计算机网络习题答案.docx
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计算机网络习题答案
计算机网络习题答案
一、填空题（每小题3分，共24分）
1．数据通信系统可以分为源系统，传输系统和目的系统三大部分。
2．网络协议的三个基本要素是指语义，语法和同步。
3．从通信的双方信息交互的方式来看，可以有单工通信，半双工通信和全双工通信三种基本方式。
4．传输媒体可分为导向传输媒体和非导向传输媒体，导向传输媒体有双绞线，同轴电缆和光缆。
5．信道复用技术主要有时分复用、频分复用和统计时分复用等。
6．若IP地址是172．68．35．96，子网掩码为255．255．252．0，则该地址的子网号是8，主机号是864，该子网能连接1022台主机。
7．10BASE-T中10代表10Mb/s的数据率、BASE表示连接线上的信号是基带信号、T表示双绞线。
8．主要的宽带接入技术有FTTx、HFC网、xDSL等。
9．数据链路层的必须解决的三个基本问题是封装成帧、透明传输、错检测。
12．在因特网中，应用层的协议很多，例如，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的STMP协议，支持文件传送的FTP协议。
13．面向连接服务具有三个阶段连接建立、数据传输、连接释放。
14．转发器，网桥和路由器分别在物理层，数据链路层和网络层上使用的中间设备，以实现网络的互连。
17.要发送的数据为11010011，采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1，应添加在数据后面的余数是1001。
18．一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit的首部后成为数据报。
下面的互连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输的最长数据帧中的数据部分只有1200bit。
因此，数据报在路由器必须分片。
试问第二个局域网向其上层要传送3840（bit）的数据。
19．假设500m长的CSMA/CD网络的数据速率为1Gb/s，且无中继器，信号在电缆中的速度为200000km/s。
能够使用此协议的最短帧长是5000（bit）。
20．长度为100字节的应用层数据依次交给运输层、网络层和数据链路层传送，分别需加上20字节的TCP首部、20字节的IP首部、18字节的帧首部和尾部。
问：
数据的传输效率是63.29%。
21．在传输基带数字信号时，主要有和等编码方法。
数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体的码元传输速率是20M波特。
11．计算机网络安全的内容主要有保密性、安全协议的设计、访问控制。
10．扩频通信通常有两大类直接序列扩频DSSS、跳频扩频FHSS，CDMA的码片序列属于直接序列扩频DSSS。
15．对计算机网络的威胁可分为被动攻击和主动攻击两大类，主动攻击可进一步划分为更改报文流、拒绝服务、伪造连接初始化等三种。
16．IP数据报首部长度的最大值为60字节，最小值为20字节，IP数据报最大长度为65535字节。
21．在传输基带数字信号时，主要有曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等编码方法。
22．数字签名必须保证能够实现报文鉴别、报文的完整性、不可否认三个功能。
23．目前因特网提供的音频/视频服务大体可分为流式存储音频/视频、流式实况音频/视频、交互式音频/视频。
24．IPv6数据报的目的地址可以是单播、多播、任播本类型之一。
25．IPv6的几种特殊地址包括未指明地址、环回地址、基于IPv4的地址。
26．MPLS有支持面向连接的服务质量、支持流量工程，平衡网络负载、有效地支持虚拟专用网VPN的特点。
计算机网络系统分成两大部分核心部分、边缘部分。
计算机网络向用户提供的最重要的功能是共享、连通性。
任何一个连接在Internet上的主机，都有一个唯一的层次结构的名字，称为域名。
27．在ISOOSI/RM中，同层对等实体间进行信息交换时必须遵循的规则称为协议，相邻层间进行信息交换时必须遵循的规则称为接口，相邻层间进行信息交换时使用的一组操作原语称为服务原语。
28．根据应用程序的不同需求，TCP/IP体系中的运输层有两个不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。
目前数据链路层广泛使用的差错检测技术是循环冗余检验CRC。
29．从IPv4向IPv6过渡有两种策略，即双协议栈、隧道技术。
30．多媒体信息与不包括声音和图像的数据信息有很大的区别，其中最主要的两个特点是多媒体信息的信息量往往很大、在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较高的要求。
31．防火墙的目的是实施访问控制策略，防火墙技术一般分为两类，即网络级防火墙、应用级防火墙。
在物理层，数据传输的基本单位是比特。
在数据链路层，数据传输的基本单位是数据帧。
在网络层，数据传输的基本单位是IP数据报。
在传输层，数据传输的基本单位是用户数据报/报文段。
“好消息传播得快，而坏消息传播得慢”是RIP协议的特点。
32．从网络传输的角度看，通常有两种不同的加密策略，即链路加密、端到端加密。
二、名词解释（每小题4分，共16分）
⑴协议数据单元:
OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单元称为协议数据单元。
⑵服务访问点：
同一系统相邻两层的实体进行交互的地方。
⑶透明传输：
不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。
⑷信道复用技术：
充分利用通信信道频带资源、提高通信效率、降低通信成本的有效手段。
⑸网络拥塞：
当提供的负载达到某一个数值时，网络的吞吐量反而随提供的负载的增大而下降。
⑹网络死锁：
当提供的负载继续增大到某一个数值时，网络的吞吐量就下降到零，网络无法工作。
⑺网络互连：
分布在不同地理位置的网络设备相连接，以构成更大规模的互联网络系统，实现资源共享。
⑻路由选择：
根据所选定的路由选择协议构造出路由表，同时经常或定期的和相邻路由器交换路由信息而不断的更新和维护路由表。
⑼自治系统：
在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种AS内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该AS内的路由，同时还使用一种AS之间的路由选择协议用以确定分组在AS之间的路由。
⑽报文鉴别：
接收者能够确信报文的确是发送者发送的，其他人无法伪造对报文的签名。
⑾防火墙：
由软件、硬件构成的系统，是一种特殊编程的路由器，用来在两个网络之间实施接入控制策略。
⑿居民接入网：
用来把用户接入到因特网的网络。
⒀网络协议：
是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
⒁糊涂窗口综合症：
TCP接收方的缓存已满，而交互式的应用进程，一次只从中读取一个字节并向发送方发送确认，同时把窗口设为一个字节，接着，发送方又发来一个字节的数据，如此反复，造成网络效率很低的现象。
⒂信道利用率：
指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。
⒃首部检验和：
IP数据报首部中只检验数据报的首部不检验数据部分的字段。
⒄地址解析协议：
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
⒅滑动窗口机制：
在任意时刻，发送方、接收方分别维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口、接收窗口。
它们的序号的上下界不一定一样，大小也可以不同。
发送方窗口内的序列号代表了已被发送，但是还没有被确认的帧，或者是可以被发送的帧。
三、问答题（每小题6分，共36分）
1．试述分组交换的要点。
分组交换采用存储转发技术。
（1）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。
（2）每一个数据段前面添加上首部构成分组。
（3）分组交换网以“分组”作为数据传输单元。
（4）依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。
（5）接收端收到分组后剥去首部还原成报文。
（6）最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。
2．试从多个方面比较线路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
（1）电路交换的缺点：
① 电路交换必定是面向连接的。
② 在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源，故当用其传送计算机数据时，线路传输效率很低，因为计算机数据是突发式的出现在传输线路上的。
③ 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。
电路交换的优点：
进行数据传送时，整个报文的比特流连续的从源点直达终点，因此，当有大量数据传输时，电路交换效率较高。
（2）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。
（3）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。
3．计算机网络有哪些类别？
各种类别的网络都有哪些特点？
（1）从网络的作用范围进行分类分为：
① 广域网WAN：
因特网的核心部分，起任务是通过长距离运送主机所发送的数据。
连接广域网各结点交换机的链路一般都是高速链路，具有较大的通信容量。
② 局域网LAN：
一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，但地理上局限在较小的范围。
③ 城域网MAN：
多采用以太网技术，作用范围一般是一个城市。
④ 个人区域网PAN：
在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络。
（2）从网络的使用者进行分类分为：
① 公用网：
电信公司出资建造的大型网络，所有愿意按电信公司的规定交纳费用的人都可以使用这种网络。
② 专用网：
某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络，不向本单位以外的人提供服务。
（3）用来把用户接入到因特网的网络：
接入网AN，又称本地接入网或居民接入网，只起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
4．因特网的两大组成部分（边缘部分和核心部分）的工作方式各有什么特点？
边缘部分：
（1）特点：
由所有连接在因特网上的主机组成。
由用户直接使用，用来进行通信和资源共享。
（2）通信方式：
① 客户服务器方式：
在因特网上最常用、最传统的方式。
通信中涉及两个进程——客户、服务器，它们之间是服务与被服务的关系。
客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
a.客户程序：
被用户调用后，主动向服务器发起通信，必须知道服务器地址；不需要特殊的硬件和复杂的操作系统。
b.服务器程序：
专门提供服务，可同时响应多个客户的请求；被动接受请求，不需要知道客户地址；需要强大的硬件和高级的操作系统。
② 对等方式：
通信双方平等、对等的通信。
其实质是客户服务器方式，只是每个主机既是客户又是服务器。
核心部分：
是因特网最复杂的部分，要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能向其他主机通信。
5．计算机网络有哪些主要的性能指标？
（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。
6．网络体系结构为什么要采用分层次的结构？
试举出日常生活中与分层体系结构的思想相似的例子。
（1）各层之间是独立的，彼此不需要知道各自的实现细节，而只要了解该层通过层间接口所提供的服务；
（2）灵活性好，当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，就不会对这层的上、下各层产生影响；
（3）结构上可分割开，各层都可以采用最合适的技术来实现；
（4）易于实现和维护，这是因为系统已被分解为若干相对独立的子系统；
（5）能促进标准化工作，因为每一层的功能和所提供的服务均已有了精确的说明。
7．物理层的接口有哪几个方面的特性？
各包含些什么内容？
（1）机械特性：
指明接口所用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种意义。
（4）过程特性：
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
8．为什么要使用信道复用技术？
常用的信道复用技术有哪些？
一般情况下，通信信道带宽远远大于用户所需带宽，因此，为了提高信道利用率，我们要使用信道复用技术。
频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用、码分复用。
9．试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点。
（1）xDSL的优点：
可以利用现有电话网中的用户线，不需要重新布线。
xDSL的缺点：
数据率较低；不能保证固定的数据率；网络的运行维护较差。
（2）HFC的优点：
① 具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网；
② 使用模拟光纤技术；
③ 采用结点体系结构；
④ 具有比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能；
⑤ 使用电缆调制解调器，传输速率高。
HFC的缺点：
上行信道中可能出现冲突问题，当所有用户都使用上行信道时，每个用户都能分配到的带宽就要减少。
（3）FTTx技术的缺点：
费用高，用户不需要很大的带宽。
FTTx技术的优点：
可能是居民接入网最后的解决方法，能提供足够大的带宽。
10．局域网的主要特点是什么？
为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？
（1）网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
（2）a.广域网使用广播通信方式，会造成网络负担很重；
b.局域网本身具有广播通信的特点，但是广域网若想使用广播通信方式，会占用大量网络资源；
c.广域网使用广播通信方式，技术上很难实现。
11．常用的局域网的拓扑结构有哪些种类？
为什么现在星形结构取代了以前总线结构的统治地位？
（1）星形网、环形网、总线网、树形网。
（2）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芯片的使用可以将星形结构的集线器做得非常可靠。
12．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？
（1）工作原理：
网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。
每当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。
若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。
若该帧出现差错，则丢弃此帧。
（2）特点：
网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。
但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。
（3）网桥与转发器不同，a.网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；b.网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；c.转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；d.网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。
（4）网桥与以太网交换机不同，a.以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；b.以太网交换机是一个多端口的网桥；c.网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发；d.以太网交换机转发速度比网桥快。
13．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？
好处：
转发分组更快；
坏处：
数据部分出现差错时不能及时发现。
14.当某个路由器发现一数据报的检验和有差错时，为什么采用丢弃的办法而不是要求源站重发此数据报？
计算首部检验和为什么不采用CRC检验码？
（1）因为IP首部中的源地址也可能变成错误的，请错误的地址重传数据报是没有意义的。
（2）不采用CRC检验码可减少路由器进行检验的时间。
15.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，这样做的好处是什么？
为什么不是经过一个网络就进行组装？
（1）路由器处理数据报更简单些；
（2）并非所有的数据报片都经过同样的路由器，因此在每个中间路由器进行组装可能会缺少及格数据报片；
（3）也许分组后还要经过一个网络，还要把这些数据报片进行划分，若在中间的路由器进行组装就可能会组装多次。
16．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的区别？
为什么运输层是必不可少的？
（1）运输层向上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时，也是用户功能的最低层。
运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信，可将数据送到互相通信的主机中的进程。
（2）区别：
网络层为主机间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
（3）两个主机进行通信就是两个主机中的应用进程相互通信，通过网络层我们能找到两个通信的主机，只有通过运输层才能确定相互通信的进程。
18.什么是Karn算法？
在TCP重传机制中，若不采用Karn算法，而是在收到确认时都认为是对重传报文段的确认，那么会造成什么不良的后果？
（1）计算加权平均RTTs时，只要报文段重传了就不采用其往返时间样本，这样得出的加权平均RTTs、RTO就较准确。
（2）在收到确认时都认为的对重传报文段的确认，若收到的确认是对原来报文段的确认，但被当成是对重传报文段的确认，则由此计算出的RTTs、RTO都会偏小，必然导致报文段过多的重传，这样可能使RTO越来越短。
19.域名系统的主要功能是什么？
举例说明域名的转换过程。
域名服务期中的高速缓存的作用是什么？
（1）主要功能：
将机器名字（域名）转换为IP地址；
（2）域名的转换过程：
当某应用进程需要把主机名解析为IP地址时，该应用进程就调用解析程序，并成为DNS的一个客户，把待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报方式发给本地域名服务器。
本地域名服务器在查找域名后，把对应的IP地址放在回答报文中返回。
应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。
（3）高速缓存的作用：
用来存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录。
高速缓存能提高DNS查询效率，并减轻根域名服务器的负荷和减少因特网上的DNS查询报文数量。
20.简单文件传送协议TFTP与文件传送协议FTP的主要区别是什么？
各用在什么场合？
区别：
（1）FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。
TFTP只支持文件传输而不支持交互，没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。
（2）FTP使用TCP可靠的运输服务，TFTP使用UDP不可靠的运输服务，故需要有差错改正措施。
适用场合：
FTP适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。
FTP服务可以用于局域网和广域网，可以用来下载任何类型的文件。
TFTP服务用于局域网，在无盘工作站启动时用于传输系统文件。
22.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？
（1）计算机网络上的通信面临四种威胁：
截获、中断、篡改、伪造。
（2）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。
（3）保密性、安全协议的设计、访问控制
23.对称密钥密码体制与公钥密码体制各有什么特点及优缺点？
（1）对称密钥密码体制：
加密密钥与解密密钥是相同的，保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的，简单易行。
（2）公钥密码体制：
使用不同的加密密钥与解密密钥。
开销较大，需要密钥分配协议。
24.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。
17.网络层提供的数据报服务和虚电路服务对上面的运输层有何影响？
（1）运输层是资源子网与通信子网的界面和桥梁，它负责端到端的通信，起承上启下的作用。
（2）通信子网所提供的服务越多，运输协议就可以做得越简单。
若网络层提供虚电路服务，那就能保证报文无差错、不丢失、不重复且按序地进行交付，因而运输协议就很简单。
但若网络层提供的是不可靠的数据报服务，则就要求主机有一个复杂的运输协议。
在极端情况下可以不需要运输层。
21.试述邮局协议POP的工作过程。
在电子邮件中，为什么要使用POP和SMTP这两个协议？
IMAP与POP有何区别？
（1）POP使用客户机服务器的工作方式。
在接收邮件的用户的PC机中必须运行POP客户机程序，而在其ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。
当客户机需要服务时，客户端的软件将与POP3服务器建立TCP连接，此后要经过POP3协议的三种工作状态，a.认证过程，确认客户机提供的用户名和密码b.处理状态，此时用户可收取、删除邮件，在完成响应的操作后客户机便发出quit命令，c.更新状态，将做删除标记的邮件从服务器端删除掉。
到此为止整个POP过程完成。
（2）SMTP的主要任务是负责服务器之间的邮件传送。
邮政代理协议POP实现当用户计算机与邮件服务器连通时，将邮件服务器的电子邮箱中的邮件直接传送到用户本地计算机上。
只有同时使用POP和SMTP才能完成邮件的传输。
（3）
a.POP是一个脱机协议，所有对邮件的处理都在用户的PC机上进行；IMAP是一个联机协议，用户可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱。
b.对于POP协议，只要用户从POP服务器读取了邮件，POP服务器就把该邮件删除；对于IMAP协议，若用户没有把邮件复制到自己的PC机上，则邮件将一直存放在IMAP服务器上。
c.IMAP允许用户在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读和处理自己的邮件。
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