计算机网络课后习题谢希仁doc.docx

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计算机网络课后习题谢希仁doc

课后习题及答案

1-3、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：

电路交换，它的主要特点是：

①在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽，即采用的是静态分配策略；②通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而重要的通信是不利的。

显然，这种交换技术适应模拟信号的数据传输。

然而在计算机网络中还可以传输数字信号。

数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可储性。

这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送，而且可以进行再加工、再处理。

③计算机数据的产生往往是“突发式”的，比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时，或计算机正在进行处理而未得出结果时，通信线路资源实际上是空闲的，从而造成通信线路资源的极大浪费。

据统计，在计算机间的数据通信中，用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。

另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同，采用电路交换就很难相互通信。

分组交换的优点：

高效、灵活、迅速、可靠

分组交换的缺点：

①分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

②分组必须携带的首部造成了一定的开销。

报文交换的优点：

传送数据前不必先占用一条端到端的通信资源。

报文交换的缺点：

传送传输时延最大，报文大小不确定，无法确定交换器的容量。

1-12、计算机网络有哪些常用的性能的指标？

答

（1）速率：

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。

（2）带宽：

网络的通信线路所能传送数据的能力。

（3）吞吐量：

单位时间内通过某个网络的数据量。

（4）时延：

数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。

（5）时延带宽积：

传播时延与带宽的乘积。

（6）往返时间：

从发送方发送数据到其收到接受方的确认所需时间，与发送的分组长度有关。

（7）利用率：

有信道利用率和网络利用率两种

1-19、试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：

所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。

各层的主要功能：

（1）应用层

应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。

应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（useragent）,来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。

（2）运输层

任务是负责主机中两个进程间的通信。

因特网的运输层可使用两种不同的协议。

即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。

面向连接的服务能够提供可靠的交付。

无连接服务则不能提供可靠的交付。

只是best-effortdelivery.

（3）网络层

网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

（4）数据链路层

数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame），在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。

（5）物理层

物理层的任务就是透明地传输比特流。

“透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。

物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，接收端如何识别出这是“1”而不是“0”。

物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。

2-6、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

2-7、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。

常用的信道复用技术有：

频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用、码分复用等

2-18、试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。

FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.

答：

FDM（frequencydivisionmultiplexing）

TDM（TimeDivisionMultiplexing）

STDM（StatisticTimeDivisionMultiplexing）

WDM（WaveDivisionMultiplexing）

DWDM（DenseWaveDivisionMultiplexing）

CDMA（CodeWaveDivisionMultiplexing）

SONET（SynchronousOpticalNetwork）同步光纤网

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）同步数字系列

STM-1（SynchronousTransferModule）第1级同步传递模块

OC-48（OpticalCarrier）第48级光载波

2-9、码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？

这种复用方法有何优缺点？

答：

各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。

占用较大的带宽。

3-10、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

原因：

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。

3-13、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。

3-14、以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。

这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

答：

传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突大。

4-3、作为中间系统,转发器（中继器）、网桥、路由器和网关有何区别?

解答：

转发器：

是物理层中间设备。

主要作用是在物理层中实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。

网桥：

是数据链路层的中间设备。

主要作用是根据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。

路由器：

网络层的中间设备。

作用是在互连网中完成路由选择的功能。

网关：

网络层以上的中间系统。

作用是在高层进行协议的转换以连接两个不兼容的系统。

4-4、试简单说明以下协议的作用:

IP、ICMP、ARP.

解答：

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。

ARP协议：

完成IP地址到MAC地址的映射。

ICMP：

允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

从而提高IP数据报交付成功的机会.

4-5、IP地址分为几类?

各如何表示?

IP地址的主要特点是什么?

IPv4地址长32位,可分为5种类型,除最高5位状态为11110的E类地址保留外,最高位为0的IP地址属于A类地址;最高2位为10,则属于B类;最高3位为110称为C类地址;D类则作为组播地址,最高4位状态为1110.下面进一步讨论A、B、C三类地址:

IP地址分为网络号与主机号两部分,每个网络号标识一个网络,主机号标识每个网络中的某个主机.将32位IP地址分为4个8位码段,A类IP地址的网络号占最高一个码段,其余三个码段代表主机号,因此使用A类IP地址的A类网络的特点是网络数少,每个网络支持的主机多.A类网络的有效网络号范围为00000001到01111110,网络地址的十进制表示为1.x.x.x到126.x.x.x,x取值0到255.网络号0和127被保留,0代表整个Internet网络,127可用于任意一台主机的环回测试.另外,网络号10可用作内部专网.共有125个A类网络可供分配.

B类地址的网络号和主机号各占两个码段,网络地址范围为128.x.x.x到191.x.x.x,最多有214-2=16382个B类网络.每个网络可支持65534台主机,主机号为0代表整个网络,全1为广播地址.网络号172.16至172.31共16个B类网络保留给内部专网使用.

C类地址和A类地址正好相反,主机号占地址最低1个码段,其余3个码段都表示网络号,网络地址范围为192.x.x.x到223.x.x.x,221-2=2097150个C类网络.每个网络支持主机最多254个.共有256个C类网络保留给内部专网,网络号为192.168.0到192.168.255.可以使用子网掩码,动态调节网络号和主机号,比如,可以使用掩码255.255.255.192将一个C类网络划分成4个子网,也可使用掩码255.255.254.0通过无类别域间路由协议CIDR将两个C类网络合并为一个可支持510个主机的网络.IP地址具有以下一些特点:

（1）IP地址是一种非等级的地址结构,也就是说,和电话号码的结构不同,IP地址

不能反映任何有关主机位置的地理信息.

（2）当一个主机同时连接到两个网络时,该主机就必须具有两个相应的IP地址.其网络号net-id是不同的.这种主机称为多穴主机（multihomedhost）.

（3）由于IP地址中含有网络号,因此严格地讲,IP地址不仅是指明一个主机（或路

由器）,而且指明了一个主机（或路由器）到一个网络的连接.

（4）与某个局域网相连接的主机或路由器的IP地址中的网络号都必须是一样的.

（5）路由器总是具有两个或两个以上的IP地址.

（6）按照Internet的观点,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相同的网络号.

（7）在IP地址中,所有被分配了网络号的网络,不管是地域很小的局域网还是覆盖

了很大地理范围的广域网,都是平等的.

（8）IP地址有时也可以用来指明单个网络的地址,此时只要将该IP地址的主机号置为全0即可.

4-7、试说明IP地址与网络硬件地址的区别.为什么要使用这两种不同的地址?

解答:

一台主机的IP地址是该主机在经过IP层抽象的互联网上的全局地址,网络硬件地址也称MAC地址,是该主机在具体物理网络上的地址.在互联网上看到的是IP数据报,执行IP协议的路由器根据数据报中的IP地址选择路由,并通过该路由器将IP数据报转发到下一跳.具体的物理网络的链路层看到的是MAC帧,IP数据报被封装进MAC帧中,按照MAC帧中目的MAC地址寻址.因此两个地址同时都需要使用.

4-10、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

答案：

（1）128.36.199.3B类网

（2）21.12.240.17A类网

（3）183.194.76.253B类网

（4）192.12.69.248C类网

（5）89.3.0.1A类网

（6）200.3.6.2C类网

4-13、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。

4-18、有如下的四个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24，212.56.133.0/24。

212.56.134.0/24，212.56.135.0/24

答：

212=（11010100）2，56=（00111000）2

132=（10000100）2，

133=（10000101）2，

134=（10000110）2，

135=（10000111）2，

所以共同的前缀有22位，即1101010000111000100001，聚合的CIDR地址块是：

212.56.132.0/22

4-20、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。

答案：

（1）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12匹配

（2）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配

（3）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配

（4）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配

4-24、已知地址块中的一个地址是140.120.84.24/20。

试求这个地址块中的最小地址和最大地址。

地址掩码是什么？

地址块中共有多少个地址？

相当于多少个C类地址？

140.120.84.24?

?

140.120.（01010100）.24

最小地址是140.120.（01010000）.0/20（80）

最大地址是140.120.（01011111）.255/20（95）

地址数是4096.相当于16个C类地址。

4-27、试简述RIP、OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。

答案：

RIP（RoutingInformationProtocol）协议是一个基于距离向量的分布式路由选择协议,其最大优点是就是简单.RIP将距离定义为目的网络所经过的路由器数目（跳数）,每经过一个路由器,跳数加1.RIP认为一个好的路由就是跳数少,即距离短.RIP主要特点有:

（1）RIP只适用于小型网络,最大跳数为15,当跳数为16则认为不可达;

（2）RIP只能在两个网络之间选择一条路由,不能同时使用多条路由;（3）RIP让互联网中所有路由器每隔30秒向相邻路由器广播自己的整个路由表,各路由器根据交换的距离信息,修改各自的路由表;（4）RIP使用运输层的用户数据报UDP进行传送信息.

OSPF克服了RIP限制网络规模、交换完整路由信息开销大、路由更新过程收敛时间过长等缺点,但要复杂得多.之所以称为开放最短路径优先,表明是一种公开发表的协议,并使用了Dijkstra最短路径算法.OSPF最主要的特征就是它是一种分布式链路状态协议,而不是RIP那样的距离向量协议.OSPF要点如下:

（1）所有路由器都维持一个链路状态数据库,即整个互联网拓扑的有向图;

（2）每个路由器使用链路状态数据库中的数据计算出自己的路由表;（3）只要网络拓扑发生变化,将引发链路状态数据库快速更新,各路由器重新计算出新的路由表,更新过程收敛快是OSPF主要优点;（4）OSPF依靠各路由器之间交换更新的链路状态信息,维持全网范围内链路状态数据库的一致性（链路状态数据库同步）;（5）OSPF不用UDP而是直接使用IP数据报来传送信息.

BGP基本上也是一个距离向量协议,但与RIP这样的其它距离向量协议有很大区别.BGP中将连接网络的路由器称为站,BGP不是保留通往每个目的站的费用,而是保留到达该目的站的完整路由.BGP也不是把每一个可能的目的站的费用周期性地通知其邻站,而是将它使用的每一个路由告诉邻站.邻站指接在同一个子网的两个路由器,若两个邻站分属于两个不同的自治系统,而其中一个邻站想和另一个邻站定期交换路由信息,则应该有一个商谈过程,该过程称为邻站获取（通过Open和keepalive报文实现）.一旦邻站关系建立,需要用邻站可达性过程（彼此周期性交换keepalive报文）来维持.每个路由器维护一张含有所能到达的子网以及到此子网的最佳路由的路由表,当路由表发生变化时,路由器执行网络可达性过程,用广播方式对所有BGP路由器发出一个Update报文.BGP解决了通常的距离向量路由选择算法中路由更新过程收敛慢的问题

5-8、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。

5-9、端口的作用是什么？

为什么端口要划分为三种？

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；客户端口号或短暂端口号，数值为49152~65535，留给客户进程选择暂时使用。

当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态端口号。

通信结束后，这个端口号可供其他客户进程以后使用。

6-3、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。

6-17、试简述SMTP通信的三个阶段的过程。

答：

1.连接建立：

连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的。

SMTP不使用中间的邮件服务器。

2.邮件传送：

邮件的发送从MAIL命令开始。

3.连接释放：

邮件发送完毕后，SMTP应释放TCP连接。

7-1、计算机网络都面临哪几种威胁？

主动攻击、被动攻击的区别是什么？

对于计算机网络的安全措施有哪些？

计算机网络上的通信面临四种威胁：

截获、中断、篡改、伪造。

区别：

a.在被动攻击中，攻击者只是观察和分析某一个协议数据单元PDU而不干扰信息流。

主动攻击是指攻击者对某个连接中通过的PDU进行各种处理。

b.主动攻击可以采取适当措施加以检测，但被动攻击通常检测不出来。

c.对付被动攻击可采用各种数据加密技术，但对付主动攻击，则需将加密技术与适当的鉴别技术相结合。

安全措施：

保密性、安全协议的设计、访问控制

7-9、试述数字签名的原理。

数字签名的原理：

先生成一个密码a，用自己私钥对a进行非对称加密，然后，再用对方的公钥对加密后的数据进行非对称加密，生成密文b，然后，用密码a对文档进行对称加密，生成密文c，把b、c发给对方，对方收到b、c后，解密。

解密过程正好相反。

将b用自己的私钥解密，再用对方的公钥解密，解出密码d，再用密码d对c解密。

这样可以保证合法性，只有自己有自己的私钥，用对方的公钥加密后，只有对方用他的私钥才解得开。

参考题及答案

1、“尽最大努力交付”服务的特点

答：

尽最大努力交付并不是表示路由器可以任意丢弃分组，实质上是不可靠交付。

网络层不提供服务质量的承诺。

网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。

因特网的网络本身只能提供“尽最大努力交付”服务.而要传送多媒体信息，网络又必须具有一定的服务质量，使网络具有一定服务质量的措施有：

①分类，如区域服务②管制③调度④呼叫接纳⑤加权公平排队。

2、网桥的工作原理及优缺点。

（XX）

答：

数据链路层互联的设备是网桥,在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，用来实现多个网络系统之间的数据交换。

优缺点如题7

3、电路交换、分组交换特点。

（pptCH1-5ed第39页）

答：

电路交换：

①两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

②电路交换必定是面向连接的。

③电路交换的三个阶段：

建立连接、通信、释放连接。

分组交换：

在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

4、局域网拓扑结构的优点。

（pptCH3-5ed第39页）

答：

局域网的拓扑结构有星形网、总线网、环形网、树形网。

局域网具有如下特点：

①具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。

局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

②便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。

③提高了系统的可靠性、可用性和残存性。

5、二进制指数类型算法内容（pptCH3-5ed第61页）

答：

发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。

第i次退避就在22+i个时隙中随机地选择一个.

6、MAC帧有哪些情况下无效。

（pptCH3-5ed第88页）

答：

①数据字段的长度与长度字段的值不一致；

②帧的长度不是整数个字节；

③用收到的帧检验序列FCS查出有差错；

④数据字段的长度不在46~1500字节之间。

⑤有效的MAC帧长度为64~1518字节之间。

⑥对于检查出的无效MAC帧就简单地丢弃。

以太网不负责重传丢弃的帧。

7、网桥和集线器的优缺点和不同之处。

（pptCH3-5ed第93页）

答：

用网桥的

优点：

①过滤通信量。

②扩大了物理范围。

③提高了可靠性。

④可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太网）的局域网

缺点：

①存储转发增加了时延。

②在MAC子层并没有流量控制功能。

③具有不同MAC子层的网段桥接在一起时时延更大。

④网桥只适合于用户数不太多（不超过几百个）和通信量不太大的局域网，

否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。

这就是所谓的广播

风暴。

用集线器的

优点：

①使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的信。

②扩大了局域网覆盖的地理范围。

缺点：

①碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。

②如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连

起来

不同之处：

①集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。

②网桥在转发帧之前必须执行CSMA/CD算法。

8、T1、E1载波速率。

（书P47）

答：

TI速率：

1.544Mb/s，E1速率：

2.048Mb/s。

9、OSI/RM模型中各层的功能。

答：

自下而上为

①物理层：

透明的传送比特流，提供网络的物理连接；

②数据链路层：

在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据；

③网络层：

选择合适的路由，使发送站所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的地；

④传输层：

实现端到端之间的透明传输；

⑤会话层：

对数据传输进行管理，在两个相互通信的进程之间建立组织和协调器交互；

⑥表示层：

将欲交换的数据从合适于某一用户的抽象语法，变换为适合系统内部使用的传送语法；

7应用层：

提供用户应用的网络服务，建立程序到程序的通信。

10、网络整个体系中核心设备。

（pptCH1-5ed第37页）

答：

核心设备是路由器

11、内、外部网关协议各包含几种，其特点和区别。

（pptCH4-5ed第148页，书P103）

答：

内部网关包括RIP和OSPF等,外部网关就BG