计算机网络课后答案.docx
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计算机网络课后答案
1-01计算机网络向用户可以提供那些服务？
答：
连通性和共享
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。
1-08计算机网络都有哪些类别？
各种类别的网络都有哪些特点？
答：
按范围：
（1）广域网WAN：
远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网：
城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：
校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：
个人电子设备
按用户：
公用网：
面向公共营运。
专用网：
面向特定机构。
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
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。
2-01物理层要解决哪些问题？
物理层的主要特点是什么？
答：
物理层要解决的主要问题：
（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层
感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般
为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路
物理层的主要特点：
（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，
这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性
（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
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。
半双工通信：
即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接
收）。
这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。
全双工通信：
即通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。
像计算机输出的代表各种文字或图
像文件的数据信号都属于基带信号。
带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在
信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
2-05物理层的接口有哪几个方面的特性？
个包含些什么内容？
答：
（1）机械特性
明接口所用的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意。
（4）规程特性
说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？
信噪比能否任意提高？
香农公式在数据通信中的意义是什么？
“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？
答：
码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制
香农公式在数据通信中的意义是：
只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。
比特/s是信息传输速率的单位
码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。
一个码元不一定对应于一个比特
2-09用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，
那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚
才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚才计算出的基础上将信噪
比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？
答：
C=Wlog2（1+S/N）b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1
SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
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
2-13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
2-17试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？
答：
xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带
业务。
成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。
HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。
要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网需要相当的资金和时间。
FTTx（光纤到……）这里字母x可代表不同意思。
可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太大。
2-18为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？
答：
靠先进的DMT编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传
送多个比特
3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能?
试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.
答：
链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址
可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：
对于干扰严重的信道，可靠的链路层可将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03网络适配器的作用是什么?
网络适配器工作在哪一层?
答：
适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）
3-04数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？
答：
帧定界是分组交换的必然要求
透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源
3-06PPP协议的主要特点是什么？
为什么PPP不使用帧的编号？
PPP适用于什么情况
？
为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？
答：
简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错
不使用序号和确认机制
地址字段A只置为0xFF。
地址字段实际上并不起作用。
控制字段C通常置为0x03。
PPP是面向字节的
当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样），当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法
PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制
3-10PPP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怎样的比特串？
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怎样的比特串？
答：
0110111111111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
3-13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？
答：
局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络
从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：
（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
（2）地理范围有限，用户个数有限。
通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些。
从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：
（1）低层协议简单
（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层
（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术
在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。
3-20假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
答：
对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5为微秒，来回路程传播时间为10微秒，为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以发送的比特数等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短帧是10000位或1250字节长
3-28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
3-30以太网交换机有何特点？
用它怎样组成虚拟局域网？
答：
以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记（tag），用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
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→EA1A1转发，写入转发表转发，写入转发表
C→BC2C1转发，写入转发表转发，写入转发表
D→CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表
B→AB1写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧
4-1.网络层向上提供的服务有哪两种？
试比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（VirtualCircuit）服务或“无连接”数据报服务
前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；
后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易
4-4.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
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？
分为ABCDE5类;
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。
各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
特点：
（1）IP地址是一种分等级的地址结构。
分两个等级的好处是：
第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。
这样就方便了IP地址的管理。
第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
（2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。
当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。
这种主机称为多归属主机（multihomedhost）。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到
另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。
（3）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
样的网络号net-id。
（4）所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的
4-7.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
9.
（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
有三种含义
其一是一个A类网的子网掩码，对于A类网络的IP地址，前8位表示网络号，后24位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网，对于B类网络的IP地址，前16位表示网络号，后16位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为（2^3）=6台
掩码位数29，该网络能够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。
（3）一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个子网掩码有何不同？
A类网络：
11111111111111111111111100000000
给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0
B类网络11111111111111111111111100000000
给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
（4）一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？
（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2
Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000主机数2^12-2
（5）一A类网络的子网掩码为255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？
是10111111111111110000000011111111
（6）某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81，试将其转化为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址？
C22F1481--à（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）---à194.47.20.129
C22F1481---à11000010.00101111.00010100.10000001
C类地址
7）C类网络使用子网掩码有无实际意义？
为什么？
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.
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
4-27.有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。
是否有那一个地址块包含了另一个地址？
如果有，请指出，并说明理由。
208.128/11的前缀为：
11010000100
208.130.28/22的前缀为：
1101000010000010000101，它的前11位与208.128/11的前缀是一致的，所以208.128/11地址块包含了208.130.28/22这一地址块
4-29.一个自治系统有5个局域网，其连接图如图4-55示。
LAN2至LAN5上的主机数分别为：
91，150，3和15.该自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23。
试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。
35.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？
140.120.84.24140.120.（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
37.某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。
现在需要进一步划分为4个一样大的子网。
试问:
（1）每一个子网的网络前缀有多长？
（2）每一个子网中有多少个地址？
（3）每一个子网的地址是什么？
（4）每一个子
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