第6章-路由选择与网络拥塞控制

第六章广域网6-01 试从多方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点答：答：（1）在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路，然后才能进行通信，通信结束应将虚电路拆除。

而数据报服务，网络层从运输层接收报文，将其装上报头（源、目的地址等信息）后，作为一个独立的信息单位传送，不需建立和释放连接，目标结点收到数据后也不需发送确认，因而是一种开销较小的通信方式。

但发方不能确切地知道对方是否准备好接收，是否正在忙碌，因而数据报服务的可靠性不是很高。

（2）关于全网地址：虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的全网地址，在数据传输阶段，都只需填上虚电路号。

而数据报服务，由于每个数据报都单独传送，因此，在每个数据报中都必须具有源和目的主机的全网地址，以便网络结点根据所带地址向目的主机转发，这对频繁的人—机交互通信每次都附上源、目的主机的全网地址不仅累赘，也降低了信道利用率。

（3）关于路由选择：虚电路服务沿途各结点只在呼叫请求分组在网中传输时，进行路径选择，以后便不需要了。

可是在数据报服务时，每个数据每经过一个网络结点都要进行一次路由选择。

当有一个很长的报文需要传输时，必须先把它分成若干个具有定长的分组，若采用数据报服务，势必增加网络开销。

（4）关于分组顺序：对虚电路服务，由于从源主机发出的所有分组都是通过事先建立好的一条虚电路进行传输，所以能保证分组按发送顺序到达目的主机。

但是，当把一份长报文分成若干个短的数据报时，由于它们被独立传送，可能各自通过不同的路径到达目的主机，因而数据报服务不能保证这些数据报按序列到达目的主机。

（5）可靠性与适应性：虚电路服务在通信之前双方已进行过连接，而且每发完一定数量的分组后，对方也都给予确认，故虚电路服务比数据报服务的可靠性高。

但是，当传输途中的某个结点或链路发生故障时，数据报服务可以绕开这些故障地区，而另选其他路径，把数据传至目的地，而虚电路服务则必须重新建立虚电路才能进行通信。

计算机专业基础综合（网络层）-试卷1(总分：58.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：19，分数：38.00)1.单项选择题1-40小题。

下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.子网掩码为255．255．255．0代表( )。

（分数：2.00）A.A类地址的子网掩码B.B类地址的子网掩码C.C类地址的子网掩码√D.D类地址的子网掩码解析：解析：C类地址对应的子网掩码值。

但也可以是A类或B类地址的掩码，此时主机号由最后的8位决定，而路由器寻找网络由前24位决定。

3.一个B类地址的子网掩码是255．255．240．0，每一个子网中的主机数最多是( )。

（分数：2.00）A.1024B.2048C.4096D.4094 √解析：解析：最多可有4094个(不考虑全0和全1的主机号)。

4.设有4条路由：170．18．129．0／24、170．18．130．0／24．，170．18．132．0／24和170．18．133．0／24，如果进行路由汇聚，能覆盖这4条路由的路由是( )。

（分数：2.00）A.170．18．128．0／21 √B.170．18．128．0／22C.170．18．130．0／22D.170．18．132．0／23解析：解析：本题主要考查路由聚合的原理。

首先从题目和选项可以得到，前两个字节都是一样的，首先依次给出二进制表现形式：170．18．129．0／24是170．18．10000001．0／24，170．18．130．0／24是170．18．10000010．0／24，170．18．132．0／24是170．18．10000100．0／24，170．18．133．0／24是170．18．10000101．0／24，因此能够包含这4条路由的是170．18．10000000．0／21，即170．18．128．0／21。

计算机网络拥塞计算机网络拥塞是指在网络传输过程中，由于网络资源有限或网络流量过大，造成网络拥堵现象的情况。

拥塞会导致网络延迟增加、丢包率上升、通信质量下降等问题，严重时可能导致网络瘫痪。

本文将探讨计算机网络拥塞的原因，以及常见的拥塞控制方法和未来拥塞控制的发展。

一、计算机网络拥塞的原因1. 网络资源有限：当网络中节点（如路由器、交换机）的处理能力有限，无法承载大量的数据传输需求时，就容易出现拥塞现象。

2. 网络流量过大：当网络中的用户或应用程序同时向网络中发送大量数据时，网络中的带宽就会被占满，导致网络拥堵。

3. 不均衡流量分布：当网络流量不均衡地集中在某些节点或链路上时，这些节点或链路容易成为网络拥塞的瓶颈。

二、拥塞控制方法为了有效控制网络拥塞，提高网络性能，人们提出了许多拥塞控制方法。

以下是常见的拥塞控制方法。

1. 队列管理：通过管理网络设备中的缓冲区队列，如使用FIFO （先进先出）或RED（随机早期检测）算法，可以限制流入网络的数据包数量，缓解网络拥塞。

2. 流量控制：通过设置流量控制机制，如使用滑动窗口协议，可以调整发送速率，减少网络拥塞发生的可能性。

3. 路由选择：合理的路由选择可以避免将流量集中在某些拥塞节点上。

通过路由算法（如最短路径优先算法）选择最优路径，可以均衡分布网络流量，减少拥塞的发生。

4. 拥塞避免：拥塞避免是指在网络中引入一种机制，使得网络节点在传输数据时能够根据当前网络拥塞状态进行自适应调整，以避免网络拥塞的发生。

其中TCP协议中的慢启动、拥塞避免和快速恢复算法就是常用的拥塞控制机制。

三、未来拥塞控制的发展随着互联网的迅速发展，计算机网络拥塞控制也面临着新的挑战和发展方向。

1. 智能化拥塞控制：利用人工智能和机器学习等技术，通过对网络拥塞的预测和分析，实现智能化的拥塞控制和优化。

2. 软件定义网络（SDN）：SDN技术将网络控制平面和转发平面进行了分离，使得拥塞控制逻辑可以更加灵活地运行在网络中，实现对网络流量的精确控制和管理。

高速网络中的拥塞控制技术拥塞控制是保证高速网络稳定运行的重要环节，尤其是在如今信息爆炸的时代，网络流量的急剧增加给网络带来了更大的挑战。

拥塞控制技术可以帮助网络有效地处理大量的数据流量，提高网络的性能和可靠性。

本文将介绍高速网络中的拥塞控制技术及其应用。

一、拥塞控制的定义和重要性拥塞控制是指在网络中采取一系列的措施，以确保网络在高负荷情况下仍能提供稳定的服务质量。

它是防止网络拥塞或减轻网络拥塞的一种手段。

拥塞控制的重要性在于它可以避免网络中的拥塞崩溃，保持网络的稳定性，提高用户的满意度。

二、拥塞控制的原理和方法1. 拥塞检测拥塞检测是拥塞控制的第一步，它通过对网络中的各个节点和链路进行监测，以确定是否出现了拥塞现象。

拥塞检测可以通过监测网络的流量、延迟、丢包等参数来实现，一旦发现网络出现拥塞，就需要采取相应的措施进行拥塞控制。

2. 路由选择路由选择是拥塞控制的一种方法，它通过根据不同的网络条件选择合适的路由，以避免网络拥塞。

在高速网络中，路由器可以根据网络的负载情况动态地选择最佳路径，以平衡网络中的流量，从而减少拥塞现象的发生。

3. 流量控制流量控制是拥塞控制的一种重要手段，它通过限制网络中的数据流量，使得网络的吞吐量不会超过其所能承受的范围。

流量控制可以通过设置缓冲区大小、调整传输速率等措施来实现，以确保网络中的数据流量在可承受的范围内运行。

4. 拥塞避免拥塞避免是一种在网络中避免出现拥塞的方法。

它通过控制发送方的传输速率，使得网络能够承受发送方的数据流量。

拥塞避免可以根据网络的时延和丢包的情况来调整发送方的传输速率，以避免网络拥塞。

三、拥塞控制技术的应用拥塞控制技术广泛应用于各种高速网络中，包括互联网、局域网、无线网络等。

在互联网中，拥塞控制技术可以帮助网络提供商（ISP）管理网络的流量，以避免网络拥塞和性能下降。

在局域网中，拥塞控制技术可以保证网络中的各个节点和用户之间的数据传输不会导致网络拥塞。

第六章局域网1.关于令牌环网，以下说法中哪个是不正确的？A）接收站收到目的地址是自己的帧后，将其从环中删除，并放出一个空令牌。

B）一个数据帧循环一圈后由发送站负责删除，并放出一个空令牌。

C）令牌环网是一种无冲突的局域网，所以它能以其最大速度运行。

D）任何一个站点都不允许长时间独占令牌。

答案：A2.CSMA/CD以太网中，发生冲突后，重发前的退避时间最大为A）65536个时间片B）65535个时间片C）1024个时间片D）1023个时间片答案：D3.快速以太网集线器按结构分为A）总线型和星型B）共享型和交换型C）10Mb/s和100Mb/s D）全双工和半双工答案：B4.以下哪一条要求不是全双工以太网运行的必要条件？A）发送和接收信道应该使用分离的网络介质。

B）传输介质必须使用光纤。

C）网卡和网络交换机必须支持全双工运行。

D）每两个站点之间应该配备专用的链路。

答案：B5.在CSM A/CD以太网中，如果有5个站点都要发送数据，其中某个站点发现信道空闲，它就立即发送数据。

那么A）本次发送不会产生冲突B）本次发送必然产生冲突C）本次发送可能产生冲突D）本次发送产生冲突的概率为0.2答案：C6.关于MAC地址，以下说法中，哪一个是正确的？A）局域网中的每台设备只能有一个MAC地址B）局域网中的每台设备允许有多个MAC地址C）广播地址就是I/G位等于1的MAC地址D）源MAC地址可分为单播地址、组播地址和广播地址答案：B7.对千兆以太网和快速以太网的共同特点的描述中，以下那种说法是错误的？A）相同的数据帧格式B）相同的物理层实现技术C）相同的组网方法D）相同的介质访问控制方法答案：B8.16．IEEE802标准中，规定了CSMA/CD访问控制方法和物理层技术规范的是A）802.1A B）802.2 C）802.1B D）802.3答案：D9.局域网中的MAC子层与OSI参考模型哪一层相对应？A）物理层B）数据链路层C）网络层D）传输层答案：B10.快速以太网中的100Base-T标准使用的传输媒体为A）同轴电缆B）光纤C）双绞线D）微波答案：C11.IEEE802.3以太网的帧格式中，有效数据载荷的最大长度是A）1500字节B）1518字节C）1024字节D）2048字节答案：A12.CSMA/CD介质访问控制方法只适用于下面的____ 网络拓扑结构。

第6章网络互连与互联网★多个网络互相连接组成范围更大的网络叫做互联网（Internet），网络互相连接构成统一的通信系统，实现更大范围的资源共享。

中继器（Repeater）工作于物理层；网桥（bridge）和交换机（Switch）工作与数据链路层；路由器（Router）工作于网络层；而网关（Gateway）工作于网络层以上的协议层。

*冲突时槽选择题按2 2 8做。

中继器的功能是对接收信号进行再生和发送。

中继器不改变接收到的数字信息，再生的信号与接收信号完全相同，并可以沿着另外的网段传输到远端。

例如在以太网中，限制最多使用4个中继器，最多由5个网段组成。

5-4-3规则，5网段，4中继，3网段可用。

中继器工作于物理层，只是起到扩展传输距离的作用。

集线器（HUB）工作原理上基本上与中继器相同。

简单的说。

集线器是一个多端口的中继器，它把一个端口上收到的数据广播发送到其他所有端口上。

网桥是连接两个局域网段，但它工作于数据链路层。

网桥要分析帧地字段，以解决是否把收到的帧转发到另一个网段上。

以太网中广泛使用的交换机是一种多端口网桥，每一个端口都可以连接一个局域网（二层）。

路由器:工作于网络层。

通常把网络地址叫做逻辑地址（IP地址），把数据链路层地址叫做物理地址（MAC地址）。

由于路由器工作网络层，它处理的信息量比网桥要多，因此处理速度比网桥慢，但路由器的互连能力更强，可以执行复杂的路由选择算法。

路由桥（Routing Brideg）虽然能够运行路由器算法，是属于工作在数据链路层的。

网关：是最复杂的网络互连设备，它用于连接网络层之上执行不同的协议的子网组成异构型因特网。

网关能对互不兼容的高层协议进行转换，翻译和变换。

最后，有时不区分路由器和网关，而是把网络层及其以上进行协议转换的互连设备统称为网关。

广域网互连一般采用在网络层进行协议转换的办法实现。

这里使用的互连设备叫做网关，更确切的说是路由器。

因特网协议（Internet Protocol，IP）是今天使用最广泛的网络，因特网中的主要协议是TCP和IP，所以，Internet协议也叫TCP/IP协议簇。

计算机网络中的拥塞控制算法研究与性能优化引言：计算机网络作为现代社会中信息传输和交流的重要基础设施，扮演着连接世界的纽带。

然而，在网络流量过大或网络拥堵的情况下，网络性能会受到严重影响，导致数据传输延迟，丢包率上升等问题。

为了解决这一问题，计算机网络中的拥塞控制算法应运而生。

本文将重点研究拥塞控制算法，并探讨如何优化其性能，以提高网络的稳定性和吞吐量。

一、拥塞控制算法的原理和类型拥塞控制算法的主要原理是根据网络的拥塞情况来控制数据的发送速率，以避免网络拥塞。

常见的拥塞控制算法主要有TCP Reno、TCP Vegas、TCP New Reno、TCP CUBIC等。

其中，TCP Reno是应用最广泛的一种算法，其通过监测网络的丢包情况来判断网络是否发生拥塞，并根据拥塞程度调整发送速率。

TCP Vegas则利用延迟作为拥塞指标，通过测量网络往返时间来判断拥塞并调整速率。

TCP New Reno是对TCP Reno的改进，可以更快地恢复到正常传输状态。

TCP CUBIC则通过提高网络的吞吐量来减少对带宽的浪费。

二、拥塞控制算法的性能优化1. 参数调整拥塞控制算法中的参数设置对算法性能至关重要。

通过调整传输速率，拥塞窗口大小和超时时间等参数，可以改善算法在不同网络环境下的适应性。

例如，在高延迟的网络环境中，适当增加拥塞窗口大小和超时时间，可以减少超时重传的次数，提高数据传输速率。

2. 拥塞检测算法的优化拥塞控制算法中的拥塞检测是判断网络是否发生拥塞的重要依据。

通过优化拥塞检测算法，可以提高对拥塞的及时性和准确性，从而更快地作出调整。

一种常见的优化方法是使用流量监测技术，对网络流量进行实时监测和统计，以判断网络是否出现拥塞。

另外，还可以结合机器学习算法，通过训练模型来预测网络的拥塞状态。

3. 拥塞控制机制的改进为了提高网络的稳定性和吞吐量，拥塞控制算法的机制也需要不断改进。

一种常见的改进方法是引入拥塞通知机制，即通过网络设备向源节点发送拥塞通知，以提醒源节点减少发送速率。

《数据与计算机通信》（第七版）课后习题参考答案第2章的参考答案2.1 答案：2.2 答案a．b．2.4答案：2.7答案：第3章的参考答案3.13答案3.15答案3.16答案3.19答案26622C=20Mbps,B=3Mbps.C log (1),C 2010310log (1)log (1) 6.67 SNR>=101B SNR SNR SNR =+=⨯<=⨯⨯++>=∴s 已知根据香农定理有则另解：▲补充作业：设采用异步传输，1位起始位，2位终止位，1位奇偶位，每一个信源2位，对下述速率，分别求出相应的有效数据速率(b/s)：(1)300Baud (2) 600Baud (3) 1200Baud (4) 4800baud 答：异步传输的数据效率为7/11，而每一个信源2位，2log R B M = ， 所以71421111R B B =⨯=(1) 7142381.8/1111R B B b s =⨯==(2) 7142763.6/1111R B B b s =⨯==(3) 71421527.3/1111R B B b s =⨯==(4) 71426109.1/1111R B B b s =⨯==第5章的参考答案5.6 答5.7 答：5.8 答：5.9 答：第6章的参考答案6.1 答：另答： (a)1120%81120%1000041.67240s +=++∴∴=额外开销率为传输速率:2400b/s=240w/s 传输时间为(b)480.59%800048:48104803.3510000101000:10 3.3533.5bits s=+∴⨯===⨯=额外开销8048传输一帧:2400共总耗时(c)异步、同步额外开销不变。

耗时：异步：41.67⨯ 10=416.7s 同步：100⨯3.35=335s(d)耗时：异步：10000104.29600/10s =同步：传输帧耗时：80480.83839600s ＝1000.838383.83s ∴⨯=共耗时：6.5答案另解：不发生帧差错，则8＋1比特总误差不超过50％，即小于50％/9＝5.6%，精确率在95％以上。