计算机网络作业25.docx
《计算机网络作业25.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络作业25.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
计算机网络作业25
计算机网络作业（第二章）
2-01物理层要解决哪些问题？
物理层的主要特点是什么？
答：
物理层要解决的问题是：
（1）怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流；
（2）尽可能的屏蔽掉各种差异，是物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异；
（3）确定与传输媒体的接口有关的一些特性；
（4）传输方式的转换。
物理层的主要特点是：
协议种类繁多。
2-03试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答：
一个数据通信系统又三大组成部分：
源系统、传输系统、目的系统。
源系统由源点和发送器构成：
源点设备用于产生要传输的数据；发送器用于编码由源点生成的数字比特流，并让其在传输系统中进行传输。
目的系统由接收器和终点组成：
接收器用于接收传输系统传过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息；终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出。
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：
运送消息的实体；
信号：
数据的电气的或者电磁的表现；
模拟数据：
模拟信号：
代表消息的参数的取值是连续的；
基带信号：
来自信源的信号；
带通信号：
经过载波调制后的信号；
数字数据：
数字信号：
代表信号的参数的取值是离散的；
码元：
在使用时间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：
只能有一个方向的通信而没有反方向的交互；
半双工通信：
通信的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）；
全双工通信：
通信的双方可以同时发送和接收信息。
串行传输：
逐个比特按照时间顺序传输；
并行传输：
很多比特一起按照时间顺序传输。
2-05物理层的接口有那几个方面的特性？
各包含些什么内容？
答：
机械特性：
指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、
固定和锁定装置等等。
电气特性：
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围；
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；
过程特性：
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2-06数据在信道中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：
（1）带宽、信噪比。
（2）不能。
（3）信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就会越高。
（4）码元代表离散数值的基本波形，一个码元可以包含多个比特，只要能区别出来。
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000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：
将信号中的每4个比特编为一个组，即1010、0111、1001……。
4个比特共有16中不同的排列。
正好可以用16种不同的振幅来进行调制。
这样一个码元就包含了4个比特，所以数据率=4*20000b/s=80000b/s。
2-08假定要用3kHZ带宽的电话信道传送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：
由香奈公式：
（b/s）
将已知数据C=64000b/s,W=3000HZ带入式中，有
64000=3000
，得S/N=2642244.95；
信噪比=10
（dB）=64.2dB。
说明这是个信噪比很高的信道。
2-09用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100HZ，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加60%，问信噪比S/N应增大到多少倍？
如果在刚才计算出得基础上将信噪比S/N再增大到10倍，问最大信息速率能否再增加20%？
答：
（1）由香农公式：
，将数据带入
35000=3100
，得（S/N）
=2503.5;
若最大信息传输速率增加60%，35000
（1+60%）=3100
，得
（S/N）
=274131.9；增大倍数=（S/N）
/（S/N）
=109.5倍；
（2）C
=3100
=45296.3b/s；
（C
-C）/C=29.4%,所以可以再增加20%。
2-10常用的传输媒体有哪几种？
各有何特点？
答：
常用的传输媒体有两大类，导向传输媒体和非导向传输媒体。
导向传输媒体：
（1）双绞线：
最古老却最常用，它是把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来，可以减少对相邻导线的电磁干扰。
（2）同轴电缆：
具有很强的抗干扰特性。
（3）光缆：
通信容量非常大，传输损耗小，抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，体积小，重量轻。
非导向传输媒体（无线传输）：
（1）短波通信：
质量不好，一般都是低速传输。
（2）无线电微波通信：
直线传播，通信信道容量很大，传输质量较高，易受气候影响，隐蔽性和保密性较差。
2-11假定有一种双绞线的衰减时0.7dB/km（在1kHz时），若容许有20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？
如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里，问应当使衰减降低到多少？
答：
（1）20/0.7=28.6km;
（2）20/100=0.2dB/km.
2-12试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。
假定光在光纤中的传播速率为2
10
m/s。
答：
由频率与波长的关系式：
;
;
;
;
1200nm到1400nm带宽：
HZ;
1400nm到1600nm带宽：
HZ;
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：
单信道通信利用率不高，建立一个共享信道可以节省资源，提高信道的利用率。
当复用的信道数量较大时，经济上很合算。
信道复用技术有频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用和码分复用。
2-14试写出下列英文缩写的全文，并进行简单解释。
答：
FDM:
全称FrequencyDivisionMultiplexing，频分复用；
TDM:
全称TimeDivisionMultiplexing,时分复用；
STDM：
全称StatisticTimeDivisionMultiplexing,统计时分复用；
WDM：
全称WavelengthDivisionMultiplexing,波分复用，即光的频分复用；
DWDM：
全称DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分复用；
CDMA：
全称CodeDivisionMultipleAccess，码分多址；
SONET：
全称SynchronousOpticalNetwork，同步光纤网；
SDH：
全称SynchronousDigitalHierarchy，同步数字系列；
STM-1：
全称SynchronousTransferModule，第一级同步传递模块；
OC-48：
全称OpticalCarrier，第48级光载波。
2-15码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰呢？
这种复用方法有何优缺点？
答:
因为各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。
优点：
有很强的抗干扰能力，不易被敌人发现，可提高通信的话音质量和数据的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系统的容量，降低手机的平均发射功率等等。
缺点：
2-18为什么在ADSL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：
使用先进的编码，使每个码元对应于多个比特，即每秒传送一个码元相当于每秒传送多个比特。
第三章
3-01数据链路层（即逻辑链路层）与链路（即物理层）有何区别？
“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？
答：
（1）链路是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
而数据链路层除了要有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制数据的传送。
（2）“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是数据传输并不可靠；在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链
路接通了”。
此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物
理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输，当数据链路断开连接时，物理电路连
接不一定跟着断开连接。
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：
网络适配器是用来实现数据通信协议的硬件和软件的。
一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层功能。
3-05如果在数据链路层不进行封装成桢，会发生什么问题？
答：
如果在传送数据时不以桢为单位来传送，那么就无法加入冗余码以进行差错检验。
如果要在数据链路层进行差错检验，就必须把数据划分成桢，每一桢都加上冗余码，一桢接一桢的传送，然后在接收方逐桢进行差错检验。
3-06PPP协议的主要特点是什么？
为什么PPP不使用桢的编号？
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：
（1）主要特点有：
简单、封装成桢、透明、支持多种网络层协议、适应多种类型链路、有差错检测环节、只支持全双工链路。
（2）因为PPP不是可靠传输协议，所以不需要使用桢的序号。
（3）适用于点对点的链路通信。
（4）网际协议IP相对于TCP协议比较简单，提供的是不可靠的数据报服务。
这种情况下，数据链路层没有必要提供比IP协议更多的功能。
因此，对于数据链路层的桢，不需要纠错，不需要序号，也不需要流量控制。
3-07要发送的数据为11。
采用CRC的生成多项式是P（X）=X^4+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？
采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠传输？
答：
（1）用模2运算，得余数为1110。
（2）通过CRC检查到余数不为0，发现差错。
（3）通过CRC检查到余数不为0，发现差错。
（4）还是不可靠的。
因为采用CRC检验，只能做到无比特差错的传输，这还不是可靠传输。
3-08要发送的数据为101110。
采用CRC的生成多项式是P（X）=X^3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
答：
通过模2运算得到余数为011。
3-11试分别讨论以下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是透明传输。
（1）普通的电话通信。
（2）电信局提供的公用电报通信。
（3）因特网提供的电子邮件服务。
答：
（1）在“传送声波”这个意义上讲，普通的电话通信并不是透明传输。
但对于“听懂说话的意思”来讲，则基本上是透明传输。
（2）一般说，电报通信的传输是可靠的，因此应当是透明传输。
而对于发送让一般人看不懂的报文，现在的公用电报通信则不是透明通信。
（3）一般来说是透明传输。
有些邮件阻拦或者邮件的附件在收件人的电脑上打不开的情况，则不是透明传输。
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：
（1）局域网的最主要特点是共享传输信道、网络为一个单位所拥有且地理范围和站点数目均有限。
（2）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；且局域网比广域网具有较高的数据率、较低的时延和较小的误码率。
3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？
现在最流行的是哪种结构？
为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是用星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？
答：
（1）局域网的拓扑结构有：
星形网、环形网、总线网、树形网；
（2）星形以及多级星形结构；
（3）当时很可靠的星形拓扑结构比较贵。
人们都认为无源的总线结构更加可靠。
但实践证明，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的非常可靠。
因此现在的以太网一般都采用星形结构的拓扑。
3-19以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。
这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？
答：
因以太网的发送不确定性的特点，如果希望在以太网上发生碰撞的机会很小，必须使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。
所以网络上负载较轻时，CSMA/CD协议很灵活。
对于时分复用的情况，用户只要分配到了信道就不会和其他用户发生冲突。
所以但当网络负载很重时，TDM的效率就很高。
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桢长。
答：
传播时延为t=1km/（200000km/s）=5*e-6s;
最短桢长=2*t*（1Gb/s）=2*（5*e-6s）*（1Gb/s）=10000b=1250字节。
3-21什么叫做比特时间？
使用这种时间单位有什么好处？
100比特时间是多少微秒？
答：
（1）1比特时间就是发送1比特所需的时间。
（2）这种时间单位与数据率密切相关，当数据率确定时用比特时间能更形象地反映出时间的意义。
（3）要把比特时间转换成微秒的单位必须先知道数据率，对于数据率为10Mb/s的以太网，100比特时间=100b/（10Mb/s）=10us。
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。
这两个以太网一个是使用以太网集线器，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：
在后一个以太网中使用以太网交换机。
3-2910Mb/s以太网升级到100Mb/s、1Gb/s和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？
为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？
答：
（1）传输媒体的选择、
（2）因为以太网是一种经过实践证明的成熟技术；以太网的互操作性也很好，不同的厂商生产的以太网都能可靠的进行互操作；在广域网中使用以太网时，其价格只有SONET的五分之一和ATM的十分之一；端到端的以太网连接使桢的格式全都是以太网的格式，而不需要再进行桢的格式转换，简化了操作和管理。
以太网可以扩展、灵活、易于安装、稳健性好。
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：
（1）网桥工作在数据链路层，它根据MAC桢的目的地址对收到的桢进行转发和过滤。
当网桥收到一个桢时，并不是向所有的接口转发此桢，而是先检查此桢的目的MAC地址，然后再确定将该桢转发到哪一个接口，或者是把它丢弃（过滤）。
（2）网桥工作在数据链路层，按存储转发方式，有过滤通信量和自学习功能，收到一个桢后先进行自学习；转发器工作在物理层，逐比特发送信息，不存储直接发送信息；以太网交换机工作在数据链路层，实质上就是一个多接口的网桥，每个接口直接和一个单个主机或另一个集线器相连，一般都工作在全双工方式，总容量大。
3-32图3-35表示有五个站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是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据桢：
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。
答：
发送的桢
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→E
A
1
A
1
登记、转发
登记、转发
C→B
C
2
C
1
登记、转发
登记、转发
D→C
D
2
D
2
登记、丢弃
登记、转发
B→A
B
1
登记、丢弃
收不到
3-33网桥中的转发表示用自学习算法建立的。
如果有的站点总是不发送数据而仅仅接收数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？
如果要向这个站点发送数据桢，那么网桥能够把数据桢正确转发到目的地址吗？
答：
是没有与这样的站点相对应的项目。
可以正确的转发到目的地，因为网桥会向所有接口转发，所以目的站是可以收到的。
计算机作业第四章
戴龙珍09122699
4-01网络层向上提供的服务有哪两种？
是比较下其优缺点。
答：
（1）网络层向上提供的服务有：
“面向连接”的虚电路服务和无连接的数据报服务。
（2）虚电路服务的优点是在网络中保证可靠通信，终点地址只在连接建立阶段使用且每个分组使用的虚电路号很短，减少了分组开销；缺点是必须建立连接，所有通过出故障的结点的虚电路不能工作。
数据报服务的优点是不需要建立连接，可靠性由用户主机来保证，大大降低了网络的造价，使得网络运行方式灵活；缺点是每个分组都有终点的完整地址，相比于虚电路服务增大了分组开销，数据报分组到达终点时不一定是按照发送顺序到达的。
4-03作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？
答：
转发器是在物理层使用的中间设备；网桥是在数据链路层使用的中间设备；路由器是在网络层使用的中间设备；网关是在网络层以上使用的中间设备。
使用转发器或者网桥作为中间设备时，仅仅是把网络扩大了，并不是网络互连；而路由器则能够进行网络互连和路由选择。
4-04试简单说明下列协议的作用：
IP，ARP，RARP和ICMP。
答：
IP：
实现网络互连，使得性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。
ARP:
地址解析协议，解决当已经知道了一个主机或者路由器的IP地址时，寻找相应的物理地址的问题。
RARP:
逆地址解析协议，解决当已知一个主机或者路由器的物理地址时，寻找其相应的IP地址。
ICMP：
网际控制报文协议，允许主机或者路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告，使得网络更有效的转发IP数据报，提高交付成功的机会。
4-05IP地址分为哪几类？
各如何表示？
IP地址的主要特点是什么？
答：
（1）IP地址分为A类、B类、C类、D类、E类五类。
（2）每一类地址都由两个固定长度的字段组成，第一个字段是网络号（net-id），标志主机或者路由器所连接到的网络；第二个字段是主机号（host-id），它标志该主机或者路由器。
A、B、C、D、E类地址的网络号字段长度分别为1、2、3、0、0字节，主机号字段长度分别为3、2、1、4、4字节。
（3）每一个IP地址都由网络号和主机号两部分组成；实际上IP地址是标志一个主机（或者路由器）和一条链路的接口；用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，不同的局域网必须使用路由器进行连接；所有分配到网络号的网络都是平等的。
4-07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？
答：
（1）硬件地址（物理地址）是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址；
IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址放在MAC桢的首部；
在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而在数据链路层以及以下使用的是硬件地址，在数据链路层看不到数据报中的IP地址。
（2）使用两种不同的地址，分别用于不同的功能作用，可以更加有效率的实现信息通信，减少了各层中的信息处理量。
4—09
（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
答：
有三种情况：
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？
答：
255.255.255.248即....
每一个子网上的主机为（2^3）=8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类网络的子网络号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个网络的子网掩码有何不同？
答：
A类网络：
00000000，
给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0；
B类网络00000000，
给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0；
该A、B两类网络子网掩码相同，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？
答：
子网掩码255.255.240.0即二进制...00000000，Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：
2^12-2=4096-2=4094台。
（5）一个A类网络的子网掩码为255.255.0.255，它是否为一个有效地子网掩码？
答：
是一个有效地子网掩码，对应的二进制数为..00000000.。
（6）某个IP地址的十六进制表示是C2.2F.14.81，试将其转换为点分十进制的形式。
这是地址是哪一类IP地址？
答：
C2.2F.14.81=（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）=194.47.20.129
=.00101111.00010100.
为C类地址。
（7）C类网络使用的子网掩码有无实际意义？
为什么？
答：
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应减少。
4-10试辨认以下IP地址的网络类别。
（1）128.36.199.3B类地址
（2）21.12.240.17A类地址
（3）183.194.76.253B类地址
（4）192.12.69.248C类地址
（5）89.3.0.1A类地址
（6）200.3.6.2C类地址
4-15什么是最大传送单元MTU？
它和IP数据报首部中的哪个字段有关系？
答：
在数据链路层的帧格式中，数据字段的最大长度，称为最大传送单元MTU。
它和IP数据报首部中的总长度字段有关，当一个IP数据报封装成链路层的桢时，此数据报的总长度（即首部加上数据部分）一定不能超过下面数据链路层的MTU值。
4-17一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联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送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。
因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里指的“数据”是指局域网看得见的数据）？
答：
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片
的数据部分<1200-160=1040（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比
升级会员 