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大学生计算机网络期末复习资料
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2023-02-21
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计算机网络原理(谢希仁第八版)课后习题复习 复习的时候整理的,希望可以给其他同学带来帮助
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计算机网络复习习题
第一章
2.试简述分组交换的要点。
答:采用了存储转发技术。把报文(要发送的整块数据数据)等分成若干数据段,每个数据
段加入控制信息组成的首部(header),构成若干分组。因为分组首部包含了目的地址和原
地址等重要控制信息,每个分组才可以在互联网中独立地选择传输路径。
分组交换在传送数据之前不必先占用一条端到端的通信资源,分组到达一个路由器之后先存
储,查找转发表、后转发,省去建立和释放连接的开销,因此效率更高。
分组交换的优点:高效、灵活。迅速、可靠
高效:在分组传输过程中动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。
灵活:每一个分组独立地选择转发路由。
迅速:以分组作为传送单位,可以不先建立连接就能向其他主机发送分组
可靠:保证可靠性的网络协议:分布式多路由的分组交换网,使网络有很好的生存性
分组交换的缺点:时延、额外开销
时延:分组在各路由器存储转发时需要排队。
额外开销:分组必须携带控制信息,整个分组交换网络还需要专门的管理和控制机制。
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?
答: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。
12.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?
答:边缘部分:由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。
核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
13 .客户-服务器方式与 P2P 对等通信方式的主要区别是什么?有没有相同的地方?
答:前者严格区分服务和被服务者,后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。
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。
19.长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送,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
部工 18 字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的
总数据(即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销)。若应用层数据长度为 1000 字节,
数据的传输效率是多少?
解:(1)100/(100+20+20+18)=63.3%
(2)1000/(1000+20+20+18)=94.5%
22.网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?
答: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。
26.试解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、
客户-服务器方式。
答:
(1) 协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行
来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.
(2) 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
(3) 对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层
(4) 协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位.
(5) 服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方.服务访问点
SAP 是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.
(6) 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请
求方,服务器是服务的提供方。
(7) 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
(8) 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
第二章
5.物理层的接口有哪几个方面的特性?个包含些什么内容?
答:
机械特性:明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
规程特性:说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
6.数据在信道中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:
①数据在信道中的传输速率受到带宽和信噪比等因素的限制。
②信噪比不能任意提高。
③香农公式的意义:只要信息传送速率低于信道的极限信息传输速率,就一定存在某种办法
来实现无差错的传输。
④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。
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。如果采用振幅调制,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)?
解:C=RLog2(16)=20000b/s×4=80000b/s
8.假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据(无差错传输),试问这个信道应具
有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)(可以参考第七
题上面的公式)
解:
C=Wlog2(1+S/N)
64000b/s=3000Hz×log2(1+S/N)
S/N=64.2dB
这说明这是个信噪比要求很高的信道。
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
7. 要发送的数据为 1101011011。采用 CRC 的生成多项式是 P(X)=X^4+X+1。
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?(可以参考第七题上面的计
算公式)
答:作二进制除法,被除数为 11010110110000,除数为 10011 得余数 1110 .
若最后一个变为 0,则 1101011010 1110/10011(模 2 除法)得余数为 0011,余数不为 0,故
接收端可以发现。
若最后两个成为 0,则 1101011000 1110/10011(模 2 除法) 得余 0101,余数不为 0,故接收
端可以发现。
采用了 CRC 检验,缺重传机制,接收端不能发现,数据链路层的传输还不是可靠的传输。
8.要发送的数据为 101110。采用 CRC 生成多项式是 P(X)= X^3+1。试求应添加在数据后面的
余数。(可以参考第七题上面的计算)
答:作二进制除法,除数为 1001,被除数为 10111000,添加在数据后面的余数为 011。
9.一个 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)?
解:(1)当信息字段中出现 0x7E 字节转变为 2 字节序列(0x7D,0x5E)
(2)当信息字段中出现一个 0x7D 字节转变为 2 字节序列(0x7D,0x5D)
那么这样就很好做了,那么实际的数据为 7E FE 27 7D 7D 65 7E
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?
解:0 比特填充后:011011111011111000
删除零比特后:00011101111111111110
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。
答:对于 1km 电缆,单程传播时间为 1km/200000km=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 ,因此,最短帧是 10000 位或 1250 字节
长。
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(bit·s)。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 发送的帧发生碰撞吗?(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(8 个字节))
以太网帧的最短长度为 64 字节,或者帧中的数据不得少于 46 个字节,其中以太网帧头有 18 字节
答:设在 t=0 时 A 开始发送,在 t=(64+8(真实传输下交给物理层时,在以太网 MAC 帧前加
上八个字节的首部))×8(一个字节有 8 比特)=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)。
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=225 比特时间,A 和 B 同时检
测到发生了碰撞,并且在 t=225+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?
以太网规定帧间最小间隔为 9.6 微秒,相当于 96 比特时间,其目的是为了使刚刚收到数据帧的站的接受缓
存来得及清理,做好接受下一帧的准备。当一个帧发送之后,10Mbps 以太网中的所有设备都必须等待至少
96 个比特时间(9.6 微秒),然后才可以发送下一个帧。
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+rATau+96)T4=785 比特时间,B 再次检测信道;
(T4+T2+Tau+RbTau)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。
27.有 10 个站连接到以太网上。试计算一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 10Mb/s 以太网集线器;(2)10 个站都连接到一个 100Mb/s 以太网集线
器;(3)10 个站都连接到一个 10Mb/s 以太网交换机。
答:(1)10 个站都连接到一个 10Mb/s 以太网集线器:1mb/s
(2)10 个站都连接到一个 100mb/s 以太网集线器:10mb/s
(3)10 个站都连接到一个 10mb/s 以太网交换机:10mb/s
30.某学院的以太网交换机有三个接口分别和学院三个系的以太网相连,另外三个接口分别
和电子邮件服务器、万维网服务器以及一个连接互联网的路由器相连。图中的 A,B 和 C 都
是 100Mbit/s 以太网交换机。假定所有的链路的速率都是 100Mbit/s,并且图中的 9 台主机
中的任何一个都可以和任何一个服务器或主机通信。试计算这 9 台主机和两个服务器产生
的总的吞吐量的最大值。为什么?
答:因为通过交换机连接的局域网内主机可以并行发送数据,所以 9 台主机的吞吐量为
900M,两个服务器吞吐量为 200M,所以总吞吐量为 1100M。
31.假定在图 3-30 中的所有链路的速率仍然为 100Mbit/s,但三个系的以太网交换机都换成
为 100Mbit/s 的集线器。试计算这 9 台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为
什么?
答:如果把三台交换机换成集线器,由于集线器是总线型,同一集线器下同一时刻只能一台
设备发送数据,所以图中 9 台主机其实只有三台在发送,吞吐量是 300M,两个服务器吞吐
量是 200M,所以吞吐总量是 500M。
32.假定在图 3-30 中的所有链路的速率仍然为 100 Mbit/s,但所有的以太网交换机都换成
为 100Mbit/s 的集线器。试计算这 9 台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为
什么?
答:一个网络中无论其中有多少台主机或者服务器,如果全部接在一个集线器上,那么该网
络的最大总的吞吐量就是这个集线器的最大值,即 100M。
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