计算机网络基础作业(选做)

第1章1.能否说：“电路交换和面向连接是等同的，而分组交换和无连接是等同的”？答：不行。

这在概念上是很不一样的。

这点可举例说明如下。

电路交换就是在A和B要通信的开始，必须先建立一条从A到B的连接（中间可能经过很多的交换结点）。

当A到B的连接建立后，通信就沿着这条路径进行。

A和B在通信期间始终占用这条信道（全程占用），即使在通信的信号暂时不在通信路径上流动时（例如打电话时双方暂时停止说话），也是同样地占用信道。

通信完毕时就释放所占用的信道，即断开连接，将通信资源还给网络，以便让其他用户可以使用。

因此电路交换是使用面向连接的服务。

但分组交换也可以使用面向连接服务。

例如X.25网络、帧中继网络或ATM网络都是属于分组交换网。

然而这种面向连接的分组交换网在传送用户数据之前必须先建立连接。

数据传送完毕后还必须释放连接。

因此使用面向连接服务的可以是电路交换，也可以是分组交换。

使用分组交换时，分组在哪条链路上传送就占用了该链路的信道资源，但分组尚未到达的链路则暂时还不占用这部分网络资源（这时，这些资源可以让其他用户使用）。

因此分组交换不是全程占用资源而是在一段时间占用一段资源。

可见分组交换方式是很灵活的。

现在的因特网使用IP协议，它使用无连接的IP数据报来传送数据，即不需要先建立连接就可以立即发送数据。

当数据发送完毕后也不存在释放连接的问题。

因此使用无连接的数据报进行通信既简单又灵活。

面向连接和无连接是强调通信必须经过什么样的阶段。

面向连接必须经过三个阶段：“建立连接→传送数据→释放连接”，而无连接则只有一个阶段：“传送数据”。

电路交换和分组交换则是强调在通信时用户对网络资源的占用方式。

电路交换是在连接建立后到连接释放前全程占用信道资源，而分组交换则是在数据传送是断续占用信道资源（分组在哪一条链路上传送就占用该链路的信道资源）。

面向连接和无连接往往可以在不同的层次上来讨论。

例如，在数据链路层，HDLC和PPP协议是面向连接的，而以太网使用的CSMA/CD则是无连接的。

在网络层，X.25协议是面向连接的，而IP协议则是无连接的。

在运输层，TCP是面向连接的，而UDP则是无连接的。

但是我们却不能说：“TCP是电路交换”，而应当说：“TCP可以向应用层提供面向连接的服务”。

2.在具有五层协议的体系结构中，如果下面的一层使用面向连接服务或无连接服务，那么在上面的一层是否也必须使用同样性质的服务呢？或者说，是否我们可以在各层任意使用面向连接服务或无连接服务呢？答：实际上，在五层协议栈中，并非在所有的层次上都存在这两种服务方式的选择问题。

在网络层由于现在大家都使用IP协议，它只提供一种服务，即无连接服务。

在使用IP协议的网络层的下面和上面，都可以使用面向连接服务或无连接服务。

已经过时的OSI体系结构在网络层使用面向连接的X.25协议。

但在因特网成为主流计算机网络后，即使还有很少量的X.25网在使用，那也往往是在X.25协议上面运行IP协议，即IP网络把X.25网当作一种面向连接的链路使用。

在网络层下面的数据链路层可以使用面向连接服务（如使用拨号上网的PPP协议），即IP可运行在面向连接的网络之上。

但网络层下面也可以使用无连接服务（如使用以太网CSMA/CD），即IP可运行在无连接网络之上。

网络层的上面是运输层。

运输层可以使用面向连接的TCP，也可以使用无连接的UDP。

第2章1.共有4个站进行码分多址CDMA通信。

4个站的码片序列为：A：(-1-1-1+1+1-1+1+1) B：(-1-1+1-1+1+1+1-1)C：(-1+1-1+1+1+1-1-1) D：（-1+1-1-1-1-1+1-1)现收到这样的码片序列：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。

问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?答：A和D发送1，B发送0，而C未发送2.假定在进行异步通信时，发送端每发送一个字符就要发送10个等宽的比特(一个起始比特，8个比特的ASCII码字符，最后一个结束比特)。

试问当接收端的时钟频率和发送端的时钟频率相差5％时，双方能否正常通信?答：提示：设发送端和接收端的时钟周期分别为X和Y。

若接收端时钟稍慢，则最后一个采样必须发生在停止比特结速之前，即 9.5Y < 10X. 若接收端时钟稍快,则最后一个采样必须发生在停止比特开始之后,即9.5Y > 9X. 解出: |(Y-X)/X| < 1/19=5.26%, 因此收发双方频率相差5％是可以正常工作的。

（但最好不要这样，太临界了）。

第3章1．既然现在因特网使用得最多的数据链路层协议并不保证可靠传输，那么为什么我们在数据链路层一章中还要讲授保证可靠传输的停止等待协议呢？答：保证可靠传输的停止等待协议是计算机网络协议的一个基础内容。

讨论这一内容的目的是给协议的入门者一些有关可靠传输的基本概念。

这种概念对后面学习运输层的可靠的端到端传输是很有帮助的2．在停止等待协议中，A发送的数据帧有差错，被B的CRC检验器静悄悄地丢弃了。

如果A进行超时重传后，但又连续出错，重传的数据帧又被B的CRC检验器丢弃。

这样，B总是收不到A发送的数据帧。

这种情况是否说明停止等待协议这时不能正常工作？答：不是。

假定这条链路的通信质量不是非常坏，那么不可能每次传输都出现差错。

每当成功传输一次后，发送端就再传送下一帧。

这样，无非是多花费一些时间（每一帧要反复传送多次），但总是能够把所需传送的数据都传送完毕。

如果每一次（即100%的次数）传送数据都要出错，即发送端不管重传多少次都不能成功地传送一次，那么通信就会失败。

但这种通信失败的原因并非是数据链路层协议不正确，而是由于通信线路质量太差，使得发送端没有可用的信道。

这时，应当派人检修通信线路，务必使通信线路的误码率降低到可以传送数据的水平。

总之，B对出错帧的处理策略是：静悄悄地丢弃，其他什么也不做。

这样处理，不会发生死锁。

如果A发送的帧永远出错，导致通信失败，那是通信线路的问题，而不是协议本身的问题。

第4章1.以太网的覆盖范围受限的一个原因是：如果站点之间的距离太大，那么由于信号传输时会衰减得很多因而无法对信号进行可靠的接收。

试问：如果我们设法提高发送信号的功率，那么是否就可以提高以太网的通信距离？答：不行。

决定能否正确接收信号并非取决于信号的绝对功率大小，而是取决于信噪比。

以太网信道中的噪声主要是其他双绞线中的信号通过电磁感应所造成的。

如果所有的站都提高信号的发送功率，那么这种噪声功率也随之增大，结果信噪比并未提高，因而并没有降低误码率。

所以依靠增大信号的发送功率是不能增大以太网的通信距离的。

2.当局域网刚刚问世时，总线形的以太网被认为可靠性比星形结构的网络好。

但现在以太网又回到了星形结构，使用集线器作为交换结点。

那么以前的看法是否有些不正确？答不是这样的。

最初大家认为星形结构的网络的可靠性较差。

但那是20世纪70年代中期的看法。

那时大规模集成电路刚刚起步，集成度还不高，因此若要制作出非常可靠的星形结构的网络交换机，则其费用将是很高的。

这就是说，在当时的历史条件下，还很难用廉价的方法实现高可靠性的网络交换机。

所以在20世纪70年代中期采用无源总线结构的以太网确实是比较经济实用的。

因此，总线式以太网一问世就受到广大用户的欢迎，并获得了很快的发展。

然而随着以太网上站点数目的增多，由接头数目增多而造成的可靠性下降的问题逐渐暴露出来了。

与此同时，大规模集成电路以及专用芯片的发展使得星形结构的集中式网络可以做得既便宜又可靠。

在这种情况下，星形结构的集中式网络终于又成为以太网的首选拓扑。

现在已很少有人使用老式的总线式以太网了。

3.以太网使用载波监听多点接入碰撞检测协议CSMA/CD。

频分复用FDM才使用载波。

以太网有没有使用频分复用？答：这里的“载波”并非指频分复用FDM的载波。

CSMA/CD协议的发明者故意使用了大家早已熟悉的旧名词Carrier（载波），来表示连接在以太网上的工作站检测到了其他工作站发送到以太网上的电信号。

第5章1.“不可靠的交付”(unreliable delivery)和“尽最大努力交付”(best effort delivery)是一样的意思吗？答：实质上是一样的。

这两种说法都可以在各种有关因特网协议的文献中经常见到。

这里有一点小小的区别就是：“不可靠的交付”往往使人一听见就不喜欢。

因为我们在感情上总是愿意网络传输是可靠的，你怎么只能做到不可靠的交付呢？这样不可靠的交付怎么使人放心使用你的网络呢？但“尽最大努力交付”就使人感到这个网络比较负责任，至少它在主观上是尽最大的努力进行交付的。

因此即使网络出现一些差错，我们好像也比较容易谅解它。

也就是说，后一种说法让人听起来比较舒服。

所以这是一种很聪明的提法。

看一下邮政的例子。

我们经常使用的邮政平信就是一种不可靠的交付。

当平信丢失时，邮局不负责赔偿。

虽然挂号信是可靠交付，但我们并不经常使用，因为寄挂号信要多交钱，同时还必须到邮局去寄，不太方便。

平信虽不可靠，但并不是邮局可以任意丢弃平信。

邮局还是尽最大努力去投递平信，只是万一丢了就不负责赔偿。

我们并没有因为平信是不可靠交付就不喜欢使用平信。

虽然使用IP协议的因特网不提供可靠交付，但IP协议带来的好处很多（简单、灵活、价格低廉等），何况我们还有上层的TCP协议可以实现端到端的可靠交付。

因此，不要一看到“不可靠交付”就在思想上产生反感。

第6章1.建议的IPv6没有首部检验和。

这样做的优缺点是什么?答：优点：对首部的处理更简单。

数据链路层已经将有差错的帧丢弃了，因此网络层可省去这一步骤。

缺点：可能遇到数据链路层检测不出来的差错（此概率极小）。

2.当使用IPv6时，是否ARP协议需要改变?如果需要改变，那么应当概念性的改变还是技术性的改变?答：从概念上将没有改变，但因IPv6地址长度长度增大了，所以相应的字段都要增大。

3.IP协议有分片的功能，但广域网中的分组则不必分片。

这是为什么？答：IP数据报可能要经过许多个网络，而源主机事先并不知道数据报后面要经过的这些网络所能通过的分组的最大长度是多少。

等到IP数据报转发到某个网络时可能才发现数据报太长了，因此在这时就必须进行分片。

但广域网（例如X.25, FR, A TM）能够通过的分组的最大长度是该广域网中所有主机都事先知道的。

源主机不可能发送网络不支持的过长分组。

因此广域网就没有必要将已经发送出的分组再进行分片。

4.有的路由器在和广域网相连时，在该路由器的广域网接口处并没有硬件地址，这怎样解释？答：每一个连接到广域网的路由器显然必须要有一个硬件地址，否则就无法进行通信。

但是具体的细节可能会有相当大的差别。

例如，我们的电话机和墙上的电话线路RJ-11插孔一连接就可以打电话。