《计算机网络》课程学习(16)——计算机网络与通信期末复习要点（答案）

我就是我 2023-03-01 10:19 67阅读 0赞

第一章

1.  分组交换的优点：①高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。②灵活：以分组为传送单位和查找路由。③迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组。④可靠：保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
2.  电路交换与分组交换的不同点：
3.  几种不同的类别的网络：（1）不同作用范围的网络：①广域网WAN：高速链路，长距离：几十到几千公里②城域网MAN：城市内部：5-50公里③局域网LAN：学校、企业、若干台计算机互联④个人区域网PAN：以个人为中心，无线通信互联，几十米内。（2）从网络的使用者进行分类：公用网、专用网。
4.  计算机网络的性能指标（速率kb,mb,gb，时延—发送时延—传播时延）：习题17、19。
5.  具有五层协议的体系结构：

1-17、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108。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。（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。

答：（1）：发送延迟=107/（100×1000）=100s

传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms

（2）：发送延迟=103/（109）=10-6s=1us

传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms

1-19、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%

第二章

1.  有关信号的几个基本概念：①单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。②双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。③双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息。
2.  （1）导向传输媒体（有线传输）有哪些：双绞线、同轴电缆、光缆。（2）非导向传输媒体（无线传输）有哪些：微波、卫星。
3.  为什么要使用信道复用技术？
4.  常用的信道复用技术：频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用（波分复用就是光的频分复用）、码分复用。
5.  码分复用（CDMA）：如发送比特1，则发送自己的 m bit 码片序列；如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。 例如，S站的8bit码片序列是00011011。发送比特 1 时，就发送序列 00011011，发送比特0时，就发送序列 11100100。

2-11、假定有一种双绞线衰减是0.7db/km,若容许有20db 的衰减,试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？如果要使这种双绞线的工作距离增大到100 公里，问应该使衰减降低到多少？

答：在此频率下可的传输距离=20/0.7≈28.57（km）。

工作距离增大到100 公里，衰减应该为20/100=0.2db/m

2-12 试计算工作在1200nm 到1400nm 以及1400 到1600 之间（波长）的光波的频带宽度。假定光在光纤中传播速率2x108

答：2x10 8/1200 x 10 -9 -2x10 8 /1400 x 10 -9 =2.381 x 10 13= 23.8THZ

2x10 8/1400 x 10 -9 -2x10 8 /1600 x 10 -9 =1.786 x 10 13= 17.86THZ

第三章

1.  三个基本问题：(1)封装成帧：首部和尾部，帧开始符SOH，帧结束符EOT。(2)透明传输：字节和字符填充：接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。(3) 差错控制：循环冗余检验
2.  点对点协议PPP（拨号上网）：（1）特点（应满足的需求）：简单（首要的要求）、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态、最大传送单元、网络层地址协商、数据压缩协商。（2）PPP协议的帧格式：
3.  适配器的作用（网卡的功能）：进行串行/并行转换；对数据进行缓存；在计算机的操作系统安装设备驱动程序；实现以太网协议。
4.  CSMA/CD协议重要特性：①使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。②每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性③这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。
5.  集线器的特点：①集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行②使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线③集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层。
6.  信道利用率的（理想情况下）最大值Smax

1.  以太网的 MAC地址：地址字段中的后三个字节(即低位 24 位)由厂家自行指派，称为扩展标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。一个地址块可以生成224个不同的地址。这种 48 位地址称为 MAC-48，它的通用名称是EUI-48。
2.  “发往本站的帧”包括以下三种帧：单播帧（一对一）、广播帧（一对全体）、多播帧（一对多）。
3.  网桥和集线器（或转发器）不同：（1）集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。（2）网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。（若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避。）

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了随机数r=100.试问这个站需要等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，等待时间是5.12毫秒；对于100Mb/s的以太网，等待时间是512微妙。

3-27 假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而且其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。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当用在哪一个网络上？

答：以太网交换机用在这样的以太网，其20%通信量在本局域网内，而80%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；

1.  每一个站独占 10Mbit/s。

3-30 以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？

答：以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。   区别：以太网交换机工作数据链路层，集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发，不能支持多端口的并发连接。

3-32 现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个透明网桥连接起来，如下图所示。每一个网桥的两个端口号都标明在图上。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的有以下各站向其他的站发送了数据帧，即 H1 发送给 H5 ，H3 发送给 H2，H4 发送给 H3 ，H2发送给 H1。试将有关数据填写在下表中。

第四章

1.  数据报服务：网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。
2.  地址解析协议 ARP（将IP地址解析为物理地址）：
3.  IP 层转发分组的流程？
4.  划分子网（IP地址::= \{<网络号>,<子网号>,<主机号>\}）子网掩码

4-10 试辨认以下IP 地址的网络类别。

答案：(1) 128.36.199.3 B 类网

(2) 21.12.240.17 A 类网

(3) 183.194.76.253 B 类网

(4) 192.12.69.248 C 类网

(5) 89.3.0.1 A 类网

(6) 200.3.6.2 C 类网

4-20. 设某路由器建立了如下路由表

现共收到5 个分组，其目的站IP 地址分别为：

（1）128.96.39.10

（2）128.96.40.12

（3）128.96.40.151

（4）192.4.153.17

（5）192.4.153.90

试分别计算其下一跳。

解：（1）分组的目的站IP 地址为： 128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0 转发。

（2）分组的目的IP 地址为：128.96.40.12。

① 与子网掩码255.255.255.128 相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。

② 与子网掩码255.255.255.128 相与得128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经R2 转发。

1.  分组的目的IP 地址为：128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128 相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192 相与后得128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4 转发。
2.  分组的目的IP 地址为：192.4.153.17。与子网掩码255.255.255.128 相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192 相与后得192.4.153.0，查表知，经R3 转发。
3.  分组的目的IP 地址为：192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128 相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192 相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4 转发。

4-21 某单位有4000 台机器，平均分布在16 个不同的地点。分配到一个B 类IP 地址，其net-id 为129.250.0.0。该如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。

答：4000/16=250，平均每个地点250 台机器。如选255.255.255.0 为掩码，则每个网

络所连主机数=28-2=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。

4-24 试找出可产生以下数目的A 类子网的子网掩码（采用连续掩码）

（1）2，（2）6，（3）20，（4）62，（5）122，（6）250

答：（3）20+2=22<25（加2 即将不能作为子网号的全1 和全0 的两种，所以子网号占用5bit，所以网络号加子网号共13bit，子网掩码为前13 个1 后19 个0，即255.248.0.0。

依此方法：（1）255.192.0.0，（2）255.224.0.0，（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）

255.255.0.0

4-25 以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？为什么？

（1）176.0.0.0，（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0

答：只有（4）是连续的1 和连续的0 的掩码，是推荐使用的。

4-26 有如下的四个/24 地址块，试进行最大可能的聚合212.56.132.0/24

212.56.133.0/24

212.56.134.0/24

212.56.135.0/24

答：212=（11010100）2，56=（00111000）2，132=（10000100）2，133=（10000101）2，134=（10000110）2，135=（10000111）2

所以共同的前缀有22位，即11010100 00111000 100001，聚合的CIDR地址块是：212.56.132.0/22

4-27 有两个CIDR 地址块208.128/11 和208.130.28/22。是否有哪一个地址块包含了另一地址块？如果有，请指出，并说明理由。

答：208.128/11 的前缀为：11010000 100

208.130.28/22 的前缀为：11010000 10000010 000101，它的前11 位与208.128/11的前缀是一致的，所以208.128/11 地址块包含了208.130.28/22 这一地址块。

4-29 一个自治系统有5 个局域网，其连接图如图4-55 示。LAN2 至LAN5 上的主机数分别为：91，150，3 和15.该自治系统分配到的IP 地址块为30.138.118/23.试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。

4-30 一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是192.77.33/24。公司的网络布局如图4-56。总部共有五个局域网，其中LAN1～LAN4 都连接到路由器R1 上，R1 再通过LAN5 与路由其R5相连。R5 和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连。每个局域网旁边标明的数字是局域网上主机数。试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。

答案：分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀

LAN1: 192.77.33.0/26

LAN3: 192.77.33.64/27;

LAN6: 192.77.33.192/27;

LAN7: 192.77.33.160/27;

LAN8; 192.77.33.128/27

LAN2: 192.77.33.96/28;

LAN4: 192.77.33.11228

LAN5: 192.77.33.224/27 ( 考虑到以太网可能还要连接及个主机, 故留有余地)WAN1:192.77.33.232/30; WAN2: 192.77.33.236/30; 192.77.33.240/30

4-31 以下地址中的哪一个和86.32/12 匹配？请说明理由。

（1）86.33.224.123；

（2）86.79.65.216；

（3）86.58.119.74；

（4）86.68.206.154。

答案：

（1）与11111111 11110000 00000000 00000000 逐比特相“与”和86.32/12 匹配

（2）与11111111 11110000 00000000 00000000 逐比特相“与”和86.32/12 不匹配

（3）与11111111 11110000 00000000 00000000 逐比特相“与”和86.32/12 不匹配

（4）与11111111 11110000 00000000 00000000 逐比特相“与”和86.32/12 不匹配

4-32 以下的地址前缀中哪一个地址和2.52.90.140 匹配？请说明理由。

（1）0/4；（2）32/4；（3）4/6；（4）80/4。

答案：（ 1）2.52.90.140 与11110000 00000000 00000000 00000000 逐比特相“与”和0/4 匹配

（2）2.52.90.140 与11110000 00000000 00000000 00000000 逐比特相“与”和32/4不匹配

（3）2.52.90.140 与11110000 00000000 00000000 00000000 逐比特相“与”和4/6不匹配

（4）2.52.90.140 与11110000 00000000 00000000 00000000 逐比特相“与”和80/4不匹配

4-33 下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252 都匹配？请说明理

由。

（1）152.40/13；（2）153.40/9；（3）152.64/12；（4）152.0/11。

答案：

152.7.77.159 与11111111 11111000 00000000 00000000 逐比特相“与”和（1）不匹配，故（1）不符合条件。

152.7.77.159 与11111111 10000000 00000000 00000000 逐比特相“与”和（2）不匹配，故（2）不符合条件。

152.7.77.159 与11111111 11110000 00000000 00000000 逐比特相“与”和（3）不匹配，故（3）不符合条件。

152.7.77.159 与11111111 11100000 00000000 00000000 逐比特相“与”和（4）匹配， 152.31.47.252 和11111111 11100000 00000000 00000000 逐比特相“与”和（4）匹配，故（4）不符合条件。

第五章

1.  运输层的功能（作用）：（1）运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。（2）运输层还要对收到的报文进行差错检测。（3）运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP。
2.  TCP和UDP协议的主要区别：TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段；UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。