计算机网络 电子书版

网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？
语法：即数据与控制信息的结构或格式。
语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步：即事件实现顺序的详细说明。
试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
应用层：为用户的应用进程提供服务
运输层：向两个主机中进程之间的通信提供服务，有复用和分用的功能。
网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务，把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。选择合适的路由。
数据链路层：将在网络层交下来的数据报组装成帧
物理层：透明地传输比特流
试述TCP/IP和OSI体系结构进行比较，讨论其异同之处？
相同点：均采用层次结构，都是按功能分层。
不同点：（1）OSI分七层：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，TCP/IP分四层：网络接口层、网际层、运输层和应用层。（2）OSI：严格的调用关系，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。（3）OSI：只考虑用一种标准的公用数据网；TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题。（4）OSI：开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准；TCP/IP：一开始就有面向连接和无连接服务。（5）对可靠性的强调不相同（6）智能的位置不相同。（7）OSI：开始未考虑网络管理问题，后来才考虑这个问题；TCP/IP：有较好的网络管理。
什么是计算机网络链路的带宽？带宽的单位是什么？什么是数据的发送时延、传输时延、
排队时延、往返时间RTT？
带宽：表示网络的通信线路所能传送数据的能力，b/s。
发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
排队时延：在路由器中排队等待的时间。
往返时间RTT：表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。
物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。物理层的作用是要尽可能地屏蔽掉各种物理设备和传输媒体的差异，使数据链路层感觉不到这些差异，物理层的重要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性。
试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，
数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。
数据：是运送信息的实体。
信号：则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：运送信息的模拟信号。

模拟信号：连续变化的信号。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。在使用二进制编码是只有两种码元，一种代表0状态，一种代表1状态。
单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信：双向交替通信，但不能双方同时发送。
全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号：来自信源的信号。
带通信号：经过载波调制的基带信号。
物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含些什么内容？
机械特性：指明接口所用的接线器的规格。
电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。
规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？
基带信号将数字1和0直接用两种不同的电压表示。宽带信号是将基
带信号调制后形成的频分复用模拟信号。采用基带信号传输，一条电缆只能传输一路数字信
号，而采用宽带信号传输，一条电缆中可同时传送多路的数字信号，提高了线路的利用率。
EIA-232-E和RS-499接口标准有什么不同？各用在什么场合？
EIA-232-E用于标准电话线路的物理接口，而RS-499则用于宽带电路。
数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?
数据链路除了链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，数据链路比链路多了实
现通信规程所需要的硬件和软件。网络配适器。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，，进行可靠的数据传输。
数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.
链路管理、帧定界、流量控制、差错检测、将数据和控制信息区分开、透明传输、寻址
可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实

现可靠传输？
PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。
主要特点：（1）点对点协议，既支持同步，也支持异步。（2）面向字节。
因为PPP协议不是可靠传输协议。
PPP协议只适用于点对点的链路通信
PPP不使用序号和确认机制。
在什么条件下，选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致？
当选择重传ARQ协议WR=1时，或当连续ARQ协议传输无差错时。
试简述HDLC帧各字段的意义。HDLC用什么方法保证数据的透明传输？
标志F8：标志HDLC帧的开始和结束。
地址A8：标识从站地址。
控制C8：区分HDLC的三种帧。
信息Info可变：用户数据。
帧检测序列FCS16：含有除标志域之外的所有其他域的校验序列。
标志F8
零比特填充法
在停止等待协议中，确认帧是否需要序号？请说明理由.
一般情况下不需要，但是如果超时重传时间设置过短，则可能出现问题，因此完整的确认帧是需要序号的。
试说明10BASE5，10BASE2，10BASE-T，1BASE-5，10BROAD36和FOMAU代表的意思
10BASE5，10BASE2，10BASE-T分别表示以太网的三种不同的物理层。10表示数据率是10Mb/s，BASE表示电缆上的信号是基带信号，采用曼彻斯特编码。5表示粗缆，每一段电缆的最大长度是500m。2代表细缆，每一段电缆的最大长度是185m。T表示双绞线。
BROAD表示电缆上的信号是宽带信号，“36”表示网络的最大跨度是3600m。
FOMAU : 光纤媒介附属单元。
DIX 以太网和802.3以太网的帧格式有何异同之处？
DIX以太网帧格式：目的地址6 源地址6 类型2 数据可变 FCS4
802.3以太网帧格式：目的地址6 源地址6 长度/类型2 DSAP1 SSAP1 控制1 数据可变 FCS4
相同：都有目标地址，源地址，数据字段，帧校验序列。
不同：类型或长度字段不同，802.3多了DSAP，SSAP和控制字段。
以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？
以太网交换机是一个多端口网桥。工作在数据链路层。全双工方式。
区别：以太网交换机工作在数据链路层，集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发，不能支持多端口的并发连接。
作为中间系统。转发器、网桥、路由器和网关有何区别？
转发器：物理层中间设备。主要作用是在物理层中，实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。
网桥：数据链路层中间设备。主要作用是根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。
路由器：网络层的中间设备。作用是在互连网中完成路由选择的功能。
网关：网络层以上的中间系统。作用是在高层进行协议的转换以连接两个不兼容的系统。
试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP

协议：实现网络互连。
ARP：地址解析协议，解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：逆地址解析协议，是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：网际控制报文协议，允许主机或路由器提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会。
试说明IP地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？
IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机或路由器分配一个在全世界范围是唯一的32 位的标识符。
MAC地址也称硬件地址或物理地址，实际上就是适配器地址。
物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。
子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
（1）是一个A类网的子网掩码，前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
（2）一个B类网，前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
（3）一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。前24位是网络号，后8位是主机号。
一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？
11111111.11111111.11111111.11111000。6台
一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个子网掩码有何不同？
A类网络：11111111.11111111.11111111.00000000.子网掩码为255.255.255.0
B类网络：11111111.11111111.11111111.00000000子网掩码为255.255.255.0
子网数目不同
一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？
（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2
Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000 主机数2^12-2
一A类网络的子网掩码为255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？
是
某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81，试将其转化为点分十进制的形式。这个地址是哪一类IP地址？
C2 2F 14 81--?(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---?194.47.20.129
C2 2F 14 81 ---?11000010.00101111.00010100.10000001 C类地址
C类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相对减少。
IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么？
内部网关协议IGP:即在一个自治系统内部使用的路由选择协议，而这与在互联网中的其他自治系统选用什么路由选择协议无关。
外部网关协议EGP:若源主机和目的主机处在不同的自治系统中，

当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。
区别：（1）IGP：在自治系统内部使用的路由协议；力求最佳路由
EGP：在不同自治系统便捷使用的路由协议；力求较好路由，EGP必须考虑其他方面的政策，需要多条路由。代价费用方面可能可达性更重要。
（2）IGP：内部网关协议，只关心本自治系统内如何传送数据报，与互联网中其他自治系统使用什么协议无关。
EGP：外部网关协议，在不同的AS边界传递路由信息的协议，不关心AS内部使用何种协议。
试简述RIP，OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。
主要特点 RIP OSPF BGP；网关协议 内部 内部 外部；路由表内容 目的网，下一站，距离 目的网，下一张，距离 目的网，完整路径；最有通径依据 跳数 费用 多种策略；算法 距离矢量 链路状态 距离矢量；传送方式 运输层UDP IP数据报 TCP连接；特点 简单、效率低、好消息传得快坏消息传的慢 效率高、路由器频繁交换信息、难维持一致性 规模大、统一度量为可达性。
试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？
答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务。
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，但网络层是为主机之间提供逻辑通信（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
各种应用进程之间通信需要“可靠的TCP或尽力而为的UDP”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
习题2 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？
答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。但提供不同的服务质量。
虚电路服务是网络层向运输层提供的一种使所有分组按顺序到达目的端系统的可靠的数据传送方式。进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为它们服务的虚电路。
为了建立端系统之间的虚电路，源端系统的运输层首先向网络层发出连接请求，网络层则通过虚电路网络访问协议向运输层发出连接指示，最后，接收方运输层向发起方发回连接响应从而使虚电路建立起来。以后，两个端系统这间可传送数据，数据由网络层拆成若干组送给通信子网将分组传送到数据接收方。

习题3 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？
答：TCP和IP属于不同的协议，分别位于OSI七层模型的4层和3层。TCP是面向连接的，为应用程序提供端到

端的可靠传输服务；IP是无连接的，为TCP提供尽力而为的网络转发能力，是不可靠的，可能丢包或乱序。这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。

习题4 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？
答：接收方通过对接收到的用户数据报首部中的检验和进行检测，如果检测到的UDP用户数据报有错就丢弃。

习题5 使用TCP对实时话音数据的传输有没有什么问题？使用UDP在传送数据文件时会有什么问题？
答：如果语音数据不是实时播放（边接受边播放）就可以使用TCP，因为TCP传输可靠。接收端用TCP讲话音数据接受完毕后，可以在以后的任何时间进行播放。但假定是实时传输，则必须使用UDP。
UDP不保证可靠交付，但UCP比TCP的开销要小很多。因此只要应用程序接受这样的服务质量就可以使用UDP。
习题6 为什么在TCP首部中要把TCP端口号放入最开始的4个字节？
答：
在ICMP的差错报文中要包含IP首部后面的8个字节的内容，而这里面有TCP首部中的源端口和目的端口。当TCP收到ICMP差错报文时需要用这两个端口来确定是哪条连接出了差错。

习题7 为什么在TCP首部中有一个首部长度字段，而UDP的首部中就没有这个字段？
答：TCP报文段首部的前20个字节是固定的，后面有4N字节是根据需要而增加的选项((N是整数)，因此TCP首部长度是可变的，最长可达到40字节。UDP首部长度是固定的，为8字节。

习题8 一个TCP报文段的数据部分最多为多少个字节？为什么？如果用户要传送的数据的字节长度超过TCP报文字段中的序号字段可能编出的最大序号，问还能否用TCP来传送？
答：最多为65495字节，此数据部分加上TCP首部的20字节，再加上IP首部的20字节，正好是IP数据报的最大长度65535，即216-1=65535（IP数据报的总长度字段为16位）。（当然，若IP首部包含了选择，则IP首部长度超过20字节，这时TCP报文段的数据部分的长度将小于65495字节。）
数据的字节长度超过TCP报文段中的序号字段可能编出的最大序号，通过循环使用序号，仍能用TCP来传送。

习题9 某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP，然而继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。既然都是数据报，可否跳过UDP而直接交给IP层？哪些功能UDP提供了但IP没提提供？
答：不可跳过UDP而直接交给IP层
IP数据报承担主机寻址，提供报头检错；只能找到目的主机而无法找到目的进程。
UDP在IP上网数据报服务上增加了很少的一点功能，就是提供对应用进程的复用和分用功能，以及提供对数据差错检验的功能。

第六章 应用层
6-1 域名系统的主要功能是什么？域名

系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名权服务器有何区别？
答: 域名系统的主要功能：将域名解析为主机能识别的IP地址。
因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有三种不同类型的域名服务器。即本地域名服务器、根域名服务器、授权域名服务器。当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。若根域名服务器有被查询主机的信息，就发送DNS回答报文给本地域名服务器，然后本地域名服务器再回答发起查询的主机。但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时，它一定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的IP地址。通常根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换，但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。每一个主机都必须在授权域名服务器处注册登记。通常，一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一个域名服务器。授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。
因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。




6-2 （重要） 简单文件传送协议TFTP与FTP的主要区别是什么？各用在什么场合？
答：（1）FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）。用于Internet上的控制文件的双向传输。同时，它也是一个应用程序。
文件传送协议 FTP 只提供文件传送的一些基本的服务，它使用 TCP 可靠的运输服务。
FTP 的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。
FTP 使用客户服务器方式。一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干
个从属进程，负责处理单个请求。
（2）TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议）是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。端口号为69。
TFTP 是一个很小且易于实现的文件传送协议。
TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。
TFTP 只支持文件传输而不支持交互。
TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。
6-3 （重要）试简述SMTP通信的三个阶段的过程。
答： SMTP（Simple Ma

il Transfer Protocol）即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制信件的中转方式。
1. 连接建立：连接是在发送主机的 SMTP 客户和接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。
发件人的邮件送到发送方邮件服务器的邮件缓存后，SMTP客户就每隔一定时间(例如30分钟)对邮件缓存扫描一次。如发现有邮件，就使用SMTP的熟知端口号码(25)与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接。在连接建立后，接收方SMTP服务器要发出" 220 Service ready"(服务就绪)。然后SMTP客户向SMTP服务器发送HELO命令，附上发送方的主机名。SMTP服务器若有能力接收邮件，则回答:"250 OK"，表示已准备好接收。若SMTP服务器不可用，则回答“421 Service not available"(服务不可用)。
2. 邮件传送。邮件的传送从MAIL命令开始。MAIL命令后面有发件人的地址。若SMTP服务器己准备好接收邮件，则回答“250 OK"。否则，返回一个代码，指出原因。下面跟着一个或多个RCPT命令，取决于把同一个邮件发送给一个或多个收件人，每发送一个RCPT命令，都应当有相应的信息从SMTP服务器返回，再下面就是DATA命令，表示要开始传送邮件的内容了。SMTP服务器返回的信息，若可以发送，接着SMTP客户就发送邮件的内容。
3. 连接释放：邮件发送完毕后，SMTP客户应发送QUIT命令。SMTP服务器返回的信息是“221(服务关闭)”，表示SMTP同意释放TCP连接。邮件传送的全部过程即结束。
6-4 试述邮局协议POP的工作过程。在电子邮件中，为什么需要使用POP和SMTP这两个协议？IMAP与POP有何区别？
答： POP 协议（Post Office Protocol，邮局协议）允许工作站动态访问服务器上的邮件，目前已发展到第三版，称为 POP3。
POP 使用客户机服务器的工作方式。在接收邮件的用户的PC 机中必须运行POP 客户机程序，而在其ISP 的邮件服务器中则运行POP 服务器程序。POP 服务器只有在用户输入鉴别信息（用户名和口令）后才允许对邮箱进行读取。
POP 是一个脱机协议，所有对邮件的处理都在用户的PC 机上进行；IMAP 是一个联机协议，用户可以操纵ISP 的邮件服务器的邮箱。