高等计算机网络问题及答案

1.简述主动网络体系结构及主要的设计目标。

答：(1)主动网络的体系结构：如课本第七页图2.1所示，主动网络最上层是主动应用(Active Application),中间是执行环境(Execution Environment),每个执行环境都可以运行多个主动应用。

执行环境接收到达的主动分组，或者执行其中的程序，或者修改他们的状态，然后再发送一个或者更多的新的分组和程序。

执行环境是体现主动网络可编程特性的最主要的部分。

执行环境运行在节点操作系统(Node OS)之上,节点操作系统为执行环境提供相应的接口完成对系统资源的管理。

(2)主要的设计目标：<1>在设计和开发端到端的服务时尽可能地减少对标准化协议的依赖。

<2>在实现主动服务时提供尽可能多的灵活性。

<3>提供灵活的网络操作与管理功能，尤其是应该提供完善的安全管理能力。

<4>在网络规模和性能方面具有可拓展性。

<5>兼容现有的协议，主要是IP协议。

2.线程池与内存池的主要区别是什么？内存池如何对多地址空间进行支持者？答：(1)主要区别：线程池是主要计算能力的抽象结构，在域创建的时候进行初始化，以端到端的方式运行；内存池是主要的存储抽象，它主要用于实现分组缓存和保存执行环境的状态。

内存池为一个或者多个域保存内存资源，使这些资源对所有和这些域相关的线程都可用。

(2)内存池按照层次进行组织并允许在内存池之间进行有限制条件的共享。

内存池的层次结构不是为了对资源吗进行控制而是为了在池之间共享内存。

这样，父内存池可以看到所有子内存池的内存，而子内存池则只能看到自己的内存，这种结构实现了对多地址空间的支持。

3．用户A与用户B进行连接，A需要使用一条速度快的路径，路径经过路由器I，路由器II等，于是用户A向路由器发送要求更改路由的主动程序。

简述用户A与主动路由器I之间交互过程中安全系统结构如何工作。

P30答：用户A首先使用自己的公钥与私钥和主动路由器I之间进行身份认证，取得进行下一步通讯的会话密钥。

然后，用户向主动路由器I发送了一个主动数据包，其中的主动代码要求更改路由，将从192.168.1.*子网到202.112.58.*子网路由的next hop更改为166.111.68.1，如果没有该路由，则进行创建。

并且该主动数据包是用刚刚协商得到的会话密钥进行了加密。

主要路由器I接收到到该主动数据包之后，用会话密钥进行解密，并且提交主动代码执行模块。

主动代码执行模块解释执行该主动代码后，发现要修改路由表，于是提交访问控制模块处理。

访问控制模块通过用户A的ID查找访问控制列表，发现如下表项，<A,路由表，rcmd>，表示该用户A对于路由表有读取、创建、修改和删除的权利，于是主动代码可以继续执行。

原先的路由将被新路由覆盖掉，而如果没有此路由，则创建新路由。

至此，用户A完成了对于主动路由器I的配置。

4．什么是标准的Java虚拟机接口？5. 在移动IPv4中，如何判定IP地址移动节点拥有两个IP地址，第一个为家乡地址，指的是“永久”地分配给该节点的地址，当移动节点切换链路时，家乡地址并不改变。

另一个地址称为转交地址，它是移动节点在外地链路上时由外地代理分配的临时IP地址，是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口。

移动节点通过这些代理广播消息可以判断自己是在家乡链路还是外地链路。

可以有以下两种方式。

第一种方式是通过代理广播消息中ICMP路由器广播部分的生存时间域来判断。

第二种方式是通过网络前缀进行检测。

6. 移动IPv6定义了哪几种目的地的可选项(1)绑定更新移动节点通过向通信对端和家乡代理发送“绑定更新消息”来告知其当前的转交地址，绑定更新消息可以单独发送，也可以放在移动节点和其他数据分组中发送。

(2)绑定应答当通信对端或家乡代理收到绑定更新消息后，它们需要向移动节点发送“绑定应答消息”表明绑定更新消息的正确接收。

(3)绑定请求通过发送”绑定请求消息”可以向移动节点请求获得绑定更新消息，从而获得移动节点当前的绑定消息。

(4)家乡地址用来告诉分组的接收者移动节点的家乡地址。

当移动节点在外地链路发送数据时，数据分组IPv6报头中的源地址使用的是移动节点的一个转交地址，同时该分组中还有“家乡地址”选项头。

当通信对端收到该数据时就可以用家乡地址替换转交地址，这样对于通信对端的上层协议来说，移动节点对转交地址的使用是透明的。

7．Ad Hoc 网络有哪两种基本结构？简述它们的结构及优缺点。

答：Ad Hoc 网络一般有两种结构：平面结构和分层结构在分层网络的网络中，节点被划分为组，称为簇。

每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，簇头主要负责簇间数据的转发。

当两个不同簇中的节点需要交互数据时，通常都需要源簇和目的簇中的簇头进行转发。

根据分层的数量，Ad Hoc 网络的深度可分为单层和多层。

而在平面结构中，所有节点的地位都是平等的。

当两个节点的距离足够近，使得无线电波能够相互传播时，这两个节点就建立连接。

平面结构的Ad Hoc 网络最大的优点在于源节点和目的节点之间可以存在多条路径，这样就可以在多条路径上实现流量平衡，减少了网络拥塞，也降低了流量“瓶颈”产生的几率。

相对于分层网络的簇头，平面结构中的节点发送数据时使用能量是非常低的。

这就意味着:首先，平面结构更加有利于节省资源，其次，平面结构可以更好地使用无线频谱，从而提高了网络的传输能力；再次，平面结构最重要的特点就在于能够实现更少的侦听和检测。

从而提高网络操作的安全性；最后，由于所有节点功能都相同，因此在平面结构中只需要一种网络设备，并且网络中不存在“集中失效点”，即簇头。

平面结构的最大缺点是网络规模受限。

分层结构的最大优点是可扩展性好，网络规模不受限制。

分层结构的缺点：首先，维护分层结构需要较复杂的簇头选择算法，簇头选择算法需要认真设计。

其次，分层网络中的路由常常不是最优路由。

8. 简述弹性覆盖网络（Resilient Overlay Networks RON）体系结构答：RON节点可以位于Internet的任意位置，他们形成了一个应用层的覆盖网络并且相互协作完成分组转发。

每个RON节点都监视它和其他节点之间的Internet路径的质量并使用该信息进行路径选择。

两个RON节点之间的Internet路径称为虚拟链路。

通过RON进行通信的应用程序称为RON客户程序。

RON客户端通过conduit接口和RON交互。

RON节点的Forwarder提供分组转发功能，RON Router实现路由协议。

RON采用主动探测和被动监听相结合的方式来得到链路的度量参数。

探测得到的样本信息保存在性能数据库（Performance Database）中。

（书P127）9. 简述对等网络的特点及其主要功能特点[1] 没有服务器。

在对等网络中，没有服务器的概念，所有的对等节点都是客户机，也都是服务器[2] 可扩展性好。

对等网络随着加入节点数量的增长而增长，新节点的加入会给系统增加新的资源，这种扩展性几乎是无限的，理论上限是现有的Internet的规模[3] 完全对称。

在对等网络中，所有的节点都是对称的，运行完全相同的软件，完成完全相同的功能。

主要功能[1] 实时通信 (RTC) 对于 RTC，对等网络可实现无服务器介入的即时通讯以及实时的游戏对战。

[2] 协作在协作方面，对等网络允许用户共享工作区、文件和体验。

[3] 内容分发对等网络允许对用户分发文本、音频和视频，以及软件产品更新。

[4] 分布式处理对等网络允许分发计算任务，并聚合处理器资源。

[5] 改进的 Internet 技术对等网络还可进一步挖掘 Internet 的潜能，支持新的Internet 技术10.移动用户（mobile user）分为几类？他们如何工作和访问网络？11.移动主机从一个区域漫游到另一个区域，首先必须登录，举例说明登陆的大致过程 p42图3.1移动节点拥有两个IP地址，第一个为家乡地址，指的是永久的分配给该节点的地址，另一个是转交地址。

移动主机漫游到外地，通过外地代理的中继（可选）向家乡代理发送注册请求消息请求注册，家乡代理收到该请求消息后，通过外地代理的中继（可选）向移动节点发送注册应答消息进行确认。

从而完成了登陆过程。

12、简述V-D算法的工作过程。

首先，当一个路由器启动时，对其V-D路由表进行初始化，包含所有与本路由器直接相连的网络的路由，距离为0。

然后各路由器周期性的向外广播其V-D路由表的内容，与之相连的路由器Gi受到后，检查各相邻路由器Gj的V-D报文，并作相应修改：（1）Gj中的某个Vm在Gi中没有,则Gi路由表中需要增加相应的表项，且 Gi(Vm):=Gj(Vm);Gi(Dm):=Gj(Dm)+1;Gi(nexthop-m):=Gj;（2）Gj中的路由比Gi中的路由短时，即Gj（Dn）<Gi(Dn)-1时，Gi（Dn）：=Gj（Dn）+1；Gi（nexthop-n）:=Gj;（3）Gj中的nexthop是Gi，而Gj中去往该目的的路径发生了变化:1）Gj的V-D表不再包含去往该目的的路由，则Gi中应删去该路由。

2）Gj的V-D表去往该目的的距离发生变化，即Gi(Do)≠Gj(Do),则Gi中的距离需要修改为：Gi（Do）：=Gj（Do）+1；V-D算法的路由刷新发生在相邻路由器之间，所以V-D报文不一定以广播方式发送出去，比较优化的方法是路由器直接向相邻的路由器发送V-D 报文。

13．请解释V-D 算法中出现“慢收敛”问题的原因。

并举例说明如何解决，有哪些方法。

P 186答a)b)如图，a)是一个正常的网络拓扑结构，从R1可以直接到达net1,从R2经过R1可以到达net1.正常情况下，R2收到R1的向量报文后，会建立一条路径（net1, R1, 1）。

现在假设从R1到net1的路径因故障而崩溃，但R1仍能正常工作。

R1一旦检测出到net1不可到达，它会立即将原来去往net1的路径废掉（将距离值设为16）。

如果R2赶在R1发送新的更新路由报文之前广播自己的路由更新报文，该报文必然有一条（net1, 1）表项，说明从R2出发经过一个路由器就可以到达net1。

这时R1会根据此表项修改自己的路由表，产生关于net1的新路径（net1, R2, 2）。

于是在R1与R2之间出现了路由环路，如图b)所示。

上述路径环路会通过R1、R2之间不断的路由更新报文交换而解除，但是解除过程是非常缓慢的。

在出现路径环路之后，在下一轮路由广播中，R1将向R2广播（net1,2）表项，R2收到此表项后，将去向net1的路径改为（net1, R1, 3）；然后R2向R1通告（net1, 3）表项，R1将去往net1的路径改为（net1, R2, 4）…….如此下去，直到路径长度变为16。