博士生入学考试川大历年计算机网络答案整理.pdf

2014年计算机网络答案 一、 填空题 1.数据 2.MIB 3.123 4.应用进程 5.ICMP 6.数据链路 7.语法 8.曼彻斯特 9.频分复用 10.011111000 011111010 二、选择题 15:ACBAB；610:BDDBA；1116:CDAAC 三、简答题 1. 网络层向上提供的服务有哪两种?试比较其优缺点。 答案: 虚电路服务和数据报服务。 虚电路的优点:虚电路服务是面向连接的,网络能够保证分组总是按照发 送顺序到达目的站,且不丢失、不重复,提供可 靠的端到端数据传输;目的 站地址仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号,使分组的控 制信息部分的比特数减少, 减少了额外开销;端到端的差错处理和流量控 制可以由分组交换网负责,也可以由用户机负责。虚电路服务适用于通 信信息量 大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。 虚电路的缺点:虚电路服务必须建立连接;属于同一条虚电路的分组总是 按照同一路由进行转发;当结点发生故障时,所 有通过出故障的结点的虚 电路均不能工作。 数据报的优点:数据报服务不需要建立连接;每个分组独立选择路由进行 转发,当某个结点发生故障时,后续的分组可以 另选路由,因而提高了通信 的可靠性。数据报服务的灵活性好,适用于传输可靠性要求不高、通信 子网负载不均衡、需要选择 最佳路径的场合。 数据报的缺点:数据报服务是面向无连接的,到达目的站时不一定按发送 顺序,传输中的分组可能丢失和重复,提供面向 无连接的、不可靠的数据 传输;每个分组都要有目的站的全地址;当网络发生故障是,出故障的结点 可能会丢失数据,一些路 由可能会发生变化;端到端的差错处理和流量控 制只由主机负责。 2.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 源站到目的站共经过 k 段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为 C(bit/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？ 答案: 对电路交换,当 t=s 时,链路建立; 当 t=s+x/C,发送完最后一 bit; 当 t=s+x/C+kd,所有的信息到达目的地。 对分组交换,当 t=x/C, 发送完最后一 bit; 为到达目的地,最后一个分组需 经过 k-1 个分组交换机的转发, 每次转发的时间为 p/C, 所以总的延迟= x/C+(k-1)p/C+kd 所以当分组交换的时延小于电路交换 x/C+(k- 1)p/C+kd3) ,则将cwnd 设置为 ssthresh 若发送窗 口值还容许发送报文段,就按拥塞避免算法继续发送报文段。 若收到了 确认新的报文段的 ACK,就将 cwnd 缩小到 ssthresh. 第1次cwnd 1；第15次cwnd 8 五、 三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视 网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋 于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供 语音、数据和广播电视等多种服务。三合并不意味着三大网络的物理合 一，而主要是指高层业务应用的融合。三网融合应用广泛，遍及智能交 通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。 需要解决的问题： 1.从长远而言，可以一定程度上避免重复建设。 2.可以做到广电和电信两个行业取长补短。广电业有大量的内容，但是 它转化不成服务，根本原因是没有一个管理和计费体系，这是电信业的 长处。电信业没有内容的制作和管理经验，这恰是广电业的长处。 3.可以加强竞争，促进技术融合和技术进步。 然而真要做三网融合还是存在很大的问题，这些问题要一步步解决是一 件很难的事，5年的时间要在全国范围内实现并不容易。其中很大的问 题有下面这些： 1广电部门和电信部门的相互封闭的心态。这两个行业总体而言都是 较为封闭，要形成合作的机制，需要很长一段时间的调整和改变。 2两个行业的结构完全不同，电信业是现在三大条，每条都是全国覆 盖，全国范围的调度。广电业是无数的块，条块怎么进行整合是一件很 难的事。 3技术上也存在一定问题，需要相当长的一段时间进行技术的融合， 形成新的技术与机制。 4现行的管理体制也存在一定的冲突。 解决这些问题，未来还是需要看一段时间，逐渐形成管理机制，形成主 导技术。今天我们很关心谁来主导的问题，未来随着产业的发展，主导 可能不重要，发展才是更重要的。 2011年计算机网络答案 一、 （1）服务攻击 （2）主动攻击 （3）被动攻击 （4）非服务攻击 （5）保护方式 （6）对称密码技术 （7）抗抵赖 （8）跟踪方式 （9）身份鉴别 （10）公钥密码技术 二、 透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上 传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就 必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信 息。 参考课后习题3-11答案 三、 每个分组经过4段链路意味链路上包括5个分组交换机。 虚电路实现方案：需在1000秒内固定分配58=40bytes存储空间，存储 器使用的时间是2年，即252403600=1.5107sec 每字节每秒的费用 =0.01/（1.5107）=6.710-10元 总费用，即1000秒40字节的费用 =1000406.710-10=2.710-5元 数据报实现方案：比上述虚电路实现方案需多传(15- 3)4200=9600bytes， 每字节每链路的费用=0.01/106=10-8 元，总费用，即9600字节每链路的费用=960010-8=9.610-5元 9.6- 2.7=6.9毫分 可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的 时间内便宜6.9毫分。 四、 将/24转换为二进制数为：00001110 00011000 01001010 00000000/24 1）64个地址的子网2个 根据要求可知要借2位为网络 号，因为每个子网为64个地址，所以主机号最少要保留6位才能满足每 个子网有64个地址，主机号共为8位，剩下8-6=2位可借给网络号。 00001110 00011000 01001010 00000000 将二进制转为十进制数： /26； 00001110 00011000 01001010 01000000 将二进制 转为十进制数：4/26 2）32个地址的子网2个 根据要求可知 要借3位为网络号，因为每个子网为32个地址，所以主机号最少要保留 5位才能满足每个子网有32个地址，主机号共为8位，剩下8-5=3位可借 给网络号。 00001110 00011000 01001010 10000000 将二进制转为十进制数： 28/27 00001110 00011000 01001010 10100000 将二进制 转为十进制数：60/27 3）16个地址的子网4个 根据要求可 知要借2位为网络号，因为每个子网为16个地址，所以主机号最少要保 留4位才能满足每个子网有16个地址，主机号共为8位，剩下8-4=4位可 借给网络号。 00001110 00011000 01001010 11000000 将二进制转 为十进制数：92/28 00001110 00011000 01001010 11010000 将二进制转为十进制数：08/28 00001110 00011000 01001010 11100000 将二进制转为十进制数： 24/28 4）4个地址的子网4个 根据要求可知要借6位为网络 号，因为每个子网为4个地址，所以主机号最少要保留2位才能满足每个 子网有4个地址，主机号共为8位，剩下8-6=2位可借给网络号。 00001110 00011000 01001010 11110000 将二进制转为十进制数： 40/30 00001110 00011000 01001010 11110100 将二进制 转为十进制数：44/30 00001110 00011000 01001010 11111000 将二进制转为十进制数：48/30 00001110 00011000 01001010 11111100 将二进制转为十进制数： 52/30 五、见课后习题5-46 六、略 2010年计算机网络答案 一、 OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI 参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模 型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路 层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即ISO开放系统互 连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开 放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。 （1） 数据链路层 （2） 网络层 （3） 物理层 （4） 应用层 二、 答案： 对时间以T秒为单位分槽。在时槽1，源结点交换机发送第1个分组。在 时槽2的开始，第2个结点交换机收到了分组，但不能应答。在时槽3的 开始，第3个结点交换机收到了分组，但也不能应答。这样，此后所有 的路由器都不会应答。仅当目的主机从目的地结点交换机取得分组时， 才会发送第1个应答。现在确认应答开始往回传播。在源结点交换机可 以发送第2个分组之前，需两次穿行该子网，需要花费的时间等于2（n- 1）T。所以，源结点交换机往目的主机投递分组的速度是每2（n-1）T 秒1个分组。显然这种协议的效率是很低的。 三、见课后习题4-09 （1）它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络 标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二 是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。通过这个掩码，可以 把ip地址分为2部分：255在二进制的一个字节中表示全1，它作为网络 部分。为0的部分作为主机地址。因此上述掩码的含义是：前3个字节是 网络地址，最后一个字节是主机地址 （2） （3）4096 四、 流量控制： 1、流量控制是管理两端的流量，以免会产生发送端发送过快导致接收 端溢出，或者因接收端处理太快而浪费时间的状态。用的是：滑动窗 口，以字节为单位 2、窗口有3种动作：展开（右边向右），合拢（左边向右），收缩（右 边向左）这三种动作受接收端的控制。 合拢：表示已经收到相应字节的确认了 展开：表示允许缓存发送更多的字节 收缩（非常不希望出现的，某些实现是禁止的）：表示本来可以发送 的，现在不能发送；但是如果收缩的是那些已经发出的，就会有问题； 为了避免，收端会等待到缓存中有更多缓存空间时才进行通信。 发端窗口的大小取决于收端的窗口大小rwnd（TCP报文的窗口大小字 段）和拥塞窗口大小cwnd（见拥塞控制） 发端窗口大小 = min rwnd , cwnd ; 3、关闭窗口：窗口缩回有个例外，就是发送rwnd=0表示暂时不愿意接 收数据。这种情况下，发端不是把窗口收缩，二是停止发送数据。（为 了比避免死锁，会用一些探测报定时发送试探，见定时器一节） 4、问题：某些时候，由于发端或收端的数据很慢，会引起大量的1字节 数据痛惜，浪费很多资源。 （1）、发端的进程产生数据很慢时候，时不时的来个1字节数据，那么 TCP就会1字节1字节的发送，效率很低。 解决方法（Nagle算法）： a、将第一块数据发出去 b、然后等到发送缓存有足够多的数据（最大报文段长度），或者等到 收端确认的ACK时再发送数据。 c、重复b的过程 （2）、收端进程由于消耗数据很慢，所以可能会有这么一种情况，收 端会发送其窗口大小为1的信息，然后有是1字节的传输 解决办法（2种） a、Clark方法：在接收缓存的一半变空，或者有足够空间放最大报文长 度之前，宣告接收窗口大小为0 b、推迟确认：在对收到的报文段确认之前等待到足够的接收缓存，或 者等待到一个时间段（现在一般定义500ms） 拥塞控制： 1、如果网络上的负载（发送到网络上的分组数）大于网络上的容量 （网络同时能处理的分组数），就可能引起拥塞，判断网络拥塞的两个 因素：延时和吞吐量。拥塞控制机制是：开环（预防）和闭环（消除） （见网络原理相关书籍，略） tcp处理拥塞的三种策略：慢启动（指数增大），拥塞避免（加法增 大），拥塞检测（除2减少，或叫做乘法减少） 2、慢启动：指数增大 /* ssthresh是慢开始门限，slow start threshold表示一个上限，一般的 实现为65535B */ cwnd = 1;(1表示一个MSS报文段，不是一个字节) while （ cwnd ssthresh ) if（ 发出的报文段确认 ） cwd *= 2; 3、拥塞避免：加法增大 当到达ssthresh之后，就是加法阶段了，每收到一个确认，cwd += 1； 4、拥塞检测：乘法减少（除2减少） 当报文需要重传时，说明拥塞可能发生了，由于重传有2种情况，所以 也分两种处理 （1）、由于超时重传，这是拥塞的可能性比较大，如下做强反映调整 a、 ssthresh /= 2; b、 cwnd = 1； 重新慢启动过程 （2）、由于收到3个重复的ACK的重传，采取弱反映： a、ssthresh /= 2; b、cwnd = ssthresh; c、开始拥塞避免过程 差错控制： 1、TCP必须保证数据：按序，没有差错，没有部分丢失，没有重复的 交给应用层。方法就是：校验和，确认，超时重传 2、校验和：和UDP的做法一样，也要伪首部，和UDP不同的是这个功 能在TCP中是必须的 3、确认：ACK的确认机制（下面是一些原则） a、ACK报文不需要确认，也不消耗序号 b、当一端发送数据时，尽量包含捎带确认。 c、收端推迟发送ACK报文段，如果仅有一个未确认的按序报文段；延 迟到500ms，或者有第二个报文段接收时（转d），或者有数据要发送 时（转b） d、任何时候,不能有两个（以上）未确认的报文段（就是说如果收端有 两个未确认的按序报文段，就马上发送ACK报文段进行确认） e、当收到一个序号比期望序号还大的报文段时，马上发送ACK，让发 端进行快重传 f、收到重复的报文段，就立即发送确认(解决ACK丢失问题) g、丢失的报文段到达，发送确认，表示已经收到了丢失的报文 4、确认类型 累计确认：收端忽略掉所有失序报文，告知发端他期待下一个收到的序 号，叫做肯定累计ACK。肯定是说：丢弃的，丢失的，重复的都不报 告。 选择确认（SACK）：在某些新TCP实现里面实现了这个东西，报告失序 和重复的数据，作伪TCP首部选项字段的一部分。 5、重传（两种情况） ： 重传定时器时间到，或者 发端收到重复的三 个ACK（快重传） 五、 定义：万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所，英文简称为 Web。万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另 一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。 工作过程和协议层次：当你想进入万维网上一个网页，或者其他网络资 源的时候，通常你要首先在你的浏览器上键入你想访问网页的统一资源 定位符（Uniform Resource Locator），缩写URL，或者通过超链接方式 链接到那个网页或网络资源。这之后的工作首先是URL的服务器名部 分，被名为域名系统的分布于全球的因特网数据库解析，并根据解析结 果决定进入哪一个IP地址（IPaddress）。 接下来的步骤是为所要访问的网页，向在那个IP地址工作的服务器发送 一个HTTP请求。在通常情况下，HTML文本、图片和构成该网页的一切 其他文件很快会被逐一请求并发送回用户。 网络浏览器接下来的工作是把HTML、CSS和其他接受到的文件所描述的 内容，加上图像、链接和其他必须的资源，显示给用户。这些就构成了 你所看到的“网页”。 Web1.0与Web2.0：web1.0与web2.0最大的不同就是在web2.0之中个人 不再 是互联网信息被动的接收者,而是作为一个主动者参与到了互联网 的发展之中!用户不再是一个单纯的浏览者而是成为了互联网这块大网 的编织者,使用者与传播者。Web2.0 是相对Web1.0的新的一类互联网应 用 的统称。并且由此断言，由Web1.0单纯通过网络浏览器浏览html网 页模式向内容更丰富、联系性更强、工具性更强的Web2.0互联网模式 的发展已经成为互联网新的发展趋势。web2.0 与web1.0最大的区别就 是用户的地位不一样了! 2009年计算机网络答案 一、 分组交换：在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机 制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换。 流量控制：就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接 受。 差错控制：数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制，以 提高传输正确性和有效性的技术。 虚拟专用网（VPN）：在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称 为虚拟网，主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有 传统专网所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供 的网络平台，如Internet、ATM(异步传输模式)、Frame Relay （帧中 继）等之上的逻辑网络，用户数据在逻辑链路中传输。 二、 （1）只有一个站点使用，其他站点都不使用信道，即没有冲突的概 率： n*p*(1-p)n-1 （2）所有站点均不使用信道的概率：(1-p)n (3)其他时间均为冲突时间，即由于冲突所产生的被浪费的时间片的比 例： (1- n*p*(1-p)n-1 (1-p)n 三、 目的地重组IP片段：IP首部的ip报文长度字段有16位，因而ip数据报的 最大长度为65536字节。而由于网络接口的硬件限制以太帧数据字段长 度不超过MTU（最大传输单元）。MTU一般取1500字节，因而这就决 定了ip报文长度不能超过1500字节。出去IP头部的20字节如果传输UDP 数据出去UDP头用户数据不应超过1472字节；传递TCP数据除去TCP头 用户数据不应超过1460字节。对于超过1500字节的IP报文IP层会对报 文进行分片发送，接收方的IP层收到所有分片后重组这些分片。意思： 方法：一般情况下，片段可能不是按照顺序到达，有的也可能在途中丢 失，而且，在最后一个片段到达之前，不知道被分割的IP数据报的总长 度。也许处理重组的惟一方法是缓存所有的片段，直到最后一个片段的 到达，知道IP数据报的尺寸。建立一个适当大小的缓冲区，把各个片段 都放进缓冲区，同时维持一个位图，用8个字节1比特保持跟踪哪些字节 已经存放在缓冲区中。当位图中的所有比特都是1时， 表示该IP数据报 是完整的 四、见课后习题5-46 五、略 2008年计算机网络答案 1. 见课后习题2-13 2. 见课后习题1-3 3. IPv4主要有哪些局限性： （1）地址空间危机 （2）提供的网络安全性不够 （3）路由瓶颈 （4）难以保障QoS IPv6的改进： （1） 拥有充裕的地址空间 （2） 从多个方面提供了更高的安全性 （3） 地址的自动配置、更小的路由以及灵活的报头格式提升了 网络性能 （4） 提供更好的QoS 4. 见课后习题1-20 5. 略 6. 略 二、（1）（11，6，0，3，5，8） （2）（B，B，D，E，B） 三、见09年第三题答案 四、 在一个1Mbps的信道上发送1000bit帧的时间为1000/106=1ms 当t0ms时，发送方开始发送第一帧； 当t1ms时，发送方发送完成； 当t271ms时，该帧才完全到达接收方； 当t272ms时，该帧当确认帧已经发送完成； 当t542ms时，该帧当确认帧才回到发送方； 这样，一个周期当时间为542ms。 因此，在542ms内发送k个帧当效率为：k每帧的发送时间542。 所以， （a）停等协议：利用率为：1/542 0.18% （b）回退N帧滑动窗口协议：利用率为：7/542=1.29% （c）选择性重传滑动窗口协议：利用率为：4/542=0.74% 五、略 2007年计算机网络答案 一、 二、 （1）T1以125S传送一个幀（一帧即824+1位）电信号传播速率是 200KM/毫秒；即100KM电缆会在0.5毫秒填满。 T1以125S传送193位 的一幀（即824+1位），0.5毫秒= 500S传播的是500s/ （125s）193bits= 772bits。 本题也可用带宽延迟积 Rt prop = 1.544M bps510 -4 秒= 772 位。 （2）见课后习题5-35 （3）每个终端每200（=3600/18=200）秒做一次请求，总共有10000 个终端。因此，总负载是200秒做10000次请求，平均每秒50次请求。 每秒8000（106/125）个时槽，所以平均每个时槽发送次数是 G=508001=/160 （4）1英里1.61km 20000英里 32200km 32200km300000kms322/3000 s （322/300）2*1000+53/1000=214.72ms （5）见课后习题3-20 三、 拥塞原因： 存储空间限制 在每个输出端口有一定的存储空间，若一个输出端口被几个输入数据流 共同使用，输入流的数据包就会在该存储空间内排队等待输出。当端口 转发数据的速率低于数据包的到达速率时，会造成存储空间被占满的情 形，后到达的数据包将被丢弃。突发数据流的此种现象更多。虽然从某 种程度上来讲，存储空间的增加能够缓解输出端口的压力。但是存储空 间无限制的增加，会导致数据包完成转发时，它们早已超时，源端认为 这些数据包在传输过程中被丢弃而要求重发，不仅降低网络效率，而且 使得网络拥塞情况更加严重。另外在实际应用中，存储容量不可能无限 制的增加，不符合实际意义。 带宽容量的限制 通过实践证明低速链路难以应对高速数据流的输入，从而发生网络拥 塞。依据香农理论，信源的发送速率必须小于或等于信道容量。因此， 当源端带宽远大于链路带宽形成带宽瓶颈时，导致数据包在网络节点排 队等待，造成网络拥塞。 处理器性能限制 路由器中的 CPU 主要执行缓存区排队、更新路由表、进行路由选择等 功能，如果其工作效率不能满足高速链路的需求，就会造成网络拥塞。 在实际应用中，复杂的网络结构和不合理的路由原则以及网络中某部分 发生故障也会造成网络拥塞现象的发生 解决办法：见课后习题537 四、略 2006年计算机网络答案 一、 （1）见课后习题1-3 （3）见课后习题47 （4）见课后习题2-15 （5）见课后习10-11 （2）文件服务：文件服务是最重要与最基本的网络服务功能。文件服 务器以集中方式管理共享文件，网络工作站可以根据所规定的 权限对文件进行读写以及其他各种操作，文件服务器为网络用户 的文件安全与保密提供必需的控制方法。 打印服务：打印服务也是最基本的网络服务功能之一。打印服务可以通 过专门的打印服务器完成，或者由工作站或文件服务器来担任。网络打 印服务器在接收用户打印要求后，本着先到先服务的原则，用排队队列 管理用户打印任务。 数据库服务：网络数据库软件依照客户机/服务器工作模式，客户端用 结构化查询语言向数据库服务器发送查询请求，服务器进行查询后将查 询结果传送到客户端。 通信服务：局域网提供的主要通信服务有：工作站与工作站之间的对等 通信、工作站与网络服务器之间的通信服务等功能。 信息服务：局域网可以通过存储转发方式或对等方式完成电子邮件服 务。 分布式服务：分布式目录服务将分布子在不同地理位置的网络资源组织 在一个全局性的，可复制的分布数据库中。用户在一个工作站上注册， 便可以与多个服务器连接。对于用户来说，网络系统中分布在不同位置 的资源都是透明的。 网络管理服务：网络操作系统提供的网络管理服务有：网络性能分析、 网络状态监控和存储管理等多种管理服务。 Internet服务：为适应Internet与Internet的应用，网络操作系统一般都 支持TCP/IP协议，提供各种Internet服务，支持Java应用开发工具，使 局域网服务器很容易成为Web服务器，全面支持Internet与Internet访 问。 （6）不相同。 在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流 中，网络不做这样的跟踪。例如，一个进程向一条连接