通信网络基础知识复习

1.在分层概念中，一个模块就是一个过程或者一台设备，它完成一个给定的功能，若干模块组成一个完整的系统功能。

2.正常响应模式用于主从式链路，即链路的一端是主站，另一端是从站。主站负责控制和协调双方的通信过程。

3.X.25的分组交换过程包括呼叫建立过程、数据传输阶段和呼叫清除阶段。

4.X.25网络层标准钟流量控制分组包括：接收准备好、接收未准备好、拒绝接收三种。

5.在分组交换网中，为了将数据从源节点传输到目的节点，需要完成三个基本的过程：分段和重装，选择传输路径，各网络节点的交换。

6.网络标准化组织的开放式互连系统参考模型中的各层分别是：
物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

7.
传输时延：发送节点在传输链路上开始发送分组的第一个比特到发完该分组的最后一个比特所需要的时间。

传播时延：发送节点在传输链路上发送分组的第一个比特到该比特到达接收节点的时间。

排队时延：分组进入传输队列到分组实际进入传输的时延。

处理时延：分组到达一个节点的输入端到该分组到达该节点输出端之间的时延。

8.损失制系统性能参数呼损率是新到用户发送系统所有线路都忙的概率，也就是呼叫被拒绝的概率。

9.在纯ALOHA协议中，只有在数据分组的易受破坏区间内没有其他分组传输，该分组可以成功传输。

随机多址协议可分为：完全随机多址接入协议和载波侦听型多址接入协议。

10.稳定的多址协议是指对于给定的到达率，多址协议可以保证每个分组的平均时延是有限的。

11.广播时使用的路由算法可以有泛洪路由和采用生成树的广播方式。

12.在B-F算法中，迭代的内容是路径中的链路数，在Dijkstra算法中迭代的内容是最短路径的长度。

13.泛洪算法的基本思想是：每个节点通过向其所有的邻节点发送消息的方式，将拓扑更新消息广播给所有节点。

14.在TCP中，差错恢复主要解决两个方面的问题：重传问题，连接建立和拆除时错误。

15.通信网络的基本问题：如何以尽可能低的成本有效的解决处于任何地理位置的任意两个网络之间即时的信息传递问题。通信网络的主要功能：将多个用户的信息复接到骨干链路上或者从骨干链路上分理出用户的信息。

16.HDLC是为多种物理链路设计的，包括多址链路，点到点链路，全双工链路和半双工链路。

17.有三种组桢方式：面向字符，面向比特，采用长度计数。

18.路由算法是网络层的核心问题，它包括两个方面的功能，第一是：为不同的源节点和目的节点对选择一条传输路径；第二，在路由选好以后，将用户的消息正确的送到目的节点。

19.一个算法的有效性可以从三个方面来表述：吞吐量、链路利用率和分组时延

20.多址接入协议主要分为固定多址、随机多址、预约多址。

21.TCP的流量控制需要考虑两个方面的内容：接收者的容量缓冲区大小和网络的容量及通过量。

22.Little定理表明：系统中的用户数 = 用户的平均到达率 * 用户的平均时延

23.M/M/m/m分别表示：到达过程为无记忆的泊松过程、服务时间服从指数分布、有m个服务员、系统容量为m。

24.为了实现全网互联，必须满足两个条件：全网统一编制和路由算法。

25.为了实现网络之间的互联，通常采用三种设备：网关、网桥、路由器

26.两种最基本的选择路由的方式：虚电路和数据报。

27.路由器的基本功能：一是根据路由表将报文发送到正确的目的地，二是维持和更新路由表。

28.链路层差错控制的方法：停等式ARQ、返回n-ARQ，选择重发式ARQ，并行等待式ARQ

29.网络层的差错控制方式和数据链路层的差错控制的主要区别在于：使用的位置不同、分组编号的方式不同、传输顺序不同、时延不同。

30.冲突分解的基本思想是：如果系统发生碰撞，则让新到达的分组在系统外等待，在参与碰撞的分组均成功传输结束后，再让新的分组进行传输。

32.ARPANET泛洪算法的主要特点是：能有效地防止拓扑更新信息在网络中无限次的循环、能有效地防止序号出错带来的影响。

33.分组的基本概念是什么？什么叫对等层？采用层次化设计的好处是什么？

34.请分别分析在数据报和虚电路方式下同一Session中的分组是否需要进行标识或者编号呢？

答：在数据报方式中，同一Session的分组可能会经过不同的路径，这样到达目的节点的顺序就会不同于源节点发出分组的顺序，另一方面分组在传输的过程中，因为链路拥塞、传输错误、节点或链路故障等原因会引起分组丢失，因此就必须提供一种方式来使目的节点发现上述问题。解决方法就是对同一Session的分组进行编号。

在虚电路方式中，可能有下列原因导致分组丢失或者传输出错：

1. 虚电路号错误导致不正确的帧通过了CRC校验，从而把不正确的帧误认为是一个正确的帧

2. 数据分组中的传输错误未能被CRC校验检测出

3. 节点或者链路故障，可能导致部分分组丢失，如果没有节点编号，目的节点就不可以发现丢失的分组

因此，在虚电路方式中，同样需要对同一Session中的分组进行编号。

35.在有碰撞避免功能的载波侦听型多址接入协议中，节点可以发送帧的基本条件是什么？若网络中存在两个不同优先级的业务，请设计一种接入方式使高优先级的业务有较高的优先级接入信道。

答：基本条件是载波侦听消息表明信道空闲，且该节点的网络分配矢量NAV值为0，高优先级业务分配较短的帧间间隔，低优先级的帧间间隔大于高优先级业务。

36.链路层差错控制的基本原理是什么？
答：收端收到一帧后，经过CRC校验，如果发现该帧传输有误，则通过反馈信道以某种反馈规则通知发送端重复上述过程，直到收端接收到正确的帧为止。

37.讨论返回n-ARQ协议中导致系统性能下降的原因

(1)反向帧长过长，要求增加窗口长度

(2)反向应答出错，要求增加窗口长度

(3)正向传输出错，反向应答到达发端的时延较长时需要重传的帧数大大增加，这反而会使系统效率下降。解决方法是加快出错的反馈速度，即收端一旦接收到一个错误帧，立即返回一个短的应答帧，使发端尽快返回重发

38.在ALOHA协议中，为什么会出现稳定的平衡点和不稳定的平衡点？并讨论重传概率对于系统性能的影响？

答：因为在 ALOHA 协议中，节点的重传概率对系统的动态性能有很大的影响，并且分组到达率与系
统状态n的关系曲线和分组离开率与一个时隙内平均传输的分组数的关系曲线存在3个交叉点，即平衡点，由于普通的 ALOHA 协议是不稳定的，因此对第二个交叉点的任意负的或正的扰动都很容
易使其向第一或第三个交叉点移动，所以1，3为稳定的平衡点，而2为不稳定的平衡点。如果我们将重传概率qr增加，则重传的时延将会减小，第二个交叉点向左移，这样，退出不稳定性的可能性增加，但到达不稳定点的可能性增大，因为此时很小的n值，都可能使系统进入不稳定区域，如果qr减小，则重传时延将会增加，一定程度后，系统将仅有一个稳定点。

39.在B-F算法中，迭代的内容是路径中的链路数，在Dijkstra算法中迭代的内容是最短路径的长度

40.ARPANET泛洪算法的主要特点是：能有效地防止拓扑更新信息在网络中无限次的循环，能有效地防止序号出错带来的影响。

41.泛洪算法的基本思想是什么？ARPANET泛洪算法有什么主要特点？在算法中采用了哪些措施来保证ARPANET泛洪算法的这些特点？
答：
泛洪算法又称为扩散式算法，其基本思想是：每个节点通过向其所有的邻节点发送消息的方式，将拓扑更新信息广播给所有的节点。每个相邻节点在收到该信息后，再将其转发给它所有的邻节点，依此类推。ARPANET泛洪算法有两个主要的特点:1.能有效防止拓扑更新信息在网络中无限次的循环 2.能有效地防止序号出错带来的影响。
针对1.在ARPANET中，每一个消息都标定一个序号，节点j收到i的一个消息后，首先要比较该消息的序号是否大于j从i接收到的最后一个序号。如果大于，则转发该信息，否则丢弃该信息。每条消息中序号域应该足够大，使得在正常情况下，序号不会从高增加到最大值然后又重新置0。针对2.ARPANET采用两种机制来解决这一问题。每一个更新消息包括一个年龄域，它表明消息已经在网络中传输了多长时间。当一个消息到达某个节点后，该节点记录它的到达时间，并根据传输时间和传播时延增加它的年龄域。一个节点可以在任何时间计算内存中所有消息的年龄。当该消息的年龄超过门限后，该消息将被丢弃，不再转发。年龄域使用规则是：不论序号如何，过时消息将被未过时的消息取代，而未过时的消息只有在有一个更大序号的新消息时，才被替代。这个规则可以保证被破坏或者不正确的具有较高序号的消息，不会被相信的太久。每个节点除了在检测到链路状态变化时发送拓扑更新消息外，每个节点要周期性的发送更新消息。周期性广播保证在网络两个分离的部分再联通以后，使最新的拓扑更细消息能在某个固定的时间内得到。周期性广播的缺点是网络的开销较大。

42.链路层差错检测的目的是：如何有效地发现一帧数据比特经过物理信道传输后是否有错。

43.为了解决节点故障后的初始化问题，可以采用三种方法：
1.采用非易失性的存储器来保存链路的工作状态
2.如果链路有一个最大的传播时延，则可以设计一个足够长的定时器，来避免上述初始化问题。
3.采用一个随机数的方法来区分不同正常运行期的操作，从而使得发生不正常操作的概率很小。

44.随机多址接入协议又叫做有竞争的多只接入协议。典型的多址接入协议有完全随机多只接入协议（ALOHA）和基于载波侦听的多址接入协议（CSMA）。

45.在HDLC协议中，对SNRM和DISC都采用相同的UA帧予以应答，会带来什么样的问题？
答：无法区分应答是对SNRM的应答还是对DISC的应答，因而可能导致不正确的操作，如分组丢失。解决办法是对SNRM和DISC采用不同的帧进行应答。

46.普通的时隙ALOHA协议是否是稳定的多址接入协议？若不是，如何改进才能使其成为稳定的？
答：普通的时隙ALOHA协议不是稳定的多址接入协议，因为它对于网络中的既有分组无法确保其在有限的时间内离开网络。改进方法：通过控制
重传概率，如采用伪贝叶斯方式的ALOHA协议。

47.链路状态路由算法的基本步骤是什么？
1.发现邻节点，并获取它们的地址
2.测量到达每一个邻节点的时延或成本
3.构造一个分组，通知它所知道的所有路由信息
4.发送该分组到所有其他节点
5.计算到所有其他节点的最短路径

48.分层的基本概念是什么？什么叫做对等层？采用层次化设计的好处是什么？
答：分层的基本概念：通信网络的协议可以按照分层的概念来设计，分层概念的基础是模块的概念，例如在计算机系统中，一个模块就是一个过程或者一台设备，
它完成一个给定的功能；若干个模块组成一个组成一个完整的系统功能，模块提供的功能通常称之为服务。
对等层：由于信息的交换必须在双方进行，通信的双方必须有相同的功能块才能完成给定的功能，因此在每一层双方两个功能相对应的模块就称为对等模块或者对等层。
好处：设计简单、可懂性好、标准化、互换性好，有大量现存的模块可以利用，对于模块设计人员，要关心该模块的细节和模块的操作，而对于模块的使用人员，
把模块当成一个黑盒子，只关心该模块内部的输入输出以及输入输出的功能关系，而不关心模块内部的工作细节。

49.简述路由算法和流量控制之间的关系
路由选择算法确定数据从源节点到目的节点传送的路径，而流量控制算法是限制允许到达某些数据链路或者网络某个部分的业务量，以防止这些链路或部分过分拥挤。
流控控制网络的吞吐量，网络的吞吐量影响路由的选择，路由选择又影响网络分组传输的时延，而这一时延又影响流控所允许进入网络的业务量，可能进一步影响到时延。
路由算法应该将网络中分组时延维持在很低的水平上。由于时延的存在，流控算法通过平衡吞吐量和时延的关系，采取必要措施来拒绝一些可能会引起网络拥塞的业务，好的
流控算法应当允许更多的业务流进入网络。时延和吞吐量之间的严格平衡将由流控算法决定，而路由算法将决定不同的吞吐量对应的时延曲线。

50.对于一个ARQ协议，要从两个方面进行评价：算法的正确性和该算法的有效性。
正确性包括稳妥性和活动性，有效性包括三个方面：吞吐量、链路利用率和分组时延

51.对路由算法的要求：
正确性，计算简单，自适应性，稳定性，公平性，最优性

52.TCP中采用了慢启动、拥塞避免和加速递减等技术进行拥塞控制。