1、谢希仁计算机网络复习提纲计算机网络名词解释谢希仁计算机网络复习提纲一、基本概念 资源子网 通信子网网络拓扑结构：指组成网络的通信节点和主机被通信线路链接的具体形状。网络拓扑有总线、星型、树型、环型和不规则的网状型等。电路交换：属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。优点：信息传输时延小。电路是“透明”的。信息传送的吞吐量大。缺点：所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用率较低。用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。分组交换：是分组转发的一种类型，分组就是将要发送的
2、报文分成长度固定的格式进行存储转发的数据单元，长度固定有利于通信节点的处理。协议 、接口、服务：在iso/osi分层模型中，上层称为服务的使用者，下层称为服务的提供者，上下层（即相邻层）之间通信约定的规则称为接口，不同系统同层通信实体通信约定的规则称为协议。服务类型：传输服务有两大服务类型，即面向连接的服务和无连接的服务。面向连接的服务提供传输服务用户之间逻辑连接的建立、维持和拆除，是可靠的服务，它可提供流量控制、差错控制和序列控制。而无连接服务提供的服务不可靠。 OSI模型：指国际标准化组织iso定义的开放系统互连参考模型（osi/rm），osi模型将网络的体系结构划分成7层，俗称7层协议标
3、准。实体： OSI参考模型中的几个术语，实体（entity）指执行某个特定功能的进程。服务访问点sap：（n）层实体向（n+1）层实体提供服务，（n+1）层实体向（n）层实体请求服务，从概念上讲，这是通过位于（n）层和（n+1）层的界面上的服务访问点（n）-sap（n-service access point ）来实现的。（n）-sap是一个访问工具，由一组服务元素和抽象操作组成，并由（n+1）实体在该点调用。 协议数据单元pdu：已建立起连接的同层对等（n）实体间交换信息的单元称为（n）协议数据单元（n）-pdu（n）protocol data unit）。 二、问答/论述1. 计算机网络可
4、从哪几方面分类？怎样分类？答：计算机网络的几种主要的分类方法是：（1）按照网络交换功能进行分类：分为电路交换，报文交换，分组交换和混合交换。（2）按照网络拓扑结构进行分类：分为总线型，星型，环型和网状型。（3）按照网络覆盖范围进行分类：分为广域网，局域网和城域网。（4）按照网络传输技术进行分类：分为广播式网络和点对点式网络。（5）按照网络使用范围进行分类：分为公用网和专用网。2. 请简单介绍计算机网络的拓扑结构。 计算机网络的拓扑结构主要有：（1）总线形结构：由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络。特点是网络结构简单灵活，可扩充，信道利用率高，传输速率高，网络建造容易。但实时性较差，且总
5、线的任何一点故障都会造成整个网络瘫痪。（2）星形结构：每个节点都通过一条单独的通信线路，直接与中心节点连接，各个节点间不能直接通信。优点是建网容易，控制简单，缺点是属于集中控制，对中心节点依赖性大，可靠性低。线路利用率低，可扩充性差。（3）环形结构：由通信线路将各节点连接成一个闭合的环，数据在环上单向流动，网络中用令牌控制来协调各节点的发送，任意两节点都可通信。特点是传输时延确定，网络建造容易，但可靠性差，灵活性差。（4）网状结构：节点之间的连接是任意的，每个节点都有多条线路与其他节点相连，这样使得节点之间存在多条路径可选。3. 试简单叙述带宽的含义。 答：带宽的本意是信号具有的频带宽度，其单
6、位是赫兹。而常用的含义是指在信道上能够创送的数字信号的速率，即数据率或比特率，其单位是比特每秒。4. 试将网络常用的交换方式进行比较。答：网络常用的交换方式有电路交换和分组交换两种。电路交换是面向连接的，在交换之前必须先建立一条通路，用户始终占用端到端的固定带宽，其传输效率往往较低，而且当有一段链路不能使用时，通信就不能进行。分组交换采用存储转发技术，以分组作为传送单位，不必事先建立连接，在传输过程中动态分配带宽，逐段占用通信线路，效率较高，适用于传送突发数据。5. 什么是时延？简述时延的计算方式。答：时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所用的时间。有传播时延、发送时延和排队时延
7、。时延的计算方式是：总时延=传播时延+发送时延+排队时延其中：传播时延是电磁波在信道中传播所需的时间，它在链路上产生，与带宽没有关系。传播时延=信道长度电磁波在信道上的传播速度发送时延是发送数据所需的时间，又叫传输时延，与带宽（每秒钟发送的比特数）有关。发送时延=数据块长度信道带宽排队时延指在交换结点等待发送所需的时间。6. 什么是计算机网络体系结构？ 计算机网络体系结构的概念是在什么时候提出的？计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构，也就是说，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。体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。
8、国际标准化组织iso于1977年成立了专门机构提出著名的开放系统互连基本参考模型osi/rm，简称为osi。7. 什么是网络协议？网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议： protocol，指通信双方通信时遵守的一系列约定或规范。协议实质上是实体间通信时所使用的一种语言，它主要由三个要素组成：（1）语义(semantic)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，即“讲什么”。不同类型的协议元素规定了通信双方所表达的不同内容（含义）。（2）语法(syntax) ，即数据与控制信息的结构或格式。语法是用于规定将若干个协议元
9、素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达内容的数据结构形式的一种规定，也即“怎么讲”。（3） 时序或同步(timing) ，即事件实现顺序的详细说明。它规定了事件的执行顺序。8. 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？试对它们进行比较。答：面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。9. 试将tcp/ip和osi体系结构进行比
10、较。答：osi协议体系结构分为七层，而tcp/ip是一个四层的体系结构，它包含应用层、运输层、网际层和网络接口层。在一些问题的处理上，tcp/ip与osi是很不相同的。（1）tcp/ip一开始就考虑到多种异构网的互连问题。（2）tcp/ip一开始就对面向连接服务和无连接服务并重。（3）tcp/ip有较好的网络管理功能。10. 试给出实体、协议、服务和服务访问点的定义。答：实体表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。在同一系统中相邻两层的
11、实体进行交互(即交换信息)的地方，通常称为服务访问点sap。11. 试述iso/osi七层网络体系结构的要点，各层的主要功能是什么？ 答：iso/osi七层结构的各层作用及功能如下：（1）物理层。提供物理链路，实现比特流的透明传输。物理层设计主要是处理电气的、机械的、功能的和规程的接口。（2）数据链路层。数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。数据链路层就把一条有可能出差错的实际链路，转变成为让网络层向下看去好像是一条不出差错的链路。数据链路层要采取成帧、差错检测、流量控制等措施。（3）网络层。网络层的主要功能为数据在结点之间传输创建逻辑通路，通过路由选择算法为
12、分组通过通信子网选择最合适的路径，以及实现拥塞控制、网络互连等功能，为分组交换网上的不同主机提供通信。在网络层数据的传送单位是分组或包。在tcp/ip体系中，分组也叫作ip数据报，或简称为数据报。（4）运输层。负责主机中两个进程之间的通信，其数据传输的单位是报文段。运输层向高层屏蔽低层数据通信的细节，透明的传输报文。运输层具有复用和分用的功能。因特网的运输层可使用两种不同协议。即面向连接的传输控制协议tcp，和无连接的用户数据报协议udp。（5）会话层。为应用程序间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止连接（任务）。（6）表示层。提供应用进程在数据表示（语法）差异上的独立性。 （7）应用层。
13、应用层是原理体系结构中的最高层。应用层以下各层均通过应用层向应用进程提供服务。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件等。第 2 章 物理层一、名词解释基带传输：由计算机或终端产生的频谱从零开始，而未经调制的数字信号所占用的频率范围就叫基本频带（这个频带从直流起可高到数百千赫，甚至若干兆赫），简称基带(base band)。这种数字信号就称基带信号。传送数据时，以原封不动的形式，把基带信号送入线路，称为基带传输。频带传输：用基带脉冲对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化，也就是调制。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过线路
14、传输到接收端，然后经过解调恢复为原始基带脉冲。传送数据时，把已调信号送入线路，称为频带传输。同步传输：在同步传输方式中，利用时钟的同步使发送和接收装置之间的定时不发生误差。使时钟保持同步的方法之一，是在接收装置和发送装置之间采用单独的时钟信息，称为同步法。另一种方法是将定时信号包含在数据信号中发送，直接从数据波形本身中提取同步信号，称自同步法。同步传输又分为面向字符方式和面向比特方式。异步传输：在异步传输方式中，每次传送一个字符（5-8位），都在每个字符代码前加一起始位，表示该字符代码的开始。在字符和校验码后加一停止位，以示该代码的结束。所以又称起止式同步。波特：波特表示每秒种传输离散信号事件
15、的个数或每秒信号电平的变化次数。也即波特所表示的是调制速度，是单位时间内传输线路上调制状态的变化数。带宽：在通信信道上可以传输的频率范围称带宽。调制方式： 调制是使载波信号的幅度、频率或相位（其中的一种或几种）随发送信号变化的过程。常见的调制方式有幅度调制、频率调制、相位调制等。 多路复用：多路复用指的是复用信道，即是利用一个物理信道同时传输多个信号，以提高信道利用率，使得一条线路能同时由多个用户使用而互不影响。多路复用技术可以分为：频分多路复用，时分多路复用，波分多路复用和码分多路复用。时分多路复用：时分多路复用是将传输信号的时间进行分割，使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许
16、多时间间隔（称为时隙、时间片等，slot time）。每个时间片被一路信号占用。频分多路复用：频分复用是把线路或空间的频带资源分成多个频段（带），将其分别分配给多个用户，每个用户终端的数据通过分配给它的子通路（频段）传输。波分多路复用：在光纤信道上使用的是频分多路复用的一个变种，即波分多路复用。不同的信号使用不同波长的光波在光纤中传输。二、问答/论述1. 试简述物理层的主要任务。答：物理层的主要任务可以描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：（1）机械特性。（2）电气特性。（3）功能特性。（4）规程特性。2. 试用多种方式对信道进行分类。答：信道可以从通信的双方信息交互的方式和根据传输信号的
17、不同进行分类。（1）从通信的双方信息交互的方式来看，信道可以分成以下三类：单工通信：即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。半双工通信：即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后再反过来。全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。（2）根据传输信号的不同，信道可以分成传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。数字信号在经过数模变换后就可以在模拟信道上传送，模拟信号在经过模数变换后也可在数字信道上传送。3. 什么是调制？试简述基本的调制方法。答：所谓调制就是进行波形变换。最基
18、本的二元制调制方法有：调幅(am），调频(fm)，调相(pm)。为了提高信息传输速率，可以采用多元制的振幅相位混合调制的方法。如正交调制qam。4. 试简述数据编码方法的分类。答：数据编码方法可分为模拟数据编码方法和数字数据编码方法，其中前者又包括振幅键控ask移频键控fsk和移相键控psk。后者包括非归零码，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。5. 频分复用和时分复用的特点分别是什么？ 答：频分复用的特点是：（1）在一条通信线路设计多路通信信道;（2）每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;（3）各个载波频率是不重叠的，一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号；（4）频分复用的所有用户在同样的时
19、间占用不同的带宽资源。时分复用的特点是（1）时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；（2）每个用户分得一个时间片；（3）在每个用户占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽；（4）时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。6. 奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？答: 奈奎斯特（nyquist）准则与香农（shannon）定理从定量的角度描述了带宽与速率的关系，揭示了信道对数据传输率的限制，只是两者作用的范围不同。奈氏准则给出了每赫带宽的理想低通信道的最高码元的传输速率是每秒2个码元。香农公式则推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率c=wlo
20、g2（1+s/n），其中w为信道的带宽（以赫兹为单位），s为信道内所传信号的平均功率，n为信道内部的高斯噪声功率。香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。7. 常用的传输媒体有哪几种？第 3章 数据链路层数据链路层的许多概念都属于计算机网络的基本概念，本章在介绍数据链路层的基本概念后，将详细讨论两个重要的协议：停止等待协议和连续arq协议，包括滑动窗口的概念和循环冗余检验原理。接着阐明面向比特的链路控制规程hdlc的要点及零比特填充法。最后介绍因特网中的数据链路层协议ppp数据链路层的功能和作用。一、名词解释链路：链路就是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有
21、任何其他的交换节点。数据链路：数据链路是链路的硬件加上实现数据传输规程的软件。滑动窗口：滑动窗口是数据链路层的流量控制协议，主要是通过发送窗口和接收窗口来限制发送方和接收方所能发送和接收的分组数量达到流量控制的目的。hdlc帧划分为三大类，即信息帧、监督帧和无编号帧。零比特填充法：确定一个hdlc帧的边界时，要用硬件对其中的比特流进行扫描，每当发现5个连续1时，就将这5个连续1采用零比特填充法使一帧中两个f字段之间不会出现6个连续1。 二、问答/论述1. 简述数据链路层的主要功能。答：数据链路层的主要功能有：（1）链路管理：当网络中的两个结点进行通信时，发送方必须确知接收方是否已处在准备接收状
22、态。（2）帧同步：数据链路层，数据传送的单位是帧。 （3）流量控制：协调发送方与接收方的工作。 （4）差错控制：接收方可通过校验帧的差错编码，判断接收到的帧是否有差错。 （5）透明传输：所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应能够在链路上传送。 （6）寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都能送到正确的目的站。2. 请简单介绍停止等待协议的算法。答：停止等待协议（stop and wait）规定发送方每发送一帧后就要停下来等待接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧 。停止等待协议的实现过程如下： 发送方每次仅将当前信息帧作为待确认帧保留在缓冲存储器中； 当发送方开
23、始发送信息帧时，随即启动计时器； 当接收方收到无差错信息帧后，即向发送方返回一个确认帧； 当接收方检测到一个含有差错的信息帧时，便舍弃该帧； 若发送方在规定时间内收到确认帧，即将计时器清零，继而开始下一帧的发送； 若发送方在规定时间内未收到确认帧，（即计时器超时），则应重发存于缓冲器中的待确认信息帧。从以上过程可以看出，停止等待协议的收、发送方仅需设置一个帧的缓冲存储空间，便可有效地实现数据重发并确保接收方接收的数据不会重复。停止等待协议方案最主要的优点就是所需的缓冲存储空间最小，因此在使用简单终端的环境中被广泛采用。第 4 章 局域网局域网是计算机网络的重要组成部分，本章重点放在局域网的介绍
24、，从传统式以太网入手，讨论了共享介质局域网(以太网)的工作原理和mac帧结构，介绍了使用中继器、网桥、交换机等对局域网的进行扩展的技术。本章还介绍了千兆快速以太网、无线局域网等新的网络技术。一、名词解释 lan： local area network，局域网，覆盖范围较小的一类网络，通常指一个大楼或一个工厂的范围。局域网有自己的明显一些特征。csma/cd： carry sense multiple access/collision detection，带冲突检测的载波侦听多路访问，是局域网采用的一种总线竞争协议。llc： logical link control，逻辑链路控制。其协议标准是i
25、eee802.2。 mac： media access control，介质访问控制。包括csma/cd，token ring，token bus等多种协议。交换式以太网：具有交换功能的以太网技术。其交换设备是以太网交换集线器或以太网交换机。局域网ieee802标准： ieee制定的局域网标准，包括csma/cd、令牌总线和令牌环等，它被ansi接受为美国国家标准，被iso作为国际标准（称为iso8802标准）。 二、问答/论述1. 简述总线型拓扑结构特点。答：总线型局域网的所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线；介质访问控制方法采用的是“共享介质”
26、方式；所有结点可以通过总线以“广播”方式发送或接收数据，因此出现“冲突”不可避免；由于“冲突”会造成传输失败；所以必须解决多个结点访问总线的介质访问控制问题。2. 简述环型拓扑结构特点。答：环型拓扑结构的结点使用点-点线路连接，构成闭合的物理环型结构；环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；多个结点共享一条环通路；环建立、维护、结点的插入与撤出。3. 什么是以太网的争用期？ 答：以太网的端到端往返时延2t称为争用期，又称为碰撞窗口。每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。如果在争用期内没有发生碰撞，那么以后也不会发生碰撞。若发生了碰撞，就需要进行重发，需要用退避算法解决这个
27、问题。4. 简述传统以太网的连接方法。答：传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。mac层下面给出了对应于这四种传输媒体的物理层，即10base5(粗缆)、10base2(细缆)、10base-t(双绞线)和10base-f (光缆)。5. 什么是mac层的硬件地址。答：在局域网中，硬件地址又称为物理地址或mac地址。802标准为局域网规定了一种48bit的全球地址，指局域网上的每一台计算机所插入的网卡上的地址。ieee的注册管理委员会rac负责分配地址字段的六个字节中的前三个字节。地址字段中的后三个字节则是由厂家自行指派，称为扩展标识符。6. 简述网桥的优点。介绍常见网桥
28、。答：网桥的优点主要有：（1）过滤通信量。（2）扩大了物理范围。（3）提高了可靠性。（4）可互连不同物理层、不同mac子层和不同速率的局域网。7. 简述csma/cd协议的工作原理。答：以太网是共享信道的网络，当两个以上的站点同时发送数据时就会发生信息冲突。以太网使用csma/cd（载波监听多点接入/碰撞检测）来协调信道的共享。csma/cd的工作原理概括成四句话是：先听后发，边发边听，冲突停止，延时再发。具体过程是：（1）当某个站点想要发送数据的时候，发送站发送时首先侦听载波（载波检测），即侦听信道是否空闲。（2）如果网络（总线）被占用，发送站继续侦听载波并推迟发送，直到网络空闲。（3）如果
29、网络（总线）空闲，发送站开始发送它的帧。 （4）发送站在发送过程中侦听碰撞（碰撞检测）。（5）如果检测到碰撞，发送站立即停止发送，并发送一个拥塞信号，使得所有卷入碰撞的站都停止发送。（6）其它节点收到拥塞信号后，都停止传输，等待一个随机产生的时间间隙后重发。8. 网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？三、计算画图题本章的计算画图题，主要是对最小数据帧长度的计算。CSMA/CD协议规定在发送数据时，若检测到冲撞就停止发送。为确保在发送数据帧期间能够检测到冲突，发送数据帧的时间大于等于数据信号在网线最大距离中传输的时间的两倍。由此引发的数据帧长度（位）、网线最大长度（米
30、）、网络数据发送速度（兆位每秒）、信号在网线中的传输速度（米/秒）关系的计算。单程传播时间t=网线最大长度/信号在网线中的传输速度最小数据帧长度=2t数据传输速率例如：1. 已知一种以太网，使用csma/cd介质访问技术，并知信号在同轴线上传的速度为1/10光速，不考虑现有标准，规定该以太网的最长距离为1500m，帧长度为2500位，问这以太网可以使用的数据传输速率上限是多少兆位/s？解：数据帧发送时间应大于等于往返路程传播时间 （1）往返传播时间2t=21500m/(c/10) (2)设数据传输速率为x，发送一帧的时间为2500b/x (3) 解出 答：这以太网可以使用的数据传输速率上限是2
31、5兆位/秒。2. 考虑建立一个CSMA/CD网，电缆长1km，不使用重发器，运行速率为1Gb/s。电缆中的信号速度为200000km/s。问最小帧长度是多少？1km电缆单程传播时间为12000005106s,即5 us，来回路程传播时间为210us。为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时间不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数等于：(10106) (1109) = 10000 bits或1250bytes 第 5章 广域网本章讨论广域网基本概念，包括广域网所提供的两种服务数据报和虚电路。广域网的主要问题都在网络层，因此接着要讨论分组的转发机制，即网络交换结点应通过哪条路径才能将数据转发到所要通信的目的主机。这就要查找转发表。本章只讨论查找转发表的简单过程。另外，本章还将介绍x.25广域网、帧中继广域网和采用atm技术的广域网。一、名词解释 x.25：x.25是一个公共分组交换网采用的标准访问协议，它定义了dte和dce通信时下三层的交换信息的格式和意义。fr： frame relay，帧中继，用于以合理的速度和低的价格，按面向连接方式从一地向另一地传输比特。帧中继可以被认为是虚拟的租用线路。atm： asynchronous t
