计算机网络实验作业.docx
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计算机网络实验作业
第一章概述
1试从多个方面比较电路交换、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）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。
2客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？
有没有相同的地方？
答：
前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。
后者实际上是前者的双向应用。
3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。
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。
结构上可分割开。
各层可以采用最合适的技术来实现
易于实现和维护。
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。
4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。
5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。
6论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：
综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种原理体系结构。
各层的主要功能：
物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。
（注意：
传递信息的物理媒体，如双绞
线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。
）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。
每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够
正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端
服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层应用层直接为用户的应用进程提供服务。
第二章物理层
1物理层的接口有哪几个方面的特性？
个包含些什么内容？
答：
（1）机械特性
明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
（2）电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性
指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
（4）规程特性
说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
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2假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？
这个结果说明什么问题？
）
答：
C=Wlog2（1+S/N）（b/s）
W=3khz，C=64khz----S/N=64.2dB是个信噪比要求很高的信源
3用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？
答：
C=Wlog2（1+S/N）b/s-SN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1
SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
4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
50同轴电缆
75同轴电缆
光缆
无线传输：
短波通信/微波/卫星通信
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第三章数据链路层
1数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别?
“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?
答：
数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
2数据链路层中的链路控制包括哪些功能?
试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.
答：
链路管理
帧定界
流量控制
差错控制
将数据和控制信息区分开
透明传输
寻址
可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：
对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3网络适配器的作用是什么?
网络适配器工作在哪一层?
答：
适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）
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4要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。
试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？
若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？
采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？
答：
作二进制除法，1101011011000010011得余数1110，添加的检验序列是1110.
作二进制除法，两种错误均可发展
仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。
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5PPP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
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1常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？
现在最流行的是哪种结构？
为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？
答：
星形网，总线网，环形网，树形网
当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑。
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2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。
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3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
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4有10个站连接到以太网上。
试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；
（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；
（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。
答:
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：
10mbs
（2）10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：
100mbs
（3）10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：
10mbs
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5以太网交换机有何特点？
用它怎样组成虚拟局域网？
答：
以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记（tag），用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
6网桥的工作原理和特点是什么？
网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？
答：
网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。
当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口
转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力
以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥
7简述CSMA/CD原理
答：
CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。
每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。
这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。
每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统（如Ethernet）被广泛使用。
第四章网络层
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1.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。
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2.试说明IP地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？
IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。
从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络
在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。
MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件限制。
3.
（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--（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）---194.47.20.129
C22F1481---11000010.00101111.00010100.10000001
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.
4.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.
5.IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。
这样做的最大好处是什么？
坏处是什么？
在首部中的错误比在数据中的错误更严重，例如，一个坏的地址可能导致分组被投寄到错误的主机。
许多主机并不检查投递给他们的分组是否确实是要投递给它们，它们假定网络从来不会把本来是要前往另一主机的分组投递给它们。
数据不参与检验和的计算，因为这样做代价大，上层协议通常也做这种检验工作，从前，从而引起重复和多余。
因此，这样做可以加快分组的转发，但是数据部分出现差错时不能及早发现。
6.当某个路由器发现一IP数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报？
计算首部检验和为什么不采用CRC检验码？
答：
纠错控制由上层（传输层）执行
IP首部中的源站地址也可能出错请错误的源地址重传数据报是没有意义的
不采用CRC简化解码计算量，提高路由器的吞吐量
.
7.什么是最大传送单元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
8.在因特网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。
还可以有另一种做法，即数据报片通过一个网络就进行一次组装。
是比较这两种方法的优劣。
在目的站而不是在中间的路由器进行组装是由于：
（1）路由器处理数据报更简单些；效率高，延迟小。
（2）数据报的各分片可能经过各自的路径。
因此在每一个中间的路由器进行组装可能总会缺少几个数据报片；
（3）也许分组后面还要经过一个网络，它还要给这些数据报片划分成更小的片。
如果在中间的路由器进行组装就可能会组装多次。
（为适应路径上不同链路段所能许可的不同分片规模，可能要重新分片或组装）
9.一个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。
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10.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。
11某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器，分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值
4000/16=250，平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码，则每个网络所连主机数=28-2=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码
地点：
子网号（subnet-id）子网网络号主机IP的最小值和最大值
1：
00000001129.250.1.0129.250.1.1---129.250.1.254
2：
00000010129.250.2.0129.250.2.1---129.250.2.254
3：
00000011129.250.3.0129.250.3.1---129.250.3.254
4：
00000100129.250.4.0129.250.4.1---129.250.4.254
5：
00000101129.250.5.0129.250.5.1---129.250.5.254
6：
00000110129.250.6.0129.250.6.1---129.250.6.254
7：
00000111129.250.7.0129.250.7.1---129.250.7.254
8：
00001000129.250.8.0129.250.8.1---129.250.8.254
9：
00001001129.250.9.0129.250.9.1---129.250.9.254
10：
00001010129.250.10.0129.250.10.1---129.250.10.254
11：
00001011129.250.11.0129.250.11.1---129.250.11.254
12：
00001100129.250.12.0129.250.12.1---129.250.12.254
13：
00001101129.250.13.0129.250.13.1---129.250.13.254
14：
00001110129.250.14.0129.250.14.1---129.250.14.254
15：
00001111129.250.15.0129.250.15.1---129.250.15.254
16：
00010000129.250.16.0129.250.16.1---129.250.16.254
12..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？
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
4000
3980
0
0
数据报片1
1500
1480
1
0
数据报片2
1500
1480
1
185
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