计算机网络课后题.docx

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计算机网络课后题

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），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为C（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），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？

答：

对电路交换，当t=s时，链路建立；当t=s+x/C，发送完最后一bit；当t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/C，发送完最后一bit；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，每次转发的时间为p/C，所以总的延迟=x/C+（k-1）p/C+kd所以当分组交换的时延小于电路交换x/C+（k-1）p/C+kd＜s+x/C+kd时，（k-1）p/C＜s

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2.3×108。

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，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。

（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。

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%

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。

答：

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。

基带信号：

来自信源的信号。

带通信号：

经过载波调制后的信号。

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：

在使用时间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）。

2-09用香农公式计算一下：

假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加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再增大到10倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？

答：

奈氏准则：

每赫带宽的理想低通信道是最高码元传输速率是每秒2个码元。

香农公式则表明了信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。

根据香农公式，计算信道的极限信息传输速率C为：

C=log2（1+S/N）b/s;根据公式，可以计算出，信噪比S/N应增大到100倍。

如果在此基础上将信噪比S/N再增大10倍，最大信息速率只能再增加18.5%左右。

2-16共有4个站进行码分多址CDMA通信。

4个站的码片序列为：

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）

现收到这样的码片序列：

（-1+1–3+1-1–3+1+1）。

问哪个站发送数据了？

发送数据

的站发送的1还是0？

答：

S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1

S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0

S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送

S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

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？

答：

PPP协议的工作状态分为：

“链路终止”状态，“链路静止”状态，“链路建立”状态，“鉴

别”状态，“网络层协议”状态，“链路打开”状态。

用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立的连接为：

链路静止，链路建立，

鉴别，网络层协议，链路打开。

链路静止时，在用户PC机和ISP的路由器之间并不存在物

理层的连接。

链路建立时，目的是建立链路层的LCP连接。

鉴别时，只允许传送LCP协议的分组、鉴别协议的分组以及监测链路质量的分组。

网络层协

议时，PPP链路的两端的网络控制协议NCP根据网络层的不同协议无相交换网络层特定的网

络控制分组。

链路打开时，链路的两个PPP端点可以彼此向对方发送分组。

3-26以太网上只有两个站，他们同时发送数据，产生了碰撞。

于是按截断二进制指数退避

算法进行重传。

重传次数记为i，i=1，2，3，。

。

。

试计算第一次重传失败的概率、第二次重

传失败的概率、第三次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数N。

答：

设第i次重传失败的概率为Pi，显然

Pi=（0.5）k，k=min[i,10]

故第一次重传失败的概率P1=0.5,

第二次重传失败的概率P2=0.25,

第三次重传失败的概率P3=0.125.。

P[传送i次才成功]=P[第1次传送失败]×P[第2次传送失败]×。

。

。

×P[第I-1次传

送失败]×P[第i次传送成功]

求{P[传送i次才成功]}的统计平均值，得出平均重传次数为1.637.

4-09

（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？

（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？

（3）一A类网络和一B类网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两

个网络的子网掩码有何不同？

（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？

（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？

（6）某个IP地址的十六进制表示为C2.2F.14.81，试将其转换为点分十进制的形式。

这个地址是哪一类IP地址？

（7）C类网络使用子网掩码有无实际意义？

为什么？

答案：

（1）可以代表C类地址对应的子网掩码默认值；也能表示A类和B类地址的

掩码,前24位决定网络号和子网号，后8位决定主机号。

（用24bit表示网络部分地址，

包括网络号和子网号）

（2）255.255.255.248化成二进制序列为：

11111111111111111111111111111000，

根据掩码的定义，后三位是主机号，一共可以表示8个主机号，除掉全0和全1的两个，

该网络能够接6个主机。

（3）子网掩码的形式是一样的，都是255.255.255.0；但是子网的数目不一样，前者

为65534，后者为254。

（4）255.255.240.0（11111111.11111111.11110000.00000000）是B类地址的子网掩

码，主机地址域为12比特，所以每个子网的主机数最多为：

212-2=4094。

（5）子网掩码由一连串的1和一连串的0组成，1代表网络号和子网号，0对应主

机号.255.255.0.255变成二进制形式是：

11111111111111110000000011111111.可见，

是一个有效的子网掩码，但是不是一个方便使用的解决办法。

（6）用点分十进制表示，该IP地址是194.47.20.129，为C类地址。

（7）有，可以提高网络利用率。

注：

实际环境中可能存在将C类网网络地址进一步划分为子网的情况，需要掩码说明

子网号的划分。

C类网参加互连网的路由，也应该使用子网掩码进行统一的IP路由运算。

C

类网的子网掩码是255.255.255.0。

4-10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

答案：

（1）128.36.199.3B类网

（2）21.12.240.17A类网

（3）183.194.76.253B类网

（4）192.12.69.248C类网

（5）89.3.0.1A类网

（6）200.3.6.2C类网

4-17一个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）？

答案：

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。

4-22一具数据报长度为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？

答：

IP数据报固定首部长度为20字节，长度为4000字节的数据报中数据为4000-20=3980字节。

MTU=1500=首部长度+数据长度=20+1480

将原始数据报中的数据3980字节=1480+1480+1020（共三段）

所以：

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

0

数据报片2

1500

1480

1

185

数据报片3

1040

1020

0

370

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。

默认默认110.71.4.5M0

图4-56习题4-30的图

答案：

分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀,本题的答案很多种,下面是其中的一种答案.

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

5—14一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：

06320045001CE217.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—33假定TCP在开始建立连接时，发送方设定超时重传时间是RTO=6s。

（1）当发送方接到对方的连接确认报文段时，测量出RTT样本值为1.5s。

试计算现

在的RTO值。

（2）当发送方发送数据报文段并接收到确认时，测量出RTT样本值为2.5s。

试计算

现在的RTO值。

答：

（1）据RFC2988建议，RTO=RTTs+4*RTTd。

其中RTTd是RTTs的偏差加权均值。

初次测量时，RTTd

（1）=RTT

（1）/2；

后续测量中，RTTd（i）=（1-Beta）*RTTd（i-1）+Beta*{RTTs-RTT（i）}；

Beta=1/4

依题意，RTT

（1）样本值为1.5秒，则

RTTs

（1）=RTT

（1）=1.5sRTTd

（1）=RTT

（1）/2=0.75s

RTO

（1）=RTTs

（1）+4RTTd

（1）=1.5+4*0.75=4.5（s）

（2）RTT

（2）=2.5RTTs

（1）=1.5sRTTd

（1）=0.75s

RTTd

（2）=（1-Beta）*RTTd

（1）+Beta*{RTTs

（1）-RT

（2）}=0.75*3/4+{1.5-2.5}/4=13/16

RTO

（2）=RTTs

（1）+4RTTd

（2）=1.5+4*13/16=4.75s

5—37在TCP的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法?

这里每一

种算法各起什么作用?

“乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下?

答：

慢开始：

在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段MSS

的数值。

在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个MSS的数

值。

用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd，可以分组注入到网络的速率更

加合理。

拥塞避免：

当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。

拥塞

避免算法使发送的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT就增加一个MSS的大小。

快重传算法规定：

发送端只要一连收到三个重复的ACK即可断定有分组丢失了，就应该立即重传丢

手的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时。

快恢复算法：

当发送端收到连续三个重复的ACK时，就重新设置慢开始门限ssthresh

与慢开始不同之处是拥塞窗口cwnd不是设置为1，而是设置为ssthresh

若收到的重复的AVK为n个（n>3），则将cwnd设置为ssthresh

若发送窗口值还容许发送报文段，就按拥塞避免算法继续发送报文段。

若收到了确认新的报文段的ACK，就将cwnd缩小到ssthresh

乘法减小：

是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥

塞），就把慢开始门限值ssthresh设置为当前的拥塞窗口值乘以0.5。

当网络频繁出现拥塞时，ssthresh值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分

组数。

加法增大：

是指执行拥塞避免算法后，在收到对所有报文段的确认后（即经过一个往返时间），

就把拥塞窗口cwnd增加一个MSS大小，使拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早

出现拥塞。

5—45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。

答：

当主机1和主机2之间连接建立后，主机1发送了一个TCP数据段并正确抵达

主机2，接着主机1发送另一个TCP数据段，这次很不幸，主机2在收到第二个TCP

数据段之前发出了释放连接请求，如果就这样突然释放连接，显然主机1发送的第

二个TCP报文段会丢失。

而使用TCP的连接释放方法，主机2发出了释放连接的请求，那么即使收到主机1

的确认后，只会释放主机2到主机1方向的连接，即主机2不再向主机1发送数据，

而仍然可接受主机1发来的数据，所以可保证不丢失数据。

5—46试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。

说明如不这样做可能

会出现什么情况。

答：

3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知

道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中

被发送和确认。

假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分

组。

按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。

可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不

知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组，在这种

情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确

认应答分组。

而A发出的分组超时后，重复发送同样的分组。

这样就形成了死锁。

6-02域名系统的主要功能是什么？

域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域

名服务器以及权限域名权服务器有何区别？

答:

域名系统的主要功能：

将域名解析为主机能识别的IP地址。

因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。

每一个域名服务器都只对

域名体系中的一部分进行管辖。

共有三种不同类型的域名服务器。

即本地域名服务器、

根域名服务器、授权域名服务器。

当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查

询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。

若根域名

服务器有被查询主机的信息，就发送DNS回答报文给本地域名服务器，然后本地域名

服务器再回答发起查询的主机。

但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时，它一

定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的IP地址。

通常根域名

服务器用来管辖顶级域。

根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行

转换，但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。

每一个主机都必须在授

权域名服务器处注册登记。

通常，一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一

个域名服务器。

授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。

因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖

区。

一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。

6-03举例说明域名转换的过程。

域名服务器中的高速缓存的作用是什么？

答：

（1）把不方便记忆的IP地址转换为方便记忆的域名地址。

（2）作用：

可大大减轻根域名服务器的负荷，使因特网上的DNS查询请求和回答

报文的数量大为减少。

6-05文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的？

为什么说FTP是带外传送控制信息？

主进程和从属进程各起什么作用？

答：

（1）FTP使用客户服务器方式。

一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服

务。

FTP的服务器进程由两大部分组成：

一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干

个从属进程，负责处理单个请求。

主进程的工作步骤：

1、打开熟知端口（端口号为21），使客户进程能够连接上。

2、等待客户进程发出连接请求。

3、启动从属进程来处理客户进程发来的请求。

从属进程对客户进程的请求处理完毕

后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。

4、回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。

主进程与从属进程的处理是

并发地进行。

FTP使用两个TCP连接。

控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户发出的传送请求通过控制连接发

送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。

实际用于传输文件的是“数据连接”。

服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来

的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端

的数据传送进程。

数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。

6-20试述电子邮件的最主要的组成部件。

用户代理UA的作用是什么?

没有UA行不行？

答案：

电子邮件的主要组成部件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协

议。

用户代理UA就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下就是在用户PC机中运行

的程序。

邮件服务器是电子邮件系统的核心构建，因特网上所有的ISP都有邮件服务器。

遇

见服务器所使用的协议主要有用户发送邮件的SMTP协议，另一个协议是用于接受邮件的POP

协议。

用户代理的功能主要有：

（1）撰写，给用户提供方便地编辑信件的环境；

（2）显

示，能方便的在计算机屏幕上显示出来信；（3）处理，处理包括发送邮件和接收邮件。

没有用户代理是不行的。

这是因为并非所有的计算机都能运行邮件服务器程序。

有

些计算机可能没有足够的存储器来运行允许程序在后台运行的操作系统，或是可能没有足

够的CPU能力来运行服务器程序。

更重要的是，邮件服务器程序必须不间断地运行，每天不

间断地连接在因特网上，否则可能使很陡外面发来的邮件丢失。

让用户的PC机运行邮件服

务器程序是不现实的。

让来信暂时存储在ISP邮件服务器中，而当用户方便是就从服务器中

的用户信箱中来读取来信，是比较合理的做法。

7-02试解释以下名词：

（1）重放攻击；

（2）拒绝服务；（3）访问控制；（4）流量分析；

（5）恶意程序。

答：

（1）重放攻击：

所谓重放攻击（replayattack）就是攻击者发送一个目的主机已接收

过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程。

（2）拒绝服务：

DoS（DenialofService）指攻击者向因特网上的服务器不停地发送大量

分组，使因特网或服务器无法提供正常服务。

（3）访问控制：

（accesscontrol）也叫做存取控制或接入控制。

必须对接入网络的权限

加以控制，并规定每个用户的接入权限。

（4）流量分析：

通过观察PDU的协议控制信息部分，了解正在通信的协议实体的地址和

身份，研究PDU的长度和传输的频度，以便了解所交换的数据的某种性质。

这种被动攻击又

称为流量分析（trafficanalysis）。

（5）恶意程序：

恶意程序（rogueprogram）通常是指带有攻