计算机网络第六版谢希仁著课后习题答案.docx
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计算机网络第六版谢希仁著课后习题答案
第一章概述
1-01计算机网络向用户可以提供那些服务?
答:
连通性和共享
1-03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。
答:
(1)电路交换:
端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。
(2)报文交换:
无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。
(3)分组交换:
具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。
1-04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?
答:
融合其他通信网络,在信息化过程中起核心作用,提供最好的连通性和信息共享,第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-07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?
答:
(1)internet(互联网或互连网):
通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
;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
1-14计算机网络有哪些常用的性能指标?
答:
速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间RTT,利用率
第二章物理层
2-01物理层要解决哪些问题?
物理层的主要特点是什么?
答:
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。
2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制?
信噪比能否任意提高?
香农公式在数据通信中的意义是什么?
“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别?
答:
码元传输速率受奈氏准则的限制,信息传输速率受香农公式的限制
香农公式在数据通信中的意义是:
只要信息传输速率低于信道的极限传信率,就可实现无差传输。
比特/s是信息传输速率的单位
码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。
一个码元不一定对应于一个比特。
2-09用香农公式计算一下,假定信道带宽为为3100Hz,最大信道传输速率为35Kb/s,那么若想使最大信道传输速率增加60%,问信噪比S/N应增大到多少倍?
如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N应增大到多少倍?
如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到十倍,问最大信息速率能否再增加20%?
答:
C=Wlog2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18.5%左右
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?
答:
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。
第三章 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?
答:
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。
3-10 PPP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?
答:
011011111 1111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
3-15 什么叫做传统以太网?
以太网有哪两个主要标准?
答:
DIXEthernetV2标准的局域网
DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准
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?
答:
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
第四章 网络层
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。
5.IP地址分为几类?
各如何表示?
IP地址的主要特点是什么?
分为ABCDE5类;
每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。
各类地址的网络号字段net-id分别为1,2,3,0,0字节;主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
特点:
(1)IP地址是一种分等级的地址结构。
分两个等级的好处是:
第一,IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。
这样就方便了IP地址的管理。
第二,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。
(2)实际上IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口。
当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的IP地址,其网络号net-id必须是不同的。
这种主机称为多归属主机(multihomedhost)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。
(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。
(4)所有分配到网络号net-id的网络,范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。
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 11111111 11111111 00000000
给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0
B类网络 11111111 11111111 11111111 00000000
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 111111110000000011111111
(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 2F14 81--à(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à194.47.20.129
C2 2F 14 81 ---à11000010.00101111.00010100.10000001
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.
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
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 255.255.255.128 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。
21某单位分配到一个B类IP地址,其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器,分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0,试给每一个地点分配一个子网掩码号,并算出每个地点主机号码的最小值和最大值
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。
可给每个地点分配如下子网号码
地点:
子网号(subnet-id)子网网络号 主机IP的最小值和最大值
1:
00000001 129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.254
2:
00000010 129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.254
3:
00000011 129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.254
4:
00000100 129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.254
5:
00000101 129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.254
6:
00000110 129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.254
7:
00000111 129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.254
8:
00001000 129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.254
9:
00001001 129.250.9.0 129.250.9.1---129.250.9.254
10:
00001010 129.250.10.0 129.250.10.1---129.250.10.254
11:
00001011 129.250.11.0 129.250.11.1---129.250.11.254
12:
00001100 129.250.12.0 129.250.12.1---129.250.12.254
13:
00001101 129.250.13.0 129.250.13.1---129.250.13.254
14:
00001110 129.250.14.0 129.250.14.1---129.250.14.254
15:
00001111 129.250.15.0 129.250.15.1---129.250.15.254
16:
00010000 129.250.16.0 129.250.16.1---129.250.16.254
37. 某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。
现在需要进一步划分为4个一样大的子网。
试问:
(1)每一个子网的网络前缀有多长?
(2)每一个子网中有多少个地址?
(3)每一个子网的地址是什么?
(4)每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么?
(1)每个子网前缀28位。
(2)每个子网的地址中有4位留给主机用,因此共有16个地址。
(3)四个子网的地址块是:
第一个地址块136.23.12.64/28,可分配给主机使用的
最小地址:
136.23.12.01000001=136.23.12.65/28
最大地址:
136.23.12.01001110=136.23.12.78/28
第二个地址块136.23.12.80/28,可分配给主机使用的
最小地址:
136.23.12.01010001=136.23.12.81/28
最大地址:
136.23.12.01011110=136.23.12.94/28
第三个地址块136.23.12.96/28,可分配给主机使用的
最小地址:
136.23.12.01100001=136.23.12.97/28
最大地址:
136.23.12.01101110=136.23.12.110/28
第四个地址块136.23.12.112/28,可分配给主机使用的
最小地址:
136.23.12.01110001=136.23.12.113/28
最大地址:
136.23.12.01111110=136.23.12.126/28
41. 假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目(这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”)
N1 7 A
N2 2 B
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到从C发来的路由信息(这两列分别表示“目的网络”“距离”):
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。
路由器B更新后的路由表如下:
N1 7 A 无新信息,不改变
N2 5 C 相同的下一跳,更新
N3 9 C 新的项目,添加进来
N6 5 C 不同的下一跳,距离更短,更新
N8 4 E 不同的下一跳,距离一样,不改变
N9 4 F 不同的下一跳,距离更大,不改变
第五章 传输层
5—09 端口的作用是什么?
为什么端口要划分为三种?
答:
端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志,使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
熟知端口,数值一般为0~1023.标记常规的服务进程;
登记端口号,数值为1024~49151,标记没有熟知端口号的非常规的服务进程;
5—13 一个UDP用户数据的数据字段为8192季节。
在数据链路层要使用以太网来传送。
试问应当划分为几个IP数据报片?
说明每一个IP数据报字段长度和片偏移字段的值。
答:
6个
数据字段的长度:
前5个是1480字节,最后一个是800字节。
片偏移字段的值分别是:
0,1480,2960,4440,5920和7400.
5—14 一UDP用户数据报的首部十六进制表示是:
06320045001C E217.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。
这个用户数据报是从客户发送给服务器发送给客户?
使用UDP的这个服务器程序是什么?
解:
源端口1586,目的端口69,UDP用户数据报总长度28字节,数据部分长度20字节。
此UDP用户数据报是从客户发给服务器(因为目的端口号<1023,是熟知端口)、服务器程序是TFFTP。
5—18 假定在运输层使用停止等待协议。
发送发在发送报文段M0后再设定的时间内未收到确认,于是重传M0,但M0又迟迟不能到达接收方。
不久,发送方收到了迟到的对M0的确认,于是发送下一个报文段M1,不久就收到了对M1的确认。
接着发送方发送新的报文段M0,但这个新的M0在传送过程中丢失了。
正巧,一开始就滞留在网络中的M0现在到达接收方。
接收方无法分辨M0是旧的。
于是收下M0,并发送确认。
显然,接收方后来收到的M0是重复的,协议失败了。
试画出类似于图5-9所示的双方交换报文段的过程。
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