计算机网络课后作业.docx
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计算机网络课后作业
计算机网络课后作业
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。
1-13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。
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
1-17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2×108m/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。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？
解：
（1）发送时延：
ts=107/105=100s
传播时延tp=106/（2×108）=0.005s
（2）发送时延ts=103/109=1µs
传播时延：
tp=106/（2×108）=0.005s
结论：
若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
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。
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。
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。
1-24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。
1-26试解释以下名词：
协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
答：
实体（entity）表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户是服务
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
协议栈:
指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.
对等层:
在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.
协议数据单元:
对等层实体进行信息交换的数据单位.
服务访问点:
在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.
2-04试解释以下名词：
数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。
答：
数据：
是运送信息的实体。
信号：
则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：
运送信息的模拟信号。
模拟信号：
连续变化的信号。
数字信号：
取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：
取值为不连续数值的数据。
码元（code）：
在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
单工通信：
即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
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
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
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
3-01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
3-02
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。
3-03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。
3-04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
3-05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。
3-06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
3-31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
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
（转发丢弃登记）
B2的处理
（转发丢弃登记）
地址
接口
地址
接口
A→E
A
1
A
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
C→B
C
2
C
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
D→C
D
2
D
2
写入转发表，丢弃不转发
转发，写入转发表
B→A
B
1
写入转发表，丢弃不转发
接收不到这个帧
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。
7.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。
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）。
4
5
0
28
1
0
0
4
17
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
21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
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
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
数据报片3
1040
1020
0
370
第五章传输层
5—01试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别为什么运输层是必不可少的
5—02
答：
运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，但网络层是为主机之间提供逻辑通信（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
5—03网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？
答：
网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。
但提供不同的服务质量。
5—04当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？
答：
都是。
这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
5—05为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的？
答：
发送方UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。
UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
接收方UDP对IP层交上来的UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
发送方TCP对应用程序交下来的报文数据块，视为无结构的字节流（无边界约束，课分拆/合并），但维持各字节
5—06端口的作用是什么为什么端口要划分为三种
5—07
答：
端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
熟知端口，数值一般为0~1023.标记常规的服务进程；
登记端口号，数值为1024~49151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程；
5—08在停止等待协议中如果不使用编号是否可行为什么
5—09
答:
分组和确认分组都必须进行编号，才能明确哪个分则得到了确认。
5—10 假定TCP在开始建立连接时，发送方设定超时重传时间是RTO=6s。
（1）当发送方接到对方的连接确认报文段时，测量出RTT样本值为1.5s。
试计算现在的RTO值。
（2）当发送方发送数据报文段并接收到确认时，测量出RTT样本值为2.5s。
试计算现在的RTO值。
答：
（1）据RFC2988建议，RTO=RTTs+4*RTTd。
其中RTTd是RTTs的偏差加权均值。
初次测量时，RTTd
（1）=RTT
（1）/2；
后续测量中，RTTd（i）=（1-Beta）*RTTd（i-1）+Beta*{RTTs-RTT（i）}；
Beta=1/4
依题意，RTT
（1）样本值为1.5秒，则
RTTs
（1）=RTT
（1）=1.5sRTTd
（1）=RTT
（1）/2=0.75s
RTO
（1）=RTTs
（1）+4RTTd
（1）=1.5+4*0.75=4.5（s）
（2）RTT
（2）=2.5RTTs
（1）=1.5sRTTd
（1）=0.75s
RTTd
（2）=（1-Beta）*RTTd
（1）+Beta*{RTTs
（1）-RT
（2）}=0.75*3/4+{1.5-2.5}/4=13/16
RTO
（2）=RTTs
（1）+4RTTd
（2）=1.5+4*13/16=4.75s
6-02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？
答:
域名系统的主要功能：
将域名解析为主机能识别的IP地址。
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。
6-03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？
答：
（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。
第一章
1三网具体指是？
答:
“三网”融合中的三网是指电信网络、有线电视网络和计算机网络
2简介常用的两种通信方式
。
答:
1客户服务器方式（C/S方式）
2对等方式（P2P方式）
3三种数据交换方式是？
并简单说明不同
答。
特点
电路交换
报文交换
分组交换
通信线路利用率
低
较高
高
灵活性（适应性）
差
较好
好
可靠性
好
较好
较好
时延
小
大
较小
4计算机网络的性能指标是？
答1.速率2.带宽3.吞吐量4.时延5.时延带宽积6.利用率
5不同作用范围的计算机网络可分为哪几类？
答:
广域网WAN（WideAreaNetwork）
局域网LAN（LocalAreaNetwork）
城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）
个人区域网PAN（PersonalAreaNetwork）
第二章
1物理层的主要任务是？
答:
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性
简述物理层的特性。
机械特性电气特性功
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