计算机网络书上课后习题参考

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1、计算机网络 教材及PPT习题参考答案（答案并非唯一，以阐述出核心观点为原则）第一章1、总结OSI模型和TCP/IP模型各自的缺点？ 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层网络接口层OSI模型 TCP/IP模型相同点：1）都是以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立。2） 两者都有功能相似的应用层、传输层、网络层不同点：1)在OSI模型中，严格地定义了服务、接口、协议；在TCP/IP模型中，并没有严格区分服务、接口与协议。2)模型的通用性：OSI ：先有模型，后出现协议模型具有较好的通用性；TCP/IP：先有协议，后出现模型3)层数：OSI：7层；TCP/I

2、P：4层 4) 通信服务类型：OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层只支持面向连接的通信；TCP/IP模型在网络层只支持无连接通信，但在传输层有无连接和面向连接的两种协议可供用户选择。2、解释以下英文缩写的全称及中文含义（参考教材第1.2.3节 “因特网的标准化工作”）：IAB、RFC、IRTF、IETFIAB: 因特网体系结构委员会(Internet Architecture Borad)，负责因特网有关协议的开发。RFC:请求评论(Request For Comments)，所有因特网的标准在因特网上的发表形式IRTF:因特网研究部(Internet Research T

3、ask Force)，由一些研究组RG组成的论坛，进行理论方面研究和开发一些需要长期考虑的问题。IETF: 因特网工程部(Internet Engineering Task Force)，由许多工作组WG组成的论坛，这些工作组划分为若干个领域，每个领域研究某一特定的短期和中期的工程问题，主要针对协议的开发和标准化。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？物理层解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上的通信设备之间的接口问题。要尽量屏蔽掉硬件设备、传输媒体和通信手段的差异，使得物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异，使得数据链路层只需要考虑本层的协议和服务，而不用考虑

4、网络具体的传输媒体。物理层的主要特点是：机械特性：指明接口的形状和尺寸、插头的数目和排列、电缆的长度及所含导线的数目等等。电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围，信号的表示方式，脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等；功能特性：接口引（线）脚的功能和作用，指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义；规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。如为了实现建立、维持、释放线路等过程中所要求的各控制信号变化的协调关系。2-07： 假定某信道受奎氏准则限制的最高码元率为20 000码元/秒，如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同的等级来传送，可以获得多高的数据率(b

5、/s)？答案：码元的振幅分为16个等级，实际上是为24，比特率=码元速率*4=80 000（b/s）。2-08：假定要用3K Hz带宽的电话信道传输 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？答案：根据书上40页的香农公式：, C=64K, W=3K,可以得到，, 用分贝表示.2-13:为什么使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？答案：一般传输介质的带宽大于传输单一信号的带宽，所以为了有效的利用传输系统，采用了复用技术，以提高系统容量和系统的效率。常用的多路复用技术主要有频分复用和时分复用两种：频分多路复用 FDM

6、（Frequency Division Multiplexing）：一条线路的带宽被分成许多子频带，每个子频带用来传输一路信号。波分多路复用WDM （Wave Division Multiplexing）：多条不同波长（频率）的光线在同一条光纤中传输，是FDM的特例。时分多路复用TDM（Time Division Multiplexing）：多路信号在不同的时间使用信道传输。TDM使用数字传输技术。此外还有码分复用技术。第三章 11比较说明面向连接的服务与无连接服务各自的特点是什么？ 数据链路层能够提供哪些服务？答案：面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则应终止这个

7、连接。面向连接服务比较适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。 无连接服务，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。 无连接服务不需要通信的两个实体同时是活跃的。无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。数据链路层可以提供多种不同的服务，但一般情况下，通常会提供以下三种服务： 无确认的无连接服务；有确认的无连接服务；有确认的面向连接的服务。2数据链路层的常用成帧方法有哪些？答案：成帧(framing)就是在一段数据的前后

8、分别添加首部和尾部构成了一个帧。常用的成帧方法有：字符计数法；带字节填充的分界符法；带位填充的分界标志法；物理层编码违例法。3数据帧在传输过程出错的情况有哪几种？如何进行差错控制？答案：数据帧在传输过程中出错的情况包括：1)帧（包括发送帧和响应帧）出错；可以通过校验和确认来进行差错控制，一种是在要发送的数据中加入一定的冗余位，使接收方能知道数据是否出错，但不知道是哪里出错，这种编码方法叫差错检测码，或简称检错码。另一种是在要发送的数据中加入足够多的冗余位，使接收方能纠正出错的位，这种编码方法叫差错校正码，或简称纠错码。2)帧（包括发送帧和响应帧）丢失；通过超时和重发，发送方一旦发送一个帧，就启

9、动一个计时器，如果在规定的时间内，收不到回应，则在计时器溢出时，在重发此帧。3)帧（包括发送帧和响应帧）重复；通过每一帧中加入一个帧的编号（帧序号）来解决。4HDLC和PPP的含义？答案：最早在IBM大型机领域中使用的数据链路层协议是SDLC（Synchronous Data Link Control同步数据链路控制）,ISO根据SDLC进行了修改，提出了HDLC（ High-Level Data Link Control ）高级数据链路控制PPP-Point-to-Point Protocol因特网中的数据链路层，全世界使用得最多的数据链路层协议书3-07：要发送的数据为1101011011

10、，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。答案：由G（X）X4+X+1得 生成的码字为：10011，r为4原始信息1101011011对应的多项式，XrM(x)对应的码字为：110用110来除10011得出余数即冗余码为1110如果数据从1101011011变成了1101011010，则用110除10011，可以得到余数不为0，为011，接收端可以发现数据传输出错。如果数据从1101011011变成了1101011000，则用110除10011，可以得到余数也不为0，为101，接收端也可以发现数据传输出错。循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到无差错接受

11、(accept)。“无差错接受”是指：凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错。还需要再加上确认和重传机制才能实现可靠传输。第三章2书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TMD相比优缺点如何?答案：传统的时分复用是将时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），然后根据一定的时隙分配原则，使每个用户只能在指定的时隙内发送。是一种静态的信道分配方法，当用户没有数据要传输的时候，信道在用户时隙就浪费了。在采用CSMA/CD协议的总线LAN中，各站点通过竞争的

12、方法强占对介质的访问权利，出现冲突后，必须延迟重发。因此，站点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定的。网络在轻负载（站点数较少）的情况下效率较高。但是随着网络中站点数量的增加，传递信息量增大，即在重负载时，冲突概率增加，总线LAN的性能就会明显下降。 书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度为200 000 km/s，求能够使用此协议的最短帧长。答案：因为站点从开始传送至检测到冲突，所需的最长时间等于信号在相距最远的两个站之间的来回传输时间（2）。2=2* 1000/200 000 000 =2* 5*10-6= 2* 5us= 10

13、us假设最短帧长为 L, 帧的发送时延要 >= 10 us即：L/1G = L/109 > = 10*10-6 -> L >= 104 bit 即 1250字节书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？答案： 集线器工作在物理层，使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机能够进行跨冲突域的通信。使用集线器可以扩展局域网，虽然冲突域增大了，但总的吞吐量并未提高。以太网交

14、换机工作在数据链路层，交换机为每个端口提供专用的带宽，每个节点通过专用链路连到交换机的一个端口，网络的总带宽为各个交换端口带宽之和。根据两个网络的通信量分析，80%通信量在本局域网和因特网之间进行的以太网需要在网络出口上保证交换的速度，要使用以太网交换机。 书3-28：有10个站点连接到以太网上，试计算下面三种情况下，每一个站能得到的带宽。答案：集线器不管有多少个端口，所有端口共享一个带宽，同一时刻只能有2个端口传递数据，其他端口只能等待，且工作在半双工状态下。交换器则每个端口都有一条独占的带宽，可以工作在半双工和全双工的模式下。因此：1）10个站点都连接到一个10Mb/s的以太网集线器：10

15、个站共享10M带宽。2)10个站点都连接到一个100Mb/s的以太网集线器：10个站点共享100M带宽。3）10个站点都连接到一个10Mb/s的以太网交换机：每个站点独享10M带宽。PPT上题目：比较纯ALOHA、时隙ALOHA、 CSMA/CD的区别：答案：ALOHA协议：基本思想是只要有新的帧到达，就立即被发送并期望不与别的帧发生碰撞。如果帧发生碰撞，则随机退避一段时间后进行重传。ALOHA系统的特点是：站点只要有帧就发送。它的冲突危险区为两个单位时间。ALOHA系统利用率最高只有18.4%。时隙ALOHA：发送行为必须在时隙的开始，一旦在发送开始时没有冲突，则该帧将成功发送。信道利用率是

16、36.8%，为ALOHA协议的两倍。CSMA/CD:监听到信道空闲就发送数据帧，并继续监听下去。如监听到发生了冲突，则立即放弃此数据帧的发送。信道利用率较前两者更高。第四章401：网络层向上提供的服务有哪两种？毕竟其优缺点。答案： 网络层为传输层提供两种类型的服务： 1）无连接的服务，传输前不需要建立连接 （数据报服务）。数据报服务：每个分组分别选择最佳路径，健壮性较好。整个网络系统的信道利用率高，成本低，差错控制和排序工作由协议高层（主机）完成，适合于非实时传输。2）面向连接的服务，传输前需要建立连接（虚电路服务）。虚电路服务：通过路径选择后建立连接，分组按序传输，服务质量能得到保证通信后撤

17、销连接，适合于实时传输优缺点如下表：403：作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 答案：这四种设备所在的层次不同： 转发器（中继器）和集线器位于物理层，是第一层的互联设备（比特和信号的转换)，在物理层上实现局域网网段的扩展，主要起到信号再生、放大、延长网络距离的作用。 网桥，交换机位于数据链路层，在网段之间转发数据帧（根据MAC层物理地址）。 路由器位于网络层，在多个网络之间进行网络互连。 网关位于网络层以上，在传输层及更高层上进行处理或协议转换。409：（1）子网掩码为 255.255.255.0 代表什么意思？答案：代表C类地址对应的子网掩码默认值，也能表示为A类或B类地址的

18、掩码，前面24位为网络号和子网号，后8位为主机号。（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248， 问该网络能连接多少个主机？答案：248转为二进制为：11111000，说明主机号占3位，能连接 23-2=6个主机。（减去的2个，一个全0，一个为全1）。（3）一A类网络和一B类网络的子网号 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？答案：A类网络的子网掩码为：255.255.255.0，B类网络的子网掩码为：255.255.255.0。都是一样的，但是子网数目不同，A类为216-2个，B类为28-2个。（4）一个B类地址的子网掩码是255.255.24

19、0.0 ，试问在其中每一个子网上的主机数量最多是多少？答案：240转为2进制：11110000。 主机号占有4+8位，因此每个子网主机数量最多是212-2=4094个。(5)一A类网络的子网掩码是255.255.0.255， 它是否一个有效地子网掩码？答案：转为2进制为：11111111.11111111.00000000.11111111。 虽然有效，但是由于子网号所占的位没有连在一起，使用起来非常不方便。（6）某个IP地址的十六进制表示是：C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式，这个地址是那一类IP地址。答案：C2=12*16+2=194 2F=2*16+15=47 14=1

20、6+4=20 81=8*16+1=129 194.47.20.129 它是一个C类地址 (A类地址：1-126 B类地址：128-191 C类地址：192-223)410:试辨认以下IP地址的网络类别。（1）128.36.199.3 B类网络（2）21.12.240.17 A类网络（3）183.194.76.253 B类网络（4）192.12.69.248 C类网络（5）89.3.0.1 A类网络（6）200.3.6.2 C类网络420：设某路由器建立了以下路由表： 目的网络 子网掩码 下一跳128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0128.96.39.128 255.2

21、55.255.128 接口m1128.96.40.0 255.255.255.128 R2192.4.153.0 255.255.255.192 R3 *（默认） - R4现在共收到5个分组，其目的地址分别为：（1）128.96.39.10（2）128.96.40.12（3）128.96.40.151（4）192.4.153.17（5）192.4.153.90试分析计算其下一跳。答案：路由器在收到一个分组后，先找路由器的第一行，看这一行的网络地址和分组的目的网络地址是否匹配。因为不知道收到分组的目的网络地址，只能用这一行的子网掩码和收到分组的IP地址进行“与”运算，得到的目的网络地址再和这一行

22、的目的网络地址进行比较，如果相同则按照下一跳指定的方式交付。如果不同，则继续找路由表的第二行。（1）192.96.39.10二进制为：11000000.01100000.00100111.00001010 ，“与”运算11111111.11111111.11111111.10000000 （255.255.255.128） 为 11000000.01100000.00100111.00000000 =192.96.39.0（目的网络地址），因此下一跳：接口0（2）128.96.40.12 二进制为：10000000.01100000.00101000.00001100，“与”运算 111111

23、11.11111111.11111111.10000000 (255.255.255.128) 为 10000000.01100000.00101000.00000000 =128.96.40.0(目的网络地址)，因此下一跳：R2(3)128.96.40.151 二进制为：10000000.01100000.00101000.10010111 “与“运算 11111111.11111111.11111111.10000000 (255.255.255.128) 为 10000000.01100000.00101000.10000000 =128.96.40.128（目的网络地址），与路由表前三

24、行的目的网络都不相同。因此再试第四行： 10000000.01100000.00101000.10010111 “与“运算 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192) 为 10000000.01100000.00101000.10000000 =128.96.40.128（目的网络地址）与第四行 192.4.153.0不相同，因此转入第五行，通过默认R4转发。（4）192.4.153.17 二进制为：11000000.00000100.10011001.00010001 “与“运算 11111111.11111111.111111

25、11.10000000 （255.255.255.128） 为 11000000.00000100.10011001.00000000 =192.4.153.0(目的网络地址)与路由表前三行目的网络都不相同，因此再试第四行： 11000000.00000100.10011001.00010001 “与“运算 11111111.11111111.11111111.11000000 （255.255.255.192） 为 11000000.00000100.10011001.00000000 = 192.4.153.0 （目的网络地址）与路由表第四行目的网络相同，因此下一跳为：R3。421：某单位

26、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。如果选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网号码，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。答案：net-id:192.150.0.0 -> 11000000.10010110.00000000.00000000由于子网掩码为255.255.255.255.0 可以得出子网号占8位，主机号占8位，4000台机器分布到16个地点，平均每个地点有250台机器（->8位主机号可以满足）。因此可以从256个子网号中任选出16个子网号码。主机号码最小值为

27、1，最大值为254。441：假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目 目的网络 距离 下一跳路由器 N1 7 A N2 2 C N6 8 F N8 4 E N9 4 F现在B收到从C发来的路由信息 目的网络 距离 N2 4 N3 8 N6 4 N8 3 N9 5试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）答案：N1 7 A 无更新信息N2 1+4 C B->C 1 C->N2 4 (距离增大 2->5)N3 1+8 C B->C 1 C-> N3 8 (增加新路由项)N6 min8,(1+4) C B->C 1 C-> N6 5 (选取5对应的C

28、)N8 min4,(1+3) E 距离一样，下一跳不变N9 min4,(1+5) F 如更新，则距离更长（6），所以下一跳不变 442：假定网络中的路由器A的路由表为： 目的网络 距离 下一跳路由器 N1 4 B N2 2 C N3 1 F N4 5 G现在A收到从C发来的路由信息 目的网络 距离 N1 2 N2 1 N3 3 N4 7试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。答案： N1 min4, (1+2) C N2 min2, (1+1) C 距离一样，下一跳不变 N3 min1, (1+3) F 距离变长，不改变下一跳 N4 min5, (1+7) G 距离变长，不改变下一

29、跳第五章1、传输层的主要功能是什么，与应用层和网络层是什么关系？答案：在源机器和目的机器之间（通常是应用层的进程之间）提供可靠的、性价比合理的数据传输功能，并且与当前使用的物理网络完全独立。提供数据报文的校验、确认重发、流量控制和顺序控制等机制，保证可靠性（如TCP协议）传输层向它上面的应用层提供通信服务，它向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节，使得应用进程看见的好像在两个传输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。2、比较TCP和UDP协议的主要特点。答案：UDP在传输数据前不需要建立连接，远地主机的传输层在收到UDP报文后不需要给出任何确认，虽然UDP不提供可靠交付，但在某些情况下UDP却是一

30、种最有效的工作方式。TCP提供面向连接的服务，在传输数据前要先建立连接，数据传送结束后要释放连接。TCP不提供广播或多播服务，由于TCP要提供可靠，面向连接的服务，因此不可避免地增加了很多开销，如确认，流量控制，计时器和连接管理等，不仅使得协议数据单元首部增大很多，还要占用很多的处理机资源。TCP支持的应用协议主要有：Telnet、等；UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。3、TCP采用了哪些策略来保障传输的可靠性？答案：TCP协议建立在不可靠的网络层IP协议之上，IP不能提供任何可靠性机制，

31、TCP的可靠性完全由自己实现：采用捎带确认、超时重传、流量控制、拥塞控制的机制。TCP在字节上加一个递进的确认序列号来告诉接收者:发送者期望收到的下一个字节。如果在规定时间内，没有收到关于这个包的确认响应，重新发送此包，这保证了TCP是一种可靠的传输层协议。4、比较传输层与数据链路层实现流量控制的异同。答案：TCP传输层使用与数据链路层不同的窗口协议来实现流量控制数据链路层：1）采用固定长度的滑动窗口（注：发送方和接收方的滑动窗口的大小可以不一样大小）；2）发送窗口的滑动依赖于确认帧的到达；TCP： 1）接收方根据接收缓冲区的使用情况动态调整接收窗口尺寸， 采用可变长度的滑动窗口进行流量控制；2） 接收方在返回给发送方的段中除了报告确认帧，还要告诉发送方发送窗口的大小。TCP的窗口的大小是其缓冲区的尺寸。5、试描述TCP是如何实现拥塞控制的。答案：TCP拥塞控制的方法是让每一个发送方根据自己感知的网络拥塞程度来调整发送速度。如果发送方感觉到从它到目的节点的路径上没什么拥塞，就增加发送速度；如果感觉到有拥塞，就降低发送速度。10 / 10文档可自由编辑打印