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协议无特指
(2)Internet(因特网):
专用名词,特指采用
TCP/IP
协议的互联网络
区别:
后者实际上是前者的双向应用
1-08
计算机网络都有哪些类别?
各种类别的网络都有哪些特点?
按范围:
(1)广域网WAN:
远程、高速、是Internet的核心网。
(2)城域网:
城市范围,链接多个局域网。
(3)局域网:
校园、企业、机关、社区。
(4)个域网PAN:
个人电子设备
按用户:
公用网:
面向公共营运。
专用网:
面向特定机构。
1-09
计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么?
主干网:
提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信
本地接入网:
主要支持用户的访问本地,实现散户接入,速率低。
1-21
协议与服务有何区别?
有何关系?
网络协议:
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成:
(1)语法:
即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:
即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:
即事件实现顺序的详细说明。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务,而要实现本层协议,还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分:
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。
1-22
网络协议的三个要素是什么?
各有什么含义?
1-23
为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到?
因为网络协议如果不全面考虑不利情况,当情况发生变化时,协议就会保持理想状况,一直等下去!
就如同两个朋友在电话中约会好,下午3点在公园见面,并且约定不见不散。
这个协议就是很不科学的,因为任何一方如果有耽搁了而来不了,就无法通知对方,而另一方就必须一直等下去!
所以看一个计算机网络是否正确,不能只看在正常情况下是否正确,而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。
1-24
论述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。
综合OSI
和TCP/IP
的优点,采用一种原理体系结构。
各层的主要功能:
物理层
物理层的任务就是透明地传送比特流。
(注意:
传递信息的物理媒体,如双绞
线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0
层。
)
物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层
数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。
每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层
网络层的任务就是要选择合适的路由,使
发送站的运输层所传下来的分组能够
正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。
运输层
运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端
服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层
应用层直接为用户的应用进程提供服务。
第2章
物理层
2-01
物理层要解决哪些问题?
物理层的主要特点是什么?
物理层要解决的主要问题:
(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。
(2)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,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路
物理层的主要特点:
(1)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。
(2)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
试解释以下名词:
数据,信号,模拟数据,模拟信号,基带信号,带通信号,数字数据,数字信号,码元,单工通信,半双工通信,全双工通信,串行传输,并行传输。
数据:
是运送信息的实体。
信号:
则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据:
运送信息的模拟信号。
模拟信号:
连续变化的信号。
数字信号:
取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据:
取值为不连续数值的数据。
码元(code):
在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。
单工通信:
即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信:
即通信和双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也不能同时接收)。
这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间再反过来。
全双工通信:
即通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号(即基本频带信号)——来自信源的信号。
像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
带通信号——把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。
2-10
常用的传输媒体有哪几种?
各有何特点?
双绞线
屏蔽双绞线
STP
(Shielded
Twisted
Pair)
无屏蔽双绞线
UTP
(Unshielded
同轴电缆
50
W
75
光缆
无线传输:
短波通信/微波/卫星通信
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?
为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。
频分、时分、码分、波分。
第3章
数据链路层
3-01
数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?
“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?
数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外,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。
“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。
3-04
数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决?
帧定界是分组交换的必然要求
透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源
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协议不能使数据链路层实现可靠传输?
简单,提供不可靠的数据报服务,检错,无纠错
不使用序号和确认机制
地址字段A
只置为
0xFF。
地址字段实际上并不起作用。
控制字段
C
通常置为
0x03。
PPP
是面向字节的
当
用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充(和
HDLC
的做法一样),当
用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法
PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制
3-08
要发送的数据为101110。
采用CRCD
生成多项式是P(X)=X3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
作二进制除法,101110
000
10011
添加在数据后面的余数是011
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
65
5E。
试问真正的数据是什么(用十六进制写出)?
7E
27
3-12
PPP协议的工作状态有哪几种?
当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立哪几种连接?
每一种连接解决什么问题?
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。
求能够使用此协议的最短帧长。
对于1km电缆,单程传播时间为1/200000=5为微秒,来回路程传播时间为10微秒,为了能够按照CSMA/CD工作,最小帧的发射时间不能小于10微秒,以Gb/s速率工作,10微秒可以发送的比特数等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此,最短帧是10000位或1250字节长
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帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符)
设在t=0时A开始发送,在t=(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。
只要B在t=224比特时间之前发送数据,A在发送完毕之前就一定检测到碰撞,就能够肯定以后也不会再发送碰撞了
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞,那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞(当然也不会和其他站点发生碰撞)。
3-25
在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。
当t=255比特时间,A和B同时检测到发生了碰撞,并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。
A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。
假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。
试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧?
A重传的数据帧在什么时间到达B?
A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞?
B会不会在预定的重传时间停止发送数据?
t=0时,A和B开始发送数据
T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞(tau)
T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输(T1+48)
T3=594比特时间,A
开始发送(T2+Tau+rA*Tau+96)
T4=785比特时间,B再次检测信道。
(T4+T2+Tau+Rb*Tau)如空闲,则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。
(T5=T4+96)
A重传的数据在819比特时间到达B,B先检测到信道忙,因此B在预定的881比特时间停止发送
3-32
图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上,并且用网桥B1和B2连接起来。
每一个网桥都有两个接口(1和2)。
在一开始,两个网桥中的转发表都是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据帧:
A发送给E,C发送给B,D发送给C,B发送给A。
试把有关数据填写在表3-2中。
发送的帧
B1的转发表
B2的转发表
B1的处理
B2的处理
地址
接口
地址
接口
(转发?
丢弃?
登记?
(转发?
A→E
A
1A
1
转发,写入转发表
C→B
C
2
C
1
转发,写入转发表
D→C
D
2
D
2
写入转发表,丢弃不转发
B→A
B
写入转发表,丢弃不转发
接收不到这个帧
第4章网络层
1.网络层向上提供的服务有哪两种?
是比较其优缺点。
网络层向运输层提供
“面向连接”虚电路(Virtual
Circuit)服务或“无连接”数据报服务
前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;
后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易
3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?
中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统:
转发器(repeater)。
数据链路层中继系统:
网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统:
路由器(router)。
网桥和路由器的混合物:
桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统:
网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用:
IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议:
实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议:
是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP:
是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP:
提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会
因特网组管理协议IGMP:
用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
7.试说明IP地址与硬件地址的区别,为什么要使用这两种不同的地址?
IP
地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的
32
位的标识符。
从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络
在实际网络的链路上传送数据帧时,最终还是必须使用硬件地址。
MAC地址在一定程度上与硬件一致,基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件限制。
9.
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
有三种含义
其一是一个A类网的子网掩码,对于A类网络的IP地址,前8位表示网络号,后24位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网,对于B类网络的IP地址,前16位表示网络号,后16位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号,中间8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网,这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为(2^3)=6
台
掩码位数29,该网络能够连接8个主机,扣除全1和全0后为6台。
(3)一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个子网掩码有何不同?
A类网络:
11111111
00000000
给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0
B类网络
给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?
(240)10=(128+64+32+16)10=(11110000)2
Host-id的位数为4+8=12,因此,最大主机数为:
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000
主机数2^12-2
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255;
它是否为一个有效的子网掩码?
是
10111111
(6)某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址?
C2
2F
14
81--à
(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à
194.47.20.129
81
---à
11000010.00101111.00010100.10000001
C类地址
(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?
为什么?
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.
10.试辨认以下IP地址的网络类别。
(1)128.36.199.3
(2)21.12.240.17
(3)183.194.76.253
(4)192.12.69.248
(5)89.3.0.1
(6)200.3.6.2
(2)和(5)是A类,
(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类.
17.
一个3200位长的TCP报文传到IP层,加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。
但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。
因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据)?
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit,即每个IP数据片的数据部分<
1200-160(bit),由于片偏移是以8字节即64bit为单位的,所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit,这样3200bit的报文要分4个数据片,所以第二个局域网向上传送的比特数等于(3200+4×
160),共3840bit。
20.设某路由器建立了如下路由表:
目的网络
子网掩码
下一跳
128.96.39.0
255.255.255.128
接口m0
128.96.39.128
接口m1
128.96.40.0
R2
192.4.153.0
255.255.255.192
R3
*(默认)
——
R4
现共收到5个分组,其目的地址分别为:
(1)128.96.39.10
(2)128.96.40.12
(3)128.96.40.151
(4)192.153.17
(5)192.4.153.90
(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。
(3)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。
(4)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,经查路由表知,该分组经R3转发。
(5)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。
22..一个数据报长度为4000字节(固定首部长度)。
现在经过一个网络传送,但此网络能够
传送的最大数据长度为1500字节。
试问应当划分为几个短些的数据报片?
各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值?
IP数据报固定首部长度为20字节
总长度(字节)
数据长度(字节)
MF
片偏移
原始数据报
4000
3980
0
0
数据报片1
1500
1480
1
数据报片2
185
数据报片3
1040
1020
0
370
28.已知路由器R1的路由表如表4—12所示。
表4-12
习题4-28中路由器R1的路由表
地址掩码目的网络地址下一跳地址路
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