收到，现在期望接收的下一帧是 0 号帧”。

在发送结点：(1) 从主机取一个数据帧，送交发送缓存。

(2) V(S)←0。

(3) N(S)←V(S)。

(4) 将发送缓存中的数据帧发送出去。

(5) 设置超时计时器。

(6) 等待。

{等待以下(7)和(8)这两个事件中最先出现的一个}(7) 收到确认帧 ACK n，若n = 1 – V(s)，则：从主机取一个新的数据帧，放入发送缓存；V(S)←[1-V(S)]，转到(3)。

否则，丢弃这个确认帧，转到(6)。

(8) 若超时计时器时间到，则转到(4)。

在接收结点：(1) V(R)←0。

(2) 等待。

(3) 收到一个数据帧；若 N(S) = V(R)，则执行(4)；否则丢弃此数据帧，然后转到 (6)。

(4) 将收到的数据帧中的数据部分送交上层软件（也就是数据链路层模型中的主机）。

(5) V(R)←[1 - V(R)]。

(6) n←V(R)；发送确认帧 ACK n，转到(2)。

4.简述数据链路层如何解决重复帧的问题?●使每一个数据帧带上不同的发送序号。

每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加 1。

●若结点 B 收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。

这时应丢弃重复帧，因为已经收到过同样的数据帧并且也交给了主机 B。

●但此时结点 B 还必须向 A 发送确认帧 ACK，因为 B 已经知道 A 还没有收到上一次发过去的确认帧 ACK。

5.简述数据链路层如何解决数据帧丢失的问题？结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器(timeout timer)。

计时器又称为定时器。

若到了超时计时器所设置的重传时间tout而仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。

一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。

作业三1.详细介绍局域网中解决信道争用问题的CSMA/CD 规则CSMA/CD是对CSMA的进一步完善，增加了冲突检测的功能。

工作原理：边发送边检测。

若监听到冲突，则冲突双方都立即停止发送。

信道很快空闲，从而提高效率。

1-坚持的CSMA/CD规则：1)监听信道，若空闲则发送；否则，转（2）2)若信道忙，一直监听直到信道空闲，马上发送，并且边发送边检测3)若在传输中检测到冲突，停止发送，并发出32位的人为干扰信号（阻塞信号jam），强化冲突，让所有其他站都知道发生了冲突，停止传输。

4)发完人为干扰信号，等待一段随机时间，转（1），重新开展信道访问。

2.为什么传统局域网中最多连接1024个站点？为什么网络直径有限？IEEE802.3规定重试次数i的上限为16，且i>10后，T值不再增加。

即第10次重试后停止后退，延时时间上限不再加长，到此截断。

重试时间为2τ（0～1023）之间随机选择，一个站可能有1024个可能的时隙进行发送。

以太网最多支持1024个站点。

512位时槽和一个冲突域的最大网络直径相对应3. 为什么帧的长度不能小于64个字节？为什么当一个帧的前64个字节可以正常发送时，该帧就可以正常发送，不会碰撞？●以太网取51.2μs为争用期的长度。

●对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节。

●如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。

●由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节。

●以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。

作业四1．简述数据报服务与虚电路服务的异同及各自特点优缺点的归纳：2．简述广域网中地址表示方式，以及分组转发机制地址表示方式：●用二进制数表示的主机地址划分为前后两部分。

●前一部分的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号。

●后一部分的二进制数表示所连接的分组交换机的端口号，或主机的编号。

分组转发机制：●“转发” (forwarding)和“路由选择” (routing)这两个名词的使用在过去有些混乱。

现在的文献倾向于将它们区分开来。

●转发是当交换结点收到分组后，根据其目的地址查找转发表(forwardingtable)，并找出应从结点的哪一个接口将该分组发送出去。

●路由选择是构造路由表(routing table)的过程。

●路由表是根据一定的路由选择算法得到的，而转发表又是根据路由表构造出的。

3．写出下图中站点A， B，C 的地址以及交换机2的转发表。

A：[1，1]B：[2，1]C：[3，3]交换机2的转发表：4．简述什么是拥塞，以及拥塞控制与流量控制的异同？在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞(congestion)。

●拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。

●拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

●流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。

●流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。

5．简述拥塞控制的一般思路开环控制方法就是在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞。

闭环控制是基于反馈环路的概念。

属于闭环控制的有以下几种措施：●监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生。

●将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方。

●调整网络系统的运行以解决出现的问题。

6．解释转发器、网桥或桥接器、路由器这些网络连接设备之间的不同。

●物理层中继系统：转发器（repeater）●数据链路层中继系统：网桥或桥接器（bridge）●网络层中继系统：路由器（router）●网桥和路由器的混合物：桥路器（brouter）●网络层以上的中继系统（gateway）7．简述IPv4地址的表示方法及分类方法，了解各类地址中网络号的识别方式表示方法：• 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id ，它标志该主机（或路由器）。

• 两级的 IP 地址可以记为：IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>} (6-1)IPv4定义的IP 地址为32位，为Internet 上的每台主机和网络设备而分配的一个唯一地址，采用点分十进制记法（dotted decimal notation ）。

包括3个字段：• 类别字段• 网络号字段 net-id •主机号字段host-id分类方式：A 类地址:共126个子网（去掉127，0） ，每个子网内可以有1600万台主机；B 类地址:共16,382个子网（去掉255，0） ，每个子网内可以有65,534台主机（去掉子网的网地址和广播地址）；C 类地址:共200万个子网，每个C 类子网内最多只能有254台主机（去掉子网的网地址和广播地址） 。