应用数学系计算机组网技术及应用备考试题.docx
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应用数学系计算机组网技术及应用备考试题
应用数学系计算机组网技术及应用备考试题
填空：
2X20选择：
2X5or1X20简答：
36or30路由器交换机配置：
14or10
1.世界上最大的广域网是Internet，它的前身是ARPANET，它用的是TCP/IP协议。
2.计算机网络的定义，网络协议定义，三要素。
计算机网络的定义：
计算机网络是计算机技术和数据通信技术紧密结合的产物。
所谓“计算机网络”,通俗地讲,就是将地理位置不同的具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,以功能完善的网络软件（在协议控制下）实现网络中资源共享和数据交换的系统。
计算机网络的功能：
数据通信数据通信是计算机网络最基本的功能
Ø资源共享
软、硬件资源共享、数据共享
Ø实现分布式处理
均衡各计算机的负载、充分利用网络资源、并构成高性能的计算机体系
Ø集中管理
通过MIS系统、OA等系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益
Ø提高可靠性
重要的资源可以通过网络在多个地点互做备份，并使用用户可以通过几条路由来访问网内的资源，从而可以有效地避免单个部件、计算机等的故障影响用户的使用
网络协议定义：
（networkprotocol），简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
三要素：
一个网络协议由语法、语义和同步三个要素所组成。
语法数据与控制信息的结构或格式。
语义需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步事件实现顺序的详细说明。
3.发送时延、传播时延的计算
时延是指数据（一个报文或分组，甚至是比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。
网络中的时延主要由以下几个不同的部分组成：
（1）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。
（2）传播时延：
电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
（3）处理时延（4）排队时延
发送时延、传播时延的计算：
发送时延=数据块长度（比特）/传输带宽（比特/秒）
传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
习题：
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。
答案：
（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=0.000001s
传播时延：
tp=106÷（2*108）=0.005s
结论：
若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延；
但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
4．双绞线的分类
双绞线：
屏蔽双绞线STP（ShieldedTwistedPair）
无屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwistedPair）
同轴电缆：
50同轴电缆（粗缆和细缆）、75同轴电缆
光纤：
单模光纤多模光纤
双绞线
类别
带宽
典型应用
3
16MHz
低速网络；模拟电话
4
20MHz
16Mbps令牌环局域网；短距离的10BASE-T以太网
5
100MHz
10BASE-T以太网；某些100BASE-T快速以太网
5E（超5类）
100MHz
100BASE-T快速以太网；某些1000BASE-T千兆以太网
6
250MHz
1000BASE-T千兆以太网；ATM网络
7
600MHz
屏蔽双绞线，可能用于今后的万兆以太网
5．分类IP地址的判断，求网络地址，广播地址，特殊的地址，根据子网掩码能够判断哪些IP能直接通信等，IPV4,IPV6分别由多少位组成，ipv6的记法，IPv6数据报基本首部长度，ipv6地址类型
答：
（1）TCP/IP协议模型中网络层的地址被称为IP地址，这种地址的长度为32位。
（2）点分十进制表示法：
把32位的IP地址分成4部分，每部分共有8位二进制位，然后再把8位的二进制转化成为十进制，最后把4个十进制的数字之间用点号隔开。
如：
202.102.240.73（目的为了便于利用）
其IP地址为：
11001010，01100110，11110000，01001001
两级的IP地址可以记为：
IP地址:
:
={<网络号>,<主机号>}
:
:
=代表“定义为”
IP地址的分类
A类网络:
（1---126）.X.X.X主机部分共24位，适合大型网络使用；
B类网络:
（128---191）.X.X.X主机部分共16位，适合中型网络使用；
C类网络:
（192---223）.X.X.X主机部分共8位，适合小型网络使用；
D类网络:
（224---239）.X.X.X，是组播地址，适用于在网络中广播；
E类网络:
（240---255）.X.X.X，是保留地址，被用作试验。
常用三种类别的IP地址的使用范围：
网络最大第一个最后一个每个网络中最大的主机数
类别网络数可用的可用的网络号
A126（27–2）112616,777,214
B16,383（2141）128.1191.25565,534
C2,097,151（2211）192.0.1223.255.255254
特殊IP地址：
特殊IP地址就是不能分配给用户的IP地址
a.回送地址
IP地址中以127开始的IP地址作为保留地址，被称为“回送地址”。
回送地址用于网络软件的测试，以及本地进程的通信。
任何程序一旦接到使用了回送地址为目的地址的数据，则该程序将不再转发数据，而是将其立即回送给源地址。
b.直接广播地址（DirectedBrordcasting）
将主机号各位全为“1”的IP地址称为直接广播地址。
该地址主要用于广播，在使用时，用来代表该网络上所有的主机，例如，202.112.144是一个C类的网络标识，该网络的广播地址就是202.112.144.255；当该网络中的某台主机需要发送广播时，就可以使用这个地址向该网络上的所有主机发送报文
c.有限广播地址（LimitingBrordcasting）TCP/IP协议规定，32比特位全为“1”的IP地址（255.255.255.255）为“有限广播地址”，这个地址主要用来进行本网广播。
当需要在本网内广播，又不知道本网的网络号时，即可使用“有限（受限）广播地址”
d.本网地址
本网地址：
将IP地址中主机地址位全为“0”的IP地址叫做本网地址。
这个地址用来表示“本主机所连接的网络”。
例如，用“128.16.0.0”表示“128.16”这个B类网络；用“202.112.144.0”表示“202.112.144”这个C类网络。
本网地址又被称为“0”地址。
e.私有IP地址
公有地址（全局地址）：
能够在整个广域网（因特网）中使用，可以被世界各地联网的主机所访问到。
私有地址（局部地址）：
只能在一个局域网中使用，其作用域的范围就是一个局域网（出了局域网就无效）。
所以不同的局域网中的主机IP地址可以一样。
在A、B、C3类地址中各有一段地址作为保留地址不在全网分配，而作为私有地址。
这些地址只可在一个网络内部使用，不可进入外网。
私有地址范围：
1个A类地址：
10.0.0.0
16个B类地址：
172.16.0.0~172.31.0.0
256个C类地址：
192.168.0.0~192.168.255.0
练习：
（1）已知有如下a、b、c三个IP：
a:
15.168.25.126b:
189.126.252.23c:
202.102.240.88
试问这三个IP地址的网络地址分别是？
主机ID分别是？
广播地址分别是？
分别属于哪一类型的网络的IP？
（2）以下为一些IP地址：
10.2.5.8、11.25.4.9、170.25.6.9、172.16.25.21、172.30.56.8、192.168.0.1、202.102.240.91
请问：
能够在Internet上被公众所访问的地址有什么？
只能应用于局域网内部的地址有什么？
分别属于哪类地址？
子网划分：
从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id，而主机号host-id也就相应减少了若干个位。
IP地址:
:
={<网络号>,<子网号>,<主机号>}
划分子网规则：
2n-2=≥m（n为从主机号借用的比特数，m为要划分的子网的个数）
子网掩码：
子网掩码也是一个32位地址，其作用是用于屏蔽IP地址的一部分以区分网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
只有同在一个子网中的主机才能互相通讯联系，否则就要通过特殊手段了。
子网掩码选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。
例如位模式：
11111111111111111111111100000000中，前三个字节全1，代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址；后一个字节全0，代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。
这种位模式叫做子网模（subnetmask）或“子网掩码”。
IP地址
（1）地址：
16.16.122.204掩码：
255.0.0.0
二进制地址：
00010000（16）00010000（16）01111010（122）11001100（204）
二进制掩码：
11111111（25）00000000（0）00000000（0）00000000（0）
（网络部分）（主机部分）
它所表示的网络地址为：
16.0.0.0
（2）地址：
172.16.122.204掩码：
255.255.0.0
二进制地址：
10101100（172）00010000（16）01111010（122）11001100（204）
二进制掩码：
111111111（255）11111111（255）00000000（0）00000000（0）
（网络部分）（主机部分）
它所表示的网络地址为：
172.16.0.0
（3）地址：
１９２.１６.１２２.２０４ 掩码：
２５５.２５５.２５５.０
二进制地址：
11000000（192） 00010000（16） 01111010（122） 11001100（204）
二进制掩码：
11111111（255） 11111111（255）11111111（255） 00000000（０）
（ 网络部分 ） （主机部分）
它所表示的网络地址为：
１９２.１６.１２２.０
练习：
请问20.16.25.33、120.45.68.3、160.35.4.68、200.56.36.4、215.25.46.9个属于哪类地址，其子网掩码是什么？
一个IP地址有两部分意思：
网络标志与主机标志。
IP地址=网络部分+主机部分
求网络地址的方法：
32位的Ip地止与32位的子网掩码对应位相“与”，求得的结果就是IP地址所在的网络地址
练习：
（１）设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，求网络地址
答：
用“与”运算。
将十进制转换成二进制进行与运算
IP地址：
11000000101010000000101000000010
掩码：
11111111111111111111111111110000
AND运算：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
11000000101010000000101000000000
则可得其网络标识为192.168.10.0
（２）设IP地址为192.168.10.250，子网掩码为255.255.255.240，求网络标识（ID）和主机标识（ID）
答：
用“与”运算。
将十进制转换成二进制进行与运算
IP地址：
11000000101010000000101011111010
掩码：
11111111111111111111111111110000
AND运算：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
11000000101010000000101011110000
则可得其网络标识为192.168.10.240
主机ID为：
10
地址：
202.102.240.73 掩码：
255.255.255.240
二进制地址：
11001010（202） 01100110（102）11110000（240）0100 1001（73）
二进制掩码：
11111111（255） 11111111（255）11111111（255）1111 0000（240）
（ 网络部分 ）（主机部分）
练习：
1.已知子网掩码为255.255.255.192，下面各组IP地址是否属于同一子网？
（1）200.200.200.178与200.200.200.147
（2）200.200.200.78与200.200.200.80
（3）200.200.200.198与200.200.200.152
2.假设一个主机的IP地址为192.168.5.121，而子网掩码为255.255.255.248，那么该IP地址的网络号为多少？
主机号为多少？
３.设有A、B、C、D四台主机都处在同一个物理网络中，A主机的IP地址为192.155.12.112，B主机的IP地址是192.155.12.120，C主机的IP地址是192.155.12.176，D主机的IP地址是192.155.12.222。
共同的子网掩码是255.255.255.224。
[问题一]：
四台主机那些可以直接通信？
那些必须通过其它路由设备才能通信？
并求各主机的子网地址和主机地址。
[问题二]：
若要加入第五台主机E，要他能与D主机直接通信，其IP地址的设置范围是？
[问题三]：
不改变A主机的物理位置，将其IP地址改为192.155.12.168，试问他的广播地址
[问题四]：
若要使主机A、B、C、D都能相互直接通信，应采取什么方法？
第三题答案：
[问题1]A主机和B主机可以直接通信，C主机和D主机需通过路由设备才能与A、B主机通信，C，D之间也需用路由设备才能通信
[问题2]IP范围是192.155.12.193——192.155.12.221
[问题3]广播地址是192.155.12.191
[问题4]将子网掩码改为255.255.255.0
４.实例）：
一个公司有10个部门，要求给每个部门划分不同的网段，但是都在192.168.1.0这个大网内，并且每个部门要容纳20台计算机。
请为这个公司选择子网掩码。
A）255.255.255.192B）255.255.255.224
C）255.255.255.240D）不能实现
分析：
根据2的N次方减2的公式，10介于2的3次方和2的4次方之间，因此应该从主机位借4位来作为子网位，二进制就是11111111.11111111.11111111.11110000，即255.255.255.240。
有些人就毫不犹豫地选择了255.255.255.240地子网掩码。
我们知道，C类地址主机位本来就只有8位，现在已经借去4位，剩下4位，因此每个子网能够允许的主机数量为2的4次方减2，即14台计算机。
而题目要求每个子网容纳主机20台，看来是无法达到目的。
５.已知网络地址为211.134.12.0，要有6个子网，求子网掩码及主机块。
分析：
是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M，又知有4个子网，需向主机位借3，故子网掩码表示为255.255.255.224。
又因为子网块的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网：
211.134.12.32211.134.12.64211.134.12.96211.134.12.3128211.134.12.160211.134.12.192
由于每个子网块中的可分配主机块又有首、尾两个不能使用（一个是子网网络地址，一个是子网广播地址），因此子网掩码为255.255.255.224，主机块共有6段，分别为
211.134.12.33～211.134.12.62
211.134.12.65～211.134.12.94
211.134.12.97～211.134.12.126
211.134.12.129～211.134.12.158
211.134.12.161～211.134.12.190
211.134.12.193～211.134.12.222
习题：
1.以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？
（1）176.0.0.0，
（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0
答:
只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。
2.试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码（采用连续掩码）
（1）2，
（2）6，（3）20，（4）62，（5）122，（6）250
答:
（3）20+2=22<25（加2即不能作为子网号的全1和全0的两种情况），所以子网号占用5bit，所以网络号加子网号共13bit，子网掩码为前13个1后19个0，即255.248.0.0。
依此方法:
（1）255.192.0.0，
（2）255.224.0.0，（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）255.255.0.0
3.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，平均分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。
答:
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。
地点子网号子网网络号主机IP的最小值和最大值
1:
00000001129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.254
2:
00000010129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.254
3:
00000011129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.254
4:
00000100129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.254
5:
00000101129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.254
6:
00000110129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.254
7:
00000111129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.254
8:
00001000129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.254
9:
00001001129.250.9.0 129.250.9.1---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
一个自治系统有5个局域网，其连接图如下所示，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）
对LAN3，主机数150，（27-2）<150+1<（28-2），所以主机位为8bit，网络前缀为24，分配地址块30.138.118.0/24。
（第24位为0）
对LAN2，主机数91，（26-2）<91+1<（27-2），所以主机位为7bit，网络前缀为25，分配地址块30.138.119.0/25。
（第24，25位10）
对LAN5，主机数为15，（24-2）<15+1<（25-2），所以主机位为5bit，网络前缀27，分配的地址块为30.138.119.192/27，（第24，25，26，27位为1110）
对LAN1，主机数为3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀29，分配的地址块为30.138.119.232/29（第24，25，26，27，28，29位为111101）
对LAN4，主机数为3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀29，分配的地址筷为30.138.119.240/29（第24，25，26，27，28，29位为111110）
6.OSI参考模型TCP/IP分层
OSI参考模型TCP/IP分层：
1、物理层（PhysicalLayer）；2、数据链路层（DataLinkCuntrol）；
3、网络层（networklayer）；4、传输层（transport）；5、会话层（session）；
6、表示层（presentation）；7、应用层（application）
说明：
✓并非所有网络通信都必须通过完整的七层；
✓实际上，如果在同一个LAN内（直接通过物理地址传输）通信，通常只用到下两层和应用层，如果跨LAN（路由选择成为必要），则需要用到下面四层和应用层。
两个节点有加密/解密的通信要求时，可能用到表示层。
✓并非现有的网络通信都是按本模型分层（实际上一个也没有）;
✓每层可能对应有若干个具体协议，通信双方同层协议必须相同或相互兼容
TCP/IP是四层的体系结构：
应用层、运输层、网际层和网络接口层。
五层协议的体系结构：
应用层（applicationlayer）运输层（transportlayer）网络层（networklayer）数据链路层（datalinklayer）物
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