域名服务的查询方式_【计算机网络(微课版)】第6章 应用层 课后习题及答案

答：（1）8RTT； (2)4RTT； (3)5RTT； (4)3RTT。

6.13 考虑一个电子商务网站，它需要保存每个客户的购买记录。描述如何使用机制来完成此功能。

答：步骤如下。

(1)当用户第一次访问电子商务网站时，服务器将新生成的用户ID添加到HTTP响应消息的标题行中，并在服务器后端数据库中创建相应的记录。

(2) 文件在用户主机中生成并由用户浏览器管理。

(3)用户下次访问时，浏览器在其HTTP请求报文的头行中引用服务器分配的用户ID，并将该用户的购买记录记录在后台数据库中。

6.14 简述Web缓存的功能和工作原理。

答：Web缓存可以减少对客户端请求的响应时间，并减少组织内部网络与访问链路之间的通信量。代理服务器的另一个作用是隔离内部和外部网络。用户配置的浏览器：通过Web缓存访问Web，浏览器将所有HTTP请求发送到Web缓存，如果该对象在缓存中：则缓存返回该对象，否则每个缓存都向源服务器请求该对象，并将其存储本地，并返回一个复杂的 This 给客户端。

6.15 请进行一个实验：断开您的计算机的网络连接，并以离线方式访问您经常访问的几个网站，看看这些页面是否可以正常显示。在计算机上找到浏览器的缓存文件夹，看看其中存储了多少页面？

答：哎呀，IE默认缓存位置是C:\和\\Local\Files\

6.16 尝试比较万维网上的静态文档、动态文档和活动文档之间的差异。

答：静态文档是指文档创建后存储在万维网服务器中，在用户浏览的过程中内容不会发生变化。由于此类文档的内容不会改变，因此用户每次读取静态文档都会得到相同的返回结果。在万维网的早期，所有文档都是静态的。然而，随着万维网技术的发展，越来越多的网页是动态生成的，即动态文档。

动态文档是指当浏览器访问万维网服务器时，应用程序动态创建文档的内容。内容通常源自数据库并根据客户端请求消息中的数据动态生成。当浏览器请求到达时，Web 服务器运行另一个应用程序并将控制权转移给该应用程序。然后，应用程序处理浏览器发送的数据并输出HTTP格式的文档。万维网服务器使用应用程序的输出作为对浏览器的响应。

是一种无需不断向服务器发出请求即可提供连续页面更改的技术。事实上，活动文档是一个程序或嵌入了程序脚本的 HTML 文档。活动文档中的程序可以在浏览器中运行以产生页面变化（例如弹出下拉菜单或显示动画等）。由于所有的更新工作都是由浏览器本身在本地完成，不需要不断地向服务器请求页面，因此可以提高应用程序的响应速度，对网络带宽的要求也不会太高。对于万维网服务器来说，活动文档和静态文档没有区别，活动文档只是在浏览器端“活动”。活动文档有时称为客户端动态文档。

6.17 描述电子邮件的主要组成部分。用户代理UA的作用是什么？没有UA可以吗？

答：电子邮件系统由三个主要构建块组成：用户代理、邮件服务器以及发送和接收电子邮件所需的协议。用户代理UA是用户与电子邮件系统之间的接口，也称为电子邮件客户端软件。用户代理使用户能够通过一个非常友好的界面（目前主要使用窗口界面）来撰写、发送、接收和阅读电子邮件。有很多用户代理可供大家选择。如果没有 UA 用户，则无法处理和发送邮件。

6.18 电子邮件的信封和内容在电子邮件的传输过程中起什么作用？

答：电子邮件由两部分组成：信封和内容。电子邮件传送程序根据邮件信封上的信息传送消息。用户只有从邮箱中阅读电子邮件时才能看到电子邮件的内容。邮件的信封上，最重要的是收件人的电子邮件地址（或email地址）。没有信封，邮件就无法正确发送到收件人的邮箱。

6.19 电子邮件地址的格式是什么？请解释一下每个部分的含义。

答：邮箱地址格式为：收件人邮箱地址@邮箱地址所在服务器域名。符号“@”应读作“at”，即“在”的意思。用户名是收件人自己定义的字符串标识符，作为收件人在该域名中的电子邮件地址。标识收件人邮箱名称的字符串在邮箱所在的邮件服务器中必须是唯一的。由于邮箱所在邮件服务器的域名在互联网上是唯一的，因此每个用户的电子邮件地址在互联网上也是唯一的。 。

6.20 试简述SMTP通信的三阶段过程。

回答：

1. 连接建立。发件人的邮件发送到发件人邮件服务器的邮件缓存后，SMTP 客户端会定期扫描邮件缓存。如果找到电子邮件，则使用众所周知的 SMTP 端口号 (25) 与收件人邮件服务器的 SMTP 服务器建立 TCP 连接。

2.邮件投递。邮件的传输从 MAIL 命令开始。 MAIL 命令后面跟着发件人的地址。随后是一个或多个 RCPT 命令，具体取决于是否将同一电子邮件发送给一个或多个收件人。 RCPT命令的目的是在发送电子邮件之前首先查明收件人系统是否准备好接收电子邮件。接下来是DATA命令，它表示要传输电子邮件的内容。

3. 连接被释放。电子邮件发送后，SMTP 客户端应发送 QUIT 命令。如果SMTP同意释放TCP连接，则整个邮件传输过程结束。

6.21 描述邮局协议POP的工作过程。在电子邮件中，为什么需要 POP 和 SMTP 这两种协议？ IMAP 和 POP 有什么区别？

答：由于SMTP是“推”协议，因此不能用来完成阅读电子邮件的“拉”任务。发送邮件是客户主动将邮件“推送”到邮件服务器的过程，而接收邮件则是客户主动将邮件“推送”到邮件服务器的过程。服务器“拉取”邮件的过程。所以SMTP协议是用来发送邮件的，而POP协议是用来读取邮件的。

邮局协议 POP 是一种非常简单但功能有限的邮件阅读协议。当用户需要从邮件服务器的邮箱下载电子邮件时，客户端开始阅读该电子邮件。客户端（用户代理）在 TCP 端口 110 上打开与服务器的连接。然后发送用户名和密码以访问邮箱。用户可以列出自己邮箱中的邮件并逐一阅读邮件文件。

POP3有两种工作模式：下载并删除模式和下载并保留模式。下载并删除的方法是每次阅读完后将邮箱中的邮件删除。保存方法是阅读邮件后将邮件保存到邮箱中。删除方法通常用于用户在固定计算机上工作并在本地计算机上保存和管理收到的电子邮件时。下载和保留模式允许在不同的计算机上多次阅读同一条消息。

POP3虽然提供了下载和保留的方式，但它不允许用户在服务器上管理自己的电子邮件，例如创建文件夹、对电子邮件进行分类等。因此，POP3用户代理采用的主要模式是将所有电子邮件下载到本地以供用户使用。管理。这种方式对于经常使用不同电脑上网的移动用户来说非常不方便。

另一个用于读取邮件的协议是 消息访问协议 IMAP。使用IMAP时，先在用户PC上运行IMAP客户端程序，然后与收件人邮件服务器上的IMAP服务器程序建立TCP连接。用户可以像在本地操作一样在自己的PC上操作邮件服务器的邮箱，因此IMAP是一种在线协议。用户可以为自己的邮箱创建分层邮箱文件夹，方便根据需要进行分类管理，并可以将存储的邮件从一个文件夹移动到另一个文件夹。用户还可以根据某些条件搜索电子邮件。 IMAP 服务器邮箱中的电子邮件始终保存，直到用户发出删除电子邮件的命令。这节省了用户PC硬盘上的大量存储空间。

IMAP 最大的优点是用户可以在不同的地方使用不同的计算机（例如，使用办公室的计算机、家里的计算机或野外的笔记本电脑）随时在线阅读和处理电子邮件。

6.22 MIME 和 SMTP 之间有什么关系？什么是-和编码？

答：由于 SMTP 仅限于传输 7 位 ASCII 代码，因此它不能传输可执行文件或其他二进制对象。为了解决SMTP传输非ASCII文本的问题，通用互联网邮件扩展MIME被提出。 MIME 不会改变或取代 SMTP，它只是一个补充协议。 MIME在发送端将非ASCII码数据转换为ASCII码数据并发送给SMTP进行传输。在接收端，将接收到的数据转换为原始的非ASCII码数据。

- 编码适用于传输数据中只有少量非ASCII码的情况，例如汉字。这种编码方法的关键在于，除了特殊字符等号“=”之外，所有可打印的ASCII码都不会改变。等号“=”与不可打印的ASCII码和非ASCII码数据的编码方法是：先用两个十六进制数字表示每个字节的二进制码，然后在“=”前面加一个等号。

对于任意二进制文件，都可以使用编码。这种编码方法首先将二进制码划分为24位长的单元，然后将每个24位单元分为四个6位组。每个 6 位组转换为 ASCII 代码如下。 6位二进制码有64个不同的值，范围从0到63。用A代表0，B代表1，以此类推。排列完 26 个大写字母后，排列接下来的 26 个小写字母，后面是 10 个数字。最后用+表示62，用/表示63。然后用两个等号==和一个等号=分别表示最后一组只有8位或16位的代码。解码时回车符和换行符将被忽略，因此它们可以插入到编码字符串中的任何位置。

6.23 二进制文件的长度为 3072 字节。如果采用编码方式，每发送80个字节后插入一个回车符CR和一个换行符LF，那么总共发送了多少个字节？

答：编码后的数据发送了3072´32/24=4095个字节，插入了104个回车换行，所以一共发送了4200个字节。

6.24 电子邮件系统使用 TCP 传输电子邮件。为什么我们有时会遇到发送邮件失败的情况？为什么有时对方收不到我们发送的邮件？

答：电子邮件系统虽然使用TCP来传输邮件，但发件人和收件人之间并不直接使用TCP来传输邮件。而是通过用户代理将邮件发送到发件人的邮件服务器，然后发件人的邮件服务器发送邮件。到收件人的邮件服务器。如果邮件服务器出现故障，我们可能无法收到邮件。

6.25 当我们使用浏览器访问网站时，如果输入的网站地址错误，浏览器会立即提示发生错误。为什么我们在发送邮件时写错了收件人地址却不能立即得到错误信息？ ？

答：因为用户代理首先将电子邮件发送到邮件服务器，然后邮件服务器会在适当的时间将电子邮件发送到收件人所在的邮件服务器。当我们使用用户代理发送电子邮件时，邮件服务器不会处理电子邮件中的地址，无法发现错误。如果邮箱地址中收件人邮箱地址的邮件服务器域名错误，发件人的邮件服务器发送邮件时就会被发现。如果电子邮件地址包含不正确的收件人电子邮件地址，则在将电子邮件发送到收件人电子邮件地址所在的电子邮件服务器之前，可能不会发送此错误。

6.26 用户经常需要在不同的地方、不同的主机上接收和发送电子邮件。哪种电子邮件访问方式更合适？

答案：IMAP 或使用基于网络的电子邮件。

6.27 文件传输协议FTP的主要工作过程是什么？主进程和从进程的作用是什么？

答：FTP 基于客户端/服务器体系结构。一个FTP服务器进程可以同时为多个客户端进程提供服务。 FTP服务器进程由两部分组成：主进程，负责接受新请求；以及几个从属进程，负责处理各个请求。

主要流程的工作步骤如下：

（1）打开众所周知的端口（端口号为21），以便客户端进程可以连接。

(2)等待客户端进程发出连接请求。

(3)启动从进程来处理来自客户进程的请求。从进程在处理完对客户端进程的请求后终止，但从进程在运行过程中也可能根据需要创建一些其他的子进程。

(4)返回等待状态，继续接受其他客户端进程的请求。主进程和从进程的处理是并发进行的。

6.28 用户使用 FTP 从远程主机下载 3 个文件。 FTP 客户端和 FTP 服务器之间至少必须建立最少数量的 TCP 连接？为什么？

答案：4 个 TCP 连接。 1 个控制连接和 3 个数据连接。

6.29 假设上有一台FTP服务器，域名为212.56.121.23，IP地址为212.56.121.23。 FTP服务器进程在默认端口上等待并支持匿名访问（用户名：guest）。密码：访客。如果用户直接使用服务器域名访问FTP服务器，从服务器下载文件File1和File2，请给出FTP客户端进程与FTP服务器进程的交互过程。

答：交互流程大致如下。

（1）首先完成服务器域名的解析，最终获取服务器的IP地址212.56.121.23。

(2)FTP客户端进程和服务器进程之间使用TCP建立控制连接，通过它传输包括用户名和密码在内的各种FTP命令。

(3)控制连接建立后，使用TCP在客户端进程和服务器进程之间建立两条数据连接，分别完成文件File1和File2的传输。

(4) 文件File1和File2传输完成后，客户端进程和服务器进程分别释放数据连接和控制连接。

6.30 计算机要访问，需要配置哪些协议参数？ DHCP协议的作用是什么？

答：连接互联网的计算机通常需要配置以下参数：

(1) IP 地址。

(2) 子网掩码。

(3) 默认路由器的IP 地址。

(4) 域名服务器的IP地址。

动态主机配置协议 DHCP（主机）提供了一种称为即插即用网络的机制。这种机制允许计算机加入新网络并获取IP地址，而无需人工参与。

6.31 简述DHCP的工作过程。为什么要使用广播？

答：DHCP客户端广播DHCP服务器发现消息。 DHCP 服务器响应 DHCP 提供消息。客户端发送 DHCP 请求消息。服务器响应 DHCP 确认消息。

广播用于发送 DHCP 服务器发现消息，因为客户端不知道服务器的 IP 地址，但希望与其通信。

6.32 某服务器采用P2P文件分发方式将一个大文件（长度L）分发给n个客户端。假设文件传输的瓶颈是每个主机的上行速率R，每个peer只有在接收到整个文件后才能转发给其他peer。请计算将文件分发给所有对等点的最短时间。

回答：

6.33 重新考虑上面的文件分发任务，但是这个非常大的文件可以被分成非常小的数据块来分发，即一个peer下载完一个数据块后可以将其转发给其他peer。并且可以同时下载其他数据块。不管分块添加的控制信息如何，尝试计算整个大文件分发到所有对等点的最短时间。

答案：左/右

6.34 P2P对等体之间查找文件的主要方式有哪些？简要描述各自的优点和缺点。

答案：集中式目录、泛洪查询、DHT。

集中式目录方式的优点是简单、高效；其缺点主要是单点故障和性能瓶颈。

洪泛查询方式的优点是完全分布式，无单点故障。但其缺点是查询流量大、扩展性差、泛洪查询范围有限。

DHT的优点是对于精确查询高效、可靠、可扩展，但缺点是结构维护机制相对复杂。当节点频繁添加或退出时，会导致维护成本较高，并且难以实现基于内容的模糊查询。

6.35 考虑具有 5 位 ID 空间的 Chord 覆盖网络。覆盖网络有节点1、4、7、12、15、20和27。假设节点1要查找对象16。请写出搜索步骤并给出相关节点的索引表。

答案：搜索步骤：1->12->15->20

节点1的索引表：4,4,7,12,20；节点12的索引表：15,15,20,20,1；

节点15的索引表：20,20,20,27,1；节点20的索引表：27,27,27,1,4；

6.36 常用的多媒体应用（流式存储音视频、流式直播音视频、实时交互音视频）有哪些特点？

回答：

流存储的音频/视频是压缩并存储在服务器中的文件。客户端可以通过互联网下载并播放这些文件，这就是我们有时所说的音频/视频点播。所谓“流式传输”是指文件在下载的同时可以连续播放。流式音频/视频也称为流媒体。

流媒体直播音频/视频（也称为直播音频/视频）与传统广播电台和电视台播放的音频和视频节目类似，只不过它是通过互联网传送的。此类应用主要包括网络广播电台和网络电视。

实时交互式音频/视频应用程序允许人们使用音频/视频进行实时交互。典型的例子是网络电话和网络视频会议。

6.37 试简述RTP协议和SIP协议的要点。

答：实时传输协议RTP（Real-time）用于传输各种格式的多媒体数据。 RTP协议报文封装在UDP报文中进行传输，并提供序列号、时间戳等机制。在UDP之上，它为实时多媒体网络应用提供端到端的传输服务。

会话发起协议SIP（ ）是IETF制定的一种比较简单实用的实时交互协议。它可用于定位用户、建立、管理和终止多媒体会话（呼叫）。它支持两方、多方或多播会话，但不强制使用特定的编解码器和多媒体传输协议。

6.38 在万维网上找到两个传输音频或视频的网站。使用软件分析：

(1) 网站是否使用元文件？

(2) 音视频传输采用UDP还是TCP？

(3) 是否使用RTP？

(4) 是否使用RTSP？

答： 稍微

6.39 TCP接收缓冲区和媒体播放器的播放缓冲区在功能上有什么区别？

答：TCP接收缓冲区用于存储已正确接收但尚未被接收方读取的数据，或者未按顺序到达而无法提交给上层应用程序的数据。主要用于匹配发送方和接收方的速度。

媒体播放器的播放缓冲区用于延迟播放。将不同时间到达的数据缓存起来，然后以恒定的速率按顺序播放分组的数据。

6.40 RTP协议能否为应用层提供可靠的传输服务？请解释原因。

答：不能。RTP底层使用UDP，提供不可靠的传输服务，而且RTP本身没有确认和错误恢复机制。

6.41 为什么我们需要在RTP包头中使用序列号和时间戳？

答：接收方可以通过序列号检测数据包是否丢失，然后通过丢包恢复技术重建丢失的数据，实现数据播放的连续性。需要注意的是，RTP本身并没有提供任何修复数据丢失的措施，而只是向媒体应用提供数据丢失信息，由应用决定如何处理。

接收器使用时间戳来消除网络中引入的数据包延迟抖动，从而允许接收器以恒定速率播放媒体。时间戳还可用于同步视频应用中的声音和图像。

6.42 尝试比较CDN和Web缓存之间的异同。

答：将内容复制到距离用户较近的地方，从而避免了大量重复数据的远程传输，大大改善了整个系统的传输延迟和网络流量。但是，CDN 主动将内容推送给用户，而 Web 缓存则在其他用户访问内容时将内容缓存给用户。另外，在CDN中，用户先直接访问原始服务器，然后重定向到副本节点；当使用Web缓存时，用户首先访问缓存。如果缓存不存在，则缓存到原服务器获取内容。

6.43 请解释IP 多播和应用层多播的区别。为什么目前的流媒体直播视频/视频应用大多采用应用层组播技术实现？

答：IP组播通过组播路由器实现报文的复制和转发。应用层组播的基本思想是将组播数据的路由、复制和转发任务交给位于网络边缘的组播组成员。这是由主机完成的，而不是直接处理组播数据的网络核心路由器。成员主机之间的数据传输仍然采用IP单播。 IP组播的效率高于P2P应用层组播。然而，IP组播广泛应用的前提是所有路由器都必须具备复杂的IP组播功能，这势必会增加路由器的负担和实现的复杂度。因此IP组播还没有得到很好的发展和广泛的应用。事实上，在网络层引入过于复杂的功能违反了互联网设计的“端到端原则”。应用层多播将复杂的功能放置在位于网络边缘的终端系统上。

6.44 在SIP协议中，SIP注册服务器的作用是什么？

答：在SIP中，用户呼叫时对方的SIP地址不一定是IP地址，但实际通信时需要对方的IP地址。 SIP 注册服务器与 DNS 服务器非常相似：DNS 服务器将主机名解析为 IP 地址，而 SIP 注册服务器将 SIP 地址转换为 IP 地址。每当用户使用SIP时，他们都应该向注册服务器报告当前的IP地址。当主叫方需要与被叫方进行通信时，通过注册服务器查找已注册的被叫方的IP地址。

6.45 检查 6.10.2 节中 TCP 服务器代码的第 28 行和第 29 行。如果客户端发送的字符串比较长（比如5000字节），如何修改这两行代码才能正确接收客户端发送的字符串，并说明原因。

答：扩展buf，循环调用recv接收数据，直到返回值小于等于0。代码省略。注意：由于流量控制和拥塞控制，TCP发送方可能会分批发送数据，5000字节也大于以太网的最大帧长度。

6.46 对或错：

(1) 如果浏览器和Web服务器之间使用管道式持久连接，则一个TCP报文段可能携带两个不同的HTTP服务请求消息。

(2)高质量视频传输是一种可以容忍数据丢失的网络应用。

(3) 假设用户请求一个由一些文本和两张图片组成的网页（不使用包含的图像文档）。对于这个页面，浏览器将发送一条请求消息并接收三个响应消息。

(4)由于P2P文件共享系统采用点对点的架构，因此该系统中的通信会话不存在客户端进程和服务器进程的概念。

（5）目前全球有十多个根域名服务器。世界上任何联网计算机的域名都可以在至少一台根域名服务器的数据库中直接查询。

(6) 两个不同的网页（例如， 和 ）可以通过同一个持久连接发送。

答案： (1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√