① 计算机网络选择题 高手帮我
1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法，其中一种是：“一旦介质空闲就发送数据，假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲后立即发送数据；如果有冲突就退避，然后再尝试”这种退避算法称为 （1） 算法。这种算法的主要特点是 （2） 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突，它就立即停止发送，并发冲突码，其他站点都会 （3） 。如果站点发……
1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法，其中一种是：“一旦介质空闲就发送数据，假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲后立即发送数据；如果有冲突就退避，然后再尝试”这种退避算法称为 （1） 算法。这种算法的主要特点是 （2） 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突，它就立即停止发送，并发冲突码，其他站点都会 （3） 。如果站点发送时间为1，任意两个站之间的传播延迟为t，若能正常检测到冲突，对于基带总线网络，t的值应为 （4） ；对于宽带总线网络，t的值应为 （5） 。 (2001年试题)
(1)A．1-坚持CSMA B．非坚持CSMA C．P-坚持CSMA D．O-坚持CSMA
(2)A．介质利用率低，但可以有效避免冲突
B．介质利用率高，但无法避免冲突
C．介质利用率低，且无法避免冲突
D．介质利用率高，且可以有效避免冲突
(3)A．处于待发送状态 B．相继竞争发送权 C．接收到阻塞信号 D．有可能继续发送数据
(4)A．t≤0.5 B．t>0.5 C．t≥1 D．0.5(5)A．t>0.25 B．t≥0.5 C．t≤0.25 D．0.25解析
本题考查的是CSMA/CD协议的相关知识点。
载波监听(Carrier Sense)的思想是：站点在发送帧访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。多路访问(Multiple Access)是指多个用户共用一条线路。
CSMA技术中要解决的一个问题是当侦听信道已经被占用时，如何确定再次发送的时间，通常有以下几种方法：
坚持型CSMA(1—persistent CSMA)：其原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲，然后完成发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。其优点是减少了信道空闲时间；缺点是增加了发生冲突的概率；广播延迟对协议性能的影响：广播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差。
非坚持型CSMA(nonpersistent CSMA)：其原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始发送过程；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。它的优点是减少了冲突的概率；缺点是增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大；信道效率比1-坚持CSMA高，传输延迟比1-坚持CSMA大。
p-坚持型CSMA(p-persistent CSMA)：适用于分槽信道，它的原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q=l-p延迟至下一个时槽发送。若下一个时槽仍空闲，重复此过程，直至数据发出或时槽被其他站点所占用；若忙，则等待下一个时槽，重新开始发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送。
CSMA/CD载波侦听多路存取/冲突检测的原理是站点使用CSMA协议进行数据发送，在发送期间如果检测到冲突，立即终止发送，并发出一个瞬间干扰信号，使所有的站点都知道发生了冲突，在发出干扰信号后，等待一段随机时间，再重复上述过程。
CSMA/CD的代价是用于检测冲突所花费的时间。对于基带总线而言，最坏情况下用于检测一个冲突的时间等于任意两个站之间传播时延的两倍。因此2t≤1，即t≤0.5。对于宽带总线而言，由于单向传输的原因，冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播时延的4倍。因此4t≤1，即t≤0.25。
答案 (1)A (2)B (3)C (4)A (5)C
2 IEEE802.5令牌环(Token Ring)网中，时延是由 (1) 决定。要保证环网的正常运行，环的时延必须有一个最低限度，即 (2) 。如果达不到这个要求，可以采用的一种办法是通过增加电缆长度，人为地增加时延来解决。设有某—个令牌环网长度为400m，环上有28个站点，其数据传输率为4Mbit/s，环上信号的传播速度为200m/μs，每个站点具有1bit时延，则环上可能存在的最小和最大时延分别是 (3) bit和 (4) bit。当始终有一半站点打开工作时，要保证环网的正常运行，至少还要将电缆的长度增加 (5) 。(2002年试题)
(1)A．站点时廷和信号传话时廷 B．令牌帧长短和数据帧长短
C．电缆长度和站点个数 D．数据传输单和信号传播速度
(2)A．数据帧长 B．令牌帧长 C．信号传播时延 D．站点个数
(3)A．1 B．8 C．20 D．24
(4)A．9 B．28 C．36 D．48
(5)A．50 B．100 C．200 D．400
解析
本题考查令牌环网的相关知识，应该牢固掌握。
首先要了解令牌环网的工作原理。当节点A想要发送数据时的步骤如下：
①A节点要等待令牌的到来，并检测该令牌是否为空闲状态。若是空闲状态进行步骤2，否则继续等待；
②将得到的令牌改为忙碌(busy)状态；
③构成一个信息帧，即将数据(data)与忙碌的Token附在一起发送出去；
④当忙碌的token沿着环型网经过每一个节点时，每个节点首先会先检查数据单元中的目的地址。如果目的地址与本节点地址相符，则由本节点将数据接收下来，进行拷贝操作，并以应答报文的形式作出回答，然后再传送给下一个节点。当忙碌的Token与数据单元回到原来发送节点时，该节点将会除去数据单元，并将忙碌的Token改为空闲状态；
⑤接着检查目的节点送来的应答信息，如果为ACK(确认)，则表示目的节点接收正确，至此，完成了一次数据传送。反之，需要等待再得到令牌时进行重发。
因此令牌环内需要保证三个字节令牌帧的流动，即时延不能低于24bit。
当网络取得最小时延即在每个站点都不停留，得400/200=2μs，2×10-6×4×106=8bit，即最小时延8bit。
网络取得最大时延时即在每个站点都停留，这时增加1×28bit，共36bit
当网络中始终有一半站点工作时，使用类似的方法可得这时的最大时延是8+14=22bit，而为了保证令牌不网正常工作，还需要添加2bit，即增加2/(4*106)=0.5μs，可知需要增加0.5×200=100m的电缆。
答案 (1)A (2)B (3)B (4)C (5)B
3 采用星型拓扑结构的局域网典型实例是（ ）。
CBX(计算机交换分机)
FDDI(光纤分布数据接口)
Ethernet(以太网)
Token Ring(令牌环)
解析
本题考查的是局域网的拓扑结构。
局域网采用的拓扑结构通常有星型、环型、总线型和树型4种。在题中给出的4类局域网中，CBX(计算机交换分机)以数字交换网络为整个网络的中心，各部件与数字交换网络相连，构成了星型结构。FDDI(光纤分布数据接口)的拓扑结构物理上是反向循环的双环，环上有各类工作的站和集中器，集中器可以与一些工作站相连，构成以集中器为中心的星型结构，即FDDI网络的拓扑结构为环型+星型。Ethernet(以太网)采用的拓扑结构为总线型，网上的服务器与工作站均与总线相连，通过总线传输数据，采用CSMA/CD介质访问控制方式。Token Ring(令牌环)采用环型拓扑结构，各结点依次互连，构成环型结构，所有数据及令牌均沿环依次传递，采用Token Ring协议。由以上分析可知，采用星型拓扑结构的局域网典型实例应为CBX。
答案 A
4 通常认为，决定局域网特性的主要技术有3个，它们是（ ） 。
传输媒体、差错检测方法和网络操作系统
通信方式、同步方式和拓扑结构
传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式
数据编码技术、媒体访问控制方法和数据交换技术
解析
本题考查的是局域网的基本知识。
局域网是一种地理范围有限的计算机网络，其典型特性如下：
(1)高数据速率(0.1～1000Mbit/s)
(2)短距离(0.1～25km)
(3)低误码率(10-8～10-11)
通常，决定局域网特性的主要技术有传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式(MAC)。因此本题选C
答案 C
5 令牌总线网中，当所有站都有报文要发送时，最坏情况下等待获得令牌和发送报文的时间应等于（ ）。
所有站点传送令牌的时间总和
所有站点传送令牌和发送报文的时间的总和
所有站点传送令牌时间和的一半
所有站点传送令牌和发送报文时间的总和的一半
解析
本题考查的是令牌总线的工作原理。
IEEE 802.4标准描述令牌总线的媒体访问控制方法。令牌总线媒体访问控制是将物理总线上的站点构成一个逻辑环，每一个站都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，而序列中最后一个成员又跟着第一个成员，每个站都知道在它之前和之后的站的标识。在物理结构上它是一个总线结构局域网，但是，在逻辑结构上，又成了一种环型结构的局域网。和令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，而令牌在逻辑环上依次传递。在正常运行时，当站点做完该做的工作或者时间终了时，它将令牌传递给逻辑序列中的下一个站。从逻辑上看，令牌是按地址的递减顺序传送至下一个站点，但从物理上看，带有目的地址的令牌帧广播到总线上所有的站点，当目的站识别出符合它的地址，即把该令牌帧接收。总线上站的实际顺序与逻辑顺序并无关系。只有收到令牌帧的站点才能将信息帧送到总线上，取得令牌的站点有报文要发送则可发送，随后，将令牌传递给下一个站点。如果取得令牌的站点没有报文要发送，则立刻把令牌传递到下一站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的，因此对所有站点都有机会传递数据。令牌总线的每个站传输之前必须等待的时间总量总是确定的，这是因为对每个站发送帧的最大长度可以加以限制。此外，当所有站都有报文要发送，则最坏的情况下等待取得令牌和发送报文的时间应该等于全部令牌传送时间和报文发送时间的总和。另一方面，如果只有一个站点有报文要发送，则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间之总和，实际等待时间在这一区间范围内。对于应用于控制过程的局域网，这个等待访问时间是一个很关键的参数，可以根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点可以取得令牌权。由以上对令牌总线协议的叙述可知，B选项是正确答案。
答案 B
6 从介质访问控制方法的角度来对局域网进行分类，它们是（ ）。
A．快速以太网和慢速以太网 B．光纤局域网和铜线局域网
C．环型局域网和星型局域网 D．共享式局域网和交换式局域网
解析
本题考查的是对局域网进行分类的方法。
局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类：共享介质局域网与交换型局域网。总线型局域网通常采用的介质访问控制方法是共享介质方式。
A是根据传送速度来分；B是根据使用介质来分；C是拓扑结构来分。还可以根据操作系统来分等。
答案 D
② 《计算机网络》数据交换有几种方式，各自的优缺点是什么
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计算机网络的应用
计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能，是其它系统所不能替代的。计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点，使得它在工 业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。我国有关部门也已制订了"金桥"、"金关 "和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字号工程，这些工程都是以计算机网络为基础设施，为促使国民经济早日实现信息化的主干工程，也是计算机网络的具体 应用。计算机网络的应用范围实在太广泛，本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域。
（1）办公自动化OA（Office Automation）
办公自动化系统，按计算机系统结构来看是一个计算机网络，每个办公室相当于一个工作站。它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智 能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成，是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信，其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服 务、可视会议服务和电子邮件服务。
（2）电子数据交换EDI（Electronic Data Interchange）
电子数据交换，是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式，通过计算机网络通信，实现各企业之间的数据交换，并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛，我国的"金关"工程就是以EDI作为通信平台的。
（3）远程交换（Telecommuting）
远程交换是一种在线服务（Online Serving）系统，原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式，按通俗的说法即为家庭办公。
一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统，实现分布式办公系统。远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移，它大大加强了企业的活力与快速反应能力。近年来各大企业的本部，纷纷采用一种被之为"虚拟办公室"（Virtual Office）的技术，创造出一种全新的商业环境与空间。远程交换技术的发展，对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响。
（4）远程教育（Distance Ecation）
远程教育是一种利用在线服务系统，开展学历或非学历教育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课程，学员们通过远程教育，同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位。这种教育方式，对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力。
远程教育的基础设施是电子大学网络EUN（Electronic University Network）。EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用，支持学员完成在线课程，并负责行政管理、协作合同等。这里所指的软件除系统软 件之外，包括CAI课件，即计算机辅助教学（Computer Aided Instruction）软件。CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习发现学生错误还具有回溯功能，从本质上解决了学生学习中的困难。
（5）电子银行
电子银行也是一种在线服务系统，是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。电子银行的功能包括：金融交易卡服务、自动存取款作 业、销售点自动转帐服务、电子汇款与清算等，其核心为金融交易卡服务。金融交易卡的诞生，标志了人类交换方式从物物交换、货币交换到信息交换的又一次飞 跃。
围绕金融交易卡服务，产生了自动存取款服务，自动取款机（CD）及自动存取款机（ATM）也应运而生。自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工 作，现已由原来的一行联网发展到多行联网，形成覆盖整个城市、地区，甚至全国的网络，全球性国际金融网络也正在建设之中。
电子汇款与清算系统可以提供客户转帐、银行转帐、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨 及清算处理等金融通信服务。由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机（POS），从而使商场内部的资金即时清算成为现实。销售点的电子资金转帐是 POS与银行计算机系统联网而成的。
当前电子银行服务又出现了智能卡（IC）。IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口，实际上是一台不带电源的微型电子计算机。由于采用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了，
（6）电子公告板系统BBS（Bulletin Board System）
电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联，从而得到廉价的丰富信息，并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。
（7）证券及期货交易
证券及期货交易是由于其获利巨大、风险巨大，且行情变化迅速，投资者对信息的依赖格外显得重要。金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预 测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务，提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务（包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新 闻、文章、股评等）。
（8）广播分组交换
广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务，该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统。广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文 件等传送服务，无线广播与在线系统通过调制解调器，再通过电话局可以结合在一起。移动式电话也属于广播系统。
（9）校园网（Campus Network）
校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还 是国外，校园网的存在与否，是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志，也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。
共享资源是校园网最基本的应用，人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源，为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的 公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息，以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用 户服务的电子邮件系统。
（10）信息高速公路
如同现代信息高速公路的结构一样，信息高速公司也分为主干、分支及树叶。图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送，由交换技术再送到电话线或电缆分支线上，最终送到具体的用户"树叶"。主干部分由光纤及其附属设备组成，是信息高速公路的骨架。
我国政府也十分重视信息化事业，为了促进国家经济信息化，提出个"金桥"工程--国家公用经济信息网工程、"金关"工程--外贸专用网工程、"金卡" 工程--电子货币工程。这些工程是规模宏大的系统工程，其中的"金桥工程"是国民经济的基础设施，也是其它"金"字系列工程的基础。
“金桥”工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分，通过卫星网与地面光纤网开发，并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务。 “金卡”工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一，主要包括电子银行及信用卡等内容。“金卡”工程又称为无纸化贸易工程，其主要实现手段为EDI，它以网 络通信和计算机管理系统为支撑，以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证。其它的一些“金”字系列工程，如“金税”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在筹划与运作之中。这些重大信息工程的全面实施，在国内外引起了强烈反响，开创了我国信息化建设事业的新纪元。
（11）企业网络
集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统。
集散系统实质上是一种分散型自动化系统，又称做以微处理机为基础的分散综合自动化系统。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征，而更将"集 "字放在首位，更注重于全系统信息的综合管理。80年代以来，集散系统逐渐取代常规仪表，成为工业自动化的主流。工业自动化不仅体现在工业现场，也体现在 企业事务行政管理上。集散系统的发展及工业自动化的需求，导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的诞生。
集散系统一般分为三级：过程级、监控级和管理信息级。集散系统是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机（上位 机）集成在一起的系统。它采用了局域网技术，将多个过程监控、操作站和上位机互连在一起，使通信功能增强，信息传输速度加快，吞吐量加大，为信息的综合管 理提供了基础。因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点，所以已经成为未来工厂自动化的方向。
（12）智能大厦和结构化综合布线系统
智能大厦（Intelligent Building）是近十年来新兴的高技术建筑形式，它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体，使大楼具有高度的适应性（柔 性），以适应各种不同环境与不同客户的需要。智能大厦是以信息技术为主要支撑的，这也是其具有"智能"之名称的由来。有人认为具有三A的大厦，可视为智能 大厦。所谓三A就是CA（通信自动化）、OA（办公自动化）和BA（楼宇自动化）。概括起来，可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外，主要必须具备下列基 本构成要素：高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化。
智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS（Structure Cabling System）。在建设计算机网络系统时，布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分，它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日 常维护工作。结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备，并将它们与交换系统相连，构成一个统一、开放的结构化布线 系统。在综合布线系统中，设备的增减、工位的变动，仅需通过跳线简单插拔即可，而不必变动布线本身，从而大大方便了管理、使用和维护。
网络的分类
按照网络的类型特征，对网络进行分类是了解网络、学习网络技术的重要基础之一。从不同的角度对网络分类则有不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种：
1、按分布地理范围分类
按分布地理范围分类，计算机网络可以分为广域网、局域网和城域网三种。
广域网（Wide Area Network，简称WAN）又称远程网，其分布范围可达数百公里乃至更远，可以覆盖一个地区，一个国家，更至全世界。
局域网（Local Area Network，简称LAN）是将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的网络，其分布范围局限在一个办公室、一个建筑物或一个企业内。
城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN）的分布范围介于局域网与广域网之间，其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。
2、按交换方式分类
按网络的交换方式分类，计算机网络可以分为电路交换网，报文交换网和分组交换网三种。
电路交换（Circuit Switching）方式类似于传统的电话交换方式，用户在开始通信之前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通道，并且在双方通信期间始终占用该信道。
报文交换（Message Switching）方式的数据单元是要发送一个完整报文，其长度不受限制。报文交换采用存储转发原理，这点像古代的邮政通信，邮件由途中的驿站逐个存储 转发一样。每个报文中含有目的地址，每个用户节点要为途径的报文选择适当的路径，使其能最终达到目的端。
分组交换（Packet Switching）方式也称包交换方式，1969年首次在ARPANET上使用，现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父，并将分组交换网的出现 作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前，发送端先将数据划分为一个个等长的单位（即分组），这些分组逐个由各中间节点采用存储转发方式进行 传输，最终达到目的端。由于分组长度有限，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度可大大提高。
3、按拓扑结构分类
按拓扑结构分类，计算机网络可分为星形网、总线网、环形网、树型网和网形网。
星形网是最早采用的拓扑结构形式，其每个站点都通过连接电缆与主控机相联，相关站点之间的通信都由主控机进行，所以要求主控机有很高的可靠性，这种结构是一种集中控制方式。
环形网中各工作站依次相互连接组成一个闭合的环形，信息可以沿着环形线路单向（或双向）传输，由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各站点进行处理的情况。
总线结构网中各个工作站通过一条总线连接，信息可以沿着两个不同的方向由一个站点传向另一个站点，是目前局域网中普遍采用的一种网络拓扑结构情形。
除了以上分类方法以外，还可按所采用的传输媒体分为双绞线网，同轴电缆网、光纤网、无线网；按信道的带宽分为窄带网和宽带网；按不同用户分为科研网、教育网、商业网和企业网等。
计算机网络的拓扑结构和传输媒体
1、网络的拓扑结构
“拓扑”"这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通性。下面介绍几种最为主要的网络拓扑结构。
（1）星形拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成，如图 7.5所示。中央节点执行集中工通信控制策略，因此中央节点相当复杂，而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换，尤以 电路交换方式更为普遍。这种结构一旦建立通道连接，就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机 PBX（ Private Branch eXchange）就是星形拓扑结构的典型实例。
星形拓扑结构有以下优点：
① 控制简单。在星形网络中，任何一个站点只和中央节点相连接，因而媒体访问控制方法很简单，致使访问协议也十分简单。
② 故障诊断和隔离容易。在星形网络中，中央节点对网络连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位，单个连节点的故障只影响一个设备，不会影响整个网络。
③ 方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点：
① 电缆长度和安装工作量相当可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接，需要耗费大量的电缆、安装、维护的工作量也剧增。
② 中央节点的负担较重，易形成瓶颈。一旦发生故障，则全网受影响，因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。
③ 各站点的分布处理能力较低。
星形拓扑结构广泛应用于网络智能集中于某个中央站点的场合。从目前的趋势看，计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站，在这种形势下，传统的星形拓扑使用会有所减少。
（2）总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上，该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播，而且能被所有的其它站点所接收。总线拓扑结构见图 7.6所示。
因为所有站点共享一条公用的通信信道，所以一次只能有一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时，发送站将报文分成分 组，然后逐个依次发送这些分组，有时还要与其它站来的分组交替地在传输媒体上传输。当分组经过各站时，其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址，然后复 制下这些分组的内容。
总线拓扑结构的优点：
① 总线结构所需要的电缆数量少。
② 总线结构简单，又无源工作，有较高的可靠性。
③ 易于扩充，增加和减少用户比较方便。
总线拓扑结构的缺点：
① 总线传输距离有限，通信范围受限制。
② 故障诊断和隔离比较困难。
③ 分布式协议不能保证信息的及时传输。
④ 不具有实时功能，站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，从而增加了站点的硬件和软件开销。
（3）环形拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环，如图 7.7所示，每个站点能够接收从一链路传来的数据，并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一链路上。这种链路可以是单向的，也可以是双向的。数据以分组形式发送，如果环上 A站希望发送一个报文到 C站，就先要把报文分成若干个分组，每个分组除了数据还要加上某些控制信息，其中包括 C站的地址。 A站依次把每个分组送到环上，开始沿环传输， C站识别到带有它自己地址的分组时，便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上，因此需要用分布式控制策略来进行控制。
环形拓扑结构的优点：
① 电缆的长度短。环形拓扑结构的网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比起星形拓扑结构的网络要短得多。
② 减少或增加工作站时，仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤。光纤的传输速度率很高，十分适合于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑结构的缺点：
① 节点的故障会引起全网络的故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点，一旦环中某个节点发生故障就会引起全网络的故障。
② 故障检测困难。这与总线拓扑结构相似，因为不是集中控制，故障检测需要在网上各个节点进行，因此故障检测就较为困难。
③ 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传送的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说比较低。
总的来说，不管局域网或广域网，网络的拓扑选择，需要考虑诸多因素，网络要既利于安装，又有利于扩展，网络的可靠性也是要考虑的重要因素，以外网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定。
2、传输媒体
传输媒体是通信网中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输媒体可以分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体，无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输媒体。
传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大的影响，这些特性是：
① 物理特性，说明传输媒体的特征。
② 传输特征，包括信号形式、调制技术、传输速度及频带宽度等内容。
③ 连通性，采用点到点连接还是多点连接。
④ 地域范围，网上各点间的最大距离。
⑤ 抗干扰性，防止噪声、电磁干扰对数据传输影响的能力。
⑥ 相对价格，以元件、安装和维护的价格为基础。
以下分别介绍其中最为常用的传输媒体的特性。
（1）双绞线
由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输媒体，早就用于电话通信中的模拟信号传输，也 可用于数字信号的传输。双绞线一般是铜质的，能提供良好的传导率。双绞线既可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。对于模拟信号来说，大约每 5 -6km需要一个放大器；对于数字信号来说，每 2 -3km使用一个中继器。
双绞线也可用于局域网，如 10BASE-T和 100BASE-T总线，可分别提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的数据传输速率。通常将多对双绞线封装于一个绝缘套里组成双绞线电缆，局域网中常用的 3类双绞线和 5类双绞线，均由 4对双绞线组成，其中 3类双绞线常用于 10BASE-T总线局域网， 5类双绞线常用于 100BASE-T总线局域网。
双绞线普遍话用于点到点的连接，双绞线可以很容易地在 15km或更大范围内提供数据传输。局域网的双绞线主要用于一个建筑物或几个建筑物间的通信，但在 10Mbit/s和 100Mbit/s传输速率的 10BASE-T和 100BASE-T的总线传输距离都不超过 100m。
双绞线的抗干扰性能不如同轴电缆，但价格比同轴电缆要便宜。
（2）同轴电缆
同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成，但它们是按 "同轴 "的形式构成线对，其最里层是内芯，向外依次为绝缘层、屏蔽层，最外则是起保护作用的塑料外套，内芯和屏蔽层构成一对导体。
同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又可以分为粗缆和细缆两种，都用于直接传送数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数据通信和模拟信号的传输，闭路电视所使用的 CATV电缆就是宽带同轴电缆。
同轴电缆适用于点到点连接和多点连接，基带电缆每段可支持几百台设备，在大系统中还可以用转接器将各段连接起来；宽带同轴电缆可支持数千台设备，但在高数据传输速率（ 50Mbit/s）下使用宽带电缆时，设备数目限制在 20-30台。
同轴电缆的传输距离取决于传输信号的形式和传输的速率，典型基带电缆的电大距离限制在几公里。在相同速率条件下，粗缆传输距离较细缆长。
同轴电缆的抗干扰性能比双绞线好，但在价格上较双绞线贵，但比光纤要便宜。
（3）光纤
光纤是光纤纤维的简称，它由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输信号时，在发送端先要将电信号转换成光信号，而在接收端要由光检测器还原成电信号。
光纤在计算机网络中普遍采用点到点连接，从地域范围来看可以在 6 -8km的距离内不用中继器传输，因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网。由于光纤具有不受电磁干扰和噪音影响的独有特征，适宜在长 距离内保持高速数据传输率，而且能提供很好的安全性。
网络除了有线媒体以外，还可以通过无线传输媒体进行无线传输，目前常用的技术有无线电波、微波、红外线和激光。随着便携式计算机的出现和普及，以及在军事、野外等特殊场合下移动产品的通信联网需要，促进了无线通信网络的发展，出现了无线网络产品。
计算机网络的协议及其作用
两个计算机间通信时对传输信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必需进行一个共同的约定，我们称为协议（ Protocol）。一般来说，协议要由如下三个要素组成：
（1）语义（ Semantics）。涉及用于协调和差错处理的控制信息。
（2）语法（ Syntax）。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
（3）定时（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。
协议本质上无非是一种网上交流的约定，由于联网的计算机类型可以各不相同，各自使用的操作系统和应用软件也不尽相同，为了保持彼此之间实现信息交换和资源共享，它们必须具有共同的语言，交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵行某种互相都能够接受的规则。
目前，全球最大的网络是因特网（ Internet），它所采用的网络协议是 TCP/IP协议。它是因特网的核心技术。 TCP/IP协议，具体的说就是传输控制协议（ Transmission Control Protocol，即 TCP）和网际协议（ Internet Protocol，即 IP）。其中 TCP协议用于负责网上信息的正确传输，而 IP协议则是负责将信息从一处传输到另一处。
TCP/IP协议本质上是一种采用分组交换技术的协议。其基本思想是把信息分割成一个个不超过一定大小的信息包来传送。目的是：一方面可以避免单个用户长时间地占用网络线路；另一方面，可以在传输出错时不必重新传送全部信息，只需重传出错的信息包就行了。
TCP/IP协议组织信息传输的方式是一种 4层的协议方式。下表是一种简化了的层次模型：
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
传输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
网络接口层 设备驱动程序及接口卡
模型中，最底层为 TCP/IP的实现基础，主要用于访问具体局域网，如以大网等。中间两层为 TCP/IP协议，其中的 UDP为一种建立在 IP协议基础上的用户数据协议（ User Data gram Protocol，即 UDP）。最上层为建立在 TCP/IP协议基础上的一些服务： TELNET（远程登录），允许某个用户登录到网上的其它计算机上（要求用户必须拥有该机帐号），然后像使用自己的计算机一样使用远端计算机： FTP（ File Transfer Protocol，文件传输协议），允许用户在网上计算机之间传送程序或文件； SMTP（ Simple Message Transfer Protocol，简单邮件传送协议），允许网上计算机之间互通信函； DNS（ Domain Name Service，域名服务协议），用于将域名地址转换成 IP地址等。
因特网（Internet）及其应用
因特网概述
因特网（ Internet）是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络。因特网拥有数千万台计算机和上亿个用户，是全球信息资源的超大型集合体。所有 采用 TCP/IP协议的计算机都可以加入因特网，实现信息共享和互相通信。与传统的书籍、报刊、广播、电视等传播媒体相比，因特网使用更方便，查阅更快捷，内 容更丰富。今天，因特网已在世界范围内得到了广泛的普及与应用，并正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
因特网起源于 20世纪 60年代中期由美国国防部高级研究计划局（ ARPA）资助的 ARPANET，此后提出的 TCP/IP协议为因特网的发展奠定了基础。 1986年美国国家科学基金会（ NSF）的 NSFNET加入了因特网主干网，由此推动了因特网的发展。但是，因特网的真正飞跃发展应该归功于 20世纪 90年代的商业化应用。此后，世界各地无数的企业和个人纷纷加入，终于发展演变成今天成熟的因特网。
我国正式接入因特网是在 1994年 4月，当时为了发展国际科研合作的需要，中国科学院高能物理研究所和北京化工大学开通了到美国的因特网专
③ 计算机网络的数据交换技术有四种，分别是
电路交换、报文交换、分组交换、信元交换
电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
信元交换又叫ATM（异步传输模式），是一种面向连接的快速分组交换技术，它是通过建立虚电路来进行数据传输的。
(3)计算机网络突发式通信是什么扩展阅读：
报文交换的原理是当发送方的信息到达报文交换用的计算机时，先存放在外存储器中，待中央处理机分析报头，确定转发路由，并选到与此路由相应的输出电路上进行排队，等待输出。一旦电路空闲，立即将报文从外存储器取出后发出，这就提高了这条电路的利用率。
报文交换虽然提高了电路的利用率，但报文经存储转发后会产生较大的时延。分组交换也是一种存储转发交换方式，但与报文交换不同，它是把报文划分为一定长度的分组，以分组为单位进行存储转发。
这就不但具备了报文交换方式提高电路利用率的优点，同时克服了时延大的缺点。
参考资料来源：网络-数据交换
④ 计算机网络概述
在前面我们已经学会了用Word编辑文章，用Excel进行统计和计算，逐步感受到了用计算机处理信息的强大能力。现在假设你在家里的计算机上已编排好了你的漂亮而有个性的自荐书，怎样才能把这个文件复制到你的同事或同学的计算机中呢？传统的方法是将文件复制到磁盘（或U盘），再把磁盘（或U盘）带到你的同学那儿，把文件从磁盘（或U盘）再复制到另一台计算机上。但是，如果你的同学和你远隔千里，或者需要将你的文件复制给成百上千个同学，又该怎么办呢？通过邮寄！耗时、费力、花金钱。
计算机网络技术能够很好地解决计算机信息传输与共享。
那么，到底什么是计算机网络，它的发展过程怎样，怎样分类，计算机网络的功能有哪些？
一、什么是计算机网络
计算机网络是将计算机与通信这两大现代技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地点的具有独立功能的多台计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，再配有相应的支撑软件，以实现计算机间的相互通信、资源共享的系统。
随着计算机网络的发展，对“计算机网络”这个概念的定义和理解，也是在不断变化和完善。
二、计算机网络的发展
计算机网络的发展过程大致分为以下四个阶段：
1.第一代计算机网络
第一代计算机网络是面向终端的计算机网络。20世纪50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端（一种只有键盘和显示器，没有存储和数据处理能力的设备）通过通信线路连接到一台中心计算机上，这就是计算机网络的雏形，早期的计算机——终端系统，也称联机系统，也就是第一代计算机网络。其典型应用是由一台计算机和全美2000多个终端组成的飞机订票系统、美国半自动地面防空系统（SAGE）。在这种方式中，主机是网络的中心和控制者，终端分布在各处并与主机相连，用于通过本地的终端使用远程的主机。
2.第二代计算机网络
第二代计算机网络是计算机通信网络。面向终端的计算机网络只能在终端和主机之间进行通信，子网之间无法通信。因此，20世纪60年代中期开始，出现了多个主机互联的系统，可实现计算机—计算机的通信，它由通信子网和用户资源子网（第一代网络）构成，用户通过终端不仅可以共享本机上的软硬件资源，还可共享通信子网中其他主机上的软硬件资源。但是，由于没有成熟的网络操作系统软件来管理网上的资源，它只能称为网络的初级阶段，因此，称其为计算机通信网。
第二代计算机网络以通信子网为中心。典型的代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。
3.第三代计算机网络
第三代计算机网络是Internet。这是网络互联阶段，具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放化和标准化。
20世纪70年代后期，局域网诞生，由于投资少，方便灵活而得到广泛应用和迅速发展，例如，以太网。各大公司都开发有相应于自己的系统网络体系结构。为了使不同网络体系结构的网络能相互交换信息，国际标准化组织 ISO（International Standards Organization）于1977年成立专门机构，提出了开放系统互连参考模型 OSI/RM（Open system interconnection/reference model），简称OSI，标志着第三代计算机网络的诞生。
4.第四代计算机网络
第四代计算机网络是千兆位网络。千兆位网络也叫宽带综合业务数字网，也就是人们常说的“信息高速公路”。
计算机网络发展的基本方向：开放、集成、高性能（高速）、智能化。
开放是指开放的体系结构，开放的接口标准，使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性，归根结底是标准化问题。
集成表现在各种服务和多种媒体应用的高度集成。
高性能表现在网络应当提供高速的传输，高效的协议处理和高品质的网络服务。
智能化表现在网络的传输和处理上能向用户提供更为方便、友好的应用接口；在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。
三、计算机网络的分类
对计算机网络进行分类的标准很多，按信息传输技术可分为广播式和点到点网络，按传输介质可分为有线网和无线网等，这些标准都只能给出网络某一方面的特征，我们采用一种能反映网络技术本质的分类标准，即按计算机网络的通信距离来分类。
按照通信距离，计算机网络通常分为：局域网（Local area network）、城域网（Metropolitan area network）、广域网（Wide area network）、互联网（Internetwork）。它们所具有的特征参数如表6-1。
表6-1 计算机网络特征参数表
1.局域网
局域网是指连接近距离的计算机组成的网络。规模相对较小，局域网的分布范围一般在几千米以内，最大距离不超过10千米。这种网络是小型机、微型机大量推广后发展起来的，具有组网成本低，配置容易，速率高，组网方便、灵活、应用广等特点。常见于一个房间、一幢大楼、一个学校、一个工厂或一个企业内。
目前，许多学校都建了局域网，如联网的微机教室等。
2.广域网
广域网也称远程网，是相对于局域网而言的，它涉及范围较大，通常可以达几十千米，甚至上百千米。它把分布在若干城市、地区甚至国家中的计算机连接在一起而组成网络。因为传输距离较远，所以传输速率低于局域网，误码率高于局域网。在广域网中为了保证网络的可靠性，采用比较复杂的控制机制。
许多全国性的计算机网络就属于这种网络，例如，中国的CHINANET网等。
3.城域网
城域网是介于局域网和广域网之间的一种较大范围内的高速网络。随着局域网功效的日益显现，人们逐渐要求扩大局域网的范围，或者将各个局域网连接起来，以便在更大范围内进行信息传输和共享。城域网正好能满足这种需求，其覆盖范围一般是在一个城市内。
目前，我国的各大城市都建有城域网。
4.互联网
互联网技术其实并不是一种具体的物理网络技术，而是将跨地区和国家的若干网络按照某种协议统一起来，实现WAN和WAN、WAN和LAN、LAN和LAN之间互联的技术。
目前，世界上发展最快、也是最热门的互联网就是Internet网，即因特网。关于因特网的具体内容将在本章第三节介绍。
四、计算机网络的功能
1.资源共享
充分利用计算机系统软硬件资源是计算机网络最主要的功能。网络的用户可以共享分布在任何地理位置的资源，包括软件、硬件（如硬盘、打印机等）、尤其是数据，这种资源共享功能方便了用户，节约了投资。
2.远程通信
计算机与计算机、计算机与终端之间快速可靠地相互传送信息，这是计算机网络最基本的功能。通过网络，两个或多个相隔千里之遥的人可以一起写报告、编教材，你可以直接和感兴趣的作者交换意见，或者商讨合作事宜，远隔千里，却“不再遥远”。当某人修改了联机文档的某处时，其他人员可以立即看到变更，而不必花几天的时间等待信件。利用这种方式大大提高了效率、节约了费用（这种通信手段比电话、信件便宜得多）。
有着“第四媒体”之称的Internet网络打破了时间和空间的限制，使信息传播速度很快，几乎达到顷刻就能传遍全球的地步。网络通信具有传播的实时性、交互性，内容丰富性，声音、图像、多媒体并举等优势。春节联欢晚会、奥运会等大型事件的现场直播都采用了互联网作为直接的传播渠道，充分展示了网络超强的通信能力。
3.集中管理和分布管理
由于计算机网络具有资源共享能力，使得在一台或多台服务器上管理其他计算机上的资源成为可能，这一功能在某些部门显得尤为重要，例如银行系统通过计算机网络，可以将分布于各地的计算机上的财务信息传到服务器上实现集中管理。
在计算机网络中，把一项复杂的任务（或一个比较大的问题）划分成若干个子任务（或子问题），由网络上各计算机分别承担一部分任务，同时运作，共同完成，从而使整个系统的效率和功能加强。
例如，从1988年开始实施的“人类基因组计划”是由美国倡导，在世界范围内进行的，整个研究过程依托了高性能超大容量的网络服务器和网络，对庞大的基因数据库进行分布式管理，利用称之为“网络计算”（网络把分布在各地的计算机连接起来，用户分享网上资源，感觉如同个人使用一台超级计算机一样）的方式来解决破解基因代码中数据量极大的科学工程计算。
⑤ 计算机网络按照通信方式分几类
按照通信方式：1、广播式传输网络、
2、点对点传输网络。
⑴按地理范围分类
①局域网LAN(Local Area Network)
局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。
②城域网MAN(Metropolitan Area Network)
城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。
③广域网WAN(Wide Area Network)
广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。
⑵按传输速率分类
网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。
网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。
⑶按传输介质分类
传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。
①有线网
传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。
●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。
●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。
●光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高。光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备。
②无线网
采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术：微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。
⑷按拓扑结构分类
计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。
①总线拓扑结构
总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能，普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。
总线拓扑结构的优点是：安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。但总线结构也有其缺点：由于信道共享,连接的节点不宜过多，并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。
②星型拓扑结构
星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
星型拓扑结构的特点是：安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。
③环型拓扑结构
环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。
这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。
环型拓扑结构的特点是：安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。
④树型拓扑结构
树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。
树型拓扑结构的特点：优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作
⑥ 计算机网络第一章课后答案
1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？
答： 连通性和共享
1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部
（2）经路由器储存转发
（3）在目的地合并
1-03 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：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 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： 融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，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。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型
建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；
形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？
答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)
（4） 因特网标准(InternetStandard)
1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？
答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指
（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络
区别：后者实际上是前者的双向应用
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？
答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网：城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备
按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。
1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？
答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信
本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）
答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)
其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
1-11 在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）
答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b
D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？
答：边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。
核心部分：由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？
答：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。
1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？
答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率
1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？
解：设网络利用率为U。，网络时延为D，网络时延最小值为D0
U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10
现在的网络时延是最小值的10倍
1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能特征有什么区别？
答：征：宏观整体评价网络的外在表现。性能指标：具体定量描述网络的技术性能。
1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1） 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
（2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？
解：（1）发送时延：ts=107/105=100s
传播时延tp=106/(2×108)=0.005s
（2）发送时延ts=103/109=1µs
传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s
结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：
（1）250px（网络接口卡）
（2）100m（局域网）
（3）100km（城域网）
（4）5000km（广域网）
试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：（1）1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特数=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1
（2）1Mb/s: 传播时延=100/(2×108)=5×10-7
比特数=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:比特数=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 传播时延=100000/(2×108)=5×10-4
比特数=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:比特数=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特数=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
答：分层的好处：
①各层之间是独立的。某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。
②灵活性好。当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。
③结构上可分割开。各层可以采用最合适的技术来实现
④易于实现和维护。
⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统。
1-21 协议与服务有何区别？有何关系？
答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分：
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。
1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？
答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？
答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！就如同两个朋友在电话中约会好，下午3点在公园见面，并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的，因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。
1-24 论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：综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：
物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞
线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够
正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端
服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层应用层直接为用户的应用进程提供服务。
1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
答：电视，计算机视窗操作系统、工农业产品
1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
答：实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.
对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.
协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位.
服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.
1-27 试解释everything over IP 和IP over everthing 的含义。
TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务 （所谓的everything over ip）
答：允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行（所谓的ip over everything）