计算机网络课后习题答案.docx
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计算机网络课后习题答案
第一章概述
1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：
（1）电路交换：
端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传
送大量数据效率高。
（2）报文交换：
无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高
，通信迅速。
（3）分组交换：
具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生
存性能好。
1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源点到
终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。
在电路交换时
电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可
忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
（提示：
画一下草
图观察k段链路共有几个结点。
）
答：
线路交换时延：
kd+x/b+s,分组交换时延：
kd+（x/p）*（p/b）+（k-1）*（p/b）
其中（k-1）*（p/b）表示K段传输中，有（k-1）次的储存转发延迟，当s>（k-1）*（p/b）时，电
路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
1-14计算机网络有哪些常用的性能指标？
答：
速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率
1-19长度为100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
尾部工18字节。
试求数据的传输效率。
数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发
送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
解：
（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20网络体系结构为什么要采用分层次的结构？
试举出一些与分层体系结构的思想相
似的日常生活。
答：
分层的好处：
①各层之间是独立的。
某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实
现的。
②灵活性好。
当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均
不受影响。
③结构上可分割开。
各层可以采用最合适的技术来实现
④易于实现和维护。
⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统。
1-21协议与服务有何区别？
有何关系？
答：
网络协议：
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素
组成：
（1）语法：
即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：
即事件实现顺序的详细说明。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的
通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服
务。
协议和服务的概念的区分：
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看
见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直
的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层
交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。
1-22网络协议的三个要素是什么？
各有什么含义？
答：
网络协议：
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素
组成：
（1）语法：
即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：
即事件实现顺序的详细说明。
第二章物理层
2-01物理层要解决哪些问题？
物理层的主要特点是什么？
答：
物理层要解决的主要问题：
（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层
感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般
为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和
释放问题。
（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路
物理层的主要特点：
（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，
这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以
至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将
物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性。
（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
2-02归层与协议有什么区别？
答：
规程专指物理层协议
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。
如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?
答：
C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s
2-10常用的传输媒体有哪几种？
各有何特点？
答：
双绞线
屏蔽双绞线STP（ShieldedTwistedPair）
无屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwistedPair）
同轴电缆
50W同轴电缆
75W同轴电缆
光缆
无线传输：
短波通信/微波/卫星通信
2-13为什么要使用信道复用技术？
常用的信道复用技术有哪些？
答：
为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。
频分、时分、码分、波分。
2-16共有4个站进行码分多址通信。
4个站的码片序列为
A：
（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：
（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）
C：
（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：
（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）
现收到这样的码片序列S：
（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。
问哪个站发送数据了？
发
送数据的站发送的是0还是1？
解：
S•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1
S•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0
S•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送
S•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1
第三章数据链路层
3-08要发送的数据为101110。
采用CRCD生成多项式是P（X）=X3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
答：
作二进制除法，10111000010011添加在数据后面的余数是011
3-09一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。
试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
答：
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7EFE277D7D657D
3-10PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？
若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
答：
0110111111111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
3-16数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？
答：
码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。
标准以太网的数据速率是10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
3-18试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
答：
10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。
3-20假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
答：
对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5为微秒，来回路程传播时间为10微秒，为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以发送的比特数等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短帧是10000位或1250字节长
3-22假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。
试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？
如果是100Mb/s的以太网呢？
答：
对于10mb/s的以太网，以太网把争用期定为51.2微秒，要退后100个争用期，等待
时间是51.2（微秒）*100=5.12ms对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间是5.12（微秒）*100=512微秒
3-24假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。
这两个站点之间的传播时延为225比特时间。
现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。
如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？
换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？
（提示：
在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）
答：
设在t=0时A开始发送，在t=（64+8）*8=576比特时间，A应当发送完毕。
t=225比特时间，B就检测出A的信号。
只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）。
3-25在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。
当t=255比特时间，A和B同时
检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。
A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。
假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。
试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？
A重传的数据帧在什么时间到达B？
A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？
B会不会在预定的重传时间停止发送数据？
答：
t=0时，A和B开始发送数据
T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（tau）
T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输（T1+48）
T3=594比特时间,A开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96）
T4=785比特时间，B再次检测信道。
（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。
（T5=T4+96）
A重传的数据在819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送
3-26以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。
于是按截断二进制指数退避算法进行重传。
重传次数记为i，i=1，2，3,…..。
试计算第1次重传失败的概率、第2次重传的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I。
答：
将第i次重传成功的概率记为pi。
显然第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率为0.125.平均重传次数I=1.637
3-32图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来。
每一个网桥都有两个接口（1和2）。
在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据帧：
A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。
试
把有关数据填写在表3-2中。
发送的帧B1的转发表B2的转发表B1的处理B2的处理
地址接口地址接口（转发？
丢弃？
登记？
）（转发？
丢弃？
登记？
）
A→EA1A1转发，写入转发表转发，写入转发表
C→BC2C1转发，写入转发表转发，写入转发表
D→CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表
B→AB1写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧
第四章网络层
4.试简单说明下列协议的作用：
IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：
实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：
提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会
因特网组管理协议IGMP：
用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？
各如何表示？
IP地址的主要特点是什么？
分为ABCDE5类;
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。
各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
特点：
（1）IP地址是一种分等级的地址结构。
分两个等级的好处是：
第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。
这样就方便了IP地址的管理。
第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
（2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。
当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。
这种主机称为多归属主机（multihomedhost）。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。
（3）用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。
（4）所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
9.
（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
有三种含义：
其一是一个A类网的子网掩码，对于A类网络的IP地址，前8位表示网络号，后24位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网，对于B类网络的IP地址，前16位表示网络号，后16位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最
后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为（2^3）=6台
掩码位数29，该网络能够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。
（3）一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个子网掩码有何不同？
A类网络：
11111111111111111111111100000000
给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0
B类网络11111111111111111111111100000000
给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
（4）一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？
（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2
Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000主机数2^12-2
（5）一A类网络的子网掩码为255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？
是10111111111111110000000011111111
（6）某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81，试将其转化为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址？
C22F1481--à（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）---à194.47.20.129
C22F1481---à11000010.00101111.00010100.10000001
C类地址
（7）C类网络使用子网掩码有无实际意义？
为什么？
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如
果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.
10.试辨认以下IP地址的网络类别。
（1）128.36.199.3
（2）21.12.240.17（3）183.194.76.253（4）192.12.69.248
（5）89.3.0.1（6）200.3.6.2
（2）和（5）是A类,
（1）和（3）是B类,（4）和（6）是C类.
13.设IP数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除IP地址外，均为十进制表示）。
试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进制表示）。
45028
100
417
10.12.14.5
12.6.7.9
10001010000000000000000-00011100
000000000000000100000000-00000000
0000010000010001xxxxxxxxxxxxxxxx
00001010000011000000111000000101
00001100000001100000011100001001作二进制检验和（XOR）
0111010001001110取反码
1000101110110001
15.什么是最大传送单元MTU？
它和IP数据报的首部中的哪个字段有关系？
答：
IP层下面数据链里层所限定的帧格式中数据字段的最大长度，与IP数据报首部中的总长度字段有关系
17.一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。
但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部
分只有1200位。
因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送
多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）?
答：
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。
19.主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器。
试问在IP数据报的发送过程中总共使用了几次ARP？
答:
6次，主机用一次，每个路由器各使用一次。
20.设某路由器建立了如下路由表：
目的网络子网掩码下一跳
128.96.39.0255.255.255.128接口m0
128.96.39.128255.255.255.128接口m1
128.96.40.0255.255.255.128R2
192.4.153.0255.255.255.192R3
*（默认）——R4
现共收到5个分组，其目的地址分别为：
（1）128.96.39.10
（2）128.96.40.12
（3）128.96.40.151
（4）192.153.17
（5）192.4.153.90
（1）分组的目的站IP地址为：
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0转发。
（2）分组的目的IP地址为：
128.96.40.12。
①与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。
②与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经R2转发。
（3）分组的目的IP地址为：
128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
（4）分组的目的IP地址为：
192.4.153.17。
与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0，经查路由表知，该分组经R3转发。
（5）分组的目的IP地址为：
192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
22..一个数据报长度为4000字节（固定首部长度）。
现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大数据长度为1500字节。
试问应当划分为几个短些的数据报片？
各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值？
答:
IP数据报固定首部长度为20字节
总长度（字节）数据长度（字节）MF片偏移
原始数据报4000398000
数据报片11500148010
数据报片2150014801185
数据报片3104010200370
31.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配：
请说明理由。
（1）86.33.224．123：
（2）86.79.65.216；（3）86.58.119.74;（4）86.68.206.154。
86.32/12è86.00100000下划线上为12位前缀说明第二字节的前4位在前缀中。
给出的四个地址的第二字节的前4位分别为：
0010，0100，0011和0100。
因此只有
（1）是匹配的。
32.以下地址中的哪一个地址2.52.90。
140匹配？
请说明理由。
（1）0/4；
（2）32/4；
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