第一章 计算机网络概述
（1）简述计算机网络的发展过程
答：从1946年世界上第一台计算机ENIAC的诞生到现在网络的全面普及，计算机网络的发展大体可以分为以下4个阶段。
① 第一代计算机网络——面向终端的计算机网络。
② 第二代计算机网络——以通信子网为中心的网络。
③ 第三代计算机网络——标准化网络。
④ 第四代计算机网络——以Internet为中心的新一代网络。
（2）什么是计算机网络？它有哪几个基本组成部分？各组成部分的作用是什么？
答：计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的计算机或由计算机控制的外部设备，通过通信设备和线路连接起来，在网络操作系统的控制下，按照约定的通信协议进行信息交换，实现资源共享的系统。
典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为两个子网：资源子网和通信子网。
资源子网主要负责全网的数据处理业务，为全网用户提供各种网络资源与网络服务；
通信子网主要承担全网的数据传输、转发、加工、转换等通信处理工作。
（3）计算机网络的功能有哪些？
答：计算机网络的功能主要体现在4个方面：数据通信、资源共享、提高系统的可靠性、均衡负荷与分布式处理。
（4）常见的网络拓扑结构有哪些？它们的优缺点分别是什么？
答：常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状拓扑结构。
① 总线型拓扑结构简单、便于扩充、价格相对较低、安装使用方便。但是由于单信道的限制，一个总线型网络上的节点越多，网络发送和接收数据的速率就越慢。另外，一旦总线出现故障，整个网络将陷于瘫痪。
② 星型拓扑结构的特点是结构简单、组网容易，便于控制和管理，网络延迟小。其缺点是中心节点负荷较重，容易形成系统的“瓶颈”，线路的利用率也不高。
③ 环型拓扑结构的优点是结构简单，组网容易，便于管理。其缺点是若某个节点发生故障，则整个网络瘫痪；且当节点过多时，将影响数据传输效率，非常不利于扩展。
④ 树型拓扑结构的优点是易于扩展，可以延伸出许多分支；故障隔离容易。其缺点是越靠近顶部的节点，处理能力越强，其可靠性要求就越高。由于对顶部节点的依赖性太大，如果顶部节点发生故障，则全网不能正常工作。
⑤ 网状拓扑结构的主要特点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法；线路成本高，不易管理和维护。
（5）根据网络覆盖范围划分，计算机网络有哪几种类型？每种类型的特点是什么？
答：依据网络覆盖范围的大小，可以将计算机网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。
① 局域网数据传输率快，传输时延低且误码率低，组网方便、使用灵活，是目前计算机网络中最活跃的分支。但局域网仅工作在有限的地理范围内，采用单一的传输介质。
② 城域网所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上更大一些。城域网作用范围为一个城市，地理范围为5 km～10 km，传输速率在1 Mbps以上。城域网目前多采用光纤或微波作为通信介质。
③ 广域网通常跨接很大的地理范围，可以是一个地区、一个省、一个国家甚至全球，地理范围一般在100 km以上，传输速率比局域网低得
（6）根据传输介质，计算机网络有哪几种类型？每种类型的特点是什么？
有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质进行数据传输；
无线网：采用卫星、微波等无线进行数据传输，易于安装和使用
（7）根据网络传输技术的不同分类
广播网络：所有节点共享同一通信信道，任一节点发送的数据能被网络中的所有其他节点接收（但只有目标节点会处理）。
点对点网络：节点之间通过独占链路直接通信，数据从源节点逐跳传输至目标节点。
第二章数据通信基础
（1）数据通信系统的组成部分有哪些？数据通信系统的主要技术指标有哪些？
答：一个完整的数据通信系统一般由信源、信号变换器、通信信道、信宿等构成。
数据通信系统的主要技术指标有信道带宽、波特率、比特率、信道容量、误码率、信道的传播延迟和信噪比等。
（2）波特率与比特率有何关系？
答：波特率又称波形速率或调制速率。它是指数据传输过程中，在线路上每秒钟传送的波形个数。比特率又称数据传输速率，是指数字信号的传输速率，用每秒钟所传输的二进制代码的有效位数表示。
波特率和比特率都是描述数据通信系统数据传输速率的大小和传输质量的好坏的技术指标，但两者的概念是不同的。只有当一个波形代表的有效状态数为2时，二者在数值上才相等。
（3）什么是单工、半双工、全双工通信方式？举出生活中的例子。
答：单工通信又称单向通信。在单工通信中，数据固定地从发送端传送到接收端，即信息流仅沿一个方向流动。例如，无线电广播采用的就是单工通信。
半双工通信又称双向交替通信。在半双工通信中，数据可以双向传送，但不能在两个方向上同时进行。例如，无线电对讲机采用的就是半双工通信，当甲方讲话时，乙方无法讲话；等甲方讲完后，乙方才能开始讲话。
全双工通信又称双向同时通信。在全双工通信中，同一时刻双方能在两个方向上传输数据，它相当于把两个相反方向的单工通信方式组合起来。例如，打电话时，双方可以同时讲话。
（4）数字信号的基本传输方式分为哪两大类？每类中的编码技术有哪些？
答：数字信号的基本传输方式分为基带传输和频带传输两类。其中，基带传输中常采用非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码3种编码方法；频带传输中常采用振幅键控、频移键控和相移键控3种编码方法。
（5）若二进制数据为00100110，分别画出其经过非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码后的码型（初始高电平有效）。
答：
（6）简述电路交换、报文交换、分组交换的原理，并比较它们的区别。
答：在电话系统中，当用户进行拨号时，电话系统中的交换机在呼叫者的电话与接收者的电话之间建立一条实际的物理线路，通话便建立起来；此后两端的电话一直使用该专用线路，直到通话结束才能拆除该线路。电话系统中用到的这种交换方式叫作电路交换技术。
报文交换（message switching）属于存储转发式交换，事先并不建立物理线路，当发送端有数据要发送时，它将要发送的数据当作一个整体交给交换节点，交换节点先将报文存储起来，然后选择一条合适的空闲输出线将数据转发给下一个交换节点，如此循环往复直至将数据发送到目的节点。
分组交换（packet switching）又称包交换，是报文交换的改进，与报文交换同属存储转发式交换。在分组交换中，用户的数据被划分成一个个大小相同的分组（packet），这些分组称为“包”。这些“包”缓存在交换节点的内存而不是磁盘中，通过不同的线路到达同一目的节点。
报文在中间节点的延迟非常大，因此报文交换不适合交互式数据通信。电路交换和分组交换两种技术有许多不同之处，主要体现在：信道带宽的分配方式不同；收发双方的传输要求不同；计费方法不同。分组交换除吞吐量较高外，还提供了一定程度的差错检测和代码转换能力。因此，计算机网络常常使用分组交换技术，偶尔才使用电路交换技术，但一般不使用报文交换技术。
（7）多路复用技术有那几种
1、频分多路复用，特点是把电路或空间的频带资源分为多个频段，并将其分配给多个用户，每个用户终端的数据通过分配给它的子通路传输。主要用于电话和电缆电视系统。
2、时分多路复用，特点是按传输的时间进行分割，将不同信号在不同时间内传送。又包含两种方式：同步时分复用和异步时分复用。
3、波分多路复用，特点是对于光的频分复用。做到用一根光纤来同时传输与多个频率很接近的光波信号。
4、码分多路复用，特点是每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，是一种共享信道的方法。通信各方面之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。
第三章网络体系结构
（1）OSI参考模型分为哪几层？各层的功能是什么？
答：OSI参考模型分为七层，从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
① 物理层主要为通信提供物理链路，并在两个网络设备之间透明地传输比特流。
② 数据链路层主要是负责将由物理层传来的数据封装成数据帧，并保证帧在计算机之间进行无差错地传输。
③ 网络层允许分组通过路由从一个网络发送到另一个网络，而用户不必关心网络的拓扑结构和所使用的通信介质。
④ 传输层是网络中资源子网与通信子网的桥梁，主要负责确保数据可靠、顺序、无差错地从A点到传输到B点。
⑤ 会话层的功能是向会话的应用进程之间提供会话组织和同步服务，对数据的传送提供控制和管理，以协调会话过程，为表示层实体提供更好的服务。
⑥ 表示层的功能包括传送语法的协商，以及抽象语法和传送语法之间的转换。
⑦ 应用层为网络用户和应用程序提供各种服务，也是最终用户应用程序访问网络服务的地方。
（2）在OSI参考模型中，物理层的接口有哪几个方面的特性?各包含些什么内容？
答：物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间的二进制比特流传输的物理连接定义了机械、电气、功能和规程特性。
u 机械特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与排列情况等。
u 电气特性：规定了在物理连接上传输二进制比特流时线路上信号电平高低、阻抗及阻抗匹配、传输速率与距离限制。早期的标准定义了物理连接边界点的电气特性，而较新的标准定义了发送器和接收器的电气特性，同时给出了通信电缆的有关规定。新的标准更有利于发送和接收电路的集成化工作。
u 功能特性：规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理接口信号线一般分为数据线、控制线、定时线和地线。
u 规程特性：定义了信号线进行二进制比特流传输时的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。
（3）简述OSI参考模型中数据传输的过程。
答：以主机A向主机B传输数据为例（见下图），数据在通过主机A各层时，每层都会为上层传来的数据加上一个信息头或尾（作为主机B的对等层处理数据的依据），然后向下层传输，这个过程可以理解为对数据的封装。
当经过层层封装的数据最终通过传输介质传输到主机B后，主机B的每一层再对数据进行相应的处理（自下而上），把信息头或尾去掉，最后还原成实际的数据，即执行主机A的逆过程，这个过程可以理解为对数据的解封。
（4）TCP/IP参考模型分为哪几层？各层的功能是什么？
答：TCP/IP参考模型共包含4层，由下往上依次为：网络接口层、网际层、传输层和应用层。
① 网络接口层负责接收从网际层交来的数据包，然后将数据包通过低层物理网络发送出去；或者从低层物理网络上接收物理帧，然后分离出数据包并交给网际层。
② 网际层的功能包括：处理来自传输层的数据发送请求、处理输入的数据包、处理ICMP报文。
③ 传输层的作用与OSI参考模型中传输层的作用是一样的，即在源节点和目的节点的两个进程实体之间提供可靠的端到端的数据传输。
④ 应用层主要为用户提供多种网络应用程序，如电子邮件、远程登录等。
（5）简述OSI参考模型与TCP/IP参考模型有何不同点。
答：① 层数不一样：OSI参考模型有7层，而TCP/IP参考模型只有4层。两者都有网络层、传输层和应用层。
② 两者服务类型不同：OSI参考模型的网络层提供面向连接和无连接两种服务，而传输层只提供面向连接的服务。TCP/IP参考模型在网络层只提供无连接服务，但在传输层却提供面向连接和无连接两种服务。
③ 概念区分不同：在OSI参考模型中，明确区分了3个基本概念：服务、接口和协议。而TCP/IP参考模型并不十分清晰地区分服务、接口和协议这些概念。相较于TCP/IP参考模型，OSI参考模型中的协议具有更好的隐蔽性，在发生变化时也更容易替换。
④ 通用性不同：OSI参考模型是在其协议被开发之前设计出来的。这意味着OSI参考模型并不是基于某个特定的协议簇而设计的，因而它更具有通用性。而TCP/IP参考模型正好相反，由于先有TCP/IP协议簇，参考模型只是对现有协议的描述，因而协议与模型非常吻合。但是TCP/IP参考模型不适合其他协议簇。
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