《计算机网络》常见问题解答FAQ解析Word文档下载推荐.docx
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由于信道的利用率总是很高(请注意,这是指信道的利用率的平均值很高,而不是瞬时峰值。
瞬时峰值很可能常常使信道利用率达到饱和,即100%),用户经常无法得到满意的服务。
于是用户不满意的投诉增多,甚至不愿意再使用这个公司提供的服务,这就迫使电信公司加大投资对通信线路进行扩容,以降低通信信道的平均利用率。
我们可能都曾遇到国这样的情况。
某个ISP声称通过他们上网的价格比别的ISP便宜。
但是你会发现,这个ISP的电话很难拨通。
或者电话是拨通了,但后来注册不上去。
白白花费了市话费,还上不了网,浪费了时间。
这就是该ISP为了省钱,向电信公司租用的连接到因特网的线路的容量不够大,使得这条线路的平均利用率总是很高。
结果,影响了对用户提供的服务。
现在的许多通信信道实际上就是一种排队系统。
那么,信道的平均利用率应当多大才合适呢?
这并没有什么标准。
有些ISP把信道的平均利用率设为50%,也有的为了省钱,设为80%。
但一般都认为,把信道的平均利用率设为90%肯定是不行的。
问题3:
在计算机网络中的结点是指主机还是指路由器?
结点(node)是个一般称呼,它既可以指主机,也可以指路由器。
但如果是端结点(endnode)则是指主机。
问题4:
ISO与OSI有何不同?
ISO是国际标准化组织,是一个机构的名字。
OSI是开放系统互连,是著名的七层协议模型的名字。
需要注意的是,OSI并不是协议。
问题5:
TCP/IP的体系结构到底是四层还是五层?
在一些书籍和文献中的确见到有这两种不同的说法。
能否这样理解:
四层或五层都关系不大。
因为TCP/IP体系结构中最核心的部分就是靠上面的三层:
应用层、运输层和网络层。
至于最下面的是一层——网络接口层,还是两层——网络接口层和物理层,这都不太重要,因为TCP/IP本来就没有为网络层以下的层次制定什么标准。
TCP/IP的思路是:
形成IP数据报后,只要交给下面的网络去发送就行了,不必再考虑得太多。
用OSI的概念,将下面的两层称为数据链路层和物理层是比较清楚的。
TCP/IP协议模型分为四层应用层、传输层、网络互联层、网络访问层,
TCP/IP协议簇共有5层,应用层、传输层、网络互联层、网络接口层和物理层
问题6:
传输媒体是物理层吗?
传输媒体和物理层的主要区别是什么?
传输媒体并不是物理层。
传输媒体在物理层的下面。
由于物理层是体系结构的第一层,因此有时称物理层为0层。
在传输媒体中传输的是信号,但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。
也就是说,传输媒体不知道所传输的信号什么时候是1什么时候是0。
但物理层由于规定了电气特性,因此能够识别所传送的比特流。
下面的图说明了上述概念。
问题7:
同步通信和异步通信的区别是什么?
“异步通信”是一种很常用的通信方式。
异步通信在发送字符时,所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。
当然,接收端必须时刻做好接收的准备(如果接收端主机的电源都没有加上,那么发送端发送字符就没有意义,因为接收端根本无法接收)。
发送端可以在任意时刻开始发送字符,因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位,以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。
异步通信的好处是通信设备简单、便宜,但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。
异步通信也可以是以帧作为发送的单位。
接收端必须随时做好接收帧的准备。
这是,帧的首部必须设有一些特殊的比特组合,使得接收端能够找出一帧的开始。
这也称为帧定界。
帧定界还包含确定帧的结束位置。
这有两种方法。
一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束。
或者在帧首部中设有帧长度的字段。
需要注意的是,在异步发送帧时,并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去,而是说,发送端可以在任意时间发送一个帧,而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。
在一帧中的所有比特是连续发送的。
发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调(不需要先进行比特同步)。
“同步通信”的通信双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频率。
收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。
但这时还有两种不同的同步方式。
一种是使用全网同步,用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。
另一种是使用准同步,各结点的时钟之间允许有微小的误差,然后采用其他措施实现同步传输。
问题8:
比特同步和帧同步的区别是什么?
在数据通信中最基本的同步方式就是“比特同步”(bitsynchronization)或位同步。
比特是数据传输的最小单位。
比特同步是指接收端时钟已经调整到和发送端时钟完全一样,因此接收端收到比特流后,就能够在每一个比特的中间位置进行判决(如下图所示)。
比特同步的目的是为了将发送端发送的每一个比特都正确地接收下来。
这就要在正确的时刻(通常就是在每一个比特的中间位置)对收到的电平根据事先已约定好的规则进行判决。
例如,电平若超过一定数值则为1,否则为0。
但仅仅有比特同步还不够。
因为数据要以帧为单位进行发送。
若某一个帧有差错,以后就重传这个出错的帧。
因此一个帧应当有明确的界限,也就是说,要有帧定界符。
接收端在收到比特流后,必须能够正确地找出帧定界符,以便知道哪些比特构成一个帧。
接收端找到了帧定界符并确定帧的准确位置,就是完成了“帧同步”(framesynchronization)。
在使用PCM的时分复用通信中(这种通信都采用同步通信方式),如图教材的2-20所示,接收端仅仅能够正确接收比特流是不够的。
接收端还必须准确地将一个个时分复用帧区分出来。
因此用作同步的特殊时隙CH0包含一些特殊的比特组合,使接收端能够将每一个时分复用帧的位置确定出来。
这也叫做帧同步。
下图给出了这两种不同的帧同步的示意图。
图中上面部分的同步通信方式在电信网中使用得非常广泛,其中的一个重要特点是在发送端连续不断地发送比特流中,即使有的时隙没有被用户使用,这些时隙也要保留在时分复用帧中的相应位置上。
在同步通信中帧同步的任务就是使接收端能够从收到的连续比特流中确定出每一个时分复用帧的位置。
图中下面部分的异步通信方式在计算机网络中使用得较多。
我们可以注意到,数据帧在接收端出现的时间是不规则的。
因此在接收端必须进行帧定界。
但帧定界也常称为帧同步。
因此,当我们看到“帧同步”时,应当弄清这是同步通信中的帧同步,还是异步通信中的帧定界。
这里我们要强调一下,在异步通信时,接收端即使找到了数据帧的开始处,也还必须将数据帧中的所有比特逐个接收下来。
因此,接收端必须和数据帧中的各个比特进行比特同步(这就是异步通信中的同步问题)。
试想:
如果接收端不知道每一个比特要持续多长时间,那怎样能将一个个比特接收下来呢?
因此,不管是同步通信还是异步通信,要想接收比特块中的每一个比特,就必须和比特块中的比特进行比特同步。
然而在异步通信中,比特同步的方法和同步通信时并不完全一样。
在同步通信中,最精确的同步方法是使全网时钟精确同步。
全网的主时钟的长期精度要求达到±
1.0′1011,因此必须采用原子钟(例如,铯原子钟),但这样的同步网络的价格很高(如SDH/SONET网络)。
实际上,在同步通信中,也可以采用比较经济的方法实现同步。
这种方法就是在接收端设法从收到的比特流中将比特同步的时钟信息提取出来(发送端在发送比特流时,发送时钟的信息就已经在所发送的比特流之中了)。
这种同步方式常称为准同步(plesiochronous)。
在教材中的2.3.1节中介绍的曼彻斯特编码就能够使接收端很方便地从收到的比特流中将时钟信息提取出来,这样就能够很容易地实现比特同步。
在以帧为传送单位的异步通信中,接收端通常也是采用从收到的比特流中提取时钟信息的方法来实现比特同步。
在以字符为单位的异步通信中,由于每一个字符只有8个比特,因此只要收发双方的时钟频率相差不太大,在开始位的触发下,这8个比特的比特同步很容易做到,因此不需要采取其他措施来实现比特同步(但不等于说可以不要比特同步)。
问题9:
TDM和FDM的区别是什么
FDM使用于模拟场合较多,一般不能独享带宽;
而在TDM的统计时分模式下,时隙的分配是“按需分配”,如果只有一个节点有信息发送,理论上是有可能“独享”带宽的。
问题10:
在关于数据链路层工作原理的叙述中,经常会见到两个不同的名词——“丢失”和“丢弃”。
它们有区别吗?
有些区别。
“丢失”通常使用在这样的情况:
A向B发送了数据帧,但B根本没有收到。
至于B为什么没有收到,我们不感兴趣,因为我们现在不打算探讨B没有收到数据帧的原因,或者我们也不想弄清楚这个数据帧究竟是在哪一个具体环节上丢失的。
这里我们关心只是“B没有收到这个数据帧”。
因此,我们就说,这个数据帧丢失了。
显然,这里的“丢失”并不是“我们故意把这个帧丢掉”。
“丢弃”通常使用在这样的情况:
A向B发送了数据帧,B收到后,数据链路层协议使用CRC检验器(硬件)对其进行差错检查。
发现有差错,于是我们说,CRC检验器自动把这个数据帧丢弃了。
因此,“丢弃”往往会明确“是谁丢弃了数据帧”,并且是“主动把它丢掉的”。
在这里,是CRC检验器主动丢弃了有差错的帧(为什么要主动丢掉这个出错帧呢?
因为出错帧已经没有用处了。
如果不把它丢掉而继续把它向前转发,并且一直交付到目的主机,那么最终这个出错帧还是要被丢弃的。
然而这样会浪费许多网络资源。
或者说,现在丢弃出错帧产生的损失小些,而最后才丢弃出错帧产生的损失则更大些)。
但这样的“丢弃”在效果上和“B没有收到这个帧”是一样的,B这时也不会发送任何应答信息。
因此,人们常常用“静悄悄地丢弃”(discardsilently)来表述这种对出错帧的丢弃。
在这种情况下,我们也可以换一种方法说:
“A向B发送了数据帧,但B没有收到,这个帧丢失了。
”这样说,表明我们不想去追查帧丢失的原因。
总之,被“丢弃”的帧也是“丢失”了的帧,但“丢弃”具有“主动丢弃”或“有意丢弃”的意思。
但也还有另一种“丢弃”的方式。
A发送的数据帧无差错地传送到B,并顺利地通过了CRC的差错检验。
这个帧在传输过程中没有产生差错。
但B的链路层协议在进一步检查这个帧时,发现这个帧的序号错了(例如,是个重复帧)。
因此,数据链路层协议就丢弃这个重复帧。
但与此同时,协议规定,B还要向A发送确认帧,即重复发送原来发送过的最后一个确认帧。
这样的“丢弃”显然和“丢失”是有些区别的。
因为这个帧最初还是传送到B了,B先收了下来,但后来发现是个重复帧,就又把它丢弃了。
在效果上看,“丢弃”和“丢失”有相似之处。
但“丢弃”往往会涉及到丢弃这个帧的原因。
问题11:
在数据链路层应根据什么原则来确定应当使用面向连接服务还是无连接服务?
在设计硬件时就能够确定。
例如,若采用拨号电路,则数据链路层将使用面向连接服务。
但若使用以太网,则数据链路层使用的是无连接服务。
问题12:
使用5类线的10BASE-T以太网的最大传输距离是100m。
但听到有人说,他使用10BASE-T以太网传送数据的距离达到180m。
这可能吗?
可能。
这是因为有许多因素决定以太网的最大传输距离。
当一些具体条件(如导线的电阻、实际的信噪比等)发生变化时,以太网的最大传输距离就会起变化。
问题13:
什么是10Mb/s以太网的5-4-3规则?
10Mb/s以太网最多只能有5个网段,4个转发器,而其中只允许3个网段有设备,其他两个只是传输距离的延长。
在10BASE-T中,只允许4个级连集线器。
问题14:
有时可听到人们将“带宽为10Mb/s的以太网”说成是“速率(或速度)为10Mb/s的以太网”或“10兆速率(或速度)的以太网”。
试问这样的说法正确否?
这种说法的确在网络界很常见。
例如,当10Mb/s以太网升级到100Mb/s时,这种100Mb/s的以太网就称为快速以太网,表明速率提高了。
当调制解调器每秒能够传送更多的比特时就称为高速调制解调器。
当网络中的链路带宽增加时,也常说成是链路的速率提高了。
因此在计算机网络领域,“速率”和“带宽”有时是代表同样的意思。
这里特别要注意,“传播”(propagation或propagate)和“传输”(transmission或transmit)这两个中文名词仅一字之差,但意思却差别很大。
传播速率:
信号比特在传输媒体上的传播速率就是电磁波在单位时间内能够在传输媒体上的走多少距离。
这个速率大约只有电磁波在真空中的传播速率的2/3左右。
或者说,信号比特在传输媒体上1微秒可传播200米左右的距离。
传输速率:
计算机每秒钟可以向所连接的媒体或网络注入(也就是发送)多少个比特则是传输速率。
若计算机在单位时间内能够发送更多的比特也就是“发送速率提高了”,但一定要弄清,这里的“速率”指的“比特/秒”而不是指“米/秒(传播速率)”。
由此可见,当我们使用“速率”表示“比特/秒”时,就应当将其理解为主机向链路(或网络)发送比特的速率。
这也就是比特进入链路(或网络)的速率。
同理,传播时延和传输时延的意思也是完全不同的。
由于传输时延很容易和传播时延弄混,因此最好使用发送时延来代替传输时延这个名词。
请记住:
发送时延=传输时延1传播时延
问题15:
总看到电脑配置上有"
10/100M"
这是什么,有什么含义?
答:
一般计算机上所标的“10/100M”是指以太网的网卡接口,必须有“10/100M”的HUB或交换机配合才能工作。
问题16:
是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长?
设置最小帧长是为了区分开噪声和因发生碰撞而异常中止的短帧。
设置最大帧长是为了保证个站都能公平竞争接入到以太网。
因为如果某个站发送特长的数据帧,则其他的站就必须等待很长的时间才能发送数据。
问题17:
什么是冲突(碰撞)域和广播域?
一些局域网技术(如以太网和令牌环网)提供让任一个站点可发送一信息包给局域网中的所有其它站点的能力,这也就是所谓广播。
几乎所有局域网的网络协议都是用广播来实现操作和管理的机制的。
例如,使客户机能定位服务器,允许散播有关可利用的网络资源的信息等等。
一般而言,越多的站点连接到同一个局域网上,产生的广播通信量就越大。
对于通过网桥或交换机连接多个局域网段而形成的大型局域网而言,这种情况仍成立。
交换网络可以通过降低网络碰撞域的大小,实现提升共享介质网络性能的目的。
此外,通过逻辑网络对用户进行分组可以把功能或应用相近的设备或用户组合在一起,限制广播流量,提升网络性能。
另外,交换网络降低了路由器的工作符合,缩短了网络时延。
单纯的使用交换网络虽然在速度上有一定的优势,但是网络非常不稳定。
因此,人们在交换网络中引入了VLAN技术,通过虚拟局域网有效的划分不同的广播域,同是又避免了使用路由器所带来的时延问题。
除此之外,交换机相对于路由器而言,价格更加便宜,可以有效的降低整个网络的建设成本。
VLAN技术可以在任何网络物理拓扑结构的基础之上,将不同区域的设备连接在一起,建立一个虚拟的独立广播域,而且对网络的扩展和升级具有良好的支持功能。
VLAN技术可以在共享介质网络环境的基础之上,提供附加的安全保障。
网络管理人员可以通过创建虚拟局域网把需要访问关键信息的用户与普通用户区别开来组成独立的虚拟网,使重要数据免受外界侵害。
问题18:
在双绞线以太网中,其连接导线只需要两对线:
一对线用于发送,另一对线用于接收。
但现在的标准是使用RJ-45连接器。
这种连接器有8根针脚,一共可连接4对线。
这是否有些浪费?
是否可以不使用RJ-45而使用RJ-11?
对于10BASE-T以太网的确只使用两对线。
这样在RJ-45连接器中就空出来4根针脚。
到对100BASE-T4快速以太网,则要用到4对线,即8根针脚都要用到。
顺便指出,采用RJ-45而不采用电话线的RJ-11也是为了避免将以太网的连接线插头错误地插进电话线的插孔内。
另外,RJ-11只有6根针脚,而RJ-45有8根针脚。
问题19:
RJ-45连接器对8根针脚的编号有什么规定?
RJ-45连接器包括一个插头和一个插孔(或插座)。
插孔安装在机器上,而插头和连接导线(现在最常用的就是采用无屏蔽双绞线的5类线)相连。
EIA/TIA制定的布线标准规定了8根针脚的编号。
如果看插孔,使针脚接触点在上方,那么最左边是①,最右边是⑧(见下图)。
如果看插头,将插头的末端面对眼睛,而且针脚的接触点插头的在下方,那么最左边是①,最右边是⑧(见下图)。
请注意,有的文献将插头编号的①指定为最右边的针脚,这是因为他们将插头的针脚接触点画在上方(和我们给出的图正好旋转了180度)。
但实际上指的还是同样的针脚。
在10/兆比秒和100Mb/s以太网中只使用两对导线。
也就是说,只使用4根针脚。
那么我们应当将导线连接到哪4根针脚呢?
现在标准规定使用下表中的4根针脚(1,2,3和6),1和2用于发送,3和4用于接收:
针脚1
发送+
针脚2
发送-
针脚3
接收+
针脚4
不使用
针脚5
针脚6
接收-
针脚7
针脚8
问题20:
剥开5类线的外塑料保护套管就可以看见不同颜色的4对双绞线。
哪一根线应当连接到哪一个针脚呢?
EIA/TIA-568标准规定了两种连接标准(并没有实质上的差别),即EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B。
这两种标准的连接方法如下图所示。
图中上方的折线表示这两根针脚连接的是一对双绞线。
T568A规定的连接方法是:
1——白–绿(就是白色的外层上有些绿色,表示和绿色的是一对线)
2——绿色
3——白–橙(就是白色的外层上有些橙色,表示和橙色的是一对线)
4——蓝色
5——白–蓝(就是白色的外层上有些蓝色,表示和蓝色的是一对线)
6——橙色
7——白–棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)
8——棕色
T568B规定的连接方法是:
1——白–橙
2——橙色
3——白–绿
4——蓝色
5——白–蓝
6——绿色
7——白–棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)
8——棕色
在通常的工程实践中,T568B使用得较多。
不管使用哪一种标准,一根5类线的两端必须都使用同一种标准。
这里特别要强调一下,线序是不能随意改动的。
例如,从上面的连接标准来看,1和2是一对线,而3和6又是一对线。
但如果我们将以上规定的线序弄乱,例如,将1和3用作发送的一对线,而将2和4用作接收的一对线,那么这些连接导线的抗干扰能力就要下降,误码率就可能增大,这样就不能保证以太网的正常工作。
问题21:
不用集线器或以太网交换机,能否将两台计算机用带有RJ-45插头的5类线电缆直接连接起来?
可以。
但应当注意的是,在这种情况下,电缆线两个RJ-45插头中的一个与导线的连接方法要改变一下,使得从一台计算机发送出来的信号能够直接进入到另一台计算机的接收针脚。
具体的连接方法就是:
电缆线的一端电缆线的另一端
针脚1————————针脚3
针脚2————————针脚6
针脚3————————针脚1
针脚6————————针脚2
问题22:
在广域网中的结点交换机是否就是路由器?
不是。
路由器是用来连接不同网络的。
在广域网是一个单一的网络,在广域网的内部转发分组时不使用路由器。
在广域网内部用来转发分组的机器叫做结点交换机或分组交换机。
结点交换机在功能上有很多方面和路由器是相似的,例如,在结点交换机内都有路由表和转发表。
此外,结点交换机中的路由表和转发表构成的原理和方法(如在路由表中给出下一跳地址,用寻找最短路径的方法构造路由表等)也同样适用于路由器。
问题23:
“尽最大努力交付”(besteffortdelivery)都有哪些含义?
(1)不保证源主机发送出来的IP数据报一定无差错地交付到目的主机。
(2)不保证源主机发送出来的IP数据报都在某一规定的时间内交付到目的主机。
(3)不保证源主机发送出来的IP数据报一定按发送时的顺序交付到目的主机。
(4)不保证源主机发送出来的IP数据报不会重复交付到目的主机。
(5)不故意丢弃IP数据报。
丢弃IP数据报的情况是:
路由器检测出首部检验和有错误;
或由于网络中通信量过大,路由器或目的主机中的缓存已无空闲空间。
现在因特网上绝大多数的通信量都是属于“尽最大努力交付”的。
如果数据必须可靠地交付给目的地,那么使用IP协议的高层软件必须负责解决这一问题。
问题24:
一个主机要向另一个主机发送IP数据报。
是否使用ARP就可以得到该目的主机的硬件地址,然后直接用这个硬件地址将IP数据报发送给目的主机?
有时是这样,但也有时不是这样。
ARP只能对连接在同一个网络上的主机或路由器进行地址解析。
我们看下图的例子。
由于A
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