计算机网络原理课后习题期末复习题.docx
《计算机网络原理课后习题期末复习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络原理课后习题期末复习题.docx（33页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
计算机网络原理课后习题期末复习题
1-02试简述分组交换的特点
答：
分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换
的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分
组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把
来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组
头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报
文交换的传输时延小，交互性好。
1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit），从源站到目的
站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为C（bit/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
答：
对电路交换，当t=s时，链路建立；当t=s+x/C，发送完最后一bit；当t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。
对分组交换，当t=x/C，发送完最后一bit；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，每次转发的时间为p/C，所以总的延迟=x/C+（k-1）p/C+kd所以当分组交换的时延小于电路交换x/C+（k-1）p/C+kd＜s+x/C+kd时，（k-1）p/C＜s
1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b（bit/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？
答：
分组个x/p，传输的总比特数：
（p+h）x/p源发送时延：
（p+h）x/pb最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：
（k-1）（p+h）/b总发送时延D=源发送时延+中间发送时延D=（p+h）x/pb+（k-1）（p+h）/b令其对p的导数等于0，求极值p=√hx/（k-1）
1-12因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？
他们的工作方式各有
什么特点？
答：
边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的，用来进行通
信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：
客户服务器方式（C/S方式）即Client/Server方式，对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。
因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心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够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router）。
路由器是实现分组交换（packetswitching）的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
路由器是实现分组交换（packetswitching）的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能
1-14计算机网络有哪些常用的性能指标？
答：
1.速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
Bit来源于binarydigit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的
一个1或0。
速率即数据率（datarate）或比特率（bitrate）是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等。
速率往往是指额定速率或标称速率。
2.带宽
“带宽”（bandwidth）本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s（bit/s）。
3.吞吐量
吞吐量（throughput）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
4.时延
传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
5.时延带宽积
6.往返时间RTT
7.利用率
1-15假定网络的利用率到达了90%。
试估算已选现在的网络时延是他的最小值的多少倍？
答：
D0表示网络空闲时的时延，D表示当前网络的时延。
U为利用率则：
D=D0/（1-U）即D=10D0。
1-19、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？
答：
数据长度为100字节时传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3%数据长度为1000字节时，传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-21协议与服务有何区别？
有何关系？
答：
协议是水平的，服务是垂直的。
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间的通信的规则。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
协议与服务的关系在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信息。
同层两个实体间有时有连接。
1-22网络协议的三个要素是什么？
各有什么含义？
答：
在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。
这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。
一个网络协议要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应答；
（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
对于非常复杂的计算机网络协议，其结构最好采用层次式的。
1-24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。
五层协议的体系结构见图1-1所示。
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层
图1-1五层协议的体系结构各层的主要功能：
（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。
1-27试解释everythingoverIP和IPovereverything的含义。
答：
everythingoverIP：
即IP为王，未来网络将由IP一统天下。
未来的通信网既已肯定以数据信息业务为重心，并普遍使用互联网规约IP，那么网上信息业务宜一律使用IP，即所谓everythingoverIP。
IPovereverything：
在现在的电通信网过渡到光通信网的过程中，IP、ATM、WDM会配合使用，渐渐过渡，既是IPovereverything。
2-01物理层要解决什么问题？
物理层的主要特点是什么？
（1）物理层要解决的主要问题：
①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。
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。
（2）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锁采用。
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心的物理层协议，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。
2-05物理层的接口有哪几个特性？
各包含什么内容？
答：
（1）机械特性：
指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。
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为2000码元/秒。
如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）？
答：
80000b/s
2-08假定要用3kHz贷款的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示），这个结果说明什么问题？
答：
S/N=64.2dB是个信噪比很高的信道
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：
信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上,以共享信道资源。
在一条传输介质上传输多个信号,提高线路的利用率，降低网络的成本。
这种共享技术就是多路复用技术。
频分复用（FDM，FrequencyDivisionMultiplexing）就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
时分复用（TDM，TimeDivisionMultiplexing）就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。
时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。
其优点是时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道
会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。
时分复用技术与频分复用技术一样，有着非常广泛的应用，电话就是其中最经典的例子，此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用，如SDH，ATM，IP和HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
2-16共有4个站进行码分多址CDMA通信。
4个站的码片序列为：
A：
（-1–1–1+1+1–1+1+1）B：
（-1–1+1-1+1+1+1-1）
C：
（-1+1–1+1+1+1-1-1）D：
（-1+1–1–1-1–1+1-1）
现收到这样的码片序列：
（-1+1–3+1-1–3+1+1）。
问哪个站发送数据了？
发送数据的站发送的1还是0？
答：
S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1
S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0
S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送
S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1
2-18为什么ADSL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传递速率高达每秒几个兆比？
答：
靠先进的编码，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：
数据链路层中的链路控制包括以下功能：
链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址。
数据链路层做成可靠的链路层的优点和缺点：
所谓“可靠传输”就是：
数据链路层的发送端发送什么，在接收端就收到什么。
这就是收到的帧并没有出现比特差错，但却出现了帧丢失、帧重复或帧失序。
以上三种情况都属于“出现传输差错”，但都不是这些帧里有“比特差错”。
“无比特差错”与“无传输差错”并不是同样的概念。
在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这不是可靠的传输。
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：
络适配器能够对数据的串行和并行传输进行转换,并且能够对缓存数据进行出来,实现以太网协议,同时能够实现帧的传送和接受,对帧进行封闭等.网络适配器工作在物理层和数据链路层。
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：
帧定界使收方能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方；透明传输使得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，因此很重要；差错控制主要包括差错检测和差错纠正，旨在降低传输的比特差错率，因此也必须解决。
3-06、PPP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：
主要特点：
1、点对点协议，既支持异步链路，也支持同步链路。
2、PPP是面向字节的。
PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑：
1、若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议（如HDLC），开销就要增大。
在数据链路层
出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP协议较为合理。
2、在因特网环境下，PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。
假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议，然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。
因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。
3、PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。
对每一个收到的帧，PPP都要使用硬件进行CRC检验。
若发现有差错，则丢弃该帧（一定不能把有差错的帧交付给上一层）。
端到端的差错检测最后由高层协议负责。
因此，PPP协议可保证无差错接受。
PPP协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。
PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输的原因：
PPP有FCS来确保数据帧的正确性，如果错误则上报错误信息来确保传输的可靠性。
当然它和其他L2协议一样，没有TCP的ACK机制，这也是传输层以下协议所具有的特性，以便于提高网络的性能。
3-07要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P（x）=x4+x+1。
试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？
若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？
答：
添加的检验序列为1110（11010110110000除以10011）数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110101110除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。
数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。
3-08．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。
解：
余数是011。
3-10．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：
第一个比特串：
经过零比特填充后编程011011111011111000（加上下划线的0是填充的）。
另一个比特串：
删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110（连字符表示删除了0）。
3-15什么叫做传统以太网？
以太网有哪两个主要标准？
答：
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。
Ethernet（以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。
在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。
基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。
在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。
有DIXEthernetV2标准和802.3标准。
3-16数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？
答：
码元传输速率即为波特率。
以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。
标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
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=5×10-6s，即5us，来回路程传播时间为10us。
为了能够按照CSMA/CD工作，最短帧的发射时间不能小于10us。
以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数等于：
（10*10-6s）*（1.0*109b/s）=10000bit
因此，最短帧是10000位或1250字节长。
3-22假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100.试问这个站需要等多长时间后才能再次发送数据？
如果是100Mb/s的以太网呢？
答：
对于10Mb/s的以太网，等待时间是5.12毫秒对于100Mb/s的以太网，等待时间是512微妙。
3-24假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。
这两个站点之间的时延为225比特时间。
现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。
如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？
换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送到帧不会和B发送的帧发生碰撞？
（提示：
在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）
答：
设在t=0时A开始发送。
在t=576比特时间，A应当发送完毕。
t=225比特时间，B就检测出A的信号。
只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞。
就能够肯定以后也不会再发送碰撞了。
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送到帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他的站点发送碰撞）。
3-25在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。
当t=255比特时间，A和B同时检测到发送了碰撞，并且在t=225+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。
A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。
假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1.。
试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？
A重传的数据帧在什么时间到达B?
A重传的数据会不会和B重传的数据再次发送碰撞？
B会不会在预定的重传时间停止发送数据？
答：
t=0时，A和B开始发送数据。
t=255比特时间，A和B都检测到碰撞。
t=273比特时间，A和B结束干扰信号的传输。
t=594比特时间，A开始发送t=785比特时间，B再次检测信道。
如空闲，则B在881比特时间发送数据。
否则再退避。
A重传的数据在819比特时间到达B,B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送数据。
3-27假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而且其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。
另一个以太网的情况则反过来。
这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。
你认为以太网交换机应当用在哪一个网络上？
答：
以太网交换机用在这样的以太网，其20%通信量在本局域网内，而80%的通信量到因特网。
3-31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？
答：
网桥的每个端口与一个
升级会员 