计算机网络课程作业答案

《计算机网络》课程作业参考答案（计算机网络（2），吴功宜）第一章作业参考答案第一章作业参考答案（杨帆整理）1、计算机网络发展能够划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：可划分为4个阶段：阶段年代研究问题特点第一阶段20世纪50年代计算机通信与网络通信形成计算机网络理论基础和技术准备第二阶段20世纪60年代ARPAnet与分组交换技术奠定网络互连基础第三阶段20世纪70年代网络体系结构与协议标准化，分组交换技术在广域网、局域网中应用网络技术规范与标准化第四阶段20世纪90年代网络计算技术，宽带网络接入网技术，网络与信息安全技术Internet技术广泛应用第五阶段二十一世纪初NGN技术面向应用多媒体网络2、按照资源共享观点定义计算机网络应具备哪几个主要特征？答：从资源共享观点看，计算机网络就是以能够相互共享资源方式互连起来自治计算机系统集合。这一定义反应出以下三个基本特征：建立网络主要目标是实现计算机资源共享；互连计算机是分布在不一样地理位置多台独立“自治计算机系统”；连网计算机在通信过程中必须遵照相同网络协议。3、当代网络结构特点是什么？（Internet结构特点，教材P15）答：（1）由路由器互联起来网状结构（2）按主要性和带宽分为多级（国际或国家主干网、地域主干网、园区网等）（3）经过各类接入网访问网络4、广域网采取数据交换技术主要有哪几个？它们各有什么特点？答：时期广域网采取数据交换技术技术特点早期采取线路交换技术通信过程分为线路建立、数据传输、线路释放三个阶段；所建立物理连接为专用连接通信实时性强，但效率低，不适合于突发性通信；不具备存放数据能力和差错控制能力等。日后改用基于存放转发报文交换技术具备存放数据能力和差错控制能力信道可共享（非专用），利用率高路由能力强，且具备传输速率和报文格式转换能力传输是：长度不定但逻辑意义完整报文但长报文传输时，较难发觉错误，重传也比较费时现在采取基于存放转发分组交换技术具备存放数据能力和差错控制能力信道可共享（非专用），利用率高路由能力强，且具备传输速率和报文格式转换能力传输是：长度固定分组分组长度固定，轻易发觉传输差错，重传也比较轻易第二章作业参考答案2．计算机网络采取层次结构模型有什么好处？答:采取层次结构模型好处有：1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可采取最适宜技术来实现，各层实现技术改变不影响其余层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化3．ISO在制订OSI参考模型时对层次划分主要标准是什么？答：制订OSI参考模型时对层次划分主要标准是：1）网络中各结点都具备相同层次2）不一样结点同等层具备相同功效3）不一样结点同等层经过协议来实现对等层之间通信4）同一结点内相邻层之间经过接口通信5）每个层能够使用下层提供服务，并向其上层提供服务5．请描述OSI参考模型中数据传输基本过程答：1）应用进程A数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层服务数据单元，然后传输到会话层。依这类推，数据传输到传输层3）传输层接收后，加上本层控制报头，组成了报文，然后传输到网络层4）网络层接收后，加上本层控制报头，组成了分组，然后传输到数据链路层5）数据链路层接收后，加上本层控制信息，组成了帧，然后传输到物理层6）物理层接收后，以透明比特流形式经过传输介质传输出去6．试说明报头在网络数据传输中作用报头包含了控制信息，比如序列号，使得该层以下即使没有维护次序关系，目标机器对应层也依然能够按照正确次序递交信息，在有层上，头部还能够包含信息大小、时间和其余控制字段7．试比较面向连接服务和无连接服务异同点相同点：1）二者对实现服务协议复杂性与传输可靠性有很大影响2）在网络数据传输各层都会包括这二者问题不一样点：1）面向连接服务数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接3个过程，而无连接服务不需要2）面向连接服务在数据传输过程中，各分组不需要携带目标结点地址，而无连接服务要携带完整目标结点地址3）面向连接服务传输收发数据次序不变，传输可靠性好，但通信效率不高，而无连接服务目标结点接收数据分组可能乱序、重复与丢失现象，传输可靠性不好，但通信效率较高9．请比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型异同点相同点：1）都是分层2）在同层确定协议栈概念3）以传输层为分界，其上层都是传输服务用户不一样点：1）在物理层和数据链路层，TCP/IP未做要求2）OSI先有分层模型后有协议规范，不偏向任何特定协议，具备通用性，TCP/IP先有协议后有模型，对非TCP/IP网络并不适用3）在通信上，OSI非常重视连接通信，而TCP/IP一开始就重视数据报通信4）在网络互联上，OSI提出以标准公用数据网为主干网，而TCP/IP专门建立了互联网协议IP，用于各种异构网互联第三章作业参考答案2．经过比较说明双绞线、同轴电缆与光缆3种惯用传输介质特点。答：传输介质特点能够从不一样角度来分析和总结，依照教材内容，以上三种传输介质特点主要表现在结构、距离、分类、传输特征等几个方面。双绞线同轴电缆光缆结构特点规则螺旋结构排列2、4、8根绝缘导线，内导体、绝缘层、屏蔽层和保护层组成光纤、包层、保护层组成传输特点1~7类，其中3类用于10M网，5类用于100M网,超5类还可用于1000M网，6类7类用于10G网可传输数字信号和模拟信号。细缆可用于连接总线型LAN,粗缆用于长距离传输。带宽高，低损耗、传输距离远，抗干扰能力强，低误码率、安全保密性好分类STP和UTP按信号类型：基带同轴电缆和宽带同轴电缆；按直径分为粗缆和细缆单模和多模3．控制字符SYNASCII码编码为0010110，请画出SYNFSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等四种编码方法信号波形。答：SYNFSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等四种编码方法信号波形以下：4．对于脉冲编码调制PCM来说，假如要对频率为600Hz种语言信号进行采样，传送PCM信号信道带宽为3KHz,那么采样频率f取什么值时，采样样本就能够重构原语音信号全部信息？解：依照奈奎斯特采样定理，当采样频率f>=2B或f>=2fmax时（fmax为信道所能传输最大频率），采样样本才能够包含足够重构原语音信号全部信息，所以有：f=2*3KHz=6kHz注意：该题中，采样频率与实际传输信号频率600Hz无关。也就是说，只要传输信号频率在最高频率fmax和最低频率fmin之间，而且fmax-fmin=B=3KHz，则采样率一定大于等于6KHz。5．多路复用技术主要有几个类型？它们各有什么特点？答：三种：频分多路复用、波分多路复用、时分多路复用。（1）频分多路复用：在一条通信线路设计多路通信信道，每条信道信号以不一样载波频率进行调制，各个载波频率是不重合，相邻信道之间用“警戒频带”隔离。（2）波分多路复用：光频分多路复用，同时传输很多个频率很靠近但波长不一样光载波信号。（3）时分多路复用：经过为多个信道分配互不重合时间片来实现多路复用，更适适用于数字数据信号传输，可分为同时时分多路复用和统计时分多路复用二种。第四章作业参考答案1．在物理线路上传输比特流过程中出现差错主要原因是什么？差错类型有哪两种，都有什么特点？答：（1）数据是经过通信信道传输，因为在传输过程中会受到信道噪声影响，造成接收端收到是叠加了噪声数据信号，假如噪声信号与数据信号叠加造成接收端电平判决错误，就会产生数据传输错误。（2）差错类型有两种，分别是随机差错和突发差错。随机差错是由热噪声引发，而热噪声是由传输介质导体电子热运动产生，时刻存在但幅度较小，噪声强度与频率无关，不过频谱很宽。突发差错是由冲击噪声引发，而冲击噪声是由电磁干扰产生。与热噪声相比，冲击噪声幅度较大，是引发传输差错主要原因。冲击噪声连续时间与数据传输入中每比特发送时间相比可能较长，所以冲击噪声引发相邻多个数据位犯错是突发性。4．某个数据通信系统采取CRC校验方式，而且生成多项式二进制比特序列为11001，目标结点接收到二进制比特序列为（含CRC校验码）。请判断传输过程中是否出现了差错？为何？答：（1）出现了差错；（2）原因：/11001=10011(商)…….10（余数），依照CRC检错方法，目标结点接收到带有CRC校验码数据比特序列不能被相同生成多项式整除，所以能够判断传输过程中出现了差错。8．在数据帧传输过程中，为何要采取0比特插入/删除？试说明它基本工作原理。答：（1）因为在HDLC帧结构中，要求了一串特定比特序列01111110为数据帧开始和结束标志，称为字段F，那么在传输帧比特序列中就不能出现与此标志字段F相同比特序列，不然就会出标志现判断错误，所认为了防止出现这种错误，HDLC要求采取0比特插入/删除法，这么帧内就能够传输任意组合比特序列，实现数据链路层透明传输。（2）工作原理：发送端在两个标志字段F之间比特序列中，假如检测出连续五个1，就立刻插入一个0；接收端：在接收一个帧时，首先找到F字段定出起始边界，接着再对其后比特序列进行检验，每当发觉五个连续1时，再检验第六位，假如是0则删除（是1则保留，这么可确定结束标志）。这么既可还原原来比特数据，又可正确接收帧结束标志F。9．假如在测试一个实际远程通信系统时，一次连续检测4000B数据未发觉错误时。我们能否说这个系统误码率为0？为何？答：不能够这么说！原因以下：误码率(Pe)是指二进制比特在数据传输系统中被传错概率，它在数值上近似等于：Pe=Ne/N其中，Ne为被传错比特数，N为传输二进制比特总数。误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性参数。数据在传输过程中可能会因为信道噪声出现差错，这是正常或不可防止，因而也就不能说“误码率为0”，而是要把误码率控制在允许范围内。差错出现具备随机性，在实际检测一个数据传输系统误码率时，只有经过数次、多情况、大样本检测，才会计算出更靠近实际误码率值，而一次连续检测4000B数据未发觉错误是具备偶然性和相对性，并不能以此就说明靠近真正误码率值，这只是一个参考值而已。第五章作业参考答案4.试结合Ethernet帧结构，分析CSMA/CD发送与接收工作流程。答：在每个节点利用总线发送数据时，需要先按Ethernet帧格式（以下列图）装配帧，然后再发送。前导码帧前定界符目标地址源地址类型数据帧校验字段7B1B6B6B2B46~1500B4BCSMA/CD发送过程能够简单概括为四点：先听后发，边听边发，冲突停发，延迟重发。发送流程以下：首先先听后发，Ethernet中每个结点利用总线发送数据时，先侦听总线是否空闲。经过总线电平跳变判别出总线是否空闲，假如忙则一直等候，不然，结点则开启发送装配好数据帧；在数据发送过程中，边听边发，经过比较法和编码违例判决法检测出总线上是否存在“冲突”，假如存在冲突，发送结点要进入停顿发送数据、随机延迟后重发流程，不然继续发送数据帧，直到发送结束。CSMA/CD接收流程：（1）在Ethernet中，一个结点一旦成功利用总线发送数据帧，则其余结点都处于接收状态。当某个结点入网并开启接收后，就处于接收状态，当接收一帧数据后，结点首先判断接收帧长度是否小于要求帧最小长度，假如是，则表明冲突发生，应该丢弃该帧，结点重新进入等候接收状态。不然检验帧目标地址，判断该帧目标地址是本站地址？本组地址？还是广播地址？假如都不符合，则丢弃该接收帧；不然接收并进行CRC校验。（2）假如CRC校验正确，则深入检测LLC数据长度是否正确，假如CRC校验正确，但LLC数据长度不对，则汇报“帧长度错”并进入结束状态。假如CRC校验与LLC数据长度都正确，则将帧中LLC数据送LLC子层，汇报“成功接收”并进入结束状态。（3）假如CRC校验中发觉错误，则依照接收帧长度是不是8位整数倍，是8位整数倍则表示传输过程中没有发觉比特丢失或对位错，则统计为“帧校验错”；假如不是8位整数倍则汇报为“帧比特位错”并进入结束状态。5.为了处理网络规模与网络性能之间矛盾,针对传统共享介质局域网存在问题,人们提出了哪3种改进局域网性能基本方法?答:

第一个方案：提升Ethernet数据传输速率，从10Mb/s提升到100Mb/s甚至到1Gb/s、10Gb/s；

第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连子网，这就造成了局域网互连技术发展；

第三种方案：将“共享介质方式”改为“交换方式”，这就造成了“交换式局域网”技术发展。交换式局域网关键设备是局域网交换机，局域网交换机能够在它多个端口之间建立多个并发连接。7.试说明虚拟局域网4种基本组网方法。

答：（1）用交换机端口号定义虚拟局域网：经过交换机端口划分虚拟局域网，各虚拟局域网相对独立，能够跨越多个局域网，但不允许不一样虚拟局域网包含相同物理网段或交换端口。（2）用MAC地址定义虚拟局域网：经过MAC地址定义虚拟局域网，可允许结点移动到网络其余物理网段。缺点是要求全部用户在首次阶段必须配置最少一个虚拟局域网中。（3）用网络层地址定义虚拟局域网:用网络层地址，如IP地址来定义虚拟局域网。优点是允许按照协议类型来组成虚拟局域网，用户能够随意移开工作站而无须重新配置网络。（4）IP广播组虚拟局域网:在虚拟局域网中由代理设备对虚拟局域网中组员进行管理。当IP广播包要发送到多个目标结点时，就动态建立虚拟局域网代理，IP广播组虚拟局域网动态特征提供了很高灵活性，能够依照服务灵活地组建，而且它能够跨路由器组成与广域网互联。11．试分析和比较集线器、交换机、网桥、路由器区分：集线器交换机（2）网桥路由器用途组网组网局域网互联网络互联接口特点同类多接口同类多接口异类、较少异类、较少层次位置物理层（1）数据链路层（2）数据链路层（2）网络层（3）原理信号放大，共享并发连接、交换LAN之间转发帧基于IP路由选择，转发存放要求无地址表地址表路由表、转发表表溢出处理无通常不会溢出向各端口广播使用默认路由功效实现硬件硬件软件/软硬结合软件/软硬结合转发速度无冲突转发快慢慢其余功效无VLAN等无ACL、NAT等第六章作业参考答案1、计算题（1）一个IP地用二进制表示为11001010010111010111100000101101，请写出按点分十进制表示IP地址。解：点分十进制格式为：X.．Ｘ．Ｘ．Ｘ每个X值为0——255，每个X用8位二进制数表示，所以，此IP地址二进制数地11001010010111010111100000101101中第1个8位组为：1X27+1X26+1X23+1X21=128+64+8+2=202，类似地，能够得出第2个，第3个，第4个位组十进制数分别为：93、12、45所以按点分十进制表示此IP地址为：202．93．120．45(2)假如它是一个标准分类IP地址，那么它属于哪一个类型？该地址掩码是什么？网络号是什么？这个网络受限广播地址、直接广播地址是什么？答：它属于C类；该地址掩码是；255．255．255．0;网络号为；假如网络号与主机号32位全1IP地址则为受限广播地址，所以这个网络受限广播地址是：255.255.255.255假如主机号为全1，这个地址则为直接广播地址，所以这个网络直接广播地址是：202.93.120.255（3）假如该网络划分了子网，子网掩码为24。那么该网络最多能够分成几个子网？每一个子网最多能够有多少个主机？ 答:因为子网掩码为24,第四个点分十进制数转分为二进制数组是11100000,由此可知道,该网络最多能够分成23=8个子网,每一个子网最多能够有25-2（除了两个地址指定为直接广播地址和受限广播地址）=30个主机2、问答题（2）试说明路由选择算法与路由选择协议区分和联络答：区分：一、路由算法（RoutingAlgorithm）：在给定通信子网（一组路由器和连接路由器链路）中，找出一条从源到目标“好”路径。也称路由选择算法。路由选择算法越简单，则路由器将使用处理能力就越小。这将降低路由器日常费用。影响路由选择算法参数：跳步数（hopcount）、带宽（bandwidth）、延时（delay）、负载（load）、可靠性（reliability）、开销（overhead）路由选择算法可分为两种：一个是静态路由选择算法：由人工方式建立和更新路由表，也叫做非自适应路由选择算法，其特点是简单和开销较小，但不能及时适应网络状态改变；另一个是动态路由选择算法：由动态路由选择算法（协议）自动建立和更新路由表，也称为自适应路由选择算法，其特点是能很好地适应网络状态改变，但实现起来较为复杂，开销也比较大。二、路由选择协议（RoutingProtocols）:用于建立和维护路由表和按照达成数据包目标地最好路径转发数据数据包协议。它包含以下几个：。内部网关协议IGP（interiorgatewayprotocol）：自治系统内部使用路由选择协议。详细协议主要有：RIP（路由信息协议）OSPF（最短路径优先协议）外部网关协议EGP（externalgatewayprotocol）：自治系统之间使用路由选择协议。详细协议主要有BGP协议。它们之间联络：协议是程序，算法是实现程序目标方法，或者说，路由选择算法就是路由选择协议用于决定达成目标网络最好路径计算方法。一个路由协议就代表了一个算法，在网络世界中，它们能够说是一样，比如：RIP协议就是以跳数为计算标准，OSPF以SPF算法进行。（3）试总结内部网关协议OSPF主要特点与优缺点。答：主要特点以下：（1）采取了层次结构区域划分思想，将一个自治区域划分成若干个更小区域；确定一个主干区域，由主干区域连接其余小区域；（2）经过各路由器之间交换链路状态信息，建立并维护一个区域内同时链路状态数据库；（3）每个路由器依据该数据库，计算出以本路由器为根最短路径树；（4）依照最短路径树，形成该路由器路由表。优点是：协议是一个建立在自治系统内部不一样区域之上快速收敛基于链路状态信息开放式最短路径优先协议，路由信息更新过程收敛速度快；适应于较大规模网络缺点是：实现起来比较困难，考虑原因多，不但要考虑距离（跳步数），还要考虑连接路由器链路带宽、开销、费用、延时等，所以算法比较复杂。（4）试说明IPV4协议报头中版本域与协议域区分。版本域指是网络层协议版本；该域向网络层软件说明它所处理IP数据报版本号，不一样协议版本所要求数据报结构是不一样。现在版本是IPV4，下一代版本是IPV6协议类型域指使用此IP数据报高层协议类型。不一样协议域值就代表了不一样高层协议类型，如值是41表示协议类型是IPV6，值是17则表示是UDP（6）简述IPV4向IPV6过渡基本方案，并分析各种方案优缺点 答：基本方案有以下几个： 1、双协议层（在网络层使用IPv4和IPv6双协议）／双协议栈（网络层和传输层均使用双协议）双协议栈是IPv6过渡技术基础，不但用于建设双栈网络，也是各种过渡隧道机制基础，它是指在同一网络节点支持IPv4和IPv6两种协议栈。

这这种双协议栈方式主要指全部提供IPv4和IPv6协议栈主机和路由器。这种设计方案优点：使得任何双栈结点在理论上都能够直接同IPv4和IPv6网络结点互操作。缺点是：造成空间浪费和利用率不够高，网络传输速率低 ２、隧道技术——在IPv6分组进入IPv4网络时，将IPv6分组封装成IPv4分组，整个IPv6分组就变成了IPv4分组数据部分。当IPv4分组离开IPv4网络时，再从IPv4数据报中（数据部分）分离出原来IPv6数据报。优缺点：隧道技术巧妙地利用了现有IPv4网络，提供了一个使IPv6节点之间能够在过渡期间通信方法，但它并不能处理IPv6节点与IPv4节点之间相互通信问题。第七章作业参考答案四、问答题1、网络环境中进程通信与单机系统内部进程通信主要区分是什么？答：网络环境中进程通信与单机系统内部进程通信主要区分是：网络中主机具备高度自治性；这是因为网络环境中进程不在同一个主机系统之中，没有一个统一高层进行控制与管理，网络中一台主机对其余主机活动状态、位于其余主机系统中各个进程状态、这些进程什么时间参加网络活动；以及希望与网络中哪一台主机什么进程通信等情况一概无从知道。2、网络环境中分布式进程通信实现必须处理哪3个主要问题？答：（1）进程命名与寻址方法；（2）多重协议识别；（3）进程间相互作用模式。4、处理服务器处理并发请求方案主要有哪几个？请解释客户与并发服务器建立传输连接工作过程。答：（1）处理服务器处理并发请求方案主要有两种：一是采取并发服务器方法；二是采取重复服务器方法。（2）客户与并发服务器建立传输连接工作过程：并发服务器是一个处于监听状态后台进程，可创建子进程（从服务器）。在无客户服务请求时处于等候监听状态（在熟知端口）；在收到客户服务请求后，依照请求进程号激活对应子进程；由子进程完成详细服务相；详细工作过程以下列图所表示：（1）主服务器在熟知端口准备接收客户机服务请求；（2）客户机向主服务器发出服务请求；（3）主服务器创建从服务器；（4）主服务器通知客户机从服务器端口，并断开与客户机连接；（5）从服务器准备接收客户机服务请求；（6）客户机向从服务器发出服务请求。6、TCP协议经过哪些差错检测和纠正方法来确保传输可靠性？答：TCP协议支持数据报传输可靠性主要方法是确认、超时、重传、校验和以及流量控制。（1）校验和——每个TCP报文段都包含检验和字段，校验和用来检验报文段是否出现传输错误，假如报文段出现传输错误，TCP检验犯错就丢弃该报文段。（2）确认——接收端检验报文是否犯错，发觉犯错时就丢弃，不发确认；而发送端TCP就经过检验接收端确实认，判断发送报文段是否已经正确抵达目标地。（3）超时——发送端依照发出报文段在超时要求时间内是否收到确认，从而来判断该报文段是否丢失或传输犯错。TCP使用了4种计时