计算机网络 30分钟掌握应用层

习题

域名系统的主要功能是什么?域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名权服务器有何区别?

因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有三种不同类型的域名服务器。即本地域名服务器、根域名服务器、授权域名服务器。当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时,该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。若根域名服务器有被查询主机的信息,就发送DNS回答报文给本地域名服务器,然后本地域名服务器再回答发起查询的主机。但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时,它一定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的IP地址。通常根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换,但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。每一个主机都必须在授权域名服务器处注册登记。通常,一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一个域名服务器。授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。

因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。

举例说明域名转换的过程。域名服务器中的高速缓存的作用是什么？

1. 把不方便记忆的IP地址转换为方便记忆的域名地址。

2. 作用:可大大减轻根域名服务器的负荷,使因特网上的DNS查询请求和回答报文的数量大为减少。

文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的？为什么说FTP是带外传送控制信息？主进程和从属进程各起什么作用？

FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

• 打开21端口，等待客户进程发出连接请求
• 启动从属进程来处理请求。处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建一些子进程
• 回到等待状态，继续接收其他客户进程发来的请求。

服务端有两个从属进程：控制进程和数据传送进程。在客户端除此外还有一个用户界面进程。 控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。

实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的控制进程在接收到 FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。

带外（out of band）传送：FTP的控制信息不在数据连接中传送，而是在控制连接中传送。

简单文件传送协议TFTP与FTP的主要区别是什么？各用在什么场合？

1. 文件传送协议 FTP 只提供文件传送的一些基本的服务，它使用 TCP 可靠的运输服务。FTP 的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。FTP 使用客户服务器方式。一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

简单文件传送协议TFTP与FTP的主要区别是什么？各用在什么场合？

简单文件传送协议TFTP（Trivial File Transfer Protocol），它是一个很小且易于实现的文件传送协议。它使用UDP数据报，因此TFTP需要有自己的差错改正措施。FTP使用TCP传送数据，因而是很可靠的。当我们只需要复制一个文件而不需要FTP协议的功能时，就只需要一个能够循序复制这些文件的协议，TFTP就是一个很好的选择。

远程登录TELNET的主要特点是什么？什么叫做虚拟终端NVT？

1. 用户用 TELNET 就可在其所在地通过 TCP 连接注册（即登录）到远地的另一个主机上（使用主机名或 IP 地址）。TELNET 能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机上。

2. TELNET定义了数据和命令应该怎样通过因特网，这些定义就是所谓的网络虚拟终端NVT。

假定要从已知的URL获得一个万维网文档。若该万维网服务器的Ip地址开始时并不知道。试问：除 HTTP外，还需要什么应用层协议和传输层协议？

应用层协议需要的是DNS。运输层协议需要的是UDP（DNS）使用和TCP（HTTP使用）。

搜索引擎可分为哪两种类型？各有什么特点？

全文检索搜索引擎是一种纯技术型的检索工具。它的工作原理是通过搜索软件到因特网上的各网站收集信息，找到一个网站后可以从这个网站再链接到另一个网站。然后按照一定的规则建立一个很大的在线数据库供用户查询。用户在查询时只要输入关键词，就从已经建立的索引数据库上进行查询（并不是实时地在因特网上检索到的信息）

分类目录搜索引擎并不采集网站的任何信息，而是利用各网站向搜索引擎提交的网站信息时填写的关键词和网站描述等信息，经过人工审核编辑后，如果认为符合网站登录的条件，则输入到分类目录的数据库中，供网上用户查询。

试简述SMTP通信的三个阶段的过程。

1. 连接建立：连接是在发送主机的 SMTP 客户和接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。
2. 邮件传送。
3. 连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。

试述邮局协议POP的工作过程。在电子邮件中，为什么需要使用POP和SMTP这两个协议？IMAP与POP有何区别？

POP 使用客户机服务器的工作方式。在接收邮件的用户的 PC 机中必须运行 POP 客户机程序,而在其 ISP 的邮件服务器中则运行 POP 服务器程序。 POP 服务器只有在用户输入鉴别信息(用户名和口令)后才允许对邮箱进行读取。

SMTP是用户发送电子邮件所使用的协议,主要用于用户和邮件服务器之间以及不同的邮件服务器之间。而POP协议是用户接收电子邮件时所使用的协议。

POP 是一个脱机协议,所有对邮件的处理都在用户的 PC 机上进行; IMAP 是一个联机协议,用户可以操纵 ISP 的邮件服务器的邮箱。

试将数据 11001100 10000001 00111000进行base64编码，并得到最后传输的ASCII数据。

base64编码是先把二进制代码划分为一个24位长的单元，然后把每个24位单元划分为4个6位组。每一个6位组按以下方法替换成ASCII码。6位的二进制代码共有64种不同的值，从1到63。用A表示0，用B表示1，26个大写字母排列完毕后，接下去再排26个小写字母，再后面是10个数字，最后用+表示62，而用/表示63。再用两个连在一起的等号==和一个等号=分别表示最后一组的代码只有8位或16位。回车和换行都忽略，它们可在任何地方插入。

对应的ASCII数据为zIE4，对应的二进制代码为： 01111010  01001001  01000101  00110100

一个二进制文件共3072字节长，若使用base64编码，并且每发送完80字节就插入一个回车符CR和一个换行符LF，问一共发送了多少个字节？

base 64 编码将把报文划分成1024 个单元，每个单元3 字节长。每个单元被编码为4 个字节，所以共有4096 个字节。如果把这些字节每80 字节划分为一行，将需要52 行，所以需要加52 个CR 和52 个LF。4096+52×2=4200。综上所述，该二进制文件用base 64 编码将会有4200 字节长。

试将数据01001100  10011101  00111001进行quoted-printable编码，并得出最后传送的ASCII数据。

quoted-printable编码：对于所有可打印的ASCII码，除特殊字符等号外，都不改变。等号和不可打印的ASCII码以及非ASCII码的数据的编码方法是：先将每个字节的二进制代码用两个十六进制数字表示，然后在前面再加上一个等号。

ascii码:
00111101=61==
01001100=76=L
10011101=157=不可编码=9D=57 68=00111001  01000100
00111001=57=9

01001100  00111101  00111001  01000100  00111001   编码开销为66.7%

电子邮件系统使用TCP传送邮件。为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况？为什么有时对方会收不到我们发送的邮件？

有时对方的邮件服务器不工作，邮件就发送不出去。对方的邮件服务器出故障也会使邮件丢失。

DHCP协议用在什么情况下？当一台计算机第一次运行引导程序时，其ROP中有没有该IP地址，子网掩码或某个域名服务器的IP地址？

动态主机配置协议 DHCP 提供了即插即用连网的机制。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。

SNMP（简单网络管理协议）使用UDP传送报文，为什么不使用TCP？

使用UDP是为了提高网管的效率

现在流行的 P2P 文件共享应用程序都有哪些特点？存在哪些值得注意的问题？

特点：

1. 不需要使用集中式媒体服务器，解决了集中式媒体服务器可能出现的瓶颈问题，且各节点地位平等，消除了对某个服务器的完全依赖，提高了系统效率和资源利用率
2. 可扩展性好，没有传统服务器上关于带宽的过多限制
3. 单个节点的宕机不会影响整个网络，健壮性良好

问题：

1. 文件知识产权保护问题
2. 流量的有效管理问题
3. 占用大量带宽资源的问题
4. 指定流量收费标准的问题

使用客户-服务器方式进行文件分发,一台服务器把一个长度为F的大文件分发给N个对等方。假设文件传输的瓶颈是各计算机(包括服务器)的上传速率u。试计算文件分发到所有对等方的最短时间

$NF/u$

重新考虑上题文件分发任务，但采用 P2P 文件分发方式，并且每个对等方只能在接收完整个文件后才能向其他对等方转发。试计算文件分发到所有 N 个对等方的最短时间。

传送一次的时间为F/u。 第一次只能传送给 1 个对等方，第二次可以传送给 2 个对等方，第三次可以传送给 4 个对等方，到了最后的第 n 次可以传送给 2 n − 1 2^{n-1} 2n−1个对等方。 因此N=1+2+…+ 2 n − 1 2^{n-1} 2n−1，即 2 n − 1 2^n-1 2n−1=N。解得n=[log2(N+1)]，所以求得最短时间为nF/u=[log2(N+1)]F/u

再重新考虑上题文件分发任务，但可以把这个非常大的文件划分为一个个非常小的数据块进行分发，即一个对等方在下载完一个数据块后就能像其他对等方转发，并同时可以下载其他数据块。不考虑分块增加的控制信息，试计算整个大文件分发到所有对等方的最短时间。

1. 这个很大的文件可以划分为很多很多（例如，N 个，N 是对等方用户的数目）非常小的数据块。服务器把每一个小数据块分别发送给每一个对等方的用户。例如，第 k 个小数据块发送给第 k 个对等方用户。这样，总共用时间 F/u就能够把整个大文件发送完毕。请注意，每个小数据块只需要从服务器发送一次，以后不需要再重复发送。
2. 现在这个大文件已经分散在 N 个对等方了，每个对等方只下载到其中的一个小数据块。所花费的时间是 (F/u)/(1/N)，N 是对等方用户的数目。
3. 然后，大量对等方用户之间互相传送数据。只要设计很好的传送规则，那么每经过时间 F/u，所有的对等方用户就都能够把整个大文件下载完毕。例如，我们可以在以后的每一次传送时，令第 k 个对等方，把刚才收到的第 k 个小数据块，传送给第 k-1 个对等方用户。第 1 个对等方则把刚刚收到的小数据块传送给第 N 个对等方用户。
4. 可见，整个大文件分发到所有对等方的最短时间是 F/u。