2011年计科08/09 “计算机网络”课程总结
第1章
概述
问题1-1：“电路交换和面向连接是等同的，而分组交换和无连接是等同的”？错在哪里？ 问题1-2：因特网使用的IP协议是无连接的，因此其传输是不可靠的。这样容易使人们感到因特网很不可靠。那么为什么当初不把因特网的传输设计成为可靠的？
问题1-3：在数据链路层应根据什么原则来确定应当使用面向连接服务还是无连接服务？ 问题1-4：TCP/IP的体系结构到底是四层还是五层？写出每层名字？
问题1-5：有这样的说法：习惯上，人们都将网络的“带宽”作为网络所能传送的“最高数据率”的同义语。这样的说法有何根据？
问题1-6：有人说，宽带信道相当于高速公路车道数目增多了，可以同时并行地跑更多数量的汽车。虽然汽车的时速并没有提高（这相当于比特在信道上的传播速率没有提高），但整个高速公路的运输能力却增多了，相当于能够传送更多数量的比特。这种比喻合适否？ 问题1-7：网络的吞吐量与网络的时延有何关系？ 问题1-8：什么是因特网的摩尔定律？
第2章
物理层
问题2-1：“模拟”与“仿真”作为同义语。那么，“模拟信道”能否说成是“仿真信道”？ 问题2-3：为什么电话信道的标准带宽是3.1 kHz？
问题2-4：奈氏准则和香农公式的主要区别是定义方面的？这两个公式对数据通信的意义是什么？
问题2-5：传输媒体是物理层吗？传输媒体和物理层的主要区别是什么？ 问题2-6：同步(synchronous)和异步(asynchronous)的区别是什么？ 问题2-7：同步通信和异步通信的区别是什么？
第3章
数据链路层
问题3-2：当数据链路层使用PPP协议或CSMA/CD协议时，既然不保证可靠传输，那么为什么对所传输的帧进行差错检验呢？
问题3-4：通过普通的电话用户线拨号上网时（使用调制解调器），试问一对用户线可容许多少个用户同时上网？
问题3-6：为什么计算机进行通信时发送缓存和接收缓存总是需要的？ 问题3-7：以太网使用载波监听多点接入碰撞检测协议CSMA/CD。频分复用FDM才使用载波。以太网有没有使用频分复用？
问题3-8：在以太网中，不同的传输媒体会产生不同的传播时延吗？为什么？ 问题3-11：是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长？
问题3-12：在双绞线以太网中，其连接导线只需要两对线：一对线用于发送，另一对线用于接收。但现在的标准是使用RJ-45连接器。这种连接器有8根针脚，一共可连接4对线。这是否有些浪费？B和A类的接法？
问题3-13：RJ-45连接器对8根针脚的编号有什么规定？
问题3-14：剥开5类线的外塑料保护套管就可以看见不同颜色的4对双绞线。哪一根线应当连接到哪一个针脚呢？
问题3-15：将5类线电缆与RJ-45插头连接起来的具体操作步骤是怎样的？ 问题3-16：不用集线器或以太网交换机，能否将两台计算机用带有RJ-45插头的5类线电缆直接连接起来？怎样接法？
问题3-17：使用屏蔽双绞线电缆STP安装以太网是否可获得更好的效果？ 问题3-18：如果将已有的10 Mb/s以太网升级到100 Mb/s，试问原来使用的连接导线是否还能继续使用？
问题3-19：使用5类线的10BASE-T以太网的最大传输距离是100 m。但听到有人说，他使用10BASE-T以太网传送数据的距离达到180 m。这可能吗？
问题3-21：什么叫做“星形总线(star-shaped bus)”或“盒中总线(bus-in-a-box)”？
问题3-22：以太网的覆盖范围受限的一个原因是：如果站点之间的距离太大，那么由于信号传输时会衰减得很多因而无法对信号进行可靠的接收。试问：如果我们设法提高发送信号的功率，那么是否就可以提高以太网的通信距离？ 问题3-23：一个大学能否就使用一个很大的局域网而不使用许多相互连接的较小的局域网？ 问题3-24：一个10 Mb/s以太网若工作在全双工状态，那么其数据率是发送和接收各为5 Mb/s还是发送和接收各为10 Mb/s？
问题3-25：一个单个的以太网上所使用的网桥数目有没有上限？ 问题3-28：整个的IEEE 802委员会现在一共有多少个工作组？ 问题3-30：802.3标准共包含有多少种协议？
第4章
网络层
问题4-1：存在多种异构网络对不同网络之间的通信会造成一些麻烦。但为什么世界上还存在多种异构网络？ 问题4-2：“IP网关”和“IP路由器”是否为同义语？
问题4-3：在文献中有时会见到对等连网(peer-to-peer networking)，这是什么意思？WIN XP对待网安装方法？
问题4-4：在一个互联网中，能否使用一个很大的交换机(switch)来代替互联网中很多的路由器？最主要缺点是什么？
问题4-5：为什么IP地址又称为“虚拟地址”？
问题4-6：五个网络用四个路由器（每一个路由器有两个端口）互连起来。能否改变这种连接方法，使用一个具有五个端口的路由器将这五个网络互连起来？ 问题4-7：当运行PING 127.0.0.1时，这个IP数据报将发送给谁？
问题4-8：网络前缀是指网络号字段(net-id)中前面的几个类别位还是指整个的网络号字段？ 问题4-9：有的书将IP地址分为前缀和后缀两大部分，它们和网络号字段及主机号字段有什么关系？
问题4-10：IP地址中的前缀和后缀最大的不同是什么？
问题4-11：IP数据报中的数据部分的长度是可变的（即IP数据报不是定长的）。这样做有什么好处？
问题4-12：IP地址中的各种类别（A、B、C）的地址所拥有的地址数目的比例是怎样的？ 问题4-13：在IP地址中，为什么使用最前面的一个或几个比特来表示地址的类别（A、B、C）？
问题4-14：全1的IP地址是否是向整个因特网进行广播的一种地址？
问题4-15：IP协议有分片的功能，但广域网中的分组则不必分片。这是为什么？
问题4-16：路由表中只给出到目的网络的下一跳路由器的IP地址，然后在下一个路由器的路由表中再给出再下一跳的路由器的IP地址，最后才能到达目的网络进行直接交付。采用这样的方法有什么好处？
问题4-17：IP地址和电话号码相比时有何异同之处？ 问题4-18：“尽最大努力交付”(best effort delivery)都有哪些含义？
问题4-19：假定在一个局域网中计算机A发送ARP请求分组，希望找出计算机B的硬件地址。这时局域网上的所有计算机都能收到这个广播发送的ARP请求分组。试问这时由哪一个计算机使用ARP响应分组将计算机B的硬件地址告诉计算机A？
问题4-20：一个主机要向另一个主机发送IP数据报。是否使用ARP就可以得到该目的主机的硬件地址，然后直接用这个硬件地址将IP数据报发送给目的主机？ 问题4-21：在因特网中最常见的分组长度大约是多少个字节？ 问题4-22：IP数据报的最大长度是多少个字节？
问题4-23：RIP协议的好处是简单，但缺点是不够稳定。有的书上介绍“触发更新”、“分离范围”和“毒性逆转”。能否简单介绍一下它们的要点？ 问题4-24：“交换(switching)”的准确含义是什么？
第5章
运输层
问题5-1：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？
问题5-2：从通信的起点和终点来比较，TCP和IP的不同点是什么？
问题5-3：TCP协议能够实现可靠的端到端传输。在数据链路层和网络层的传输还有没有必要来保证可靠传输呢？
问题5-4：在TCP报文段的首部中只有端口号而没有IP地址。当TCP将其报文段交给IP层时，IP协议怎样知道目的IP地址呢？
第6章
应用层
问题6-1：我们经常说“两个计算机进行通信”。我们应当怎样理解这句话？ 问题6-2：能否用你的PC机进行一个简单的实验：一个计算机同时和5个计算机进行通信？ 问题6-3：因特网中计算机程序之间的通信和电信网中的电话通信有何相同或不同之处？ 问题6-4：连接在因特网上的主机名必须是唯一的吗？
问题6-5：在因特网中通过域名系统查找某个主机的IP地址，和在电话系统中通过114查号台查找某个单位的电话号码相比，有何异同之处？
问题6-6：一个单位的DNS服务器可以采用集中式的一个DNS服务器，也可以采用分布式的多个DNS服务器。哪一种方案更好些？ 问题6-7：对同一个域名向DNS服务器发出好几次的DNS请求报文后，每一次得到IP地址都不一样。这可能吗？ 问题6-8：当使用56 kb/s的调制解调器上网时，经常会发现数据下载的速率远远小于56 kb/s。这是什么原因？ 问题6-10：“网关”和“路由器”是否为同义语？ 问题6-11：我们常在文献上看到“远程登录”这样的名词。它的英文名字应当是remote log-in还是Telnet？
问题6-12：电话通信和电子邮件通信是使用客户服务器工作方式吗？为什么？ 问题6-13：在电子邮件中，“信封”、“内容”、“首部”、“主体”是个什么样的关系？ 问题6-15：能否归纳一下HTTP协议的主要特点？
问题6-16：HTTP 1.1协议比起HTTP 1.0协议有哪些主要的变化？
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1、网络的重要性
信息的传递要依靠网络，因此实现信息化离不开完善的网络。 网络已成为信息社会的命脉和重要基础。 计算机网络的地位
2、现在有三种最主要的网络（各优点缺点）：
电信网络（电话网） 有线电视网络 计算机网络
在这三种网络中，计算机网络的发展最快，其技术已成为信息时代的核心技术。 3、因特网(Internet)改变了世界（优点和特点）
因特网是世界上最大的计算机网络，是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。 因特网缩短了人际交往的时间和空间，改变了人们的生活、工作、学习和交往方式，使世界发生了极大的变化。
4、计算机网络、互连网、互联网（内网和外网，LAN WAN VLAN 区别）
计算机网络：一些相互连接的计算机的集合。
互连网：一些相互连接的计算机网络的集合（网络的网络）。 互联网：就是互连网的同义词。 不管哪一种计算机网络
都可以用一朵云来表示
5、结点与链路（路由器特点）
可以把计算机网络抽象为结点（计算机或路由器）与链路（连接的线路）的集合。 Node有两个译名：
结点——用于计算机网络中，表示计算机或路由器。 节点——用于天线中，表示驻波电场强度为零的点。 但目前这两个名词的使用比较混乱。 6、internet 是普通名词
泛指一般的互连网（互联网） Internet 是专有名词
世界范围的互连网（互联网）
7、使用 TCP/IP 协议族（特点，与七层协议对应关系，七层协议内容）
前身是美国的阿帕网 ARPANET Internet 的推荐译名是“因特网”
使用“因特网”这个名词可体现 Internet 是专有名词。
既然英文名词 internet 和 Internet 具有不同的意思，那么中文译名就应当反映出这种区别。
“国际互联网”或“互联网”
有人愿意用“国际互联网”或“互联网”来表示 Internet。但这是不严格的。 例如，中国某校园网和外国某校园网互连起来就构成了“互联网”，并且是“国际互联网”，但这并不是 Internet。
许多文献和资料同时使用具有不同意义的名词 internet 和 Internet 。如果把
Internet 译为“互联网” ，那么 internet 将没有合适的译名。
8、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。 这里的 M 是 106。 什么是宽带？
宽带线路：可通过较高数据率的线路。 宽带是相对的概念，并没有绝对的标准。
在目前，对于用户接入到因特网的用户线来说，每秒传送几个兆比特就可以算是宽带速率。
9、电路交换的特点
通话前先拨号建立连接。
可能只要经过一个交换机（如 A 到 B） 可能要经过多个交换机（如 C 到 D）
通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 通话结束后，挂机释放连接。
10、早期的计算机网络采用电路交换
那时计算机很少，非常昂贵。远地终端（没有处理功能） 通过通信线路（可能要经过许多个交换机） 使用处于网络中心的计算机的资源。
11、分组交换(packet switching)的出现
电话网是为电话通信设计的。电路交换的电话网很适合于电话通信。
但计算机数据具有很大的突发性。使用电路交换会导致网络资源严重浪费。
计算机逐渐增多，连网的需求日益迫切，计算机网络需要使用更加有效的连网技术。 这就导致分组交换的问世。
美国军方促进了计算机网络的发展 20 世纪 60 年代美苏冷战激烈。
美国军方要研制一种生存性很强的新型分布式网络。 即使少数结点或链路被摧毁，整个网络仍保持畅通。
这种新型的计算机网络就是采用分组交换的、基于存储转发计算机网络。
12、协议
在计算机网络中，协议(protocol)是通信双方必须严格遵守的规则。 协议也就是网络协议。
协议精确地规定在网络通信中使用的各种控制信息的格式、意义以及各种事件出现的先后顺序。
协议在计算机网络中起着非常重要的作用。 网络协议非常复杂
协议必须保证在任何复杂的情况下都能正确工作，因此网络协议非常复杂。
我们在日常生活中所使用的许多约定，都远远达不到网络协议的要求，因此经常会使约定失败。
13、IP 协议
因特网的 IP 协议最重要，它为分组在互连网中的发送、传输和接收制定了详尽的规则。
IP 是 Internet Protocol 的缩写，中文标准译名是“网际协议”。 使用 IP 协议的互连网络常称为： IP 网络，或IP 网。
在 IP 网络传送的分组常称为：
IP 分组，或IP 数据报 (IP datagram)。
14、构造路由表
在因特网中，路由器之间不断地互相通告路由信息。 路由器根据所掌握的路由信息构造出自己的路由表。 路由器之间交换路由信息都要遵守有关的路由选择协议。
当网络状况发生变化时，路由器中的路由表能够自动进行更新，从而保证了正确地转发分组。
15、IP 网络的重要特点
每一个分组独立选择路由。
发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到（即可能不按顺序接收）。 当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。 因此， IP 网络不保证分组的可靠地交付。 IP 网络提供的服务被称为：
尽最大努力服务(best effort service) 16、因特网的设计思路
通信必须是可靠的。但应当由谁负责可靠交付？因特网和传统电信网的思路不同。 严格地讲，计算机通信是在计算机上运行的程序之间的通信。所以实现可靠通信最终应当是让计算机程序之间的通信可靠。
因特网认为，IP 协议没有必要提供可靠服务（这样做可以使网络简单、灵活性好、价格便宜）。在计算机中增加 TCP 协议就可以实现计算机程序之间的可靠通信。
17、TCP 协议的用途
TCP 是 Transmiion Control Protocol 的缩写，中文译名是传输控制协议。
TCP 协议驻留在用户计算机中，它的作用是保证应用程序之间端到端的可靠通信。 TCP 协议的主要功能
TCP 给要传送的每一个字节的数据都进行编号。 接收端在收到数据后必须向发送端发送确认信息。
若发送端在规定的时间内没有收到对方的确认，就重传这部分数据。
当网络中的通信量过大时，TCP 就告诉发送端要放慢发送数据。这叫做流量控制。 核心协议 TCP/IP 因特网使用的协议很多，但其中最为重要的协议就是 IP 和 TCP。
分组在因特网中传送要使用 IP 协议。计算机数据传输的可靠性由 TCP 协议来保证。
通常用 TCP/IP 这样的记法表示以 TCP 和 IP 为核心的协议族。 18、解释一些的现象
为什么有时从因特网下载文件特别慢？
可能的原因是：因特网中某处的通信量突然增大，路由器来不及处理到来的分组。于是丢弃这些分组。TCP 发现少了一些分组，就进行重传，产生了时延。 为什么有时发送电子邮件总是失败？
可能的原因是因特网中的某处的通信量特别大，路由器大量丢弃分组。即使 TCP 协议进行重传，但重传后的分组还是被丢弃。所发送的邮件分组无法到达接收方。
19
、客户服务器方式 在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
在网络环境下，许多问题的解决往往是通过位于不同主机中的多个进程之间的通信和协同工作来完成的。
这些为了解决具体的应用问题而彼此通信的进程就称为“应用进程”。 进程就是运行中的程序。 20、客户进程与服务器进程的关系
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
当 A 进程需要B进程的服务时就主动呼叫B进程，在这种情况下，A 是客户而 B 是服务器。
可能在下一次通信中，B 需要 A 的服务，此时，B 是客户而 A 是服务器。
21 客户软件的特点
在进行通信时临时成为客户，但它也可在本地进行其他的计算。
被用户调用并在用户的计算机上运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信。 可与多个服务器进行通信。
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统 22 服务器软件的特点
是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。 在共享计算机上运行。当系统启动时即自动调用并一直不断地运行着。 被动地等待并接受来自多个客户的通信请求。 一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。 应当注意
使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。 客户和服务器都指的是进程，即计算机软件。
由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求，因此人们经常将主要运行服务器进程的机器（硬件）不严格地称为服务器。
例如，“这台机器是服务器。” 意思是：“这台机器（硬件）主要是用来运行服务器进程（软件）。”
因此，服务器(server)一词有时指的是软件，但也有时指的是硬件。
结束语
因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络，它使用 TCP/IP 协议族，并且它的前身是美国阿帕网 ARPANET。
计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
因特网使用基于存储转发的分组交换，并使用 IP 协议传送 IP 分组。
路由器把许多网络互连起来，构成了互连网。路由器收到分组后，根据路由表查找出下一跳路由器的地址，然后转发分组。
路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。 IP 网络提供尽最大努力服务，不保证可靠交付。
连接在因特网的每一台计算机都有一个 IP 地址。这个 IP 地址在世界范围内必须是惟一的。
路由器根据分组首部中的目的 IP 地址查找出下一跳路由器的地址。 IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP数据报（IP 分组）。
实际上在网络链路上传送的是“帧”，使用的是帧的硬件地址（MAC 地址）。 地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址（虚拟地址）转换为硬件地址（物理地址）。 IP 地址的总数：232 = 4 294 967 296 个，接近43 亿个。 由于 IP 地址的总数有限，因此 IP 地址是非常宝贵的资源。需要使用大量 IP 地址的单位必须向有关机构进行申请。
考虑到 IP 地址不久会用尽，因此现在已考虑对 IP 协议进行版本升级，即从现在的 IPv4 升级到新的版本 IPv6。
长期使用大量 IP 地址（例如，几千个）
向中国互联网络信息中心 CNNIC 申请 CNNIC 的网址：www.daodoc.comtv.com 后，经过查询过程，就把这个域名转换为 IP 地址：
11001010011011001111100111001110 用点分十进制表示就是：
202.108.249.206 电子邮件的优点与缺点 优点：
• 快捷 • 价廉
• 不打断对方工作或休息
缺点
• 有时邮件很慢或甚至丢失 • 对垃圾邮件尚无有效对策
万维网是大规模分布式的信息储藏所。 万维网是因特网中最重要的应用之一。 万维网使用超文本(hypertext)：
• 由多个信息源链接而成的文本
• 用户利用一个链接可找到位于世界上任何超文本系统中的另一个文档
超文本链接（超链）： 用户计算机运行浏览器程序，用来在屏幕上浏览从万维网下载的文档。
因特网中的服务器运行服务器程序，它根据浏览器的请求，向用户返回所请求的文档。
浏览器窗口显示的万维网文档称为页面。
在用户 PC 机上运行的浏览器程序也叫做客户程序，简称客户(client)。 在因特网中服务器上运行的服务器程序也叫做服务器(server)。 客户服务器方式
客户向服务器发出请求；
服务器向客户返回所请求的文档。
URL 用来标识万维网上的各种文档。
因特网上的每一个文档，在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。 URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP 超文本标记语言 HTML 使万维网的文档格式有了统一的标准，因而各种万维网文档都能在不同计算机的屏幕上面显示出来。
实时通信量 (real-time traffic) 如果忽略传输时延，则数据的
产生、传输和使用都发生在同一时间。
话音分组的时延抖动问题 话音分组的发送是等时的。 到了接收端成为非等时的。
在接收端话音分组的还原必须是等时的。 时延有抖动可能会引起话音分组的丢失。
在接收端设置适当的缓存可以部分地解决时延抖动问题。 IP 电话的质量
TCP 协议的重传技术会产生时延。
打电话是实时通信，不允许过大的时延。 因此 IP 电话不使用 TCP 协议，而是使用 UDP 协议。
IP 电话宁可把出错的分组丢弃，也不要迟到的、没有差错的分组。
因此，IP 电话的质量目前还不如传统电话的质量（分组丢失、时延、时延抖动）。 为了提高 IP 电话的质量，有的 ISP 在 IP 电话网关之间使用专用的宽带线路。 因特网应如何演进
以适应实时通信量的传输 不同的对立观点仍然很多。
有人认为应当彻底改造因特网：要有预留网络资源的协议，改变路由器的调度策略，应用程序要对其通信量进行描述。
有人认为应维持 IP 协议的“尽最大努力交付”的策略，只要使链路容量足够大即可。 有人认为要适当增加网络的服务器质量 QoS (Quality of Service)。
