第一章计算机网络概述

（1）什么是计算机网络？P22

1.计算机网络是互连的、自自治的计算机的集合。

2.“自治”是指互连的计算机系统彼此独立，不存在主从或者控制与被控制的关系。

3.“互连”是指利用通信链路连接相互独立的计算机系统。

（2）网络协议的三要素是什么？每个要素的含义什么？P23

1.语法：定义实体之间交换信息的格式与结构，或者定义实体之间传输信号的电平等。

2.语义：定义实体之间交换的信息中需要发送哪些控制信息，这些信息的具体含义，以及针对不同含义的控制信息，接收信息端应如何响应。

3.时序：也称为同步，定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或或适应彼此的速度。

（3）计算机网络的功能是什么？P24

1.计算机网络的功能是在不同主机之间实现快速的信息交换。

2.通过信息交换，计算机网络可实现资源共享这一核心功能，包括硬件资源共享、软件资源共享和信息资源共享。

（4）按网络覆盖范围划分，主要有哪几类计算机网络？各有什么特点？P24

1.个域网（PAN）：由个人设备通过无线通信技术构成小范围的网络。通常覆盖范围在1~10m。

2.局域网（LAN）：部署在办公室、办公楼、校园等局部区域内，实现高速有线或无线链路连接主机，实现局部范围内高速数据传输。通常覆盖范围在10m~1km。

3.城域网（MAN）：覆盖一个城市的网络。通常覆盖范围在5~50km。

4.广域网（WAN）：跨越更大的地理空间，可以实现异地城域网或局域网的互连。通常覆盖范围在几十~几千千米。

（5）按网络的拓扑划分，主要有哪几类计算机网络？各有什么特点？P25

1.星型：多用于局域网、个域网中；

优点：易于监控与管理，故障诊断与隔离容易；

缺点：是中央结点是网络瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量。

2.总线型：采用广播信道作为公共传输介质，所有结点均与总线丽连接，通信通过总线进行；

优点：结构简单，所需电缆数量少，易于扩展；

缺点：通信范围受限，故障诊断与隔离困难，容易发生冲突。

3.环形：利用通信链路将所有结点连成一个闭合的环，多见于早期的局域网、园区网和城域网中；

优点：所需电缆长度短，可使用光纤，易于避免冲突；

缺点：某结点故障容易引起全网瘫痪，新结点加入或撤出比较麻烦，存在等待时间问题。

4.网状：结点通过多条链路与不同的结点直接连接。如果任一结点与其余所有结点均有直接链路连接，则称为完全网状拓扑网络，否则称之为非完全网状拓扑网络；

优点：可靠性高，一条或多条链路故障时，网络仍可联通；

缺点：结构复杂，造价成本高，选路协议复杂。

5.树型：总线拓扑或星型拓扑网络的扩展；

优点：易于扩展，故障隔离容易；

缺点：对根结点的可靠性要求高。

6.混合型：由两种以上简单拓扑结构网络混合连接而成的网络。绝大多数实际网络的拓扑都属于混合拓扑结构，比如Internet；

优点：易于扩展，可以构建不同规模网络；

缺点：网络结构复杂，管理与维护复杂。

（6）计算机网路结构主要包括哪几部分？每部分主要功能是什么？P27

1.网络边缘：为网络用户提供网络应用服务

2.接入网络：实现网络边缘的端系统与网络核心连接与接入的网络。

3.网络核心：利用数据交换实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发。

（7）简要描述你了解的接入网络，这些接入网络都有什么特点？经常使用的是哪类接入网络？P28

①特点

1.电话拨号接入：利用电话网络。（通过调制解调器将数字信号调制到模拟电话线路，通过电话网络的模拟语音信号作为载波传送到远端，再利用调制解调器将数字信号从模拟信号解调出来。）

2.非对称数字用户线路ADSL：利用现有的电话网络的用户线路实现的接入网络。（基于频分多路复用（FDM）技术，实现电话语音通信与数字通信，共享一条用户线路，进行网络通信的同时可以进行电话语音通信。非对称：是因为在用户线路实现上行带宽比下线小）

3.混合光纤同轴电缆HFC接入网络：利用有线电视网络实现网络接入的技术。（HFC接入网络的用户端使用电缆调制解调器连接有线电视网的入户同轴电缆，同轴电缆连接到光纤结点，再通过光纤链路连接电缆调制解调端接系统，进而连接网络。也是基于频分多路复用（FDM）技术，利用有线电视网络同轴电缆剩余的传输能力实现电视信号传输与网络数据传输的共享。非对称：上行带宽比下行带宽小）

4.局域网：连接所有需要接入外部网路的主机，通过企业网络或校园网的边缘路由器连接网络核心。

5.移动接入网络：利用移动通信网络。

②常用：ADSL、HFC和移动接入网络。

（8）简述电路交换工作过程以及电路交换特点。P31

①过程：

1.建立电路

2.传输数据

3.拆除电路

②特点：

是有连接的，在通信时需要先建立电路连接，在通信过程中独占一个信道，通信结束后拆除电路连接。

优点：实时性高，时延和抖动都较小。

缺点：对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输率单一。

（9）什么是报文交换？什么是分组交换？比较两者的优劣。P32

1.报文交换：也称为消息交换，发送方把发送的信息附加上发送/接收主机的地址以及其他控制信息，构成一个完整的报文。然后以报文为单位在交换网络的各结点之间以存储-转发的方式发送，直至送达目的主机。

2.分组交换：将待传送数据（即报文）分割成较小数据块，每个数据块附加上地址、序号等控制信息构成数据分组，每个分组独立传输到目的地，目的地将收到的分组重新组装，还原为报文。

3.分组的优点：

①交换设备存储容量要求低

②交换速度快

③可靠传输效率高

④更加公平

（10）OSI参考模型包括那几层？每层主要功能是什么？P40

1.7层

2.功能：

应用层：与提供给用户的网络服务相关，包括文件传送、电子邮件、P2P应用等。
表示层：用于处理用于实体间交换数据的语法。
会话层：在建立会话时核实双方身份是否有权参加会话；确认双方支付通信费用；双方
在各种选择功能方面取得一致；在会话建立以后，需要对进程间的对话进行管理和控制。
传输层：复用/分解（区分发送和接受主机上的进程）、端到端的可靠数据传输、连接控
制、流量控制和拥塞控制机制等。
网络层：数据转发与路由。
数据链路层：实现在相邻结点之间数据可靠而有效的传输。
物理层：在传输介质上实现无结构比特流传输。

（11）TCP/IP参考模型包括几层？每层主要包括那些协议？P44

1.4层

2.协议：

①应用层：HTTP、FTP、SMTP、POP3
②传输层：面向连接、提供可靠数据流传输的传输控制协议TCP、无连接不提供可靠数据传输的用户数据报协议UDP
③网络互联层：IP、互联网控制报文协议ICMP、互联网多播组管理协议IGMP、路由协议如BGP、OSPF、RIP等。
OSPF、RIP等
④网络接口层:对应OSI参考模型中的数据链路层和物理层。

（12）考虑两台主机A和主机B由一条带宽为R（bit/s）、长度为D（m）的链路互联，信号传
播速率为V(m/s)。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组，分组长度为L位，试求：P38

1）传播延迟dp;
dp=D/V
2）传输延迟dt;
dt=L/R
3）若忽略节点处理延迟和排队延迟，则端到端延迟T是多少？
T=dc+dq+dt+dp=0+0+L/R+D/V=L/R+D/V
4）若dp>dt，则t=dt时刻，分组的第一位在哪里？
V*dt=V*L/R
5）若V=250000km/s,L=512bit,R=100Mbit/s,则使时延带宽积刚好为一个分组长度（即512bit）的链路长度D是多少？
G=dp*R=D/V*R

D/250000000×100000000=512
D=1280m

（13）P38