計算機網(wǎng)絡(luò)試卷及答案

PAGEPAGE14計算機網(wǎng)絡(luò)考試試卷（A卷）參考答案班級 姓名 學號 成績1310101010一、計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一、計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ISO/OSI協(xié)議參考模型和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖，并對其異同點進行分析。在ISO/OSI要功能是什么？(1)做出ISO/OSI協(xié)議參考模型和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖TCP/IP模型，采用層次化畫法ISO/OSI應用層物理層

應用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際接口層TCP/IP模型，采用非層次化畫法兩者的共同點：它們都是基于獨立的協(xié)議棧的概念，而且層的功能大體相似。例如，兩個模型中，傳輸層以及傳輸層以上的層次都是為通信的進程提供端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的傳輸服務(wù)的。兩者的不同點：OSI是事實上的國際標準OSI參考模型采用了七個層次的體系結(jié)構(gòu)，而TCP/IP體系結(jié)構(gòu)分為四層OSITCP/IP之間使用IPOSI參考模型沒有規(guī)定各層應該采用的協(xié)議TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議族呈現(xiàn)沙漏架構(gòu)的關(guān)鍵點(3)OSI參考模型中，各層處理數(shù)據(jù)單元，及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能如下：模型層次應用層表示層會話層傳輸層

數(shù)據(jù)單元消息message消息message消息message報文段segment

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)關(guān)gateway網(wǎng)關(guān)gateway網(wǎng)關(guān)gateway網(wǎng)關(guān)gateway

設(shè)備功能網(wǎng)絡(luò)層

分組packet/datagram 路由器

路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)鏈路層物理層

幀 比特bit

交換機switch網(wǎng)橋 bridge中繼器集線器hub

分組交換放大信號沙漏(或稱細腰型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(Hourglass/narrowwaistnetworkarchitecturemodel)(Complexedgeandsimplecore)(Best-effortservicemodel)聰明發(fā)送方與笨拙接收方的TCP協(xié)議設(shè)計(Smartsender/dumbreceiver)(KISS:KeepItSimpleandStupid)沙漏(的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(Hourglass/narrowwaistnetworkarchitecturemodel)沙漏模型表示網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧形如細腰，其中間部分采用了代表最小的、經(jīng)過精心挑選的通用功能集，它允許高層應用和低層通信技術(shù)并存。符合該模型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)案例有TCP/IPIP（所謂的EverythingoverI（所謂的IPovereverythin正因為如此，互聯(lián)網(wǎng)才發(fā)展到今天的這種全球的規(guī)模。(Complexedgeandsimplecore)符合該模型的例子有分組交換網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點僅僅轉(zhuǎn)發(fā)分組，實現(xiàn)盡可能簡單，另外一個符合該模型的例子，但是教學內(nèi)容沒有涉及到的就是基于區(qū)分服務(wù)(DiffServ)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量模型。(Best-effortservicemodel)網(wǎng)絡(luò)什么也不做。盡力服務(wù)提供的是一種不可靠的傳輸服務(wù)。符合該模型的案例是IP服務(wù)模型。IP數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中以無連接方式發(fā)送分組，盡力的無連接的服務(wù)是互聯(lián)網(wǎng)能夠提供的最為簡單的服務(wù)，有利于保持路由器設(shè)計的簡單。聰明發(fā)送方與笨拙接收方的TCP協(xié)議設(shè)計(Smartsender/dumbreceiver)報文，而不主動發(fā)起任何活動。符合該模型的案例包括TCP0的通知窗口信息；此后，接收方不主動通過ACK1Byte的報文段觸發(fā)接收方的響應，從而獲得關(guān)于通知窗口的變化。(KISS:KeepItSimpleandStupid)的復雜性。符合該原則的案例就是以太網(wǎng)Ethernet的設(shè)計。以太網(wǎng)的設(shè)計過程中沒有以復雜度追求高（例如同時代的令牌環(huán)網(wǎng)MAC器三、直接連接的網(wǎng)絡(luò)：可靠傳輸三、直接連接的網(wǎng)絡(luò)：可靠傳輸有人認為，只要接收方對每個收到的報文都有ACK觀點對不對，為什么？1Mbps1.25sec2000bit誤碼率、確認幀長和處理時間，請問停止等待協(xié)議的信道利用率是多少？在(2)的條件下，設(shè)計一個滑動窗口連續(xù)ARQ口大小需要多少幀，相應的窗口序號Seq需要多少bit來表示？觀點不對(Reliable報文都有ACK回復以外，還需要定時器，這樣才能觸發(fā)重傳。例如，停止等待的ARQ協(xié)議。信道利用率為實際吞吐量與信道容量的比值。停止等待協(xié)議每個RTT2kbit/1Mbps=0.002sec.該衛(wèi)星鏈路的RTT為：2*1.25sec=2.5因此其實際吞吐量為：2kbit/2.502sec=0.799kbps或者0.8kbps而衛(wèi)星鏈路的數(shù)據(jù)率為1Mbps，因此信道利用率為：0.799kbps/1Mbps=0.08%該衛(wèi)星鏈路的帶寬時延積為：1Mbps*2*1.25sec=2.5Mbits因此滑動窗口的大小為：2.5Mbit/2kbits=1250如果滑動窗口的接收窗口為1，則需要11bit表達；25002048=211<2500<212=409612位bit表達四、直接連接的網(wǎng)絡(luò)：動態(tài)介質(zhì)接入四、直接連接的網(wǎng)絡(luò)：動態(tài)介質(zhì)接入MAC簡述CSMA/CD算法，物理傳播時延對載波偵聽CS有什么影響？假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為100Mbps200000km/s，求能夠用此協(xié)議的最短幀長。(1)CSMA/CD算法全稱是CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，中文名為載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測算法。其基本思路是：每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他的計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。CS的結(jié)果有影響。因為電磁波在線纜上是以有限的速率傳送(Contention(CollisionIEEE802.3Ethernet以太網(wǎng)規(guī)范中實現(xiàn)了CSMA/CD算法，其爭用期設(shè)計為51.2，并且采用二進制指數(shù)退避算法來控制各站點的等待時間。(2)由于CSMA/CD絡(luò)的最短幀長，就是能夠大于因碰撞異常中止發(fā)送的數(shù)據(jù)塊大小。該網(wǎng)絡(luò)的爭用期為：2*(1km/2*105km/s)=10-5sec爭用期內(nèi)能發(fā)送的最大數(shù)據(jù)塊為：100Mbps*10-5sec=1000bit=125byte五、分組交換網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)報和虛電路五、分組交換網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)報和虛電路請比較數(shù)據(jù)報和虛電路這兩種服務(wù)的優(yōu)缺點。假設(shè)在源站點、目的站點之間有32臺交換機。假設(shè)每條鏈路的傳播2ms4Mbpsn1KB的分組進行傳輸。假設(shè)每個分組有24Byte1000Byte的有效載荷，每個交換機對分組進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)時會引起1ms的延算整個文件到達目的地的總時延。在(2)1KB的信令報文，目的站點向源站點回復確認1KB的信令報文。假設(shè)交換機不會對電路交換的(1)從以下幾個角度分析虛電路和數(shù)據(jù)報的優(yōu)缺點，或者是主要的區(qū)別：思路分組的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點出現(xiàn)故障時的情況

虛電路虛電路服務(wù)是面向連接的，提供可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸；可靠通信應該由網(wǎng)絡(luò)來保證必須建立連接目的站地址僅在連接建立階段使使得分組的控制信息部分的比特數(shù)減少，減少了額外的開銷屬于同一個虛電路的分組總是按照同一路由進行轉(zhuǎn)發(fā)當節(jié)點發(fā)生故障時，所有通過出故障的節(jié)點的虛電路均不能工作

數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報服務(wù)是面向無連接的，提供面向無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸；可靠通信應該由用戶主機來保證不需要建立連接每個分組都要有目的站的全地址每個分組獨立選擇路由進行轉(zhuǎn)發(fā)，當某個節(jié)點發(fā)生故障時，后續(xù)的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性當網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，出故障的節(jié)點可能會丟棄分組，一些路由可能會發(fā)生變化分組到達的順序保證分組總是按照發(fā)送順序到達目的站，且不丟失、不重復

到達目的站時不一定要按發(fā)送順序，傳輸中分組可能丟失和重復制和流量控制適用場合

可以由分組交換網(wǎng)負責，也可以由用戶機負責適用于通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合

只由主機負責服務(wù)的靈活性好，適用于傳輸可靠性要求不高、通信子網(wǎng)負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合(2)總時延D=Delay_at_Switch*Switch_Num+Delay_at_last_hop=(Tp+Tpkt+Ts)*2+(Tp+Tt)=Tpkt*2+Tp*3+Ts*2+Tt其中,Tpkt=Packet_Size/Bandwidth=1KB/4Mbps=1024*8/(4*106)=2.048msTp=2ms,Ts=1ms,Tt=1.024*nB/4Mbps所以,D=2.048*2+2*3+1*2+1.024*nB/4Mbps=12.10ms+1.024*nB/4Mbps數(shù)據(jù)報傳輸?shù)臅r序圖見后圖(3)虛電路傳輸?shù)臅r序圖總時延D=Singling_Delay+Transmission_Delay=2*Packet_Duration+Transmission_Delay=2*(Tpkt*2+Tp*3+Ts*2+Tpkt)+(Tp*3+Tt)其中,Tpkt=2.048ms,Tp=2ms,Ts=1ms,Tt=nB/4Mbps=Tpkt*6+Tp*9+Ts*4+Tt所以,D=2.048*6+2*9+1*4+nB/4Mbps=34.29ms+nB/4Mbps六、局域網(wǎng)擴展六、局域網(wǎng)擴展現(xiàn)有五個站點分別連接在三個局域網(wǎng)上，并且通過兩個透明網(wǎng)橋連接起來，如圖所示。初始情況下，兩個網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表均為空。其后以下各站向其他的站點發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即情況下，兩個網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表均為空。其后以下各站向其他的站點發(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。試填寫下面的轉(zhuǎn)發(fā)表格，并分析網(wǎng)橋工作原理。B1B2端口1端口2端口1端口2H1H2H3H4H5MAC1 MAC2 MAC3 MAC4 MAC5發(fā)送的幀發(fā)送的幀1的轉(zhuǎn)發(fā)表2的轉(zhuǎn)發(fā)表站地址端口站地址端口網(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H1->H5H3->H2H4->H3H2->H1網(wǎng)橋的工作原理是：如果網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在能夠從端口x收到從源地址A發(fā)來的幀，那么以后就可以從端口x將一個幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址A。發(fā)送的幀發(fā)送的幀1的轉(zhuǎn)發(fā)表2的轉(zhuǎn)發(fā)表1的處理2的處理站地址端口站地址端口(轉(zhuǎn)發(fā)/丟棄/登記)(轉(zhuǎn)發(fā)/丟棄/登記)H1->H5MAC11MAC11轉(zhuǎn)發(fā)，登記轉(zhuǎn)發(fā)，登記H3->H2MAC32MAC31轉(zhuǎn)發(fā)，登記轉(zhuǎn)發(fā)，登記H4->H3MAC42MAC42登記，丟棄轉(zhuǎn)發(fā)，登記H2->H1MAC21//登記，丟棄接收不到七、分組交換網(wǎng)絡(luò)：交換式以太網(wǎng)七、分組交換網(wǎng)絡(luò)：交換式以太網(wǎng)假設(shè)在一個以太網(wǎng)A中，1個服務(wù)器和N個客戶機用10Mbps以太網(wǎng)集線器互聯(lián)，10Mbps的以太網(wǎng)交換機替換掉A的通信帶寬有什么變化？如果以太網(wǎng)A機到服務(wù)器的通信帶寬有什么變化？以太網(wǎng)交換機、集線器有什么區(qū)別？(1)10Mbps以太網(wǎng)集線器情形下，客戶機到服務(wù)器的通信帶寬為10/(N+1)Mbps10Mbps以太網(wǎng)交換機情形下，客戶機到服務(wù)器的通信帶寬為10/NMbps通信帶寬的變化為10/(N*(N+1))Mbps(2)與(1)相同(3)以太網(wǎng)交換機和集線器的區(qū)別：可以根據(jù)MAC地址對數(shù)據(jù)幀進行轉(zhuǎn)發(fā)基于集線器的以太網(wǎng)是共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點通過CSMA/CD機制競爭帶寬；基于交換機的以太網(wǎng)是獨享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，各通信節(jié)點對可以獨占總帶寬2500米和4器；交換機擴展以太網(wǎng)網(wǎng)段時，沒有類似的限制，無需額外配置八、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：路由器八、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：路由器H1H2通過幾臺路由器相連的，請給出每個路由器的路由表（慮每個網(wǎng)絡(luò)中未劃分子網(wǎng)。假設(shè)有一數(shù)據(jù)報需要從計算機H1發(fā)送到計算機H2，描述每一個路由器內(nèi)部的分組轉(zhuǎn)發(fā)過程，并用圖示方法描述該數(shù)據(jù)報的目的和源MAC地址以及IP地址在傳輸過程中出現(xiàn)的變化。R1的路由表序號目的地址下一跳1192.168.1接口HA32100.68.2接口HA43147.168.3R2R2的路由表序號目的地址下一跳1192.168.1R12100.68.2接口HA53147.168.3接口HA6數(shù)據(jù)報傳送的過程序號過程源IP目的IP源MAC目的MAC1H1到R1192.168.1.23147.168.3.46HA1HA32R1到R2192.168.1.23147.168.3.46HA4HA53R2到H2192.168.1.23147.168.3.46HA6HA2九、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：九、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：IP地址試說明IP地址和MAC硬件地址的區(qū)別。為什么要使用這兩種不同的地址？一個單位有一個C類網(wǎng)絡(luò)201.42.103臺。給出一種可能的子網(wǎng)掩碼安排來完成劃分任務(wù)，滿足各部門內(nèi)的可用IP地址保持連續(xù)。在(2)的條件下，如果各部門主機數(shù)目均新增5臺，又該如何安排，滿足各部門內(nèi)的可用IP地址保持連續(xù)。(a)使用物理地址和IP地址是因為兩個地址的作用不一樣。IP地址在IP數(shù)據(jù)報的首部，硬件地址在數(shù)據(jù)鏈路層的MACIP地址，在鏈路層及其以下尋址用的是硬件地址。在互聯(lián)網(wǎng)的路由器中，根據(jù)目的站點的IP地址進行選路。MACIP絡(luò)時，其MAC地址根據(jù)下一跳路由器的接口地址而不同。(b)四個部門，其主機數(shù)量需求分別為：A—40臺，B—85臺，C—30臺，D—17臺如果每個部門一個子網(wǎng)，其所需要的主機數(shù)量空間為：A—40臺≤26=64，B—85臺≤27=128，C—30臺≤25=32，D—17臺≤25=32C256臺≥64+128+32+32子網(wǎng)是可行的。設(shè)計四個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號、掩碼如下：序號最大主機數(shù)量子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)掩碼1128201.42.103.00000000255.255.255.10000000264201.42.103.10000000255.255.255.11000000332201.42.103.11000000255.255.255.11100000432201.42.103.11100000255.255.255.11100000四個部門獲得的子網(wǎng)，及其IP地址空間如下：部門所需主機最大主名稱數(shù)量機數(shù)量子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼IP地址范圍B85128201.42.103.0255.255.255.128200.1.1.0–200.1.1.127A4064201.42.103.128255.255.255.192200.1.1.128–200.1.1.191C3032201.42.103.192255.255.255.224200.1.1.192–200.1.1.223D1732201.42.103.224255.255.255.224200.1.1.224–200.1.1.255(c)四個部門，其主機數(shù)量需求分別為：A—45臺，B—90臺，C—35臺，D—22臺如果每個部門一個子網(wǎng)，其所需要的主機數(shù)量空間為：A—45臺≤26=64，B—90臺≤27=128，C—35臺≤26=64，D—22臺≤25=32C256臺≤64+128+64+32，因此每個部門劃分一個獨立的子網(wǎng)的方案是不可行的。在“各部門內(nèi)的可用IP更多的小型子網(wǎng)、一個部門對應多個子網(wǎng)的方法來解決目前問題。一個解決方案是，將B12864+32的兩個子網(wǎng)。設(shè)計五個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號、掩碼如下：序號最大主機數(shù)量子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)掩碼164201.42.103.00000000255.255.255.11000000264201.42.103.01000000255.255.255.11000000364201.42.103.10000000255.255.255.11000000432201.42.103.11000000255.255.255.11100000532201.42.103.11100000255.255.255.11100000四個部門獲得的子網(wǎng)，及其IP地址空間如下：部門名稱所需主機數(shù)量最大主機數(shù)量子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼IP地址范圍A4564201.42.103.0255.255.255.192200.1.1.0–200.1.1.63C3564201.42.103.64255.255.255.192200.1.1.64–200.1.1.127B9064201.42.103.128255.255.255.192200.1.1.128–200.1.1.19132201.42.103.192255.255.255.224200.1.1.192–200.1.1.223D2232201.42.103.224255.255.255.224200.1.1.224–200.1.1.255十、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：距離向量路由簡述十、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：距離向量路由簡述RIP(DistanceVectorRouting)和缺點。到F節(jié)點A1234次路由信息交換后，基于Bellman-Ford算法測算的到其它節(jié)點的距離向量信息，以及相應的路由表。A3C27FB3D12E(1)距離向量路由的核心思想是：每個節(jié)點構(gòu)造一個包含到所有其他節(jié)點距離的一個向量，并將這個向量分發(fā)給他的鄰節(jié)點；鄰節(jié)點獲得信息之后根據(jù)Bellman-Ford的方程計算出到網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點的最短路徑。簡單的說，就是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將自己知道的全局拓撲信息告訴自己的鄰居。(2)AA3C27FB3D12E節(jié)點A到其它節(jié)點的距離向量交換路由信息次數(shù)ABCDEF00∞37∞∞10∞3765207376530737654073765節(jié)點A的路由表序號目的地址路徑權(quán)值下一跳1A0--2B7C3C3C4D7D5E6C6F5C十一、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：鏈路狀態(tài)路由十一、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：鏈路狀態(tài)路由簡述OSPF(LinkState點。F表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，鏈路上數(shù)字表示該鏈路的權(quán)值，請給出節(jié)點A獲得了全局鏈路狀態(tài)信息后，采用Dijkstra以及相應的路由表。55AC51B231F23E2D1(1)鏈路狀態(tài)路由的核心思想是：每個節(jié)點都知道怎樣到達它的鄰節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息，通過可靠的廣播將這些信息通知全網(wǎng)；各節(jié)點獲得信息之后根據(jù)Dijkstra算法測算出到網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點的最短路徑。簡單的說，就是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將自己知道的局部拓撲信息告訴網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點。(2)55AC51B231F23E2D1節(jié)點A到其它節(jié)點的最短距離步驟證實表試探表1(A,0,-)2(A,0,-)(B,1,B),(C,5,C),(D,2,D)3(A,0,-),(B,1,B)(C,5,C),(D,2,D)4(A,0,-),(B,1,B)(C,4,B),(D,2,D)5(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(C,4,B)6(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(C,4,B),(E,3,D)7(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(E,3,D)(C,4,B)8(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(E,3,D)(C,4,B),(F,5,D)9(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(E,3,D),(C,4,B)(F,5,D)10(A,0,-),(B,1,B),(D,2,D)(E,3,D),(C,4,B),(F,5,D)節(jié)點A的路由表序號目的地址路徑權(quán)值下一跳1B1直達2C4B3D2直達4E3D5F5D十二、端到端協(xié)議：十二、端到端協(xié)議：TCP協(xié)議如何區(qū)別兩臺主機之間的不同的TCP連接？當應用程序使用面向連接的TCPIP時，這種傳輸是面向連接的還是無連接的？作出兩臺主機之間建立TCP連接的時序圖，舉例說明