計算機網絡習題課四月三日第四章習題1、了解下你周圍的網絡連線，它們使用了哪些介質？一般是雙絞線；光纖。2、何種介質可用于需要經過大型電機的通信場合？屏蔽雙絞線：由一根屏蔽層圍繞的雙絞線組成。用于防止電磁輻射。同軸電纜：有屏蔽層。光纖：不會干擾也不會被干擾。第五章1、什么是RS-232？RS-232有什么特點？RS-232是用于計算機與調制解調器、鍵盤或終端之類設備之間傳輸字符的串行接口的一種標準。特點：它要求發送器在傳輸字符各位之前先傳輸額外一位的0（起始位），在每個字符之后有一位1（終止位）。2、畫出一個字的bit以ASCII形式在RS-232上傳輸的波型圖。空閑開始0100011停止開始1001011停止開始0010111停止空閑1：-150：+15空閑：-15開始：+15停止：-15說明：以上為標注i為idle；s為startbit，t為stopbit。Bit:電腦數據量的最小單位。Byte：文件系統的單位，通常用多少字節來表示存儲器的存儲容量。指一小組相鄰的二進制數碼。1Byte=8bitsWord（字）：計算機中一串數碼作為一個整體來處理或運算，稱為一個計算機字，即字。字通常分為若干個字節。計算機每個字所包含的位數稱為字長，如32位，64位。3.當兩個人保持通話時，他們的通話是用單工、半雙工還是全雙工進行傳輸？全雙工傳輸同一時刻，雙方都能講話，而且都能聽見，能不能被對方聽懂或聽清是另一回事。5、假定用9600波特率的RS-232方式發送了10000個7位字符，則傳輸需要多少時間？（每個字符都有一個起始位和一個終止位）波特率：每秒鐘硬件產生的電信號變化次數。對于RS-232來說，就等于每秒鐘傳輸的位數。10000*（7+2）/9600=9.375s1、什么是調制與解調？調制與解調有哪些基本方法？答：調制是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調信號，從而適宜在信道中傳輸。 解調是在接收端將已調信號恢復成原始基帶信號的過程，它是調制的逆過程。 調制技術包括調幅、調頻與調相。 解調技術包括解調幅、解調頻與解相位移動調制。第六章習題

2、載波復用技術有哪幾種？各有什么特點？ 頻分多路復用、波分多路復用、時分多路復用、碼分多路復用。 頻分多路復用(FDM)特點：允許在多個信道上同時通信，每個信道對應于電磁輻射的一個單獨頻段。 波分多路復用(WDM)特點：是一種特殊形式的頻分復用,在光纖上發送不同頻率（波長）的光。

時分多路復用(TDM)特點：在共享介質上一次發送一個數據項。同步TDM系統發送數據項時，各項之間沒有間隔，通常采用輪流選擇方式。在輪到該發送的發送器未準備好發送數據項時，統計TDM系統會跳過此發送器，從而避免空閑時隙。 碼分多路復用(CDM)特點：采用編碼的方法使得多個發送端同時發送而不會互相干擾。CDM的主要在于具有較低時延的可伸縮性能力。

3、考慮用頻率為4000Hz的正弦波進行調幅，問：每秒能夠編碼多少bit?為什么？ 4000bit。因為調頻與調幅技術每發送一個信號位都需要至少一個載波周期。一般是一個載波周期發送1bit信息，所以每秒能夠編碼4000bit。

4、為什么同一個地區的各無線電臺使用的載波頻率是唯一的？ 無線電臺一般使用調頻廣播，調頻廣播調整的是載波的頻率。在同一地區內，各臺或各套節目都有指定的載波頻率，接收者根據不同的載波頻率來接收不同的節目。倘若使用的載波頻率一樣，就會產生相應的干擾，因此，在同一個地區的各無線電臺使用的載波頻率唯一。 答：（1）使用頻分多路復用技術，讓每個數據源使用一個獨立的頻率范圍。（2）可以采用同步時分多路復用方式，數據項是以輪流的方式發送，即發送器先發送從數據源1過來的數據項，再發送從數據源2過來的數據項，依次往下。2. 設發送的數據是字符串“HelloNetwork!”，分別計算并提供演算過程：a)按8位分組，按組計算奇偶校驗碼；CharBits1~8ParityCharNumBigEndianOddEvenH720100100001e1010110010101l1080110110001l1080110110001o1110110111101SPACE320010000010N780100111001e1010110010101t1160111010001w1190111011101o1110110111101r1140111001001k1070110101110!330010000101b)計算Internet校驗和。（提示：按16位分組，采用大端序）（提示：ASCII碼可通過查表，或強制類型轉換編程獲得。）WordChecksum65486c6c0000d1b4206f0000f223654e77740001cee5726f216b000262bfSUM000062c1NOT9d3e最終答案為：9d3e，回答3e9d也是可以的。b) 最終發送的數據是什么？最終發送的數據101110011。c) 在整個過程傳輸中，最后一位發生錯誤（若該位為0，則突變為1；若該位為1，則突變為0），接收端能否發現？可以，101110011除以1001余數為0，101110010余數為1，可以發現。d) 請舉例說明發生何種錯誤，無法使接收端發現？錯誤的位應盡量少。（提示：最后一小題可以考慮編程實現。）“同余”的錯誤，如001010011、101100001等。4. 計算下面的海明距離:(0000,0001),(0101,0001),(1111,1001),and(0001,1110).距離分別為：1,1,2,4。第七章習題

1、假設兩臺計算機輪流在一個64000bps的共享信道上以時分多路復用的方式發送1000字節的包。如果在一臺計算機停止發送到另一臺計算機開始發送之間需要100微秒，那么兩臺計算機都傳輸一個1MB的數據文件共需多少時間？2、在上題中，計算如果兩臺計算機串行傳輸需要多少時間。（假設同一臺計算機發送的兩個包之間至少有5微秒的延時。）解：每臺計算機傳輸數據所用的時間為(1049-1)*5*0.000001s+1049*0.125s=131.13024s間隔時間為100*0.000001s=0.0001s總共需要的時間為131.13024s*2+0.0001s=262.26058s3、假設在一個面向字符流傳輸中有硬件故障，把所有傳輸的比特設置為0，校驗位能不能捕獲這個問題，為什么？ 答：不一定。將所有傳輸比特都設置為0，即00000000。如果是用偶校驗，那么校驗位被置為0，這時就不能檢查出問題。如果是奇校驗，那么校驗位被置為0，但數據中并沒有奇數位1，可以檢查出問題。4.誤差有時會導致一種情形，其中一個網絡上的兩個站被分配了相同的硬件地址。誰負責為使用網絡上的這樣的錯誤：配置地址？動態地址？靜態地址？答案：配置地址。5.通過Omnipeek軟件觀察，訪問外網時的目的MAC地址是否一致？并解釋該現象（為何一致或為何不一致）？（提示：在Filter選項只選http可以只監測HTTP流，打開網頁瀏覽器，訪問多個不同網站，觀察數據結果。Omnipeek下載地址見課件。鼓勵同學查閱資料、相互討論。）答：一致，因為局域網內的機器訪問局域網外的機器，源地址為本機MAC地址，目標地址為局域網路由器的MAC地址。3月11日1.在大多數技術里，發送站點能選擇幀內的數據量，但是幀頭部是固定大小的。分別計算在最大與最小的以太網幀里頭部的位數占整個幀的位數的百分比。答：最小：(6+6+2)/(8+6+6+2+46+4)*100%=19.4%；最大：(6+6+2)/(8+6+6+2+1500+4)*100%=0.917%2.簡述廣播和多播的技術原理和特點。廣播：當一個應用正在廣播數據時，網絡上的計算機都可以接收到一個副本。要實現這種功能，需要一種讓所有站點接收并處理幀副本的機制。具體為：計算機中的網絡接口硬件復制共享網絡上每一幀的副本。如果幀內的目標地址是保留的廣播地址或與計算機的物理地址匹配，那么接口接收這一幀并把副本傳給操作系統。這樣，當幀按廣播地址發送時，網絡上的每臺計算機都能接收到一個副本。組播通過保留一些地址專門用于組播來擴展編址方案，并且它也對網絡接口進行擴展，使之能識別這些附加的組播地址。當計算機啟動時，接口只能識別本身的地址和廣播地址。如果一個應用程序希望接收組播幀，它必須告訴網絡接口使用哪個組播地址。接口將這個地址加到它所能識別的地址集合中，并開始接受發送到那個地址的幀。3.簡單描述以太網的幀格式。以太網定義的幀共有7個字段：1、前同步碼。這個字段有7個字節（56比特）的交替出現的0和1，其作用就是提醒接收系統有幀到來，以及使到來的幀與計時器同步。2、幀首定界符（SFD）。這里用1字節（）作為標志，并指出幀的開始。3、目的地址。6字節的目的物理地址。4、源地址。6字節的源物理地址。5、類型。這個字段定義了封裝在幀中的數據類型。6、數據。這個字段包含從上層來的數據。數據長度必須在46到1500字節之間。如果上層協議產生的數據長度小于46字節，則應將其填補到46字節。若數據長度超過1500字節，上層就必須將其進行分片。7、循環冗余檢驗（CRC)。這是一個4字節的字段用作差錯檢測，它使用CRC-32。4.局域網有哪幾種拓撲結構，各有什么特點？分別舉出一種有代表性的網絡。答：星形拓撲、環狀拓撲、總線型。星型拓撲特點：（1）網絡結構簡單，便于管理（集中式）；（2）每臺入網機均需物理線路與處理機互連，線路利用率低；（3）處理機負載重（需處理所有的服務），因為任何兩臺入網機之間交換信息，都必須通過中心處理機；（4）入網主機故障不影響整個網絡的正常工作，中心處理機的故障將導致網絡的癱瘓。代表性網絡：異步傳輸模式（AsynchronousTransferMode，ATM）環狀拓撲：（1）實時性較好（信息在網中傳輸的最大時間固定）；（2）每個結點只與相鄰兩個結點有物理鏈路；（3）傳輸控制機制比較簡單；（4）某個結點的故障將導致物理癱瘓；（5）單個環網的結點數有限。代表性網絡：IBM令牌環，光纖分布數據互連（FiberDistributedDataInterconnect，FDDI）。總線拓撲：（1）多臺機器共用一條傳輸信道，信道利用率較高；（2）同一時刻只能由兩臺計算機通信；（3）某個結點的故障不影響網絡的工作；（4）網絡的延伸距離有限，結點數有限。代表性網絡：LocalTalk5.簡述以太網的工作原理。以太網是總線網絡，多臺計算機共享單一的傳輸介質，采用載波偵聽多路存取（CSMA）機制。發送計算機傳輸調制過的載波，載波從發送計算機向電纜的兩端傳播。當一臺計算機向另一臺計算機傳輸幀時，所有其他計算機必須等待。6.環形網絡的導線可布置在一條直線上（例如，沿著走廊）？解釋。答案：可以。拓撲圖中的連線主要說明兩臺主機之間是連通的，并不規定主機的形狀。7.以太網標準規定了最小與最大的幀尺寸。與電氣工程師討論一下為什么最小尺寸是必須的？（提示：只有1位的消息對硬件來說會怎么樣？）答案：確保發送站點可以在發送該幀的最后一個比特前檢測到沖突。以太網是無連接的，不可靠的服務，采用盡力而為的傳輸機制。考慮如下的情況，主機發送的幀很小（1位），而兩臺沖突主機相距很遠。在主機A發送的幀傳輸到B的前一刻，B開始發送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到沖突，于是發送沖突信號。假如在B的沖突信號傳輸到A之前，A的幀已經發送完畢，那么A將檢測不到沖突而誤認為已發送成功。由于信號傳播是有時延的，因此檢測沖突也需要一定的時間。這也是為什么必須有個最小幀長的限制。3月18日1.簡述中繼器、網橋和交換機的作用與區別。中繼器功能：在連接的鏈路兩端分別檢測載波信號；對載波信號進行振幅放大，發送到對端；放大信號，補償信號衰減，支持遠距離的通信。中繼器的缺點：不能對數據幀進行過濾；不能檢測幀出錯；信號放大的同時，噪聲也被放大，誤差增大；不能連續使用4個以上。中繼器的優勢：對長距離信號的衰減進行信號恢復。網橋：一種在鏈路層實現中繼，常用于連接兩個或更多個局域網的網絡互連設備。網橋的功能：幀監聽：以幀為單位，監聽鏈路兩側幀存儲：對需要傳送到對端的數據幀，進行存儲幀轉發：對存儲的數據幀，判斷對端是否鏈路沖突，不沖突則完成轉發幀過濾：對本網段內部的數據幀，不做轉發，實現過濾幀丟棄：對出錯的幀，直接丟棄設備的物理地址學習：實時維護一個網段的物理地址表；實時根據相鄰網段的數據幀，解析源物理地址；根據數據幀源物理地址對物理地址表做更新；通過查詢操作，判斷數據幀是否需要轉發。交換機：工作在數據鏈路層；提供一組設備的接口；保證每個設備在一個獨立的網段中；交換機保證各網段通過網橋形成全連通圖。交換機優勢：保證數據幀并行發送，提高數據傳輸效率；網橋與路由器的區別：網橋工作在數據鏈路層，將兩個LAN連起來，根據MAC地址來轉發幀，可以看作一個“低層的路由器”（路由器工作在網絡層，根據網絡地址如IP地址進行轉發）。2.查看你在宿舍使用的網絡，它采用何種拓撲結構？使用10BaseT的哪種變種（10BaseT，100BaseT或1000BaseT），數據速率是多少？答：100BaseT，100Mbps3.只使用以下設備，是否能連接上Internet？中繼器？網橋？交換機？為什么？答：1、交換機之間只能有一條通路，使得信息集中在一條通信鏈路上，不能進行動態分配，以平衡負載。2、交換機只能識別MAC地址，不能用于不同網絡，介質相關。目前交換機主要完成相同或相似物理介質和鏈路協議的網絡互連。3、：交換機只能縮小沖突域，而不能縮小廣播域。整個交換式網絡就是一個大的廣播域，廣播報文散到整個交換式網絡。4.使用網橋時，兩個網段的設備如何分組可以達到好的性能？答：經常通信的機器分在一組，使得不同網段中的主機間通信得以并行不受干擾。（如果不考慮性能二字，首先要考慮安全性，如一個企業中的負責人或者財務的機器，不可以和普通的員工機器在同一個網段。）5.Omnipeek等軟件通過將網卡設置成混雜模式監聽其他主機的通信。在使用交換機的網絡，是否可以監聽其它主機的通信？為什么？答：可以監聽到廣播幀，不可以監聽非廣播幀。交換機將不同的主機隔離在不同的網段中，使得不同主機之間的通信只轉發給相關的主機，因此，無法收到與主機無關的幀。交換機不隔離廣播域，因此可以監聽到廣播幀。3月20日1.ADSL使用的是哪種多路復用技術？答：頻分多路復用技術。2.兩個鄰居，住在同一個街區，都使用ADSL服務，但測得其中一人下載速度大概能達到1.5Mbps，而另一人下載速度能達到2.0Mbps。解釋。答：ADSL是自適應的。也就是說，當一對ADSLmodem開啟以后，他們探測他們之間線路的特點，然后找到最優的線路進行傳輸。當ADSL開始時，兩端都會探測可用的頻率以發現哪種頻率可用，哪種會產生沖突。同樣，兩端也會評估每個頻率的信號質量，以信號質量來決定調制方案。如果一個特定的頻率有高的信噪比，那么ADSL就會選擇一種高的比特/波特率，如果給定的頻率的信噪比不高，則相反。3.如果你租借一條T1電路，那么在電路和你的電腦之間要安裝什么設備？如果你要下載一部DVD電影，在T1電路上的話，你要用多長的時間？答：DSU/CSU。4.7GB/1.544Mbps=4812.8MB/1.544Mbps=38502.4/1.544≈24936.8s≈7h4.網絡性能包括哪些方面？關鍵詞：遲延、吞吐率、抖動。5.什么是服務質量？在上述網絡性能中，哪一部分服務質量你最關心？和你最常用的應用是否有關？關鍵詞：服務質量（QoS）是服務商和用戶之間的契約中關于網絡性能的等級。遲延、吞吐率或抖動（選其一），有關。3月25日1.假定交換機上一個接口的硬件發生故障，網絡管理員把計算機接到另一個未用的接口上，它會正常工作否？答：可以發送數據，因為路由具有源點獨立性；接收：靜態路由的情形將工作不正常，因為靜態路由不能變更路由路徑；動態路由的情形工作正常，因為動態路由可以自動更新。2.假定一個廣域網由兩個包交換機組成，每個交換機的每個本地地址都有路由表項，以及指向另一個交換機的缺省路由。這種方案在什么情況下不能正常工作？假設一臺計算機發送一個數據包，該包的目的地址不在兩個包交換機的路由表項上，勢必形成該計算機所在的包交換機將數據包轉發到缺省下一跳，即另一個交換機；而同理，另一個交換機也會轉發