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一、综合题

1． 试述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

【答案】五层网络体系结构：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。

应用层：应用层是体系结构的最高层，直接为用户的应用进程提供服务；

运输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务；

网络层：负责将分组从源站交付到目的站，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。

数据链路层：在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将由网络层交下来的IP 数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上透明的传送帧中的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。数据链路层在收到一个帧后，可从中提取出数据部分，上交给网络层。数据链路层将原始的物理连接转换成无差错的数据链路；

物理层：物理层的任务是协调在物理媒体中传送比特流所需要的各种功能。

2． 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？

【答案】我们知道，21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。要实现信息化就必须依靠完善的网络，因为网络能够提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。因此网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。它正在改变着我们工作和生活的各个方面，加速了全球信息革命的进程，现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。因此，可以说因特网是人类自印刷术发明以来在通信方面最大的变革。

3． 区别电路交换、报文交换、分组交换。

【答案】（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路，这是由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成的，因而有以下优缺点。

电路交换优点：

①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小；

②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强；

③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题；

④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号；

⑤电路交换的交换设备（交换机等）及控制均较为简单。

电路交换缺点：

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说相对较长；

②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占。即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低；

③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互之间进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制；

（2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点中采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点。

报文交换优点：

①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文；②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：

在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施。加之交换结点还具有路径选择功能，可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于在类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的

地址。这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换；

③通信双方不是固定占有一条通信线路的，而是在不同的时间段部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。

报文交换缺点：

①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大。因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据；

②报文交换只适用于数字信号；

③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传送来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，这进一步增加了传送时延。

（3）分组交换：分组交换仍采用存储-转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文交换的优点外，与报文交换相比有以下优缺点。

分组交换优点：

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输的，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多；

②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定。在交换结点中存储

器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易；

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延；

④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适。

分组交换缺点：

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力；

②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约増大5%〜10%, —定程度上降低了通信效率，増加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路由很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

4． 为什么需要进行报文鉴别，鉴别和保密、授权有什么不同，报文鉴别和实体鉴别有什么区别？

【答案】使用报文鉴别是为了对付主动攻击中的篡改和伪造。许多报文并不需要加密但却需要数字签名，以便让报文的接收者能够鉴别报文的真伪，然而对很长的报文进行数字签名会使计算机增加很大的负担，当我们传送不需要加密的报文时，应当使用比较简单的报文鉴别。

鉴别是要验证通信的对方的确是自己所要通信的对象，而不是其他的冒充者。而保密是指网络信息不被泄露给非授权的用户、实体或过程，即信息只为授权用户使用。授权涉及的问题是所进行的过程是否被允许。

报文鉴别是对每一个收到的报文都要鉴别报文的发送者，而实体鉴别是在系统接入的全部持续时间内对和自己通信的对方实体只需要验证一次，实体可以是一个人，也可以是一个进程（客户或服务器）。

5． RTP 协议能否提供应用分组的可靠传输？请说明理由。

【答案】RTP 协议不能提供应用分组的可靠传输。因为RTP 为实时应用提供端到端的运输，

RTP 是一个协议框架，RTP 但不提供任何服务质量的保证。它只包含了实时应用的一些共同功能。

并不对多媒体数据块做任何处理而只是向应用层提供一些附加的信息，让应用层知道应当如何进行处理。因此，RTP 协议不能提供应用分组的可靠传输。