计算机网络考试总复习 孙美凤.doc

红色部分为2014年考过得 还有一些题忘了没标 第一章 概述（P33）1-02 简述分组交换的要点（1） 采用存储-转发技术，信道可以为多对会话动态复用，比电路交换资源利用率高。（2） 限制通过网络的数据分组的大小，如果发送报文超出限制，则发送方将报文分割成一个个小分组，每个分组以存储-转发方式独立传输。当所有分组到达接收方后，接收方将它们重新拼接成报文。（3） 传输特点：延迟较小，且相对稳定，适合计算机应用。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 电路交换就是终端之间通信时，一方首先发起呼叫，途径的交换机完成转接，直到目的端对方收到发起端的信号，即首先将收发双方的通路完全打通，然后才进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。（2）报文交换 将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。（3）分组交换 分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它限定通过网络的数据长度，因此发送端必须将长报文分割成一个个小分组，每个带有目的地标识的分组以“存储-转发”技术独立通过网络，到达接收端后，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换使多路会话的数据共享线路，因此线路利用率比电路交换高；同时，由于分组在每个交换机上的处理时间和等待时间减少以及分组的并行传输，传输性能（传输时延、稳定性）比报文交换好，适合交互式应用。1-07 小写和大写开头的英文名词internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：1）internet是抽象名词，翻译成互联网，指多个网络互联而成的整体； 2）Internet是专有名词，翻译成因特网，特指互联网中的一个，它从ARPANET发展而来，采用TCP/IP技术作为互联技术，目前已经覆盖到全球范围。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：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。传播时延信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延数据块长度/信道带宽总时延传播时延发送时延排队时延对分组交换，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+kds+x/C+kd时，(k-1)p/Cs 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（bit/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？答：分组个数为x/p，传输的总比特数：(p+h)x/p，源发送时延：(p+h)x/pb最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b总发送时延D=源发送时延+中间发送时延D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b令其对p的导数等于0，求得极值：p=sqrt( xh/(k-1) )1-15假定网络的利用率到达了90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？答：根据公式，D=D0/(1-U)，D0为网络空闲时的最小时延，U是利用率，则D/D0=1/(1-U)=1/0.1=101-17 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100kbit/s，传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2108m/s。（2数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。答：（1）：发送延迟=107/（1001000）=100s 传播延迟=10001000/（2108）=510-3s=5ms （2）：发送延迟=103/（109）=10-6s=1us 传播延迟=10001000/（2108）=510-3s=5ms 1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2*108m/s。媒体长度l分别为：（1）100m （2）100km试计算当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。答：当媒体长度为100m，数据率为1Mb/s，在媒体中正在传播的比特数为，(100)/2*108)*106=0.5bit 其它类似第一章 概述（P33）19、长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，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18字节。试求数据的传输效率。 若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？ 答：数据长度为100字节时 传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3% 数据长度为1000字节时， 传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%这计算表明：数据长度越大，数据的传输效率越高。为了提高传输效率，应尽量传输长报文。21、协议与服务又何区别？有何关系？ 答：区别：协议是同等层实体合作的规则、约定，而服务是下层为上层“看得见”的功能；协议是水平的，而服务是垂直的。 联系：协议的实现保证了能够为上层提供服务，即服务离不开协议； 协议的实现还需要调用下层服务，即协议离不开服务。22、网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议的三个要素有，（1）语法，即数据与控制信息的结构和格式；（2）语义，即数据或控制信息的含义，如代表的是什么命令，要求完成何种动作以及作出何种响应； （3）同步，即事件顺序的详细说明。24、试述具有5层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层：是体系结构的最高层，作为各种网络服务的用户代理，负责用户数据的发送和接收。传输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。主要功能有复用和分用、差错控制、流量控制等。网络层：负责向分组交换网上任意两台主机之间的通信提供服务。主要功能有路由选择、拥塞控制等。数据链路层：负责相邻节点之间的数据传输服务。主要功能有封装成帧、差错控制、流量控制等。物理层：负责透明地传输比特流。26、名词解释协议栈：指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中数据传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。实体：当研究开放系统之间的信息交换时，实体泛指任何可以发送或接收信息的软件或硬件。对等层：两个不同系统上的相同层。协议数据单元：同等层实体之间交换的数据单位。服务访问点：在同一系统中，相邻两层实体进行交互的地方。客户：作为服务请求方的计算机进程。服务器：作为服务提供方的计算机进程。客户-服务器方式：描述的是进程之间服务和被服务的关系，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。客户向服务器发送请求，服务器向客户提供服务。客户与服务器的通信关系建立后，通信可以是双向的，客户和服务器都可发送和接收数据。27、试解释everything over IP 和IP over everything的含义。答：everything over IP 指在TCP/IP体系结构下，各种网络应用均是建立在IP基础之上；IP over everything 指在TCP/IP体系结构下，IP通过网络接口层可以运行在不同的物理网络之上。28、试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。（2）OSI和TCP/IP的不同点：OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP）和应用层。严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分。OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。OSI只考虑用一种标准的公用数据网。第二章 物理层（P66）2-01、物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？ 答：（1）物理层要解决的主要问题：物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。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，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 （2）物理层的主要特点：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。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。2-04 名词解释：数据：信号：模拟数据信号：（或连续信号）代表信息的参数的取值是连续的。帯通信号：经过载波调制后的信号即仅在一段频率范围内能够通过信道。数字数据：数字信号：（或离散信号）代表信息的参数的取值是离散的。码元：单工通信：又称单向通道，及只能有一个方向的通信二没有反方向的交互。（无线广播，有线广播及电视广播属于这种类型）半双管通信：又称双向交替通信，通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接受）。就是一方发送另一方接受，过一段时间在发过来。全双工通信：又称双向同时通信，通信双方可以同时发送和接受信息。串行传输：并行传输：2-05、物理层的接口有哪些方面的特性？各包含什么内容？ 答：(1)机械特牲 说明接口所用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 说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围。即什么样的电压表示1或0。 (3)功能特性 说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。(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、数据在信道中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/秒”和“码元/秒”有何区别？答：数据在信道中的传输速率受带宽和信噪比的限制。信噪比不能任意提高。香农公式的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N），其中W为信道的带宽（以赫兹为单位），S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。比特/秒是数据传输率的单位，码元/秒是码元传输率的单位，又称波特，这是两个完全不同的概念。信息的传输速率“比特/每秒” 一般在数量上大于码元的传输速率“波特”，且有一定的关系，若使1个码元携带n比特的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输率为Mn bit/s，但某些情况下，信息的传输速率“比特/每秒” 在数量上小于码元的传输速率“波特”，如采用内带时钟的曼切斯特编码，一半的信号变化用于时钟同步，另一半的信号变化用于信息二进制数据，码元的传输速率“波特”是信息的传输速率“比特/每秒”的2倍。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个不同的等级来传送，那么可以获得多高的 数据率（b/s）. 可以获得的数据率为20000*log216=80000比特/秒2-08、假定要用3kHz宽带的电话信道传送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）?这个结果说明说明问题。 根据香农公式，64kb/s=3K*log2(1+S/N),1+(S/N)=2(64/3)=221.3则S/N=221.3-1=10log10S/N dB,约等于60分贝。2-09、用香浓公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加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在最大到10倍，问最大信息速率能否在增加20%？（1）设最初的信噪比为S/N，数据率增加60%时候对应的信噪比为(S/N)， 根据香农公式，35K=3.1Klog2(1+S/N)，S/N=211.3-1；35K（1+60%）=3.1Klog2(1+S/N)，S/N=211.3*1.6-1； 则信噪比应增加到26.78倍，约等于100倍。 （2）如果在此基础上，信噪比增加10倍，数据传输率=3.1Klog2(1+10S/N)=3.1Klog210+3.1Klog2S/N=3.1Klog210+50K=60.3K，增加的倍数=60.3K/50K=1.206。因此能够再增加20%。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：为了经济的因素，采用多路复用技术。常用的多路复用技术有：频分复用、时分复用、码分复用。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：（11111111） B：（11111111） C：（11111111） D：（11111111） 现收到这样的码片序列S：（11311311）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？ 答：SA=（11311311）8=1， A发送1 SB=（11311311）8=1， B发送0 SC=（11311311）8=0， C无发送 SD=（11311311）8=1， D发送1 2-17、试比较ASDL,HFC,FTTx以及无线接入技术的优缺点。答：xDSL：带宽较小，接入成本较低，只要在用户端和端局各加一个调制解调设备。HFC：带宽较大，但需要对有线电视网做较大改造，因此接入成本高。FTTx：带宽最大，但成本最高。2-18、为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中传送速率却可以高达每秒几兆比特？答:依靠先进的编码技术，使得一个码元携带多个比特。补充：（1）什么是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码？其特点如何？ 答：曼彻斯特编码是将每一个码元再分成两个相等的间隔。码元1是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平。码元0则正好相反，从低电平变到高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码元的正中间出现一次电平的转换，这对接收端的提取位同步信号是非常有利的。缺点是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。差分曼彻斯特编码的规则是若码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是1或0，在每个码元的正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。（2）模拟传输与数字传输的主要特点是什么？ 答：模拟传输：只能传模拟信号，使用放大器抵制衰减。由于放大器在放大信号的同时也放大噪声，因此模拟传输系统的远程传输质量差。 数字传输：可传模拟与数字信号，噪声不累计，误差小。（3）基带信号和宽带信号的传输各有什么特点？ 答：（1）基带信号是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。（2）宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制后，其频谱移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同的频段上，因此合在一起后并不会互相干扰。这样做可以在一条线路中同时传送许多路的数字信号，因而提高了线路的利用率。第3章 数据链路层 （108）3-01 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？”电路连通了”与“数据链路连通了”的区别何在？答：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，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。（2）“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、确认和重传等功能，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含哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠地链路层有哪些优缺点。答：数据链路层主要包含封装成帧、透明传输、差错检测、差错控制和流量控制等功能。数据链路层做成可靠的链路层的优点是每段链路上的数据传输都是可靠的，结合网络层的资源预留策略，容易提供可靠的网络传输服务，即传输问题完全由网络解决。一方面，资源主机就可以完全从通信问题中解放出来，专注于应用服务，减轻了资源主机的负担；另一方面，提供数据传输服务的通信子网完全解决通信问题，符合传统的网络服务模式，如电话网。数据链路层做成可靠的链路层的缺点是（1）数据链路层会很复杂，为了进行差错控制和流量控制，数据链路层需要增加相应的处理功能，如序号、计时器功能等，也就增加了帧在每个结点上耽搁的时间；（2）数据链路层还会很低效，由于帧在传输中可能出错、丢失等，数据链路层在发出一帧后需要等待接收方的确认，在出错或丢失的情形下，还要重传。等待确认以及重传进一步增加了帧在每个结点上的等待时间。综合（1）（2）两点，数据链路层实现为可靠传输的通信网络必然效率低。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：网络适配器的作用是将一台主机方便地接入网络，工作在物理层和数据链路层。3-04数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输、差错检测）为什么都必须加以解决？答：这三个问题必须在数据链路层解决的理由如下：差错检测：由于出错数据的继续传输是对通信资源的浪费，因此差错应尽早发现，在每跨过一段链路时就进行检查，而一段链路的数据传输问题属于数据链路层。封装成帧（使用帧定界或帧同步的说法更好）：（1）计算机网络都是分组交换网络，即网络层之间转发的是一个个小分组；一个分组对应一个数据链路层PDU，因此数据链路层的传输单位只能是一个个封装了网络层分组的数据单位，称为帧。（2）为了尽早发现差错，数据链路层必须做差错检测。进一步，为了将差错发现后的丢弃或重发处理局限在包含差错的小范围内，数据链路层必须以一小块即帧为单位传输。（3）综合（1）（2），数据链路层的传输单位是封装了分组的帧，可是物理层上交的是无结构比特流，为了从中识别出帧，数据链路层必须在每个分组的前后加上首尾定界符，即为封装成帧。透明传输：透明传输是和封装成帧紧密联系的，为了实现封装成帧，数据链路层使用特定的控制字符或位模式作为帧的首尾定界符，当用户数据中包含这种定界符时，会导致帧的不同步。数据链路层必须解决这个问题。3-05如果在数据链路层不进行封装成帧，会发生什么问题。答：如果数据链路层不进行帧定界，那么网络层的接收方就无法区分出发送方的每个分组，就不能实现正确的路由选择和转发功能。3-06 PPP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协议不能使用数据链路层实现可靠传输？答：PPP协议的特点是（1）点对点线路中的数据链路层协议；（2）提供不可靠的数据传输服务；（3）简单，只实现封装成帧、透明传输、差错检测功能，不做差错控制和流量控制；（4）高效；（5）灵活，上支持多种网络协议，下课运行在多种链路上。序号是实现可靠传输的数据链路层需要的功能，是为了防止在确认丢失的情形下发生重复接收设置的功能，因为PPP不实现可靠传输，当然不需要序号。它适用在点到点线路的传输中。因为PPP协议中没有包含实现可靠传输必须的内容。3-07要送的数据位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的余数。 数据在传输过程中最后一个1变为0，问接收端能否发现？ 若数据在传输过程中最后两个1 都变为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变成了可靠的传输？答：添加的检验序列为1110 （11010110110000除以10011） 数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110101110除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。 数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。（参考CRC校验部分）3-09一个PPP帧的数据部分（用16进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用16进制写出）？答：7E FE 27 7D 7D 65 7E3-10PPP协议使用特步传输技术传送比特串0110111111111100.试问经过0比特填充后变成怎样的比特比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是000111011111011110110，问删除发送端的0比特后变成怎样的比特串？答：经过0比特填充后变成01101111101111100删除发送端加入的0比特后变成00011101111101111101103-15、什么叫传统以太网，以太网有哪两主要标准？采用总线拓扑或以集线器为中心的星形拓扑，速率为10Mbps的以太网，称为传统以太网。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？3-18、试说明10Base-T中的“10”，“BASE”和“T”所代表的意思？10Base-T中，10代表速率为10Mbps，BASE指基带传输；T指双绞线。3-19、 以太网使用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：CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，而传统的时分复用TDM是一种静态的划分信道，所以对信道的利用，CSMA/CD是用户共享信道，更灵活，可提高信道的利用率，不像TDM，为用户按时隙固定分配信道，即使当用户没有数据要传送时，信道在用户时隙也是浪费的；也因为CSMA/CD是用户共享信道，所以当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用户在分配的时隙中不会与别的用户发生冲突。对局域网来说，连入信道的是相距较近的用户，因此通常信道带宽较宽，如果使用TDM方式，用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多，不利于信道的充分利用。 对计算机通信来说，突发式的数据更不利于使用TDM方式。 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.求能使用此协议的最短帧长?答：对于1km电缆，单程端到端传播时延为：=1200000=510-6s=5s， 端到端往返时延为： 2=10s 为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10s，以1Gb/s速率工作，10s可发送的比特数等于：1010-61109=10000bit=1250字节。 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：争用期是64字节的发送时间，对10Mbps的网络，该值为512b/(10*106)=51.2*10-6秒 等待时间=100*51.2*10-6秒=5.12毫秒对100mbps的网络，该值为512b/(100*106)=5.12*10-6秒 等待时间=100*5.12*10-6秒=0.512毫秒3-26、以太网上只有两个站，天猫同时发送数据，产生碰撞。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.。试计算第一次重传失败的概率、第二次失败的概率，第三次失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I .见教材参考答案提示：将第i次重传失败记为Pi,显然， Pi=（0.5)k,k=mini,10故，第一次重传失败的概率为P1=0.5，第2次为P2=0.25，第3次为P3=0.125P传送i次才成功=P第一次失败P第二次失败.Pi-1p第i次成功求P传送i次才成功的统计平均值，的出平均重传次数为1.6373-27、假设一个以太网的通信量的80%是在本局域网上进行的，二其余的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该使用在哪一个网上？答：以太网交换机用在这样的网络，其80%通信量在本局域网而20%的通信量到因特网。3-28、有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。 （1）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网集线器； （2）10站点连接到一个100Mbit/s以太网集线器； （3）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网交换机。 答：（1）10个站共享10Mbit/s； （2）10个站共享100Mbit/s； （3）每一个站独占10Mbit/s。 3-30、以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？ 答：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层上。每一个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。它能同时连通多对端口，使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽。 管理员可对交换机进行配置，为端口、MAC地址或IP地址指定虚网号。当交换机收到一帧后，对它的处理除了服从交换机的基本规则，还额外受到一个限制：流量被限制在与发送主机所在的同一个虚网号。 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：网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错，则丢弃此帧。网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。 网桥与转发器不同，（1）网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；（2）网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；（3）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；（4）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。 以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；它们都工作在数据链路层；网桥的端口一般连接到局域网，而以太网的每个接口都直接与主机相连，交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。3-32、见教材参考答案3-33、见教材参考答案第4章 网络层（P182）4-01、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。答：网络层向上提供的服务有虚电路和数据报服务。其优缺点比较如下：（1）在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路，然后才能进行通信，通信结束应将虚电路拆除。而数据报服务，网络层从运输层接收报文，将其装上报头（源、目的地址等信息）后，作为一个独立的信息单位传送，不需建立和释放连接，目标结点收到数据后也不需发送确认，因而是一种开销较小的通信方式。但发方不能确切地知道对方是否准备好接收，是否正在忙碌，因而数据报服务的可靠性不是很高。（2）关于全网地址：虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的全网地址，在数据传输阶段，都只需填上虚电路号。而数据报服务，由于每个数据报都单独传送，因此，在每个数据报中都必须具有源和目的主机的全网地址，以便网络结点根据所带地址向目的主机转发，这对频繁的人机交互通信每次都附上源、目的主机的全网地址不仅累赘，也降低了信道利用率。（3）关于路由选择：虚电路服务沿途各结点只在呼叫请求分组在网中传输时，进行路径选择，以后便不需要了。可是在数据报服务时，每个数据每经过一个网络结点都要进行一次路由选择。当有一个很长的报文需要传输时，必须先把它分成若干个具有定长的分组，若采用数据报服务，势必增加网络开销。（4）关于分组顺序：对虚电路服务，由于从源主机发出的所有分组都是通过事先建立好的一条虚电路进行传输，所以能保证分组按发送顺序到达目的主机。但是，当把一份长报文分成若干个短的数据报时，由于它们被独立传送，可能各自通过不同的路径到达目的主机，因而数据报服务不能保证这些数据报按序列到达目的主机。（5）可靠性与适应性：虚电路服务在通信之前双方已进行过连接，而且每发完一定数量的分组后，对方也都给予确认，故虚电路服务比数据报服务的可靠性高。但是，当传输途中的某个结点或链路发生故障时，数据报服务可以绕开这些故障地区，而另选其他路径，把数据传至目的地，而虚电路服务则必须重新建立虚电路才能进行通信。因此，数据报服务的适应性比虚电路服务强。（6）关于平衡网络流量：数据报在传输过程中，中继结点可为数据报选择一条流量较小的路由，而避开流量较高的路由，因此数据报服务既平衡网络中的信息流量，又可使数据报得以更迅速地传输。而在虚电路服务中，一旦虚电路建立后，中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。综上所述，虚电路服务适用于交互作用，不仅及时、传输较为可靠，而且网络开销小。数据报服务适用于传输单个分组构成的、不具交互作用的信息以及对传输要求不高的场合。4-03、作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？答：转发器是工作在物理层的互连设备，它只能识别物理层的协议数据单元比特，但不了解比特的含义，因而无法做有区别的转发。因此严格地说，转发器不属于互连设备，而是用来抵抗信号衰减实现远距离传输的信号再生器。网桥是工作在数据链路层的互连设备，它能从到达比特流中识别出一个个数据链路层的协议数据单元-帧，并根据帧的目的地址做有区别的转发。由网桥互连而成的多个网段，不管其结构如何复杂，互连网段如何多，被视为一个网络。网桥作为该网络的中转结点，了解该网络的站点分布的知识，因此才能根据帧的目的地址做有智能的转发。网桥对待广播帧和目的地址所在未知的帧的做法是向所有端口转发，因此网桥不能完全隔断属于不同网段的流量，容易形成广播风暴。路由器是工作在网络层的互连设备，它能从到达比特流中识别出一个个网络层协议数据单元分组，并根据分组所去的目的网络做有区别的转发。路由器的每个端口都被视为连在一个不同的物理网络上，每个物理网络都被分配唯一的网络号。路由器了解各物理网络如何通过路由器互连的知识，并基于目的网络号实现分组的路由选择和转发。路由器能够完全隔断属于不同物理网络的流量，比网桥安全可靠。网关是工作在网络层以上各层 如运输层或应用层的互连设备，它能从到达比特流中识别出一个个网络层以上协议数据单元，并基于该协议单元头部内容做有区别的转发。在实践中用得较少。4-07、是说明IP地址和与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？答：硬件地址指物理网络为一个站点分配的地址，不同的物理网络允许不同的硬件地址方案，并且只要求在物理网络内具有唯一性。实际的数据传输是根据硬件地址进行的。IP地址是TCP/IP体系结构采用的地址，它由网络前缀，主机号两部分组成，在互连网络范围内具有统一性和唯一性，IP地址的主要作用是提供互连网络的统一引用方式，是使得由性能各异的物理网络互连而成的整体在网络层看起来像一个网络的关键。实际的数据传输需要将IP地址转化为硬件地址进行，因此IP地址又被称为逻辑地址。4-11、参见教材4-12、参见教材4-15、答：MTU是IP层以下物理网络的数据单元（局域网的数据单元是帧，广域网的数据单元是分组）中数据字段的最大长度。它和IP数据报中总长度字段有关系。4-16、参见教材4-18、参见教材补充1、设有一分组交换网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部，而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组需有15字节的分组首部，而结点就不需要保留转发表的存储空间。设每段链路每传1MB需0.01元。购买结点存储器的代价为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均时间为1000s，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？ 答：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。2、假定分组交换网中所有结点的处理机和主机均正常工作，所有的软件也正常无误。试问一个分组是否可能被投送到错误的目的结点（不管这个概率有多小？） 如果一个网络中所有链路的数据链路层协议都能正确工作，试问从源结点到目的结点之间的端到端通信是否一定也是可靠的？ 答：（1）有可能。网络通过附加校验和的方式进行差错检测，接收方在收到一个分组时，用和发送方相同的方法计算校验和，并比较计算结果和收到的校验和，如果相同，则认为正确。由于收发双方的计算方法完全相同，在传输正确的条件下，接收方的比较结果应是相同的。然而逻辑上，相同并不能导出传输正确的结论，即逆命题不成立。换句话说，存在把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组的可能性。（2）端到端的通信不一定可靠。端到端的通信不仅与数据链路层有关，还与网络层有关，尽管链路层协议能正确工作，但不能保证网络层协议正常工作，即通信子网是否可靠。第4章 网络层（P175）4-09、参见教材4-10、参见教材4-17、答：原始IP数据报的数据部分长度=3200位由于MTU=1200位，其中包括160位的首部，则帧中包含的高层数据部分长度=1200-160=1040位由3200/1040得到分片数量4因此第二个局域网向其上层将提交4个IP数据包分片，总长度=3200+4*160=3840位。4-19、参见教材4-20、答：（1）128.96.39.00001010(10) AND 255.255.255.10000000(128)=128.96.39.0，则下一跳为接口m0;（2）128.96.40.00001100(12) AND 255.255.255.10000000(128)=128.96.40.0, 则下一跳为R2依此类推。4-21、答：首先，题目中已经明确子网掩码为255.255.255.0，则可用的子网号为：129.250.0.0 (全0和全1的子网号曾经不可使用，但随着CIDR的使用，现在都可以使用了，由于题目中对此不明确，因此用和不用都不算错)129.250.1.0129.250.254.0129.250.255.0其次，因为全0和全1的主机号不分配，则每个子网容纳的机器数最多为28-2=254个。总的机器数4000，平均分布到16个地点，则每个地点的机器数4000/16=250254,因此每个地点可用一个子网来支持。有16个地点，每个地点分配一个可用的子网号即可。则：地点1：129.250.1.0，主机号码的最小值129.250.1.1，最大值129.250.1.254地点2：129.250.2.0，主机号码的最小值129.250.2.1，最大值129.250.2.254依此类推。4-22、答：（1）数据的总长度=4000-20（固定首部长度）=3980字节物理网络接受的最大数据长度=1500-20=1480字节3980/14803因此应当划分为3个报片（2）第一个报片，数据字段长度1480字节，片偏移字段值0，MF=1（表示后面还有分片） 第二个报片，数据字段长度1480字节，片偏移字段值1480/8=185（注意，片偏移字段的单位是8字节），MF=1 第三个报片，数据字段长度3980-1480-1480=1020字节，片偏移字段370，MF=0（最后一个分片）4-24、这个题目换一个说法：试将A类网络划分成以下数目的子网，对应的子网掩码是什么？这个题目在解答时候，同样涉及到全0和全1的子网号用和不用的问题。由于题目中没有限定，所以用和不用都可以。但是一般按照“不用”来做，如你选择按照“用”来做，要特别声明“CIDR之后 ，全0和全1的子网号也可分配”。这里按照“不用”做，则：（1）2，加上全0和全1的子网号，则至少从主机号部分拿出2个比特用作子网号，因此子网掩码为255.192（11000000）.0.0（2）6，6+2=8，则至少从主机号部分拿出3个比特用作子网号，因此子网掩码为255.224（11100000）.0.0依此类推。4-25、虽然没有规定，但不推荐网络标识（掩码中1对应的位）和主机标识（掩码中0对应的位）不连续的情形。因此（1）176.0.0.0=10110000.0.0.0，不推荐使用（2）96.0.0.0=01100000.0.0.0，不推荐使用其它依此类推。4-26、上课讲过4-27、答：208.128/11代表的地址块是208.100*.*.*208.130.28/22代表的地址块是208.10000010.000111*.*第二个地址块的号码明显在第一个地址块中，因此第一个地址块包含第二个地址块。4-29、参考教材4-30、参考教材4-31、答：86.32/12代表的地址块是86.0010*（1）86.33.224.123=86.00100001（33）.224.123，前12比特的前缀与86.0010* 相同，因此匹配（2）86.79.65.216=86.01001111（79）.65.216，前12比特的前缀与地址块不同，不匹配（3）86.58.119.74=86.00111010.119.74，前12个比特的前缀与地址块不同，不匹配（4）86.68.206.154=86.01000100.206.154，前12个比特的前缀与地址块不相同，不匹配4-324-33、和31题的做法相同4-34、答：（1）192.0.0.0.=11000000.0.0.0，网络前缀有2位（2）240.0.0.0=11110000.0.0.0，网络前缀有4位依此类推。4-35、答：根据140.120.84.24/20的写法，说明所在的地址块是140.120.0101*.*。（1） 该地址块的最小地址是140.120.80.0，最大地址是140.120.95.255（2） 地址掩码的前20比特为1，后面为0，即255.255.240.0（3） 共有212个地址（4） 相当于16个C4-36、与上题同4-37、答：地址块136.23.12.64/26即126.23.12.01*，由于要划分为4个一样大的子网，