计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版

ThismanuscriptwasrevisedonNovember28,2020计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版计算机网络第七版答案第一章概述1-01计算机网络向用户可以提供那些服务答：连通性和共享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。1-04为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。1-05因特网的发展大致分为哪几个阶段请指出这几个阶段的主要特点。答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型　建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。1-06简述因特网 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 制定的几个阶段答：（1）因特网草案(InternetDraft)——在这个阶段还不是RFC文档。（2）建议标准(ProposedStandard)——从这个阶段开始就成为RFC文档。（3）草案标准(DraftStandard)（4）因特网标准(InternetStandard)1-07小写和大写开头的英文名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，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1-08计算机网络都有哪些类别各种类别的网络都有哪些特点答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。（2）城域网：城市范围，链接多个局域网。（3）局域网：校园、企业、机关、社区。（4）个域网PAN：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。1-09计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）答：线路交换时延：kd+x/b+s,分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）答：总时延D表达式，分组交换时延为：D=kd+(x/p)*((p+h)/b)+(k-1)*(p+h)/bD对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^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。1-13客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么有没有相同的地方答：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。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1-15假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍解：设网络利用率为U。，网络时延为D，网络时延最小值为D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10现在的网络时延是最小值的10倍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 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 网络的外在表现。性能指标：具体定量描述网络的技术性能。1-17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2×108m/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107bit,数据发送速率为100kb/s。（2）数据长度为103bit,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=107/105=100s传播时延tp=106/(2×108)=（2）发送时延ts=103/109=1μs传播时延：tp=106/(2×108)=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。1-18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=(2×108)=5×10-10比特数=5×10-10×1×106=5×10-41Gb/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=5×10-11Gb/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=5×1021Gb/s:比特数=5×10-4×1×109=5×105(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2×108)=×10-2比特数=×10-2×1×106=5×1041Gb/s:比特数=×10-2×1×109=5×1071-19长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少解：（1）100/（100+20+20+18）=%（2）1000/（1000+20+20+18）=%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。1-22网络协议的三个要素是什么各有什么含义答：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。1-23为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！就如同两个朋友在电话中约会好，下午3点在公园见面，并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的，因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。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。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。）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。1-25试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。答：电视，计算机视窗操作系统、工农业产品1-26试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。答：实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位.服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.1-27试解释everythingoverIP和IPovereverthing的含义。TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务（所谓的everythingoverip）答：允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行（所谓的ipovereverything）第二章物理层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2-03试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。答：源点：源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站传输系统：信号物理通道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）。2-05物理层的接口有哪几个方面的特性个包含些什么内容答：（1）机械特性明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。（3）功能特性　指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。（4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。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/s2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示这个结果说明什么问题）答：C=Wlog2（1+S/N）(b/s)W=3khz，C=64khz----àS/N=是个信噪比要求很高的信源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=Wlog2(1+S/N)b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1SN2=2*（C2/W）-1=2*（*C1/w）-1=2*（*35000/3100）-1SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）C3/C2=%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%左右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2-11假定有一种双绞线的衰减是km(在1kHz时)，若容许有20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长如果要双绞线的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低到多少解：使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/=衰减应降低到20/100=2-12试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2*10e8m/s.解：V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L21200nm到1400nm：带宽=1400nm到1600nm：带宽=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。2-14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2-15码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰这种复用方法有何优缺点答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。占用较大的带宽。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：SA=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1SB=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0SC=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送SD=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送12-17试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点答：xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网需要相当的资金和时间。FTTx（光纤到……）这里字母x可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太大。2-18为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比答：靠先进的DMT编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特第三章数据链路层3-01数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。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3-05如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06PPP协议的主要特点是什么为什么PPP不使用帧的编号PPP适用于什么情况为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 地址字段A只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。控制字段C通常置为0x03。PPP是面向字节的当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样），当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制3-073-08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，10111000010011添加在数据后面的余数是0113-09一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）答：7D5EFE277D5D7D5D657D5E7EFE277D7D657D3-103-11试分别讨论一下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是透明传输。（提示：请弄清什么是“透明传输”，然后考虑能否满足其条件。）（1）普通的电话通信。（2）电信局提供的公用电报通信。（3）因特网提供的电子邮件服务。3-12PPP协议的工作状态有哪几种当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立哪几种连接每一种连接解决什么问题3-13局域网的主要特点是什么为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢答：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。（2）地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些。从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：（1）低层协议简单（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。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。3-15什么叫做传统以太网以太网有哪两个主要标准答：DIXEthernetV2标准的局域网DIXEthernetV2标准与IEEE的标准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3-17为什么LLC子层的标准已制定出来了但现在却很少使用答：由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2而不是标准中的几种局域网，因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层LLC（即标准）的作用已经不大了。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。3-19以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何答：传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突大。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3-21什么叫做比特时间使用这种时间单位有什么好处100比特时间是多少微秒答：比特时间是发送一比特多需的时间，它是传信率的倒数，便于建立信息长度与发送延迟的关系“比特时间”换算成“微秒”必须先知道数据率是多少，如数据率是10Mb/s，则100比特时间等于10微秒。3-22假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据如果是100Mb/s的以太网呢答：对于10mb/s的以太网，以太网把争用期定为微秒，要退后100个争用期，等待时间是（微秒）*100=对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为微秒，要退后100个争用期，等待时间是（微秒）*100=512微秒3-23公式（3-3）表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关。能否由此推论出：以太网的利用率也与连接在以太网的站点数无关请说明你的理由。答：实际的以太网各给发送数据的时刻是随即的，而以太网的极限信道利用率的得出是假定以太网使用了特殊的调度方法（已经不再是CSMA/CD了），使各结点的发送不发生碰撞。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）。3-25在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧A重传的数据帧在什么时间到达BA重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞B会不会在预定的重传时间停止发送数据答：t=0时，A和B开始发送数据T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（tau）T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输（T1+48）T3=594比特时间,A开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96）T4=785比特时间，B再次检测信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。（T5=T4+96）A重传的数据在819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送3-26以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。于是按截断二进制指数退避算法进行重传。重传次数记为i，i=1，2，3,…..。试计算第1次重传失败的概率、第2次重传的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I。答：将第i次重传成功的概率记为pi。显然第一次重传失败的概率为，第二次重传失败的概率为，第三次重传失败的概率为.平均重传次数I=3-27假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络答：集线器为物理层设备，模拟了总线这一共享媒介共争用，成为局域网通信容量的瓶颈。交换机则为链路层设备，可实现透明交换局域网通过路由器与因特网相连当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份时，形成集中面向路由器的数据流，使用集线器冲突较大，采用交换机能得到改善。当本局域网内通信量占主要成份时，采用交换机改善对外流量不明显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：10mbs3-2910Mb/s以太网升级到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网答：技术问题：使参数a保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小长度在100mb/s的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆的度减小到100m，帧间时间间隔从原来微秒改为现在的微秒吉比特以太网仍保持一个网段的最大长度为100m，但采用了“载波延伸”的方法，使最短帧长仍为64字节（这样可以保持兼容性）、同时将争用时间增大为512字节。并使用“分组突发”减小开销10吉比特以太网的帧格式与10mb/s，100mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同吉比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体，它使用长距离（超过km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广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3-32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（转发丢弃登记）B2的处理（转发丢弃登记）地址接口地址接口A→EA1A1转发，写入转发表转发，写入转发表C→BC2C1转发，写入转发表转发，写入转发表D→CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表B→AB1写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧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第四章网络层1.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2.网络互连有何实际意义进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.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.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。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。6.试根据IP地址的规定，计算出表4-2中的各项数据。解：1）A类网中，网络号占七个bit,则允许用的网络数为2的7次方，为128，但是要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。地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么于网络的地理分布无关有三种含义第三种情况为一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。（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Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：2^12-2=4096-2=4094(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.10.试辨认以下IP地址的网络类别。(2)和(5)是A类,(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类.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。12.当某个路由器发现一IP数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报计算首部检验和为什么不采用CRC检验码答：纠错控制由上层（传输层）执行IP首部中的源站地址也可能出错请错误的源地址重传数据报是没有意义的不采用CRC简化解码计算量，提高路由器的吞吐量13.设IP数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除IP地址外，均为十进制表示）。试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进制表示）。450281004170000010000010001xxxxxxxxxxxxxxxx0000101000001100000011100000010114.重新计算上题，但使用十六进制运算方法（没16位二进制数字转换为4个十六进制数字，再按十六进制加法规则计算）。比较这两种方法。000010100000110000001110000001010A0C0E05000011000000011000000111000010010C060709010111110010010000010101001010105F24152A5F24152A744E-à8BB115.什么是最大传送单元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16.在因特网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另一种做法，即数据报片通过一个网络就进行一次组装。是比较这两种方法的优劣。在目的站而不是在中间的路由器进行组装是由于：（1）路由器处理数据报更简单些；效率高，延迟小。（2）数据报的各分片可能经过各自的路径。因此在每一个中间的路由器进行组装可能总会缺少几个数据报片；（3）也许分组后面还要经过一个网络，它还要给这些数据报片划分成更小的片。如果在中间的路由器进行组装就可能会组装多次。（为适应路径上不同链路段所能许可的不同分片规模，可能要重新分片或组装）17.一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。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1200位。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）答：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<1200-160(bit)，由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。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。19.主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器。试问在IP数据报的发送过程中总共使用了几次ARP6次，主机用一次，每个路由器各使用一次。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*（默认）——R4现共收到5个分组，其目的地址分别为：①②地点：子网号（subnet-id）子网网络号主机IP的最小值和最大值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4000398000数据报片11500148010数据报片2150014801185数据报片310401020037023分两种情况（使用子网掩码和使用CIDR）写出因特网的IP成查找路由的算法。见课本P134、P13924.试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码（采用连续掩码）。（1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250.25.以下有4个子网掩码。哪些是不推荐使用的为什么只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的26.有如下的4个/24地址块，试进行最大可能性的聚会。28.已知路由器R1的路由表如表4—12所示。表4-12习题4-28中路由器R1的路由表地址掩码目的网络地址下一跳地址路由器接口/26m2/24m1/16……m0/16……m2/16……m1默认默认m0试画出个网络和必要的路由器的连接拓扑，标注出必要的IP地址和接口。对不能确定的情应该指明。图形见课后答案P38029.一个自治系统有5个局域网，其连接图如图4-55示。LAN2至LAN5上的主机数分别为：分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀题目没有说LAN1上有几个主机，但至少需要3个地址给三个路由器用。本题的解答有很多种，下面给出两种不同的答案：第一组答案第二组答案31.以下地址中的哪一个和12匹配：请说明理由。12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。0/40000000032/4001000004/60000010080/401010000前缀（4）和这两个地址都匹配34.与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位（1）/2;(2)/4;(3)/11;(4)/30。最小地址是.(01010000).0/20(80)最大地址是.(01011111).255/20(95)地址数是4096.相当于16个C类地址。地址数是8.相当于1/32个C类地址。37.（1）每一个子网的网络前缀有多长（2）每一个子网中有多少个地址（3）每一个子网的地址是什么（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）每个子网前缀28位。（2）每个子网的地址中有4位留给主机用，因此共有16个地址。（3）四个子网的地址块是：38.IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么IGP：在自治系统内部使用的路由协议；力求最佳路由EGP：在不同自治系统便捷使用的路由协议；力求较好路由（不兜圈子）EGP必须考虑其他方面的政策，需要多条路由。代价费用方面可能可达性更重要。IGP：内部网关协议，只关心本自治系统内如何传送数据报，与互联网中其他自治系统使用什么协议无关。EGP：外部网关协议，在不同的AS边界传递路由信息的协议，不关心AS内部使用何种协议。注：IGP主要考虑AS内部如何高效地工作，绝大多数情况找到最佳路由，对费用和代价的有多种解释。39.试简述RIP，OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。主要特点RIPOSPFBGP网关协议内部内部外部路由表内容目的网，下一站，距离目的网，下一站，距离目的网，完整路径最优通路依据跳数费用多种策略算法距离矢量链路状态距离矢量传送方式运输层UDPIP数据报建立TCP连接其他简单、效率低、跳数为16不可达、好消息传的快，坏消息传的慢效率高、路由器频繁交换信息，难维持一致性规模大