1、计算机网络基础1计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户段续（或动态
2、）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架开放系统互连基本参考模型OSI.。这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。（4）高速计算机网络:其特点是采用高速网络技术,综合业务数字网的实现,多媒体和智能型网络的兴起。2. 试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。答：优点：（1）可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的。
3、（2）灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。（3）结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现。（4）易于实现和维护。（5）能促进标准化工作。缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。3. 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。（2）OSI和TCP/IP的不同点：OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TC
4、P）和应用层。严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分。OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，后来认识到互联网协议的重要性，才在网络层划出一个子层来完成互联作用。而TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将互联网协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。OSI开始偏重于面向连接的服务，后来
5、才开始制定无连接的服务标准，而TCP/IP一开始就有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据报对于互联网中的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。OSI与TCP/IP对可靠性的强调也不相同。对OSI的面向连接服务，数据链路层、网络层和运输层都要检测和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和超时重传等措施提供可靠性，而且网络和运输层也有类似技术。而TCP/IP则不然，TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应由运输层来解决，因此它允许单个的链路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误恢复，丢失或出错数据的恢复在源主机和目的主机之间进行，由运输层完成。由于可靠性由主机完成，增加了主机的负担。但
6、是，当应用程序对可靠性要求不高时，甚至连主机也不必进行可靠性处理，在这种情况下，TCP/IP网的效率最高。在两个体系结构中智能的位置也不相同。OSI网络层提供面向连接的服务，将寻径、流控、顺序控制、内部确认、可靠性带有智能性的问题，都纳入网络服务，留给末端主机的事就不多了。相反，TCP/IP则要求主机参与几乎所有网络服务，所以对入网的主机要求很高。OSI开始未考虑网络管理问题，到后来才考虑这个问题，而TCP/IP有较好的网络管理。4. 计算机网络可从哪几个方面进行分类？1）从网络结点分布来看，可分为局域网（Local Area Network，LAN）、广域网（Wide Area Networ
7、k，WAN）和城域网（Metropolitan Area Network，MAN）。 局域网是一种在小范围内实现的计算机网络，一般在一个建筑物内，或一个工厂、一个事业单位内部，为单位独有。局域网距离可在十几公里以内，信道传输速率可达120Mbps，结构简单，布线容易。广域网范围很广，可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低，一般小于0.1Mbps，结构比较复杂。城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络，提供全市的信息服务。目前，我国许多城市正在建设城域网。 （2）按交换方式可分为线路交换网络（Circurt Switching）、报文交换网络（Message Switc
8、hing）和分组交换网络（Packet Switching）。 线路交换最早出现在电话系统中，早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的，数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时，源机发出的一个报文被存储在交换器里，交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文，这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输，但它不是以不定长的报文做传输的基本单位，而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组，以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理，而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换，具有许多优点，因此
9、它已成为计算机网络的主流。 （3）按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络5. 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？答：面向连接服务在数据交换之前必须先建立连接，保留下层的有关资源，数据交换结束后，应终止这个连接，释放所保留的资源。而对无连接服务，两个实体之间不建立连接就可以通信，在数据传输时动态地分配下层资源，不需要事先进行预保留。6. 计算机多用户系统和网络系统有什么异同点？网络操作系统是服务于计算机网络，按照网络体系结构的各种协议来完成网络的通信、资源共享、网络管理和安全管理的系统软件。分布式操作系统是建立在网络操作系统之上，对用户屏蔽了系统资源的分布
10、而形成的一个逻辑整体系统的操作系统。 网络操作系统和分布式操作系统的区别是：（1）分布性。分布式操作系统的处理和控制功能均为分布式的；而网络操作系统虽具分布处理功能，但其控制功能却是集中在某个或某些主机或网络服务器中，即集中式控制方式。（2）并行性。分布式操作系统具有任务分配功能，可将多个任务分配到多个处理单元上，使这些任务并行执行，从而加速了任务的执行；而网络操作系统通常无任务分配功能，网络中每个用户的一个或多个任务通常都在本地计算机上处理。（3）透明性。分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。包括对象的物理位置、并发控制和系统故障等对用户都是透明的。例如，当用户要访问某个文件时，
11、只需提供文件名而无须知道（所要访问的对象）它是驻留在那个站点上，即可对它进行访问，以即具有物理位置的透明性。网络操作系统的透明性则主要指操作实现上的透明性。例如，当用户要访问服务器上的文件时，只需发出相应的文件存取命令，而无需了解对该文件的存取是如何实现的。（4）共享性。分布式操作系统支持系统中所有用户对分布在各个站点上的软硬件资源的共享和透明方式访问。而网络操作系统所提供的资源共享功能仅局限于主机或网络服务器中资源，对于其它机器上的资源通常仅有使用该机的用户独占。（5）健壮性。分布式操作系统由于处理和控制功能的分布性而具有较好的可用性和可靠性，即健壮性。而网络操作系统由于控制功能的集中式特点
12、而使系统重构功能较弱，且具有潜在的不可靠性。7. 通信子网与资源子网分别由那些主要部分组成？其主要功能是什么？计算机网络首先是一个通信网络，各计算机之间通过通信媒体、通信设备进行数字通信，在此基础上各计算机可以通过网络软件共享其它计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源。从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，而把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。就局域网而言，通信子网由网卡、线缆、集线器、中继器、网桥、路由器、交换机等设备和相关软件组成。资源子网由连网的服务器、工
13、作站、共享的打印机和其它设备及相关软件所组成。在广域网中，通信子网由一些专用的通信处理机（即节点交换机）及其运行的软件、集中器等设备和连接这些节点的通信链路组成。资源子网由上网的所有主机及其外部设备组成。8. 计算机网络分成哪几种类型？试比较不同类型网络的特点。1、按网络覆盖的地理范围分类：（1）局域网：局域网是计算机硬件在比较小的范围内通信线路组成的网络，一般限定在较小的区域内，通常采用有线的方式连接起来。（2）城域网：城域网规模局限在一座城市的范围内，覆盖的范围从几十公里至数百公里，城域网基本上是局域网的延伸，通常使用与局域网相似的技术，但是在传输介质和布线结构方面牵涉范围比较广。（3）广
14、域网：覆盖的地理范围非常广，又称远程网，在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。2、按传榆介质分类：（1）有线网：采用同轴电缆、双绞线，甚至利用又线电视电视电缆来连接的计算机网络，又线网通过“载波“空间进行传输信息，需要用导线来实现。（2）无线网：用空气做传输介质，用电磁波作为载体来传播数据。无线网包括：无线电话、语音广播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网。3、按网络的拓扑结构分类：（1）星型网络：各站点通过点到点的链路与中心相连，特点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控，但一旦中心节点有故障会引起整个网络瘫痪。（2）总线型网络：网络中所有的站点
15、共享一条数据通道，总线型网络安装简单方便，需要铺设的电线最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络，但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网络容易。（3）树型网络：是上述两种网的综合。（4）环型网络：环型网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，增加新的站点较困难。（5）网状型网络：网状型网络是以上述各种拓扑网络为基础的综合应用。4、按通信方式分类：（1）点对点传输网络：数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输，在一对机器之间通过多条路径连接而成，大的网络大多采用这种方式。（2）广播式传输网络：数据在共用通信介质线路中传输，由网络上的所有机器共享
16、一条通信信道，适用于地理范围小的小网或保密要求不高的网络。9. 什么是网络体系结构？为什么要定义网络体系结构？答：计算机网络的体系结构就是为了不同的计算机之间互连和互操作提供相应的规范和标准。首先必须解决数据传输问题，包括数据传输方式、数据传输中的误差与出错、传输网络的资源管理、通讯地址以及文件格式等问题。解决这些问题需要互相通信的计算机之间以及计算机与通信网之间进行频繁的协商与调整。这些协商与调整以及信息的发送与接收可以用不同的方法设计与实现。计算机网络体系结构中最重要的框架文件是国际标准化组织制订的计算机网络7层开放系统互连标准。其核心内容包含高、中、低三大层，高层面向网络应用，低层面向网
17、络通信的各种物理设备，而中间层则起信息转换、信息交换(或转接)和传输路径选择等作用，即路由选择核心。计算机网络是一个非常复杂的系统。它综合了当代计算机技术和通信技术，又涉及其他应用领域的知识和技术。由不同厂家的软硬件系统、不同的通信网络以及各种外部辅助设备连接构成网络系统，高速可靠地进行信息共享是计算机网络面临的主要难题，为了解决这个问题，人们必须为网络系统定义一个使不同的计算机、不同的通信系统和不同的应用能够互相连接(互连)和互相操作(互操作)的开放式网络体系结构。互连意味着不同的计算机能够通过通信子网互相连接起来进行数据通信。互操作意味着不同的用户能够在连网的计算机上，用相同的命令或相同的
18、操作使用其他计算机中的资源与信息，如同使用本地的计算机系统中的资源与信息一样。10. 什么是网络协议？它在网络中的作用是什么？答：为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。主要由语法、语义和同步(指事件实现中顺序的详细说明)。通信协议有层次特性，大多数的网络组织都按层或级的方式来组织，在下一层的基础上建立上一层，每一层的目的都是向其上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。网络协议确定交换数据格式以及有关的同步问题。11. 什么是0SI参考模型？各层的主要功能是什么？答：计算机网络体系结构中最重要的框架文件是国际标准化组织制订的计算机网络7层开放系统
19、互连标准，即0SI参考模型。其核心内容包含高、中、低三大层，高层面向网络应用，低层面向网络通信的各种物理设备，而中间层则起信息转换、信息交换(或转接)和传输路径选择等作用，即路由选择核心。该模型提出了用分层的方法实现计算机网络的互连与互操作功能。分层就是把一个复杂的问题划分为不同的局部问题，并规定每一层必须完成的功能。分层将复杂的问题分解为多个相对简单的问题处理，并使得高层用户从具有相同功能的协议层开始进行互连。从而使得系统变的开放。物理层：负责提供和维护物理线路，并检测处理争用冲突，提供端到端错误恢复和流控制以比特为单位进行传输。数据链路层：主要任务是加强物理传输原始比特的功能，以帧为单位进
20、行传输。网络层：关系到子网的运行控制，其中一个关键问题是确定分组从源端到目的端的路由选择，以分组为单位进行传输。运输层：基本功能是从会话层接收数据，必要时把它分成较小的单元传递，并确保到达对方的各段信息正确无误。运输层也要决定向会话层服务，并最终向网络用户提供服务。会话层：进行高层通信控制，允许不同机器上的用户建立会话关系。表示层：完成某些特定功能。例如：解决数据格式的转换。表示层关心的是所传输的语法和语义，而表示层以下各层只关心可靠地传输比特流。应用层：提供与用户应用有关功能，包括网络浏览、电子邮件、不同类文件系统的文件传输、虚拟终端软件、过程作业输入、目录查询和其他各种通用的和专用的功能等
21、。12. 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：（1）物理层要解决的主要问题：物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。（2）物理层的主要特点：由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之，物理层协议涉及的范 围广泛，所以至今没有按OS
22、I的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程 特性。由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。13. 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：常见的传输媒体有以下几种：（1）双绞线：分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。由两根相互绝缘的导线组成。可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，有效带宽达250KHz，通信距离一般为几到十几公里。导线越粗其通信距离越远。在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。一般用作电话线传输声音信号。虽然双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，但
23、因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。（2）同轴电缆：分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有一层绝缘的实心导线外，再套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。由于其高带宽（高达300400Hz）、低误码率、性能价格比高，所以用在LAN中，同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。（3）光导纤维：以光纤作为载体，利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、重量轻；传输频带宽、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，误码率低。但光电接口的价格较昂贵。光纤被广泛用于
24、电信系统铺设主干线。（4）无线信道：分地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高，频带范围宽，通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小，传输质量高，通信比较稳定；不受地理环境的影响，建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限制，一般只有50Km，隐蔽性和保密性较差。卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。14. 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？答：（1）将数字信号“1”或“0”直接用两种不同的电压表示，这种高电平和低电平不断交替的信号称为基带信号，而基带就是这种原始信号所占的基本频带。将基带信号直接送到线路上
25、传输称为基带传输。基带传输要求信道有较宽的频带。（2）若将多路基带信号、音频信号和视频信号的频谱分别移到一条电缆的不同频段传输，这种传输方式称为宽带传输。宽带传输所传输的信号都是经过调制后的模拟信号。因此可用宽带传输系统实现文字、声音和图像的一体化传输。在宽带系统中，要用放大器增加传输距离。15. 有600MB（兆字节）的数据，需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁盘上，然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路（设信息传送的速率是2.4Kb/s）传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为33.6Kb/s，其结果又如何？答：假定连续传送且不出错。若用2.
26、4Kb/s速率，传600MB（=60010485768=5033164800 bit）需要24.3天。若用33.6Kb/s速率传送，则需时间1.73天。比托人乘火车捎去要慢，且更贵。16. 56Kb/s的调制解调器是否突破了香农的信道极限传输速率？这种调制解调器的使用条件是什么？答：56Kb/s的调制解调器主要用于用户与ISP的通信，这时从用户到ISP之间只需经过一次A/D转换，比两个用户之间使用的33.6Kb/s调制解调器的量化噪声要小，所以信噪比进一步提高。虽然33.6Kb/s调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率，但是56Kb/s的调制解调器的使用条件不同，它提高了信噪比，它没
27、有突破香农极限传输速率的公式。56Kb/s的调制解调器的使用条件是ISP也使用这种调制解调器（这里是为了进行数字信号不同编码之间的转换，而不是数模转换），并且在ISP与电话交换机之间是数字信道。若ISP使用的只是33.6Kb/s调制解调器，则用户端的56Kb/s的调制解调器会自动降低到与33.6Kb/s调制解调器相同的速率进行通信。17. 在介绍双绞线时，我们说：“在数字传输时，若传输速率为每秒几个兆比特，则传输距离可达几公里。”但目前我们使用调制解调器与ISP相连时，数据的传输速率最高只能达到56Kb/s，与每秒几个兆比特相距甚远。这是为什么？答：“在数字传输时，若传输速率为每秒几个兆比特，
28、则传输距离可达几公里。”这是指使用数字线路，其两端的设备并没有带宽的限制。当我们使用调制解调器与ISP相连时，使用的是电话的用户线。这种用户线进入市话交换机处将带宽限制在3400Hz以下，与数字线路的带宽相差很大。18. 试比较模拟通信方式与数字通信方式的优缺点。模拟通信，技术很成熟，就是将模拟信号与载波进行调制，使其带有一定载波特性，又不失模拟信号的独特性，接受端通过低通滤波器，还原初始模拟信号。 而数字信号，首先进行采样，对于采样幅值进行编码（0，1编码），然后进行调制，相移键控等。接受端还原即可。区别在于，由于数字通信其传输数字抽样信号，在接受端可以得到还原，所以信号传输率高。而模拟信号
29、，是对于信号的直接调制，与载波相乘，当传输途中有干扰时，对于系统的冲击，是不可修复的，所以造成失桢。相对而言，数字通信优于模拟通信。19. 描述网桥如何被用于减少网络交通问题？答：网桥以混杂方式操作，这意味着它在发送每个包时要查看其地址，网桥工作在0SI数据链路层的媒体访问控制（MAC）子层。网桥截获所有网络交通，并检查它收到的每一个包，读出每个包的目的地址，由此确定是否将该包转发到下一个网络。如果该包的目标是一个本地结点，则网桥过滤掉源LAN上的该包。因此网桥可以分割两个网络之间的通信量，有利于改善互连网络的性能。20. 什么是多路复用器？复用器是一种综合系统，通常包含一定数目的数据输入，n
30、个地址输入（以二进制形式选择一种数据输入）。复用器有一个单独的输出，与选择的数据输入值相同。21. 比特率与波特率的区别是什么？波特率与比特率是两个不同层次上的概念。 波特是码元的传输速率单位，他说明单位时间传输了多少个码元。码元的传输速率又叫调制速率，是从数字信号的角度（只有0,1两种状态）来定义的。B=1/T，T是调制信号的周期。波特率B的单位是（baud/s）。 而比特率是信息量传输速率单位，即每秒传输的二进制代码位数，要称为数据传输速率，是从二进制信息的角度来定义的,其单位是b/s（bit/s）。 在无调制的传输过程中，如果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行了压缩
31、，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率。22. 在什么情况下，要安装多端口中继器？答：网络中继器能放大输入信号、重新定时并沿多条运行电缆重新生成该信号。一旦信号通过电缆，重新定时，有助于避免产生冲突。多端口中继器接收数据包时，它要重新定时，包才能放置在扩展的网段上，如果中继器检测到个别网段有问题，例如：过量冲突，它就停止传送将停止传输数据到该电缆段。多端口中继器上一个网段被隔开并不会影响到其他端口。一旦网络问题被解决，被隔开的网络还能在中继器上重置，恢复传输。因此，在连接多个超出距离规范的用户时，可采用多端口中继器。23. 比较不同传输介质的性质与特点。答：1.双绞线：物理特性：双绞线由按
32、规则螺旋结构排列的2根或4根绝缘线组成。一对线可以作为一条通信电路，各个线对螺旋排列的目的是使各线对之间的电磁干扰最小。传输特性：双绞线最普遍的应用是语音信号的模拟传输。使用双绞线通过调制解调器传输模拟数据信号时，数据传输速率目前单向可达56kbs，双向达33.6kbs，24条音频通道总的数据传输速率可达230kbs。使用双绞线发送数字数据信号，一般总的数据传输速率可达 2Mbs。 连通性：双绞线可用于点对点连接，也可用于多点连接。地理范围：双绞线用于远程中继线时，最大距离可达15公里；用于10 Mb/s局域网时，与集线器的距离最大为100米。抗干扰性：在低频传输时，其抗干扰能力相当于同轴电缆。在 10-100kHz时，其抗干扰能力低于同轴电缆。价格：双绞线的价格低于其他传输介质，并且安装、维护方便。2.同轴电缆：物理特性：同轴电缆也由两根导体组成，有粗细之分，它由套置
