计算机网络练习-计算机网络概述与性能指标

计算机网络概述

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        1. 计算机网络最据本的功能的是(  )。   
        1,差错控制    Ⅱ.路由选择    Ⅲ,分布式处理    IV.传输控制
        A.I、Ⅱ、IV    B.I、Ⅲ、 IV    C,I 、IV    D.H、IV

        

        解析：

1. 差错控制（Error Control）：这是网络在传输数据时确保数据完整性的一个过程。网络传输过程中可能会因为各种原因（如干扰、信号衰减）导致数据发生变化（即“错误”），差错控制的目的是检测这些错误，并采取措施纠正它们，确保接收方得到正确的数据。

2. 路由选择（Routing）：路由选择是决定数据包从源地址到目的地址的路径。在复杂的网络中，数据包可能需要通过多个中间节点（路由器）转发，选择最优的路径可以提高数据传输的效率和可靠性。

3. 分布式处理（Distributed Processing）：这并不是网络本身的功能，而是一种设计理念，指在多个计算机系统中分担处理任务，以提高处理速度和效率。虽然计算机网络使分布式处理成为可能，但它不是网络的基本功能。

4. 传输控制（Transmission Control）：这涉及到管理数据的发送和接收，确保数据能够在不同的计算机系统之间有效、可靠地传输。传输控制包括流量控制、拥塞控制等，以避免过多的数据同时发送导致网络拥塞。

        基于以上解释，我们可以看出差错控制、路由选择和传输控制是计算机网络中的核心功能，它们确保数据能够在不同计算机之间有效、可靠地传输。而分布式处理虽然是计算机网络应用中的一个重要方面，但不是网络自身的基本功能。

        因此，正确的答案是 A. I、Ⅱ、IV，即差错控制、路由选择和传输控制是计算机网络最基本的功能。

        差错控制（Error Control）

• 关键词： 完整性、纠错
• 例子： 想象你在传递一个珍贵的礼物（数据），你会确保它在途中不受损害，如果发现损坏，你会想办法修复它。这就像网络在传输数据时保护数据不受错误影响的过程。

        路由选择（Routing）

• 关键词： 最优路径、转发
• 例子： 想象你在一个城市里寻找从一点到另一点的最快路线，考虑交通、距离等因素。网络中的数据包也是这样，在多个可能的路径中选择最佳路径到达目的地。

         传输控制（Transmission Control）

• 关键词： 管理、流量、拥塞
• 例子： 想象你是一条大河的管理员，需要控制水闸的开关，以确保河水流量适中，既不干涸也不泛滥。网络中的数据传输也需要类似的管理，以避免数据过多导致网络“淹没”（拥塞）。

        笔记：

        计算机网络的三大基本功能：确保数据传输的准确性、选择最佳的传输路径、保持传输过程的顺畅。

        差错控制：保证数据正确无误。

        路由选择：找最佳路径。

        传输控制：流畅且有效。

计算机网络的分类

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        2.根据(  )进行分类，可以把网络分为电路交换网、报文交换网、分组交换网。 

        A. 连接距离      B.服务对象      C.拓扑结构         D. 数据交换方式

       解析：

        1. 电路交换网

• 概念：在通信双方建立起一条物理通路后，才能开始数据传输。这条通路在通信过程中一直被占用，直到通信结束。
• 例子：传统的电话网络。
• 特点：确保了通信的连续性和质量，但效率不高，因为通路被独占，无论是否在传输数据，其他人都无法使用。

        2. 报文交换网

• 概念：数据以整个报文（消息或文件）为单位进行传输。每个报文独立发送，中途可以经过多个中转站，每个中转站先存储整个报文，然后再转发给下一个站点或最终目的地。
• 特点：提高了网络资源的利用率，但报文较大时，传输和处理时间会增长，可能导致延迟。

        3. 分组交换网

• 概念：数据被分割成较小的包（分组）发送。每个分组独立寻址并传输，可能通过不同路径到达最终目的地，在目的地重新组装成原始数据。
• 特点：极大提高了网络的效率和数据传输的灵活性，是现代互联网的基础。

        笔记：

        分类依据：数据交换方式

        电路交换网（电）: 连线专用

        报文交换网（报）: 报文递送

        分组交换网（分）: 分包传递

计算机网络指标

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        3. 两个站点之间的距离是20000km，信号在媒体上的传播速率为1×10^8m/s，线路的带宽是10kbps。现在发送一个3KB的数据包，那么接收方收到数据需要多少时间？

        A.2.6n                      B.2.4R                   C,3.6H                              D.3.4g

        解析：

        首先，让我们了解以下概念：

1. 站点间距离：这是两个通信节点之间的直线距离，本题中为20000km。
2. 信号传播速率：这表示信号在介质中传播的速度，通常以米每秒（m/s）计量。题目中的速率是1×10^8m/s8。
3. 线路的带宽：这指的是线路每秒可以传输的最大数据量，单位是比特每秒（bps）。本题中的带宽是10kbps（即10,000bps）。
4. 数据包大小：需要传输的数据量，本题中是3KB，即3×1024×8比特（因为1字节=8比特，1KB=1024字节）。

        信号传播时延是信号从一个站点传到另一个站点所需要的时间，计算公式为：

        在本题中，距离是20000km（即20,000,000m），传播速率是1×10^8 m/s。

        故，在此题中，传播延时 = (20000×1000)/(1×10^8)​=0.2秒。

        数据传输时间是指将整个数据包发送出去所需的时间，计算公式为：

        在本题中，数据大小是3KB，转换为比特后是3×1024×8比特（可估算为3×1000×8），带宽是10kbps（即10,000bps）。

        故在本题中，传输时间为（3×1000×8）/（10,000）=2.4秒

        故2.4+0.2 =2.6秒。

        笔记：

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        4. 长度为180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，加上首部和尾部共20字节，则数据的传输效 率约为( )。

        A.70%  B.80%  C.85%  D.75%

        解析：

        关键概念

1. 应用层数据：这是由应用程序生成的原始数据，本题中长度为180字节。
2. TCP首部：传输控制协议（TCP）首部，用于传输层，提供可靠的字节流服务。本题中长度为20字节。
3. IP首部：互联网协议（IP）首部，用于网络层，负责路由和数据包的传输。本题中长度为20字节。
4. 以太网首部和尾部：用于数据链路层，确保数据包在同一个网络内部可以正确传输。本题中总共加上20字节。

        传输效率计算

        传输效率指的是在所有传输的数据中，有多少是有效载荷（即原始应用层数据），而不是协议添加的额外数据（如首部和尾部）。计算公式是：

        总传输数据长度 = 应用层数据长度 + TCP首部长度 + IP首部长度 + 以太网首部和尾部长度

1. 确定应用层数据长度：180字节
2. 加上TCP首部：20字节
3. 加上IP首部：20字节
4. 加上以太网首部和尾部：20字节
5. 计算总传输数据长度和传输效率

        因此

• 总传输数据长度为240字节。
• 数据的传输效率约为75%。

        这意味着在所有传输的数据中，75%是原始的应用层数据，而剩下的25%是为了传输而添加的额外数据（TCP首部、IP首部、以及以太网首部和尾部）。

        因此，正确答案是 D. 75%。

        笔记：

• 有效载荷：原始的、实际的应用数据。
• 额外数据：为了传输而加上的数据，包括TCP首部、IP首部、以太网首尾部。
• 步骤1：计算总数据长度 = 应用数据 + 所有首尾部
• 步骤2：效率 = （应用数据长度 / 总数据长度）× 100%

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        5.比特的传播时延与链路的带宽之间有何关系( )。

        A.没有关系 B.反比 C.正比 D. 无法确定

        解析：

        传播时延（Propagation Delay）

        传播时延是指信号在介质中从一个点传输到另一个点所需的时间。这个时延取决于介质的长度和信号在该介质中的传播速度。例如，光在光纤中的传播速度大约为光速的2/3。因此，传播时延主要由物理距离和介质的物理特性决定。

        链路带宽（Bandwidth）

        链路带宽通常指的是网络链路在单位时间内可以传输数据的最大能力，单位是比特每秒（bps）。带宽越大，单位时间内能传输的数据量就越多，这意味着网络性能越好。链路带宽是由链路的物理或技术特性决定的。

        传播时延与链路带宽的关系

        现在，让我们探讨传播时延与链路带宽之间的关系：

• 没有关系（A）：实际上，传播时延是由信号在介质中传播的距离和速度决定的，而链路带宽是指链路的数据传输能力。这两个概念描述了网络通信的两个不同方面。因此，从本质上讲，传播时延与链路带宽是独立的，它们之间没有直接的数学关系。

• 反比（B）、正比（C）和无法确定（D）：既然传播时延是由介质的物理属性决定的，而带宽是链路可以承载的最大数据速率，这两者之间不是数学上的正比或反比关系。同时，我们可以确定它们之间的关系，即它们是独立的。

        所以，正确的答案是 A. 没有关系。

        笔记：

        传播时延（Propagation Delay）

• 定义：信号在介质中从一点到另一点的时间。
• 影响因素：介质的长度和信号的传播速度。

        链路带宽（Bandwidth）

• 定义：链路单位时间内传输数据的能力。
• 影响因素：链路的物理或技术特性。

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        6.设某段电路的传播时延是10ms, 带宽为5Mbps, 则该段电路的时延带宽积为()。

        A.2×10^4bit B.4×10^4bit C.5×10^4bit D.8×10^4bit

        解析：

        时延带宽积（Delay-Bandwidth Product）

        时延带宽积是网络中一个非常重要的概念，它表示在一条链路上，从发送方发送数据开始到接收方收到这些数据为止，链路上可以存储或“在途”的最大比特数（或数据量）。这个概念有时被称为链路的“长度-带宽乘积”。

        时延带宽积的计算公式是：

• 传播时延通常以秒（s）为单位，它是信号在链路上从一端传播到另一端所需的时间。
• 带宽通常以比特每秒（bps）为单位，它表示链路每秒钟能够传输的数据量。

        给定题目中的参数：

• 传播时延为10ms（毫秒），需要转换为秒，即1010ms=0.01s。
• 带宽为5Mbps（兆比特每秒），即5×10^6bps。

        时延带宽积=0.01s×5×106bps

        让我们进行具体的计算。

        根据计算，该段电路的时延带宽积为 5×1045×104 bit。

        因此，正确答案是 C.5×10^4bit。

        笔记：

• 时延带宽积：链路可以存储的最大比特数，等同于“在途”数据量。
• 计算公式：时延带宽积=传播时延×带宽
• 时延单位：毫秒转秒（1ms=0.001s）
• 带宽单位：Mbps转bps（1Mbps=106bps）

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        7.对于一个最大距离为3km 的局城网，传播速率为3×10^8m/s,当带宽等于( )时，传播时延等于 200 B分组的发送延时。

        A.80Mb/s B.160Mb/s C.240Mb/s D.320 Mb/s

        解析：

        计算传播时延

        首先，我们计算信号穿过3km（3000米）所需的传播时延。传播时延的计算公式是：

        给定的传播速率是3×10^8 m/s。

        计算发送延时

        发送延时是指将数据完全发送到网络中所需的时间，其计算公式是：

        数据大小为200字节，即200×8=1600 比特，因为1字节 = 8比特。

        注意，发送延时（Transmission Delay）和传输时间（也可称为发送延时）基本上是指同一个概念，只是叫法不同。

        题目要求传播时延等于200字节数据包的发送延时。我们已经有了传播时延的计算方法和发送延时的计算方法，现在需要解一个关于带宽的方程，使得两个延时相等。

        由于传播时延和发送延时需要相等，我们可以将两者的计算公式等式两边相等，解出带宽。

        解这个方程，就可以找到满足条件的带宽。现在，我们进行具体的计算。

        根据计算：

• 传播时延是1×10^−5 秒，或者说0.00001秒。
• 为了使200字节（1600比特）数据包的发送延时等于该传播时延，所需的带宽约为160.0Mbps。

        因此，为了满足题目条件，当带宽等于 B. 160Mb/s 时，传播时延等于200字节分组的发送延时。

        

        笔记：

        发送延时（Transmission Delay）和传输时间（也可称为发送延时）基本上是指同一个概念，只是叫法不同。

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        9.假设信号在媒体上的传播速度为2×10^8m/s,媒体的长度为200km, 则当数据率为10Mb/s时在该媒 体中正在传播的比特数为( )。

        A.1000 B.2000 C.10000 D.5000

        解析：

1. 信号传播速度：这是信号在给定媒体中传播的速度，通常以米每秒（m/s）计量。题目中给出的是2×108 m/s。

2. 媒体长度：这是信号传播的总距离，题目中为200km，需要转换成米（m），因为信号传播速度的单位是米每秒。

3. 数据率（带宽）：这是网络能够传输数据的速度，单位是比特每秒（bps）。题目中给出的是10Mb/s，即10×106 bps。

4. 在传输媒介中正在传播的比特数：这是在任意给定时刻，信号在媒体中传播的总比特数。可以通过将传播时延（即信号从一端到达另一端所需的时间）乘以数据率来计算。

        传播时延是信号从媒体的一端传播到另一端所需要的时间。计算公式为：

        在媒体中正在传播的比特数可以通过将传播时延乘以数据率来计算。计算公式为：

        现在，让我们进行具体的计算。

        根据计算：

• 信号从媒体的一端传播到另一端所需的传播时延是 0.0010.001 秒（或1毫秒）。
• 在该媒体中正在传播的比特数是 10,000比特。

        因此，当数据率为10Mb/s，媒体长度为200km，且信号在媒体上的传播速度为2×1082×108m/s时，在该媒体中正在传播的比特数为 C.10000。

        发送时延（Transmission Delay）与传播时延（Propagation Delay）

• 发送时延指的是将所有比特推送到链路上所需要的时间，它与数据包的大小和链路的数据率（带宽）有关。计算公式为：发送时延=数据包大小（比特）数据率（bps）发送时延=数据率（bps）数据包大小（比特）​

• 传播时延是信号在媒体中传播覆盖某一距离所需的时间，它与媒体的长度和信号在媒体中的传播速度有关。计算公式为：传播时延=距离传播速度传播时延=传播速度距离​

这两个时延描述的是数据传输过程中的不同阶段和性质。发送时延关注于数据的“上路”时间，而传播时延关注于数据一旦上路后穿越介质的时间。

        正在传播的比特数的正确理解

• 正在传播的比特数实际上反映的是在传播时延期间，因为数据率的作用，而“在路上”的总比特数。这是一个衡量在给定时刻，由于信号传播，媒介中有多少数据正在传输的方式。

• 当我们说正在传播的比特数 = 数据率 × 传播时延时，我们实际上是在计算在整个传播过程中，由于持续的数据流（由数据率决定），在媒介中累积了多少比特。

        因此，尽管发送时延和传播时延的计算公式在形式上看起来相似（都涉及到了“数据率”这个概念），它们描述的是两个不同的过程。发送时延着重于数据量对于开始传输所需时间的影响，而正在传播的比特数结合了传播时延和数据率，用于量化在任意时刻传输媒介中数据的存在量。

        笔记：

        1. 发送时延（Transmission Delay）

• 定义：推送全部数据到链路上所需时间。

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        2. 传播时延（Propagation Delay）

• 定义：信号穿越媒介所需时间。

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        3. 正在传播的比特数

• 定义：在传播时延期间，在媒介中“在路上”的数据量。

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