计算机网络作业.doc

1-07.小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？
答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络，协议无特指。
（2）Internet（因特网）：专用名词，它是指是当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络。特指采用 TCP/IP 协议的互联网络
区别：后者实际上是前者的双向应用。

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2×10^8m/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10^7bit,数据发送速率为100kb/s。
（2） 数据长度为10^3bit,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=10^7/10^5=100s 传播时延tp=10^6/(2×10^8)=0.005s
（2）发送时延ts =10^3/10^9=1µs 传播时延：tp=10^6/(2×10^8)=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。

1-21.协议与服务有何区别？有何关系？
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。 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

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。物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层:数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层:网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层:运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端 服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层:应用层直接为用户的应用进程提供服务。

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）。

2-09.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 = W log2(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

2-13.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。

2-16.共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为：
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).
现收到的码片序列为（-1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 -1）.问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是0？
k1(-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1)+k2(-1,-1,1,-1,1,1,1,-1)+k3(-1,1,-1,1,1,1,-1,-1)+k4(-1,1,-1,-1,-1,1,-1)=(-1,1,-3,1,-1,-3,1,1)
这里k1,k2,k3,k4可以取值-1,0,1.
可以得到8个方程，然后解出方程组，就知道了。事实上，我们只需要几个方程就可以解出来了。
第一个数字 -k1-k2-k3-k4=-1
第二个数字 -k1-k2+k3+k4=1
两式相加，得-2k1-2k2=0--->k1=-k2,k3+k4=1.
第三个数字-k1+k2-k3-k4=-3--->-(-k2)+k2-(k3+k4)=-3--->2k2-1=-3--->k2=-1
所以k1=1
第4个数字，k1-k2+k3-k4=1--->1-(-1)+(1-k4)-k4=1, k4=1,因此k3=0.
所以不需要解出所有8个方程，我们已经知道了k1=k4=1,k2=-1,k3=0.
这就说明A,D发送了源码，B发送了反码，C没有发送任何代码。

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

3-07.要发送的数据为1101011011。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的传输？
答：作二进制除法，11010110110000除以10011，得余数1110 ，添加的检验序列是1110.
作二进制除法，两种错误均可发展
仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

3-08.要发送的数据为101110。采用CRCD 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：作二进制除法，101110000 1001 添加在数据后面的余数是011.

3-09.一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E
7E FE 27 7D 7D 65 7D

3-15.什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？
答：DIX Ethernet V2 标准的局域网
DIX Ethernet V2标准与IEEE的802.3标准

3-18.试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
答：10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s
“BASE”表示电缆上的信号是基带信号
“T”代表双绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。

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

3-32 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 B2的处理
地址 接口 地址 接口 （转发？丢弃？登记？） （转发？丢弃？登记？）
A→E A 1 A 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表
C→B C 2 C 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表
D→C D 2 D 2 写入转发表，丢弃不转发 转发，写入转发表
B→A B 1 写入转发表，丢弃不转发 接收不到这个帧

4-04.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。

4-05.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ABCDE 5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(multihomed host)。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同样的网络号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。

4-07.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？
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。

4-11. IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处是什么？坏处是什么？
在首部中的错误比在数据中的错误更严重，例如，一个坏的地址可能导致分组被投寄到错误的主机。许多主机并不检查投递给他们的分组是否确实是要投递给它们，它们假定网络从来不会把本来是要前往另一主机的分组投递给它们。 数据不参与检验和的计算，因为这样做代价大，上层协议通常也做这种检验工作，从前，从而引起重复和多余。 因此，这样做可以加快分组的转发，但是数据部分出现差错时不能及早发现。

4-20.设某路由器建立了如下路由表：
目的网络 子网掩码 下一跳
128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 255.255.255.128 R2
192.4.153.0 255.255.255.192 R3
*（默认） —— R4
现共收到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）192.153.17 （5）192.4.153.90 （1）分组的目的站IP地址为：128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0转发。
（2）分组的目的IP地址为：128.96.40.12。 ① 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。 ② 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经R2转发。
（3）分组的目的IP地址为：128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
（4）分组的目的IP地址为：192.4.153.17。与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0，经查路由表知，该分组经R3转发。
（5）分组的目的IP地址为：192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。

4-22..一个数据报长度为4000字节（固定首部长度）。现在经过一个网络传送，但此网络能够 传送的最大数据长度为1500字节。试问应当划分为几个短些的数据报片？各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值？
IP数据报固定首部长度为20字节
总长度(字节) 数据长度(字节) MF 片偏移
原始数据报 4000 3980 0 0
数据报片1 1500 1480 1 0
数据报片2 1500 1480 1 185
数据报片3 1040 1020 0 370

4-30.一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是192.77.33/24.公司的网络布局如图4-56示。总部共有五个局域网，其中的LAN1-LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R5相连。R5和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连。每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的主机数。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。
LAN1,192.77.33.0/26
LAN3,192.77.33.64/27
LAN6,192.77.33.96/27
LAN7,192.77.33.128/27
LAN8,192.77.33.160/27
LAN2,192.77.33.192/28
LAN4,192.77.33.208/29
LAN5,192.77.33.224/29
WAN1,192.77.33.232/30
WAN2,192.77.33.236/30
WAN3,192.77.33.240/30

4-31.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配：请说明理由。
（1）86.33.224．123：（2）86.79.65.216；（3）86.58.119.74; (4)86.68.206.154。
86.32/12 ---->86.00100000 下划线上为12位前缀说明第二字节的前4位在前缀中。 给出的四个地址的第二字节的前4位分别为：0010 ，0100 ，0011和0100。因此只有（1）是匹配的。

4-38.IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么
IGP: 内部网关协议（Interior Gateway Protocol）
内部网关协议（IGP）是一种专用于一个自治网络系统。网络IP协议或者其他的网络协议常常通过这些通道信息来决断怎样传送数据流。目前最常用的两种内部网关协议分别是：路由信息协议（RIP）和最短路径优先路由协议（OSPF）。
EGP：外部网关协议（Exterior Gateway Protocol）
外部网关协议（EGP）是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。 EGP 通常用于在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议，利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的转换，能让每个网关控制和接收网络可达性信息的速率，允许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组已知路由器及这些路由器的可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔 120 秒或 480 秒会访问其邻居一次，邻居通过发送完整的路由表以示响应。

6-02.域名系统的主要功能是什么？域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器及权限域名服务器有何区别？
答案：域名系统的主要功能：将域名解析为主机能识别的IP地址。
因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有三种不同类型的域名服务器。即本地域名服务器、根域名服务器、授权域名服务器。当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。若根域名服务器有被查询主机的信息，就发送DNS回答报文给本地域名服务器，然后本地域名服务器再回答发起查询的主机。但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时，它一定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的IP地址。通常根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换，但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。每一个主机都必须在授权域名服务器处注册登记。通常，一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一个域名服务器。授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。 因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。 一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。

6-05.文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的？为什么说FTP是带外传送控制信息？主进程和从属进程各起什么作用？
答案： FTP的主要工作过程为：在进行文件传输时，FTP客户所发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，并在整个会话期间一直保持打开，但是控制连接不用来传送文件。服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求后就创建数据传送进程和数据连接，数据连接用来连接到客户端和服务器端的数据传送进程，数据传送进程实际完成对文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”，并结束运行。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接收新的请求；若干个从属进程，负责处理单个请求。

6-23.试简述SMTP通信的三个阶段的过程。
答：1. 连接建立：连接是在发送主机的 SMTP 客户和 接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器
2. 邮件传送。
3. 连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。

6-24.试述邮局协议POP的工作过程。在电子邮件中，为什么需要使用POP和SMTP这 两个协议？IMAP与POP有何区别？
答：POP 使用客户机服务器的工作方式。在接收邮件的用户的PC 机中必须运行 POP 客户机程序，而在其ISP 的邮件服务器中则运行POP 服务器程序。POP 服务器只有在用户输入鉴别信息（用户名和口令）后才允许对邮箱进行读取。 POP 是一个脱机协议，所有对邮件的处理都在用户的PC 机上进行；IMAP 是 一个联机协议，用户可以操纵ISP 的邮件服务器的邮箱。