計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理試題答案

1、第1題：TCP/IP和OSI的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。討論其異同之處。答：（l）OSI和TCP/IP的相同點(diǎn)是二者均采用層次結(jié)構(gòu)，而且都是按功能分層。（2）OSI和TCP/IP的不同點(diǎn)：OSI分七層，自下而上分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，而TCP/IP分四層：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)間網(wǎng)層（IP）、傳輸層（TCP）和應(yīng)用層。嚴(yán)格講，TCP/IP網(wǎng)間網(wǎng)協(xié)議只包括下三層，應(yīng)用程序不算TCP/IP的一部分。OSI層次間存在嚴(yán)格的調(diào)用關(guān)系，兩個(gè)（N）層實(shí)體的通信必須通過(guò)下一層（N-1）層實(shí)體，不能越級(jí)，而TCP/IP可以越過(guò)緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務(wù)（這種層次關(guān)系常被稱

2、為“等級(jí)”關(guān)系），因而減少了一些不必要的開銷，提高了協(xié)議的效率。OSI只考慮用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互聯(lián)在一起，后來(lái)認(rèn)識(shí)到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的重要性，才在網(wǎng)絡(luò)層劃出一個(gè)子層來(lái)完成互聯(lián)作用。而TCP/IP一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)問(wèn)題，并將互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP作為TCP/IP的重要組成部分。OSI開始偏重于面向連接的服務(wù)，后來(lái)才開始制定無(wú)連接的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，而TCP/IP一開始就有面向連接和無(wú)連接服務(wù)，無(wú)連接服務(wù)的數(shù)據(jù)報(bào)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳送以及分組話音通信都是十分方便的。OSI與TCP/IP對(duì)可靠性的強(qiáng)調(diào)也不相同。對(duì)OSI的面向連接服務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和運(yùn)輸層都要檢測(cè)和處理錯(cuò)誤，尤其在數(shù)據(jù)

3、鏈路層采用校驗(yàn)、確認(rèn)和超時(shí)重傳等措施提供可靠性，而且網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)輸層也有類似技術(shù)。而TCP/IP則不然，TCP/IP認(rèn)為可靠性是端到端的問(wèn)題，應(yīng)由運(yùn)輸層來(lái)解決，因此它允許單個(gè)的鏈路或機(jī)器丟失數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)出錯(cuò)，網(wǎng)絡(luò)本身不進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)，丟失或出錯(cuò)數(shù)據(jù)的恢復(fù)在源主機(jī)和目的主機(jī)之間進(jìn)行，由運(yùn)輸層完成。由于可靠性由主機(jī)完成，增加了主機(jī)的負(fù)擔(dān)。但是，當(dāng)應(yīng)用程序?qū)煽啃砸蟛桓邥r(shí)，甚至連主機(jī)也不必進(jìn)行可靠性處理，在這種情況下，TCP/IP網(wǎng)的效率最高。在兩個(gè)體系結(jié)構(gòu)中智能的位置也不相同。OSI網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接的服務(wù)，將尋徑、流控、順序控制、內(nèi)部確認(rèn)、可靠性帶有智能性的問(wèn)題，都納入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，留給末端主機(jī)的事就不多

4、了。相反，TCP/IP則要求主機(jī)參與幾乎所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，所以對(duì)入網(wǎng)的主機(jī)要求很高。OSI開始未考慮網(wǎng)絡(luò)管理問(wèn)題，到后來(lái)才考慮這個(gè)問(wèn)題，而TCP/IP有較好的網(wǎng)絡(luò)管理。第2題：共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址CDMA通信，4個(gè)站的碼片序列為: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)現(xiàn)收到這樣的碼片序列：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問(wèn)哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是1還是0？解：T使用CDMA系統(tǒng)根據(jù)STst0和miii11mSSSSmii1亠S2mii1亠(1)21mi1以

5、及疊加原理，所有其它站的信號(hào)都被過(guò)濾掉，只剩下或或發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)四個(gè)站中發(fā)送時(shí)，在接收端計(jì)算的內(nèi)積的結(jié)果為+1；若發(fā)送的是0時(shí)，接收端的內(nèi)積結(jié)果為-1當(dāng)沒(méi)有發(fā)送的時(shí)候，接收端的內(nèi)積為0。與站的內(nèi)積：（-1-1-1+1+1-1+1+1）（-1+1-3+1-1-3+1+1）=1與站B的內(nèi)積：1/8*（-1-1+1-1+1+1+1-1）*（-1+1-3+1-1-3+1+1）=-1與站C的內(nèi)積：1/8*（-1+1-1+1+1+1-1-1）*（-1+1-3+1-1-3+1+1）=0與站D的內(nèi)積：1/8*（-1+1-1-1-1-1+1-1）*（-1+1-3+1-1-3+1+1）=1因此，站A、D發(fā)送了1；

6、站B發(fā)送了0；站C沒(méi)有發(fā)送數(shù)據(jù)。第3題：試寫出連續(xù)協(xié)議的算法。解：發(fā)送方：1）從主機(jī)去一個(gè)數(shù)據(jù)幀，送交發(fā)送緩存。）S一發(fā)送狀態(tài)變量初始化）一將發(fā)送狀態(tài)變量值寫入數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送序號(hào)）應(yīng)答序號(hào)初始化）判斷發(fā)送緩沖區(qū)以滿，卻未收到應(yīng)答幀。是則到（），否則到（）出現(xiàn)差錯(cuò)，喚醒超時(shí)計(jì)數(shù)器，將所有幀重新全部發(fā)送到緩存）若收到應(yīng)答幀，則到（）；再次超時(shí)并未收到應(yīng)答幀，則返回（）收到應(yīng)答幀后，從上層獲取數(shù)據(jù)，并寫入發(fā)送緩沖區(qū)當(dāng)前位置）組裝發(fā)送幀編碼）發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并加發(fā)送序號(hào)加1設(shè)置超時(shí)計(jì)數(shù)器12）在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間收到確認(rèn)幀，則轉(zhuǎn)到（8）；若出現(xiàn)差錯(cuò)，則轉(zhuǎn)到（1）33超時(shí)計(jì)數(shù)器往回走，將未收到的第個(gè)幀及以后的

7、所有幀全部進(jìn)行重傳1）4若仍產(chǎn)生差錯(cuò)則繼續(xù)（13，若受到確認(rèn)幀則繼續(xù)傳數(shù)據(jù)幀，則轉(zhuǎn)到（155接受幀，取得接收方希望接受的幀編號(hào)，返回（）接收方：1一接受狀態(tài)變量初始化，其數(shù)值等于與接收的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)2）等待）收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，若，則執(zhí)行（），否則，丟棄此數(shù)據(jù)幀）發(fā)送確認(rèn)幀）檢查收到的幀是否按序，進(jìn)行檢驗(yàn)。若不按序則丟棄第幀后的所有幀，重新發(fā)送）重新接收未收到的幀）將收到的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分送交上層軟件）更新接受狀態(tài)變量（轉(zhuǎn)到1第4題：現(xiàn)有五個(gè)站分別連接在三個(gè)局域網(wǎng)上，并且用兩個(gè)透明網(wǎng)橋連接起來(lái)，如下圖所示。每一個(gè)網(wǎng)橋的兩個(gè)端口號(hào)都標(biāo)明在圖上。在一開始，兩個(gè)網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表都是空的。以后有以下各

8、站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即H1發(fā)送給H5，H3發(fā)送給H2，H4發(fā)送給H3，H2發(fā)送給H1。試將有關(guān)數(shù)據(jù)填寫在下表中解：發(fā)送的幀網(wǎng)橋1的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋2的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋1的處理(轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？)網(wǎng)橋2的處理(轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？)站地址端口站地址端口H19H5MAC11MAC11轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H39H2MAC32MAC31轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H49H3MAC42MAC42寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H29H1MAC21寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)接收不到這個(gè)幀第5題：一個(gè)UDP的用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為8192字節(jié)，要使用以太網(wǎng)傳輸，應(yīng)當(dāng)分成幾個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片？KEY1

9、:1518-4(CRC)-12(Ethernetheader)-2(type/Lenght)-20(Min.IPheader)-8(UDPheader)=14728192=1472*5+832所以要分成6個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片第一個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為1472，偏移為0第二個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為1472，偏移為1472第三個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為1472，偏移為2944第四個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為1472，偏移為4416第五個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為1472，偏移為5888第六個(gè)帶的數(shù)據(jù)報(bào)片長(zhǎng)度為832，偏移為7360KEY2:6個(gè)。數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度：前5個(gè)是1480字節(jié)，最后一個(gè)是800字節(jié)。片偏移字段的值分別是：0，18

10、5，370，555，740和925。5，解：UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只有8個(gè)字節(jié)的首部開銷，以太網(wǎng)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1500字節(jié)因?yàn)?192/1500,所以，至少需要個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片完成傳輸因首部需要8個(gè)字節(jié)，所以數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度不能超過(guò)149字2節(jié)，又偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位，所以分片長(zhǎng)度應(yīng)為8字節(jié)的整倍數(shù)，所以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度應(yīng)為148字節(jié)。于是分為6個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片，數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度分別為：148，8148，814，8184，8片偏移字段的值分別為：0，18，637，255，874，4930(1488/8)要想有跟答案一樣的結(jié)果，應(yīng)該改為IP數(shù)據(jù)報(bào)首部為20個(gè)字節(jié)，以太網(wǎng)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1500字節(jié)。因?yàn)?1

11、92/1500,所以，至少需要個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片完成傳輸因首部需要20個(gè)字節(jié)，所以數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度應(yīng)為148字0節(jié)，于是分為6個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片，8192-148數(shù)0據(jù)*部5分=長(zhǎng)7度9分2別為：14，81048，014，80148，014，8709片偏移字段的值分別為：0，185，370，555，740和925。(1480/)8=18但是我還是覺(jué)得我寫的是正確的，他說(shuō)了是用戶啊。難道是把這個(gè)首部開銷算到數(shù)據(jù)長(zhǎng)度里面？這樣的話最后一片長(zhǎng)度就是了第6題：一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)分組交換網(wǎng)允許各結(jié)點(diǎn)在必要時(shí)將收到的分組丟棄。設(shè)結(jié)點(diǎn)丟棄一個(gè)分組的概率為p。現(xiàn)有一個(gè)主機(jī)經(jīng)過(guò)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)與另一個(gè)主機(jī)以數(shù)據(jù)報(bào)方式通信，因此兩個(gè)主機(jī)之間要經(jīng)

12、過(guò)3段鏈路。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，只要任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)丟棄分組，則源點(diǎn)主機(jī)最終將重傳此分組。試問(wèn)：每一個(gè)分組在一次傳輸過(guò)程中平均經(jīng)過(guò)幾段鏈路？每一個(gè)分組平均要傳送幾次？目的主機(jī)每收到一個(gè)分組，連同該分組在傳輸時(shí)被丟棄的傳輸，平均需要經(jīng)過(guò)幾段鏈路？答：(1)從源主機(jī)發(fā)送的每個(gè)分組可能走1段鏈路(主機(jī)-結(jié)點(diǎn))、2段鏈路(主機(jī)-結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn))或3段鏈路(主機(jī)-結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)-主機(jī))。走1段鏈路的概率是p，走2段鏈路的概率是p(1-p),走3段鏈路的概率是(1-p)2則，一個(gè)分組平均通路長(zhǎng)度的期望值是這3個(gè)概率的加權(quán)和，即等于L=1Xp+2Xp(1-p)+3X(1-p)2=p2-3p+3注意，當(dāng)p=0時(shí)，平均經(jīng)過(guò)3段

13、鏈路，當(dāng)p=1時(shí)，平均經(jīng)過(guò)1段鏈路，當(dāng)0p1時(shí)，可能需要多次發(fā)送。(2)一次傳送成功的概率=(1-p)2，令a=(1-p)2，兩次傳送成功的概率=(1-a)a，三次傳送成功的概率=(1-a)2a，因此每個(gè)分組平均傳送次數(shù)T=a+2a(1-a)+3a(1-a)2+=a/(1-a)(1-a)+2(1-a)2+3(1-a)3+因?yàn)?0Ekqk=q/(1-q)2k=1所以T=a/(1-a)x(1-a)/1-(1-a)2=1/a=1/(1-p)2(3)每個(gè)接收到的分組平均經(jīng)過(guò)的鏈路數(shù)HH=LXT=(p2-3p+3)/(1-p)2第7題：一個(gè)萬(wàn)維網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)有1千萬(wàn)個(gè)頁(yè)面，平均每個(gè)頁(yè)面有10個(gè)超鏈。讀取一個(gè)頁(yè)面

14、平均要100ms。問(wèn)要檢索整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)所需的最少時(shí)間？解：每個(gè)頁(yè)面都要被訪問(wèn)。每個(gè)頁(yè)面需要100ms,得到所有的頁(yè)面要花106s的時(shí)間，這大約等于11.6天。與每個(gè)頁(yè)面上的鏈接數(shù)目是無(wú)關(guān)的，因?yàn)樯⒘斜肀ＷC每個(gè)頁(yè)面僅訪問(wèn)一次。解檢索整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)所需時(shí)間為（）將其化為天數(shù)如下：（天）既要檢索整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)所需最少時(shí)間約為11.天6第8題：一個(gè)自治系統(tǒng)有5個(gè)局域網(wǎng)，其連接圖如圖6-61所示。LAN2至LAN5上的主機(jī)數(shù)分別為：91,150,3和15。該項(xiàng)自治系統(tǒng)分配到的IP地址塊為30.138.118/23。試給出每一個(gè)局域網(wǎng)的地址塊（包括前綴）。解:分配網(wǎng)絡(luò)前綴時(shí)應(yīng)先分配地址數(shù)較多的前綴。地址塊30.138.1

15、18/23可寫成30.138.118.0/23寫成二進(jìn)制表示：00011110100010100111011000000000掩碼11111111111111111111111000000000LAN3有150個(gè)主機(jī)加一個(gè)路由器地址為151個(gè)地址。地址塊00011110100010100111011*分配地址塊000111101000101001110110*即30.138.118.0/24LAN2有91個(gè)主機(jī)加一個(gè)路由器地址為92個(gè)地址。分配地址塊0001111010001010011101110*即30.138.119.0/25LAN5有15個(gè)主機(jī)加一個(gè)路由器地址為16個(gè)地址。需要/27地

16、址塊，可分配/26地址塊。分配地址塊00011110100010100111011110*即30.138.119.128/26LAN4有3個(gè)主機(jī)加一個(gè)路由器地址為4個(gè)地址。至少需要/29地址塊分配地址塊00011110100010100111011111000*即30.138.119.192/29LAN1至少有3個(gè)IP地址供路由器用。也分一個(gè)/29地址塊分配地址塊00011110100010100111011111001*即30.138.119.200/29第9題：收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為2108m/s。試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延的傳播時(shí)延：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。107t100s解：（1）發(fā)送時(shí)延：s105106t0.005s傳播時(shí)延：p21081032)發(fā)送時(shí)延：t一s109106t0.005s傳播時(shí)延：p2108由以上計(jì)算我們可以得出：比特的傳播時(shí)延與鏈路的帶寬無(wú)關(guān)，提高鏈路帶寬只是為了減少數(shù)據(jù)的發(fā)