041141计算机网络与通信

西安电子科技大学计算机网络与通信大作业班级041141姓名：学号：任课教师：王安荣2012/11/122041141计算机网络与通信大作业要求：请在封面上注明班级，学号，课程名称，任课教师，时间等内容单双面A4打印均可，标明页码，左侧简单装订。字号：汉字为5号宋体，英文和数字为小五TimesNewRoman。最后一页请签名一.(1).请解释物理地址(MAC地址)、IP地址和端口号的含义和作用。答：1.物理地址（MAC地址）（1）含义：物理地址也叫MAC地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的，IP地址是32位的，而MAC地址则是48位的。MAC地址的长度为48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址，其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE（电气与电子工程师协会）分配，而后3位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。只要你不去更改自己的MAC地址，那么你的MAC地址在世界是惟一的。（2）作用：IP地址就如同一个职位，而MAC地址则好像是去应聘这个职位的人才，职位可以既可以让甲坐，也可以让乙坐，同样的道理一个节点的IP地址对于网卡是不做要求，基本上什么样的厂家都可以用，也就是说IP地址与MAC地址并不存在着绑定关系。本身有的计算机流动性就比较强，正如同人才可以给不同的单位干活的道理一样的，人才的流动性是比较强的。职位和人才的对应关系就有点像是IP地址与MAC地址的对应关系。比如，如果一个网卡坏了，可以被更换，而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络，可以给它一个新的IP地址，而无须换一个新的网卡。无论是局域网，还是广域网中的计算机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP（AddressResolutionProtocol：地址解析协2.IP地址（1）含义：IP地址（InternetProtocolAddress）是一种在Internet上的给主机编址的方式，也称为网际协议地址，IP地址包含网络号和主机号，并且这种组合是唯一的，所有的IP地址由32位二进制数组成，为便于使用，常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现，每组XXX代表小于或等于255的10进制数，IP地址可分为A,B,C,D,E五大类，其中E类属于特殊保留地址。（2）作用：屏蔽各种物理网络的地址差异每种物理网络都有各自的技术特点，其物理地址也各不相同统一物理地址的表示方法不现实互联网对各种物理网络地址的“统一”通过IP地址在IP层完成，指定计算机到互联网的一个连接与互联网有多个物理连接的计算机具有多个IP地址（路由器、多宿主主机等）多个IP地址可以绑定到一条物理连接。3.端口号（1）含义：在网络技术中，端口（Port）大致有两种意思：一是物理意义上的端口，比如，ADSLModem、集线器、交换机、路由器用于连接其他网络设备的接口，如RJ-45端口、SC端口等等。二是逻辑意义上的端口，一般是指TCP/IP协议中的端口，端口号的范围从30到65535，比如用于浏览网页服务的80端口，用于FTP服务的21端口等等。我们这里将要介绍的就是逻辑意义上的端口。（2）作用：IP协议是由TCP、UDP、ARP、ICMP等一系列子协议组成的。其中，主要用来做传输数据使用的是TCP和UDP协议。在TCP和UDP协议中，都有端口号的概念存在。端口号的作用，主要是区分服务类别和在同一时间进行多个会话(2).ARP协议的作用是什么?套接字的组成及作用是什么?答：(1)ARP协议的作用：ARP（地址转换协议）是一个重要的TCP/IP协议，并且用于确定对应IP地址的网卡物理地址。实用ARP命令，能够查看本地计算机或另一台计算机的ARP高速缓存中的当前内容。此外，使用ARP命令，也可以用人工方式输入静态的网卡物理/IP地址对，你可能会使用这种方式为缺省网关和本地服务器等常用主机进行这项作，有助于减少网络上的信息量。(2)套接字（Socket）可以看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，一个程序将一段信息写入Socket中，该Socket将这段信息发送给另外一个Socket中，使这段信息能传送到其他程序中。套接字是由域名和端口号共同组成的.二.无连接通信和面向连接的通信之间的主要区别是什么?答：面向连接是基于电话系统模型的，为了使用面向连接的网络服务，用户首先要建立一个连接，有关这种连接最本质的方面在于，它就像一个管道：发送方发对象（数据位）压入管道的一端，接收方在另一端将他们取出来。在绝大多数情况下，数据位保持原来的顺序，所以，数据位都会按照发送的顺序到达。相反，无连接的服务是基于邮政系统模型的。每一条（信件）都携带了完整的目标地址，所以，每条报文都可以被系统独立的路由。一般来说，当两条报文被发送给同一个目标的时候，首先被发送的报文将会先到达。然而，因为先发送的报文被延迟从而导致后发送的信息先到达的情况也有时可能发生。三.请结合下面的URL说明:在Internet上浏览网页时,DNS的作用是什么?答：这个URL由三部分组成，协议（http）、主机名（news.ifeng.com/world）以及文件名（200910/1021_16_1398164.shtml）。在Internet上浏览网页时，域名解析器首先查询本地主机的缓冲区，查看主机是否是以前解析过的主机名news.ifeng.com/world，如果在此找到news.ifeng.com/world的IP地址，解析器立即用该IP地址响应应运程序。如果主机缓冲区没有news.ifeng.com/world与其IP地址的映射关系，解析器将向本地域名服务器发出请求。本地域名服务器首先检查首先检查news.ifeng.com/world与其IP地址的映射关系是否存储在他的数据库中，如果是，本地服务将该映射关系传送给请求者，并告诉请求者这是“权威性的”应答，如果不是，本地服务器将查询它的高速缓冲区，检查是否在自己的高速缓冲区有该映射关系，如果本地服务器的缓冲区没有news.ifeng.com/world与其IP地址的映射关系，请其他域名服务系统帮忙了。在其他域名服务器接收到本地服务器请求后，继续进行域名的查找和解析工作，当发现news.ifeng.com/world与其IP地址的关系时，就将该映射关系送交给提出请求的本地服务器，浏览器通过DNS服务器获得news.ifeng.com/world的IP地址。四.(1).请比较捎带确认帧和单独确认帧的适用情况。答：捎带确认是一个站点既可发送又可接收，通过将确认包含在数据帧中，可避免发送单独的确认帧。如果数据链路层等待的时间超过了发送方的的超时周期，则该帧4将会被重传，从而违背了确认机制的本意。如果数据链路层是一个先知者，能够预测未来，那么他就知道下一个网络层分组什么时候回来到，因此可以确定是继续等待下去，还是立即发送一个单独的确认帧，这取决于计划的等待时间是多长。数据链路层不可能预测未来，所以必须采用某种特殊的方式，比如等待一个固定的毫秒数。如果一个分组很快就到来了，则确认就可以被捎带上去。否则的话，如果在这段时间之前没有新的分组到来，则数据链路层只是简单的发送一个单独的确认帧(2).请比较滑动窗口协议中的退回n帧重传和选择性重传两种策略。答：退回n帧重传在使用了管道化技术后，出路错误很简单，接收方只要丢弃所有后续的帧，并且不为这些后续的帧发送确认即可。这种策略对应于“接受的窗口的尺寸是1”的情形。换句话说，除了数据链路层必须要递交网络层的下一帧以外，他不接受任何帧，如果在定时器超时以前，发送发的窗口从最初的受损或者丢失的那一帧开始。如果错误率较高的话，则这种方法可能会会浪费大量的贷款。选择性重传在使用了这种策略以后，接受的坏帧被丢弃，但是坏帧的好帧继续被缓存起来。当发送方超时以后，它只重传最早的未被确认的那一帧。如果那一帧真确带大接受的话，则接受方依次将它缓存的帧递交给网络层。选择性重传策略通常也跟以下的策略结合起来使用：当接收方检测到错误时，它发送一个否定的确认。NAK可以激发重传操作，而不需要等到相应的定时器过期，NAK可以提高性能。(3).拥塞控制和流控制有何异同？答：拥塞（Congestion）指的是在包交换网络中由于传送的包数目太多，而存贮转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降的情况。拥塞的一种极端情况是死锁（Deadlock），退出死锁往往需要网络复位操作。流控制（FlowControl）指的是在一条通道上控制发送端发送数据的数量及速度使其不超过接收端所能承受的能力，这个能力主要指接收端接收数据的速率及接收数据缓冲区的大小。通常采用停等法或滑动窗口法控制流量。相同点：提高网络性能。不同点：拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局的过程。流量控制往往指在给定的发送端和接受端之间的点对点通信量的控制流量控制是针对端系统中资源受限而设置的；拥塞控制是针对中间节点资源受限而设置的。五.简述NAT工作过程。NAT和PPP协议产生的技术背景是什么？答：1.NAT-网络地址转换工作过程：（1）客户机将数据包发给运行NAT的计算机，（2）NAT主机将数据包中的端口号和专用的IP地址转换成自己的端口号和公网的IP地址，然后将数据包发给外部网络的目的主机，同时记录一个跟踪信息在映像表中，以便向客户机发送响应信息。（3）外部网络发送回送信息给NAT主机。（4）NAT主机将所收到数据包的端口号和公用IP地址转换成自己的端口号和内部网络的专用IP地址，并转发给客户机。2.（1）NAT协议产生的技术背景：IP地址短缺的问题对整个Interner而言，根本的解决方案是迁移到IPv6，它有128位地址。这个迁移过程正在进行，但是进展非常的缓慢，可能需要很多年才能完成，因此需要一个短时间内有效的快速修补方案。这种快速修补方案就是呀NAT的形式出现的。5（2）PPP协议产生的技术背景：Internet需要一个点到点协议，它有多种用途，其中包括传送路由器到路由器之间的流量，以及从家庭到ISP之间的流量，因此出现了PPP协议。六.请解释以太网使用的CSMA/CD协议的含义。以太网的最小帧长是多少，是如何计算出来的？答：以太网使用的CSMA/CD协议的含义：CSMA/CD是带冲突检测的的CSMA。它保证了当检测到信道忙时，所有的站都不再传送数据。对于每一个站而言，一旦它检测到有冲突，它就放弃它当前的传送任务。换句话说，如果两个站都检测到信道是空闲的，并且同时开始传送数据，则他们几乎立刻就会检测到有冲突发生。它们不应该继续传送它们的帧，因为这样只会产生垃圾而;相反，一旦检测到冲突后，他们应该立即停止传送数据。快速的终止被破坏的帧可以节省时间和宽带。CSMA/CD使用了如下的模型以太网的最小帧长是64B，在以太网的协议标准中，规定的冲突窗口长度为51.2微秒，以太网的传输速率为10Mbps，冲突窗口的51.2微秒可以发送512bit（64B）数据。七.如图1所示，3个局域网LAN1、LAN2,、LAN3通过3个路由器R1、R2、R3互联构成互联网，其中LAN2的两部分Part1,、Part2用网桥B互联起来。三个局域网的网络号如图所示。(1).中继器、集线器、网桥和路由器各是哪一层的硬件设备？答：中继器和集线器应用在物理层；网桥应用在数据链路层；路由器应用在网络层。(2).请指出局域网LAN1的网络地址类型。答：C类(3).若LAN3没有进行子网划分，请用点分十进制法写出其默认的子网掩码。答：LAN3没有