计算机网络课后习题.docx

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计算机网络课后习题

第1章

1.1计算机网络向用户可以提供哪些服务？

1.2试简述分组交换的要点。

1.3试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

1.4为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？

1.5因特网的发展大致分为哪几个阶段？

请指出这几个阶段最主要的特点。

1.6试简述因特网标准制定的几个阶段。

1.7小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别？

1.8计算机网络都有哪些类别？

各种类别的网络都有哪些特点？

1.9因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？

它们的工作方式各有什么特点？

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）。

从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d （s），数据传输速率为b （bit/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），假设x>p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？

（提示：

画一下草图观察k段链路共有几个结点。

）

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。

链路的数据传输速率为b （bit/s），排队时间可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取多大？

1.12从差错控制、时延和资源共享3个方面分析，分组交换为什么要将长的报文划分为多个短的分组进行传输？

1.13计算机网络有哪些常用的性能指标？

1.14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

。

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

bit，数据发送速率为100kbit/s；

（2）数据长度为

bit，数据发送速率为1Gbit/s。

从以上计算结果可得出什么结论？

1.15网络体系结构为什么要采用分层次的结构？

试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活中的例子？

1.16协议与服务有何区别？

有何关系?

1.17试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。

1.18试解释以下名词：

协议栈、实体、对等层、协议数据单元、客户、服务器、客户-服务器方式。

1.19试解释everythingoverIP和IPovereverything的含义。

1.20判断以下正误。

（1）提高链路速率意味着降低了信道的传播时延。

（）

（2）在链路上产生的传播时延与链路的带宽无关。

（）

（3）跨越网络提供主机到主机的数据通信的问题属于运输层的功能。

（）

（4）发送时延是分组的第一个比特从发送方发出到该比特到达接收方之间的时间。

（）

（5）由于动态分配通信带宽和其他通信资源，分组交换能更好更高效地共享资源。

（）

（6）采用分组交换在发送数据前可以不必先建立连接，发送突发数据更迅速，因此不会出现网络拥塞。

（）

1.21一个系统的协议结构有N层，应用程序产生M字节长的报文，网络软件在每层都加上h字节的协议头，网络带宽中至少有多大比率用于协议头信息的传输？

第2章

2.1物理层要解决哪些问题？

物理层协议的主要任务是什么？

2.2规程与协议有什么区别？

2.3物理层的接口有哪几个方面的特性？

各包含些什么内容？

2.4试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。

2.5请画出数据流10100011的不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形（从高电平开始）。

2.6“比特/秒”和“码元/秒”有何区别？

2.7假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用幅移键控，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）？

2.8假定用3kHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据，试问这个信道应具有多高的信噪比？

2.9试解释以下名词：

数据，信号，模拟信号，基带信号，带通信号，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。

2.10常用的传输媒体有哪几种？

各有何特点？

2.11为什么要使用信道复用技术？

常用的信道复用技术有哪些？

2.12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

2.13码分多址CDMA的复用方法有何优缺点？

2.14共有4个用户进行CDMA通信。

这4个用户的码片序列为：

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）；D:

（–1+1–1–1–1–1+1–1）

现收到码片序列：

（–1+1–3+1–1–3+1+1）。

问是哪些用户发送了数据？

发送的是1还是0？

2.15试比较ADSL、HFC及FTTx接入技术的特点。

2.16为什么在ADSL技术中，在不到1MHz的带宽中可以传送的速率却可以高达每秒几个兆比特？

2.17判断以下正误。

（1）DSL和电话网拨号接入技术都要通过电话网经过电话交换机连接到ISP的路由器的。

（2）通过ADSL上网的同时可以利用同一电话线打电话。

（3）双绞线由两个具有绝缘保护层的铜导线按一定密度互相绞在一起组成，这样不容易被拉断。

（4）信道复用技术可以将多路信号复用到同一条传输线路上进行传输，而不会混淆，因此能将该传输线路的带宽成倍增加。

2.18请比较电话网拨号上网和通过ADSL上网的区别。

第3章

3.1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？

3.2数据链路层包括哪些主要功能？

试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。

3.3网络适配器的作用是什么？

网络适配器工作在哪一层？

3.4如果不解决透明传输问题会出现什么问题？

3.5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？

采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？

3.6要发送的数据为101110。

采用CRC的生成多项式是

。

试求应添加在数据后面的余数。

3.7停止等待协议需不需要为确认帧编号？

试举例并画图说明理由。

3.8考虑0/1比特交替停止等待协议（序号只有一位的停止等待协议），假定发送方和接收方之间的链路会造成帧失序。

请画图说明该协议将不能应对所有出错情况（协议错误地收下或丢弃数据）。

3.9信道带宽是4kbit/s，传播延迟是20ms，那么帧的大小在什么范围内时，停止等待协议才有至少50%的效率？

3.10判断正误：

“由于Go-Back-N协议采用的是累积确认，当某个确认分组丢失时，不一定会导致发送方重传”，并画图举例说明。

3.11考虑GBN协议，当收到序号不对的分组，如果接收方仅仅将它们丢弃而不对最近按序接收的分组进行确认，会出现什么错误情况。

请画图举例说明。

3.12考虑在Go-Back-N协议中帧序号的长度问题，假设帧序号用3bit，而发送窗口为8。

试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作（考虑序号重用时造成的混乱，但不考虑信道失序情况）。

3.13考虑选择重传协议中的上述问题，设编号用3bit。

再设发送窗口WT=6而接收窗口WR=3。

试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。

3.14一条链路传输带宽为2 Mbps，长度为10000 km，信号传播速率为2.0 ⨯ 105 km/s，分组大小为100B，忽略应答帧大小。

如果采用停止等待协议，问最大吞吐率（实际可达的最高平均数据速率）是多少？

信道利用率是多少？

如果采用滑动窗口协议，要想达到最高吞吐率，发送窗口最小是多少？

3.15假定卫星信道的数据率为100kbps，卫星信道的单程（即从发送方通过卫星到达接收方）传输时延为250ms，每个数据帧长均为2000b，忽略误码、确认字长、首部和处理时间等开销，为达到传输的最大效率，帧的序号至少多少位？

此时信道最高利用率是多少？

3.16使用1个64kbps的卫星通道（端到端的传输延迟是270ms）发送512字节的数据帧（在一个方向上），而在另一方向上返回很短的确认帧。

若滑动窗口协议的窗口大小分别为1、7、15和127时的最大吞吐率是多少？

3.17PPP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？

3.18一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。

试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？

3.19PPP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？

3.20PPP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？

3.21局域网的主要特点是什么？

为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢:

？

3.22常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？

现在最流行的是哪种结构？

3.23什么叫做传统以太网？

以太网有哪两个主要标准？

3.24试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。

3.25以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。

这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

3.26在以太网帧中，为什么有最小帧长的限制？

画图举例说明。

3.27假设两个结点在一个速率为R的广播信道上同时开始传输一个长度为L的分组。

用

表示这两个结点之间的传播时延。

如果

，会出现信号冲突吗（信号的叠加）？

这两个结点能检测到冲突吗？

为什么？

通过该问题你能得到什么结论？

3.28假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/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。

3.29以太网不要求收到数据的目的站发回确认，为什么？

3.30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的带宽。

（1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器；

（2）10个站都连接到一个100Mbit/s以太网集线器；

（3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机。

3.31有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为d，数据发送速率为C，帧长为12 500字节，信号在线路上的传播速率为

 m/s。

距离d为25 m或2500 m，发送速率为10 Mbit/s或10 Gbit/s。

这样就有4种不同的组合。

试利用式（3-4）分别计算这4种不同情况下参数a的数值，并进行简单讨论。

3.32公式（3-5）表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关。

能否由此推论出：

以太网的利用率也与连接在以太网上的站点数无关？

请说明你的理由。

3.33使用CSMA/CD协议时，若线路长度为100m，信号在线路上传播速率为

 m/s。

数据的发送速率为1Gbit/s。

试计算帧长分别为512字节、1500字节和64000字节时的参数a的数值，并进行简单讨论。

3.34在以太网中，两个站发送数据冲突，不考虑其他站，它们再次冲突的概率是多少？

最多两次重传就成功的概率是多少？

3.35在CSMA/CD中，为什么在检测到碰撞后要执行退避算法？

再次重传碰撞为何要把随机选择退避时间的范围增加一倍？

3.36简述局域网交换机与集线器的区别？

3.37为什么集线器不能互连工作在不同速率的LAN网段，而以太网交换机却可以。

3.3810Mbit/s以太网升级到100Mbit/s、1Gbit/s甚至40/100Gbit/s时，都需要解决哪些技术问题？

为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？

3.39以太网交换机有何特点？

用它怎样组成虚拟局域网？

3.40网桥的工作原理和特点是什么？

网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？

3.41图3-49表示有五个站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3-3中。

图3-49习题3-41的图

发送的帧

B1的转发表

B2的转发表

B1的处理

（转发？

丢弃？

登记？

）

B2的处理

（转发？

丢弃？

登记？

）

地址

接口

地址

接口

A→E

C→B

D→C

B→A

3.42网桥中的转发表是用自学习算法建立的。

如果有的站点总是不发送数据而仅仅接收数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？

如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？

3.43假设结点A、B和C都连接到同一个共享式以太网上（通过它们的适配器）。

如果A发送上千个IP数据报给B，每个封装的帧都是B的MAC地址，C的适配器会处理这些帧吗？

如果会，C的适配器会将这些帧中的IP数据报传递给C的IP协议软件吗？

如果A用MAC广播地址来发送帧，你的答案会有怎样的变化？

3.44在以太网帧结构中有一个“类型”字段，简述其作用，在PPP帧的首部中哪个字段的功能与之最接近？

3.45无线局域网的MAC协议有哪些特点？

为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议而必须使用CSMA/CA协议？

结合隐蔽站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。

3.46为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方必须发回确认帧，而以太网就不需要对方发回确认帧？

MAC协议中的SIFS和DIFS的作用是什么？

3.48试解释无线局域网中的名词：

BSS、ESS、AP、DCF和NAV。

3.49Wi-Fi和WLAN是完全相同的意思吗？

请简单说明一下。

第4章

4.1网络层向上提供的服务有哪两种？

试比较其优缺点。

4.2请简述网络层的转发和选路两个重要功能的区别和联系。

4.3虚电路服务与数据报服务的产生背景有什么不同？

它们对网络结构有何影响？

4.4在虚电路网络中为什么一个分组沿其路径的每条链路上不能保持相同的虚电路号？

4.5网络互连有何实际意义？

进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？

4.6作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？

4.7试简单说明下列协议的作用：

IP,ARP和ICMP

4.8为什么ARP查询要在广播帧中发送，而ARP响应要用单播帧？

4.9分类IP地址分为哪几类？

各如何表示？

IP地址的主要特点是什么？

4.10对于分类编址方式，分别计算A、B、C三类网络各自可容纳的主机数量。

4.11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？

4.12试辨认分类编址方式中以下IP地址的网络类别。

4.13IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。

这样做的最大好处是什么？

坏处是什么？

4.14简述IP数据报首部中的寿命字段（TTL）的作用。

4.15当某个路由器发现一IP数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报？

计算首部检验和为什么不采用CRC检验码？

4.16什么是最大传送单元MTU？

它和IP数据报首部中的哪个字段有关系？

4.17在因特网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。

还可以有另一种做法，即数据报片通过一个网络就进行一次组装。

试比较这两种方法的优劣。

4.18一个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比特。

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）？

4.19回答以下有关ARP的问题:

（1）有人认为：

“在因特网中，当计算机A要与计算机B通信时，若A不知道计算机B的物理地址，要先通过ARP将B的IP地址解析为物理地址，然后再利用该物理地址向B发送报文。

”这种说法正确吗？

（2）试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10~20分钟的超时计时器。

这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？

（3）至少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况（即不需要请求将某个目的IP地址解析为相应的硬件地址）。

4.20主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器（若连接的都是局域网）。

试问在IP数据报的发送过程中总共使用了几次ARP？

4.21某单位分配到地址块/28。

该单位有4000台机器，平均分布在16个不同的地点。

试给每一个地点分配一个网络地址和子网掩码，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。

4.22一个数据报长度为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？

4.23路由器转发IP数据报的基本过程。

4.25有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

4.27设某路由器建立了如表4-8所示的路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：

表4-8某路由器的路由表

目的网络

子网掩码

下一跳

接口0

接口1

R2

R3

*（默认）

—

R4

现共收到5个分组，其目的站IP地址分别为：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

试分别计算这些分组转发的下一跳。

4.28考虑某路由器具有下列路由表项：

表4-9某路由器的路由表

网络前缀

下一跳

A

B

C

D

“A”作为下一跳，而不影响其他目的地址的IP分组转发。

（3）在上面的路由表中增加一条路由表项，使所有目的地址与该路由表中任何路由表项都不匹配的IP分组被转发到下一跳“E”。

4.29IP如图4-57所示，某单位有两个局域网（各有120台计算机），通过路由器R2连接到因特网，现获得地址块，为这两个局域网分配CIDR地址块，并为路由器R2的接口1、接口2分配地址（分配最小地址）。

配置R2的路由表（目的地址，子网掩码，下一跳），在R1的路由表中增加一条项目使该单位的网络获得正确路由。

图4-57习题4-29的图

图4-58习题4-30的图

4个地址的子网4个（这里的地址都包含全1和全0的主机号）。

试设计这些子网。

分配结束后还剩下多少个地址？

4.34以下地址中的哪一个和86.32/12匹配？

请说明理由。

（1）;（234

（1）0/4;

（2）32/4;（3）4/6;（4）80/4。

4.36IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么？

4.37考虑RIP，假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（目的网络、距离、下一跳）

N17A

N22C

N68F

N84E

N94F

现在B收到从C发来的路由信息（目的网络、距离）:

（N2,4）、（N3,8）、（N6,4）、（N8,3）、（N9,5），试求路由器B更新后的路由表（详细说明每项的原因）。

4.38考虑RIP，假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（目的网络、距离、下一跳）:

N14B

N22C

N31F

N45G

现在A收到从C发来的路由信息（目的网络、距离）:

（N1,2）、（N2,1）、（N3,3）、（N4,7），试求路由器A更新后的路由表（详细说明每项的原因）。

4.39试简述RIP,OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。

4.40RIP使用UDP，OSPF使用IP，而BGP使用TCP。

这样做有何优点？

为什么RIP周期性地和邻站交换路由信息而BGP却不这样做？

4.41为何BGP可以避免“坏消息传播得慢”的问题？

4.42比较交换机和路由器各自的特点和优缺点。

4.43路由器的输入端口和输出端口都有排队功能，什么情况下分组会在输入端口排队，而什么情况下分组会在输出端口排队？

如果能让路由器处理分组足够快，是否能使输入和输出端口都避免出现分组排队（假定输入/输出线路速率相同）？

4.44简述IGMP和多播选路协议的作用。

4.45什么是可重用地址和专用地址？

什么是虚拟专用网VPN？

4.46内联网（Intranet）和外联网（Extranet）是怎样的网络？

它们的区别是什么？

4.47考虑图4-41中的基本NAT方法，假设NAT路由器只拥有1个全球IP地址，若有多台专网主机想同时访问因特网上资源会出现什么问题？

当采用NAPT情况有会怎样？

4.48因特网的多播是怎样实现的？

为什么因特网上的多播比以太网上的多播复杂得多？

4.49IP多播为什么需要两种协议？

这两种协议各自的主要功能是什么？

4.50为什么IGMP要使用IP多播进行传输，并且其IP数据报的TTL被设置为1？

4.51在IGMP中有了离开组报文和成员报告报文，是不是可以不需要路由器周期性发送成员查询报文了？

请说明原因。

4.52请说明IGMP中组成员对多播路由器成员查询报文进行延迟响应的作用。

4.53多播路由选择有哪两种基本的方法？

4.54为什么说移动IP对于任何与移动主机进行通信的固定主机来说都是完全透明的？

4.55在移动IP中，若采用同址转交地址方式，请重画图4-49。

4.57当前的移动IP标准包括哪三个主要部分？

4.58从IPv4过渡到IPv6的方法有哪些？

4.59在IPv4首部中有一个“协议”字段，但在IPv6的固定首部中却没有。

这是为什么？

第5章

5.1试说明运输层在协议栈中的地位和作用。

运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？

5.2当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是无连接的？

5.3接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？

5.4在“滑动窗口”概念中，“发送窗口”和“接收窗口”的作用是什么？

如果接收方的接收能力不断地发生变化，则采取何种措施可以提高协议的效率。

5.5简述TCP和UDP的主要区别。

5.6为什么在TCP首部中有一个首部长度字段，而UDP的首部中就没有这个字段？

5.7如果因特网中的所有链路都提供可靠的传输服务，TCP可靠传输服务将会是完全多余的吗？

为什么？

5.8解释为什么突然释放运输连接就可能会丢失用户数据，而使用TCP的连接释放方法就可保证不丢失数据。

5.9试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次联络。

说明如不这样做可能会出现什么情况。

5.10一个TCP报文段的数据部