计算机网络2012年重点习题及解答(2012-7-28)

1、计算机网络2012年重点习题及解答教材：计算机网络（第五版），谢希仁编著 ，电子工业出版社习题数量：55题章节数量主要知识点备注1、概述8因特网概述、体系结构2、物理层5香农公式、信道复用、码分多址3、数据链路层10PPP、CRC、CSMA/CD4、网络层18IP地址分类、路由、网络设计、二进制反码运算求和5、运输层6UDP/TCP、连续ARQ、拥塞控制6、应用层4DNS、WWW7、网络安全2加密与解密、防火墙10、IPV62IPV6、零压缩法第一章、 概述（P34-35）1-07、internet和Internet在意思上有何重要区别？答：以小写字母“i”开始的internet（互联网或互连

2、网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以是任意的。以大写字母I开始的Internet（因特网）是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，采用TCP/IP协议族作为通信的规则，其前身是美国的ARPANET。1-08、计算机网络有哪些类别？各种类别的网络都有什么特点？答：计算机网络是指：一些互相连接的、自治的计算机的集合。按照不同的标准可将其分为不同的类别：1、按交换方式：有电路交换、报文交换、分组交换、帧中继交换、信元交换等。2、按拓扑结构：有集中式网络、分散式网络、分布式网络。其中，集中式网络

3、的特点是网络信息流必须经过中央处理机或网络交换节点(如星形拓扑结构)；分布式网络的特点是任何一个节点都至少和其他两个节点直接相连(如网状形拓扑结构)，它是主干网经常采用的一种结构；分散式网络实际上是星形网和网状形网的混合网。3、按作用范围：有广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)。其中，广域网的作用范围为几十至几千公里，又称为远程网；局域网的作用范围常被限制在一个单位或一个校园(1 km)内，但数据传输速率高(10 Mb/s以上)；城域网常介于广域网和局域网之间，局限在一个城市(550 km)内。4按使用范围：有公用网和专用网。其中，公用网都是由国家的电信部门建造和控制管理的；专

4、用网是某个单位或部门为本系统的特定业务需要而建造的，不对单位或部门以外的人员开放。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？解：采用电路交换：端到端时延：采用分组交换：端到端时延：，这里假定，即不考虑报文分割成分组后的零头。欲使，必须满足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

5、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：x/p，传输的总比特数：(p+h)x/p，源发送时延：(p+h)x/pb，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，求极值 p=hx/(k-1)1-17、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上

6、的传播速率为。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。解：（1）发送时延：传播时延：（2）发送时延：传播时延：1-18、假设信号在媒体上的传播速率为。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）；试计算当数据率为 和时在以上媒体中正在传播的比特数。解：传播时延= 媒体长度 / 传播速率 媒体中的比特数= 传播时延 * 带宽（数据发送速率）媒体长度L传播时延媒体中的比特数数据率数据率（1）0.

7、1m4.35（2）100m0.435（3）100km（4）5000km0.0217s1-19、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，加上首部和尾部共18字节，试求该数据的传输效率。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）数据长度为100字节时 传输效率=100/（100+20+20+18）*100%=63.3% （2）数据长度为1000字节时 传输效率=1000/（1

8、000+20+20+18）*100%=94.5%1-24、试述五层与七层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。答：所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。五层体系结构见图1-1所示。 图1-1五层体系结构模型各层的主要功能：1) 应用层2 数据链路层3 网络层4 运输层数据链路层：最高层，直接为用户的应用进程提供服务；2) 运输层：是负责向两个主机中进程间的通信提供服务；3) 网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务；4) 数据链路层：将网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链

9、路上实现帧的无差错传输；物理层：透明地传输比特流。OSI七层协议模型及各层的主要功能：第二章、 物理层（P62）2-09、用香农公式计算一下：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应增大到多少倍数？如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍，请问最大信息传输速率能否再增加20%？解：根据 C=WLog 2（1+S/N） （1）将C= 35000，W= 3100代入，得1+ S/N= 2 350/31 （2）再将C= 35000*（1+60%），W= 3100代入，得1+ S/N= 2 350*1.6 / 31

10、此时，S/N比（1）式 要扩大 100倍 （3）若S/N再比（2）式 扩大 10倍，则 （2）式中的C要提高18.5%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：信道复用技术可以使使多个进程能共享单一的传输层实体进行通信，从而节省大量资源。常用的信道复用技术有：u 频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。u 时分复用（TDM，Time Division Multiplexing）就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些

11、时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。u 波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）在光纤上的频分复用。u 码分复用（CDM，Code Division Multiplexing）是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。u 统计复用（SDM，Statistical Division Multiplexing）有时也称为标记复用、统计时分多路复用或智能时分多路复用，实际上就是所谓的带宽动态分配。统计复用从本质上讲是异步时分复用，它能动态地将时隙按需分

12、配，而不采用时分复用使用的固定时隙分配的形式，根据信号源是否需要发送数据信号和信号本身对带宽的需求情况来分配时隙，主要应用场合有数字电视节目复用器和分组交换网等。2-14、试写出下列英文缩写的全文，并进行简单的解释。FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48答：FDM：Frequency Division Multiplexing 频分复用TDM：Time Division Multiplexing 时分复用STDM：Statistic TDM 统计时分复用WDM：Wavelength Division Multiplexing 波分复用D

13、WDM：Dense WDM 密集波分复用CDMA：Code Division Multiplex Access 码分多址SONET：Synchronous Optical Network 同步光纤网SDH：Synchronous Digital Hierarchy 同步数字系列STM-1：Synchronous Transfer Module-1 第一级同步传递模块，基本速率155.52Mb/sOC-48：Optical Carrier48 第48级光载波2-16、共有4个站进行码分多址CDMA通信。4个站的码片序列为：A：（-1 1 1 +1 +1 1 +1 +1） B：（-1 1 +1 -

14、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：（-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1还是0？答：SA=（11311311）8=1， A发送1SB=（11311311）8=1， B发送0SC=（11311311）8=0， C无发送SD=（11311311）8=1， D发送12-18、为什么在ADSL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

15、比特。第三章、 数据链路层（P105-107）3-07、要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是 。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？答：添加的检验序列为1110 （11010110110000除以10011）。传输的全部数据是11010110111110。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

16、，不为0，接收端可以发现差错。3-08、要发送的数据为101110。采用CRCD 生成多项式是。试求应添加在数据后面的余数。答：添加的检验序列为011（101110000除以1001）。传输的全部数据是101110011。3-09、一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D 3-10、3-10PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后

17、变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？答：011011111 11111 000110111110111110000001110111110 111110 110000111011111 11111 1103-22、 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51.2微秒，要退后100个争用期

18、，等待时间是51.2（微秒）*100=5.12ms对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间是5.12（微秒）*100=512微秒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

19、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tA=（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，则B只可能在t=224比特时间之前发送数据。考虑到以太网争用期51.2ms ，对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，是512比特时间 3），则将 cwnd 设置为 ssthresh + n * MSS。(4) 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。(5) 若收到了确认新的报文段的 ACK，就将 cwnd 缩小到 ssthresh。“乘法减小“是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一

20、次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值 ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以 0.5。当网络频繁出现拥塞时，ssthresh 值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分组数。“加法增大”是指执行拥塞避免算法后，当收到对所有报文段的确认就将拥塞窗口 cwnd增加一个 MSS 大小，使拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早出现拥塞。5-39、题略。解：(1) 作图参见教材P212 图5-27。(2) 慢开始时间间隔：1，6和23，26。(3) 拥塞避免时间间隔：6，16和17，22。(4) 第16轮发送方通过收到三个重复确认检测到丢失了报文。第22轮通过超时检测检测到丢失了报文。(5)

21、第1轮，门限值设置为32；第18轮，门限值设置为发生拥塞时的一半，即21；第24轮，门限值设置为13；(6) 第70报文在第七轮次发送。(7) 拥塞窗口和门限值设置为8的一半，即4.第六章、 应用层（P280-283）6-03、举例说明域名转换的过程。域名服务器中的高速缓存的作用是什么？ 答： 域名服务器中的高速缓存用于保存刚解析的域名， 以便提高下一次相同域名的解析。6-04、假设整个因特网的DNS系统都瘫痪了，请问还有可能发送电子邮件么？答：可以，直接使用对方邮件服务器的IP地址发送。6-08、解释下列名词，各英文缩写词的原文是什么？WWW、URL、HTTP、HTML、CGI、浏览器、超文

22、本、超媒体、超链、页面、表单、活动文档、搜索引擎。答：WWW：World Wide Web ，万维网URL：Uniform Resource Locator ，统一资源定位符HTTP：Hyper Text Transfer Protocol ，超文本传送协议HTML：Hyper Text Markup Language ，超文本标记语言CGI：Common Gateway Interface ，通用网关接口浏览器：由客户程序、解释程序和控制程序组成的大型软件组件超文本：包含指向其他文档的链接的文本超媒体：超媒体除开包含文本信息外，还包含其他表示方式的信息，如图像、声音等超链：使用万维网时，点击

23、一个文档可以链接到另外一个文档，称为超链页面：在一个客户程序主窗口上显示的万维网文档称为页面表单：在网页中负责数据采集的功能的组件活动文档：一种提供屏幕持续更新的技术，把所有工作放在浏览器端。每当浏览器请求一个活动文档时，服务器就返回一段活动文档程序副本，使该程序副本在浏览器端运行搜索引擎：在万维网中用来进行搜索的工具6-14、当使用鼠标点取一个万维网文档时，若该文档除了有文本外，还有一个本地.gif图像和两个远地.gif图像。试问：需要使用哪个应用程序，以及需要建立几次UDP连接和几次TCP连接？答：使用HTTP。需要建立0次UDP连接。4次TCP连接。6-15、题略。答：IP地址解析时间为：；建立TCP连接和请求万维网文档需要总时间为：。6-16、题略。答：(1) 所需时间为：； (2) 所需时间为：； (1) 所需时间为：；6-24、试简述邮局协议POP的工作过程。在电子邮件中，为什么必须使用POP和SMTP这两个协议？IMAP与POP有何区别？答：POP