计算机网络技术及应用供参考

计算机网络技术及应用复习题1、什么是计算机网络？计算机网络由什么组成？答：为了方便用户，将分布在不同地理位置的计算机资源相连，实现信息交流和资源的共享。计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。数据是信息的载体。计算机网络的功能包括网络通信、资源管理、网络服务、网络管理和互动操作的能力。最基本功能是在传输的源计算机和目标计算机之间，实现无差错的数据传输。计算机网络=计算机子网+通信子网。2、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？答：通信子网由两个不同的部件组成，即传输介质和交换单元。传输介质也称为电路、信道，信道是通信中传递信息的通道，包含发送信息、接收信息和转发信息的设备。通信子网负责整个网络的纯粹通信部分，资源子网即是各种网络资源（主机上的打印机、软件资源等）的集合，提供信息与能力的共享。传输介质是指用于连接2个或多个网络结点的物理传输电路，例如，电话线、同轴电缆、光缆等。通信信道应包括传输介质与通信设备，它是建立在传输介质之上的。采用多路复用技术时，一条物理传输介质上可以建立多条通信信道。3、什么是计算机网络的拓扑结构？有哪些常见的拓扑结构。 答：计算机网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。常见的网络拓扑结构有星型网络、总线型网络、树型网络、环型网络和网状型网络。4、什么是网络体系结构？ 为什么要定义网络体系结构？答：网络的体系结构定义：指计算机网络的各层及其协议的集合(architecture)。或精确定义为这个计算机网络及其部件所应完成的功能。计算机网络的体系结构综合了OSI和TCP/IP的优点，本身由5层组成：应用层、运输层、网络层、物理层和数据链路层。5、什么是网络协议？它在网络中的作用是什么？答：在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定交换数据的格式以及有关的同步问题。为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。6、说明IP地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？答：IP地址用于确定因特网上的每台主机，它是每台主机唯一性的标识。联网设备用物理地址标识自己，例如网卡地址。TCPIP用IP地址来标识源地址和目标地址，但源和目标主机却位于某个网络中，故源地址和目标地址都由网络号和主机号组成，但这种标号只是一种逻辑编号，而不是路由器和计算机网卡的物理地址。对于一台计算机而言，IP地址是可变的，而物理地址是固定的。7、比较虚电路和数据报的优缺点。答：数据报的特点：格式简单，实现机构也简单：数据报能以最小的延迟到达目的节点；各数据报发送的顺序与接受的顺序无关；各数据报独立。虚电路的特点：采用存储转发的分组交换方式，需要先进行虚电路呼叫，各分组按发出顺序到达目的节点。 8、计算机网络需要哪几方面的安全性？答：计算机网络需要以下3个方面的安全性：（1）保密性：计算机中的信息只能授予访问权限的用户读取（包括显示、打印等，也包含暴露信息存在的事实）。（2）数据完整性：计算机系统中的信息资源只能被授予权限的用户修改。（3）可利用性：具有访问权限的用户在需要时可以利用计算机系统中的信息资源，得到密文。9、在通信领域，传输的信号分成哪几类？答：信道按传输信号的类型分类，可以分为模拟信道与数字信道：（1）模拟信道 能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时间连续变化，语音信号是典型的模拟信号。如果利用模拟信道传送数字信号，必须经过数字与模拟信号之间的变换，例如，调制解调过程。 （2）数字信道 能传输离散的数字信号的信道称为数字信道。离散的数字信号在计算机中指由“0”、 “1”二进制代码组成的数字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换。数字信道适宜于数字信号的传输，只需解决数字信道与计算机之间的接口问题。10、简述网桥如何被用于减少网络拥塞问题？答：网桥是一种连接多个网段的网络设备。网桥可以将一个大的网络冲突域划分为多个小的冲突域（网段），达到分隔网段之间的通信量，减少网络的传输冲突的机会，从而减少网络因冲突造成的网络拥塞问题。11、简述在何种情况下用路由器替代已有网桥。答：（1）当互连同种网络时，随网络规模的扩大，需避免网络广播风暴，改善网络性能时；（2）实现局域网与广域网的互连；12、通过普通的电话用户线拨号上网时（使用调制解调器），试问一对用户线可否容许多个用户同时上网？ 答：只有一台PC机要特殊些，即需要同时安装以太网卡和拨号上网卡（或使用外置的调制解调器）。这台特殊的PC机通常叫做代理服务器，它通过调制解调器用拨号方式与本地的ISP相连。ISP并不知道有多少人共享一个调制解调器，ISP只知道现在是这台代理服务器在使用拨号上网，ISP只分配一个临时的IP地址给此代理服务器暂时使用。13、当使用56 kb/s的调制解调器上网时，经常会发现数据下载的速率远远小于56 kb/s。这是什么原因？答：从你点击的万维网服务器到你的PC机的整个路径上，只要有一个地方出现瓶颈，数据传输的速率就要下降。可能出现瓶颈的地方很多，如：你所点击的万维网服务器现在访问它的用户太多，该服务器忙不过来；路径上某个地方出现网络拥塞，在路由器的缓存队列中排队的时间过长；你使用的ISP容量不够大，上网的用户太多，ISP忙不过来。14、一个大学能否就使用一个很大的局域网而不使用许多相互连接的较小的局域网？答：一般不会使用一个很大的局域网。这是因为使用一个很大的局域网有许多问题：可能一个局域网无法覆盖整个大学的地理范围；一个大学需要联网的计算机数量可能超过一个局域网所容许接入的计算机的最大数量；很大的局域网不便于管理。过大的局域网常常会产生“广播风暴”，影响局域网的正常工作。因此，一个大学的校园网通常并不是一个单个的大局域网，而是一个互连网，这个互连网由许多较小的局域网通过一些路由器、交换机等网络互连设备互连而成的。15、分组交换的工作原理是什么？优点有那些？答：分组交换也称为包交换。分组交换机将用户要传送的数据按一定长度分割成若干个数据段，这些数据段叫做“分组”(或称包)。传输过程中，需在每个分组前加上控制信息和地址标识(即分组头)，然后在网络中以“存储转发”的方式进行传送。到了目的地，交换机将分组头去掉，将分割的数据段按顺序装好，还原成发端的文件交给接收端用户。这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。分组交换的优点有：分组交换方式具有很强的差错控制功能，信息传输质量高。网络可靠性强。在分组交换网中，“分组”在网络中传送时的路由选择是采取动态路由算法，即每个分组可以自由选择传送途径，由交换机计算出一个最佳路径。因此，当网内某一交换机或中继线发生故障时，分组能自动避开故障地点，选择另一条迂回路由传输，不会造成通信中断。分组交换网对传送的数据能够进行存储转发，使不同速率、不同类型终端之间可以相互通信。由于以分组为单位在网络中进行存储转发，比以报文为单位进行存储转 发的报文交换时延要小得多，因此能满足会话型通信对实时性的要求。在分组交换中，由于采用了“虚电路”技术，使得在一条物理线路上可同时提供多条信息通路，即实现了线路的统计时分复用，线路利用率高。分组交换的传输费用与距离无关，不论用户是在同城使用，还是跨省使用，均按同一个单价来计算。因此，分组网为用户提供了经济实惠的信息传输手段。16、存储转发的原理是什么？答：以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。17、比较电路交换、分组交换和报文交换之间的区别？答：电路交换的优点：1、信息的传输时延小，对一次接续而言。传输时延固定不变。2、信息以数字信号形式在数据通路中“透明”传输，交换机不对信息进行存储、分析和处理，因此对数据信息也不需要加额外的控制信息，信息的传输效率比较高。3、信息的编码方法和信息格式由通信双方协调，不受网络的限制。电路交换的缺点：1、虽然信息传输的时延较小，但是电路的接续时间较长。2、电路资源被通信双方独占，整个电路利用率低。3、通信双方在信息传输、编码格式、同步方式或通信协议等方面要完全兼容，这就限制了各种不同的速率、不同通信协议的用户终端直接的互通。4、有呼损，即可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通。报文交换的优点：1、报文以“存储-转发”方式通过交换机，输入、输出的速率、电码格式等可以不同。很容易实现各种不同类型终端之间的相互通信。2、在报文交换的过程中，没有电路接续的过程，来自不同用户的报文可以在一条线路上以报文为单位进行多路复用，线路可以以它的最高传输能力工作，大大提高线路的利用率。3、用户不需要叫通对方就可以发送报文，无呼损。报文交换的缺点：1、信息通过交换机的时延大，并且时延的变化也大。2、交换机要有能力对报文进行存储。其中有的报文可能很长，要求交换机要有较强的处理能力和存储容量。3、报文交换不运用于即时交互式数据通信。分组交换的优点：1、向用户提供了不同速率、不同代码、不同的同步方式、不同的通信控制协议的数据终端之间能够相互通信的灵活的通信环境。2、 在网络负载轻的情况下，信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好的满足计算机交互业务的需求。3、实现线路动态统计复用，通信线路（包括中继线和用户环路）的利用率很高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。4、可靠性和经济性好。分组交换的缺点：1、由网络附加的传输信息较多，对长报文通信的传输效率比较低。2、技术实现有一定的复杂度。18、能否说：“电路交换和面向连接是等同的，而分组交换和无连接是等同的”？答：不行。这在概念上是很不一样的。这点可举例说明如下：电路交换就是在A和B要通信的开始，必须先建立一条从A到B的连接（中间可能经过很多的交换结点）。当A到B的连接建立后，通信就沿着这条路径进行。A和B在通信期间始终占用这条信道（全程占用），即使在通信信道暂时没有信号时（例如打电话时双方暂时停止说话），也是同样地占用信道。通信完毕时就释放所占用的信道，即断开连接，将通信资源还给网络，以便让其他用户可以使用。因此电路交换是使用面向连接的服务。但分组交换也可以使用面向连接服务。例如X.25网络、帧中继网络或ATM网络都是属于分组交换网。然而这种面向连接的分组交换网在传送用户数据之前必须先建立连接。数据传送完毕后还必须释放连接。即所谓的虚电路。因此使用面向连接服务的可以是电路交换，也可以是分组交换。使用分组交换时，分组在哪条链路上传送就占用了该链路的信道资源，但分组尚未到达的链路则暂时还不占用这部分网络资源（这时，这些资源可以让其他用户使用）。因此分组交换不是全程占用资源而是在一段时间占用一段资源。可见分组交换方式是很灵活的。现在的因特网使用IP协议，它使用无连接的IP数据报来传送数据，即不需要先建立连接就可以立即发送数据。当数据发送完毕后也不存在释放连接的问题。因此使用无连接的数据报服务进行通信既简单又灵活。面向连接和无连接是强调通信必须经过什么样的阶段。面向连接必须经过三个阶段：“建立连接传送数据释放连接”，而无连接则只有一个阶段：“传送数据”。电路交换和分组交换则是强调在通信时用户对网络资源的占用方式。电路交换是在连接建立后到连接释放前全程占用信道资源，而分组交换则是在数据传送是断续占用信道资源（分组在哪一条链路上传送就占用该链路的信道资源）。19、我们常说“分组交换”，但又常说“路由器转发IP数据报”或“路由器转发帧”。究竟“分组”一词应当用在什么场合？答：“分组”(packet)也就是“包”，意思是将若干个比特加上首部的控制信息就封装在一起，组成一个在网络上传输的数据单元。它是一个不太严格的名词，在不需要十分严格和不致弄混的情况下，有时也都可笼统地采用“分组”这一名词。l 在数据链路层这样的数据单元叫做“帧”。l 在IP层这样的数据单元就叫做“IP数据报”。l 在运输层这样的数据单元就叫做“TCP报文段”或“UDP用户数据报”。l OSI为了使数据单元的名词准确，就创造了“协议数据单元”PDU这一名词。l 在数据链路层的PDU叫做DLPDU，即“数据链路协议数据单元”。l 在网络层的PDU叫做“网络协议数据单元”NPDU。l 在运输层的PDU叫做“运输协议数据单元”TPDU。虽然这样做十分严格，但过于繁琐，现在已没有什么人愿意使用这样的名词。20、简述下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。答：IP：IP分组传送，数据报路由选择和差错控制；ARP：将IP地址映射为物理地址，也称正向地址解释；RARP：将物理地址映射为IP地址，也称反向地址解释；ICMP：IP传输中的差错控制。21、试说明IP地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？答：首部应用层数据首部首部尾部TCP数据报IP数据报MAC桢网络层及以上使用IP地址链路层及以下使用硬件地址如上图所示，IP地址在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层以上使用的是IP地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。在IP层抽象的互联网上，我们看到的只是IP数据报，路由器根据目的站的IP地址进行选路。在具体的物理网络的链路层，我们看到的只是MAC帧，IP数据报被封装在MAC帧里面。MAC帧在不同的网络上传送时，其MAC帧的首部是不同的，这种变化，在上面的IP层上是看不到的。每个路由器都有IP地址和硬件地址。尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，使我们能够使用统一的、抽象的IP地址进行通信。22、在运输层应根据什么原则来确定使用面向连接服务还是使用无连接服务？答：根据上层应用程序的性质。例如，在传送文件时要使用文件传送协议FTP，而文件的传送必须是可靠的，因此在运输层就必须使用面向连接的TCP协议。但是若应用程序是要传送分组话音或视频点播信息，那么为了要保证信息传输的实时性，在运输层就必须使用无连接的UDP协议。另外，选择TCP或UDP时还需考虑对连接资源的控制。若应用程序不希望在服务器端同时建立太多的TCP连接时，可考虑采用UDP。23、为什么IP地址又称为“虚拟地址”？答：这是因为IP地址是靠软件来维持的而不是硬件地址。我们好像构成了一个很大的互连网络，但这个网络是虚拟的网络系统，因为它的通信系统是抽象的。虽然许多硬件和软件的组合看起来好像构成了一个很大的网络，但这样的大网络实际上并不存在。这种虚拟网络的地址也是虚拟的，因此IP地址又称为“虚拟地址”。24、IP地址中的前缀和后缀最大的不同是什么？答：(1) 前缀是由因特网管理机构进行分配的，而后缀是由分配到前缀的单位自行分配的。(2) IP数据报的寻址是根据前缀来找目的网络，找到目的网络后再根据后缀找到目的主机。25、IP地址中的各种类别的地址所拥有的地址数目的比例是怎样的？答：IPv4的各种类别的地址所拥有的地址数目的比例如下图所示。需要注意的是：尽管A类地址的总数等于4倍的C类地址数，但分配IP地址是分配地址前缀而不是分配整个32 位的IP地址，因此C类地址可供分配的地址前缀数目要比A类地址可供分配的地址前缀数目多一万多倍。26、简述路由表中存储什么信息。答：路由表数据库包含其他路由器的地址以及每个端节点的地址和网络状态信息。27、路由表中只给出到目的网络的下一跳路由器的IP地址，然后在下一个路由器的路由表中再给出再下一跳的路由器的IP地址，最后才能到达目的网络进行直接交付。采用这样的方法有什么好处？答：这样做的最大好处就是使得路由选择成为动态的，十分灵活。当IP数据报传送到半途时，若网络的情况发生了变化（如网络拓扑变化或出现了拥塞），那么中途的路由器就可以改变其下一跳路由，从而实现了动态路由选择。28、IP地址和电话号码相比时有何异同之处？答：相同之处：(1) 唯一性。每个电话机的电话号码（指包括国家码以及区号在内的号码在电信网上是唯一的。每个主机的IP地址在因特网上也是唯一的。(2) 分等级的结构。电话号码：(国家号码)-(区号)-(局号)-(电话机号)。IP地址：(网络号)-(主机号)，或(网络号)-(子网号)-(主机号)。不同之处：各国的电话号码都是自主设置，因此号码的位数可以各不相同。但IP地址则一律是32 bit的固定长度（这是IPv4的地址长度。若使用IPv6则地址长度为128 bit）。因此电话号码空间是不受限的。当一个城市的电话号码空间不够用时，就可以增加电话号码的位数。但IP地址空间是受限的，全部的IP地址用尽后就必须将IPv4升级到IPv6。电话号码中的“国家号码”“区号”“局号”都能直接反映出具体的地理位置（或范围），但从IP地址的“网络号”却不能直接反映出具体的地理位置（或范围）。IP地址的管理机构在分配IP地址时并不是先将整个的地址空间按国家来分配，而是按网络来分配（不管这个网络在哪个国家）。但是有的域名地址可以反映出一定的地理范围。例如，顶级域名采用国家域名的，例如顶级域名是.cn的应当是在中国，但在中国的什么地方则不知道。而二级域名若采用省级域名时，如采用的应当是在中国的江苏省，但在江苏省的什么地方也是不知道的。然而在采用通用顶级域名时，如采用.com或.net或.org时，则无法知道该主机在哪一个国家或地区。29、“尽最大努力交付”(best effort delivery)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。但是要注意，IP数据报的首部中有一个“首部检验和”。当它检验出IP数据报的首部出现了差错时，就将该数据报丢弃。因此，凡交付给目的主机的IP数据报都是IP数据报的首部没有出现差错。这就是说，传输过程中出现差错的IP数据报都被丢弃了。例如源主机一连发送了10000个IP数据报，结果有9999个IP数据报都出现了差错，因而都被丢弃了。这样，只有一个不出错的IP数据报最后交付给了目的主机。这也完全符合“尽最大努力交付”的原则。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。30、一个单位的DNS服务器可以采用集中式的一个DNS服务器，也可以采用分布式的多个DNS服务器。哪一种方案更好些？答：这要从多方面来考虑，没有简单的答案。从解析域名的速度来看，在集中式的一个DNS服务器上进行域名解析应当比在多个分布式的DNS服务器要快些。从管理的角度看，分层次的多级结构和分布式的DNS服务器要方便得多。从计算速度方面来考虑，一个服务器若负荷过重就会使计算速度变慢。一个小单位如果很少发生同时请求域名的解析，那么一个单个的域名服务器就能很好地工作。31、对同一个域名向DNS服务器发出好几次的DNS请求报文后，每一次得到IP地址都不一样。这可能吗？答：可能。例如，对域名进行解析就会出现这样的结果。产生这样的结果是为了使Yahoo这个万维网服务器的负载得到平衡（因为每天访问这个站点的次数非常多）。因此这个网站就设有好几个计算机，每一个计算机都运行同样的服务器软件。这些计算机的IP地址当然都是不一样的，但它们的域名却是相同的。这样，第一个访问该网址的就得到第一个计算机的IP地址，而第二个访问者就得到第二个计算机的IP地址，等等。这样可使每一个计算机的负荷不会太大。32、单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器，分布在16个不同在地点。请分析：如选用子网掩码为255.255.255.0是否合适；如果合适试给每一个地点分配一个子网号码，并算出每个主机号码的最小值和最大值。答：B类地址前2个比特规定为10，网络号占14比特，后16比特用于确定主机号，即最多允许16384台主机。B类地址范围为128.0.0.0至 191.255.255.255。因此，129.250.0.0是B类IP地址中的一个。题中选用子网掩码为255.255.255.0。说明在后16比特中用前8比特划分子网，最后8比特确定主机，则每个子网最多有28-2=254台主机。题中说明该单位有4000台机器，分布在16个不同的地点。但没有说明这16个不同的地点各拥有多少台机器。如果是“平均”分配在16个子网中，即16个子网中任何一个地点不超过254台主机数，则选用这个子网掩码是可以的，如果某个子网中的机器数超过了254台，则选择这样的子网掩码是不合适的。如果机器总数超过4064台，选择这样的子网掩码也是不合适的。从以上所选子网掩码为255.255.255.0可知16个子网的主机共16254=4064台主机。设计在主机号前网络地址域和子网中“借用”4个比特作为16个子网地址。这16个地点分配子网号码可以选用129.250.nnn.0至129.250.nnn .255，其中nnn可以是015，1631，3247，4863，6479，8095，96111，112127，128143，144159，160175，176191，192207，208223，224239，240255。可以按这些成组设计子网中的一组或分别选用其中的16个。而每个子网中主机号码为1至254。33、IP地址为 192.72.20.111,子网掩码为255.255.255.244,求该网段的广播地址。答：子网掩码的第四字节为 244，写成二进制为 11100000。即高位3个1是子网掩码，23=8 说明共划分出八个子网；低位5个0是每个子网的IP地址数，25=32 说明每个子网共有32个IP（可分配给主机的为 32-2=30）。各子网的IP范围是：子网1：0-31；子网2：32-63；子网3：64-95；子网4：96-127；子网5：128-159；子网6：160-191；子网7：192-223；子网8：224-255。给定IP 192.72.20.111 的主机地址是 111，在子网4 的范围内，因此该网段的网络地址是 192.72.20.96，广播地址是 192.72.20.127。34、在计算机网络中技术和应用中有多种地址，请列出你所知道的网络地址和这些地址在计算机网络中的作用。A类 1.0.0.0-126.255.255.255 B类 128.0.0.0-191.255.255.255C类 192.0.0.0-223.255.255.255 D类 224.0.0.0-239.255.255.255E类 240.0.0.0-254.255.255.255 255.x.x.x （广播）其中DE类是保留地址，不在网络中使用；127.0.0.0-127.255.255.255是本地回环地址A类私有地址10.0.0.0-10.255.255.255B类私有地址172.16.0.0-172.31.255.255C类私有地址192.168.0.0-192.168.255.255在具体应用中，每个网段中的首个地址表示网络号（全0）最后一个地址表示广播地址（全1）全0和全1 的地址不能做主机地址，只有ABC三类地址在网络中应用，其余都做保留。文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!9 / 9