【计算机网络(微课版)】第1章 概述 课后习题及答案
1-1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供哪些服務(wù)？
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以向用戶提供的最重要的功能有兩個，即連通性和共享性。具體可以展開為提供：瀏覽信息和發(fā)布信息的平臺；通信和交流的平臺；休閑娛樂的平臺；資源共享的平臺；網(wǎng)上辦公的平臺等等。
1-2試簡述分組交換的特點。
分組交換的實質(zhì)是——存儲轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)的意思是，在發(fā)送報文之前，把較長的報文分割成為一個個較小的數(shù)據(jù)段，加上必要的控制信息后構(gòu)成分組。當(dāng)路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組時，先將分組臨時存儲下來，檢查首部，查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找到合適的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，給下一個路由器。
1-3 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。
? ? 電路交換
? ? ? ? ? ?主要特點：三次連接；始終占用端到端的通信資源
優(yōu)點：(1)數(shù)據(jù)直接傳輸；(2)時延小，實時性強(qiáng)；(3)交換設(shè)備成本低
缺點：始終占用通信鏈路(包括沒有傳輸數(shù)據(jù)的時候)，(1)線路利用率低；整段信息傳送，(2)不便于差錯控制；三次連接只要有一步?jīng)]有完成，(3)通信就不復(fù)存在而且不能自動恢復(fù)；在傳輸準(zhǔn)備中，要求通信鏈路中每段鏈路都是空閑的，因此(4)當(dāng)業(yè)務(wù)量大時，無法保證用戶的每一個呼叫都能接通
? ? 分組交換
? ? ? ? ? ?主要特點：采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，單個分組傳輸?shù)较噜徑狱c，通過查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點
? ? ? ? ? ?優(yōu)點：利用動態(tài)分配傳輸，逐段占用信道鏈路，(1)利用率高，高效；為每個獨立的分組選擇轉(zhuǎn)發(fā)路由，(2)靈活；以分組為單位，(3)可以不建立連接就發(fā)送分組，迅速；分布式多路由的分組交換(分布式的路由選擇協(xié)議)，可以使(4)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的生存性，也可以通過可靠。
? ? ? ? ? ?缺點：由于分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，在存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程中需要花費(fèi)一定的時間去排隊，(1)就造成了一定的時延；當(dāng)排隊的分組很多的時候，會造成路由器中無法臨時存下分組而被丟棄，(2)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞；由于每一個分組都要加上控制信息，(3)造成其他開銷；(4)整個分組轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)還需要專門的管理和控制機(jī)制。
? ? 報文交換
? ? ? ? ? ?主要特點：同樣采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，
? ? ? ? ? ?優(yōu)點：不需要分組交換，所以(1)省去了劃分分組和重組分組成報文的時間；(2)利用率比電路交換利用率高；(3)可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間互通
? ? ? ? ? ?缺點：增大了時延；不能滿足對實時性要求高的用戶；占用大量的交換機(jī)內(nèi)存和外存；報文交換適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信；需要控制信息，增加了開銷。
1-3 從以下方面比較分組交換和電路交換的特點
| 屬性 | 分組交換網(wǎng)絡(luò) | 電路交換網(wǎng)絡(luò) |
| 建立連接 | 無連接、面向連接(X.25) | 面向連接 |
| 何時需要地址 | 每一次路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)的時候 | 數(shù)據(jù)從客戶進(jìn)程傳輸?shù)臅r候 |
| 是否獨占鏈路 | 否，逐段占用 | 是，始終占用 |
| 網(wǎng)絡(luò)擁塞 | 是，當(dāng)分組過多且路由存儲轉(zhuǎn)發(fā)慢 | 否 |
| 數(shù)據(jù)是否會失序 | 是？ | 否 |
| 端到端時延的確定性 | 不能確定，因為采用路由選擇協(xié)議 | 可以確定，因為始終占用信道 |
| 適用的數(shù)據(jù)傳輸類型 | 分組 | 整個文件 |
1-4 為什么說因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革？
? ? 因特網(wǎng)縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往方式，使世界發(fā)生了極大的變化。
1-5 因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的特點。
? ? 第一階段：從APRANET單個網(wǎng)絡(luò)走向互聯(lián)網(wǎng)，最初的分組交換網(wǎng)ARPANET只是一個單個的分組交換網(wǎng)，所有要連接在ARPANET上的主機(jī)都直接與就近的結(jié)點交換機(jī)相連。而后發(fā)展為所有使用TCP/IP協(xié)議的計算機(jī)都能利用互聯(lián)網(wǎng)相互通信。
? ? 第二階段：構(gòu)成了三級網(wǎng)絡(luò)：校園網(wǎng)(企業(yè)網(wǎng))->地區(qū)網(wǎng)->主干網(wǎng)
? ? 第三階段：形成了多級ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
1-6 簡述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個階段。
1-7 小寫和大些開頭的英文名字internet和Internet在意思上有何重要區(qū)別？
以小寫字母i開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。
以大寫字母I開始的Internet（因特網(wǎng)）則是一個專有名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，其前身是美國的ARPANET。
1-8 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點？
按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類(核心區(qū)別是)：
? ? ? ? 局域網(wǎng)：是計算機(jī)硬件在比較小的范圍內(nèi)通信線路組成的網(wǎng)絡(luò)，一般限定在較小的區(qū)域內(nèi)，通常采用有線的方式連接起來。
? ? ? ? 城域網(wǎng)：規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的范圍從幾十公里至數(shù)百公里，城域網(wǎng)基本上是局域網(wǎng)的延伸，通常使用與局域網(wǎng)相似的技術(shù)，但是在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍比較廣。
? ? ? ? 廣域網(wǎng)：覆蓋的地理范圍非常廣，又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，在采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)方面有所不同。
按傳榆介質(zhì)分類：
? ? ? ? 有線網(wǎng)：采用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線電視電視電纜來連接的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，又線網(wǎng)通過"載波"空間進(jìn)行傳輸信息，需要用導(dǎo)線來實現(xiàn)。
? ? ? ? 無線網(wǎng)：用空氣做傳輸介質(zhì)，用電磁波作為載體來傳播數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)包括：無線電話、語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)。
按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：
? ? ? ? 星型網(wǎng)絡(luò)：各站點通過點到點的鏈路與中心相連，特點是很容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但一旦中心節(jié)點有故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
? ? ? ? 總線型網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道，總線型網(wǎng)絡(luò)安裝簡單方便，需要鋪設(shè)的電線最短，成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網(wǎng)絡(luò)，但介質(zhì)的故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加新站點也不如星型網(wǎng)絡(luò)容易。
? ? ? ? 樹型網(wǎng)絡(luò)：是上述兩種網(wǎng)的綜合。
? ? ? ? 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)：環(huán)型網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，增加新的站點較困難。
? ? ? ? 網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是以上述各種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的綜合應(yīng)用。
按通信方式分類：
? ? ? ? 點對點傳輸網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)以點到點的方式在計算機(jī)或通信設(shè)備中傳輸，在一對機(jī)器之間通過多條路徑連接而成，大的網(wǎng)絡(luò)大多采用這種方式。
? ? ? ? 廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)在共用通信介質(zhì)線路中傳輸，由網(wǎng)絡(luò)上的所有機(jī)器共享一條通信信道，適用于地理范圍小的小網(wǎng)或保密要求不高的網(wǎng)絡(luò)。
按網(wǎng)絡(luò)使用的目的分類：
? ? ? ? 共享資源網(wǎng)：使用者可共享網(wǎng)絡(luò)中的各種資源。
? ? ? ? 數(shù)據(jù)處理網(wǎng)：用于處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。
? ? ? ? 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)：用來收集、交換、傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。
按服務(wù)方式分類：
? ? ? ? 客戶機(jī)/服務(wù)器(C／S)模式：C／S計算的模式的結(jié)構(gòu)是分散、多層次和具有圖形用戶接口的PC機(jī)作為客戶機(jī)，不同的操作系統(tǒng)或不同的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對應(yīng)不同的語言和開發(fā)工具，其工作特點是文件從服務(wù)器被下載到工作站上，然后在工作站上進(jìn)行處理，而基于主機(jī)的大型機(jī)工作特點是所有處理都發(fā)生在主機(jī)上。
? ? ? ? 瀏覽器/服務(wù)器(B／S)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無關(guān)性，把應(yīng)用邏輯和業(yè)務(wù)處理規(guī)則放在服務(wù)器一側(cè)。
? ? ? ? 對等網(wǎng)或稱為對等式的網(wǎng)絡(luò)：對等網(wǎng)可以不要求具備文件服務(wù)器，特別是應(yīng)用在一組面向用戶的PC機(jī)，每臺客戶機(jī)都可以與其他每臺客戶機(jī)實現(xiàn)"平等"對話操作，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計算機(jī)一般類型相同，甚至操作系統(tǒng)也相同，這種網(wǎng)絡(luò)方式靈活方便，但是較難實現(xiàn)集中管理與控制，安全性也低。
按企業(yè)和公司管理分類：
? ? ? ? 內(nèi)部網(wǎng)：一般指企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，自成一體形成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)。
? ? ? ? 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)：一般指經(jīng)改造的或新建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，采用通用的TCP／IP作為通信協(xié)議，一般具備自己的WWW服務(wù)器和安全防護(hù)系統(tǒng)，為企業(yè)內(nèi)部服務(wù)，不和因特網(wǎng)直接進(jìn)行連接。
? ? ? ? 外聯(lián)網(wǎng)：采用因特網(wǎng)技術(shù)，有自己的WWW服務(wù)器，但不一定與因特網(wǎng)直接進(jìn)行連接的網(wǎng)絡(luò)，同時必須建立防火墻把內(nèi)聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)隔離開，以確保企業(yè)內(nèi)部信息的安全。
? ? ? ? 因特網(wǎng)：因特網(wǎng)是目前最流行的一種國際互聯(lián)網(wǎng)，在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用，結(jié)合多媒體的"聲、圖、文"表現(xiàn)能力，不僅能處理一般數(shù)據(jù)和文本，而且也能處理語音、聲響、靜止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。
?1.9 因特網(wǎng)的兩大組成部分(邊緣部分和核心部分)的特點是什么？它們的工作方式各有什么特點？
? ? ? ? 邊緣部分：由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。
? ? ? ? 核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。
? ? ? ? 在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢?#xff1a;客戶服務(wù)器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 ，對等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式。(1)C/S方式：客戶(Client)和服務(wù)器(Server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程。客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。客戶是服務(wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。被用戶調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時主動向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請求服務(wù)）。因此，客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。而服務(wù)器則是一種專門用來提供某種服務(wù)的程序(進(jìn)程)，可同時處理多個遠(yuǎn)地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強(qiáng)大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。(2)對等連接方式(P2P方式)從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對等連接中的每一個主機(jī)既可能是客戶又同時可能是服務(wù)器。
? ? ? ? 網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit），從源站到目的站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)率為C（bit/s）。在電路交換時電路的建立時間為s（s）。在分組交換時分組長度為p（bit），且各結(jié)點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？
? ? ? ? 電路交換：
? ? ? ? ? ? ? 發(fā)送時延=x/C+s；傳播時延=kd；總時延=發(fā)送時延+傳播時延（+排隊時延+處理時延）=x/C+s+kd
? ? ? ? 分組交換：
? ? ? ? ? ? ? 發(fā)送時延=x/C；傳播時延=(k-1)p/c+kd(PS，k段鏈路k-1個路由，每一次轉(zhuǎn)發(fā)需要時間，但此時轉(zhuǎn)發(fā)的是分組)；
? ? ? ? ? ? ? 總時延=總時延=發(fā)送時延+傳播時延（+排隊時延+處理時延）=x/C+(k-1)p/c+kd
? ? ? ? ?因為要求分組交換的時延比電路交換的時延小，所有有不等式(x/C+(k-1)p/c+kd)<(x/C+s+kd)
? ? ? ? ?顯然可得到關(guān)系(k-1)p/C<s
1-11 在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為x和（p+h）（bit），其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b（bit/s），但傳播時延和結(jié)點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數(shù)據(jù)部分長度p應(yīng)取為多大？(題目也告訴我們一個信息，時延與分組長度有關(guān))
? ? ? ? ? 信息整理：總長=x；分組長=p+h；分組個數(shù)=x/p；公式一致
? ? ? ? ? 發(fā)送時延=(x/p)*(p+h)/b
? ? ? ? ? 傳播時延=(k-1)*((p+h)/b)
? ? ? ? ? 總時延=(x/p)*(p+h)/b+(k-1)*((p+h)/b)，求極值則求函數(shù)一次導(dǎo)數(shù)=0
? ? ? ? ? 得到答案：p=√hx/(k-1)
1-12 從差錯控制、時延和資源共享三方面分析，分組交換為什么要將長的報文劃分成多個段的分組進(jìn)行傳輸？
| 屬性 | 分組交換網(wǎng)絡(luò) | 報文交換網(wǎng)絡(luò) |
| 差錯控制 | 減小了出錯的概率和重發(fā)的數(shù)據(jù)量， 只需要重發(fā)出現(xiàn)錯誤分組就可以了， 分組比報文短 | 一旦在中間某個結(jié)點出錯， 則需要重傳整個報文，任務(wù)量大 |
| 時延 | 分組長度小，路由器存儲轉(zhuǎn)發(fā)快， 可以選擇最優(yōu)路由 | 整段傳輸每一個路由都需要存下整個 報文，報文數(shù)據(jù)量大， 在存儲轉(zhuǎn)發(fā)的過程中增加了時延 |
| 資源共享 | 簡化了對緩沖區(qū)的管理 | 一個報文可以發(fā)給多個用戶 |
1-13 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)？
1.速率
? ? ? ?比特（bit）是計算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。
? ? ? ?Bit 來源于 binary digit，意思是一個“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個 1 或 0。
? ? ? ?速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bit rate)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個性能指標(biāo)。速率的單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。
? ? ? ? 速率往往是指額定速率或標(biāo)稱速率。
2.帶寬
? ? ? ? ?“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
? ? ? ? ?現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。???
?3.吞吐量
? ? ? ? ?吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。
? ? ? ? 吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。
? ? ? ? ?吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。?
?4.時延
? ? ? ?傳輸時延（發(fā)送時延 ）????發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時間。
? ? ? ?也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。
5.時延帶寬積
6.往返時間RTT
7.利用率
1-14 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×10^8m/s?。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延：
（1） 數(shù)據(jù)長度為10^7bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s
（2） 數(shù)據(jù)長度為10^3bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s
? ? ? ? ?從以上計算結(jié)果可得到什么結(jié)論
? ? ? ? ?（1）發(fā)送時延=數(shù)據(jù)長度/數(shù)據(jù)發(fā)送率=10^7/10^5=100s
? ? ? ? ? ? ? ? ? 傳播時延=傳輸距離/傳播速率=10^6/(2*10^8)=5ms
? ? ? ? （2）發(fā)送時延=數(shù)據(jù)長度/數(shù)據(jù)發(fā)送率=10^3/10^9=1us
? ? ? ? ? ? ? ? ? 傳播時延=傳輸距離/傳播速率=10^6/(2*10^8)=5ms
? ? ? ? ? ? ? ?從上述計算我們可以知道，若數(shù)據(jù)長度大而發(fā)送速率低。則在總時延中，發(fā)送時延往往大于傳播時延且占主要成分；反之，數(shù)據(jù)長度短而發(fā)送速率高。則在總時延中，發(fā)送時延往往小于傳播時延且占傳播時延主要成分。所以在不確定哪一方占主導(dǎo)地位，貿(mào)然改變數(shù)據(jù)發(fā)送率或者傳播速度可能對總延時的影響不大，要抓住主要矛盾。
?1-15 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要采用分層次的結(jié)構(gòu)？試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活。
? ? ? ?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層的結(jié)構(gòu)，可以減少協(xié)議設(shè)計的復(fù)雜性，使得各層之間是獨立的，增強(qiáng)靈活性，使得網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上可以分割開，易于實現(xiàn)和維護(hù)，同時促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。
? ? ? ?日常生活中，比如，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲地郵局，甲地郵局經(jīng)過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當(dāng)于一個三層結(jié)構(gòu)，雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運(yùn)輸部門分處甲、乙兩地，但是它們都分別對應(yīng)同等機(jī)構(gòu)，同屬一個子系統(tǒng)，而同處一地的不同機(jī)構(gòu)則不再一個子系統(tǒng)內(nèi)，而且它們之間的關(guān)系是服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系。
1-16 協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？有何關(guān)系？
? ? ? ?協(xié)議是水平的，服務(wù)是垂直的。
? ? ? ?協(xié)議是“水平的”， 即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。
? ? ? ?協(xié)議與服務(wù)的關(guān)系
? ? ? ?在協(xié)議的控制下，上層對下層進(jìn)行調(diào)用，下層對上層進(jìn)行服務(wù)，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有連接。協(xié)議對上層是透明的，服務(wù)是上層感知的方式。
1-17 試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。
? ? ? ? 所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為便于學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理而采用的綜合了OSI(Open Systems Imformation )七層模型和TCP/IP的四層模型而得到的五層模型。
各層的主要功能：
（1）應(yīng)用層
? ? ?應(yīng)用層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶代理（user agent),來完成一些為進(jìn)行語義上有意義的信息交換所必須的功能。
(2）運(yùn)輸層
? ? ? ? 任務(wù)是負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個進(jìn)程間的通信。
? ? ? ? 因特網(wǎng)的運(yùn)輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。
? ? ? ? 面向連接的服務(wù)能夠提供可靠的交付。
? ? ? ? 無連接服務(wù)則不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery，即盡最大努力交付，往往用于對實時性要求較高的場景
(3)網(wǎng)絡(luò)層
? ? ? ? 網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組選擇合適的路由，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機(jī)。
? ? ? ? 路由器的角色很關(guān)鍵
（4）數(shù)據(jù)鏈路層
? ? ? ? ?數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是將在網(wǎng)絡(luò)層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結(jié)點間的鏈路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。
? ? ? ? ?交換機(jī)實在此層上應(yīng)用
（5）物理層
? ? ? ? 物理層的任務(wù)就是透明地傳輸比特流。
? ? ? ? ?“透明地傳送比特流”指實際電路傳送后比特流沒有發(fā)生變化。
? ? ? ? 物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時，接收端如何識別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根腳以及各個腳如何連接。雙絞線、集線器等等
1-18? 試解釋下列名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務(wù)訪問點、客戶、服務(wù)器、客戶-服務(wù)器方式。
? ? ? ?協(xié)議棧：指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層模型后，每層的主要功能由對等層協(xié)議的運(yùn)行來實現(xiàn)，因而每層可用一些主要協(xié)議來表征，幾個層次畫在一起很像一個棧的結(jié)構(gòu)。
? ? ? ?實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。在許多情況下，實體是一個特定的軟件模塊。
? ? ? ?對等層：在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。
? ? ? ?協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實體進(jìn)行信息交換的數(shù)據(jù)單位。
? ? ? ?服務(wù)訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進(jìn)行交互（即交換信息）的地方。服務(wù)訪問點SAP是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。
? ? ? ?客戶、服務(wù)器：客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程。客戶-服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。
? ? ? ?客戶-服務(wù)器方式：客戶-服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系，當(dāng)客戶進(jìn)程需要服務(wù)器進(jìn)程提供服務(wù)時就主動呼叫服務(wù)進(jìn)程，服務(wù)器進(jìn)程被動地等待來自客戶進(jìn)程的請求。
1-19?試解釋everything over IP和IP over everything的含義。
? ? ? ?everything over IP：即IP為王，未來網(wǎng)絡(luò)將由IP一統(tǒng)天下。未來的通信網(wǎng)既已肯定以數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP，那么網(wǎng)上信息業(yè)務(wù)宜一律使用IP，即所謂everything over IP。
? ? ? ?IP over everything：在現(xiàn)在的電通信網(wǎng)過渡到光通信網(wǎng)的過程中，IP、ATM、WDM會配合使用，漸漸過渡，既是IPover everything。
1-20 判斷以下正誤
? ? ? ? （1）提高鏈路速率意味著減低了信道的傳播時延
? ? ? ? ? ? ? ? ? 錯誤，沒有分清鏈路速率的概念。提高鏈路速率是指提高將比特流發(fā)送到鏈路上的速率；而傳播時延與信號的傳播速? ? ? ? ? ? ?率以及信道長度有關(guān)，與發(fā)送速率無關(guān)。
? ? ? ? （2）在鏈路上產(chǎn)生的傳播時延與鏈路的帶寬無關(guān)
? ? ? ? ? ? ? ? ? 正確，因為而傳播時延與信號的傳播速率以及信道長度有關(guān)
? ? ? ? （3）跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)通信的問題屬于運(yùn)輸層的功能
? ? ? ? ? ? ? ? ?錯誤，跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)通信的問題屬于網(wǎng)絡(luò)層的功能，運(yùn)輸層為通信主機(jī)進(jìn)程之間提供邏輯通信功能
? ? ? ? （4）發(fā)送時延是分組的第一個比特從發(fā)送方發(fā)出到該比特到達(dá)接收方之間的時間
? ? ? ? ? ? ? ? ? 錯誤，發(fā)送時延是分組的第一個比特從發(fā)送方發(fā)出到最后一個比特離開發(fā)送方所需要的時間
? ? ? ? （5）由于動態(tài)分配通信寬帶與其他通信資源，分組交換能更好更高效地共享資源
? ? ? ? ? ? ? ? ? 正確
? ? ? ? （6）采用分組交換在發(fā)送數(shù)據(jù)前不必建立連接，發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)更迅速，因此不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞
? ? ? ? ? ? ? ? ? 錯誤，錯在不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞。分組轉(zhuǎn)發(fā)采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，也就是說路由器接收到分組后，緩存到路由器的內(nèi)? ? ? ? ? ? ?存中，在查找轉(zhuǎn)發(fā)表后轉(zhuǎn)發(fā)分組。但是路由器緩存空間是有限的，當(dāng)發(fā)出方或者該節(jié)點排隊分組過多，路由器緩存占滿? ? ? ? ? ? ? ?后，之后到該路由器的分組則被丟失，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞
1-21 一個系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)有N層，應(yīng)用程序產(chǎn)生M字節(jié)長的報文，網(wǎng)絡(luò)軟件在每層都加上h字節(jié)的協(xié)議頭，網(wǎng)絡(luò)寬帶中至少有多大比率用于協(xié)議頭信息的傳輸。
? ? ? ? ?如果采用OSI模型，除去物理層直接發(fā)送比特流不需要添加協(xié)議頭之外，則6層需要6*h/(M+6*h)
總結(jié)
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