计算机网络作业答案.doc

第1章1什么是计算机网络？它由哪两级子网构成？简述两级子网的功能和组成。计算机网络是将若干台具有独立功能的计算机，通过通信设备和传输介质相互连接，以网络软件实现通信、资源共享和协同工作的系统。内层的通信子网和外层的资源子网。通信子网实现网络通信功能，包括数据的加工、传输和交换等通信处理工作。即将一个主计算机的信息传送给另一个主计算机。资源子网实现资源共享功能，包括数据处理、提供网络资源和网络服务。2比较计算机网络的几种拓扑结构，并简述你所在学校的局域网拓扑结构。总线拓扑结构是将网络中的所有设备都通过一根公共总线连接，通信时信息沿总线进行广播式传送。总线拓扑结构简单，增删节点容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的瘫痪，可靠性高。但是任何两个节点之间传送数据都要经过总线，总线成为整个网络的瓶颈。当节点数目多时，易发生信息拥塞。环型拓扑结构中所有设备被连接成环，信息传送是沿着环广播。环型拓扑结构传输路径固定，无路径选择问题，故实现简单。但任何节点的故障都会导致全网瘫痪，可靠性较差。网络的管理比较复杂，投资费用较高。星型拓扑结构是由一个中央节点和若干从节点组成。中央节点可以与从节点直接通信，而从节点之间的通信必须经过中央节点的转发。星型拓扑结构简单，建网容易，传输速率高。每节点独占一条传输线路，消除了数据传送堵塞现象。一台计算机及其接口的故障不会影响到网络，扩展性好，配置灵活，增、删、改一个站点容易实现，网络易管理和维护。网络可靠性依赖于中央节点，中央节点一旦出现故障将导致全网瘫痪。网状拓扑结构分为一般网状拓扑结构和全连接网状拓扑结构两种。全连接网状拓扑结构中的每个节点都与其他所有节点相连通。一般网状拓扑结构中每个节点至少与其他两个节点直接相连。网状拓扑结构的容错能力强，如果网络中一个节点或一段链路发生故障，信息可通过其他节点和链路到达目的节点，故可靠性高。但其建网费用高，布线困难。5组成计算机网络系统的硬件系统包括哪些部件？软件系统包括哪些软件？计算机网络硬件系统是由服务器、客户机、通信处理设备和通信介质组成。服务器和客户机是构成资源子网的主要设备，通信处理设备和通信介质是构成通信子网的主要设备。计算机网络的软件系统包括计算机网络的网络操作系统和网络应用服务系统等。网络应用服务系统针对不同的应用有不同的应用软件。7在有N个节点的全连接拓扑结构中，有多少个直接连接？CN2=N（N-1）/2第2章2什么是网络的体系结构？所谓网络的体系结构就是计算机网络各层次及其协议的集合。网络体系结构中层次的划分是人为的，有多种划分的方法。每一层功能也可以有多种协议实现。因此伴随网络的发展产生了多种体系结构模型。7什么是网络通信协议？为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。协议总是指体系结构中某一层的协议。准确地说，协议是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则、约定的集合。9协议和服务有什么区别？协议和服务是两个不同的概念。协议是“水平”的，即协议是不同系统对等层实体之间的通信规则。服务则是“垂直”的，即服务是同一系统中下层实体向上层实体通过层间的接口提供的。网络通信协议是实现不同系统对等层之间的逻辑连接，而服务则是通过接口实现同一个系统中不同层之间的物理连接，并最终通过物理介质实现不同系统之间的物理传输过程。15下述问题在OSI/RM的哪一层处理：（1）确定一接插件的机械尺寸和电器特性物理层；（2）将传输的数据划分为帧数据链路层；（3）决定路由网络层；（4）检查远程登录用户身份的合法性会话层；（5）将数据压缩和解压缩表示层；（6）控制打印机打印头换行应用层。12试画出OSI/RM的层次模型，并简述各层的基本功能。 物理层的任务是为数据链路层提供一个物理连接，以便透明地传送比特（bit）流。数据链路层负责在数据链路上无差错地传送以帧为单位的数据。网络层选择合适的路由和交换节点，使从源节点传输层得到的数据能够正确无误地、高效地到达目的节点，并交付给目的节点的传输层。传输层传输信息的单位称为报文。当报文较长时，先分成几个分组（称为段），然后再交给下一层（网络层）进行传输。以可靠和经济的方式，在两个端系统（源站和目的站）的会话层之间，建立一条传输连接，以透明地传送报文。话层不参与具体的数据传输，只进行管理，在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互。表示层主要解决用户信息的语法表示问题。应用层是OSI参考模型中的最高层，它使得网络用户可以通过计算机访问网络资源，使用通过各种接口支持的各类服务。16描述TCP/IP模型。网络接口层：TCP/IP模型的最底层是网络接口层，它包括那些能使TCP/IP与物理网络进行通信的协议。网际层是在因特网标准中正式定义的第一层。网络层所执行的主要功能是消息寻址以及把逻辑地址和名称转换成物理地址。传输层的主要功能是提供从一个应用程序到另一个应用程序的通信，常称为端对端的通信。现在的操作系统都支持多用户和多任务操作，一台主机可能运行多个应用程序（并发进程），因此所谓端到端的通信实际是指从源进程发送数据到目标进程的通信过程。TCP/IP模型的应用层是最高层，实际上，TCP/IP模型的应用层的功能相当于OSI参考模型的会话层、表示层和应用层3层的功能。19比较OSI/RM和TCP/IP模型的区别及联系。TCP/IP和OSI/RM两个模型虽然在层次划分上不同，但相同的是都要完成计算机网络的通信功能。而且除了在TCP/IP模型中将OSI模型的高三层合并为一层以及将OSI的物理层和数据链路层归并到网络接口层外，其他层次的功能基本上对应。第3章3设一数据串为10110100，画出经过FSK、ASK和PSK（相对PSK和绝对PSK）调制后的波形。画出其对应曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。设初始状态为高电平。4试画出表3-1的信号星座图。5按照表3-2的规则，画出101000010001111011110100的QAM波形。12按照表3-3的形式，写出传输“HELLO！”的方块校验码，其中采用奇校验。HELLO!奇校验1111100000001000000011011101011110100001000100110100001014传输数据为11010010，利用上题的生成多项式，计算CRC码。CRC码为11010010001016已知比特序列为11010001，求它的海明码。偶校验的海明码为110110001101；奇校验的海明码为11010000011024参照3-6-5中的实例，画出在使用选择重传协议的情况下，主站A和从站B的通信过程示意图。第4章3数据链路层的两个主要分层是什么？它们的主要功能是什么？ 数据链路层分为两个子层。将与高层相关的功能由逻辑链路控制子层LLC负责，而与传输介质相关的功能由介质访问控制子层负责，这样，LLC子层就可以完全与传输介质无关。介质访问控制子层实现帧的寻址和识别、数据帧的校验以及支持LLC层完成介质访问控制。逻辑链路控制子层规定了无连接和面向连接的两种连接服务。5试分别论述3种CSMA/CD介质访问控制技术的控制过程、各自的优缺点。不坚持CSMA协议的指导思想是：一旦监听到信道忙，就不再坚持监听，而是根据协议的算法延迟一个随机的时间后再重新监听。不坚持CSMA存在可能在再次监听之前信道就已经空闲了，即不能找出信道刚一变成空闲的时刻的缺点。这样就影响了信道利用率的提高。1坚持CSMA协议的指导思想是：监听到信道忙，坚持监听，直到信道空闲立即将数据帧发送出去。但若有两个或更多的站同时在监听信道，则一旦信道空闲就会都同时发送引起冲突，反而不利于吞吐量的提高。P坚持CSMA协议的指导思想是：当听到信道空闲时，就以概率P（0P1）发送数据，而以概率（1-P）延迟一段时间，重新监听信道。P坚持CSMA协议可根据信道上通信量的多少设定不同的P值，可以使信道的利用率进一步提高，但P值的确定是一件很复杂的事。12试比较上述3种介质访问控制技术的优缺点。在IEEE802的众多协议中，最经常使用的局域网协议是IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5标准。这3种协议标准是互不兼容的，适用于不同情况。协议优点缺点IEEE802.3协议简单、站点接入和安装方便，使用广泛。低负载情况效率高，延迟小发送的时延不确定，重负载时效率低，限制最小帧长，无优先级设置IEEE802.4发送时延确定，不限制最小帧长，可设置优先级，重负载时效率高，支持多个信道，可传输数据、语音和图像等多种信号协议复杂，轻负载时效率低IEEE802.5发送时延确定，可设置优先级，重负载时效率高，可以使用多种传输介质协议复杂，轻负载时效率低，限制最大帧长度第5章1列出图5-1中其他节点的路由表。C节点路由表D节点路由表目的节点下一节点费用目的节点下一节点费用AA1AC5BA3BB5DD4CC4EE6EE6FF7FF4E节点路由表F节点路由表目的节点下一节点费用目的节点下一节点费用AB5AE7BB3BE5CC6CC7DF6DD4FF2EE22采用最短路径选择算法，在如图5-1所示的网络拓扑中，如果首先定义集合M中只包含了节点B，列出其选择过程。步骤集合M中节点集合N中节点COST函数PRIOR函数XACDEFACDEF1BA、D、E、FA2537B-BBB2B、AD、E、F、CC23537BABBB3B、A、CD、E、FE23537BABBB4B、A、C、ED、FD23535BABBE6B、A、C、E、DFF23535BABBE10为什么有时候需要对IP分组分段？不同的物理网络允许通过它的数据报的最大长度可能有所不同。当路由器收到1个对它下面的网络而言过大的数据报时，路由器的IP层要对IP数据报进行分段，分段后的数据报到达最终的目标主机后要进行重组。12某单位有一个C类IP地址网段，其网络地址是，如果要将该网段分为16个子网，应如何划分？子网掩码是什么？子网掩码是48，16个子网地址分别是：1412253033814695476257037818699471020511013118211262913414因特网地址和物理地址的区别是什么？如何从因特网地址得到物理地址？反之如何得到？物理地址是网络接口层地址，由它属于的局域网或广域网定义，包含在数据链路层使用的帧中，是最低一级的地址。以太网中的物理地址就是48位的网卡地址。IP地址是网络层地址，因为因特网中的不同网络可以使用不同的地址格式，需要有一种通用的编址系统，用来惟一地标识每一台主机。IP地址包含在IP数据报中，它由IP协议规定。在网际协议中定义的是因特网中的IP地址，但在实际进行通信时，物理层不能识别IP地址只能识别物理地址。用地址解析协议ARP完成从IP地址到物理地址的映射，用逆向地址解析协议RARP网成从物理地址到IP地址的映射。15 IPv4和IPv6首部格式有什么区别？IPV4有10个固定长度域，2个地址空间，若干选项。IPV6 有6个固定长度域，2个地址空间。与IPV4相比IPV6的头部域1个没变，删除了6个域，改变了3个域，新增了2个域（业务量等级、流标记）。因此，IPV6的头部格式比IPV4简化。主要表现在：l 所有头标有固定长度；l 删除头标校验和功能；l 删除各路由器的分拆段功能；l 在固定头标后增加扩展头标来处理特殊分组。第6章2传输层地址与IP地址有什么不同？两者之间有什么关系？网络层地址是IP地址，即可以到达主机的地址；而传输层地址是主机上的某个进程使用的端口的地址。4在TCP协议中如何进行滑动窗口控制？有什么特点？TCP中的滑动窗口管理并不直接受制于确认信息。发送方不需要从应用层的数据一到就马上发送，可以等数据达到一定数量后一起发送。接收方也不用一接收到数据立即发送确认，可以等待接收的数据达到一定数量后一起发确认。TCP的滑动窗口协议中的接收窗口的大小是随着已经接收的数据量变化的。5简述TCP协议中连接建立和连接释放的三次握手的过程。TCP连接的建立采用三次握手协议的具体过程是：第一方向另一方发送连接请求段，另一方回应对连接请求的确认段，第一方再发送对对方确认段的确认。TCP连接释放采用对称释放方式。连接释放的三次握手协议的过程是：甲方收到应用层的终止请求，发送释放连接段。乙方收到甲方发送的释放连接段，发送应答段，确认已经收到该段，并通知应用层对方已经无数据发送，请求释放连接；但乙方如有数据仍可继续发送数据，直到收到应用层无数据发送的通知后，向甲方发送释放连接段。甲方收到乙方的释放连接段，甲向乙发送应答段，确认已经收到该段，并中断连接。乙方收到甲方的确认也中断连接。7TCP与UDP有什么不同之处？TCP 协议是面向连接的传输层协议，需要经过建立连接、传输数据和断开连接的过程，用于网络质量不高或对数据质量要求高的情况，但TCP协议数据传输延迟长，不能应用于即时通信。UDP协议是无连接的传输协议，传输数据前无需建立连接，一个应用进程如果有数据报要发送就直接发送，使其具有较好的实时性，效率高，但会出现分组丢失、重复、乱序，应用程序需要负责传输可靠性方面的所有工作。8简述TCP和UDP的服务模型。TCP提供的服务具有以下主要特征：（1）面向连接的传输，传输数据前需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接。（2）端到端通信，不支持广播通信。（3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。（4）全双工方式传输。（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。如果字节流太长，将其分段。（6）提供紧急数据传送功能，即当有紧急数据需要发送时，发送进程会立即发送，接收方收到后会暂停当前工作，读取紧急数据并作相应处理。UDP 提供的服务具有以下主要特征：（1）传输数据前无需建立连接，一个应用进程如果有数据报要发送就直接发送，属于一种无连接的数据传输服务。（2）不对数据报进行检查与修改。（3）无需等待对方的应答。（4）正因为以上的特征，使其具有较好的实时性，效率高。会出现分组丢失、重复、乱序，应用程序需要负责传输可靠性方面的所有工作。第7章2上网访问一个网站，简述其工作过程。略5简述SMTP的工作过程。SMTP是个请求/响应协议，在TCP协议25号端口监听连接请求。使用SMTP要经过建立连接、传送邮件和释放连接3个阶段。具体步骤：（1）建立TCP连接。（2）客户端向服务器发送HELO命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送MAIL命令。（3）服务器端以OK作为响应，表明准备接收。（4）客户端发送RCPT命令（标识单个的邮件接收人，常在MAIL命令后面），以标识该电子邮件的计划接收人，可以有多个RCPT行。（5）服务器端则表示是否愿意为收件人接收邮件。（6）协商结束，发送邮件，用命令DATA（在单个或多个RCPT命令后，表示所有的邮件接收人已标识，并初始化数据传输，以“.”结束）发送输入内容。（7）结束此次发送，用QUIT（结束会话）命令退出。9说明文件传输协议的原理。文件传输协议FTP是一种实时的联机服务，其功能是用来在两台计算机之间互相传送文件。FTP采用客户机/服务器模式，在客户机和服务器之间使用TCP协议建立面向连接的可靠传输服务。FTP协议要用到两个TCP连接，一个是控制连接，使用熟知端口21，用来在FTP客户端与服务器之间传递命令；另一个是数据连接，使用熟知端口20，用来从客户端向服务器上传文件，或从服务器下载文件到客户计算机。在整个交互的FTP会话中，控制连接始终是处于连接状态；数据连接则在每一次文件传送时先打开然后关闭。18什么是对等文件共享？对等（P2P）文件共享是位于网络边缘的PC机互相之间可以直接获取对象。P2P文件共享没有通过任何服务器，而是普通PC机直接传输。但仍然使用了客户/服务器模式。请求的对等方是客户机，被选中的对等方是服务器。20发送电子邮件时，系统提示“邮件已正确发送”，但过一段时间（也可能是过一天）后，又被系统退信。你能解释这种现象吗？提示：“邮件已正确发送”是由哪台服务器发出？系统退信是因为什么、被谁退信？发送电子邮件时，邮件发送到本地（发送者所在的）ISP邮件服务器上后，本地ISP邮件服务器向发送者提示“邮件已正确发送”。如果接收方邮件地址有误或通信线路、接收方ISP邮件服务器有问题，邮件不能到达接收方ISP邮件服务器，该邮件就会被系统退回。第8章3微波各有什么传输特征？微波通信是使用波长为1mm至0.1mm（频率为0.3GHz3THz）的电磁波进行的通信。在空间沿直线传播是微波通信的重要特点，因而微波在地面的传播距离有限。6第3代移动通信使用了哪些主要技术？第3代移动通信系统主要由4个功能子系统构成，它们是核心网、无线接入网、移动台和用户识别模块，其中核心网和无线接入网是第3代移动通信系统的重要内容，也是第3代移动通信标准制订中最难解决的技术内容。14无线网络的拓扑结构主要有哪些类型？无线局域网组网分为2种拓扑结构：对等无线网络和结构化无线网络。15什么是访问接入点（AP），在无线网络中起什么作用？无线接入点即无线网桥。一个无线接入点通常由1个无线输出口和1个有线的网络接口（802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。接入点就像是无线网络的1个无线基站，将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是802.11PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口的设备，或者是在非计算机终端上的嵌入式设备（例如802.11手机）。无线网桥可支持多至65个用户同时运行。距离可达100m，速度可达11 Mbit/s。第9章4简述ADSL的特点。ADSL是一种非对称DSL技术，可在现有的任意双绞线上传输（包括现有的模拟电话线路），误码率低。ADSL支持下行速率18Mbit/s，上行速率512kbit/s1Mbit/s，有效传输距离在35km左右。在与因特网连接的同时，还可以通电话。第10章3什么是计算机网络的安全体系结构？ISO7498-2从体系结构的观点，描述了实现OSI参考模型之间的安全通信所必须提供的安全服务和安全机制，建立了开放系统互联标准的安全体系结构框架，为网络安全的研究奠定了基础。OSI安全体系结构是按层次来实现安全服务的，ISO/OSI模型的 7个不同层次需要提供不同的安全机制和安全服务。4计算机网络的不同层次应该采用哪些安全技术？物理层要保证通信线路的可靠；数据链路层通过加密技术保证通信链路的安全；网络层通过增加防火墙等措施保护内部的局域网不被非法访问；传输层保证端到端传输的可靠性；高层可通过权限、密码等设置，保证数据传输的完整性、一致性及可靠性。7对称加密算法与非对称加密算法的最大的区别是什么？对称数据加密技术和非对称数据加密技术的区别如下表。对称数据加密技术非对称数据加密技术密码个数1个2个算法速度较快较慢算法对称性对称，解密密钥可以从加密密钥中推算出来不对称，解密密钥不能从加密密钥中推算出来主要应用领域数据的加密和解密对数据进行数字签名、确认、鉴定、密钥管理和数字封装等典型算法实例DES等RSA等13计算机网络防火墙有哪些功能？防火墙具有过滤掉不安全服务和非法用户；控制对特殊站点的访问以及提供监视因特网安全和预警的方便端点。14计算机网络防火墙是如何分类的？从不同的角度对防火墙可以有不同的分类，按照防火墙技术可根据防范的方式和侧重点的不同分为包过滤、应用级网关和代理