计算机网络原理与实践练习题

1、简述“端对端原则”的内容。试论述该原则对因特网结构的设计所产生的影响。

内容：边缘智能，核心简单

       （1）将复杂的网络处理功能(如差错控制、流量控制功能、安全保障和应用等)置于网络边缘

       （2）相对简单的分组交付功能(如分组的选路和转发功能)置于网络核心

       （3）位于网络边缘的端系统的强大计算能力，用软件方式处理大量复杂的控制和应用逻辑，位于网络核心的路由器尽可能简单，以高速地转发分组

影响：端到端原则指导了因特网的体系结构设计，因为网络应用能够迅速在边缘网上开发、运行、产生效益，无需对核心网进行改动，所以因特网上不断创新的应用能够应运而生，发展了资源共享、通信、游戏、信息发布等各种各样丰富多彩的应用模式，成为因特网得以被普通用户广泛使用的根本原因。

2、应用程序体系结构有哪些主流模式?这些模式的主要特点是什么?这些模式是否可能综合起来设计一种新的网络应用?给出你的设想。

主流模式及特点：

第一种：客户服务器体系结构( client/ server architecture)模式，简称C/S模式。

特点：

     服务器:

• 运行服务器程序的主机总是在运行。
• 具有永久的IP地址和固定的端口号。
• 对客户机程序的请求进行响应，提供所需的服务。

    客户机：

• 向服务器发出请求,接收服务器的响应。
• 可以间歇地与服务器连接。
• 具有动态的IP地址和随机的端口号
• 客户机之间彼此不直接通信。

第二种：对等方到对等方( peer-to-peer, P2P)体系结构模式，简称P2P模式。

特点：

• 首先,P2P体系结构通常能够借助对等方的空闲资源而不需要庞大的服务器基础设施的支持，从而大大降低了服务提供商的成本。
• 其次，P2P应用通常具有群组性、高度分布性和动态性的特点,这使系统的效率、安全和服务质量都面临着技术挑战。
• 第三,P2P体系结构具有自扩展性，即一个对等方在因请求而增加系统负荷的同时，也会增加向其他对等方提供服务的能力。

是否可能综合起来：

       可以，有些网络应用可能采用了具有客户服务器和P2P两种模式的混合体系结构，因为采用纯P2P模式将使系统的效率变得很低。例如，对于一些文件共享系统而言，系统服务器主要用于索引资源和跟踪用户的IP地址，而用户之间的文件下载所涉及的大量报文的发送，则在用户主机之间直接进行。

3、什么叫做网络协议?构成协议的几个要素是什么?是否可以缺失其中的某个要素?请举例说明原因。

网络协议是指为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

网络协议包括三个要素:语法、语义和定时。语法描述了数据与控制信息的结构或格式，语义定义了需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种响应等，定时给出了事件实现顺序的详细说明。

网络协议的三要素缺一不可，缺失语法则无法对分组进行解析，缺失语义则无法完成相应的动作，缺失定时则无法保证协议的正确执行。举例来说:一-组侦察兵约定下午5点到某高地集结。语法是中文，语义正确:有时间有地点有任务，但是缺少定时。万一有人在预定时间没有到达，如何办?因此，需要增加一条定时约束，如“过时自行返回”。

4、TCP/IP 体系结构具有哪些层次?该体系结构的主要特点是什么?

TCP/IP 的体系结构层次自上而下是应用层、运输层、网络层和网络接口层。其中应用层可以定义各种网络应用协议，运输层提供可靠字节流服务和不可靠数据报服务两种服务，网络层只有一个网际协议IP,支持互联多种网络技术以形成-一个逻辑网络，网络接口层包括诸如以太网、电话网等多种通信网络。

TCP/IP体系结构的特点：协议栈呈沙漏形状，IP作为体系结构的细腰，一方面IP之上可以通过运输层协议，为多种应用程序提供不同的信道抽象，即一切运行在IP之上;其次，多种异构网络可以通过IP实现互联互通，及IP运行在一切网络之上。这一设计理念能够使高层应用和底层通信网技术独立发展，大大提高了因特网的灵活性。

5、路由器处理因特网协议栈中的哪些层次?链路层交换机处理的是哪些层次?主机处理的是哪些层次?

1.  路由器处理的层次有:网络层，数据链路层和物理层。
2. 链路层交换机处理的层次有:数据链路层和物理层。
3. 主机处理的层次有:应用层，运输层，网络层，链路层和物理层。

6、考虑两台主机A和B由一条速率为R bps的链路相连。假定这两台主机相隔m米，沿该链路的传播速率为s m/s。主机A向主机B发送长度为L比特的分组。

        a）根据m和s表达传播时延d prop。

          dprop=m/s

       b）根据L和R确定分组的传输时间d trans。

         dtrans=L/R

       c）忽略处理时延和排队时延，得出端到端时延的表达式。

         dend-end= dprop ＋dtrans= m/s＋ L/R

      d）假定主机A在时刻t=0开始传输该分组。在时刻t=dtrans，该分组的最后一个比特在什么地方？

          在主机A的出链路上，正要向主机B传播。

       e）假定dprop大于dtrans。在时刻t= dtrans，该分组的第一个比特的何处？

         该分组的第一个比特在从A到B的链路上传输

      f）假定dproc小于dtrans。在时刻t= dtrans，该分组的第一个比特的何处？

        该分组的第一个比特已经到达B

     g）假定s=2.5×108，L=100b，R=28kb/s。求出dpro等于dtrans的距离m。

        由m/s=L/R得m=Ls/R=2.5×108×0.1/28=8.93×105