1、计算机网络作业解答第一章习题解答1.4从逻辑功能上看，计算机网络由哪些部分组成？各自的内涵是什么？答：根据定义我们可以把一个计算机网络概括为一个由通信子网和终端系统组成的通信系统终端系统：终端系统由计算机、终端控制器和计算机上所能提供共享的软件资源和数据源（如数据库和应用程序）构成。计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。终端用户通常是通过终端控制器访问网络。终端控制器能对一组终端提供几种控制，因而减少了终端的功能和成本。 通信子网：通信子网是由用作信息交换的网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。 网络结点提
2、供双重作用：一方面作终端系统的接口，同时也可作为对其他网络结点的存储转发结点。作为网络接口结点，接口功能是按指定用户的特定要求而编制的。由于存储转发结点提供了交换功能，故报文可在网络中传送到目的结点。它同时又与网络的其余部分合作，以避免拥塞并提供网络资源的有效利用。1.8什么是网络协议？由哪几个基本要素组成？答：简单地说，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。语法：指数据与
3、控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等。即对所表达内容的数据结构形式的一种规定,也即怎么讲.例如,在传输一份数据报文时数据格式,传输一封信函的地址格式等。语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释,也即讲什么.不同类型的协议元素规定了通信双方所要表达的不同内容(含义).例如,在基本型数据链路控制协议中规定,协议元素SOH的语义表示所传输报文的报头开始;而协议元素ETX的语义,则表示正文结束等。同步：规定了事件的执行顺序.例如在双方通信时,首先由源站发送一份数据报文,如果目标站收到的是正确的报文,就应遵循协议规则,利用协议元素ACK来回答对方,以使源站知道其所发
4、出的报文已被正确接收。1.12 试比较OSI-RM与TCP/IP模型的异同点。答：它们的相同点主要体现在：1）都参与层次化模型，TCP/IP与OSI-RM都采用层次化体系结构，都按功能分层。其差别主要体现在以下两方面:1） 出发点不同OSI-RM是作为国际标准而制定的,不得不兼顾各方,考虑各种情况,造成OSI-RM相对比较复杂,协议的数量和复杂性都远高于TCP/IP。早期TCP/IP协议是为军用网ARPANET设计的体系结构,一开始就考虑了一些特殊要求,如可用性,残存性,安全性,网络互联性以及处理瞬间大信息量的能力等。此外,TCP/IP是最早的互联协议,它的发展顺应社会需求,来自实践,在实践中
5、不断改进与完善,有成熟的产品和市场,为人们所广泛接受。2） 对以下问题的处理方法不相同对层次间的关系。OSI-RM是严格按层次关系处理的,两个(N)实体通信必须通过下一层的(N1)实体,不能越层.而TCP/IP则不同,它允许越层直接使用更低层次所提供的服务。因此,这种关系实际上是等级关系,这种等级关系减少了一些不必要的开销,提高了协议的效率。对异构网互连问题。TCP/IP一开始就考虑对异构网络的互连，并将互连协议IP单设一层。但OSI-RM最初只考虑用一个标准的公用数据网互联不同系统,后来认识到互联协议的重要性,才在网络层中划出一个子层来完成IP任务。OSI-RM开始只提供面向连接的服务,而T
6、CP/IP一开始就将面向连接和无连接服务并重,因为无连接的数据报服务,对互联网中的数据传送和分组话音通信是很方便的。此外,TCP/IP有较好的网络管理功能,而OSI-RM也是到后来才考虑这个问题。1.13 设有一个系统具有n层协议，其中应用进程生成长度为m字节的数据，在每层都加上长度为h字节的报头，试计算传输报头所占用的网络带宽百分比。答：若应用层数据长度为m字节，则每一层加 h 字节的报头，经过n 层后总数据长度为： m+ nh, 从而，传输报头所占用的网络带宽百分比为：nh /( m+ nh)第二章习题解答2.4 设数据信号码元长度为83310-6秒，若采用16电平传输，试求传码速率和传信
7、速率。答：由于T=83310-6秒，所以传码速率NBd=1/T1200波特由于传送的信号是16电平，所以，M=16。 则传信速率Rb = NBdlog2 M =4800bit/s。2.6 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？答：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 = 3000log2(1+100)=30006.66=19.98 kbit/s则该信道不能可靠的传输速率为64kb/s的数据
8、流 2.10 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)。答：由奈氏准则，其数据传输率=2Wlog2 M =26 Mlog2 4=24Mbit/s2.11 对于带宽为3kHz、信噪比为20dB的信道，当其用于发送二进制信号时，它的最大数据传输率是多少？答：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 = 3000log2(1+100)=30006.66=19.98 kbit/s 而奈氏极限值是6 kbit/s，显然，瓶
9、颈是奈氏极限，所以，最大传输速率是6 kbit/s2.19 物理层接口标准包含哪方面的特性？每种特性的具体含义是什么？答： 包含四个方面的特性：机械特性、电气特性、规程特性和功能特性。机械特性规定了接插件的几何尺寸和引线排列。电气特性描述了通信接口的发信器（驱动器）、接收器的电气连接方法及其电气参数，如信号电压（或电流、信号源、负载阻抗等）。功能特性描述了接口执行的功能，定义接插件的每一引线（针，Pin）的作用。规程特性描述通信接口上传输时间与控制需要执行的事件顺序。第三章习题解答3.6 对于使用3比特序号的停止-等待协议、连续ARQ协议和选择ARQ协议，发送窗口和接收窗口的最大尺寸分别是多少
10、？答：使用3比特对帧进行编号，可以有07，共8种编码。停止-等待协议：发送窗口1，接收窗口1；连续ARQ协议：最大发送窗口7，接收窗口1；选择ARQ协议：最大发送窗口4，最大接收窗口4。3.7 信道速率为4kb/s，采用停止等待协议，单向传播时延tp为20ms，确认帧长度和处理时间均可忽略，问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%？ 答： 不考虑确认帧发送时间和双方的处理时间，则 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L为帧长度，v=4kb/s 要使信道利用率达到50，则 tF = 40 ms 可以得到 L = 160 bit3.8 假设卫星信道的数据率为1Mb/s，取卫星信
11、道的单程传播时延为250ms，每一个数据帧长度是1000bit。忽略误码率、确认帧长和处理时间。试计算下列情况下的卫星信道可能达到的最大的信道利用率分别是多少？1) 停止-等待协议； 2）连续ARQ协议，WT=7；3）连续ARQ协议，WT=127。答：不考虑差错情况，确认帧发送时间和双方的处理时间，则 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L为一个帧长度，v=1Mb/s，则tF=1000/10000000.001s1ms1) 停止-等待协议：每次只发送一个帧，信道利用率1 /（25021）1/5012）连续ARQ协议，WT=7：可以连续发送7个帧，但后面的6个帧是在等待的同时发
12、送， 信道利用率7 /（25021）7/5013）连续ARQ协议，WT=127：可以连续发送127个帧，但后面的126个帧是在等待的同时发送， 而且，当127个帧全部发送完毕使用了127ms，确认应答还没有到达，信道利用率127 /（25021）127/5013.11 简述HDLC信息帧控制字段中的N（S）和N（R）的含义。要保证HDLC数据的透明传输，需要采用哪种方法？答：HDLC信息帧控制字段中的N（S）表示当前发送的帧的编号，使接收方能够正确识别所接收的帧及帧的顺序；N（R）表示N(R)以前的各帧已正确接收，通知发送方希望接收下一帧为第N(R)帧。要保证HDLC数据的透明传输，需要避免数
13、据和控制序列中出现类似帧标志的比特组合，保证标志F的唯一性，HDLC采用“0”比特插入删除法。采用这种方法，在F以后出现5个连续的1，其后额外插入一个“0”，这样就不会出现连续6个或6个以上“1”的情况。在接收方，在F之后每出现连续5个“1”后跟随“0”，就自动将其后的“0”删除，还原成原来的比特流，3.14 在面向比特同步协议的帧数据字段中，出现如下信息：1010011111010111101（高位在左低位在右），则采用“0”比特填充后的输出是什么？ 答： “0”比特自动插入/删除技术是在信息序列中连续5个“1”后自动加入一个“0”比特，则以下信息序列采用“0”比特插入后为： 信息序列： 1
14、010011111010111101 “0”比特插入后：101001111100101111013.18 一码长为n=15的汉明码，监督位应为多少？编码效率为多少？答：因为对于汉明码来说，应满足2 r -1n 又因为n=15，所以监督位r至少应为4。 编码效率=73.3%3.20 已知（7，4）汉明码接收码组为0100100，计算其校正子并确定错码在哪一位。答：因为校正子S1= c6 c5 c4 c2=0，S2= c6 c5 c3 c1=1，S3= c6 c4 c3 c0=0，因为三个校正因子不全为0，说明码字有错。 S=S1S2S3=010，说明信息位c1有错，将c1上的0变为1，即可纠正错
15、误。3.21 在循环冗余校验系统中，利用生成多项式g（x）= x 5 + x 4 +x+1判断接收到的报文1010*是否正确？并计算100110001的冗余校验码。答：若收到的报文是1010110001101，则用其去除以生成多项式对应的码组110011， 1 1 0 0 0 1 0 01100111 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 可知结果不是全零，所以肯定是有错的。 当要发送的数据是100110001，根据生成多项式，可知所对应的冗余校验码为5
16、位，则在100110001后添加00000，用10011000100000/110011后，所得余数为110，则冗余校验码为00110。 第四章练习题答案4.3简述以太网CSMA/CD的工作原理。目前有哪几种典型的CSMA/CD情形？答：CSMA/CD采用分布式控制方法，总线上的各个计算机通过竞争的方式，获得总线的使用权。只有获得总线使用权的计算机才能向总线上发送数据，而发送的数据能被连在总线上的所有计算机接收到。CSMA/CD的具体含义解释如下：（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
17、 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。因为如果存在多个计算机都在发送数据，就会形成信号的叠加，即冲突，从而造成接收方无法接收到正确的数据。一旦检测到冲突，发送方应立即停止发送，等待一个随机时间间隔后重发。目前有以下几种典型的CSMA/CD情形：（1）1-持续CSMA/CD（2）非持续CSMA/CD（3）P-持续CSMA/CD4.5有10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)10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；(2)10个站都
18、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个站共享10Mb/s带宽,每个站能得到1 Mb/s带宽(2) 10个站共享100Mb/s带宽，每个站能得到10 Mb/s带宽(3)每个站独享10Mb/s带宽4.10试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。答：特点数据报服务虚电路服务思路可靠通信应由用户主机来保证可靠通信应由网络来保证连接的建立不需要必须有目的站地址每个分组都有目的站的全地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号分组的转发每个分组独立进行路由、转发属于同一虚电路的所有分组均按照同一路由进行转发当结点出故障时
19、出故障的结点可能会丢失分组，后续分组将改变路由所有通过出故障结点的虚电路均不能工作分组的顺序不一定按发送顺序到达目的站总是按发送顺序到达目的站端到端的差错处理和流量控制由用户主机负责可以由网络负责，也可以由用户主机负责4.14为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？答：因为广域网是为了实现长距离传输数据，覆盖范围大，如果采用广播通信方式，同时要实现双向通信功能，必然要引入CSMA/CD，或令牌环等信道访问控制方式，则长时延将导致低效率。第五章练习题答案5.3 试简单说明IP、ARP、RARP和ICMP协议的作用。答：IP：网际协议，TCP/IP 体系中两个最重要的协议之一，IP 使互连起
20、来的许多计算机网络能够进行通信。无连接的数据报传输. 数据报路由。ARP（地址解析协议）实现地址转换，将IP地址映射成物理地址。RARP（逆向地址解析协议）将物理地址映射成IP 地址。ICMP：Internet 控制消息协议，进行差错控制和传输控制，减少分组的丢失。注：ICMP 协议帮助主机完成某些网络参数测试，允许主机或路由器报告差错和提供有关异常情况报告，但它没有办法减少分组丢失，这是高层协议应该完成的事情。IP 协议只是尽最大可能交付，至于交付是否成功，它自己无法控制。5.7 试辨认以下IP地址的网络类别：（1）138.56.23.13 （2）67.112.45.29 （3）198.19
21、1.88.12 （4）191.62.77.32答：（2）是A 类，（1）和（4）是B 类，（3）是C 类。解题思路：A 类地址以1-126开始，B 类地址以128-191开始，C 类地址以192-223开始A:0B:10C:1105.11 假设互联网由两个局域网通过路由器连接起来。第一个局域网上某主机有一个400字节长的TCP报文传到IP层，加上20字节的首部后成为IP数据报，要发向第二个局域网。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150字节。因此数据报在路由器处必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少字节的数据？答：进入本机IP 层时TCP报文长度为400字节, 进入第
22、1个局域网IP数据报长度为 400+20= 420B；在第二个局域网，报文要进行分片，已知最长数据帧的数据部分只有150B，由于3*130400，所以共分成4片，故第二个局域网向上传送400+4*20=480字节(TCP报文长度+4个IP首部长度)的数据。5.12 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148
23、0、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=3705.15 设某路由器建立了如下表所示的路由表:目的网络子网掩码下一跳128.96.39.0255.255.255.128接口0128.96.39.128255.255.255.128接口1128.96.40.0255.255.255.128R2192.4.153.0255.255.255.192R3*（默认）R4此路由器可以直接从接口0和接口1转发分组，也可通过相邻的路由器R2、R3和R4进行转发。现共收到5个分组，其目的站IP地址分别为：（1）128.96.
24、39.10 （2）128.96.40.12 （3）128.96.40.151 （4）192.4.153.17（5）192.4.153.90试分别计算其下一站。答：（1）接口0，（2）R2，（3）R4，（4）R3，（5）R4。5.16 某单位分配到一个B类IP地址，其网络号为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：一种答案：每一个地点分配其中一个子网号码：129.250.116.0，每个地点主机号码的最小值为1，最大值为254。5.17 设某
25、ISP（因特网服务提供者）拥有CIDR地址块202.192.0.0/16。先后有四所大学（A、B、C、D）向该ISP分别申请大小为4000、2000、4000、8000个IP地址的地址块，试为ISP给这四所大学分配地址块。答：A：202.192.0.0/20（212=4096）; B：202.192.00010 0002/21（211=2048）；C：202.192.0010 0000/20（212=4096）; D：202.192.010 000002/19（213=8096）。45 00 02 79 1C A4 40 00 80 06 00 00 0A 0A 01 5F DA 1E 73
26、7B 07 38 00 50 19 71 85 77 7F 25 2B AA50 18 FF FF 5B 6E 00 00 47 45 54 20 2F 73 2F 62 6C 6F 67 5F 34 62 63 6664 64 63 645.20 有个IP数据报从首部开始的部分内容如右所示(16进制表示)，请标出IP首部和传输层首部，并回答：（1）数据报首部长度和总长度各为多少字节？（2）数据报的协议字段是多少，表示什么意思？（3）源站IP地址和目的站IP地址分别是什么？(用点分十进制表示)（4）TTL、校验和字段是多少？（5）源端口和宿端口是什么？并请推测所用的应用层协议是什么？答：版本4
27、；首部长度5*4=20字节；服务类型00；总长度：02 79H=633字节 标识：1C A4； 标志：40 00H=01000000 00000000中的前三位即：010;片偏移：00000 00000000*8=0生存时间（TTL）：80H=128,协议：06H=06 TCP协议 首部校验和：00 00 源站IP地址：0A 0A 01 5F 即：10.10.1.95 目的站IP地址：DA 1E 73 7B 即： 218.30.115.123源端口：07 38H=1848；目的端口：00 50H=80因为目的端口号是80，所以推测应用层协议为HTTP（1）数据报首部长度54=20字节, 总长度
28、=027916=633字节（2）协议字段值为6, 表示TCP（3）源IP地址：10.10.1.95，目的IP地址：218.30.115.123（4）TTL=128, 校验和=00 00 （5）源端口：073816=1848,宿端口：5016=80, 推测应用层协议为HTTP。04816 1924 31版本首部长度服务类型总长度标识标志片偏移量生存时间协议首部校验和源站IP地址目的站IP地址IP选项填充5.21 以下地址前缀中的哪一个与2.52.90.140匹配？（1）0/4 （2）32/4 （3）4/6 （4）80/4答：（1）。 注意被选答案都是CIDR地址块，由于网络前缀长度都不到8位，所
29、以IP地址只写出了第1字节的十进制值。第六章习题答案6.2试述UDP和TCP协议的主要特点及它们的适用场合。答: UDP协议具有如下特点：UDP是无连接的，提供不可靠的服务，同时支持点到点和多点之间的通信，面向报文的。TCP协议具有如下特点：TCP是面向连接的，提供可靠的服务，只能进行点到点的通信，面向字节流的。 TCP/IP协议的传输层既包括TCP，也包括UDP，它们提供不同的服务。应用层协议如果强调数据传输的可靠性，那么选择TCP较好，分组的丢失、残缺甚至网络重置都可以被传输层检测到，并采取相应的补救措施。如果应用层协议强调实时应用要求，那么选择UDP为宜。6.3若一个应用进程使用运输层的
30、用户数据报UDP。但继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。既然都是数据报，是否可以跳过UDP而直接交给IP层？UDP能否提供IP没有提供的功能？答:仅仅使用IP数据报还不够。IP数据报包含IP地址，该地址指定一个目的地机器。一旦这样的分组到达了目的地机器，网络控制程序如何知道该把它交给哪个进程呢？UDP用户数据报包含一个目的地端口，这一信息是必需的，因为有了它，分组才能被投递给正确的进程。6.9一个UDP用户数据报的数据字段长度为3752字节。若使用以太网来传送，计算应划分为几个数据报片？并计算每一个数据报片的数据字段长度和片偏移字段的值。（注：IP数据报固定首部长度，MTU = 1500字节）答:以太网的默认的MTU=1500，所以携带的数据1500-20=1480字节。需加上UDP的8字节首部（3752 + 8）/ 1480 = 2.54，因此需要分成3数据报片。数据报数据字段长度片偏移字段值IP数据报37600分片114800分片21480185分片3800370
