计算机网络期中复习

目录

一、单项选择题（每题2分，共20分)

二、填空题（每2分，共20分）

三、名词解释题（每题3分，共15分）

五、分析计算题（共30分）

六、应用题(本大题共3小题，共28分)

七、其他

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一、单项选择题（每题2分，共20分)

1、在OSI参考模型中, 下列各层中不属于通信子网的是(     )

(A) 物理层 (B) 数据链路层 (C) 网络层 (D) 会话层

解析：

如图所示

答案：D

2、当前因特网所采用的协议族是（     ）

(A) TCP/IP (B) NCP (C) UNIX (D) ACM

解析：

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。

它是在网络的使用中的最基本的通信协议。

TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。

并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。

TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。

TCP/IP协议是Internet最基本的协议,其中应用层的主要协议有Telnet、FTP、SMTP等，是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传输层；

传输层的主要协议有UDP、TCP，是使用者使用平台和计算机信息网内部数据结合的通道，可以实现数据传输与数据共享；

网络层的主要协议有ICMP、IP、IGMP，主要负责网络中数据包的传送等；

而网络访问层，也叫网路接口层或数据链路层，主要协议有ARP、RARP，主要功能是提供链路管理错误检测、对不同通信媒介有关信息细节问题进行有效处理等。

 

NCP（Network control protocol，网络控制协议）是一组独立定义的协议。

NCP层协议一般是在WAN连接的一端丢失了特定协议的成功操作的信息时被使用。

例如，如果一个用户要拨号进入Cisco路由器，该用户的机器一般不知道要使用哪个IP地址，因此必须通过NCP/IPCP协商从Cisco路由器获得一个地址。

 

UNIX是20世纪70年代初出现的一个操作系统，除了作为网络操作系统之外，还可以作为单机操作系统使用。

 

ACM (Address complete message，地址全信息）

在PSTN中的正常呼叫建立过程，PSTN用户建立普通呼叫时，局间信令采用信令系统#7(SS7)进行会话协商和控制。

主叫端局收到用户请求后，向下一目的局发送初始地址消息IAM，进行能力协商。

被叫端局收到IAM后，若被叫用户空闲，将会向主叫端局方向发送地址全消息ACM，表示被叫用户正处于振铃状态，同时由主叫端局或被叫端局向主叫用户提供回铃音。

若被叫摘机，被叫端局则发送应答消息ANM，此时主、被叫用户间建立呼叫。

答案：A

3、OSI参考模型中，加密和解密是（     ）层的功能。

(A) 传输 (B) 会话 (C) 表示 (D) 应用

解析：

1-物理层

物理层主要定义了系统的电气、机械、过程和功能标准。如：电压、物理数据速率、最大传输距离、物理联接器和其他的类似特性。

物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接，负责数据流的物理传输工作。

物理层传输的基本单位是比特流，即0和1，也就是最基本的电信号或光信号，是最基本的物理传输特征。

2-数据链路层

数据链路层是在通信实体间建立数据链路联接，传输的基本单位为“帧”，并为网络层提供差错控制和流量控制服务。

数据链路层由MAC(介质访问控制子层)和LLC(逻辑链路控制子层)组成。

介质访问控制子层的主要任务是规定如何在物理线路上传输帧。

逻辑链路控制子层对在同一条网络链路上的设备之间的通信进行管理。

数据链路控制子层主要负责逻辑上识别不同协议类型，并对其进行封装。

也就是说数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息，从而把这个分组传送到它的目标设备。 

3-网络层

网络层主要为数据在节点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组选择最佳路径，从而实现拥塞控制、网络互联等功能。

网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层，它负责把分组从源网络传输到目标网络的路由选择工作。

互联网是由多个网络组成在一起的一个集合，正是借助了网络层的路由路径选择功能，才能使得多个网络之间的联接得以畅通，信息得以共享。

网络层提供的服务有面向联接和面向无联接的服务两种。

面向联接的服务是可靠的联接服务，是数据在交换之前必须先建立联接，然后传输数据，结束后终止之前建立联接的服务。

网络层以虚电路服务的方式实现面向联接的服务。

面向无联接的服务是一种不可靠的服务，不能防止报文的丢失、重发或失序。

面向无联接的服务优点在于其服务方式灵活方便，并且非常迅速。

网络层以数据报服务的方式实现面向无联接的服务。 

4-传输层

传输层是网络体系结构中高低层之间衔接的一个接口层。

传输层不仅仅是一个单独的结构层，而是整个分析体系协议的核心。

传输层主要为用户提供End—to—End(端到端)服务，处理数据报错误、数据包次序等传输问题。

传输层是计算机通信体系结构中关键一层，它向高层屏蔽了下层数据的通信细节，使用户完全不用考虑物理层、数据链路层和网络层工作的详细情况。

传输层使用网络层提供的网络联接服务，依据系统需求可以选择数据传输时使用面向联接的服务或是面向无联接的服务。 

5-会话层

会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接，确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。

会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。

会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式，全双工通信或半双工通信。会话层通过自身协议对请求与应答进行协调。 

6-表示层

表示层为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务。

表示层以下各层主要完成的是从源端到目的端可靠地的数据传送，而表示层更关心的是所传送数据的语法和语义。

表示层的主要功能是处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等。

在网络带宽一定的前提下数据压缩的越小其传输速率就越快，所以表示层的数据压缩与解压被视为掌握网络传输速率的关键因素。

表示层提供的数据加密服务是重要的网络安全要素，其确保了数据的安全传输，也是各种安全服务最为重视的关键。

表示层为应用层所提供的服务包括：语法转换、语法选择和联接管理。

7-应用层

应用层是OSI模型中的最高层，是直接面向用户的一层，用户的通信内容要由应用进程解决，这就要求应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求，并且保证这些不同类型的应用所采用的低层通信协议是一致的。

应用层中包含了若干独立的用户通用服务协议模块，为网络用户之间的通信提供专用的程序服务。

需要注意的是应用层并不是应用程序，而是为应用程序提供服务。

答案：C

4、IEEE 802.3标准为第一代10Mbps以太网使用的访问方法是（     ）CSMA/CD。

(A) 1-persistent (B) p-persistent (C) non-persistent (D) 以上均不是

解析：

CSMA (Carrier Sense Multiple Access 载波监听多路访问) 

CSMA（Carrier Sense Multiple Access）通过感知信道改进了ALOHA

如果用户感觉到其他人，则不会发送

基于“先感知后传输”或“先听后说”的原则

CSMA特点：先听后发

1-persistent (greedy) sends as soon as idle

当一个电台有数据要发送时，它首先会监听信道，看看此时是否有其他人在传输数据。

如果信道空闲，则站点发送其数据。

否则，如果频道正忙，电台只会等待，直到它变为空闲。

然后电台发送一个帧。

如果发生碰撞，工作站将随机等待一段时间，然后重新开始。

 两种发生冲突的可能： 信号传输的延迟造成的冲突

比如，由于时延第一个站的信号还没到达第二个站，第二个站则会认为信道空闲，会立即发送数据

 多个站点在监听到信道空闲时，同时发送。

该协议称为1-persistent，因为当站点发现信道空闲时，它以1的概率进行传输。

此协议的性能高于ALOHA协议

non-persistent waits a random time then tries again

和以前一样，当一个电台想要发送一个帧时，它会感应到这个频道，如果没有其他人在发送，该电台就会自己开始发送。

但是，如果频道已在使用中，则电台不会持续感测到它。

相反，它会等待一段随机时间，然后重复该算法。

因此，该算法比1-持久性CSMA具有更好的信道利用率和更长的时延。

p-persistent sends with probability p when idle

当一个电台准备发送时，它会感应到频道。

如果空闲，它以概率p传输。

当概率q=1−p时，它将延迟到下一个时隙。

如果该时隙也是空闲的，它要么发送，要么再次延迟，概率为p和q。

这个过程会重复，直到帧被传输或者另一个站点开始传输。

ieee802.11使用了p-persistent CSMA的精化

概率p的目的就是试图降低1-persistent CSMA中多个站点同时发送而造成冲突的概率

采用坚持监听是试图克服non-persistent CSMA中造成的时间延迟

P的选择直接关系到协议的性能

持久性和非持久性CSMA协议肯定是对ALOHA的改进。然而，如果两个站感觉到信道空闲并开始同时传输，它们的信号仍然会发生碰撞。

而且采用“先听后发”机制，在发送过程中如果发生冲突，仍要将剩余的无效数据发送完，既浪费了时间又浪费了带宽。

CSMA/CD又做了进一步的改进，采用“先听后发”+“边听边发” 。

发送过程中，仍然监听信道，通过检测回复信号的能量或者脉冲宽度并将之与发送的信号做比较，如果信号不同，就可以判断发生冲突。

一旦发生冲突，立即取消发送数据，等待一随机时间后再重新尝试发送。

当发生冲突，取消发送数据的同时还要再继续发送32或48bit的加强冲突信号（jamming signal，人为干扰信号）以便让所有用户都知道现在已经发生了冲突。

CSMA/CD的改进是检测/中止碰撞

CSMA/CD是经典以太网局域网的基础

 

CSMA/CD特点：

先听后发，边听边发

一旦冲突，立即停发

等待时机，然后再发

答案：A

在CSMA/CD中，发射站负责探测碰撞。

为了检测碰撞，CSMA/CD实现了以下条件。

每个站点都会出现这种情况：传输延迟>=2*传播延迟

根据这个条件，每个站点必须发送传输延迟至少为其传播延迟两倍的数据包。

如果数据包的大小较小，则无法进行碰撞检测。

传输延迟【传输时间】=数据包长度【帧的最小尺寸】（L）/带宽（B）

传播延迟（Tp）=两站之间的距离（D）/传播速度（V）

我们得到L/B>=2*D/V

因此，L>=2*B*D/V

 

例题：使用CSMA/CD的网络的带宽为10 Mbps。如果最大传播时间（包括设备延迟和忽略发送干扰信号所需的时间）为Tp【传播延迟】=25.6μs，帧的最小尺寸是多少？

答案：

最小帧传输时间为2×Tp=51.2μs，这意味着在最坏的情况下，一个站点需要发送51.2μs的时间来检测碰撞。

帧的最小大小为10mbps×51.2μs=512位或64字节。这实际上是标准以太网框架的最小尺寸，我们将在本章后面看到。

5、PCM<