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问题1-4~12
2013-01-27 | 阅:  转:  |  分享 
  
(问题1-4:在具有五层协议的体系结构中,如果下面的一层使用面向连接服务或无连接服务,那么在上面的一层是否也必须使用同样性质的服务呢?或者说,是否我们可以在各层任意使用面向连接服务或无连接服务呢?

答:实际上,在五层协议栈中,并非在所有的层次上都存在这两种服务方式的选择问题。

在网络层由于现在大家都使用IP协议,它只提供一种服务,即无连接服务。在使用IP协议的网络层的下面和上面,都可以使用面向连接服务或无连接服务。

已经过时的OSI体系结构在网络层使用面向连接的X.25协议。但在因特网成为主流计算机网络后,即使还有很少量的X.25网在使用,那也往往是在X.25协议上面运行IP协议,即IP网络把X.25网当作一种面向连接的链路使用(见教材5.1.2节的讨论)。

在网络层下面的数据链路层可以使用面向连接服务(如使用拨号上网的PPP协议,见教材3.6节),即IP可运行在面向连接的网络之上。

但网络层下面也可以使用无连接服务(如使用以太网,见教材4.2节),即IP可运行在无连接网络之上。

网络层的上面是运输层。运输层可以使用面向连接的TCP,也可以使用无连接的UDP。



(问题1-5:在运输层应根据什么原则来确定应当使用面向连接服务还是无连接服务?

答:根据上层应用程序的性质。

例如,在传送文件时要使用文件传送协议FTP,而文件的传送必须是可靠的,因此在运输层就必须使用面向连接的TCP协议。但是若应用程序是要传送分组话音或视频点播信息,那么为了要保证信息传输的实时性,在运输层就必须使用无连接的UDP协议(见教材10.1节)。

另外,选择TCP或UDP时还需考虑对连接资源的控制。若应用程序不希望在服务器端同时建立太多的TCP连接时,可考虑采用UDP。



(问题1-6:在数据链路层应根据什么原则来确定应当使用面向连接服务还是无连接服务?

答:在设计硬件时就能够确定。例如,若采用拨号电路,则数据链路层将使用面向连接服务。但若使用以太网,则数据链路层使用的是无连接服务。



(问题1-7:TCP/IP的体系结构到底是四层还是五层?

答:在一些书籍和文献中的确见到有这两种不同的说法。能否这样理解:四层或五层都关系不大。因为TCP/IP体系结构中最核心的部分就是靠上面的三层:应用层、运输层和网络层。至于最下面的是一层——网络接口层,还是两层——网络接口层和物理层,这都不太重要,因为TCP/IP本来就没有为网络层以下的层次制定什么标准。TCP/IP的思路是:形成IP数据报后,只要交给下面的网络去发送就行了,不必再考虑得太多。用OSI的概念,将下面的两层称为数据链路层和物理层是比较清楚的。



(问题1-8:我们常说“分组交换”。但又常说“路由器转发IP数据报”或“路由器转发帧”。究竟“分组”一词应当用在什么场合?

答:“分组”(packet)也就是“包”,它是一个不太严格的名词,意思是将若干个比特加上首部的控制信息就封装在一起,组成一个在网络上传输的数据单元。在数据链路层这样的数据单元叫做“帧”。而在IP层(即网络层)这样的数据单元就叫做“IP数据报”。在运输层这样的数据单元就叫做“TCP报文段”或“UDP用户数据报”。但在不需要十分严格和不致弄混的情况下,有时也都可笼统地采用“分组”这一名词。这点请读者注意。

OSI为了使数据单元的名词准确,就创造了“协议数据单元”PDU这一名词。在数据链路层的PDU叫做DLPDU,即“数据链路协议数据单元”。在网络层的PDU叫做“网络协议数据单元”NPDU。在运输层的PDU叫做“运输协议数据单元”TPDU。虽然这样做十分严格,但过于繁琐,现在已没有什么人愿意使用这样的名词。



(问题1-9:到商店购买可一个希捷公司生产的80G的硬盘。安装到电脑上以后用WINDOWS的资源管理器发现在该磁盘的“属性”中只有74.5G。是不是商店出了差错?

答:不是。这个因为希捷公司的硬盘标记中的G表示109,而微软公司WINDOWS软件中的G表示230。74.5(230=80(109。即希捷的80G和微软的74.5G相等。



(问题1-10:有这样的说法:习惯上,人们都将网络的“带宽”作为网络所能传送的“最高数据率”的同义语。这样的说法有何根据?

答:我还没有找到这种说法出自哪一个国际标准文件或重要的RFC文件(欢迎读者告诉我)。但是在一些著名国外教材中可以找到类似的说法。例如,

在本书附录C的[PETE00]一书的第18页上写着:

Ifyouseetheword“bandwidth”usedinasituationinwhichitisbeingmeasuredinhertz,thenitprobablyreferstotherangeofsignalsthatcanbeaccommodated.

Whenwetalkaboutthebandwidthofacommunicationlink,wenormallyrefertothenumberofbitspersecondthatcanbetransmittedonthelink.

又如附录C中的[COME04]一书的第245页上有这样两句话:

Throughputisameasureoftherateatwhichdatacanbesentthroughthenetwork,andisusuallyspecifiedinbitspersecond(bps).…Infact,thetermbandwidthissometimesusedasasynonymforthroughput.



(问题1-11:有时可听到人们将“带宽为10Mb/s的以太网”说成是“速率(或速度)为10Mb/s的以太网”或“10兆速率(或速度)的以太网”。试问这样的说法正确否?

答:这种说法的确在网络界很常见。

例如,当10Mb/s以太网升级到100Mb/s时,这种100Mb/s的以太网就称为快速以太网,表明速率提高了。当调制解调器每秒能够传送更多的比特时就称为高速调制解调器。当网络中的链路带宽增加时,也常说成是链路的速率提高了。因此在计算机网络领域,“速率”和“带宽”有时是代表同样的意思。

但我们必须对网络的“速度”有正确的理解。。

我们早已在物理课程中学过,速率(或速度)的单位是“米/秒”。我们谈到“高速火车”是指这种火车在单位时间内行驶的距离增大了。但“网络提速”并不是指信号在网络上传播得更快了(更多的“米/秒”),而是说网络的传输速率(更多的“比特/秒”)提高了。

这里特别要注意,“传播”(propagation或propagate)和“传输”(transmission或transmit)这两个中文名词仅一字之差,但意思却差别很大。

传播速率:信号比特在传输媒体上的传播速率就是电磁波在单位时间内能够在传输媒体上的走多少距离。这个速率大约只有电磁波在真空中的传播速率的2/3左右。或者说,信号比特在传输媒体上1微秒可传播200米左右的距离。

传输速率:计算机每秒钟可以向所连接的媒体或网络注入(也就是发送)多少个比特则是传输速率。若计算机在单位时间内能够发送更多的比特也就是“发送速率提高了”,但一定要弄清,这里的“速率”指的“比特/秒”而不是指“米/秒(传播速率)”。

由此可见,当我们使用“速率”表示“比特/秒”时,就应当将其理解为主机向链路(或网络)发送比特的速率。这也就是比特进入链路(或网络)的速率。

同理,传播时延和传输时延的意思也是完全不同的。由于传输时延很容易和传播时延弄混,因此最好使用发送时延来代替传输时延这个名词。请记住:

发送时延=传输时延(传播时延



(问题1-12:有人说,宽带信道相当于高速公路车道数目增多了,可以同时并行地跑更多数量的汽车。虽然汽车的时速并没有提高(这相当于比特在信道上的传播速率没有提高),但整个高速公路的运输能力却增多了,相当于能够传送更多数量的比特。这种比喻合适否?

答:可以这样比喻。但一定不能误认为“提高信道的速率是设法使比特并行地传输”。

如果一定要用汽车在高速公路上跑和比特在通信线路上传输相比较,那么可以这样来想像。低速信道相当于汽车进入高速公路的时间间隔较长。例如,每隔一分钟有一辆汽车进入高速公路。“信道速率提高”相当于进入高速公路的汽车的时间间隔缩短了,例如,现在每隔6秒钟就有一辆汽车进入高速公路。虽然汽车在高速公路上行驶的速度没有变化,但在同样时间内,进入高速公路的汽车总数却增多了(每隔一分钟进入高速公路的汽车现在增加到10辆),因而吞吐量也就增大了。

下面给出一个图,可帮助理解这一概念。

假定一条链路的传播速率为2(108km/s。这相当于电磁波在该媒体上1(s可向前传播200m。若链路带宽为1Mb/s,则主机在1(s内可向链路发送1bit数据。

图中用横坐标表示距离(请注意,横坐标不是时间)。当t=0时开始向链路发送数据。这样,我们有:

当t=1(s时,信号传播到200m处。注入到链路上1个比特。

当t=2(s时,信号传播到400m处。注入到链路上共2个比特。

当t=3(s时,信号传播到600m处。注入到链路上共3个比特。



现在将链路带宽提高到10倍,即达到10Mb/s。这相当于1(s内可向链路发送10bit数据。显然,发送速率提高了。然而这些数据比特在链路上的传播速率(m/s)并没有任何变化,即传播速率仍然是200m/(s。这点从图的上下两部分对比即可看出:

当t=1(s时,信号仍然是传播到200m处。但注入到链路上已有10个比特。

当t=2(s时,信号仍然是传播到400m处。但注入到链路上已有20个比特。

当t=3(s时,信号仍然是传播到600m处。但注入到链路上已有30个比特。

也就是说,当带宽或发送速率提高后,比特在链路上向前传播的速率并没有提高,只是每秒钟注入到链路的比特数增加了。“速率提高”就体现在单位时间内发送到链路上的比特数增多了,而并不是比特在链路上跑得更快。





链路带宽=1Mb/s或链路速率=1Mb/s0200m200m200m400m600m400m600m200m200m400m600m400m600m200m400m600m距离距离距离距离距离距离t=1?st=2?st=3?st=1?st=2?st=3?s00000链路带宽=10Mb/s或链路速率=10Mb/s第1个比特第1个比特第1个比特第2个比特第2个比特第3个比特
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(本文系liyi039首藏)