計算機網路習題

第一章 概述

1-02 試簡述分組交換的要點

分組最主要的特點是采用存盤轉發技術，
將發送的整塊資料稱為一個報文，發送報文前，將較長的報文分成一個個小的分組（也稱為包），這些分組通過路由轉發的到下一個路由直至到最終目的主機，在路由轉發的程序中，它會臨時存盤這個分組，再查到到合適的介面后會將這個分組轉發出去，

1-05 互聯網基礎結構的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段中最主要的特點？

主要分為三個階段

• 第一個階段是從單個網路向互聯發展
• 第二個階段是建成了三級結構的互聯網：主干網、地區網和校園網（或企業網）
• 第三個階段是逐漸形成多層次ISP結構的互聯網

1-12互聯網的兩大組成部門（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？它們的作業方式各有什么特點？

• 特點
  • 邊緣部分：所有連接到互聯網的主機組成，這部分由用戶直接使用，用來進行通信（轉送資料、音頻和視頻）和資源共享
  • 核心部分：由大量網路和連接這些網路的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）
• 作業方式
  • 邊緣部分：客戶-服務器方式（C/S方式）和對等方式（P2P）
  • 核心部分：分組轉發

1-13 客戶-服務器方式與P2P對等通信方式的主要區別是什么？有沒有相同的地方

• 區別

  • 客戶-服務器：客戶-服務器所描述的是行程之間服務和被服務的關系，客戶是服務器請求方，服務器是服務提供方，
  • P2P：兩個主機在通信時并不區分哪一個是服務請求方哪一個是服務提供方，兩個主機只要都運行率對等連接軟體（P2P軟體），他們就可以進行平等的、對等連接通信，

• 相同

  • P2P本質上還是客戶-服務器方式，只不過在對等連接中每一個主機既是客戶又是服務器，

1-22 網路協議的三個要素是什么？各有什么含義

1. 語法：即資料與控制資訊的結構或格式
2. 語意：即需要發出何種控制資訊、完成何種動作以及做出何種回應
3. 同步：即事件實作順序的詳細說明

1-24 試述具有五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能

1. 物理層：透明地傳輸位元流，還要確定連接電纜的插頭應當有多少根引腳以及各條引腳應如何連接，
2. 資料鏈路層：將網路層叫下來的IP資料組裝成幀，在兩個相鄰結點間的鏈路上“透明”地傳送幀中的資料，每一幀包括資料和必要的控制資訊（如同步資訊、地址資訊、差錯控制等）
3. 網路層：負責為分組交換網上的不同主機提供通信服務，另一個任務就是要選擇合適的路由
4. 運輸層：負責向兩個主機中的行程之間的通信提供服務
5. 應用層：直接為用戶的應用行程提供服務

第2章 物理層

2-01 物理層要解決哪些問題？物理層的主要特點是什么？

物理層考慮的是怎么樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸資料位元流，而不是具體的傳輸媒體，也就是說物理層的作用主要是想要去屏蔽掉多種多樣的通信硬體設備和傳輸媒體的差異，

2-05 物理層的介面有哪幾個方面的特性？各包含些什么內容？

物理層的介面有以下四個方面的特性：

1. 機械特性：指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置等，
2. 電器特性：指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍
3. 功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義
4. 程序特性：指明對于不同功能的各種可能時間的出現順序

2-10 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？

可分為兩大類：

• 導向傳輸媒體
• 非導向傳輸媒體

常用的導向型傳輸媒體有

• 雙絞線：價格便宜性能不錯，通信距離一般為幾到幾十公里
• 同軸電纜：具有很好的抗干擾特性
• 光纖：通信容量非常大傳輸損耗小、抗干擾性能好
• 架空明線：鋪設容易，但通信質量差

2-13 為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？

共享信道，提高信道利用率
常用信道復用技術

• 頻分復用、時分復用、波分復用和碼分復用

2-16 共有四個站進行碼分多址CDMA通信，四個站的碼片序列為：A(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) B:(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1) C:(-1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1) B:(-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1) 現收到這樣的碼片序列(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)，問那個站發送資料了？發送資料的站發送的是1還是0？

第3章 資料鏈路層

3-01 資料鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區別？“電路接通了”與“資料鏈路接通了” 的區別何在？

鏈路是一個結點到相鄰結點的一段物理線路，
資料鏈路是物理鏈路加上必要的通信協議

3-04 資料鏈路層的三個基本問題（封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測）為什么都必須加以解決？

封裝成幀是指一段資料的前后分別添加收不和尾部，這樣就構成了一個幀，接收端在收到物理層上交的位元流后，就能根據收不和尾部的標記，從收到的位元流中識別幀的開始和結束，
透明傳輸就是上層交下來的資料都要能夠正確傳輸，所以，當出現和幀定界符沖突的資料時，需要去轉義消除歧義，
差錯檢測可以將有錯誤的幀丟棄，避免浪費網路資源，

3-06 PPP協議的主要特點是什么？為什么PPP不使用幀的編號？PPP使用與什么情況？為什么PPP不能使資料鏈路層實作可靠傳輸？

1. PPP具有如下特點

   1. 簡單
   2. 封裝成幀
   3. 透明性
   4. 支持多種網路層協議
   5. 支持多種型別鏈路

2. PPP不使用幀的編號，原因是幀的編號是為了出錯時可以有效地重傳，而PPP并不需要實作可靠傳輸

3. PPP適用于線路質量不太差的情況下，這樣不使用可靠傳輸的話就能大幅提高傳輸效率

3-07 要發送的資料為1101011011， 采用CRC的生成多項式是$P(X)=X^4+X+1$P(X)=X4+X+1：1）試求應添加在資料后面的余數，2）資料在傳輸程序中最后一個1變成0，問接收端是否能發現？3）若資料在傳輸程序中最后兩個1都變成0，問接收端能夠發現？4）采用CRC檢驗后，資料鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？

3-18 試說明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思

• “10”代表這種以太網具有10Mbit/s的資料路
• “BASE”表示連接線上的信號是基帶信號
• “T”代表雙絞線（Twisted-pair）

3-19 以太網使用的CSMA/CD協議是以爭用方式接入到共享信號的，這與傳統的時分復用TDM相比優缺點如何？

網路負荷較輕時，CSMA/CD協議很靈活，哪個站想發送就可以發送，而且發生碰撞的概率很小
網路負荷較重時，使用CSMA/CD就會有很多碰撞，重傳會經常發生，效率變低，這時使用傳統的時分復用TDM會更好

3-27 有10個站連接到以太網中，試計算一下三種情況下每一個站所能得到的帶寬：（1）10個站都連接到一個10Mbit/s以太網集線器；（2）10個站都連接到一個100Mbit/s以太網集線器；（3）0個站都連接到一個10Mbit/s以太網交換機；

(1) 10個站共享10Mbit/s，即平均每一個站可得到1Mbit/s的帶寬
(2) 10個站共享100Mbit/s，即平均每一個站可得到10Mbit/s的帶寬
(3) 每一個站獨占交換機的一個介面的帶寬10Mbit/s

第4章 網路層

4-03 作為中間設備，轉發器、網橋、路由器和網關有何區別？

1. 轉發器：物理層使用的中間設備
2. 網橋或橋接器：資料鏈路層使用的中間設備
3. 路由器：網路層使用的中間設備
4. 網關：網路層以上使用的中間設備

4-13 設IP資料報使用固定首部，其個欄位的具體數值如圖所示（除IP地址外，均為十進制表示），試用二進制運算方法計算應當寫入到首部檢驗和欄位中的數值（用二進制表示）

4-22 一個資料報長度為4000位元組（固定首部長度），現在經過一個網路傳送，但此網路能夠傳送的最大資料為1500位元組，試問應當劃分為幾個短些的資料報片？各資料報片資料欄位長度、片偏移量和MF標志應為何數值？

資料報的總長度減去首部長度，得出IP資料報的資料部分長度為：
$4000?20=3980B$4000?20=3980B
劃分出一個資料報片（要考慮首部有20位元組長）：$3980?1480=2500B$3980?1480=2500B，剩下的資料長度，大于MTU，
再劃分出一個資料片：$2500?1480=1020B$2500?1480=1020B，剩下的資料長度，小于MTU，
故劃分出3個資料報片，其資料欄位長度分別為1480,1480和1020位元組，
片偏移欄位的值分別為$0,1480\mathrm{/}8=185$0,1480/8=185和$2\times 1480\mathrm{/}8=370$2×1480/8=370，
MF欄位的值分別為1,1和0，

4-29 一個自治系統有5個局域網，其連接圖如圖所示，$LA{N}_2$LAN2?至$LA{N}_5$LAN5?上的主機數分別為：91,150,3和15.該自治系統分配到IP地址塊為30.138.118/23，試給出每一個局域網的地址塊（包括前綴）

4-30 一個大公司有一個總部和三個下屬部門，公司分配到的網路前綴是192.77.33/24，公司的網路布局如圖所示，總部共有5個局域網，其中$LA{N}_1$LAN1?~$LA{N}_4$LAN4?都連接到路由器$R_1$R1?上，$R_1$R1?再通過$LA{N}_5$LAN5?與路由器$R_2$R2?相連，$R_2$R2?和遠地的三個部門的局域網$LA{N}_6$LAN6?~$LA{N}_8$LAN8?通過廣域網相連，每一個局域網旁邊標明的數字是局域網上的主機數，試給每一個局域網分配一個合適的網路前綴，

4-37 某單位分配到一個地址塊136.23.12.64/26.先在需要進一步劃分4個一樣大的子網，試問（1）每個子網的網路前綴有多長？（2）每一個子網中有多少個地址？（3）每一個子網的地址塊是什么？（4）每一個子網可分配給主機使用的最小地址和最大地址是什么？

4-41 假定網路中的路由器B的路由表有如下的專案（這三列分別表示“目的網路”、“距離”和“下一跳路由器”）：

4-42 假定網路中路由器A的路由表有如下專案：

第5章 運輸層

5-01 試說明運輸層在協議堆疊中的地位和作用，運輸層的通信和網路層的通信有什么重要的區別？為什么運輸層是必不可少的？

從通信和資訊處理的角度看，運輸層向它上面的應用層提供通信服務，它屬于面向通信部分的最高層，同時也是用戶功能中的最底層，

運輸層和網路層的通信區別：

• 網路層提供主機之間的邏輯通信
• 運輸層提供應用進制之間的邏輯通信

從網路層看，IP協議雖然能把分組送到目的主機，但這個分組還停留在主機的網路層而沒有交付主機中的應用行程，從運輸層的角度看，通信的真正端點并不是主機而是主機中的行程，也就是說，端到端的通信是應用行程之間的通信，因此，運輸層是必不可少的，

5-08 為什么說UDP是面向報文的，而TCP是面向位元組流的？

• 對于應用層傳下來的報文，UDP添加首部后就向下交付給網路層，對于從網路層傳上來的報文，UDP在去掉首部收就向上交付給應用層，所以，UDP一次交付一個完整的報文而不去管這個報文的長度及差錯檢測，所以說UDP是面向報文的，
• TCP對于受到的報文總是看成一串位元組流，并對每一個位元組進行編號，TCP會根據當前網路的擁塞程度和對方接受快取的大小，決定現在應當發送多長的報文段，TCP關心的是：必須保證每一個位元組都正確無誤的傳送到對方，而并不關心傳送了多少個報文段和每個報文段包含有多少個位元組，這就表明TCP是面向位元組流的，

5-09 埠的作用是什么？為什么埠號要劃分為三種？

埠是用來標記行程的，
埠號只具有本地一樣，它只是為了標志本計算機應用層中的各個行程在和運輸層互動時的層間介面，在互聯網中不同的計算機中，相同的埠號是沒有關聯的，兩個計算機中的行程要相互通信，除了必須知道對方的IP地址外，還必須知道對方的埠號，埠號有三種：

• 系統埠號：數值為0~1023，這些埠號指派給TCP/IP中最重要的應用程式，
• 登記埠號：數值為1024~49151，這些埠號給沒有系統埠號的應用程式使用，
• 短暫埠號：數值為49152~65535，這些埠號僅在客戶行程運行時才動態選擇，是留給客戶行程選擇暫時使用的，

5-38 TCP的擁塞串口cwnd大小與傳輸輪次n的關系如表所示

第6章 應用層

6-07 遠程登錄TELNET的主要特點是什么？什么叫做虛擬終端NVT？

TELNET是一個簡單的遠程終端協議，它也是互聯網的正式標準，
用戶使用TELNET就可在其所在地通過TCP連接注冊（即登錄）到遠地的另一個主機上，TELNET能將用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能把遠地主機的輸出通過TCP連接回傳到用戶品目，這種服務是透明的，因此用戶感覺到好像鍵盤和顯示幕是直接連在遠地主機上的，因此，TELNET又稱為終端仿真協議，

為了適應這種差異，TELNET有定義了資料和命令應怎么樣通過互聯網，這些定義就是所謂的網路虛擬終端NVT（Netword Virtual Terminal），客戶軟體吧用戶的擊鍵和命令轉化成NVT格式，并送交服務器，服務器軟體把收到的資料和命令，從NVT格式轉化成遠地系統所需的格式，向用戶回傳資料時，服務器把遠地系統的格式轉化為NVT格式，本地客戶再從NVT格式轉化到本地系統所需的格式，