021012計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)請在以下五組題目中任選一組作答，滿分100分。第一組：一、計算題（20分）1.一個二進制文件共3072字節(jié)長。若使用base64編碼，并且每發(fā)送完80字節(jié)就插入一個回車符CR和一個換行符LF，問一共發(fā)送了多少個字節(jié)？解答：在base64編碼方案中，24比特的組被分成4個6比特單位，每個單位都作為一個合法的ASCII字符發(fā)送。編碼規(guī)則是A表示0，B表示l等等，接著是26個小寫字母表示26到51，10個數(shù)字(0到9)表示52到61，最后，+和/分別表示62和63。=和==分別用來指示最后一組僅包含8位或16位。回車和換行被忽略不計，因此可以任意插入它們來保持一行足夠短。在本題中，base64編碼將把報文劃分成1024個單元，每個單元3字節(jié)長。每個單元被編碼為4個字節(jié)，所以共有4096個字節(jié)。如果把這些字節(jié)每80字節(jié)劃分為一行，將需要52行，所以需要加52個CR和52個LF。4096+52×2=4200。綜上所述，該二進制文件用base64編碼將會有4200字節(jié)長。二、論述題（40分）試用具體例子說明為什么在運輸連接建立時要使用三次握手。說明如不這樣做可能會出現(xiàn)什么情況。我們知道，3次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發(fā)送數(shù)據(jù)的準備工作（雙方都知道彼此已準備好），也要允許雙方就初始序列號進行協(xié)商，這個序列號在握手過程中被發(fā)送和確認。

現(xiàn)在把三次握手改成僅需要兩次握手，死鎖是可能發(fā)生的。作為例子，考慮計算機A和B之間的通信，假定B給A發(fā)送一個連接請求分組，A收到了這個分組，并發(fā)送了確認應(yīng)答分組。按照兩次握手的協(xié)定，A認為連接已經(jīng)成功地建立了，可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)分組。可是，B在A的應(yīng)答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道A是否已準備好，不知道A建議什么樣的序列號，B甚至懷疑A是否收到自己的連接請求分組。在這種情況下，B認為連接還未建立成功，將忽略A發(fā)來的任何數(shù)據(jù)分組，只等待連接確認應(yīng)答分組。而A在發(fā)出的分組超時后，重復(fù)發(fā)送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。三、簡答題（每小題20分，共40分）1.常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有那些并說明其特點。通常，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)有以下三種：電路交換、報文交換和分組交換。

電路交換

電路交換的原理是：在數(shù)據(jù)傳輸時，源節(jié)點和目的節(jié)點之間有一條利用中間節(jié)點構(gòu)成的專用物理鏈路，此線路將一直保持到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。若是這兩個節(jié)點之間的通信量很大，則可同時建立多條連接。

使用這種技術(shù)，在傳輸數(shù)據(jù)之前會事先建立一條端到端的線路。舉個例子，在兩個終端A，B之間有由a、b、c、d、e五個節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)，A與a直連，B與b直連，而a、b節(jié)間無直接連接。A向a發(fā)出連接請求，要與B通信。此時，A到a的電路是專用的，早已存在。而節(jié)點a必須在通向節(jié)點b的路徑中找到下一條支路。如果它選擇了到c的電路，則在此電路上分配一個未用的通道，并告訴要連接b。于是，c在重復(fù)a的動作并如此循環(huán)直至連接到b，最終建立起到B的線路。這樣，a、b之間就有了一條專有線路用于A、B間的通信。這種傳輸自然是相互的。數(shù)據(jù)經(jīng)過節(jié)點時幾乎沒有延遲和阻塞，除非線路有意外或節(jié)點出現(xiàn)故障。數(shù)據(jù)傳輸完成后，由通信的某一方發(fā)出拆除電路請求，對方作出相應(yīng)釋放鏈路。

電路交換的有點在于數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，且保持原有序列。但是，一旦通信雙方占有一條通道后，即使不傳送數(shù)據(jù)，其他用戶也不能使用，造成資源浪費。

電路交換適于數(shù)據(jù)傳輸要求質(zhì)量高，批量大的情況。典型的是電話通信網(wǎng)絡(luò)。

報文交換

為解決電路交換占用通道的缺陷，報文交換產(chǎn)生。其原理是：數(shù)據(jù)以報文為單位傳輸，長度不限且可變。數(shù)據(jù)傳送過程采用存儲－轉(zhuǎn)發(fā)的方式。發(fā)送方在發(fā)送一個報文時把目的地址附加在報文上，途徑的節(jié)點根據(jù)報文上的地址信息，將報文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點，接力式的完成整個傳送過程。每個節(jié)點在受到報文后，會將之暫存并檢查有無錯誤，然后通過路由信息找出適當路線的下一個節(jié)點的地址，再把報文傳送給下一個節(jié)點。這個過程中，報文的傳輸只是占用兩個節(jié)點之間的一段線路，而其他路段可傳輸其他用戶的報文。于是，這種解決方案不會像電路交換占用終端間的全部信道。但是，報文在經(jīng)過節(jié)點時會產(chǎn)生延遲。這段延遲包括接收報文所有位（bit）所需的時間，等待時間和發(fā)送到下一個節(jié)點所需的排隊延遲。

相對于電路交換，報文交換的優(yōu)點有：線路效率高；節(jié)點可暫存報文并對報文進行差錯控制和碼制轉(zhuǎn)換；電路交換網(wǎng)絡(luò)中，通信量很大時將不能接收某些信息，但在報文交換網(wǎng)戶的瀏覽器，這樣就能顯著提高瀏覽速度和效率。更重要的是：ProxyServer(代理服務(wù)器)是Internet鏈路級網(wǎng)關(guān)所提供的一種重要的安全功能，它的工作主要在開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型的對話層。主要的功能有：1.突破自身IP訪問限制，訪問國外站點。教育網(wǎng)、169網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過代理訪問國外網(wǎng)站。2.訪問一些單位或團體內(nèi)部資源，如某大學(xué)FTP(前提是該代理地址在該資源的允許訪問范圍之內(nèi))，使用教育網(wǎng)內(nèi)地址段免費代理服務(wù)器，就可以用于對教育網(wǎng)開放的各類FTP下載上傳，以及各類資料查詢共享等服務(wù)。3.突破中國電信的IP封鎖：中國電信用戶有很多網(wǎng)站是被限制訪問的，這種限制是人為的，不同Serve對地址的封鎖是不同的。所以不能訪問時可以換一個國外的代理服務(wù)器試試。4.提高訪問速度：通常代理服務(wù)器都設(shè)置一個較大的硬盤緩沖區(qū)，當有外界的信息通過時，同時也將其保存到緩沖區(qū)中，當其他用戶再訪問相同的信息時，則直接由緩沖區(qū)中取出信息，傳給用戶，以提高訪問速度。5.隱藏真實IP：上網(wǎng)者也可以通過這種方法隱藏自己的IP，免受攻擊。第二組：一、計算題（20分）1.衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為1Ｍb/s。數(shù)據(jù)幀長為2000bit。忽略確認幀長和處理時間。試計算下列情況下的信道利用率：（1）停止等待協(xié)議。（2）連續(xù)ARQ協(xié)議，Wt=7。（3）連續(xù)ARQ協(xié)議，Wt＝127。（4）連續(xù)ARQ協(xié)議，Wt＝255。二、論述題（40分）1．IP地址的結(jié)構(gòu)是怎樣的？IP地址有幾種？特殊的IP地址有哪些？三、簡答題（每小題20分，共40分）1.簡述網(wǎng)橋的地址自學(xué)習(xí)過程2.簡述脈碼調(diào)制過程。第三組：一、計算題（20分）1.設(shè)TCP使用的最大窗口為64ＫＢ，即64×1024字節(jié)，而傳輸信道的帶寬可認為是不受限制的。若報文段的平均往返時延為20mS，問所能得到的最大吞吐量是多少？二、論述題（40分）1．TCP協(xié)議是面向連接的，但TCP使用的IP協(xié)議卻是無連接的。這兩種協(xié)議都有哪些主要的區(qū)別？三、簡答題（每小題20分，共40分）1.簡述計算機網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的關(guān)系和區(qū)別。2.請寫出OSI七層模型，并簡述其功能。第四組：一、計算題（20分）1.使用CSMA/CD協(xié)議時，若線路長度為100m，信號在線路上傳播速率為2×108m/s。數(shù)據(jù)的發(fā)送速率為1Gbit/s。試計算幀長度為512字節(jié)、1500字節(jié)和64000字節(jié)時的參數(shù)a的數(shù)值，并進行簡單討論。二、論述題（40分）1、OSI有幾個管理功能域？都有哪些內(nèi)容？這幾個功能域之間有何關(guān)系？三、簡答題（每小題20分，共40分）1.請寫出OSI七層模型，并簡述其功能。2.簡述CSMA/CD機理。第五組：一、計算題（20分）1.一個TCP連接下面使用256kb/s的鏈路，其端到端時延為128mS。經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)吞吐量只有120kb/s。試問發(fā)送窗口是多少？答：二、論述題（40分）1．局域網(wǎng)的主要特點是什么，一個工作在多用戶系統(tǒng)下的小型計算機，也基本上能完成局域網(wǎng)所能做的工作，二者相比局域網(wǎng)的優(yōu)點在于什么？三、簡答題（每小題20分，共40分）1.簡述異步傳輸模式的特點。2.簡述幀擴展