1、計算機網絡習題解答教材計算機網絡謝希仁編著第一章概述習題101計算機網絡的發(fā)展可劃分為幾個階段每個階段各有何特點答:計算機網絡的發(fā)展過程大致經歷了四個階段。第一階段：(20世紀60年代)以單個計算機為中心的面向終端的計算機網絡系統(tǒng)。這種網絡系統(tǒng)是以批處理信息為主要目的。它的缺點是：如果計算機的負荷較重，會導致系統(tǒng)響應時間過長；單機系統(tǒng)的可靠性一般較低，一旦計算機發(fā)生故障，將導致整個網絡系統(tǒng)的癱瘓。第二階段：(20世紀70年代)以分組交換

2、網為中心的多主機互連的計算機網絡系統(tǒng)。為了克服第一代計算機網絡的缺點，提高網絡的可靠性和可用性，人們開始研究如何將多臺計算機相互連接的方法。人們首先借鑒了電信部門的電路交換的思想。所謂“交換”，從通信資源的分配角度來看，就是由交換設備動態(tài)地分配傳輸線路資源或信道帶寬所采用的一種技術。電話交換機采用的交換技術是電路交換(或線路交換)，它的主要特點是：①在通話的全部時間內用戶獨占分配的傳輸線路或信道帶寬，即采用的是靜態(tài)分配策略；②通信雙方建

3、立的通路中任何一點出現(xiàn)了故障，就會中斷通話，必須重新?lián)芴柦⑦B接，方可繼續(xù)，這對十分緊急而重要的通信是不利的。顯然，這種交換技術適應模擬信號的數(shù)據(jù)傳輸。然而在計算機網絡中還可以傳輸數(shù)字信號。數(shù)字信號通信與模擬信號通信的本質區(qū)別在于數(shù)字信號的離散性和可存儲性。這些特性使得它在數(shù)據(jù)傳輸過程中不僅可以間斷分時發(fā)送，而且可以進行再加工、再處理。③計算機數(shù)據(jù)的產生往往是“突發(fā)式”的，比如當用戶用鍵盤輸入數(shù)據(jù)和編輯文件時，或計算機正在進行處理而未得

4、出結果時，通信線路資源實際上是空閑的，從而造成通信線路資源的極大浪費。據(jù)統(tǒng)計，在計算機間的數(shù)據(jù)通信中，用來傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至1%。另外，由于各異的計算機和終端的傳輸數(shù)據(jù)的速率各不相同，采用電路交換就很難相互通信。為此，必須尋找出一種新的適應計算機通信的交換技術。1964年，巴蘭(Baran)在美國蘭德(R)公司“論分布式通信”的研究報告中提出了存儲轉發(fā)(stefward)的概念。1962—1965年，美國國防部的高級研究計

5、劃署(AdvancedResearchProjectsAgency，ARPA)和英國的國家物理實驗室(NationalPhysicsLabaty，NPL)都在對新型的計算機通信技術進行研究。英國NPL的戴維德(David)于1966年首次提出了“分組”(Packet)這一概念。1969年12月，美國的分組交換網網絡中傳送的信息被劃分成分組(packet)，該網稱為分組交換網ARPA(當時僅有4個交換點投入運行)。ARPA的成功，標志著計

6、算機網絡的發(fā)展進入了一個新紀元?，F(xiàn)在大家都公認ARPA為分組交換網之父，并將分組交換網的出現(xiàn)作為現(xiàn)代電信時代的開始。分組交換網是由若干節(jié)點交換機和連接這些交換機的鏈路組成，每一結點就是一個小型計算機。它的工作機理是：首先將待發(fā)的數(shù)據(jù)報文劃分成若干個大小有限的短數(shù)據(jù)塊，在每個數(shù)據(jù)塊前面加上一些控制信息(即首部)，包括諸如數(shù)據(jù)收發(fā)的目的地址、源地址，數(shù)據(jù)塊的序號等，形成一個個分組，然后各分組在交換網內采用“存儲轉發(fā)”機制將數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目

7、的端。由于節(jié)點交換機暫時存儲的是一個個短的分組，而不是整個的長報文，且每一分組都暫存在交換機的內存中并可進行相應的處理，這就使得分組的轉發(fā)速度非?？?。由此可見，通信與計算機的相互結合，不僅為計算機之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段，而且也大大提高了通信網絡的各種性能。由此可見，采用存儲轉發(fā)的分組交換技術，實質上是在計算機網絡的通信過程中動態(tài)分配傳輸線路或信道帶寬的一種策略。值得說明的是，分組交換技術所采用的存儲轉發(fā)原理并不是一個全新的

8、概念，它是借鑒了電報通信中基于存儲轉發(fā)原理的報文交換的思想。它們的關鍵區(qū)別在于通信對象發(fā)生了變化。基于分組交換的數(shù)據(jù)通信是實現(xiàn)計算機與計算機之間或計算機與人之間的通信，其通信過程需要定義嚴格的協(xié)2服務，如遠程教育、遠程醫(yī)療、高性能的全球通信、環(huán)境監(jiān)測和預報等，NGII計劃將使用超高速全光網絡，能實現(xiàn)更快速的交換和路徑選擇；保證網絡信息的可靠性和安全性。習題102試簡述分組交換的要點。答：采用存儲轉發(fā)的分組交換技術，實質上是在計算機網絡的

9、通信過程中動態(tài)分配傳輸線路或信道帶寬的一種策略。它的工作機理是：首先將待發(fā)的數(shù)據(jù)報文劃分成若干個大小有限的短數(shù)據(jù)塊，在每個數(shù)據(jù)塊前面加上一些控制信息(即首部)，包括諸如數(shù)據(jù)收發(fā)的目的地址、源地址，數(shù)據(jù)塊的序號等，形成一個個分組，然后各分組在交換網內采用“存儲轉發(fā)”機制將數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端。由于節(jié)點交換機暫時存儲的是一個個短的分組，而不是整個的長報文，且每一分組都暫存在交換機的內存中并可進行相應的處理，這就使得分組的轉發(fā)速度非?？?。分

10、組交換網是由若干節(jié)點交換機和連接這些交換機的鏈路組成，每一結點就是一個小型計算機。基于分組交換的數(shù)據(jù)通信是實現(xiàn)計算機與計算機之間或計算機與人之間的通信，其通信過程需要定義嚴格的協(xié)議；分組交換網的主要優(yōu)點：1、高效。在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬。2、靈活。每個結點均有智能，可根據(jù)情況決定路由和對數(shù)據(jù)做必要的處理。3、迅速。以分組作為傳送單位，在每個結點存儲轉發(fā)，網絡使用高速鏈路。4、可靠。完善的網絡協(xié)議；分布式多路由的通信子網。電路

11、交換相比，分組交換的不足之處是：①每一分組在經過每一交換節(jié)點時都會產生一定的傳輸延時，考慮到節(jié)點處理分組的能力和分組排隊等候處理的時間，以及每一分組經過的路由可能不等同，使得每一分組的傳輸延時長短不一。因此，它不適用于一些實時、連續(xù)的應用場合，如電話話音、視頻圖像等數(shù)據(jù)的傳輸；②由于每一分組都額外附加一個頭信息，從而降低了攜帶用戶數(shù)據(jù)的通信容量；③分組交換網中的每一節(jié)點需要更多地參與對信息轉換的處理，如在發(fā)送端需要將長報文劃分為若干段分

12、組，在接收端必須按序將每個分組組裝起來，恢復出原報文數(shù)據(jù)等，從而降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。習題103試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。答：電路交換，它的主要特點是：①在通話的全部時間內用戶獨占分配的傳輸線路或信道帶寬，即采用的是靜態(tài)分配策略；②通信雙方建立的通路中任何一點出現(xiàn)了故障，就會中斷通話，必須重新?lián)芴柦⑦B接，方可繼續(xù)，這對十分緊急而重要的通信是不利的。顯然，這種交換技術適應模擬信號的數(shù)據(jù)傳輸。然而在計算機網

13、絡中還可以傳輸數(shù)字信號。數(shù)字信號通信與模擬信號通信的本質區(qū)別在于數(shù)字信號的離散性和可存儲性。這些特性使得它在數(shù)據(jù)傳輸過程中不僅可以間斷分時發(fā)送，而且可以進行再加工、再處理。③計算機數(shù)據(jù)的產生往往是“突發(fā)式”的，比如當用戶用鍵盤輸入數(shù)據(jù)和編輯文件時，或計算機正在進行處理而未得出結果時，通信線路資源實際上是空閑的，從而造成通信線路資源的極大浪費。據(jù)統(tǒng)計，在計算機間的數(shù)據(jù)通信中，用來傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至1%。另外，由于各異的計算機

14、和終端的傳輸數(shù)據(jù)的速率各不相同，采用電路交換就很難相互通信。分組交換具有高效、靈活、可靠等優(yōu)點。但傳輸時延較電路交換要大，不適用于實時數(shù)據(jù)業(yè)務的傳輸。報文交換傳輸時延最大。習題107計算機網絡可從哪幾個方面進行分類？答：1、按交換方式：有電路交換、報文交換、分組交換、幀中繼交換、信元交換等。2、按拓撲結構：有集中式網絡、分散式網絡、分布式網絡。其中，集中式網絡的特點是網絡信息流必須經過中央處理機或網絡交換節(jié)點(如星形拓撲結構)；分布式網