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自考网络原理总复习资料之简答题(4)

2011-01-02 
所谓连接,就是两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合。面向连接服务是在数据交换之前,必须先建立连接。当数据交换结束后,则应终止这个连接。

  答:交换式集线器的特点主要有:

  ①所有端口平时都不连通。当工作站需要通信时,交换式集线器能同时连通许多对的端口,使每一对相互通信的工作站都能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据。通信完成后就断开连接。

  ②与普通共享式集线器不同,它使连到每个端口的用户独享该端口所具有的带宽。

  ③可以很方便地实现虚拟局域网VLAN(Virtual LAN)。

  ④交换式集线器的交换方式有存储转发交换和直通交换两种。

  但是,交换式集线器存在的主要问题有:

  ①目前还没有制定一个统一的管理交换式集线器的标准。网络管理员必须使用多个管理控制台才能监控不同厂商生产的交换式集线器。

  ②绝大多数交换式集线器在分析交换流量方面都很欠缺。网络管理员需要为每个端口配备测试工具。

  用交换式集线器构成虚拟局域网的方法是:首先,将执行任务性质相同(如:财务处,科研处等)的站点确定在同一个LAN中,然后,可基于连接站点的端口。或者基于站点的MAC地址,或者基于站点所执行的协议(如:IP协议、IPX协议等)划分VLAN。

  FDDI的主要特点有哪些?和以太网相比,优缺点各有哪些?

  答:FDDI的主要特点有:

  ①使用基于IEEE 802.5令牌环标准的令牌传递MAC协议;

  ②使用802.2LLC协议,因而与IEEE 802局域网兼容;

  ③利用多模光纤进行传输,并使用有容错能力的双环拓扑;

  ④数据率为100Mb/s,光信号码元传输速率为125MBaud;

  ⑤1000个物理连接(若都是双连接站,则为500个站);

  ⑥最大站间距离为2km(使用多模光纤),环路长度为100km,即光纤总长度为200km;

  ⑦具有动态分配带宽的能力,故能同时提供同步和异步数据服务;

  ⑧分组长度最大为4500字节。

  和以太网相比,FDD I的优缺点与令牌类似。

  试简述分组交换的要点。

  答:在分组交换网络中,数据以短的分组形式传送。典型的分组长度的上限是1000个字节(或称八位组)。如果一个源站有一个长的报文要发送,该报文就会被分割成一系列的分组。每个分组包含用户数据的一部分(或一个短的报文的全部)加上一些控制信息。控制信息至少要包括网络为了把分组送到目的地做路由选择所需要的信息。在路径上的每个结点,分组被接收,短时间存储,然后传递给下一结点。分组交换网的主要优点:

  ① 高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占有。

  ② 灵活。每个结点均有智能,为每一个分组独立地选择转发的路由。

  ③ 迅速。以分组作为传送单位,通信之前可以不先建立连接就能发送分组;网络使用高速链路。

  ④ 可靠。完善的网络协议;分布式多路由的通信子网。

  试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

  答:(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(由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成),因而有以下优缺点。

  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电路交换的交换的交换设备(交换机等)及控制均较简单。

  缺点:

  ①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。

  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,在交换结点采用存储转发的传输方式,因而有以下优缺点:

  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:a.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,就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;b.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。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信;c.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;d.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,而是在不同的时间一段一段地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。

  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,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的优点外,与报文交换相比有以下优缺点:

  优点:

  ①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输,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些。

  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增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了处理的时间,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;当端到端的通路有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每隔 1微微秒就分配出100万个地址。试计算大约要用多少年才能将IP地址空间全部用完。可以和宇宙的年龄(大约有100亿年)进行比较。

  答:使用16个字节,总的地址数为2128或3.4×1038。如果我们以每10-12秒106,亦即每秒1018的速率分配它们,这些地址将持续 3.4×1020s,即大约1013年的时间。这个数字是宇宙年龄的1000倍。当然,地址空间不是扁平的,因此它们的分配是非线性的,但这个计算结果表明,即使分配方案,即使分配方案的效率为千分之一,这么多地址也永远都不会用完。

  试说明10BASE5,10BASE2,10BASE-T,1BASE-5,10BROAD36和FOMAU所代表的意思。

  答:10BASE5,10BASE2,10BASE-T分别表示以太网的三种不同的物理层。10表示数据率是10Mb/s,BASE表示电缆上的信号是基带信号,采用曼彻斯特编码。5表示粗缆,每一段电缆的最大长度是500米。2代表细缆,每一段电缆的最大长度是185米。T表示双绞线。

  10BROAD36:“10”表示数据率为10Mbit/s,“BROAD”表示电缆上的信号是宽带信号,“36”表示网络的最大跨度是3600m。

  FOMAU : (Fiber Optic Medium Attachment Unit) 光纤媒介附属单元。

  以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何?

  答:CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式,而传统的时分复用TDM是一种静态的划分信道,所以对信道的利用,CSMA/CD是用户共享信道,更灵活,可提高信道的利用率,不像TDM,为用户按时隙固定分配信道,即使当用户没有数据要传送时,信道在用户时隙也是浪费的;也因为CSMA/CD 是用户共享信道,所以当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞,就降低信道的利用率,而TDM中用户在分配的时隙中不会与别的用户发生冲突。对局域网来说,连入信道的是相距较近的用户,因此通常信道带宽较宽,如果使用TDM方式,用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多,不利于信道的充分利用。

  对计算机通信来说,突发式的数据更不利于使用TDM方式。

  10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s时,需要解决哪些技术问题?在帧的长度方面需要有什么改变?为什么?传输媒体应当有什么改变?

  答:以太网升级时,由于数据传输率提高了,帧的发送时间会按比例缩短,这样会影响冲突的检测。所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度,使参数a保持为较小的值,才能有效地检测冲突。在帧的长度方面,几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长,使不同速率的以太网之间可方便地通信。 100bit/s的以太网采用保持最短帧长(64byte)不变的方法,而将一个网段的最大电缆长度减小到100m,同时将帧间间隔时间由原来的 9.6μs,改为0.96μs。1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法,用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节,同时将争用字节增大为512字节。传输媒体方面,10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤,而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤,10Gbit/s以太网只支持光纤。

  以太网交换机有何特点?它与集线器有何区别?

  答:以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连,并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样,进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。

  区别:以太网交换机工作数据链路层,集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发,不能支持多端口的并发连接。

  网桥的工作原理和特点是什么?网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?

  答:网桥的每个端口与一个网段相连,网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时,就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错,且欲发往的目的站 MAC地址属于另一网段,则通过查找站表,将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错,则丢弃此帧。网桥过滤了通信量,扩大了物理范围,提高了可靠性,可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但同时也增加了时延,对用户太多和通信量太大的局域网不适合。

  网桥与转发器不同,(1)网桥工作在数据链路层,而转发器工作在物理层;(2)网桥不像转发器转发所有的帧,而是只转发未出现差错,且目的站属于另一网络的帧或广播帧;(3)转发器转发一帧时不用检测传输媒体,而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法;(4)网桥和转发器都有扩展局域网的作用,但发设备,用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下,被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程(LLC),但媒体访问控制协议(MAC)可以不同。

  简述路由器的工作原理。

  答:路由器是用来连接不同网段或网络的,在一个局域网中,如果不需与外界网络进行通信的话,内部网络的各工作站都能识别其它各节点,完全可以通过交换机就可以实现目的发送,根本用不上路由器来记忆局域网的各节点MAC地址。路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的,所以为了保证路由成功,每个网络都必须有一个唯一的网络编号。路由器要识别另一个网络,首先要识别的就是对方网络的路由器IP地址的网络ID,看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。如果是当然就向这个网络的路由器发送了,接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后,根据报文中所包括的目的节点IP地址中的主机 ID号来识别是发给哪一个节点的,然后再直接发送。

  FDDI的主要特点有哪些?和以太网相比,优缺点各有哪些?

  答:FDDI的主要特点有:①使用基于IEEE 802.5令牌环标准的令牌传递MAC协议;②使用802.2LLC协议,因而与IEEE 802局域网兼容;③利用多模光纤进行传输,并使用有容错能力的双环拓扑;④数据率为100Mb/s,光信号码元传输速率为125MBaud;⑤1000 个物理连接(若都是双连接站,则为500个站);⑥最大站间距离为2km(使用多模光纤),环路长度为100km,即光纤总长度为200km;⑦具有动态分配带宽的能力,故能同时提供同步和异步数据服务;⑧分组长度最大为4500字节。

  和以太网相比,FDD I的优缺点与令牌类似。

  点就从环中移出。

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