计算机网络基础离线作业.docx
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计算机网络基础离线作业
浙江大学远程教育学院
《计算机网络基础》课程作业
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第1章
一．填空题：
1.从资源共享的角度来定义计算机网络，计算机网络指的是利用_通信线路_______将不同地理位置的多个独立的__自治计算机系统________连接起来以实现资源共享的系统。
2.从传输范围的角度来划分计算机网络，计算机网络可以分为_____局域网______、__城域网________和____广域网______。
其中，Internet属于____广域网______。
3.在TCP/IP的应用层协议使用的是___客户服务器方式_______，在这里，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
美国的IBM公司在1974年宣布了它研制的网络体系结构____SNA______。
4.通信线路的__带宽_______是指通信线路上允许通过的信号频带范围（或通频带），单位是HZ。
但在计算机网络中，它又用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。
5.数据通信中的信道传输速率单位用b/s表示，b/s的含义是___每秒比特_______。
6.目前，“带宽”常用作描述信道传送数据能力的物理量，其单位是b/s（bit/s）,比之大的单位有：
___Kb/s____、__Mb/s_____、____Gb/s___等。
7.将计算机网络划分为局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN是按______网络的作用范围（或覆盖的范围）____划分的。
8.各节点都与中心节点连接，呈辐射状排列在中心节点周围，这种拓扑结构称为___星型拓扑结构_______。
9.假设某用户通过电线部门的ADSL技术以2M（即2Mb/s）带宽接入Internet，在正常情况下其下载速度大约是____244KB（大写B表示字节）_____。
10.在发送报文之前，先将较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段，在每一个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部（header）后，就构成了一个__分组_____。
11.在计算机网络中，____各个子层______及其___各子层的协议_______的集合称为网络体系结构。
12.开放系统互联，采用分层体系结构的模型称为____OSI______参考模型。
13.在OSI参考模型中，在对等层次上传送的数据单位，都称为该层的___协议数据单元（PDU）_______。
这个名词现已被许多非OSI标准采用。
（可参考p.30第2段）
14.在因特网中，我们把将要发送的完整的数据块称为___报文_____。
15.在OSI参考模型中，会话层在第_五__层，它处于____传输____层提供的服务之上，向___表示____层提供服务。
16.在TCP/IP参考模型中，传输层处于______网络___层提供的服务之上，向____应用___层提供服务。
二．问答和计算题：
1.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2108m/s。
试计算：
以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。
从以上计算结果可得出什么结论?
答：
（1）：
发送延迟=10∧7/（100×1000）=100s
传播延迟=1000×1000/（2×10∧8）=5×10∧3s=5ms
（2）:
发送延迟=10∧3/（10∧9）=10∧6s=1us
传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10∧3s=5ms
2.长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，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，加上首部和尾部共18字节。
试求数据的传输效率。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少?
第一种情况
数据传输效率=有效数据长度/总数据长度=100/（100+20+20+18）≈63%
第二种情况
数据传输效率=1000/（1000+20+20+18）≈95%
可见，被传输的数据量较小时对应的数据传输效率就比较低。
3.什么是网络协议和构成的要素？
什么是网络体系结构？
分别简述OSI、TCP/IP网络体系结构。
1）网络协议是指网络中通信双方为了进行数据交换而建立的规则、标准或约定。
网络有三个要素：
语法、语义和同步。
（2）所谓网络体系结构是指网络层次结构模型和各层协议的集合
（3）OSI是一个七层体系结构，从第一层到第七层分别是：
物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层；TCP/IP是一个四层结构模型，从第一层到第四层分别是：
、网络接口层、网络层（或称IP层）、运输层和应用层。
前者是一个参考模型，只有理论意义；后者是一个网络中广泛使用的实用协议。
4.面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?
在TCP/IP运输层中，有两个主要协议TCP和UDP，其中TCP是面向连接服务的，而UDP是无连接服务。
它们主要区别在以下两点：
（1）数据传输过程不同。
面向连接通信分为3个阶段：
建立连接、数据传输、释放连接；而无连接通信直接进行数据通信，不需要建立、维护和释放连接，因此网络资源开销比较小。
（2）数据的保序性不同。
面向连接通信具有数据的保序性，也就是能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致，因此传输的可靠性好，但协议复杂，通信效率不高；无连接通信不能保证数据的顺序性，可能出现乱序、重复与丢失的现象，因此传输的可靠性不是很好，但协议简单，通信效率较高。
第2章
一．填空题：
17.数据可以分为_____模拟_____数据和_____数字_____数据。
18.在数字通信信道上直接传输基带信号的方法称为_____基带传输_____。
19.在模拟通信信道上通过调制解调器传输模拟信号的方法称为____频带传输______。
20.在一条通信线路中信号可以双向传送，但一个时间里只能向一个方向传送的方法称为_____半双工通信_____。
21.目前的局域网中常使用星型结构连接，采用的通信介质是_____双绞线_____。
22.多路复用技术可以分为___频分复用______、___波分复用______和___时分复用______等方式。
23.___曼彻斯特_______编码中每一个比特都有一个跳变，不会出现直流分量，该编码方法已经得到广泛应用，是局域网的标准编码。
网卡充当了实现这一编码的角色。
24.调制解调器的作用是实现____数字___信号和___模拟____信号之间的转换。
25.ADSL技术解决了个人用户连接Internet的宽带接入问题，DSL是数字用户线的意思，而A含义为非对称，是指数据的上行和下行带宽是不对称的，上行带宽_____小于_____（小于、等于或大于）下行带宽。
26.DSL称为______数字用户线____________，ADSL称为不对称数字用户线，它可实现基于电话线的宽带上网，这里的不对称是指___上行和下行带宽是不对称的，且下行带宽大于上行带宽_________________________________。
27.
下图为曼彻斯特编码，表示的二进制数据为：
_____01011___。
28.假设曼彻斯特编码的比特串为100110，请画出对应的方波图。
二．问答和计算题：
1.曼彻斯特编码编码有何优缺点？
试写出一串比特数为0110100数据的NRZ码（非归零码）、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码三种波形。
答：
曼彻斯特编码优点:
（1）每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是T/2或T，利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号，因此曼彻斯特编码信号称为“自含时钟编码”信号，发送曼彻斯特编码信号时无需另发同步信号。
（2）曼彻斯特编码信号不含直流分量。
主要缺点是效率比较低。
比特数为0110100数据的NRZ码（非归零码）种波形:
2.假设需要在相隔1000km的两地间传送3kb的数据。
有两种方式：
通过地面电缆以4.8kb/s的数据传输速率传送或通过卫星通信以50kb/s的数据传输速率传送。
则从发送方开始发送数据直至接收方全部收到数据，哪种方式的传送时间较短？
已知电磁波在电缆中的传播速率为光速的2/3（光速=3*105km/s），卫星通信的端到端单向传播延迟的典型值为270ms（ms是毫秒）。
从发送方开始发送数据直至接收方收到全部数据的时间T=数据发送时延+信号传播时延。
对于通过地面电缆的传送方式，电磁波在电缆中的传播速率=3*105km/s*2/3=2*105km，则T=3/4.8+1000/200000=0.63（s）。
对于通信卫星的传送方式，T=3/50+270/1000=0.33（s）。
因此，采用卫星的总传送时间较短。
第3章
一．填空题：
1.数据链路层的最基本功能是向该层用户提供____可靠____、___透明____的数据传输基本服务。
2.数据链路层传送的基本数据单元称为_____帧（Frame）____。
3.帧同步是指数据的接收方应当从接收到的__比特流______中准确地区分帧的起始与终止。
在数据链路层，数据的传输单元是帧，其目的之一就是为使传输发生___差错______后只将有错的有限数据进行重传。
4.在PPP协议中，___链路控制协议（LCP）_____被用来建立、配置、管理和测试数据链路连接；而___网络控制协议（NCP）_____被用来建立和配置不同的网络协议。
5.PPP帧的起始和结束标志都是0x7e，对应的二进制数为_____1111110___。
若在信息字段中出现与此相同的字符，必须进行填充。
在同步数据链路中，采用___HDLC零比特填充（采用硬件来完成零比特填充____方法进行填充；在异步数据链路中，采用__字符填充_____方法进行填充。
6.PPP协议使用同步传输（是指一连串的比特连续传送）技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填充后变成比特串是_011011111011111000______。
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的比特串为_00011101111111111110（去掉2个零）______。
7.以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了____多路访问协议______协议。
8.在IEEE802.3标准中，规定了如下以太网，即10Base-5、10Base-2和_10Base-T_______。
9.在以太网中，中继器处于___物理_____层。
10.一个办公室中有多台计算机，每个计算机都配置有网卡，并已经购买有一台网络集线器和一台打印机，一般组成局域网使用的传输介质是____双绞线____。
11.在采用集线器连接的Ethernet局域网中，物理上采用的是__星型____拓扑结构，而逻辑上采用的是___总线型___拓扑结构。
12.带有冲突检测的载波监听多点接入技术是为了减少__冲突______，是在源结点发送数据帧之前，首先监听信道是否___空闲_____，如果监听到信道上有载波信号，则_____推迟____发送数据帧。
其工作原理可以简单地概括为__先听后发_____、___边听边发____、___冲突停止____、__延迟重发____。
13.IEEE制定了一系列用于局域网的国际标准，称为IEEE802标准，在IEEE802.3规定中，在最小帧的长度为512b，传输速率为100Mb/s时，局域网最大覆盖半径为___512*2/2=512（m）_____（假设信号在网络上的传播速率为200000km/s）。
14.我们所说的网络中计算机的MAC地址就是指计算机的_物理地址_________，它由_____32___比特组成，在Windows操作系统的DOS模式下，查看该地址的命令是___ipconfig/all_________。
15.透明网桥采用____自学习____算法以建立转发表（又称散列表），并根据该转发表以转发帧。
16.发送方准备发送的信息位为1010101，采用CRC校验算法，生成多项式G（x）=X4+X3+X2+1，发出的校验位为___10110110_______。
二．问答和计算题：
1.已知某通信信道的误码率为10-5，每个帧的长度为10kbit，试问：
若差错为单比特错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？
答：
根据定义：
传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率
误码率=x/帧总长度
X=10-5*10000=0.1bit，即为1个数据帧会出现0.1个比特的错误，也可以说为10个数据帧将出现1个比特的错误，而一个比特错的那个帧就是错帧，因此传送帧的平均出错率为：
1（帧）/10（帧）=0.1=10%。
2.在数据传输过程中，若接收方收到的二进制比特序列为10110011010，通信双方采用的协商多项式为G（x）=x4+x3+1，则该二进制比特序列在传输中是否出现了差错？
如果没有出现差错，发送数据的比特序列和CRC校验码的比特序列分别是什么？
答：
10110011010比特序列在传输中没有出现差错。
后四位1010就是CRC校验码
3.要发送的数据比特序列为1010001101，CRC校验采用协商多项式为G（x）=x5+x4+x2+1，计算CRC校验码？
答：
除数是：
110101
被除数是：
1010001101+00000（除数6位减1得到5个0）
即为：
101000110100000
剩下的5位01110，就是CRC校验码。
因此被传输的比特流是：
101000110101110
4.一个PPP的帧的数据部分（即信息部分）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）？
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7EFE277D7D657E
5.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。
在Ethernet中采用带有冲突检测的载波监听多点接入即CSMA/CD的控制方法，为了使发送结点能够在发送数据时间检测到可能最晚到来的冲突信号，必须规定数据帧的最小长度。
怎么理解呢？
最晚到达的冲突信号是2（称为争用期），在2时间里，如果监听到冲突，则发送方停止发送，线路中的数据帧长度一定是小于：
2*数据传输速率（因为发送停止），该长度的帧就是一个废帧而丢弃，因此线路上传的数据帧长度必须大于等于：
2*数据传输速率。
计算如下：
=1000m/200000000（m/s）=0.000005（s）2=2*0.000005=0.00001
帧最小长度=2*1Gb/s=0.00001s*1000000000（b/s）=10000（b）
相当于10000/1024≈=9.77字节。
6.有10个站连接到以太网上。
试计算以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个站点共享10Mb/s带宽，平均每个站点为：
10/10=1Mb/s带宽。
（2）10个站点共享100Mb/s带宽，平均每个站点为：
100/10=10Mb/s带宽。
（3）以太网交换机允许站点独占端口的带宽，所以每个站点独享10Mb/s带宽
7.以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了CSMA/CD协议,其含义是什么？
简述以太网（Ethernet）的“载波监听”和“碰撞检测”的内容。
为什么说在星型网络中，随着接入的计算机越来越多，网络性能将随之降低？
---（可说为扩大网络规模）
（1）CSMA/CD是一个英文缩写，它的含义是载波监听多点接入/碰撞检测，是以太网的工作模式。
（2）载波监听：
是指发送前先监听，即每一个站点在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站点在发送数据，如果有，则暂时不发送数据，要等到信道变为空闲时再发送，而且在发送时，还能边发送边监听。
碰撞检测：
是指边发送边监听时，如果发现与网卡连接的信道上的信号电压发生突增（因信号相互叠加所致）并超过某一个域值，则认为至少有两个站点同时在发送数据，表明产生碰撞，碰撞的信号因失真而无效，因此正在发送信号的站点将立即停止发送，等待下一个随机时间再次发送。
（3）星型网实际上属于总线型网络，采用CSMA/CD协议，该协议认为相互碰撞的信号是无效的，显然，随着接入网络的计算机增多，碰撞概率就越大，对于传统的共享式局域网来说，性能就会降低。
为了克服这一问题，目前一般采用交换式局域网（核心设备是局域网交换机），以实现数据的并发传输。
8.有一个连接10台计算机的网络，其中5台连接到一个Ethernet集线器上，另外5台连接到另一个集线器Ethernet上，两个集线器连接到一个交换机Switch上，而该交换机又通过一个路由器Router连接到另一个配置相同的远程办公室。
那么，该交换机将能获知多少个MAC地址？
答：
该交换机共可以获知11个MAC地址，这包括10台计算机的MAC地址和一台路由器的MAC地址。
集线器不是工作在第2层的连接设备，因此没有MAC地址。
另外，交换机仅仅能用于本地局域网，因此不知道本地路由器以外的其他MAC地址。
9.
现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个网桥连接起来，如下图所示。
每一个网桥的两个端口号都标明在图上。
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，即H1发送给H5，H3发送给H2，H4发送给H3，H2发送给H1。
试将有关数据
填写在下表中。
发送的帧
网桥1的转发表
网桥2的转发表
网桥1的处理
网桥2的处理
站地址
端口
站地址
端口
（转发?
丢弃?
登记?
）
（转发?
丢弃?
登记?
）
H1-->H5
MAC1
1
MAC1
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
H3-->H2
MAC3
2
MAC3
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
H4-->H3
MAC4
2
MAC4
2
写入转发表，丢弃不转发
写入转发表，转发
H2-->H1
MAC2
1
写入转发表，丢弃不转发
接收不到这个帧
第4章
一．填空题：
1.在广域网中，网络层提供了____数据报_______和___虚电路________两种服务，在当今的因特网中，主要使用___数据报_______服务功能，网络层不提供可靠的传输服务，而是把通信的可靠性交给端到端的用户主机来处理。
2.以太网数据链路层上的数据帧又称为___MAC帧_______，在装配帧时除了在首部加上控制信息外，还有在原始数据的尾部加上___帧检验序列FCS_______。
IP数据报是工作在__网络_____层的最小传输单位，在构造IP数据报时，只在原始数据的_____首部____加上控制信息。
3.路由器是工作在____网络_____层的网络互联设备，使用它互联的两个局域网的___物理___层和____数据链路____层的协议可以是不同的。
4.IP数据报交给数据链路层就被封装为___MAC帧_____，该数据使用的是物理地址而不是逻辑IP地址。
5.从已知的IP地址找出对应物理地址的映射时所采用的协议是___ARP（地址解析协议）_____。
6.一个32比特的二进制地址，用软件实现、并在全局唯一地定义接入网络的一个主机或路由器。
这个地址我们称为___IP地址_____。
7.因特网中IP地址常用的三种类别分别是A类、B类和C类，其标识是网络号字段的最前面若干比特，若用二进制数表示，则A类、B类和C类地址的特征标识分别为__0____、__10___和___110__比特。
对于B类地址，最大的主机数是___65534（216-2）_______。
8.IP地址的主机部分如果全为1，则表示___直接广播______地址，IP地址的主机部分若全为0，则表示___网络______地址，因此这两种地址都属于保留地址。
第一个字节为127的IP地址（例如，127.0.0.1）被称为______环回测试______地址，因此也属于保留地址。
9.将IP地址110010*********10111100000101101按照点分十进制应该表示为____202.93.120.45________，这是一个____类IP地址，所属的网络号（即网络地址）为___C____，该地址所对应的默认子网掩码是_255.255.255.0_______。
10.在IPv4版本中，IP地址是一个层次结构（即两级IP地址或三级IP地址），设某台主机的IP地址为117.23.43.12，则该主机所在的网络地址是_117.23.0.0_________，如果另一台主机的IP地址是192.168.1.51，则该主机所在的网络地址是___192.168.1.0_____，而默认的子网掩码是__255.255.255.0_______。
11.某计算机IP地址是208.37.62.23，那么该计算机在____C___类网络上，如果该网络的子网掩码（又称地址掩码）为255.255.255.240，问该网络最多可以划分__240__子网，每个子网最多可以有____14____台主机。
12.采用子网划分后，IP地址的组成结构为______网络号+子网号+主机号_____________，子网划分导致实际可分配的IP地址数目减少。
13.在Internet中，IP数据报的交付可分为两种方式，分别是__直接交付______和___间接交付_____。
14.路由器是一个具有多个输入端口和多个输出端口，用于__转发分组________的专用计算机系统。
15.根据网络的当前状态信息来进行路由选择，这种算法称为__动态路由选择算法_______，也称为自适应路由选择算法。
16.路由信息协议（RIP）是内部网关协议中广泛采用的一种基于
（1）__距离矢量路由算法______的协议，其最大的优点是
（2）_简单_______。
RIP规定分组每经过一个路由器，跳数就增加1，在实际使用中，一条路径上最多可包含的路由器是（3）_____15___个。
17.一种分布式的、基于链路状态的内部网关协议，克服了RIP协议的缺点，能很好的应用于大规模、拓扑变化快的互联网络环境。
这种内部网关协议称为：
OSPF（即开放最短路径优先协议）_____。
二．问答和计算题：
1.在地址解析中，网关（gateway，这里的网关是指工作在网络层的路由器）的作用是什么？
答：
一个子网中的与其他网络通过接口连接的边界设备称为网关。
每当子网中的一个设备（或一个结点）需要发送消息到所在子网外的另一个设备（或一个结点）时，将消息发送给网关，然后网关将信息发往目的网络或目的
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