2009级计算机网络习题答案

习题答案第一章1.请说明计算机网络的定义与含义。答：计算机网络是通过通信介质连接起来的相互独立的、在相关软件控制下实现资源共享和数据通信的计算机的集合。2.简述计算机网络的组成。答：计算机网络由计算机（包括服务器），通信线路和通信设备，网络软件组成。3.名词解释：局域网，城域网，广域网。局域网：地理范围通常在10Km以内，属于一个部门、一个单位或一个小组所有,例如一个企业，一所学校，一幢大楼，一间实验室。局域网不对外提供公共服务，管理方便，安全保密性好。局域网组建方便，投资少，见效快，使用灵活，是计算机网络中发展最快，应用最普遍的计算机网络。城域网：城域网介于局域网与广域网之间，地理范围从几十公里到上百公里，覆盖着一座城市或一个地区。广域网：地理范围在几十公里到几万公里，小到一个城市，一个地区，大到一个国家，几个国家，全世界。广域网投资大，安全保密性能差，传输速率慢，误码率较高。4.什么是网络的拓扑结构，有哪几种类型？答：拓扑结构是表示网络传输介质的连接形式，即线路构成的几何形状。计算机网络的拓扑结构通常分为三种，它们是总线型、环型和星型。5.按不同的分类方法，计算机网络有哪些类型？6.比较单工、半双工和全双工通讯方式的异同。答：数据通信方式分为单工、半双工和全双工三种。在单工通信方式下，甲方只能发，乙方只能收。例如广播、有线电视等的传播方式。半双工只有一条通信线路（信道），甲乙双方都可以收或发，但不能同时进行，比如常用的对讲机。即当甲方发送信号时就不能同时接受信号，这时乙方就只能接受信号而不能发送信号了；反之亦然。双工方式为两条信道，甲乙双方均可以同时收发信号，常见的电话就是全双工通信方式。7.说明提高网络传输介质利用率的方法，这些方法有什么区别。答：为了保证信号传输的正确可靠，以及免受干扰，必须提供足够的带宽，而数字信号的传输要求比模拟信号有更大的带宽。为了提高信道传输数据的效率，可以采用多路复用技术。频分多路复用技术（FrequencyDivisionMultiplexing--FDM）的原理是将一个信道可用带宽的频率范围划分为多个更细的带宽，每一分带宽分给一个信号源，例如载波电话。时分多路复用技术（TimeDivisionMultiplexing一TDM）的原理是将信道按时间段分配给各个信号源。通过多个信号源共享一条信道以提高信道的利用率。这种技术一般用于数字载波系统。随着技术计算机网络技术的不断发展和使用的传输介质的不断变化，在介质的多路复用中又出现了波分多路复用技术和码分多路复用技术。码分多路复用技术（CDM）：是通过不同的编码来传输不同的信号，这些信号互不干扰，达到共享介质的目的。波分复用（WDM）就是光的频分多路复用技术。第二章1．什么是网络协议，为什么网络协议要分层？OSI模型有哪些层？答：简单地说，有关通信双方通信时所应遵循的一组规则和约定就是协议。一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在网络上与其他计算机进行正常的通信。划分层次的基本出发点是：从逻辑上将功能分组，每一层完成一个特定的功能，每一层功能明确且易于管理，层次不能太多，以免汇集各层的开销太大。具体的分成7层，由低层至高层分别是：物理层（Physical）、数据链路层（DataLink）、网络层（Network）、传输层（Transport）、会话层（Session）、表示层（Presentation）和应用层（Application）。这7个层次可分为低层和高层两个部分，低层为1~3层（即物理层、数据链路层和网络层）与网络通信有关，也就是对应于通信子网。高层为4~7层（传输层、会话层、表示层和应用层）与面向用户的网络服务有关.2．什么是TCP/IP协议？有哪几层？答：TCP/IP协议(TransportControlProtocol/InternetProtocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。TCP/IP协议分成4层，分别为：（1）网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。（2）网络层，有时也称作互连网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的路由选择。（3）传输层，主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。（4）应用层，负责处理特定的应用程序细节。3．什么叫IP地址?IP地址分成哪几类?这些IP地址的默认子网掩码分别是什么？答：IP地址是用来唯一标识网络上的计算机的标识，用一个32位的二进制数表示，为记忆和使用的方便，分为4段，每段8位，每段转化成一个十进制数，中间用圆点隔开。IP地址分为五类，常用的有A、B、C三类，它们均由网络号和主机号两部分组成，规定每一组都不能用全0和全1，通常全0表示本身网络的IP地址，全1表示网络广播的IP地址。为了区分类别A、B、C，三类的最高位分别为0，10，110（二进制表示），A类IP地址的默认子网掩码是255.0.0.0B类IP地址的默认子网掩码是255.255.0.0C类IP地址的默认子网掩码是255.255.255.04．什么是域名？域名服务器的功能是什么？答：域名是网络中用来表示主机名称的一种方法，以代替人们记忆IP地址。域名服务器除了负责域名到IP地址的解析外，还必须具有与其他域名服务器传送消息的能力。一旦自己不能进行域名到IP地址的解析，也能够知道如何去联络其它域名服务器。因此，域名服务器的组织也采用层次化的分级结构。每个域名服务器只对域名系统一部分进行管理，即只包括整个域名数据库的一部分信息。第三章1.分别说明双绞线、同轴电缆、光纤、微波、通信卫星作为传输介质的优缺点。双绞线应用在10MbPS到1000MbPS的传输率之间，直接传输距离一般控制在100M以内，低速的传得远一点，高速的传得近一些。可以经过集线器或交换机的中继放大后，再多传几百米的距离，所以双绞线一般是用于室内局域网络的布线。同轴电缆比屏蔽和非屏蔽双绞线有更远的无中继距离。这意味着它能提供比双绞线更远的网络节点间的距离，而无须中继器来放大信号。同轴电缆比光纤便宜。由于有不同粗细的同轴电缆可供选择。光纤电缆是一种能够进行调制的光信号传输的网络介质。在光纤电缆上，表示比特值的信号被转变成光束加以传输。因此，光纤电缆与其它网络介质相比更加昂贵，同时，光纤电缆不易受到电磁干扰的影响，它比其它网络介质有更高的数据传输速率。与铜质电缆相比较，光纤明显具有其他传输介质无法比拟的优点：（1）传输信号的频带宽，通信容量大。（2）信号衰减小，传输距离大。随着频率和传输距离的增大，铜缆通信时信号衰减较大(呈抛物线型)，而光纤的信号衰减很小，在300MHz内衰减基本不变，特别适合远距离数据传输。（3）抗干扰能力强，应用范围广。因为光纤是非金属材料，所以它不受电磁波的干扰和噪声的影响，这种特性使光纤在长距离内能够保持较高的数据传输速率，且安全可靠。（4）抗化学腐蚀能力强。用微波扩频技术连网应用在不易布线，覆盖面积大的地方。在连网的双方各安装一台微波收发机与微波天线，可实现点对点或点对多点数据、语音的通信，微波方式连网一次性投资较大，但每年可节约几万元的线路租用费，不受地域限制，易于安装调试，可靠性高，不受一般自然灾害的影响。目前应用广泛的小型卫星地面站天线直径只有3.2米，便于安装，价格数万元人民币，当两地距离超过800公里时，使用卫星联网有较好的经济性。如果距离较近，不如使用其他联网方式。此外，这种小型卫星站不能用于高速传输，一般其传输速度只能达到模拟电话线的速度。如果需要提高传输速率，须采用大型天线和贵重的收发设备，不仅成本高昂，还会受城市规划和无线电管理部门的限制。2.说明网卡的作用，什么是MAC地址？怎样知道你的MAC地址？网卡的工作是发出和接收不同的信息帧、计算帧检验序列、执行编码译码转换等以实现微机的通信。它主要完成如下功能：（1）读入由其它网络设备（路由器、交换机、集线器或其它NIC）传输过来的数据包（一般是帧的形式），经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需PC设备中（CPU、内存或硬盘）；（2）将PC设备发送的数据，打包后输送至其它网络设备中。网卡的生产厂家约定，网卡的物理地址（MAC）在全世界是唯一的。读本机网卡MAC地址（即物理地址）的方法见第2章实验二，使用ipconfig/all命令后，屏幕上在物理地址（PhysicalAddress）行中显示出十六进制表示的本机网卡地址（例如00-11-25-F2-4F-76）。3.说明调制解调器的作用与工作原理。调制解调器的作用就是将数字格式和模拟格式之间来回转换。调制解调器从计算机的串行口接受二进制的数字信号后，将它们转换成数字信号（音频信号），然后调制解调器将这些模拟信号通过电话线路传输出去。在接受端，另一个兼容的调制解调器将这些模拟信号转换成二进制的数字信号并发给计算机。数字信号是一种矩形脉冲信号，要求传送线有很宽的频带。而在长距离通信时，通常是利用电话线传送，电话线不可能有这样宽的频带，因此如果直接传送信号，信号经过传送线会发生畸变。所以，在利用电话线进行长距离传送时，一般需要在发送端用调制器（Modulator）把数字信号转换为一定频率模拟信号，在接收端用解调器（Demodulator）检测此模拟信号，再将其转换为数字信号。4.说明交换机的功能及工作原理，并指出交换机与集线器之间的区别。交换机是一个具有简单化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技木在OSI参考模型的第二层操作。交换机上的任何两个连接端口，就像一个网桥一样。可以把网络隔成两个网段，在同一网段上的数据包才有可能发生冲突。与网桥一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发；与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，接近于线速的水平，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。因此，可以把交换机看成是一种多端口的高速网桥。交换机组成的系统在物理上是星型连接。交换机上同时有多个数据通道并存，端口间既隔离又连接的功能反映在逻辑上就是一个受控制的多端口开关矩阵。一个有4个端口的物理交换机，两个不同端口之间具有一个逻辑开关，该开关受控接通或断开。这样在交换机上可以存在(4-1)！=6个逻辑开关。在实际设备中，开关矩阵的功能往往由专门的芯片完成。交换机工作时，实际上允许多组端口间通道同时工作。它的功能不仅仅包括一个网桥的功能，而是具有多个网桥的功能。交换机的基本功能仍是网桥所具有的帧转发、帧过滤及生成树等功能。由于支持多个端口，因此能把系统划分成更多的独立网段，这样使整个系统具有更高的宽带。交换机集线器工作在数据链路层工作在物理层根据MAC地址进行交换不作任何决定转发将收到的数据，送到连接目的主机的连接端口，不打扰其他不相干的连接端口将收到的数据，送往所有端口，使得所有主机必须查看及处理（接受或拒绝）采用交换方式，使传统的共享带宽端口分离，成为专用带宽，依靠这些接口之间的互连形成更大的LAN。各端口共享带宽，以广播的方式发送给全网中的所有端口，从而增加了网络的流量，容易引起网络风暴。5.说明路由器的功能及工作原理，路由器中路由表的作用。路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接。路由器的工作原理：（1）路由器接收来自它连接的某个网站的数据。（2）路由器将数据向上传递到协议栈的Internet层。也就是说，路由器舍弃网络访问层的信息，并且（必要时）重新组合IP数据报。（3）路由器检查IP包中的目的地址。如果目的地址位和源地址位于同一个网络，那么路由器就不转发该数据包。（4）如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确