計算機網絡課后題總結

1-2 試簡述分組交換的特點 答：分組交換實質上是在“存儲——轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的它兼有電路交換和報文交換 的優(yōu)點分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)據——分 組每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，同時傳送多個數(shù)據分組把 來自用戶發(fā)端的數(shù)據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發(fā)到達接收端，再去掉分組 頭將各數(shù)據字段按順序重新裝配成完整的報文分組交換比電路交換的電路利用率高，比報 文交換的傳輸時延小，交互性好1-3 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點 答：（1）電路交換 電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起呼叫，獨占一條物理線 路當交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信在整個通信過程中雙 方一直占用該電路它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較低但同時也帶來線路 利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點電路交 換比較適用于信息量大、長報文，經常使用的固定用戶之間的通信2）報文交換 將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中當所需要的輸出電路空閑時，再將 該報文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲——轉發(fā)”方式在網內傳輸數(shù)據。

報文交換的優(yōu) 點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程 的終端間互通但它的缺點也是顯而易見的以報文為單位進行存儲轉發(fā)，網絡傳輸時延大， 且占用大量的交換機內存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶報文交換適用于傳輸?shù)?報文較短、實時性要求較低的網絡用戶之間的通信，如公用電報網3）分組交換 分組交換實質上是在“存儲——轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的它兼有電路交換 和報文交換的優(yōu)點分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的 數(shù)據——分組每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，同時傳送多個數(shù) 據分組把來自用戶發(fā)端的數(shù)據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發(fā)到達接收端， 再去掉分組頭將各數(shù)據字段按順序重新裝配成完整的報文分組交換比電路交換的電路利用 率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好3 01 數(shù)據鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區(qū)別？“電路接通了”與“數(shù)據 鏈路接通了”的區(qū)別何在？ 答：（1）數(shù)據鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控 制 數(shù)據的傳輸因此，數(shù)據鏈路比鏈路多了實現(xiàn)通信規(guī)程所需要的硬件和軟件。

2）“電路接 通了”表示鏈路兩端的結點交換機已經開機，物理連接已經能夠傳送比特流了但是，數(shù)據 傳輸并不可靠在物理連接基礎上，再建立數(shù)據鏈路連接，才是“數(shù)據鏈路接通了此后， 由于數(shù)據鏈路連接具有檢測、確認和重傳等功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數(shù)據 鏈路，進行可靠的數(shù)據傳輸當數(shù)據鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連接3- 02、數(shù)據鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能？試討論數(shù)據鏈路層做成可靠的鏈路層有哪 些優(yōu)點和缺點答： 數(shù)據鏈路層中的鏈路控制包括以下功能：鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制； 將數(shù)據和控制信息分開；透明傳輸；尋址所謂“可靠傳輸”就是：數(shù)據鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么，在接收端就收到什么這就是收到 的幀并沒有出現(xiàn)比特差錯，但卻有可能出現(xiàn)幀丟失、幀重復或幀失序,以上三種情況都屬于 “出現(xiàn)傳輸差錯”，但都不是這些幀里有“比特差錯”無比特差錯”與“無傳輸差錯” 并不是同樣的概念在數(shù)據鏈路層使用CRC檢驗，能夠實現(xiàn)無比特差錯的傳輸，但這不是可 靠的傳輸優(yōu)點：如果在數(shù)據鏈路層實現(xiàn)無差錯傳輸,可以簡化上層協(xié)議； 缺點：使得鏈路層非常復雜,并且在數(shù)據鏈路層出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用“無比特差錯” 較為合理,可以提高通信效率.并且在因特網環(huán)境下，采用了能實現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴碗s的數(shù) 據鏈路層協(xié)議，然而當數(shù)據幀從數(shù)據鏈路層上升到網絡層后，仍有可能因網絡授擁塞而被丟 棄。

因此，數(shù)據鏈路層的可靠傳輸并不能保證網絡層的傳輸也是可靠的3- 04、數(shù)據鏈路層的三個基本問題（幀定界、透明傳輸和差錯檢測）為什么都必須加以解 決？答：幀定界使接收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀的開始和結束在什么地方； 透明傳輸使得不管所傳數(shù)據是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送，因此很重要； 差錯控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e率，因此也必須解決3- 05、如果在數(shù)據鏈路層不進行幀定界，會發(fā)生什么問題？答： 如果在數(shù)據鏈路層不進行幀定界，將發(fā)生幀數(shù)據錯誤，造成數(shù)據混亂，通信失敗3- 06、PPP協(xié)議的主要特點是什么？為什么PPP不使用幀的編號？ PPP適用于什么情況？為 什么PPP協(xié)議不能使數(shù)據鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸？答：1、主要特點：①點對點協(xié)議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路②PPP是面向字節(jié) 的2、 PPP不采用序號和確認機制是出于以下的考慮：①若使用能夠實現(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據鏈路 層協(xié)議（如HDLC）,開銷就要增大在數(shù)據鏈路層出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡單的 PPP協(xié)議較為合理②在因特網環(huán)境下，PPP的信息字段放入的數(shù)據是IP數(shù)據報假定我們 采用了能實現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴碗s的數(shù)據鏈路層協(xié)議，然而當數(shù)據幀在路由器中從數(shù)據鏈路 層上升到網絡層后，仍有可能因網絡授擁塞而被丟棄。

因此，數(shù)據鏈路層的可靠傳輸并不能 保證網絡層的傳輸也是可靠的③PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗序列FCS安段對每一個收 到的幀，PPP都要使用硬件進行CRC檢驗若發(fā)現(xiàn)有差錯，則丟棄該幀（一定不能把有差錯 的幀交付給上一層）端到端的差錯檢測最后由高層協(xié)議負責因此， PPP 協(xié)議可保證無差 錯接受3、 PPP 協(xié)議適用于用戶使用撥號電話線接入因特網的情況4、 PPP 協(xié)議不能使數(shù)據鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍?PPP 有 FCS 來確保數(shù)據幀的正確性，如 果錯誤則上報錯誤信息來確保傳輸?shù)目煽啃援斎凰推渌鸏2協(xié)議一樣，沒有TCP的ACK 機制，這也是傳輸層以下協(xié)議所具有的特性，以便于提高網絡的性能3- 13 數(shù)據率為 10Mb/s 的以太網在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元/秒？答：碼元傳輸速率即為波特率以太網使用曼徹斯特編碼，這就意味著發(fā)送的每一位都有兩 個信號周期標準以太網的數(shù)據速率是10Mb/s，因此波特率是數(shù)據率的兩倍，即20M波特3-14 以太網使用的 CSMA/CD 協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道這與傳統(tǒng)的時分復用 TDM 相比優(yōu)缺點如何？答： CSMA/CD 是一種動態(tài)的媒體隨機接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時分復用 TDM 是一種靜態(tài) 的劃分信道，所以對信道的利用， CSMA/CD 是用戶共享信道，更靈活，可提高信道的利用率， 不像TDM，為用戶按時隙固定分配信道，即使當用戶沒有數(shù)據要傳送時，信道在用戶時隙也 是浪費的；也因為 CSMA/CD 是用戶共享信道，所以當同時有用戶需要使用信道時會發(fā)生碰撞， 就降低信道的利用率，而TDM中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶發(fā)生沖突。

對局域網來說，連入信道的是相距較近的用戶，因此通常信道帶寬較寬，如果使用 TDM 方式， 用戶在自己的時隙內沒有數(shù)據發(fā)送的情況會更多，不利于信道的充分利用對計算機通信來 說，突發(fā)式的數(shù)據更不利于使用 TDM 方式因此總的說來 CSMA/CD 協(xié)議更適合局域網.3-15 假定1km長的CSMA/CD網絡的數(shù)據率為lGb/s設信號在網絡上的傳播速率為 200000km/s求能夠使用此協(xié)議的最短幀長答：對于1km電纜，單程傳播時間為1寧200000=5X10-S,即5us，來回路程傳播時間為10us 為了能夠按照CSMA/CD工作，最短幀的發(fā)射時間不能小于10us以1Gb/s速率工作，10us可以發(fā)送的比特數(shù)等于：10 x 10-61 X 10-9=10000因此，最短幀是10000 位或 1250字節(jié)長3-16 什么叫做比特時間？使用這種時間單位有什么好處？100 比特時間是多少微秒？答：比特時間是指傳輸lbit所需要的時間這種時間單位與數(shù)據率密切相關，用它來計量 時延可以將時間與數(shù)據量聯(lián)系起來比特時間”換算成“微秒”必須先知道數(shù)據率是多少 如數(shù)據率是100Mb/s，則100比特時間等于1US。

3-22假定在使用CSMA/CD協(xié)議的10Mb/s以太網中某個站在發(fā)送數(shù)據時檢測到碰撞，執(zhí)行 退避算法時選擇了隨機數(shù)r=100.試問這個站需要等多長時間后才能再次發(fā)送數(shù)據？如果 是 100Mb/s 的以太網呢？答：對于10Mb/s的以太網，512比特時間是51.2us，所以等待時間是5.12毫秒對于100Mb/s的以太網，512比特時間是5.12us,等待時間是512微妙3- 26答：設第i次重傳失敗的概率為Pi,顯然 Pi=（0.5）k，k=min［i,10］故第一次重傳失敗的概率P1=0.5,第二次重傳失敗的概率P2=0.25,第三次重傳失敗的概率 P3=0.125.P［傳送i次才成功匸P［第1次傳送失?。軽P［第2次傳送失?。軽ooo XP［第I -1次傳送失 ?。軽P［第i次傳送成功］求｛P［傳送i次才成功］｝的統(tǒng)計平均值，得出平均重傳次數(shù)為1.637.4- 01 網絡層向上提供的服務有哪兩種？試比較其優(yōu)缺點 答案：虛電路服務和數(shù)據報服務虛電路的優(yōu)點：虛電路服務是面向連接的,網絡能夠保證分組總是按照發(fā)送順序到達目的站, 且不丟失、不重復，提供可靠的端到端數(shù)據傳輸；目的站地址僅在連接建立階段使用，每個 分組使用短的虛電路號，使分組的控制信息部分的比特數(shù)減少，減少了額外開銷；端到端的 差錯處理和流量控制可以由分組交換網負責，也可以由用戶機負責。

虛電路服務適用于通信 信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合虛電路的缺點:虛電路服務必須建立連接；屬于同一條虛電路的分組總是按照同一路由進行 轉發(fā)；當結點發(fā)生故障時，所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作數(shù)據報的優(yōu)點:數(shù)據報服務不需要建立連接；每個分組獨立選擇路由進行轉發(fā)，當某個結點 發(fā)生故障時，后續(xù)的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性數(shù)據報服務的靈活性好， 適用于傳輸可靠性要求不高、通信子網負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合數(shù)據報的缺點:數(shù)據報服務是面向無連接的，到達目的站時不一定按發(fā)送順序，傳輸中的分 組可能丟失和重復，提供面向無連接的、不可靠的數(shù)據傳輸；每個分組都要有目的站的全地 址；當網絡發(fā)生故障是，出故障的結點可能會丟失數(shù)據，一些路由可能會發(fā)生變化；端到端 的差錯處理和流量控制只由主機負責4- 04試簡單說明 IP、ARP、RARP 和 ICMP 協(xié)議的作用答：IP：網際協(xié)議，它是TCP/IP體系中兩個最重要的協(xié)議之一，IP使互連起來的許多計算 機網絡能夠進行通信無連接的數(shù)據報傳輸. 數(shù)據報路由ARP （地址解析協(xié)議），實現(xiàn)地址轉換：將IP地址轉換成物理地址RARP （逆向地址解析協(xié)議），將物理地址轉換成IP地址。

ICMP：Internet 控制消息協(xié)議，進行差錯控制和傳輸控制，減少分組的丟失4- 05 IP 地址分為幾類？各如何表示？ IP 地址的主要特點是什么？答案：目前的IP地址（IPv4： IP第四版本）由32個二進制位表示，每8位二進制數(shù)為一 個整數(shù)，中間由小數(shù)點間隔，如159.226.41.98，整個IP地址空間有4組8位二進制數(shù)， 表示主機所在網絡的地址（類似部隊的編號）以及主機在該網絡中的標識（如同士兵在該部 隊的編號）共同組成為了便于尋址和層次化的構造網絡，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業(yè)應用中只用 到 A、 B、 C 三類A類地址：A類地址的網絡標識由第一組8位二進制數(shù)表示，網絡中的主機標識占3組8位 二進制數(shù)， A 類地址的特點是網絡標識的第一位二進制數(shù)取值必須為“0”不難算出， A 類地址允許有126 個網段，每個網絡大約允許有1670 萬臺主機，通常分配給擁有大量主機 的網絡（如主干網）B 類地址： B 類地址的網絡標識由前兩組8 位二進制數(shù)表示，網絡中的主機標識占兩組8 位 二進制數(shù)，B類地址的特點是網絡標識的前兩位二進制數(shù)取值必須為“ 10”B類地址允許 有16384個網段，每個網絡允許有65534臺主機，適用于結點比較多的網絡（如區(qū)域網）。

C類地址：C類地址的網絡標識由前3組8位二進制數(shù)表示，網絡中的主機標識占1組8位 二進制數(shù)， C 類地址的特點是網絡標識的前 3 位二進制數(shù)取值必須為“110”具有 C 類地 址的網絡允許有254 臺主機，使用于結點比較少的網絡（如校園網）為了便于記憶，通常習慣采用4個十進制數(shù)來表示一個IP地址，十進制數(shù)之間采用句點” 予以分隔這種 IP 地址的表示方法也被稱為點分十進制法如以這種方式表示， A 類網絡 的 IP 地 址 范圍為 1.0.0.1-127.255.255.254；B 類 網 絡 的 IP 地 址 范圍為 ： 128. 1.0.1-191.255.255.254； C 類網絡的 IP 地址范圍為：192.0.1.1-223.255.255.254.IP地址共分5類，分類情況如題4-05解圖所示：- 題4-05解圖IP地址是32位地址，其中分為net id （網絡號），和hos tid （主機號）特點如下1.IP 地址不能反映任何有關主機位置的物理信息；2. 一個主機同時連接在多個網絡上時，該主機就必須有多個IP地址；3. 由轉發(fā)器或網橋連接起來的若干個局域網仍為一個網絡；4?所有分配到網絡號（netid）的網絡都是平等的；5.IP 地址可用來指明一個網絡的地址。

4- 09（1）可以代表C類地址對應的子網掩碼默認值；也能表示A類和B類地址的掩碼，前24 位決定網絡號和子網號，后8 位決定主機號用 24bit 表示網絡部分地址，包括網絡 號和子網號）（2） 255.255.255.248 化成二進制序列為： 11111111111111111111111111111000，根據 掩碼的定義，后三位是主機號，一共可以表示8 個主機號，除掉全0 和全 1 的兩個，該網 絡能夠接 6 個主機3） 子網掩碼的形式是一樣的，都是 255.255.255.0；但是子網的數(shù)目不一樣，前者為65534，后者為 2544) 255.255.240.0(11111111.11111111.11110000.00000000)是 B 類地址的子網掩碼， 主機地址域為 12 比特，所以每個子網的主機數(shù)最多為：212-2=4 0945) 子網掩碼由一連串的 1 和一連串的 0 組成， 1 代表網絡號和子網號， 0 對應主機 號.255.255.0.255 變成二進制形式是：11111111 11111111 00000000 11111111.可見，是 一個有效的子網掩碼，但是不是一個方便使用的解決辦法。

6) 用點分十進制表示，該IP地址是194.47.20.129,為C類地址 7 )有，可以提高網絡利用率4- 11IP數(shù)據報中的首部檢驗和并不檢驗數(shù)據報中的數(shù)據這樣做的最大好處是什么？壞處 是什么？答案：好處是數(shù)據報每經過一個結點，結點只檢查首部的檢驗和，使結點工作量降低，網絡 速度加快壞處是只檢驗首部，不包括數(shù)據部分，即使數(shù)據出錯也無法得知，只有到目的主 機才能發(fā)現(xiàn)4-17答案：第二個局域網所能傳送的最長數(shù)據幀中的數(shù)據部分只有1200bit,即每個IP數(shù) 據片的數(shù)據部分〈1200-160(bit),由于片偏移是以8字節(jié)即64bit為單位的，所以IP數(shù)據 片的數(shù)據部分最大不超過1024bit,這樣3200bit的報文要分4個數(shù)據片，所以第二個局域 網向上傳送的比特數(shù)等于(3200+4X160),共3840bit4-29答案：對LAN3，主機數(shù)150,(27-2) <150+1< (28-2)，所以主機位為8bit,網絡前 綴為 24，分配地址塊 30.138.118.0/24第 24 位為 0)對LAN2，主機數(shù)91,(26-2) <91+1< (27-2)，所以主機位為7bit,網絡前綴為25,分配 地址塊 30.138.119.0/25。

第 24、25 位為 10)對LAN5，主機數(shù)15,(24-2) <15+1< (25-2)，所以主機位為5bit,網絡前綴為27,分配 地址塊 30.138.119.192/27第 24、25、26、27 位為 1110)對LAN1,主機數(shù)3,(22-2)〈3+1〈 (23-2)，所以主機位為3bit,網絡前綴為29,分配地 址塊 30.138.119.232/29第 24、25、26、27、28、29 位為 111101)對LAN4,主機數(shù)3,(22-2)〈3+1〈 (23-2)，所以主機位為3bit,網絡前綴為29,分配地 址塊 30.138.119.240/29第 24、25、26、27、28、29 位為 111110)4-30 答案：分配網絡前綴時應先分配地址數(shù)較多的前綴,本題的答案很多種,下面是其中的 一種答案.LAN1: 192.77.33.0/26;192.77.33.0 到 192.77.33.63,共 64 個地址,可以使用 62 個. 掩碼 255.255.255.192 LAN3: 192.77.33.64/27;192.77.33.64 到 192.77.33.95,共 32 個地址,可以使用 30 個. 掩碼 255.255.255.224LAN6: 192.77.33.192/27; 掩碼 255.255.255.224192.77.33.192 到 192.77.111.223,共 32 個地址,可以使用 30 個,掩碼 255.255.255.240 LAN7: 192.77.33.160/27; 掩碼 255.255.255.224192.77.33.160 到 192.77.191.159,共 32 個地址,可以使用 30 個,掩碼 255.255.255.240 LAN8; 192.77.33.128/27 掩碼 255.255.255.224192.77.33.128 到 192.77.111.159,共 32 個地址,可以使用 30 個,掩碼 255.255.255.240 LAN2: 192.77.33.96/28;192.77.33.96 到 192.77.111.95,共 16 個地址,可以使用 14 個,掩碼 255.255.255.240LAN4: 192.77.33.112/28192.77.33.112 到 192.77.111.127,共 16 個地址,可以使用 14 個,掩碼 255.255.255.240 LAN5: 192.77.33.224/27192.77.33.224到 192.77.111.255,共 32 個地址,可以使用 30 個,掩碼 255.255.255.240 （考慮到以太網可能還要連接及個主機,故留有余地）路由器地址:WAN1:192.77.33.232/30;WAN2: 192.77.33.236/30;WAN3: 192.77.33.240/305- 08為什么說UDP是面向報文的，而TCP是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付IP層。

UDP對應 用層交下來的報文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報文的邊界接收方 UDP 對 IP 層 交上來的 UDP 用戶數(shù)據報，在去除首部后就原封不動地交付上層的應用進程，一次交付一 個完整的報文發(fā)送方 TCP 對應用程序交下來的報文數(shù)據塊，視為無結構的字節(jié)流（無邊 界約束，課分拆/合并），但維持各字節(jié)5- 09 端口的作用是什么？為什么端口要劃分為三種？答：端口的作用是對 TCP/IP 體系的應用進程進行統(tǒng)一的標志，使運行不同操作系統(tǒng)的計算 機的應用進程能夠互相通信熟知端口，數(shù)值一般為0?1023.標記常規(guī)的服務進程；登記端 口號，數(shù)值為1024?49151，標記沒有熟知端口號的非常規(guī)的服務進程；客戶端口號或短暫端口號，數(shù)值為49152~65535，留給客戶進程選擇暫時使用5- 11答：不可跳過UDP而直接交給IP層IP數(shù)據報IP報承擔主機尋址，提供報頭檢錯； 只能找到目的主機而無法找到目的進程 UDP 提供對應用進程的復用和分用功能，以及提供 對數(shù)據差分的差錯檢驗5- 12 答：不行 重傳時， IP 數(shù)據報的標識字段會有另一個標識符僅當標識符相同的 IP 數(shù) 據報片才能組裝成一個 IP 數(shù)據報。

前兩個 IP 數(shù)據報片的標識符與后兩個 IP 數(shù)據報片的標 識符不同，因此不能組裝成一個IP數(shù)據報5- 13 答： （1）UDP 數(shù)據報首部 8 個字節(jié)，因此 UDP 數(shù)據報共有 8200 字節(jié)長，交給網絡層的數(shù)據報是 8200 字節(jié)需分片的數(shù)據報nII首部?字節(jié)0首部1字節(jié)0數(shù)據報片 1偏移 = 0/8 = 0共8+8192字節(jié)14802960 I 8200 =數(shù)據報片 2偏移 = 1480/8 = 160數(shù)據報片 3偏移 = 7400/8 =925（2） 以太網幀數(shù)據字段長度最多1500 字節(jié)， IP 數(shù)據報首部為 20 字節(jié)，因此每個 IP 數(shù)據報 數(shù)據部份長度最多1480 字節(jié)3） 因此一共分為 6 個 IP 數(shù)據報， 數(shù)據字段的長度：前 5 個是 1480 字節(jié)，最后一個是 800 字節(jié)片偏移字段的值分別是： 0， 1480/8， 2960/8， 4440/8， 5920/8 和 7400/8.。