021012[计算机网络基础].doc

计算机网络基础

请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。
第一组：
一、计算题（20分）
1.一个二进制文件共3072字节长。若使用base64编码，并且每发送完80字节就插入一个回车符CR和一个换行符LF，问一共发送了多少个字节？
解答：
在base64 编码方案中，24 比特的组被分成 4 个6 比特单位，每个单位都作为一
个合法的ASCII 字符发送。编码规则是A 表示0，B 表示l 等等，接着是26 个小写字母表示26 到51，10 个数字(0 到9)表示52 到61，最后，+和/分别表示62 和63。=和= =分别用来指示最后一组仅包含8位或16位。回 车和换行被忽略不计，因 此可以任意插入它们来保持一行足够短。在本题中，base 64 编码将把报文划分成1024 个单元，每个单元3 字节长。每个单元被编码为4 个字节，所以共有4096 个字节。如果把这些字节每80 字节划分为一行，将需要52 行，所以需要加52 个CR 和52 个LF。4096+52×2=4200。综上所述，该二进制文件用base 64 编码将会有4200 字节长。

二、论述题（40分）
1、 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。
我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机A和B之间的通信，假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
2、
三、简答题（每小题20分，共40分）
1. 常用的数据交换技术有那些并说明其特点。

通常，网络系统所采用的数据传输技术有以下三种：电路交换、报文交换和分组交换。
电路交换

电路交换的原理是：在数据传输时，源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理链路，此线路将一直保持到数据传输结束。若是这两个节点之间的通信量很大，则可同时建立多条连接。

使用这种技术，在传输数据之前会事先建立一条端到端的线路。举个例子，在两个终端A，B之间有由a、b、c、d、e五个节点组成的网络，A与a直连，B与b直连，而a、b节间无直接连接。A向a发出连接请求，要与B通信。此时，A到a的电路是专用的，早已存在。而节点a必须在通向节点b的路径中找到下一条支路。如果它选择了到c的电路，则在此电路上分配一个未用的通道，并告诉要连接b。于是，c在重复a的动作并如此循环直至连接到b，最终建立起到B的线路。这样，a、b之间就有了一条专有线路用于A、B间的通信。这种传输自然是相互的。数据经过节点时几乎没有延迟和阻塞，除非线路有意外或节点出现故障。数据传输完成后，由通信的某一方发出拆除电路请求，对方作出相应释放链路。
电路交换的有点在于数据传输可靠、迅速，且保持原有序列。但是，一旦通信双方占有一条通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。
电路交换适于数据传输要求质量高，批量大的情况。典型的是通信网络。
报文交换

为解决电路交换占用通道的缺陷，报文交换产生。其原理是：数据以报文为单位传输，长度不限且可变。数据传送过程采用存储－转发的方式。发送方在发送一个报文时把目的地址附加在报文上，途径的节点根据报文上的地址信息，将报文转发到下一个节点，接力式的完成整个传送过程。每个节点在受到报文后，会将之暂存并检查有无错误，然后通过路由信息找出适当路线的下一个节点的地址，再把报文传送给下一个节点这个过程中，报文的传输只是占用两个节点之间的一段线路，而其他路段可传输其他用户的报文。于是，这种解决方案不会像电路交换占用终端间的全部信道。但是，报文在经过节点时会产生延迟。这段延迟包括接收报文所有位（bit）所需的时间，等待时间和发送到下一个节点所需的排队延迟。

相对于电路交换，报文交换的优点有：线路效率高；节点可暂存报文并对报文进行差错控制和码制转换；电路交换网络中，通信量很大时将不能接收某些信息，但在报文交换网络中却仍然可以，只是延迟会大些；可以方便地把报文发送到多个目的节点；建立报文优先权，让优先级高的报文优先传送。

报文交换也是存在缺点的。首先，它不能满足实时交互式的通信要求，经过网络的延迟可能会有不小的变化。其次，有时节点收到的报文太多以致不得不丢弃或阻止某些报文。最后，对交换节点的存储量有较高要求。
分组交换

为了更好地利用信道资源，降低节点中数据量的突发性，在报文交换的基础上发展出了分组交换。在分组交换的网络中，每个分组的长度有一个上限，因此，一个较长的报文会被分割成若干份。每个分组中都包含数据和目的地址。传输过程和报文交换类似，只是由于限制了每个分组的长度，减轻了节点负担，改善了网络传输性能。

分组交换的特点是：1、把数据传送单位的最大长度作出了限制，从而降低了节点所需的存储量。2、分组是较小的传输单位，只有出错的分组会被重发而非整个报文，因此大大降低了重发比例，提高了交换速度。3、源节点发出第一个报文分组后，可以连续发出随后的分组，而这时第一个分组可能还在途中。这些分组在各节点中被同时接收、处理和发送，而且可以走不同路径以随时利用网络中的流量分布变化而确定尽可能快的路径。
终端与主机间的通信通常采用分组交换。

2. 简述代理服务器的主要功能。

代理服务器英文全称是Proxy Server，其功能就是代理网络用户去取得网络信息。形象的说：它是网络信息的中转站。在一般情况下，我们使用网络浏览器直接去连接其他Internet站点取得网络信息时，须送出Request信号来得到回答，然后对方再把信息以bit方式传送回来。代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器，有了它之后，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，Request信号会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。而且，大部分代理服务器都具有缓冲的功能，就好象一个大的Cache，它有很大的存储空间，它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的，那么它就不重新从Web服务器取数据，而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著提高浏览速度和效率。更重要的是：Proxy Server(代理服务器)是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联(OSI)模型的对话层。主要的功能有：
　　 1.突破自身IP访问限制，访问国外站点。教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外。
　　 2.访问一些单位或团体部资源，如某大学FTP(前提是该代理地址在该资源 的允许访问围之)，使用教育网地址段免费代理服务器，就可以用于对教育 网开放的各类FTP下载上传，以与各类资料查询共享等服务。
　　 3.突破中国电信的IP封锁：中国电信用户有很多是被限制访问的，这种 限制是人为的，不同Serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国 外的代理服务器试试。
　　 4.提高访问速度：通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区，当有外界 的信息通过时，同时也将其保存到缓冲区中，当其他用户再访问相同的信息时， 则直接由缓冲区中取出信息，传给用户，以提高访问速度。
　　 5.隐藏真实IP：上网者也可以通过这种方法隐藏自己的IP，免受攻击。

第二组：
一、计算题（20分）
1.卫星信道的数据率为1Ｍb/s。数据帧长为2000bit。忽略确认帧长和处理时间。试计算下列情况下的信道利用率：
（1）停止等待协议。
（2）连续ARQ协议，Wt=7。
（3）连续ARQ协议，Wt＝127。
（4）连续ARQ协议，Wt＝255。

二、论述题（40分）
1．IP地址的结构是怎样的？IP地址有几种？特殊的IP地址有哪些？
三、简答题（每小题20分，共40分）
1. 简述网桥的地址自学习过程
2. 简述脉码调制过程。

第三组：
一、计算题（20分）
1.设TCP使用的最大窗口为64ＫＢ，即64×1024字节，而传输信道的带宽可认为是不受限制的。若报文段的平均往返时延为20mS，问所能得到的最大吞吐量是多少？

二、论述题（40分）
1．TCP协议是面向连接的，但TCP使用的IP协议却是无连接的。这两种协议都有哪些主要的区别？
三、简答题（每小题20分，共40分）
1. 简述计算机网络和分布式系统的关系和区别。
2. 请写出OSI七层模型，并简述其功能。

第四组：
一、计算题（20分）
1.使用CSMA/CD协议时，若线路长度为100m，信号在线路上传播速率为2×108m/s。数据的发送速率为1Gbit/s。试计算帧长度为512字节、1500字节和64000字节时的参数a的数值，并进行简单讨论。
二、论述题（40分）
1、OSI有几个管理功能域？都有哪些容？这几个功能域之间有何关系？
三、简答题（每小题20分，共40分）
1. 请写出OSI七层模型，并简述其功能。
2. 简述CSMA/CD机理。

第五组：
一、计算题（20分）
1.一个TCP连接下面使用256kb/s的链路，其端到端时延为128mS。经测试，发
现吞吐量只有120kb/s。试问发送窗口是多少？
答：

二、论述题（40分）
1．局域网的主要特点是什么，一个工作在多用户系统下的小型计算机，也基本上能完成局域网所能做的工作，二者相比局域网的优点在于什么？
三、简答题（每小题20分，共40分）
1. 简述异步传输模式的特点。
2. 简述帧扩展技术。

要求：
1. 独立完成，作答时要写明题型、题号；
2. 作答方式：手写作答或电脑录入，使用A4格式白纸；
3. 提交方式：以下两种方式任选其一，
1) 手写作答的同学可以将作业以图片形式打包压缩上传；
2) 提交电子文档的同学可以将作业以word文档格式上传；
4. 上传文件命名为“中心-学号--科目.rar” 或“中心-学号--科目.doc”；
5. 文件容量大小：不得超过20MB。

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