電腦通訊與網路 第一章 概述 例題

第一章  概述

1. 電腦網路的發展可劃分為幾個階段？每個階段各有何特點？

答：電腦網路的發展可分為以下三個階段。

（1）面向終端的電腦通訊網：其特點是電腦是網路的中心和控制者，終端圍繞中心電腦分布在各處，呈分層星型結構，各終端通過通訊線路共用主機的硬體和軟體資源，電腦的主要任務還是進行批處理，在20世紀60年代出現分時系統後，則具有互動式處理和成批處理能力。

（2）電腦－電腦網路。多台電腦互連的封包交換網：系統如IBM的SNA網，DEC 的DNA網，但相對獨立，未有統一標準。封包交換網由中間結點的封包交換機負責分組的儲存轉寄和路由選擇，這樣就可以大大提高通訊線路的利用率，非常適合突髮式的電腦資料。

（3）形成電腦網路體繫結構：為了使不同體繫結構的電腦網路都能互聯，國際標準組織ISO提出了一個能使各種電腦在世界範圍內互聯成網的標準架構—開放系統互相連線模型基本參考模型OSI.。這樣，只要遵循OSI標準，一個系統就可以和位於世界上任何地方的、也遵循同一標準的其他任何系統進行通訊。

 

2. 試簡述封包交換的要點。

答：封包交換實質上是在“儲存—轉寄”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。在封包交換網路中，資料按一定長度分割為許多小段的資料——分組。以短的分組形式傳送。封包交換時，每個分組加上信包頭標識後，在一條物理線路上採用動態複用的方法傳送。在路徑上的每個中間交換結點按每個信包收到的次序依次傳送各個資料分組，它把收到的資料分組先暫存在交換結點的儲存空間內，接著在網內轉寄，一站一站這樣依次“儲存-轉寄”，最後到達接收端，在接收端去掉分組頭、將各資料欄位按順序再重新裝配成完整的報文。封包交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，互動性好。封包交換網的主要優點是：
　　①高效。在分組傳輸的過程中動態分配傳輸頻寬，對通訊鏈路是逐段佔有。

　　②靈活。每個結點均有智能，為每一個分組獨立地選擇轉寄的路由。

　　③迅速。以分組作為傳送單位，通訊之前可以不先建立串連就能發送分組；網路使用高速鏈路。

　　④可靠。完善的網路通訊協定；分布式多路由的通訊子網。

 

3. 試從多個方面比較電路交換、報文交換和封包交換的主要優缺點。

答：（1）電路交換就是電腦終端之間通訊時，一方發起呼叫，當交換器完成接續，對方收到發起端的呼叫符號，同意進行通訊，建立通訊串連，雙方即可進行通訊。在整個通訊過程中雙方一直佔用該電路，獨佔一條物理線路。它的特點是即時性強，時延小，交換裝置成本較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續時間長，通訊效率低，不同類型終端使用者之間不能通訊等缺點。電路交換比較適用於資訊量大、長報文，經常使用的固定使用者之間的通訊。

     （2）報文交換將使用者的報文儲存在交換器的儲存空間中。當所需要的輸出電路空閑時，再將該報文發向接收交換器或終端，它以“儲存—轉寄”方式在網內傳輸資料。報文交換的優點是中繼電路利用率高，可以多個使用者同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規程的終端間互連。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行儲存轉寄，網路傳輸時延大，且佔用大量的交換器記憶體和外存，報文重發時重發資料量大，不能滿足對即時性要求高的使用者。報文交換適用於傳輸的報文較短、即時性要求較低的網路使用者之間的通訊，如公用電報網。

     （3）封包交換實質上是在“儲存—轉寄”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。封包交換線上路上採用動態複用技術傳送按一定長度分割為許多小段的資料——分組。以短的分組形式傳送。封包交換時，每個分組加上信包頭標識後，在一條物理線路上採用動態複用的方法傳送。在路徑上的每個中間交換結點按每個信包收到的次序依次傳送各個資料分組，它把收到的資料分組先暫存在交換結點的儲存空間內，接著在網內轉寄，一站一站這樣依次“儲存-轉寄”，最後到達接收端，在接收端去掉分組頭、將各資料欄位按順序再重新裝配成完整的報文。封包交換比電路交換的電路利用率高，不獨佔線路；比報文交換的傳輸時延小，互動性好，重發時重發資料量小，快速、高效、靈活。

   4. 電腦網路可從哪幾個方面進行分類？

   答：從網路的作用範圍進行分類：廣域網路WAN、城域網MAN、區域網路LAN、個人區域網路PAN；
       從網路的使用範圍進行分類：公用網和專用網；
       從網路的交換功能進行分類：電路交換、報文交換、和封包交換。

5. 電腦網路由哪幾部分組成？

答：一個電腦網路應當有三個主要的組成部分：

（1）若干主機，它們向使用者提供服務；

（2）一個通訊子網，它由一些專用的結點交換器和串連這些結點的通訊鏈路所組成的；

（3）一系列協議，這些協議為主機之間或主機和子網之間的通訊而用的。

 

6. 網路通訊協定的三個要素是什嗎？各有什麼含義？

答：在電腦網路中要做到有條不紊地交換資料，就必須遵守一些事先約定好的規則。這些為進行網路中的資料交換而建立的規則、標準或約定即稱為網路通訊協定。一個網路通訊協定主要由以下三個要素組成：

（1）文法，即資料與控制資訊的結構或格式；

（2）語義，即需要發出何種控制資訊，完成何種動作以及做出何種應答；

（3）同步，即事件實現順序的詳細說明。

 

7. 試舉出對網路通訊協定的分層處理方法的優點。

答：優點：（1）可使各層之間互相獨立，某一層可以使用其下一層提供的服務而不需知道服務是如何?的。（2）靈活性好，當某一層發生變化時，只要其介面關係不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。（3）結構上可以分割開，各層可以採用最合適的技術來實現。（4）易於實現和維護。（5）能促進標準化工作。

 

8. 試述具有五層協議的原理網路體繫結構的要點，包括各層的主要功能。

答：綜合OSI和TCP/IP的優點，採用一種原理體繫結構。各層的主要功能：

物理層----物理層的任務就是透明地傳送位元流。物理層還要確定串連電纜插頭的定義及串連法。

資料連結層----資料連結層的任務是在兩個相鄰結點間鏈路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的資料。每一幀包括資料和必要的控制資訊。

網路層----網路層的任務就是要選擇合適的路由，使發送站發送的分組能夠正確尋路、在網路中一站一站路由，並最終交付給目的站。

傳輸層----傳輸層的任務是向進行通訊的兩個端-端結點上的網路進程間提供一個可靠的端到端傳輸服務，使它們看不見傳輸層以下的資料通訊的細節。

應用程式層----應用程式層直接為使用者的應用進程提供各種應用服務。

 

9. 試將TCP/IP和OSI的體繫結構進行比較。討論其異同之處。

答：（1）OSI和TCP/IP的相同點是二者均採用階層，而且都是按功能分層。

    （2）OSI和TCP/IP的不同點：

① OSI分七層，自下而上分為物理層、資料連結層、網路層、傳輸層、會話層、展示層和應用程式層，而TCP/IP分四層：網路介面層、網際層、傳輸層和應用程式層。

② OSI層次間存在嚴格的調用關係，兩個（N）層實體的通訊必須通過下一層（N-1）層實體，不能越級，而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務，因而減少了一些不必要的開銷，提高了協議的效率。

③ OSI先有模型，再有協議，比較適合理論上探討。TCP/IP先有協議，再有模型，已得到廣泛的實際應用。
 

10. 解釋以下名詞：

協議棧、實體、對等層、服務原語、服務存取點(SAP)、PDU、SDU、客戶、伺服器、客戶/伺服器方式。

答：協議棧----協議棧中的協議分布在幾個層次上，把它們畫在一起很像一個棧，故形象地稱為協議棧。

實體（entity）----用以表示任何可發送或接收資訊的硬體或軟體進程。

對等層----任何兩個結點在同層次（例如在兩個系統的第4層）間通訊，好像將資料（即資料單元加上控制資訊）直接傳遞給對方，即所謂的“對等層”之間通訊。各層協議實際上就是在各個對等層之間傳遞資料時的各項規定。

服務原語----上層使用下層提供的服務必須通過與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。

服務存取點（SAP）----是同一系統中相鄰兩層的實體進行互動（交換資訊）的一個邏輯介面。

PDU----協議資料單元，在對等層之間傳送的資料單位。

SDU----服務資料單元，層與層之間交換的資料的單位。

客戶、伺服器----客戶和伺服器是指通訊中所涉及的兩個應用進程。客戶首先向伺服器提出服務要求，是服務要求方，伺服器隨後向客戶提供服務，是服務提供者。

客戶/伺服器模型----大部分網路應用程式在編寫時都假設一端是客戶，另一端是伺服器，其目的是為了讓伺服器為客戶提供一些特定的服務。客戶機是主叫方，伺服器是被叫方。

 

11. 連線導向服務與無串連服務各自的特點是什嗎？

答：連線導向服務在資料交換之前必須先建立串連，預保留有關資源，資料交換結束後，應終止這個串連，釋放所保留的資源。而無串連服務在兩個實體之間不建立串連就可以通訊，在資料轉送時動態地分配資源，不需要事先進行預保留。

 

12. 協議與服務有何區別？有何關係？

答：協議是水平的，服務是垂直的。協議是“水平的”，即協議是控制對等實體之間的通訊的規則。服務是“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間介面提供的。協議與服務的關係：在協議的控制下，兩個對等實體間的通訊使得本層能夠向上一層提供服務，要實現本層協議，要使用下面一層提供的服務。下層對上層提供服務，上層調用下層提供的服務，上下層間用服務原語交換資訊。