网络技术与应用的作业及答案.doc

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《网络技术与应用》第一次作业：（本次作业包括教学大纲的1-2章）
一、填空题
1.从逻辑上看，计算机网络是由 通信子网 和 终端系统 组成。
2.通信协议的三要素是 语法 、 语义 和同步。
3.按照网络作用范围，计算机网络分为 局域网 、城域网、 广域网 、区域个人网和因特网。
4.在OSI参考模型中，传输的基本单位是帧的层次是 数据链路层 ，该模型的最高层是 应用层 。
二、单项选择题
1.在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（ C ）。
（A）数据链路层 （B）网络层 （C） 传输层 （D） 应用层

2.若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为（ C ）。
（A） 星形拓扑 （B）总线拓扑 （C） 环形拓扑 （D）树形拓扑

3.在OSI参考模型中，物理层的主要功能是（ B ）。
（A）数据链路的访问控制和管理 （B）透明地传输比特流
（C）在物理实体间传送数据帧 （D）发送和接收用户数据报文

4.下面关于计算机网络的体系结构和协议的叙述，不正确的是（ B ）。
（A）计算机网络体系结构是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义
（B）TCP/IP体系结构中的应用层对应于OSI体系结构中的表示层和应用层
（C）网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准和约定
（D）网络协议是“水平”的概念

5.下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（ A ）。
（A）协议内部实现细节 （B）网络层次 （C）每一层使用协议 （D）每层须完成的功能

三、综合题
1.什么是网络协议？由哪几个基本要素组成？
答：协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。
一般说，一个网络协议主要由语法、语义和同步三个要素组成。语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释。语法：指数据与控制信息的结构或格式。同步：规定了事件的执行顺序。

2.画出OSI-RM模型的结构图，并简要说明各层次的功能。
应用层
表示层
会话层
传输层

网络层

数据链路层
物理层
计算机B
对等协议层
对等协议层
物理通信媒体
网络层

数据链路层
物理层
网络层

数据链路层
物理层
应用层
表示层
会话层
传输层

网络层

数据链路层
物理层
计算机A
通信子网

物理层：利用传输介质为通信的网络结点之间建立、维护和释放物理连接，实现比特流的透明传输，进而为数据链路层提供数据传输服务。
数据链路层：在物理层提供服务的基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧(frame)为单位的数据包，并采取差错控制和流量控制的方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
网络层：控制着通信子网的运行，为以分组（packet）为单位的数据包通过通信子网选择适当的路由，并实现拥塞控制、网络互连等功能。
传输层：向用户通过可靠的端到端（end-to-end）的数据传输服务，实现为上层屏蔽低层的数据传输问题。
会话层：负责维护通信中两个结点之间的会话连接的建立、维护和断开，以及数据的交换。
表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
应用层：为应用程序通过网络服务，它包含了各种用户普通使用的协议。

《网络技术与应用》第二次作业：（本次作业包括教学大纲的3章）
一、填空题
1.码元周期T=1×10-4秒，且传送16电平信号，传码速率为 1000 Bd、传信速率为 40000 b/s。
2.若AB两台计算机之间的距离为1000km，假定在电缆内信号的传播速度是2×108m/s，数据块长度为105bit，数据发送速率为1Mb/s，则发送时延是 100 毫秒，传播时延是 5 毫秒。
3.在常用的有线的传输媒体中，主要有 双绞线 、 同轴光缆 和光纤。
4.信道复用技术包括 频分复用 、时分复用、波分复用和 码分复用 。
二、单项选择题
1.在一个带宽为 4KHz、没有噪声的信道，采用16相调制技术传输二进制信号时能够达到的极限数据传输率为（ C ）。
（A）8 Kbps （B）24 Kbps （C）32 Kbps （D）64 Kbps
2.与电路交换相比，分组交换最大的缺点是（ D ）。
（A）控制开销高 （B）不能实现链路共享
（C）不能实现速率转换 （D）不能满足实时应用要求
3. CDMA系统中使用的多路复用技术是（ D ）。
（A）时分多路 （B）波分多路 （C）空分多址 （D）码分多址
4. 在9600bit/s的线路上，进行一小时的连续传输，测试结果为有150比特的差错，问该数据通信系统的误码率是（ A ）。
（A）4.34×10-6 （B）4.34×10-2 （C）8.68×10-2 （D）8.68×10-6

三、综合题
1.假设带宽为3000Hz的模拟信道中只存在高斯白噪声，并且信噪比是20dB，则该信道能否可靠的传输速率为64kb/s的数据流？
按Shannon定理：在信噪比为20db的信道上，信道最大容量为：
C=Wlog2(1+S/N)
已知信噪比电平为20db，则信噪功率比S/N = 100
C = 3000´log2(1+100)=3000´6.66=19.98 kbit/s
则该信道不能可靠的传输速率为64kb/s的数据流。

2.带宽为6MHz的电视信道，如果使用量化等级为4的数字信号传输，则其数据传输率是多少？假设信道是无噪声的。
由奈氏准则，其数据传输率=2Wlog2 M =2×6 M×log2 4=24Mbit/s

3.简述三种基本的交换技术及其特点。
三种基本的交换技术是：电路交换、报文交换和分组交换。其特点：
（1）电路交换是一种实时交换，处理过程都包括呼叫建立、通信（信息传送）、连接释放三个阶段。
（2）报文交换的交换节点采用存储 / 转发方式对每份报文完整地加以处理，每个报文传送时，没有连接建立/释放两个阶段。
（3）分组交换也是一种存储—转发处理方式，其处理过程是需将用户的原始信息（报文）分成若干个小的数据单元（分组）来传送。

4.一个报文的比特序列为1101011011通过数据链路传输，采用CRC进行差错检测，如所用的生成多项式为g（X）＝X 4＋X＋1，试解答下列问题：（1）写出生成多项式G（X）=X4+X+1对应的二进制序列；（2）计算报文的比特序列的循环冗余校验码；（3）简述CRC码的检测过程。
（1）生成多项式为g(X)＝X 4＋X＋1，则其编码为10011，r＝4。
（2）

（3）在接收端可以将接收码组Ｒ(ｘ)用原生成多项式g(ｘ)去除。当传输中未发生错误时，接收码组与发送码组相同，故接收码组R(x)必定能被g(x)整除；若码组在传输中发生错误， R(x)被g(x)除时可能除不尽而有余项。

《网络技术与应用》第三次作业：（本次作业包括教学大纲的4章）
一、填空题
1.CSMA/CD协议中的CD是指 冲突检测 ，CSMA/CA协议中的CA是指 冲突避免 。
2.若有10台计算机连到了一台10Mbps的集线器上，则每台计算机的平均带宽为 1 Mbps。若该10台计算机接到了10Mb/s的以太网交换机上，则每台计算机的平均带宽为 10 Mbps 。
3.以太网10BASE-T标准中10指的是 10Mb/s ，T指的是 双绞线 。
4.以太网交换机的三种转发帧的方式分别是存储转发方式、 直通交换 方式和 无碎片交换 方式。
二、单项选择题
1.使用集线器的以太网在物理上和逻辑上的拓扑结构分别是（ B ）。
（A）星型，环型 （B）星型，总线型 （C）总线型，星型 （D）树型，总线型

2.一个总线式以太网中两个站之间的最长距离为2公里，传播速度为2×105km/s，两个站需要经过（ C ）才能肯定本次发送没有发生冲突。
（A）5 us （B）10 us （C）20 us （D）40 us

3.下列工作在数据链路层的网络设备是（ B ）。
（A）转发器 （B）网桥 （C）路由器 （D）网关

4.下列有关虚拟局域网VLAN概念描述中，说法错误的是（ A ）。
（A）VLAN是一种新型的局域网
（B）建立VLAN需要使用交换机
（C）VLAN以软件方式来实现逻辑工作组的划分与管理
（D）逻辑工作组中的节点组成不受物理位置的限制

5.若以太交换机采用无碎片方式转发帧时，一旦检测到帧的长度小于（ B ）字节，立即丢弃，不做任何处理。
（A）46 （B）64 （C）1500 （D）1518

6.下列选项中，对正确接收到的数据帧进行确认的MAC协议是（ D ）。
（A）CDMA （B）CSMA （C）CSMA/CD （D）CSMA/CA

三、综合题
1. 试述以太网的介质访问控制CSMA/CD原理。
答：（1）载波监听 是指每个计算机在发送数据之前先要检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不发送数据，以减少发生冲突的机会。
（2）多点接入 是指在总线式局域网中，有多台计算机连接在一根总线上，共享总线的信道资源。
（3）冲突检测 是指发送数据的计算机在发送数据的同时，还必须监听传输媒体，判断是否发生了冲突。

2.假设在一个采用CSMA/CD 协议的网络中，传输介质是一根长度为1000m长的完整电缆，传输速率为100Mbit/s，电缆中的信号传播速度是200 000 km/s。
（1）求能够使用此协议的最短帧长。
（2）若最小数据帧长度减少40 比特，则最远的两个站点之间的距离至少需要增加还是减少？具体变化多少米？
答：（1）争用期2t=2×1000/(2×108)= 1×10-5 (s)，最短帧长为争用期内传输的比特数，即： Lmin=2t*C= 1×10-5×1×108=1000(bit)
（2）若最短帧长减少，而数据传输速率不变，则需要使冲突域的最大距离变短来实现争用期的减少。因此假设需要减少的最小距离为s，单位是m，则可以得到下式：

因此可得s=40，即最远的两个站点之间的距离最少需要减少40m。

3. 简述以太网交换机转发帧的方式及其特点。
直通方式、存储转发方式、无碎片交换方式。
其特点：
（1）直通方式在接收到数据帧的同时就立即按照数据帧的目的MAC地址对帧进行转发。
（2）存储转发方式则需要将帧完全接收和缓存下来，然后根据帧头中的目的MAC地址进行转发。
（3）无碎片交换方式要求交换机只有在收到６４字节以后才开始以直通方式转发帧。

4.有5个站连接到以太网上。试计算以下三种情况下每一个站所能得到的带宽。（1）连接到一个10Mb/s以太网集线器；（2）连接到一个100Mb/s以太网集线器；（3）连接到一个10Mb/s以太网交换机。

(1) 5个站共享10Mb/s带宽；(2) 5个站共享100Mb/s带宽；(3)每个站独享10Mb/s带宽。
《网络技术与应用》第四次作业：（本次作业包括教学大纲的5章）
一、 填空题
1.IPv4中，IP地址是 32 位，分组头部固定部分为 20 字节。
2.IP数据报中TTL字段称为 生存时间 ，该字段的意义在于 跳数限制 。
3.ARP协议的功能是实现从 IP地址 到 MAC地址 的映射。
4.ICMP报文分为 差错报告报文 和 提供信息的报文 两种类型。
5.路由器结构可划分为两大部分： 路由选择 部分和 分组转发 部分。
6.现VPN的两种基本技术是： 隧道传输技术 和 加密技术 。
7.一般来讲，IPV6数据报的目的地址常用的三种地址类型分别是单播、 任播 和 组播 。
二、单项选择题
1.设有两个子网202.118.133.0/24和202.118.132.0/24，如果进行路由汇聚，得到的网络地址是（ D ）。
（A）202.118.128.0/21 （B）202.118.128.0/22
（C）202.118.130.0/22 (D) 202.118.132.0/23
2. 下列网络设备中，能够抑制网络风暴的是（ C ）。
（A）中继器 （B）集线器 （C）路由器 （D）网桥
3.IP数据报首部的校验和字段，用于校验（ A ）。
（A）IP首部 （B）整个数据报 （C）数据部分 （D）伪首部和数据部分
4.常用的ping程序使用了ICMP的（ B ）报文，用于探测目标主机的可达性。
（A）地址掩码请求与应答 （B）回送请求与应答
（C）路由器询问和通告 （D）时间戳请求与应答
5.给定的IP地址为192.55.12.116，子网掩码是：255.255.255.240，那么其主机号是（ A ）。
（A）4 （B）24 （C）120 （D）127
6.使用专用网地址的用户通过（ C ）实现对公共Internet的访问。
（A）DNS （B）DHCP （C）NAT （D）SMTP
7.IPv6地址FF02:3::5:1中的“::”代表了（ D ）个比特位0。
（A）16 （B）32 （C）48 （D）64
三、综合题
1.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？
网络层及以上使用IP 地址；链路层及以下使用硬件地址。IP 地址在IP 数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是IP 地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。
在IP 层抽象的互连网上，我们看到的只是IP 数据报，路由器根据目的站的IP地址进行选路。在具体的物理网络的链路层，我们看到的只是MAC 帧，IP 数据报被封装在MAC帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时，其MAC 帧的首部是不同的。这种变化，在上面的IP 层上是看不到的。每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。
2.一个数据报长度为4000字节（包含固定长度的首部）。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？
答：4000-20=3980字节。3 片；
第一片：数据字段长度1480、片偏移是0，MF 是1；
第二片：数据字段长度1480、片偏移是185，MF 是1；1480/8=185
第三片：数据字段长度1020、片偏移是370 和MF 是0；1480*2/8=370
3.某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。现在需要进一步划分为4个一样大的子网（包括全0和全1 的子网），并且每个子网规模尽可能的大。请问：（1）采用了CIDR技术，如何进行路由选择？（2）每一个子网的网络前缀有多长（多少个比特位）? （3）每一个子网的地址块是多少？请写出4个地址块。（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？
（1）采用了CIDR技术，在查找路由的时候选择具有最长网络前缀的路由，也称为最长前缀匹配。
（2）每个子网的网络前缀28位
（3）每个子网的地址块
136.23.12.64/28 136.23.12.80/28
136.23.12.96/28 136.23.12.112/28
（4）136.23.12.64/26可分配给主机使用的最小地址和最大地址
136.23.12.01000001 - 136.23.12.01001110 = 136.23.12.65 - 136.23.12.78
136.23.12.01010001 - 136.23.12.01011110 = 136.23.12.81 - 136.23.12.94
136.23.12.01100001 - 136.23.12.01101110 = 136.23.12.97 - 136.23.12.110
136.23.12.01110001 - 136.23.12.01111110 = 136.23.12.113- 136.23.12.126
4.Internet的两个自治系统构成的网络如图所示，自治系统1由路由器R1连接两个子网构成，使用RIP路由协议；自治系统2由路由器R2、R3连接三个子网构成，使用OSPF路由协议。接口IP地址如图所示。
（1）请利用路由聚合技术，给出路由器Router2的路由表，要求包括图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。（路由表的格式如下）
目的网络
下一跳（IP地址）
路由器接口
（2）简述内部网关协议RIP和OSPF路由协议的基本特点。
（1）利用路由聚合技术，给出路由器Router2的路由表，要求包括图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。
目的网络
下一跳（IP地址）
路由器接口
153.14.5.0/24
153.14.3.2
S0
202.119.20/23
202.119.24.2
S1
202.119.20.128/25
-
E0
（2）
对比方面
RIP路由协议
OSPF路由协议
路由协议特征
基于距离向量的路由选择协议
基于链路状态的路由选择协议
交换信息路由器
仅和相邻路由器交换信息
向本自治系统所有路由器发送信息
交换的路由信息
交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表
路由器相邻的所有路由器的链路状态
交换信息时候
固定的时间间隔交换路由信息
链路状态发生变化时候
《网络技术与应用》第五次作业：（本次作业包括教学大纲的5-6章）
一、填空题
1.用户数据报协议 UDP 只是在IP的数据报服务之上增加了 端口 和差错控制的功能。
2.网络上具有唯一性的 IP地址 和 端口号 的组合，称为插口（或套接字）。
3.传输层的熟知端口号范围是 0-1023 ，用于标识服务的应用进程。
4.在目前的上网操作中，一台计算机访问因特网需要配置的4个项目，分别为：
IP地址 、 子网掩码 默认网关IP地址和域名服务器IP地址。
5.域名系统的功能是实现 域名 到 IP地址 的解析。
6.FTP使用两条TCP连接来完成文件传输，即 控制连接 和 数据连接 。
二、单项选择题
1.主机甲和主机乙建立TCP连接传输数据，假定主机甲的拥塞窗口cwnd=1000字节，接收方主机乙通告的rwnd=2000字节，则主机甲的发送窗口的取值是（ B ）字节。
（A）0 （B）1000 （C）2000 （D）3000
2.下面关于TCP/IP的传输层议表述不正确的是（ D ）。
（A）进程寻址 （B）提供无连接服务 （C）提供面向连接的服务 （D）IP寻址
3.如果TCP来回路程时间RTT的当前值是30ms，随后应答在34ms时候到来，取α=0.9，那么新的RTT估算值是（ C ）。
（A）29.6 （B）30.0 （C）30.4 （D）30.8
4.主机甲与主机乙之间建立一个TCP连接，主机甲向主机乙发送了两个连续的报文段，分别包含200字节和500字节的有效载荷，第一个报文段的序号为100，主机乙正确接收到两个段后，发送给主机甲的确认号为（ D ）。
（A）500 （B）700 （C）800 （D）1000
5.TCP使用（ C ）机制来建立连接。
（A）一次握手 （B）二次握手 （C）三次握手 （D）四次握手
6.使用无连接传输服务的应用层协议是（ B ）。
（A）SMTP （B）DHCP （C）HTTP （D）FTP
7.POP3是Internet中（ A ）服务中所使用的协议。
（A）电子邮件 （B）WWW （C）BBS （D）FTP
三、综合题
1. 简述TCP建立连接三次握手的过程。
（1）客户端发送一个包含SYN标志的TCP报文，SYN即同步；
（2）服务器在收到客户端的SYN报文后，将返回一个SYN+ACK的报文，表示客户端的请求被接受。
（3）客户端也返回一个确认报文ACK给服务器端，到此TCP连接建立。

2.考虑在一条具有10ms往返路程时间的线路上采用慢启动拥塞控制而不发生网络拥塞情况下的效应。接收窗口24KB，且最大段长2KB。那么，需要多长时间才能够发送第一个完全窗口？
【答案】
因最大段长2KB，从2KB开始，下面的突发量分别是4KB、8KB、16KB，直至24KB，即4次往返时间发送完第一个完全窗口。该时间为10ms×4＝40ms 。

3.在浏览器中输入并回车，直到南邮的网站首页显示在其浏览器中。
（1）在此过程按照TCP/IP参考模型，从应用层到网络层都用到了哪些协议？
（2）使用Wireshark采集访问南邮的网站服务器时所传输的报文，其中有个报文数据的内容如下图所示（16进制表示），请回答：
0000： f0 1f af 67 52 a7 00 19 e0 38 12 e4 08 00 45 00
0010： 00 34 00 00 40 00 3b 06 0b 76 ca 77 e0 c9 c0 a8
0020： c8 64 00 50 c5 74 13 0b 52 0c 53 fa d8 8c 80 12
0030： 16 d0 cc 7f 00 00 02 04 05 b4 01 01 04 02 01 03

①数据报首部长度为多少字节？
②数据报的协议字段是多少，表示什么协议？
③源站和目的站IP地址分别是什么？（请用点分十进制表示）
④从当前主机到南邮的网站服务器，经过几个路由器的转发？

答：（1）
层次
协议
应用层
①DNS
②HTTP
传输层
③TCP
④UDP
网络层
⑤ICMP
⑥IP
⑦ARP
（2）
①数据报首部长度5×4=20字节
②协议字段值为6, 表示TCP
③源IP地址：202.119.224.201，目的IP地址：192.168.200.100
④5个路由器，64-59=5

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