1-1計算機網絡向用戶能夠提供哪些服務？git
計算機網絡能夠向用戶提供的最重要的功能有兩個，即連通性和共享性。具體能夠展開爲提供：瀏覽信息和發佈信息的平臺；通訊和交流的平臺；休閒娛樂的平臺；資源共享的平臺；網上辦公的平臺等等。瀏覽器
1-2試簡述分組交換的特色。緩存
分組交換的實質是——存儲轉發。存儲轉發的意思是，在發送報文以前，把較長的報文分割成爲一個個較小的數據段，加上必要的控制信息後構成分組。當路由器轉發分組時，先將分組臨時存儲下來，檢查首部，查找轉發表，找到合適的接口轉發出去，給下一個路由器。安全
1-3 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缺點。服務器
電路交換網絡
主要特色：三次鏈接；始終佔用端到端的通訊資源分佈式
優勢：(1)數據直接傳輸；(2)時延小，實時性強；(3)交換設備成本低函數
缺點：始終佔用通訊鏈路(包括沒有傳輸數據的時候)，(1)線路利用率低；整段信息傳送，(2)不便於差錯控制；三次鏈接只要有一步沒有完成，(3)通訊就不復存在並且不能自動恢復；在傳輸準備中，要求通訊鏈路中每段鏈路都是空閒的，所以(4)當業務量大時，沒法保證用戶的每個呼叫都能接通工具
分組交換性能
主要特色：採用存儲轉發技術，單個分組傳輸到相鄰接點，經過查找轉發表，轉發到下一個節點
優勢：利用動態分配傳輸，逐段佔用信道鏈路，(1)利用率高，高效；爲每一個獨立的分組選擇轉發路由，(2)靈活；以分組爲單位，(3)能夠不創建鏈接就發送分組，迅速；分佈式多路由的分組交換(分佈式的路由選擇協議)，可使(4)網絡具備很強的生存性，也能夠經過可靠。
缺點：因爲分組交換採用存儲轉發技術，在存儲轉發過程當中須要花費必定的時間去排隊，(1)就形成了必定的時延；當排隊的分組不少的時候，會形成路由器中沒法臨時存下分組而被丟棄，(2)形成網絡擁塞；因爲每個分組都要加上控制信息，(3)形成其餘開銷；(4)整個分組轉發網還須要專門的管理和控制機制。
報文交換
主要特色：一樣採用存儲轉發技術，
優勢：不須要分組交換，因此(1)省去了劃分分組和重組分組成報文的時間；(2)利用率比電路交換利用率高；(3)能夠多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現不一樣速率、不一樣規程的終端間互通
缺點：增大了時延；不能知足對實時性要求高的用戶；佔用大量的交換機內存和外存；報文交換適用於傳輸的報文較短、實時性要求較低的網絡用戶之間的通訊；須要控制信息，增長了開銷。
1-3 從如下方面比較分組交換和電路交換的特色
| 屬性 | 分組交換網絡 | 電路交換網絡 |
| 創建鏈接 | 無鏈接、面向鏈接(X.25) | 面向鏈接 |
| 什麼時候須要地址 | 每一次路由選擇和轉發的時候 | 數據從客戶進程傳輸的時候 |
| 是否獨佔鏈路 | 否，逐段佔用 | 是，始終佔用 |
| 網絡擁塞 | 是，當分組過多且路由存儲轉發慢 | 否 |
| 數據是否會失序 | 是？ | 否 |
| 端到端時延的肯定性 | 不能肯定，由於採用路由選擇協議 | 能夠肯定，由於始終佔用信道 |
| 適用的數據傳輸類型 | 分組 | 整個文件 |
1-4 爲何說因特網是自印刷術以來人類通訊方面最大的變革？
因特網縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工做、學習和交往方式，使世界發生了極大的變化。
1-5 因特網的發展大體分爲哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的特色。
第一階段：從APRANET單個網絡走向互聯網，最初的分組交換網ARPANET只是一個單個的分組交換網，全部要鏈接在ARPANET上的主機都直接與就近的結點交換機相連。然後發展爲全部使用TCP/IP協議的計算機都能利用互聯網相互通訊。
第二階段：構成了三級網絡：校園網(企業網)->地區網->主幹網
第三階段：造成了多級ISP結構的因特網
1-6 簡述因特網標準制定的幾個階段。
1-7 小寫和大些開頭的英文名字internet和Internet在乎思上有何重要區別？
以小寫字母i開始的internet（互聯網或互連網）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互聯而成的網絡。在這些網絡之間的通訊協議（即通訊規則）能夠是任意的。
以大寫字母I開始的Internet（因特網）則是一個專有名詞，它指當前全球最大的、開放的、由衆多網絡相互鏈接而成的特定計算機網絡，它採用TCP/IP協議族做爲通訊的規則，其前身是美國的ARPANET。
1-8 計算機網絡都有哪些類別？各類類別的網絡都有哪些特色？
按網絡覆蓋的地理範圍分類(核心區別是)：
局域網：是計算機硬件在比較小的範圍內通訊線路組成的網絡，通常限定在較小的區域內，一般採用有線的方式鏈接起來。
城域網：規模侷限在一座城市的範圍內，覆蓋的範圍從幾十千米至數百千米，城域網基本上是局域網的延伸，一般使用與局域網類似的技術，可是在傳輸介質和佈線結構方面牽涉範圍比較廣。
廣域網：覆蓋的地理範圍很是廣，又稱遠程網，在採用的技術、應用範圍和協議標準方面有所不一樣。
按傳榆介質分類：
有線網：採用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線電視電視電纜來鏈接的計算機網絡，又線網經過"載波"空間進行傳輸信息，須要用導線來實現。
無線網：用空氣作傳輸介質，用電磁波做爲載體來傳播數據。無線網包括：無線電話、語音廣播網、無線電視網、微波通訊網、衛星通訊網。
按網絡的拓撲結構分類：
星型網絡：各站點經過點到點的鏈路與中心相連，特色是很容易在網絡中增長新的站點，數據的安全性和優先級容易控制，易實現網絡監控，但一旦中心節點有故障會引發整個網絡癱瘓。
總線型網絡：網絡中全部的站點共享一條數據通道，總線型網絡安裝簡單方便，須要鋪設的電線最短，成本低，某個站點的故障通常不會影響整個網絡，但介質的故障會致使網絡癱瘓，總線網安全性低，監控比較困難，增長新站點也不如星型網絡容易。
樹型網絡：是上述兩種網的綜合。
環型網絡：環型網容易安裝和監控，但容量有限，網絡建成後，增長新的站點較困難。
網狀型網絡：網狀型網絡是以上述各類拓撲網絡爲基礎的綜合應用。
按通訊方式分類：
點對點傳輸網絡：數據以點到點的方式在計算機或通訊設備中傳輸，在一對機器之間經過多條路徑鏈接而成，大的網絡大多采用這種方式。
廣播式傳輸網絡：數據在共用通訊介質線路中傳輸，由網絡上的全部機器共享一條通訊信道，適用於地理範圍小的小網或保密要求不高的網絡。
按網絡使用的目的分類：
共享資源網：使用者可共享網絡中的各類資源。
數據處理網：用於處理數據的網絡。
數據傳輸網：用來收集、交換、傳輸數據的網絡。
按服務方式分類：
客戶機/服務器(C／S)模式：C／S計算的模式的結構是分散、多層次和具備圖形用戶接口的PC機做爲客戶機，不一樣的操做系統或不一樣的網絡操做系統對應不一樣的語言和開發工具，其工做特色是文件從服務器被下載到工做站上，而後在工做站上進行處理，而基於主機的大型機工做特色是全部處理都發生在主機上。
瀏覽器/服務器(B／S)模式：主要特色是它與軟硬件平臺的無關性，把應用邏輯和業務處理規則放在服務器一側。
對等網或稱爲對等式的網絡：對等網能夠不要求具有文件服務器，特別是應用在一組面向用戶的PC機，每臺客戶機均可以與其餘每臺客戶機實現"平等"對話操做，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網的計算機通常類型相同，甚至操做系統也相同，這種網絡方式靈活方便，可是較難實現集中管理與控制，安全性也低。
按企業和公司管理分類：
內部網：通常指企業內部網，自成一體造成一個獨立的網絡。
內聯網：通常指經改造的或新建的企業內部網，採用通用的TCP／IP做爲通訊協議，通常具有本身的WWW服務器和安全防禦系統，爲企業內部服務，不和因特網直接進行鏈接。
外聯網：採用因特網技術，有本身的WWW服務器，但不必定與因特網直接進行鏈接的網絡，同時必須創建防火牆把內聯網與因特網隔離開，以確保企業內部信息的安全。
因特網：因特網是目前最流行的一種國際互聯網，在全世界範圍內獲得應用，結合多媒體的"聲、圖、文"表現能力，不只能處理通常數據和文本，並且也能處理語音、聲響、靜止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。
1.9 因特網的兩大組成部分(邊緣部分和核心部分)的特色是什麼？它們的工做方式各有什麼特色？
邊緣部分：由全部鏈接在因特網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通訊（傳送數據、音頻或視頻）和資源共享。
核心部分：由大量網絡和鏈接這些網絡的路由器組成。這部分是爲邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。
在網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通訊方式一般可劃分爲兩大類：客戶服務器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 ，對等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式。(1)C/S方式：客戶(Client)和服務器(Server)都是指通訊中所涉及的兩個應用進程。客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關係。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。被用戶調用後運行，在打算通訊時主動向遠地服務器發起通訊（請求服務）。所以，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不須要特殊的硬件和很複雜的操做系統。而服務器則是一種專門用來提供某種服務的程序(進程)，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統啓動後即自動調用並一直不斷地運行着，被動地等待並接受來自各地的客戶的通訊請求。所以，服務器程序不須要知道客戶程序的地址。通常須要強大的硬件和高級的操做系統支持。(2)對等鏈接方式(P2P方式)從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等鏈接中的每個主機既多是客戶又同時多是服務器。
網絡核心部分是因特網中最複雜的部分。網絡中的核心部分要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都可以向其餘主機通訊（即傳送或接收各類形式的數據）。在網絡核心部分起特殊做用的是路由器(router)。路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit），從源站到目的站共通過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延爲d（s），數據率爲C（bit/s）。在電路交換時電路的創建時間爲s（s）。在分組交換時分組長度爲p（bit），且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？
電路交換：
發送時延=x/C+s；傳播時延=kd；總時延=發送時延+傳播時延（+排隊時延+處理時延）=x/C+s+kd
分組交換：
發送時延=x/C；傳播時延=(k-1)p/c+kd(PS，k段鏈路k-1個路由，每一次轉發須要時間，但此時轉發的是分組)；
總時延=總時延=發送時延+傳播時延（+排隊時延+處理時延）=x/C+(k-1)p/c+kd
由於要求分組交換的時延比電路交換的時延小，全部有不等式(x/C+(k-1)p/c+kd)<(x/C+s+kd)
顯然可獲得關係(k-1)p/C<s
1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別爲x和（p+h）（bit），其中p爲分組的數據部分的長度，而h爲每一個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通訊的兩端共通過k段鏈路。鏈路的數據率爲b（bit/s），但傳播時延和結點的排隊時間都可忽略不計。若打算使總的時延爲最小，問分組的數據部分長度p應取爲多大？(題目也告訴咱們一個信息，時延與分組長度有關)
信息整理：總長=x；分組長=p+h；分組個數=x/p；公式一致
發送時延=(x/p)*(p+h)/b
傳播時延=(k-1)*((p+h)/b)
總時延=(x/p)*(p+h)/b+(k-1)*((p+h)/b)，求極值則求函數一次導數=0
獲得答案：p=√hx/(k-1)
1-12 從差錯控制、時延和資源共享三方面分析，分組交換爲何要將長的報文劃分紅多個段的分組進行傳輸？
| 屬性 | 分組交換網絡 | 報文交換網絡 |
| 差錯控制 | 減少了出錯的機率和重發的數據量， 只須要重發出現錯誤分組就能夠了， 分組比報文短 |
一旦在中間某個結點出錯， 則須要重傳整個報文，任務量大 |
| 時延 | 分組長度小，路由器存儲轉發快， 能夠選擇最優路由 |
整段傳輸每個路由都須要存下整個 報文，報文數據量大， 在存儲轉發的過程當中增長了時延 |
| 資源共享 | 簡化了對緩衝區的管理 | 一個報文能夠發給多個用戶 |
1-13 計算機網絡有哪些經常使用的性能指標？
1.速率
比特（bit）是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。
Bit 來源於 binary digit，意思是一個「二進制數字」，所以一個比特就是二進制數字中的一個 1 或 0。
速率即數據率(datarate)或比特率(bit rate)是計算機網絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。
速率每每是指額定速率或標稱速率。
2.帶寬
「帶寬」(bandwidth)原本是指信號具備的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
如今「帶寬」是數字信道所能傳送的「最高數據率」的同義語，單位是「比特每秒」，或 b/s (bit/s)。
3.吞吐量
吞吐量(throughput)表示在單位時間內經過某個網絡（或信道、接口）的數據量。
吞吐量更常常地用於對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量可以經過網絡。
吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。
4.時延
傳輸時延（發送時延 ） 發送數據時，數據塊從結點進入到傳輸媒體所須要的時間。
也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最後一個比特發送完畢所需的時間。
5.時延帶寬積
6.往返時間RTT
7.利用率
1-14 收發兩端之間的傳輸距離爲1000km，信號在媒體上的傳播速率爲2×10^8m/s 。試計算如下兩種狀況的發送時延和傳播時延：
（1） 數據長度爲10^7bit，數據發送速率爲100kbit/s
（2） 數據長度爲10^3bit，數據發送速率爲1Gbit/s
從以上計算結果可獲得什麼結論
（1）發送時延=數據長度/數據發送率=10^7/10^5=100s
傳播時延=傳輸距離/傳播速率=10^6/(2*10^8)=5ms
（2）發送時延=數據長度/數據發送率=10^3/10^9=1us
傳播時延=傳輸距離/傳播速率=10^6/(2*10^8)=5ms
從上述計算咱們能夠知道，若數據長度大而發送速率低。則在總時延中，發送時延每每大於傳播時延且佔主要成分；反之，數據長度短而發送速率高。則在總時延中，發送時延每每小於傳播時延且佔傳播時延主要成分。因此在不肯定哪一方占主導地位，貿然改變數據發送率或者傳播速度可能對總延時的影響不大，要抓住主要矛盾。
1-15 網絡體系結構爲何要採用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想類似的平常生活。
網絡體系結構採用分層的結構，能夠減小協議設計的複雜性，使得各層之間是獨立的，加強靈活性，使得網絡體系結構上能夠分割開，易於實現和維護，同時促進標準化工做。
平常生活中，好比，甲、乙兩地兩人a、b通訊，a將寫好的信交給甲地郵局，甲地郵局通過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這至關於一個三層結構，雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，可是它們都分別對應同等機構，同屬一個子系統，而同處一地的不一樣機構則再也不一個子系統內，並且它們之間的關係是服務與被服務的關係。
1-16 協議與服務有何區別？有何關係？
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經過層間接口提供的。
協議與服務的關係
在協議的控制下，上層對下層進行調用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有鏈接。協議對上層是透明的，服務是上層感知的方式。
1-17 試述五層協議的網絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。
所謂五層協議的網絡體系結構是爲便於學習計算機網絡原理而採用的綜合了OSI(Open Systems Imformation )七層模型和TCP/IP的四層模型而獲得的五層模型。
各層的主要功能：
（1）應用層
應用層肯定進程之間通訊的性質以知足用戶的須要。應用層不只要提供應用進程所須要的信息交換和遠地操做，並且還要做爲互相做用的應用進程的用戶代理（user agent),來完成一些爲進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。
(2）運輸層
任務是負責主機中兩個進程間的通訊。
因特網的運輸層可以使用兩種不一樣的協議。即面向鏈接的傳輸控制協議TCP和無鏈接的用戶數據報協議UDP。
面向鏈接的服務可以提供可靠的交付。
無鏈接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery，即盡最大努力交付，每每用於對實時性要求較高的場景
(3)網絡層
網絡層負責爲分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組可以交付到目的主機。
路由器的角色很關鍵
（4）數據鏈路層
數據鏈路層的任務是將在網絡層交下來的數據報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結點間的鏈路上實現幀的無差錯傳輸。
交換機實在此層上應用
（5）物理層
物理層的任務就是透明地傳輸比特流。
「透明地傳送比特流」指實際電路傳送後比特流沒有發生變化。
物理層要考慮用多大的電壓表明「1」或「0」，以及當發送端發出比特「1」時，接收端如何識別出這是「1」而不是「0」。物理層還要肯定鏈接電纜的插頭應當有多少根腳以及各個腳如何鏈接。雙絞線、集線器等等
1-18 試解釋下列名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶-服務器方式。
協議棧：指計算機網絡體系結構採用分層模型後，每層的主要功能由對等層協議的運行來實現，於是每層可用一些主要協議來表徵，幾個層次畫在一塊兒很像一個棧的結構。
實體：表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多狀況下，實體是一個特定的軟件模塊。
對等層：在網絡體系結構中，通訊雙方實現一樣功能的層。
協議數據單元：對等層實體進行信息交換的數據單位。
服務訪問點：在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方。服務訪問點SAP是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。
客戶、服務器：客戶和服務器都是指通訊中所涉及的兩個應用進程。客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關係。客戶是服務請求方，服務器是服務提供方。
客戶-服務器方式：客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關係，當客戶進程須要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地等待來自客戶進程的請求。
1-19 試解釋everything over IP和IP over everything的含義。
everything over IP：即IP爲王，將來網絡將由IP一統天下。將來的通訊網既已確定以數據信息業務爲重心，並廣泛使用互聯網規約IP，那麼網上信息業務宜一概使用IP，即所謂everything over IP。
IP over everything：在如今的電通訊網過渡到光通訊網的過程當中，IP、ATM、WDM會配合使用，漸漸過渡，既是IPover everything。
1-20 判斷如下正誤
（1）提升鏈路速率意味着減低了信道的傳播時延
錯誤，沒有分清鏈路速率的概念。提升鏈路速率是指提升將比特流發送到鏈路上的速率；而傳播時延與信號的傳播速 率以及信道長度有關，與發送速率無關。
（2）在鏈路上產生的傳播時延與鏈路的帶寬無關
正確，由於而傳播時延與信號的傳播速率以及信道長度有關
（3）跨越網絡提供主機到主機的數據通訊的問題屬於運輸層的功能
錯誤，跨越網絡提供主機到主機的數據通訊的問題屬於網絡層的功能，運輸層爲通訊主機進程之間提供邏輯通訊功能
（4）發送時延是分組的第一個比特從發送方發出到該比特到達接收方之間的時間
錯誤，發送時延是分組的第一個比特從發送方發出到最後一個比特離開發送方所須要的時間
（5）因爲動態分配通訊寬帶與其餘通訊資源，分組交換能更好更高效地共享資源
正確
（6）採用分組交換在發送數據前沒必要創建鏈接，發送突發數據更迅速，所以不會出現網絡擁塞
錯誤，錯在不會出現網絡擁塞。分組轉發採用的是存儲轉發技術，也就是說路由器接收到分組後，緩存到路由器的內 存中，在查找轉發表後轉發分組。可是路由器緩存空間是有限的，當發出方或者該節點排隊分組過多，路由器緩存佔滿 後，以後到該路由器的分組則被丟失，出現網絡擁塞
1-21 一個系統的協議結構有N層，應用程序產生M字節長的報文，網絡軟件在每層都加上h字節的協議頭，網絡寬帶中至少有多大比率用於協議頭信息的傳輸。
若是採用OSI模型，除去物理層直接發送比特流不須要添加協議頭以外，則6層須要6*h/(M+6*h)