浙大通信与计算机网络离线作业.doc
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第1章概述
一．填空题：
1.计算机网络是计算机技术与__通信技术___相结合的产物。
2.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。
3.在TCP/IP的应用层协议一般使用的是客户服务器方式其中，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
4.在TCP/IP协议模型的运输层中，不面向连接的协议是_UDP_。
5.在TCP/IP模型中，互联网层的上一层是运输层___。
6.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，它又用来表示网络通信线路所能传送数据的能力。
7.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。
8.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。
9.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________划分的。
10.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________。
11.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/s_________。
12.发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间称为____发送延时______；网络中电磁信号在信道中传播一定的距离而花费的时间称为__传播延时________。
13.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_____。
（备忘：
在TCP/IP模型中，数据分组是在运输层和网络层中共同完成的。
先是把数据分为等长的数据段（约为1024bit），然后在每一个数据段前面加上首部，首部是由一些必要的控制信息组成的。
）
14.在计算机网络中，____各个子层______及其__各个子层的协议________的集合称为网络体系结构。
15.开放系统互联，采用分层体系结构的模型称为_____OSI_____参考模型。
16.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_______。
这个名词现已被许多非OSI标准采用。
（可参考p.31第1段）
17.在因特网中，我们把将要发送的完整的数据块称为__报文______。
18.在OSI参考模型中，会话层在第__5_层，它处于__传输______层提供的服务之上，向_表示__层提供服务。
19.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。
20.___电路____交换必须先建立一条物理链路，这条链路可以视作为一个传送管道。
21.路由器工作在TCP/IP模型中___网络_____层。
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。
从以上计算结果可得出什么结论?
答：
（1）发送时延:
107bit/（100*1000）=100秒
传播时延：
1000*1000米/（2´108）=0.005秒
结论是:
如果发送速率小，总时延主要取决于发送时延。
（2）发送时延:
103bit/（1000*1000*1000）=0.000001秒
传播时延：
1000*1000米/（2´108）=0.005秒
结论是:
如果发送速率大，总时延主要取决于传播时延。
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?
（提示：
数据传输效率=有效数据长度/总数据长度）
答：
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，被传输的数据块较小时对应的数据传输效率比较低，否则反之。
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。
答：
（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。
网络协议有三个要素：
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，又可以说成是：
指各个子层以及各子层协议的集合。
（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，只有理论上的意义；后者是一个网络中广泛使用的实用协议。
第2章物理层
一．填空题：
1.信号是数据的电气或电磁的表现。
信号可以分为两大类，其中一类是__模拟___信号，代表信息的参数的取值是连续的（如声音、温度、压力等），另一类是___数字____信号，代表信息的参数的取值是离散的（如计算机中处理的“数字、文字、图形”等）。
2.一个通信系统可划分为三大部分，即源系统、传输系统和目的系统。
源系统包括___源点____和发送器，目的系统包括接收器和_____终点___。
3.什么是基带信号？
___来自信源的信号，即由1或0组成的数字信号___。
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_______。
4.基带信号必须经过调制（即基带调制）才能在信道上传输，基带调制过程通常称为___编码_______。
常用的编码方式有不归零编码、归零编码、____曼彻斯特编码____和____差分曼彻斯特编码____。
5.除了基带调制还有带通调制（即使用载波调制基带信号）。
三种基本的带通调制方法是___调幅____、___调频____和___调相____。
个人电脑使用调制解调器接入Internet就是基于这一原理工作的。
6.调制解调器的作用是实现___数字____信号和___模拟____信号之间的相互转换。
7.在一条通信线路中信号可以双向传送，但在同一个时间里只能向一个方向传送的方法称为___半双工通信_______。
8.通信的双方可以同时发送和接收信息，我们把这种通信称为_____全双工通信_____。
9.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____。
它是8芯无屏蔽的传输介质，传输速率为100Mb/s。
10.多路复用技术可以分为__频分复用_、_波分复用_和_时分复用_三种基本方式。
11.____曼彻斯特编码_____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。
12.下图为曼彻斯特编码，表示的二进制数据为：
___01011____。
13.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___（填：
小于、等于或大于）下行带宽。
14.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。
二、单项选择题：
1.下面的曼彻斯特编码表示的比特串为____B______。
A.011011B.100110C.111110D.011110
三．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01001011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：
曼彻斯特编码好处主要有2点:
（1）每个比特的中间（即T/2处）有一次电平跳变，利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号，因此曼彻斯特编码称为“自含时钟编码”，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。
01001011数据三种编码波形图如下：
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速率发送数据或通过卫星通信以50kb/s速率发送数据。
那么，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（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）。
答:
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章数据链路层
一．填空题：
1._网卡_包括了数据链路层和物理层这两层的功能。
2.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。
3.数据链路层传送的基本数据单元称为___帧_____。
4.帧的首部和尾部的一个重要作用就是进行_帧定界_。
5.帧同步是指数据的接收方应当从接收到的_比特流_中准确地区分帧的开始和结束的位置。
6.将二进制数1010011与另一个二进制数1110100进行异或操作，其结果为__0100111__。
7.循环冗余检验CRC是一种检验方法，而帧检验序列FCS是添加在数据后面的__冗余码__。
8.要发送的数据为101110。
采用CRC的生成多项式是P（x）=x3+1。
试求应添加在数据后面的余数（冗余码）__余数是011__。
9.什么是PPP协议？
PPP是Point-to-PointProtocol的缩写，称为点对点协议，PPP协议属于因特网用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议，目前使用非常广泛。
10.在PPP协议中，_链路控制协议_被用来建立、配置、管理和测试数据链路连接；而_网络控制协议被用来建立和配置不同的网络协议。
11.信息传输如果是逐字符的传输，则称为异步传输_；如果是逐比特的传输，则称为_同步传输_。
12.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（是指一连串的比特连续传输，又称为逐比特地传输）中，采用_零比特填充_方法进行填充；在异步数据链路（指在链路中逐字符地传输）中，采用_字节填充_方法进行填充。
13.PPP协议使用同步传输技术传送比特串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_。
14.以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了_CSMA/CD_协议。
15.试说明10Base-T以太网中，“10”代表_传输速率是10Mb/s，“Base”代表连接线的信号是基带信号，“T”代表_双绞线__。
16.在以太网中，集线器工作在_物理_层。
17.一个办公室中有多台计算机，每个计算机都配置有网卡，并已经购买有一个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_。
18.在使用集线器连接的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，使用CSMA/CD协议。
19.带有碰撞（冲突）检测的载波监听多点接入技术是为了减少_碰撞_，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_、_碰撞（冲突）停止_、__延迟重发_。
20.平时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__48__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_。
21.透明网桥采用_自学习_算法以建立转发表（又称散列表），并根据转发表转发数据帧，以减少碰撞机会，提高以太网的性能。
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：
若差错为单比特出错，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
根据公式可以求得：
x=误码率*帧总长度=10-5*10*103=0.1（比特）
课件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（扩大10倍），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：
可以把10110011010用协商的二进制比特序列11001（知道怎么来的吗？
）去除，如果能除尽即余数为0，则可知道：
二进制比特序列在传输中没有出现差错。
1101010
1100110110011010
11001
11110
11001
01111
00000
11111
11001
01100
00000
11001
11001
00000
00000
0
可见，因为计算得余数为0，所以10110011010比特序列在传输中没有出现差错。
既然没有出错，发送数据的比特序列就是从10110011010中去掉最右边的四位（因为除数是5位）得到：
1011001。
现在再来求CRC校验码。
后四位1010就是CRC校验码（即帧检验序列FCS）。
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（即帧检验序列）？
提示：
除数是：
110101
被除数是：
在1010001101之后加4个0（因为除数是6位，减1得到n=5）即为：
101000110100000
答：
1101010110
110101101000110100000
110101
111011
110101
011101
000000
111010
110101
011111
000000
111110
110101
010110
000000
101100
110101
110010
110101
001110
000000
01110
余数是01110，所以CRC校验码为01110。
因此被传输的比特流（原比特序列+校验码）是：
101000110101110
4.一个PPP的帧的数据部分（即信息字段）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）？
答：
7D5EFE277D5D7D5D657D5E（用不同颜色标记）
7D5E----还原为7E；7D5D-----还原为7D。
所以真正的数据为：
7EFE277D7D657E
5.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
6.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（即扩大网络规模），网络性能将随之降低？
答：
（1）CSMA/CD是英文缩写，它的含义是载波监听多点接入/碰撞检测，是以太网局域网的工作协议。
（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，还要边发送边监听。
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，因随机发送信息使得碰撞概率大增，从而降低了共享式网络的性能。
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。
7.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。
8.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章网络层
一．填空题：
1.在TCP/IP体系中，在网络层中与IP协议配套使用的还有_地址解析协议_、网际控制报文协议ICMP和网际组管理协议IGMP。
2.在广域网中，网络层提供了_数据报_和_数据报_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上层的端到端的用户主机来处理。
3.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__层的最小传输单元，在构造IP数据报时，只是在原始数据的__首部_加上控制信息。
4.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，其下面的_数据链路_层和_物理_层的协议可以是不同的。
对于以太网来说，IP数据报交给数据链路层将被封装为_MAC帧
5.__。
在该数据单元看不到IP地址，IP地址作为数据的一部分被隐藏起来。
6.从已知的IP地址找出对应物理地址的映射所采用的协议是_ARP_。
7.每一个主机都设有一个ARP_高速缓存_,其中存放了一个从IP地址到硬件地址的映射表（支持动态更新），它可以减少网络的通信量。
8.一个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。
9.在分类的IP地址中，IP地址由两部分组成，一部分是网络号，另一部分是_主机号___。
10.因特网中IP地址常用的三种类别分别
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