计算机网络与因特网117章课后习题答案.docx

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计算机网络与因特网117章课后习题答案

6.1

假设两台计算机轮流在一个64000bps的共享信道上以时分多路复用的方式发送1000字节的包。

如果在一台计算机停止发送到另一台计算机开始发送之间需要100微秒，那么两台计算机都传输一个1MB的数据文件共需多少时间？

包：

1024×1024/1000=1048.576即1049个

每个包时间：

1000×8/64000＝0.125（s）

一台计算机传输一个包所需要时间：

1049×0.125＝131.125（s）

总的间隔时间：

（1049×2－1）×100×10－6＝0.2097（s）

总时间：

（131.125×2）＋0.2097＝262.4597（s）

6.2在上题中，计算如果两台计算机串行传输需要多少时间。

（假设同一台计算机发送的两个包之间至少有5微秒的延时。

）

131.125×2＋（1048×2×5＋100）×10－6＝262.26048（s）

6.7假设一个面向字符的传输系统中发生故障的硬件把要传输的位置为0。

奇偶校验位是否能检测出这种差错？

为什么？

不一定，这种方式不一定能检验出错误，如果有偶数位出错无法查出，如果有奇数位出错，可以检验出。

什么是校验和？

什么是CRC？

校验和：

在数据处理和数据通信领域中，用于校验目的的一组数据项的和。

这些数据项可以是数字或在计算检验的过程中看作数字的其它字符串。

CRC：

是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。

在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码（CRC码），附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。

在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。

发送方编码方法：

将P（x）乘以xr（即对应的二进制码序列左移r位），再除以G（x），所得余式即为R（x）。

用公式表示为T（x）=xrP（x）+R（x）　　接收方解码方法：

将T（x）除以G（x），如果余数为0，则说明传输中无错误发生，否则说明传输有误。

对有效数据“Hello！

”，应用校验和得的方法，分别按照4位，8位进行校验计算，给出二进制表示的校验和，并给出基本校验过程。

Hello！

（48，65，6C，6C，6F，21）

4位：

4＋8＋6＋5＋6＋C＋6＋C＋6＋F＋2＋1＋carry＝8（H）＝1000（B）进位加到末位中

8位：

48＋65＋6C＋6C＋6F＋21＋carry＝17（H）＝00010111（B）

7.5假设一个1兆字节的文件必须在网络上传输。

忽略存取等待和其他开销引起的时延（即只计算数据传输时间），在以太网、LocalTalk网、快速以太网或FDDI网上传输分别需要多少时间？

7.6以太网标准规定了最小与最大的帧尺寸。

与电气工程师讨论一下为什么最小尺寸是必须的？

（提示：

只有1位的消息对硬件来说会怎么样？

）

保证在冲突时能够检测到该帧。

（1）以CSMA/CD作为MAC算法的一类LAN称为以太网。

CSMA/CD冲突避免的方法：

先听后发、边听边发、随机延迟后重发。

一旦发生冲突，必须让每台主机都能检测到。

关于最小发送间隙和最小帧长的规定也是为了避免冲突。

当一个节点发送数据出去后，要一直监听这个数据包的状态，也就是要保证第一个字节的数据发送开始到最后一个字节结束都要有数据在发送，不然就监听不到错误，如果有错误数据要重发。

所以，为了满足数据在发送结束期间都能被正常的监听到，要一个最小的帧长度。

局域网有哪几种拓扑结构，各有什么特点？

分别举出具有代表性的网络。

总线型拓扑结构：

是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上，结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。

优点：

结构简单布线容易、可靠性较高，易于扩充，节点的故障会殃及系统，是局域网常采用的拓扑结构。

缺点：

所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈；出现故障诊断较为困难。

另外，由于信道共享，连接的节点不宜过多，总线自身的故障可以导致系统的崩溃。

最著名的总线拓扑结构是以太网

星型拓扑结构

是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。

这种结构适用于局域网，特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。

这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。

优点：

结构简单、容易实现、便于管理，通常以集线器作为中央节点，便于维护和管理。

缺点：

中心结点是全网络的可靠瓶颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。

应用ATM

环形拓扑结构

各结点通过通信线路组成闭合回路，环中数据只能单向传输，信息在每台设备上的延时时间是固定的。

特别适合实时控制的局域网系统。

优点：

结构简单，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定。

缺点：

环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈，任意结点出现故障都会造成网络瘫痪，另外故障诊断也较困难。

最著名的环形拓扑结构网络是令牌环（TokenRing）

简述以太网的工作原理。

（8.6）

（1）拓扑结构

（2）介质访问机制

（3）编码方式

8.2差错有时会导致这样的情况，网上的两个站点分配相同的硬件地址。

这样的差错在使用可配置的地址、动态地址及静态地址的网络上分别由谁负责？

静态—静态编址方案（staticaddressingscheme）依赖硬件厂商对每一个网络接口硬件分配一个唯一的物理地址。

静态物理地址不会改变，除非硬件被更换。

可配置—可配置编址方案（configurableaddressingscheme）提供可由用户设置物理地址的机制。

该机制可以是手工的（例如当接口首次安装时必需配置开关）也可以是电子的（例如

非易失性内存，如EPROM，可从计算机下载配置信息）。

多数硬件只需被配置一次，配置通常在硬件首次安装时完成。

动态—动态编址方案（dynamicaddressingscheme）提供了这样一种机制，当站点第一次启动时，它能自动给站点分配一个物理地址。

8.4在大多数技术里，发送站点能选择帧内的数据量，但是帧头部是固定大小的。

分别计算在最大与最小的以太网帧里头部的位数占整个帧的位数的百分比。

最大百分比:

（6+6+2/6+6+2+46+4）*100%=21.875%

最小百分比:

（6+6+2/6+6+2+1500+4）*100%=0.922%

另外。

。

简述广播和多播的技术原理和特点。

（9.5，9.6，9.7）

为了有效地进行广播，大多数局域网技术都扩展了编址方案。

除了给每台计算机分配一个地址，网络设计者还定义了一个特殊的地址，称为广播地址（broadcastaddress）。

计算机的硬件接口不仅能够识别本身的物理地址还能识别这个特殊的广播地址（0XFFFF）计算机中的网络接口硬件复制共享网络上每一帧的副本。

如果帧内的目标地址是保留的广播地址或者与计算机的物理地址匹配，那么接口接收这一帧并把副本传给操作系统。

这样，当帧按广播地址发送时，网络上的每台计算机都能收到它的一个副本。

特点：

广播效率极为低效。

虽然可以配置网络上的任何一个站点，使之丢弃不需要的帧，但处理和丢弃一个帧也需要计算资源。

当一个帧到达时，网络接口硬件将其放入内存中，中断CPU，然后由系统软件决定是否忽略该帧。

这样，丢弃帧也需要由CPU做出决定。

如果网络上的两个站点用广播帧来代替直接发送，则网络上其他的计算机必然会浪费CPU时间来处理和丢弃这些广播的帧。

组播的工作方式类似于广播。

单个的帧在网络上传播，所有站点的网络接口都接收到该帧的一个副本。

不同于对广播帧的处理方式，网络接口并不自动地将组播帧转交给CPU处理。

接口硬件必须被编程，说明哪些组播帧需要接收而哪些需要丢弃。

由接口硬件判断并只接收那些符合条件的帧。

简单描述以太网的帧格式:

简述中继器、网桥和交换机的作用与区别。

中继器是用以扩展局域网的硬件设备。

中继器接收从一个网段传来的所有信号，放大并发送到另一个网段。

扩展局域网上的任何一对计算机都能互相通信，计算机并不知道是否有中继器把它们分开。

优势

对长距离信号的衰减进行信号恢复

缺点

不能对数据帧进行过滤不能检测帧出错信号放大的同时，噪声也被放大，误差增大不能连续使用4个以上？

？

？

？

网桥：

网桥是用以扩展局域网的硬件设备。

连接两个网段的网桥能从一个网段向另一个网段转发完整而且正确的帧，而不会转发干扰或有问题的帧。

桥接局域网上任何一对计算机都能互相通信，计算机不知道是否有网桥把它们隔开。

交换机

提供一组设备的接口保证每个设备在一个独立的网段中交换机保证各网段通过网桥形成全连通图

交换机优势

保证数据帧并行发送，提高数据传输效率

广域网有哪些通信标准和数据传输方法？

通信标准：

点对点

T载波：

北美电信标准

E载波：

欧洲电信标准

SONET：

高速同步光网络

ISDN：

综合业务数字网

ADSL：

非对称的用户数据线路

有线电视网

无线传输

广域网数据传输方法

电路交换

一条专用的物理电路

发送端和接收端通信时，线路独占

通信期间，可以不间断地发送和接收数据

报文交换

通过点到点通信模式实现端到端通信

路径上的设备支持存储转发

通信过程中点到点信息一次性传输完毕

分组交换

电路交换和报文交换的结合

源和目的端结点之间建立一条专用的电路

数据在中间节点分组转发

数据进行分片和重组

假定交换机上一个接口的硬件发生故障,网络管理员把计算机接到另一个未用的接口上,它会正常工作否?

发送OK；

接收：

静态路由的情形NO；

动态路由的情形OK；

静态路由（staticrouting）：

交换机启动时计算和设置路由，此后路由不再改变。

动态路由（dynamicrouting）：

交换机启动时建立初始路由，当网络变化时随时更新。

假定一个广域网由两个包交换机组成,每个交换机的每个本地地址都有路由表项,以及指向另一个交换机的缺省路由.这种方案在什么情况下不能正常工作?

假设一台计算机发送一个数据包，该包的目的地址不在两个包交换机的路由表项上，势必形成该计算机所在的包交换机将数据包转发到缺省下一跳，即另一个交换机；而同理，另一个交换机也会转发到自己的缺省下一跳，形成往复传送。

会一直往返吗？

以最少跳数作为最短路径，给出下面图形中所有交换设备的路由表（格式参考206页图13.8）。

理解TCP/IP协议的层次结构和各层功能，比较与ISO/OSI参考模型的异同。

第一层：

物理层（bit）

第一层对应于基本网络硬件，如同ISO七层参考模型一样。

第二层：

数据链路层（帧）

第二层协议规定了怎样把数据组织成帧及计算机怎样在网络中传输帧，类似于ISO七层参考模型的第二层。

第三层：

互联网层（包）

第三层协议规定了互联网中传输的包格式及从一台计算机通过一个或多个路由器到最终目

标的包转发机制。

第四层：

传输层

第四层协议，象ISO七层参考模型的第四层一样，规定了怎样确保可靠性传输。

第五层：

应用层

第五层协议对应于ISO七层参考模型的第六层和第七层，第五层协议规定了应用程序怎样

使用互联网。

概述如下：

TCP/IP协议被组织成五个概念层。

虽然TCP/IP参考模型中有些层对应于ISO参考

模型中的一层或多层。

但ISO分层方案没有对应于互联网层的这一层。

TCP/IP网络体系结构为什么要保证网络层的协议一致。

网络互联的目标是实现异构网络的通用服务。

为了给互联网中的所有计算机提供通用服务，

路由器必须能将一个网络中源计算机发出的信息转发到另一个网络中的目标计算机。

这一任务

是很复杂的，因为网络使用的帧格式和编址方案不同。

这样，为了实现通用服务，在计算机和

路由器上都需要协议软件。