计算机网络简答题

简答题1.11计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段都有什么特点？四个阶段：第一阶段（20世纪50年代）计算机技术与通信技术研究结合，为计算机网络的产生作好技术准备，奠定理论基础第二阶段（20世纪60年代）ARPAnet与分组交换技术开始，为Internet的形成奠定基础第三阶段（20世纪70年代中期计起）网络体系结构与网络协议的标准化第四阶段（20世纪90年代起）Internet的应用与高速网络技术发展1.12按照资源共享的观点定义的计算机网络应具备哪几个主要特征？资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合主要特征：1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”3）互联计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议1.13通信子网与资源子网的联系与区别是什么？答：计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此从逻辑功能上可分成资源子网与通信子网两部分。资源子网由主机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。早期的主机系统主要是指大型机、中型机与小型机，它通过通信线路与通信控制处理机相连接。终端是用户访问网络的界面。通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成。通信子网负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机既作为与资源子网的主机、终端连接的接口，又作为通信子网中的分组存储转发结点使用。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。1.14局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？三个区别于范围，广域网，顾名思义范围比较大，类似于因特网。城域网范围相对小一些，一般指一个城市内部的局域网络，局域网，范围相对最小，一般只能在一个小范围里面存在，比如一个网吧，一个家庭，这样的网络叫做局域网，1.15计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？1.各层之间是独立的2.灵活性好3.结构上可分割开4.易于实现和维护5.能促进标准化工作1.16ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的原则是什么？答：ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的原则是：(1)网中各结点都具有相同的层次。(2)不同结点的同等层具有相同的功能。(3)同一结点内相邻层之间通过接口通信。(4)每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。(5)不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。1.17请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程。OSI参考模型中数据传输的基本过程：当源结点的应用进程的数据传送到应用层时，应用层为数据加上本层控制报头后，组织成应用层的数据服务单元，然后再传输到表示层；表示层接收到这个数据单元后，加上本层的控制报头构成表示层的数据服务单元，再传送到会话层。依此类推，数据传送到传输层；传输层接收到这个数据单元后，加上本层的控制报头后构成传输层的数据服务单元(报文)；报文传送到网络层时，由于网络层数据单元的长度有限制，传输层长报文将被分成多个较短的数据字段，加上网络层的控制报头后构成网络层的数据服务单元(分组)；网络层的分组传送到数据链路层时，加上数据链路层的控制信息后构成数据链路层的数据服务单元(帧)；数据链路层的帧传送到物理层后，物理层将以比特流的方式通过传输介质传输。当比特流到达目的结点时，再从物理层开始逐层上传，每层对各层的控制报头进行处理，将用户数据上交高层，最终将源结点的应用进程的数据发送给目的结点的应用进程。1.18请比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点。OSI参考模型与TCP/IP参考模型的设计目标都是网络协议与网络体系结构标准化。ISO本来计划通过OSI参考模型与协议的研究来促进网络标准化，但是事实上这一目标没有达到。TCP/IP协议利用正确的策略并抓住有利的时机，伴随Internet的发展而成为目前公认的工业标准。由于要照顾各方面的因素，OSI参考模型变得大而全并且效率很低。但是，OSI参考模型的很多研究结果、方法与概念对今后网络的发展仍然具有很好的指导意义。TCP/IP协议虽然应用相当广泛，但是TCP/IP参考模型的研究却很薄弱。2.11请举一个例子说明信息、数据与信号之间的关系。数据通信中被传输的二进制代码称为数据，数据是信息的载体。数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释。数据通信的任务是要传输二进制代码的比特序列，而不需要解释代码所表示的内容。例如，二进制编码按从高位到低位的顺序排列，英文单词“NETWORK”的ASCII码编码的二进制比特序列应该是“1001110100010110101001010111100111110100101001011”。如果要从一个主机将这个比特序列准确地传送到另一个主机，并且两个主机都使用ASCII编码，那么另一个主机就可以将接收的比特序列解释为“NETWORK”。2.12通过比较说明双绞线、同轴电缆与光纤等三种常用传输介质的特点。传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆和光缆。(1)双绞线由按规则螺旋结构排列的2根、4根或8根绝缘导线组成。各线对螺旋排列的目的是使线对之间的电磁干扰最小。双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两种。双绞线的主要特点是：连接距离比较短，抗干扰性比较好，支持点—点连接与多点连接，价格低于其他传输介质，安装与维护比较方便。(2)同轴电缆由内导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。同轴介质的特性参数由内、外导体及绝缘层的电参数与机械尺寸决定。同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。同轴电缆的主要特点是：连接距离比较长，抗干扰性很好，支持点—点连接与多点连接，价格介于双绞线与光缆之间，安装与维护比较方便。(3)光缆是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。光纤是一种直径为50～100μm、能传导光波的柔软介质。在折射率较高的单根光纤外面，用折射率较低的包层包裹起来构成一条光纤通道；由多条光纤组成一束就构成一条光缆。光纤分为单模光纤与多模光纤两种。光缆的主要特点是：低损耗和宽频带、高数据传输速率、低误码率和安全保密性好，价格高于双绞线与同轴电缆，安装与维护比较困难。2.13控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的FSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等四种编码方法的信号波形。图2-3给出了SYN的NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等3种编码方法的信号波形。2.14请说明脉冲编码调制方式的基本工作原理。由于数字信号传输失真小、误码率低、数据传输速率高，因此脉冲编码调制方式已成为模拟数据数字化的主要方法。脉冲编码调制方式主要包括采样、量化与．编码3部分。(1)模拟信号数字化的第一步是采样。模拟信号是电平连续变化的信号。采样是隔一定的时间间隔，将模拟信号的电平幅度值取出来作为样本，让其表示原来的信号。采样频率f应为：f≥2B或f＝1／T≥2fmax，式中B为通信信道带宽，T为采样周期，fmax为信道允许通过的信号最高频率。(2)量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程。经过量化后的样本幅度为离散的量级值。量化之前要规定将信号分为若干量化级，这些量化级需要根据精度的要求决定；还要规定好每一级对应的幅度范围，并将采样所得样本幅值与量化级幅值比较。(3)编码是用相应位数的二进制代码表示量化后的采样样本的量级。如果有是个量化级，则二进制的位数为lbk。例如，如果量化级有16个，就需要4位编码。经过编码后的每个样本都要用相应的编码脉冲表示。在广域网中采用的数据交换技术主要有几种类型？它们各有什么特点？广域网中的数据交换技术分为线路交换和存储转发交换两种。存储转发交换方式又可以分为数据报和虚电路两种。(1)在采用线路交换方式进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立实际的物理线路12连接。线路交换方式的通信过程分为三个阶段：线路建立阶段、数据传输阶段和线路释放阶段。线路交换的优点是通信实时性强，适用于交互式会话类通信。线路交换方式的缺点是对突发性通信不适应，系统不具有存储数据的能力，系统不具备差错控制能力。(2)在采用数据报方式进行数据交换之前，不需要预先在源主机与目的主机之间建立线路连接，源主机发送的每个分组都可以独立地选择传输路径。数据报方式的主要特点是：同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网，同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象，每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址，数据报方式报文传输延迟较大。(3)虚电路方式试图将数据报与线路交换结合起来。在采用虚电路方式进行数据交换之前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路。虚电路方式的通信过程分为三个阶段：虚电路建立阶段、数据传输阶段和虚电路拆除阶段。虚电路方式的主要特点是：在每次进行数据传输之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接；一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，分组不必带目的地址、源地址等辅助信息；分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需做差错检测而不需做路径选择；通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。2.16请说明ATM交换方式的基本工作原理。ATM交换方式是一种高速分组交换技术，在虚电路基础上提出了信元交换方法。ATM的基本数据传输单元是长度固定的信元。信元的长度为53字节，由5字节的信元头和48字节的用户数据组成。ATM网络的虚连接可以分为虚通路和虚通道两类。物理链路是连接ATM交换机与ATM交换机、ATM交换机与ATM主机的物理线路。每条物理链路可以包含一条或多条虚通路；而每条虚通路又可以包含一条或多条虚通道。ATM网络中的ATM主机在传输数据之前，首先将数据组织成若干个固定长度的信元，ATM交换机的数据交换单元也是信元，这样可以减少ATM交换机的处理负荷，并为ATM交换机的高速交换创造了有利条件。2.17在通信过程中，数据传输差错是如何产生的？有哪些原因会引起差错？差错是指通过通信信道后接收数据与发送数据不一致的现象。由于通信信道总是有一定的噪声存在，在到达时接收信号是信号与噪声的叠加；因此如果噪声对信号叠加的结果在电平判断时出错，就会引起传输数据的差错。通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两类。热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的，由热噪声引起的差错是一种随机差错。冲击噪声是由外界电磁干扰引起的，由冲击噪声引起的差错是一种突发差错。冲击噪声幅度与热噪声相比较大，它是引起传输差错的主要原因2.18某一个数据通信系统采用CRC校验方式，并且生成多项式G（x）的二进制比特序列为11001，目的结点接收到的二进制比特序列为110111001（含CRC校验码）。请判断传输过程中是否出现了差错？为什么？答：CRC校验方式的工作原理是：将要发送的数据比特序列当作一个多项式的系数，在发送端用收发双方约定的生成多项式去除，求得一个余数多项式。将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端。在接收端用同样的生成多项式去除接收数据多项式，得到计算余数多项式。如果计算余数多项式与接收余数多项式相同，则表示传输无差错；否则，由发送方来重新发送数据。由于接收多项式的值“110111001”不能被余数多项式的值“11001”整除，因此可以断定在传输过程中出现了差错。3.8决定局域网特性的三个技术要素是什么？答：(1)局域网覆盖有限的地理范围，适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求；(2)局域网提供高数据传输速率(10M～1000Mbps)、低误码率的高质量数据传输环境；(3)局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；(4)决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法局域网基本拓扑构型主要分为哪三类？它们之间有什么区别与联系？答：局域网在网络拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型结构3种。(1)总线型局域