郑州轻工业学院计算机网络复习重点黄道颖.docx
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郑州轻工业学院计算机网络复习重点黄道颖
1-02简述分组交换的要点。
答:
(1)报文分组,加首部
(2)经路由器储存转发
(3)在目的地合并
1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答:
(1)电路交换:
端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。
(2)报文交换:
无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。
(3)分组交换:
具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。
1-12因特网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?
它们的工作方式各有什么特点?
答:
边缘部分:
由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。
核心部分:
由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
1-16 计算机通信网有哪些非性能特征?
非性能特征与性能特征有什么区别?
答:
征:
宏观整体评价网络的外在表现。
性能指标:
具体定量描述网络的技术性能。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为:
(1)10cm(网络接口卡)
(2)100m(局域网)
(3)100km(城域网)
(4)5000km(广域网)
试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解:
(1)1Mb/s:
传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特数=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s:
比特数=5×10-10×1×109=5×10-1
(2)1Mb/s:
传播时延=100/(2×108)=5×10-7
比特数=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:
比特数=5×10-7×1×109=5×102
(3)1Mb/s:
传播时延=100000/(2×108)=5×10-4
比特数=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:
比特数=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:
传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特数=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:
比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构?
试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
答:
分层的好处:
①各层之间是独立的。
某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。
②灵活性好。
当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响。
③结构上可分割开。
各层可以采用最合适的技术来实现
④易于实现和维护。
⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统,物流系统。
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。
协议和服务的概念的区分:
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。
2-01物理层要解决哪些问题?
物理层的主要特点是什么?
答:
物理层要解决的主要问题:
(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。
(2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路
物理层的主要特点:
(1)由于在OSI之前,许多物理规程或协议已经制定出来了,而且在数据通信领域中,这些物理规程已被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性。
(2)由于物理连接的方式很多,传输媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂。
2-02归层与协议有什么区别?
答:
规程专指物理层协议
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)。
2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制?
信噪比能否任意提高?
香农公式在数据通信中的意义是什么?
“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别?
答:
码元传输速率受奈氏准则的限制,信息传输速率受香农公式的限制
香农公式在数据通信中的意义是:
只要信息传输速率低于信道的极限传信率,就可实现无差传输。
比特/s是信息传输速率的单位
码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。
一个码元不一定对应于一个比特。
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。
如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/s)?
答:
C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s
2-10常用的传输媒体有哪几种?
各有何特点?
答:
双绞线
屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)
无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)
同轴电缆
50W同轴电缆
75W同轴电缆
光缆
无线传输:
短波通信/微波/卫星通信
2-14试写出下列英文缩写的全文,并做简单的解释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.
答:
FDM(frequencydivisionmultiplexing)
TDM(TimeDivisionMultiplexing)
STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)
WDM(WaveDivisionMultiplexing)
DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)
CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)
SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纤网
SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步数字系列
STM-1(SynchronousTransferModule)第1级同步传递模块
OC-48(OpticalCarrier)第48级光载波
2-16共有4个站进行码分多址通信。
4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)现收到这样的码片序列S:
(-1+1-3+1-1-3+1+1)。
问哪个站发送数据了?
发送数据的站发送的是0还是1?
解:
S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1, A发送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B发送0
S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0, C无发送
S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1, D发送1
3-03 网络适配器的作用是什么?
网络适配器工作在哪一层?
答:
适配器(即网卡)来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层(OSI中的数据链里层和物理层)
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)=X4+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,1101011011 0000 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)=X3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
答:
作二进制除法,101110 000 10011添加在数据后面的余数是011
3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?
若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?
答:
011011111 1111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类?
现在最流行的是哪种结构?
为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构,但现在却改为使用星形拓扑结构?
答:
星形网,总线网,环形网,树形网
当时很可靠的星形拓扑结构较贵,人们都认为无源的总线结构更加可靠,但实践证明,连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障,而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠,因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑。
3-16 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒?
答:
码元传输速率即为波特率,以太网使用曼彻斯特编码,这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。
标准以太网的数据速率是10MB/s,因此波特率是数据率的两倍,即20M波特
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
3-24 假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。
这两个站点之间的传播时延为225比特时间。
现假定A开始发送一帧,并且在A发送结束之前B也发送一帧。
如果A发送的是以太网所容许的最短的帧,那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕?
换言之,如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞,那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞?
(提示:
在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时,在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符)
答:
设在t=0时A开始发送,在t=(64+8)*8=576比特时间,A应当发送完毕。
t=225比特时间,B就检测出A的信号。
只要B在t=224比特时间之前发送数据,A在发送完毕之前就一定检测到碰撞,就能够肯定以后也不会再发送碰撞了
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞,那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞(当然也不会和其他站点发生碰撞)。
3-30 以太网交换机有何特点?
用它怎样组成虚拟局域网?
答:
以太网交换机则为链路层设备,可实现透明交换
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符,称为VLAN标记(tag),用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
3-31 网桥的工作原理和特点是什么?
网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?
答:
网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。
当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口
转发器工作在物理层,它仅简单地转发信号,没有过滤能力
以太网交换机则为链路层设备,可视为多端口网桥
3-33网桥中的转发表是用自学习算法建立的。
如果有的站点总是不发送数据而仅仅接受数据,那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目?
如果要向这个站点发送数据帧,那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗?
答:
没有与这样的站点相对应的项目;
网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的地址
4-01网络层向上提供的服务有哪两种?
是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路(VirtualCircuit)服务或“无连接”数据报服务
前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;
后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易
4-03作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?
中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统:
转发器(repeater)。
数据链路层中继系统:
网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统:
路由器(router)。
网桥和路由器的混合物:
桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统:
网关(gateway)。
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。
4-05IP地址分为几类?
各如何表示?
IP地址的主要特点是什么?
分为ABCDE5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(multihomedhost)。
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。
4-09
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
有三种含义
其一是一个A类网的子网掩码,对于A类网络的IP地址,前8位表示网络号,后24位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网,对于B类网络的IP地址,前16位表示网络号,后16位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号,中间8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网,这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为(2^3)=6台
掩码位数29,该网络能够连接8个主机,扣除全1和全0后为6台。
(3)一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个子网掩码有何不同?
A类网络:
11111111 11111111 11111111 00000000
给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0
B类网络 11111111 11111111 11111111 00000000
给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?
(240)10=(128+64+32+16)10=(11110000)2
Host-id的位数为4+8=12,因此,最大主机数为:
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000 主机数2^12-2
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255;它是否为一个有效的子网掩码?
是 10111111 111111110000000011111111
(6)某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址?
C2 2F14 81--à(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à194.47.20.129
C2 2F 14 81 ---à11000010.00101111.00010100.10000001
C类地址
(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?
为什么?
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.
4-15什么是最大传送单元MTU?
它和IP数据报的首部中的哪个字段有关系?
答:
IP层下面数据链里层所限定的帧格式中数据字段的最大长度,与IP数据报首部中的总长度字段有关系
4-18
(1)有人认为:
“ARP协议向网络层提供了转换地址的服务,因此ARP应当属于数据链路层。
”这种说法为什么是错误的?
因为ARP本身是网络层的一部分,ARP协议为IP协议提供了转换地址的服务,数据链路层使用硬件地址而不使用IP地址,无需ARP协议数据链路层本身即可正常运行。
因此ARP不再数据链路层。
(2)试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10~20分钟的超时计时器。
这个时间设置的太大或太小会出现什么问题?
答:
考虑到IP地址和Mac地址均有可能是变化的(更换网卡,或动态主机配置)
10-20分钟更换一块网卡是合理的。
超时时间太短会使ARP请求和响应分组的通信量太频繁,而超时时间太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。
(3)至少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况(即不需要请求将某个目的IP地址解析为相应的硬件地址)。
在源主机的ARP高速缓存中已经有了该目的IP地址的项目;源主机发送的是广播分组;源主机和目的主机使用点对点链路。
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)192.4.15
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