计算机网络作业布置-参考答案 - 图文

第一章作业参考答案

1. 什么是计算机网络？什么是网络协议？网络协议的要素有哪些？

答：计算机网络是指具有独立功能的计算机，通过网络通讯设备连接起来，能够实现数据通信和资源共享的计算机系统的集合。

网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

网络协议有三个要素：语法、语义、同步（或时序）。语法，即用户数据与控制信息的结构和格式；语义，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应；时序，即对事件实现顺序的详细说明。

2. 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）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中 双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规 程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延 大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按

顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用 率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。

3. 简述计算机网络体系结构OSI参考模型中计算机网络的分层以及TCP/IP体系结构的分层。

答：按照OSI参考模型，计算机网络体系结构将计算机网络从下到上划分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。而TCP/IP体系结构的分层则分为4层：网络接口层、网际层IP、运输层（或传输层）、应用层。

4. 计算机网络有哪些常用的性能指标？

答：计算机网络常用的性能指标有：速率、带宽、吞吐量、时延以及信道利用率等。

5. 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2×108m/s。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100kb/s。 （2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？（提示：参考教材P18的时延计算公式）

解：两种情况分别计算如下：

（1） 发生时延为107bit/(100kb/s)=100s,传播时延为106m/(2*108m/s)=5ms。发送

时延远大于传播时延。

（2） 发送时延为103bit/(1Gb/s)=1微妙，传播时延为5ms，发送时延远小于传

播时延。

由此可得出的结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延又可能是总时延中的主要成分。

第二章 物理层

1. 物理层要解决哪些问题？物理层接口有哪些特性？

答：物理层考虑是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是具体的传输媒体。 物理层接口有4个方面的特性：

（1） 机械特性：指明接口所用连接器的形状和尺寸、引脚数目和排列等。 （2） 电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。 （3） 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 （4） 规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2. 计算机网络通信的基本方式有哪些？ 答：计算机网络通信的基本方式有3种：

（1） 单工通信：又称单项通信，只有一个方向通信而没有反方向的交互。无线

电广播、有线电广播、电视广播、遥控器等均属于单工通信；

（2） 半双工通信：又称双向交替通信，即通信双方都可以发送信息，但不能双

方同时发送（也不能同时接收）。即一方发送，另一方接收。

（3） 全双工通信：又称双向同时通信，即通信双方可以同时发送和接收信息。

3. 什么是复用技术？常用的复用技术有哪些？

答：复用就是通过一条物理线路同时传输多路用户的信号。

常用的信道复用技术有：时分复用，频分复用，波分复用，码分复用，统计时分复用

4. 画出以下比特流的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。101000111011

1比特流01000111011

解：题目给出的比特流对应的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码如下：

曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码101000111011

101000111011

第三章 数据链路层

1. 要发送的数据位1101011011。采用CRC的生成多项式是P（x）=X4+X+1。试求应添加在后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成0，问接收端能否发现？ 数据在传输过程中最后两个1都变成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变成了可靠的传输？

答：采用CRC的生成多项式是P（x）=X4+X+1，用二进制表示就是P=10011.现在除数是5位，因此在数据后面要添加4个0就得出被除数。按不进位除法过程如下图所示：

由上图知，通过除法运算得到的余数是1110，即为应该在后面添加的序列。 若数据传输过程中最后一个1变成0，即1101011010。然后把检验序列1110接在数据1101011010后面，然后进行CRC检验，如下图所示：

由计算结果知，余数不为零。因此判断所接收的数据有差错。可见通过CRC检验可以发现这个差错。

若在传输过程中最后两个1都变成0，即1101011000，把检验序列1110接在数据1101011000后面，然后进行CRC校验，如下图所示：

由运算结果知，余数R不为零，因此判断所接收的数据有差错。可见CRC检验可以发现该差错。

采用CRC检验后，数据链路层的传输并非变成了可靠的传输。当接收方进行CRC检验时，如果发现有错，就简单的丢弃这个帧。数据链路层并不能保证接收方接收到的和发送方发送的完全一样。

2. 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？提示：参考教材64页。 解：把所有转义符7D开始的2字节序列用下划线标志出。 7D5EFE277D5D 7D5D657D5E 7D5E应当还原成7E。 7D5D应当还原成7D。

故真正的数据部分应该是7E FE 27 7D 7D 65 7E

3. 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？ 解：第一个比特串0110111111111100：零比特填充就是在一个连续的5个1之后必须插入一个0。

结果零比特填充之后变成：011011111011111000，其中下划线为填充的0。 另一个比特串是0001110111110111110110：要删除发送端加入的0比特，就是把一连5个1后面的0删除。因此，删除发送端添加的0比特后得到：000111011111-11111-110，其中“-”表示删除了0。

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

答：“10”表示传输速率为10MB/s，“BASE”表示采用基带传输。“T”表示传输介质为双绞线。

5. 以太网MAC帧数据字段的有效长度是多少？总长度的有效长度是多少？ 答：以太网MAC帧数据字段的有效长度为46——1500字节之间，总长度的有效长度在64——1518字节之间。

6. CSMA/CD协议对应的中文名是什么？简述该协议的工作原理。

答：“CSMA/CD”对应的中文名是“载波监听多点接入/碰撞检测”或“载波监

听多路访问/碰撞检测”或“带有碰撞检测的载波监听多路访问”。 CSMA/CD工作原理如下：

（1）发前监听，发送之前对信道进行监听，若信道空闲则发送，若信道冲突则不发送；

（2）边发边听，在发送的过程中同时监听信道，若一直未发现冲突，则把这个帧发送完，若发现有冲突，立即停止发送；

（3）冲突停止，在发送的过程中，若监听到冲突，则立即停止发送

（4）等待重发，在发送的过程中，若监听到信道冲突停止发送后，执行退避算法等待一定时间后继续发送。

7. 什么是VLAN？简述VLAN的作用。

答：VLAN就是虚拟局域网。即跟物理位置无关，在逻辑上将一些主机划分为一个局域网，就是一个VLAN。其作用主要体现在以下三个方面：

（1）端口的分隔。即便在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。这样一个物理的交换机可以当作多个逻辑的交换机使用。

（2）网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。 （3）灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。

第四章-网络互连作业1

1. 与IP协议配套的4个协议是哪四个？ 答：与IP协议配套的4个协议是： （1） 地址解析协议ARP协议； （2） 逆地址解析协议RARP协议； （3） 网际控制报文协议ICMP； （4） 网际管理协议IGMP；

2. 简述ARP协议的工作原理。

答：ARP协议所做的工作，就是已知某一目的主机的IP地址，查找其对应的物

理地址。工作原理过程如下。

每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。

当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。若没有，则发送一个ARP请求分组，告知自己的IP地址和物理地址，询问主机主机B的IP地址对应的物理地址是多少？当B接收到查询分组后就给A一个响应分组，告诉B的物理地址。地址解析完成。

3. IP地址分为几类？如何表示？IP地址的主要特点是什么？

答：IP地址分为5类，即A类、B类、C类、D类和E类。其中A类网络号为1字节，第一位是0，B类的网络号为2字节，前两位是10，C类网络号为3字节，前三位为110，D类为多播地址，前门4位为1110，E类为保留今后使用地址，前四位为1111。 IP地址主要特点如下：

（1） 每一个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成；

（2） 每一个IP地址指明一个主机，同时指明该主机所连接的网络； （3） 一个网络具有相同的网络号，使用网桥或转发器连接起来的若干个局域网

仍是一个网络，具有不同网络号必须用路由器连接； （4） 在IP地址中，所有分配到网络号的网络都是平等的。

4. 一个网络现在的掩码是255.255.255.248，问该网络能够连接多少主机？ 解：掩码255.255.255.248对应的二进制位11111111.11111111.11111111.11111000，即共有29个1,3个0，所以主机号为3位，23=8，去掉全零和全1的两个，可连接的主机为6台。

5. 一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0，问其中每一个子网上的主机数最多是多少？

解：掩码255.255.240.0对应的二进制为：11111111.11111111.11110000.00000000共有20个1,12个0，所以主机号为12位，所以每一个子网的主机数为212-2=4094台。

第四章-网络互连作业2

设贺州学院计算机系有100学生去某软件公司进行项目开发实习，根据要求，将学生分为6组分别对6个不同项目进行开发，6个组A—F的人数分别为10人、10人、15人、20人、20人、25人。设该公司刚好有一个100台计算机的机房供实习生使用，该机房分配到的IP地址为192.168.10.0。若让你来为各个项目组划分子网，采用定长子网掩码的方式划分，你将如何划分？

解：该公司一共有6个部门，所以划分6个子网。主机数最多的部门是F部门，有25台主机。

该公司分到的IP地址192.168.10.0是一个C类IP地址，网络号占24位，主机号占8位。根据划分子网的定义，子网号是由主机号分割出来。

假设将n位划分给子网号，那么应该满足2n-2>=5，由2n>=5得n>=3,所以可取n=3。 而最大的子网F部门有25台主机，假设需要最少m位做主机号，则2m-2>=25,可得m=5，该题C类网络IP地址有8位主机号，3位用于子网号，还剩下5位可作为主机号，满足要求。

C类网络的主机号是8位，将3位用做子网号，进行排列组合得到以下8个自子网 （1）11111111.11111111.11111111.00000000 （2）11111111.11111111.11111111.00100000 （3）11111111.11111111.11111111.01000000 （4）11111111.11111111.11111111.01100000 （5）11111111.11111111.11111111.10000000 （6）11111111.11111111.11111111.10100000 （7）11111111.11111111.11111111.11000000 （8）11111111.11111111.11111111.11100000

同时，在网络地址分配中，全为1和全为0的不用，则转换为十进制后得到6个子网，分别是：

（1）192.168.10.32 （2）192.168.10.64 （3）192.168.10.96 （4）192.168.10.128 （5）192.168.10.160 （6）192.168.10.192

依据C类地址192.168.10.0可计算出在每个子网下的第一个IP地址和最后一个IP地址,它们分别是：

（1）192.168.10.32:192.168.10.33~ 192.168.10.62 （2）192.168.10.64:192.168.10.65~ 192.168.10.94 （3）192.168.10.96:192.168.10.97~ 192.168.10.126 （4）192.168.10.128:192.168.10.129~ 192.168.10.158 （5）192.168.10.160:192.168.10.161~ 192.168.10.190 （6）192.168.10.192:192.168.10.193~ 192.168.10.222 根据题意，该公司由6个子网，以上6个子网可满足要求。

第四章-网络互连作业3

1. 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输，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标志应为何值？ 解：数据报固定首部长度为20字节。数据报的总长度减去固定首部长度得到数据部分长度为：4000-20=3980字节。

一个数据报片最大长度为1500字节，包括固定首部长度20字节一起。故一个数据报片的数据部分的最大值为1500-20=1480字节。

依题意，3980/1480=2??1020，故该数据报应该划分为3个数据报片，第一个和第二个的数据字段长度均为1480字节。第三个数据字段部分长度为1020字节。 1480/8=185，2*1480/8=370，故片偏移字段的值分别为0、185、370。 所以MF字段的值分别为1，1，0

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