計算機網(wǎng)絡典型習題講解

1、1計算機網(wǎng)絡習題講解計算機網(wǎng)絡習題講解第一章第一章l基本概念l端到端延遲計算端到端延遲計算2OSI參考模型參考模型l請從低到高的順序指出OSI參考模型中的七層, 并對其中（任選的）五層的每一層指出一個實際協(xié)議的例子。l答：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層（或會晤層）、表示層、應用層物理層：任何一種調(diào)制解調(diào)體制數(shù)據(jù)鏈路層：ALOHA、CSMA或CSMA/CD、TDMA、FDMA、CDMA、FDDI等之一網(wǎng)絡層：ARP、IP、ICMP、OSPF、BGP等傳輸層：TCP、UDP之一會話層：NetBIOS等表示層：XML、HTML、MIME、XDR等應用層：FTP、HTTP、DNS、SMTP

2、、DHCP、 RIP 、ODBC、RPC等3OSI參考模型參考模型l從下到上列舉OSI 7層模型，并概要說明每層的主要功能。物理層：該層包括物理連網(wǎng)媒介，是計算機連網(wǎng)的基礎。數(shù)據(jù)鏈路層：在不可靠的物理線路上進行可靠的數(shù)據(jù)傳遞網(wǎng)絡層：實際完成主機到主機的通信服務。（IP、ARP、RARP、ICMP+各種選路協(xié)議） 傳輸層：在終端用戶之間提供透明的數(shù)據(jù)傳輸。（TCP、UDP）會話層：負責在網(wǎng)絡中的兩節(jié)點之間建立和維持通信表示層：為不同終端的上層用戶提供數(shù)據(jù)和信息的格式化方法。（例如加密解密）應用層：負責對軟件提供接口以使程序能夠使用網(wǎng)絡服務（注意不是運行的那些應用程序，而是提供的接口或者服務）4練

3、習練習l（1）以下功能典型地屬于OSI模型的哪一層？ 介質訪問控制(Medium Access Control) 位的差錯檢測與恢復 路由學習 分組轉發(fā) 進程-進程之間的可靠傳輸l(2) 以下具體設備或軟件工作在OSI模型的哪一層？ XML（擴展超標記語言） IP路由器 Web服務器 JAVA RMI（遠程方法調(diào)用） 以太網(wǎng)網(wǎng)卡 5數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層傳輸層表示層應用層應用層端到端延遲計算端到端延遲計算l考慮兩臺主機A和B由一條速率為R bit/s的鏈路相連。假定這兩臺主機相隔m米，沿該鏈路的傳播速率為s m/s。主機A向主機B發(fā)送長度為L比特的分組。書上課后習題5

4、. P46a.根據(jù)m和s表達傳播時延dprop b.根據(jù)L和R確定分組的傳輸時延dtransc.忽略處理時延和排隊時延，得出端到端時延的表達式d.假定主機A在時刻t=0開始傳輸該分組，在時刻t= dtrans，該分組的最后一個比特在什么地方？e.假定dprop大于dtrans，在時刻t=dtrans，該分組的第一個比特在何處？f. 假定dprop小于dtrans，在時刻t=dtrans，該分組的第一個比特在何處？g.假定s=2.5*108，L=100b，R=28 kb/s。求出傳播時延等于傳輸時延的距離m。6la. m/slb. L/Rlc. L/R + m/sld. at the spot

5、of Ale. 在鏈路上且距離A dtrans*s米處lf. at the spot of Blg. 大約8.9*105 米7解答解答課后習題課后習題18l假定兩個主機A和B相隔10 000km，由一條直接的R=1 Mb/s的鏈路相連。假定跨越該鏈路的傳播速率是2.5*108m/s。書上課后習題18. P47a.計算“帶寬時延”積R*tprop。b.考慮從主機A到主機B發(fā)送一個400 kb的文件，假定該文件作為一個大報文連續(xù)發(fā)送。在任何給定時間，在鏈路上具有的比特數(shù)量最大值是多少？c.給出帶寬時延的一種解釋。d.在該鏈路上一個比特的寬度（以m計）是多少？它比一個足球場更長嗎？e.根據(jù)傳播速率s

6、，帶寬R和鏈路m的長度，推導出比特寬度的一般表達式。8解答解答la.“帶寬時延”積（1e7/2.5e8）*1e6=40,000bitlb.40000bitlc.一條鏈路的帶寬時延積就是這條鏈路上具有的比特數(shù)的最大值。ld.1e7/4e4=250m,比一個足球場的長度還長。le.s/R9傳輸層傳輸層l滑動窗口信道利用率計算滑動窗口信道利用率計算lTCP連接建立、刪除連接建立、刪除l連接開始到結束的序列號及確認號計算填空連接開始到結束的序列號及確認號計算填空lUDP和和TCP的區(qū)別的區(qū)別10滑動窗口計算題滑動窗口計算題l衛(wèi)星信道上數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s，數(shù)據(jù)幀長為1000bit，衛(wèi)星信道的傳播時

7、延為270ms，而幀的控制信息、確認幀長及幀處理時間均可忽略不計。當采用下列三種協(xié)議時，試計算可能達到的信道利用率是多少？ A. stop-and-wait B. Go-Back-N, WT=6, WB=1; C. Select Repeat, W T =5 ，W B =511答案：信道利用率 = 數(shù)據(jù)發(fā)送時間 / （數(shù)據(jù)發(fā)送時間 + 傳播時延） 1) 信道利用率 =(1000bit/1Mb/s)/(1000bit/1Mb/s+270ms*2)=0.184842% 2) 信道利用率 =(1000bit/1Mb/s*6)/(1000bit/1Mb/s*6+270ms*2)=1.098901% 3

8、) 信道利用率 =(1000bit/1Mb/s*5)/(1000bit/1Mb/s*5+270ms*2)=0.91743% TCP建立連接建立連接l3-way handshakingSYN=1，Seq# = mTCP clientTCP serverSYN=1，Seq#=n, ACK=1, Ack#= m+1ACK=1，Ack#=n+1m：客戶端起始序列號，：客戶端起始序列號，n：客戶端起始序列號：客戶端起始序列號TCP刪除刪除/關閉連接關閉連接FIN=1 Seq#=MACK=1，Ack#= M+1M=連接關閉前已經(jīng)被確認收到數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序列號加連接關閉前已經(jīng)被確認收到數(shù)據(jù)的最后一個字

9、節(jié)的序列號加1任何一方任何一方(client or server)都能夠發(fā)送關閉請求，單向關閉都能夠發(fā)送關閉請求，單向關閉.TCP 關閉連接具有單向性關閉連接具有單向性FIN=1，Seq#=MABACK=1，Ack#= M+1A 到到 B 的連接關閉的連接關閉, 而而B到到A的連接并未關閉仍可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)的連接并未關閉仍可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)Stream？TCP整個過程練習整個過程練習SYN=1,序列號序列號= ？ABBase Seq#.=6999 建立連接建立連接 400B readyA到到B的連接關的連接關閉閉SYN=1, Seq#=？, ACK=1，Ack#= ？ACK=1, Ack#=？ Ba

10、se Seq#=1999 500B Ready ACK=1，Ack#= ？Seq#=？, 500B Seq#= ？, 400B ACK=1, Ack#=？FIN=1，Seq#=？ACK=1，Ack#= ？此時，此時，A還能繼續(xù)向還能繼續(xù)向B傳輸數(shù)據(jù)嗎，反過來呢，為什么傳輸數(shù)據(jù)嗎，反過來呢，為什么解答解答SYN=1,序列號序列號= (6999) ABBase Seq#.=6999 建立連接建立連接 400B readyA到到B的連接關的連接關閉閉SYN=1, Seq#=(1999 ), ACK=1，Ack#= (7000)ACK=1, Ack#=(2500) Base Seq#=1999 500

11、B Ready ACK=1，Ack#= (2000)Seq#=(2000), 500B Seq#= (7000), 400B ACK=1, Ack#=(7400)FIN=1，Seq#=(7400)ACK=1，Ack#= (7401)此時，此時，A不能繼續(xù)向不能繼續(xù)向B傳輸數(shù)據(jù)，反過來可以，因為傳輸數(shù)據(jù)，反過來可以，因為TCP關閉連接關閉連接具有單向性，上面只關閉了具有單向性，上面只關閉了A到到B的連接，的連接，B到到A的連接未關閉的連接未關閉關閉連接練習關閉連接練習l設TCP客戶端當前已被確認的最大序列號是9453, 服務器端當前已被確認的最大序列號是65778，畫出關閉從服務器端到客戶端的T

12、CP連接的過程, 并在圖上標出正確的序列號和確認號。 17l以下是一個TCP傳輸過程, 假設每次接收方都全部接受到達的數(shù)據(jù), 請正確填寫圖中括號中的數(shù)字。18解答解答19UDP和和TCP比較比較lUDP和TCP都是因特網(wǎng)傳輸層協(xié)議，它們有哪些重要區(qū)別？l 答：UDP為無連接傳輸，TCP為有連接傳輸； UDP不可靠，TCP可靠； UDP支持廣播和組播，TCP對這兩者都不能支持； UDP沒有流量調(diào)節(jié)機制，TCP有流量調(diào)節(jié)機制； UDP面向消息（數(shù)據(jù)有邊界）；TCP面向字節(jié)流（數(shù)據(jù)無邊界）。l一個多媒體應用軟件需要支持視頻流的組播功能，問采用TCP還是UDP實現(xiàn)較為合適？說明理由。l 答：采用UDP

13、，因為UDP支持組播但TCP不支持。20網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層lIP地址（地址分類、子網(wǎng)掩碼、特殊的地址（地址分類、子網(wǎng)掩碼、特殊的IP地址）地址）lIP首部（首部（ IHL ， total lenth ）lIP尋址（根據(jù)路由表選路填表題）尋址（根據(jù)路由表選路填表題）lIP組網(wǎng)（包括組網(wǎng)（包括IP地址分配、靜態(tài)路由表生成和路由匯聚）地址分配、靜態(tài)路由表生成和路由匯聚）lIP 選路選路lIP分片與組裝分片與組裝l組播與廣播異同組播與廣播異同21IP地址分類地址分類l可根據(jù)第一個十進制數(shù)來判斷網(wǎng)絡類別lA類：112 6 ，127預留lB類：128191lC類 ：192223lD類：224239lE類：240

14、25522IP地址分類及特殊的地址分類及特殊的IP地址地址lA類地址類地址第1字節(jié)為網(wǎng)絡地址，其它3個字節(jié)為主機地址。地址范圍：-54 A類地址中的私有地址和保留地址： 10.X.X.X是私有地址（所謂的私有地址就是在互聯(lián)網(wǎng)上不使用，而被用在局域網(wǎng)絡中的地址）。 范圍（-55） 127.X.X.X是保留地址，用做循環(huán)測試用的。lB類地址類地址第1字節(jié)和第2字節(jié)為網(wǎng)絡地址，其它2個字節(jié)為主機地址。地址范圍：-54。 B類地址的私有地址和保留地址 -172

15、.31.255.255是私有地址 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址，而你在網(wǎng)絡上又沒有找到可用的DHCP服務器。就會得到其中一個IP。23lC類地址類地址C類地址范圍：-54。 C類地址中的私有地址： 192.168.X.X是私有地址。(-55)lD類地址類地址 D類地址不分網(wǎng)絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前四位固定為1110。 D類地址范圍：-54lE類地址類地址 E類地址不分網(wǎng)絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前五位

16、固定為11110。 E類地址范圍：-5424練習練習l以下IP地址分別屬A、B、C、D哪一類？l l 0l 8l 1l 925ABACD子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼l子網(wǎng)掩碼與IP地址做“與”運算得到該IP地址的網(wǎng)絡地址。l1.根據(jù)子網(wǎng)掩碼的長度，計算以下IP地址的子網(wǎng)地址：/8 /11/16/19 /24l2.分別寫出用點分十進制記號表示的9

17、位、11位、17位、21位和 25位長度的子網(wǎng)掩碼.26解答解答l1. /8 /11 /16 /19 /24 l2. 2827IP首部首部lIHL(IPHeaderLength):首部長度, 占4bit, 可表示最大數(shù)是15個單位,一個單位一個單

18、位4個字節(jié)個字節(jié)，因此首部的最大值是60字節(jié)。一般是20字節(jié)。lTotal length:總長度，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位是字節(jié)，占用16bit, 因此數(shù)據(jù)報的總長度為65535字節(jié)，即64KB。28IP尋址練習尋址練習1l一個網(wǎng)絡見下圖, 寫出路由器R1、R2的路由表(lan1, lan2等是接口的名字；對直接相連的網(wǎng)絡, 表項中的下一跳IP地址請用”C”標記；不要求寫默認路由項)29路由表格式:目標IP地址子網(wǎng)掩碼下一跳的IP地址離出接口的名字解答解答目標IP地址子網(wǎng)掩碼下一跳的IP地址離出接口的名字CLan1255.2

19、55.255.0CLan2Lan2Lan230目標IP地址子網(wǎng)掩碼下一跳的IP地址離出接口的名字vlan160CVlan160CVlan159CVlan2R1的路由表:R2的路由表:IP尋址練習尋址練習2l一個路由器R上的路由表如下, 試畫出該路由

20、器與其鄰居路由器的連接關系, 并在圖上標出各個接口的名字、接口的IP地址、通過每個鄰居路由器可到達的目標網(wǎng)絡。l注：“下一跳的IP地址”欄的C表示直接相鄰。31目標IP地址子網(wǎng)掩碼下一跳的IP地址RIP-距離離出接口的名字C0lan2C0lan159C0lan1607lan25lan2255.25

21、5.0.01lan21lan2解答解答32IP尋址練習尋址練習3l（1）什么是分組轉發(fā)過程中的“最長掩碼匹配”規(guī)則？l（2）對目標地址分別為/12、/24、/17的三個路由項，在路由表中正確的排列順序是什么？33答: （1）“最長掩碼匹配”規(guī)則是指對相同前綴的目標地址，子網(wǎng)掩碼 越長則越排列在路由表的前面，子網(wǎng)掩碼越短則越排列在路由 表的后面。 （2）正確的（從前向后）順序是 /24、/17

22、、/12。IP組網(wǎng)練習組網(wǎng)練習1l假定一個網(wǎng)絡上需要連接最多709臺計算機設備。（1）若對其分配VLSM(可變長子網(wǎng)掩碼的)IP地址, 問子網(wǎng)掩碼最長可達多少? 簡要說明計算過程。地址空間的使用效率（%）是多少？（2）若分配有類型的IP地址, 問A、B、C哪一類最合適? 簡要說明理由。地址空間的使用效率（%）是多少？34解: (1)設k位主機號，由2 k-1-2 70910位） 作為主機號。由此，8個子網(wǎng)的IP地址分別是： /19 /19 /19 /19 202.100.128

23、.0/19 /19 /19 /19 Routing in the Internet36/54路由匯聚路由匯聚Routing protocols can summarize addresses of several networks into one addressI can route to the /16 network.Routing Table/16BRouting Table/24/24/24172.16

24、.27.0/24/24/24ARouting in the Internet37/54（Summarizing within an Octet）/24 = 10101100 . 00010000 . 10101 000 . 00000000相同的位數(shù)為21（Number of Common Bits = 21）不同位數(shù)11位（Noncommon Bits = 11） 匯總：/21（Summary: /21）/24 = 172 . 16 . 10101 00

25、1 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 010 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 011 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 100 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 101 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 110 . 0 /24 = 172 . 16 . 10101 111 . 0 IP 選路選路l自治系統(tǒng)內(nèi)部選路：RIP：距離向量路由選擇協(xié)議,它選擇路

26、由的度量標準（metric)是跳數(shù)，最大跳數(shù)是15跳，如果大于15跳，它就會丟棄數(shù)據(jù)包。 OSPF: 鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它選擇路由的度量標準是帶寬，延遲。38練習練習l以下是RX路由器上的路由表.見表1，其中路由一列中，C代表直連，RA代表通過鄰居RA學習到。表1 RX的路由表 表2 收到RB的路由表l某個時刻，鄰居RB發(fā)來的路由表，見表2，問題（1）請問經(jīng)過路由更新后，該路由器的路由表變?yōu)?？請畫出最終路由表。問題（2） 該路由協(xié)議采用RIP協(xié)議，請大概解釋一下rip協(xié)議的工作原理。 39目標網(wǎng)絡地址 掩 碼路由RIP距離C0202.204

27、.64.0RA328 92RB3 RL4 RB7RB5RM10目標網(wǎng)絡地址掩 碼RIP距離11289234255.255.25

28、5.05解答解答目標網(wǎng)絡地址 掩 碼路由RIP距離C0RB228 92RB4 RL4 RB7RB6RM1040l1l2.RIP工作原理lRIP協(xié)議是基于距離向量算法的一種動態(tài)路由協(xié)議，路由實現(xiàn)時，RIP作為一個系統(tǒng)長駐進程（daemon）而存在于路由器中，負責從網(wǎng)絡系統(tǒng)的其

29、它路由器接收路由信息，從而對本地IP層路由表作動態(tài)的維護，保證IP層發(fā)送報文時選擇正確的路由。同時負責廣播本路由器的路由信息，通知相鄰路由器作相應的修改。RIP協(xié)議處于UDP協(xié)議的上層，RIP所接收的路由信息都封裝在UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)報中，所以它是種應用層協(xié)議IP分片與組裝分片與組裝l不同的鏈路層協(xié)議能承載的最大數(shù)據(jù)量為最大傳輸單元(MTU)不同，如上圖所示。網(wǎng)絡層分組在傳輸?shù)倪^程中就需要分片。l除了最后一片外所有初始有效載荷數(shù)據(jù)有效載荷數(shù)據(jù)的數(shù)量應當是8字節(jié)的倍數(shù)，并且偏移值(offset)應當被規(guī)定以8字節(jié)塊為單位l書上219頁例題41hosthostrouterrouterMTU = 40

30、00MTU = 1500MTU = 200042組播和廣播異同組播和廣播異同l組播和廣播的相同點和不同點是什么?l 答：相同點：一個發(fā)送端，多個接收端； 不同點：與發(fā)送方處于同一網(wǎng)段上的所有計算機都是廣播中的接收端；組播中的接收端只能是與發(fā)送方處于同一組群內(nèi)的計算機。43數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層lARP原理原理lCSMA/CD的原理和應用的原理和應用l差錯檢測和糾錯差錯檢測和糾錯lMAC地址和地址和IP地址的區(qū)別地址的區(qū)別44ARP原理原理l1.說明ARP協(xié)議的主要功能，并簡述其工作過程. ARP協(xié)議的主要功能是將32位IP地址轉換為48位物理地址。工作過程：首先每臺主機都會在緩沖區(qū)建立一個ARP

31、列表，以表示IP與MAC的對應關系。當有數(shù)據(jù)包發(fā)送時，會先檢查ARP列表中是否存在該IP對應的MAC地址，如果有，則直接將包發(fā)送到這個MAC地址，如果沒有，就向本地網(wǎng)段發(fā)起一個ARP請求的廣播包，網(wǎng)絡中所有主機收到這個ARP包后，會先檢查自己的IP是否與包中的IP地址一致，如果不一致則忽略，如果一致，則將發(fā)送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中（已存在的則覆蓋），然后向發(fā)送端發(fā)送一個響應包，發(fā)送方收到該響應包后將接收方的IP與MAC添加到自己的ARP列表中。然后開始數(shù)據(jù)的傳輸。45ARP原理原理l2.在什么情況下, 一個主機在發(fā)送一個IP分組前不需要檢索其ARP緩存或使用ARP ?

32、答：廣播或組播。l3.ARP緩存用來提高ARP的效率，請問為什么強制ARP緩存的表項壽命有限？ 答：ARP緩存表項表示MAC地址-IP地址對應關系, 但這種對應關系可以發(fā)生變化, (例如更換網(wǎng)卡), 因此必須強制ARP緩存的表項壽命有限。46CSMA/CD的原理和應用的原理和應用l說明局域網(wǎng)的介質訪問控制協(xié)議的主要目的，并概述CSMA/CD協(xié)議的工作過程。主要目的是：提供尋址及媒體存取的控制方式，使得不同設備或網(wǎng)絡上的節(jié)點可以在多點的網(wǎng)絡上通訊而不互相沖突工作過程：CSMA/CD（載波偵聽多路訪問/沖突檢測）在發(fā)送幀的同時對信道進行偵聽，以確定是否發(fā)生沖突，若在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測到了沖突，則發(fā)送阻塞信息并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后等待隨機時間再次發(fā)送47差錯檢測和糾錯差錯檢測和糾錯l1.假設