计算机网络习题整理

计算机网络习题整理

1. 计算机网络向用户提供的资源共享包括：信息共享、软件共享、硬件共享。
2. 因特网，（又称互联网）是一个互连网络，英文Internet，前身是美国的ARPANET。
3. 互联网具有两个重要的基本特点是连通性和共享。
4. 因特网由边缘部分和核心部分组成。
5. 在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可划分为客户-服务器方式（C/S方式） 和 对等方式（P2P方式） 两大类。
6. 网络中三种数据交换方式分别是电路交换、分组交换和报文交换。
7. 主机不属于互联网的核心部分。网线、交换机、路由器都属于核心部分。
8. 网络中的时延由发送时延、传播时延、处理时延和排队时延四部分组成。
9. 带宽的变化会改变发送时延。
10. 上网时，感觉网络时快时慢，主要是由排队时延引起的。
11. 网络协议的三个组成要素语法、语义和同步。
12. 物理层的四个特性与协议的三要素的对应关系：

• 电气特性对应语法；
• 功能特性对应语义；
• 过程特性对应同步。

13. 通信双方都可以发送消息，但不能同时发送消息的通信方式是双向交替通信。
14. 在同轴电缆、双绞线、光纤、微波无线信道中，光纤的带宽最宽，抗干扰能力最强。
15. 

解析：选A，编码1是不归零制，编码2是曼彻斯特编码。
曼彻斯特编码：0和1的编码是固定的。
差分曼彻斯特编码：位开始边界跳变的是0，没有的是1。

16. 在无噪声的情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术（正交调制），则该通信链路的最大数据传输速率是24kbps。

解析：

• 无噪声时使用奈氏准则：
  码元的传输速率$V_B=2W(Baud)$
  数据的传输速率$V_b=V_{B}lo{g}_{2}M=2Wlo{g}_{2}M$，其中W表示信道的带宽，M表示M进制码元。
• 有噪声时使用香农公式：
  数据传输速率 $C=Wlo{g}_2(1+S/N)$
• 故本题的最大数据传输速率：$2\ast 3\ast 10^3\ast lo{g}_2(4\ast 4)=24kbps$

17. 通信系统的一般模型中，发送器和接收器是可有可无的，信息源、受信者和信道是必须要有的。
18. 所有用户在不同时间占用相同的频带宽度的信道复用是TDM。
19. 站点A、B、C通过CDMA共享链路，A、B、C的码片序列（chipping sequence）分别是（1,1,1,1）、（1,-1,1,-1）和（1,1,-1,-1），若C从链路上收到的序列是（2,0,2,0,0,-2,0,-2,0,2,0,2），则C收到A发送的数据是 101。

解析：A的码片向量与C收到的序列进行规格化内积，如果结果为1，则发送的是1；如果结果是-1，则发送的是0。
$(2\ast 1+0\ast 1+2\ast 1+0\ast 1)/4=1，(0\ast 1-2\ast 1+0\ast 1-2\ast 1)/4=-1，(0\ast 1+2\ast 1+0\ast 1+2\ast 1)/4=1$，故A发送的数据是101。

20. 近年来有多种宽带技术开始进入家庭，其中家庭通过电话线上网采用的技术是xDSL。
21. 在数据帧中，当所传的数据中出现了控制字符时，就必须采取适当的措施，是接收方不至于将数据误认为是控制信息。这样才能保证数据链路层的传输时透明的。
22. 发送的数据位101110，采用CRC的生成多项式是$P(X)=X^3+1$，求添加在数据后面的余数是011。

解析：$M\ast 2^3=101110000$，用101110000除以1001余数是011。

23. 一个PPP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7E FE 27 7D 7D 65 7E。

解析：(7D,5E)=>7E，(7D,5D)=>7D。

24. 0比特插入/删除方法规定，在两个标志字段F之间的比特序列中，如果检查出连续的5个1，不管它后面的比特是0或1，都增加1个0。
25. PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100，经过零比特填充后变成011011111011111000。
26. 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00011101111111111110。
27. 数据链路层的主要功能：在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。
28. HDLC协议对0111110001111110组帧后对应的比特串为011111000011111010。
29. 数据链路层的三个基本问题封装成帧、透明传输和差错检测。
30. 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。设信号在网络上的传播速度为200000km/s。能够使用此协议的最短帧长是1250字节。

解析：端到端的时延是$1/200000=5\mu s$，争用期为$2\ast 5=10\mu s$，在争用期发送的数据为$1Gbit/s\ast 10\mu s=10000bit=1250B$。

31. 在一个采用CSMA/CD协议的网络中，传输介质是一根电缆，传输速率为1Gbps，电缆中的信号传播速度是200000km/s。若最小数据帧长度减少800位，则最远的两个站点之间的距离应至少减少80m才能保证网络正常工作。

解析：最小数据帧长度减少，争用期要减少，所以距离减少。
法一：设电缆减少的长度为xm，则信号往返减少的路程长度为2xm，因此有
$2x/(200000km/s)\ge 800bit/1Gbps$得到x≥80m。
法二：800bit的发送时间$800bit/1Gbps=8\ast 10^{-7}s$，争用期减少$8\ast 10^{-7}s$，端到端的传输时间减少$4\ast 10^{-7}s$，距离减少$4\ast 10^{-7}s\ast 200000km/s=80m$。

32. CSMA/CD协议边发送数据帧，边检测是否发生冲突，需要根据网络跨距和数据传输速率限定最小帧长，当信号传播延迟趋近0时，信道利用率趋近100%，不适用于无线网络。
33. 某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输速率为10mbps，主机甲和主机乙之间的距离为2km，信号传播速度是200 000km/s。请回答下列问题，并给出计算过程。

• （1）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，到两台主机均检测到冲突时刻止，最短需经多长时间？最长需经过多长时间？（假设主机甲和主机乙发送数据过程中，其他主机不发送数据）
• （2）若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以太网数据帧（1518字节）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据帧后，立即发送下一个数据帧，此时主机甲的有效数据传输速率是多少？（不考虑以大网帧的前导码）。

解析：
（1）当甲乙同时向对方发送数据时，两台主机均检测到冲突所需时间最短：
$1km/200000km/s\ast 2=1\ast 10^{-5}s$
当一方发送的数据马上要到达另一方时，另一方开始发送数据，两台主机均检测到冲突所需时间最长：
$2km/200000km/s\ast 2=2\ast 10^{-5}s$
（2）发送一帧所需时间：$1518B/10mbps=1.2144ms$
数据传播时间；$2km/200000km/s=1\ast 10^{-5}s$
主机乙成功收到一个数据帧需要$1.2144ms+1\ast 10^{-5}s=1.2244ms$。
有效的数据传输速率=1518B/1.2244ms=9.92mbps。

34. 从数据链路层发送的帧要包含物理地址，该地址是计算机从网卡的ROM中读出，并由软件放置到帧的首部的。物理地址固化在网卡的ROM中。
35. 下列介质访问控制方法中，可能发生冲突的是(B)
    A. CDMA B. CSMA
    C. TDMA D. FDMA
36. 从数据链路层发送的帧包含源物理地址和目的物理地址。源物理地址是单播地址，目的地址可以是单播地址、广播地址和多播地址。
37. 一个路由器连接了两个不同的网络，那么这个路由器需要2块网卡，有2个物理地址，2个IP地址。
38. 以太网交换机进行转发策略是使用的PDU地址是目的物理地址。
39. 试辨认以下IP地址的网络类别。
    (1) 128.36.199.3是B 类地址；
    (2) 21.12.240.17是A类地址；
    (3) 183.194.76.253是B类地址；
    (4) 192.12.69.248是C类地址；
    (5) 89.3.0.1是A类地址；
    (6) 200.3.6.2是C类地址。
40. Wireshark如何捕获广播帧：

eth.dst==ff:ff:ff:ff:ff:ff
ip.dst==255.255.255.255
broadcast
ip.dst==192.168.0.255

41. 一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit的首部后成为数据报。下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit。因此数据报在路由器必须进行分片。试问需要分成几个片？第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据？

解析：帧的数据部分为IP数据报，所以IP数据报的最长数据部分为1200-160=1040bit，所以需要3200/1040=3…1，3+1=4个分片。
要传送3200+4*160=3840bit的数据。

42. 当路由器转发一个IP数据报时，可能改变首部中的总长度、标志、片偏移、生存时间、首部校验和、源IP地址、目的IP地址字段。
43. 

解析：选C，应当从匹配结果中选择最长网络前缀的路由。

44. 网络222.15.64.0/20的地址范围是222.15.64.0~222.15.79.255。
45. ping命令使用的ICMP的回送请求及回答报文；tracert命令使用了ICMP的终点不可达、时间超过报文。
46. 特定主机路由的子网掩码表示为255.255.255.255。
47. 默认路由项中的子网掩码表示为0.0.0.0 ，目的网络地址表示为0.0.0.0。
48. 某自治系统采用RIP协议，若该自治系统内的路由器R1收到其邻居路由器R2的距离矢量中包含信息＜net1，16＞，则可能得出的结论是R1不能经过R2到达net1。
49. 下列关于IP路由器功能的描述中，正确的是（ Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ ）。
    Ⅰ. 运行路由协议，设置路由表
    Ⅱ. 监测到拥塞时，合理丢弃IP分组
    Ⅲ. 对收到的IP分组头进行差错校验，确保传输的IP分组不丢失
    Ⅳ. 根据收到的IP分组的目的IP地址，将其转发到合适的输出线路上

解析：IP路由器运行路由协议，更新设备路由表。当检测到网络发生拥塞时，合理丢弃IP分组。路由器根据收到的IP分组的目的IP地址，将其转发至合适的输出线路上。但是IP路由器只是尽最大努力交付数据报，不会进行差错校验，也不能确保传输的IP分组不丢失。

50. 以下关于UDP协议说法正确的是（仅Ⅰ、Ⅱ）
    Ⅰ 提供无连接服务
    Ⅱ 提供复用/分用服务
    Ⅲ 通过差错校验，保障可靠数据传输

51. IP协议只对首部计算， UDP协议对首部和数据部分都计算。

52. 一个应用程序用UDP，到了IP层把数据报划分为4个数据报片发送出去。结果前两个数据报片丢失，后两个到达目的站。过了一段时间应用程序重传UDP，IP层仍然划分为4个数据报片传送。结果这次前两个到达而后两个丢失。试问：在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成为完整的数据报？ 不能。为什么? 标识不同。假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。

53. 主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段,其序列号分别是70和100。试问：
    （1）第一个报文段携带了多少字节的数据？
    （2）主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？
    （3）如果B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？
    （4）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认。试问这个确认号应当是多少？

解析：（1）100-70=30
（2）100
（3）180-100=80
（4）70

54. 已知TCP的往返时延的当前值是30ms。现在收到了三个接连的确认报文段，它们比相应的数据报文段的发送时间分别滞后的时间是：26ms，32ms，24ms。设α =0.1。试计算新的估计的往返时延值RTT。

解析：26ms：$(1-0.1)\ast 30ms+0.1\ast 26ms=29.6ms$.
32ms：$(1-0.1)\ast 29.6ms+0.1\ast 32ms=29.84ms$.
24ms：$(1-0.1)\ast 29.84ms+0.1\ast 24ms=29.256ms$.

55. 当主机进行域名查询时，主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询方式，本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询方式。
56. 在进行文件传输时，FTP的客户进程先与服务器进程之间建立的TCP连接，即控制连接，服务器进程熟知端口号为21。接着，服务器进程与客户进程所提供的端口号建立数据连接，此时服务器进程的熟知端口号为20。
57. 设想有一天整个因特网地DNS系统都瘫痪了（这种情况不大会出现），试问还有可能给朋友发送电子邮件吗？能，根据IP地址发送。
58. 如果本地域名服务无缓存，当采用递归方法解析另一网络某主机域名时，用户主机和本地域名服务器发送的域名请求条数分别为1条，1条。
59. FTP客户和服务器间传递FTP命令时，使用的是建立在TCP之上的控制连接。
60. 设TELNET的客户端有n种格式，服务器端有m种格式。若不使用NVT，客户端需要装m种格式转换程序，服务器端需要装n种格式转换程序。若使用NVT，客户端需要装1种格式转换程序，服务器端需要装1种格式转换程序。
61. DHCP支持即插即用连网，使用客户服务器方式，不需要在每个网络设置。

总结

1. PPP协议帧8B~1508B。

   1	1	1	2	0~1500	2	1
   7E	FF	03	协议	IP数据报	FCS	7E

2. MAC帧64B~1518B，物理地址为48位。

   6	6	2	46~1500	4
   目的地址	源地址	类型	IP数据报（0x0800）	FCS

3. IP数据报最多1500B，首部至少20B，物理地址32位。校验和只校验首部；

4. ICMP报文校验和校验整个报文

5. TCP报文段首部至少20B，校验和校验伪首部+整个报文

   4	4	1	1	2
   源IP地址	目的IP地址	0	6	TCP长度

6. UDP数据报首部8B，校验和校验伪首部+整个报文

   4	4	1	1	2
   源IP地址	目的IP地址	0	17	UDP长度

   2	2	2	2
   源端口	目的端口	长度	校验和