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数据通信与计算机网络_作业参考答案(完全版).doc

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1-1 什么是计算机网络?计算机网络的主要功能是什么? 计算机网络的定义:把分布在不同地理区域的计算机及专门的外部设备利用通信线路互 连成一个规模大、功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息、共享 信息资源。 主要功能:①数据通信;②资源共享;③负载均衡与分布式处理;④提高系统的安全可 靠性。 1-2 将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较,讨论其异同之处。 (1)相同点:它们都采用了层次结构的概念,层的功能大体相似,都具有基于独立协议 栈的概念。 (2)不同点:①ISO/OSI 参考模型将服务、接口与协议的概念明确化;TCP/IP 参考模型 在服务、接口与协议的区别上不很清楚。②ISO/OSI 参考模型先有层的划分,后有各层协议; TCP/IP 参考模型先有协议,后有层的划分。③ISO/OSI 参考模型划分为七层;TCP/IP 参考 模型划分为四层。④ISO/OSI 的网络层支持无连接和面向连接的通信,传输层只支持面向连 接的通信;TCP/IP 的网络层只支持无连接的通信,传输层提供无连接和面向连接的通信。 1-3 从系统的功能角度考察,计算机网络有哪两个子网组成?他们各自的功能 是什么? 计算机网络主要由通信子网和资源子网组成。 通信子网的功能:将各种计算机互连起来,完成数据之间的交换和通信处理。 资源子网的功能:负责全网面向应用的数据处理工作,向用户提供数据处理能力、数据 存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。 1-4 什么是计算机网络的拓扑结构?计算机网络有哪些拓扑结构? 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,就是用什么方式把网络中的计 算机等设备连接起来。 主要拓扑结构:总线型拓扑,环型拓扑,星型拓扑,网状拓扑,混合型拓扑。 补充题1 根据你的了解,列出计算机网络有哪些应用?(仅供参考) ①计算机网络应用 --企业信息网络 企业信息网络是指专门用于企业内部信息管理的计算机网络,它一般为一个企业所专 用,覆盖企业生产经营管理的各个部门,在整个企业范围内提供硬件、软件和信息资源的共 享. ②计算机网络应用 --联机事物处理 联机事务处理是指利用计算机网络,将分布于不同地理位置的业务处理计算机设备或网 络与业务管理中心网络连接,以便于在任何一个网络节点上都可以进行统一、实时的业务处 理活动或客户服务。 联机事务处理在金融、证券、期货以及信息服务等系统得到广泛的应用。 ③计算机网络应用 --POS 系统 POS(Point Of Sales)系统是基于计算机网络的商业企业管理信息系统,它将柜台上 用于收款结算的商业收款机与计算机系统联成网络,对商品交易提供实时的综合信息管理和 服务。 ④计算机网络应用 --电子邮件系统 电子邮件系统是在计算机及计算机网络的数据处理、存储和传输等功能基础之上,构造 的一种非实时通信系统。 ⑤计算机网络应用 --电子数据交换系统 电子数据交换系统(Electronic Data Interchange,简称 EDI)是以电子邮件系统为基 础扩展而来的一种专用于贸易业务管理的系统,它将商贸业务中贸易、运输、金融、海关和 1
保险等相关业务信息,用国际公认的标准格式,通过计算机网络,按照协议在贸易合作者的 计算机系统之间快速传递,完成以贸易为中心的业务处理过程。 补充2 设信息为7位,冗余位为4位,生成多项式x4+x3+1,试计算传输信息 为1011001和1101001 的CRC编码。 答: r=4,除数:11001 当传输信息为 1011001 时: 1101010 11001/ 10110010000 11001 11110 11001 01111 00000 11110 11001 01110 00000 11100 11001 01010 00000 1010(余数) 所以 CRC 编码为 10110011010 传输信息为 1101001 时: 1001001 11001/ 11010010000 11001 00110 00000 01101 00000 11010 11001 00110 00000 01100 00000 11000 11001 0001(余数) 所以 CRC 编码为 11010010001 2
2-1 名词解释 (1)基带传输:数据信息被转换成电信号时,利用原有电信号的固有频率和波形在线 路上传输,称为基带传输。 (2)频带传输:将二进制脉冲所表示的数据信号,变换成便于在较长的通信线路上传 输的交流信号后再进行传输,称为频带传输。 (3)数据:数据是指用来描述客观事物的数字、字母和符号,以及所有输入到计算机 中并被程序加工处理的符号集合。 (4)信号:信号是通过编码技术将数据转换成电编码的形式。 (5)数据传输率:数据传输率是单位时间内传输的二进制位的位数。 (6)信号传输率(调制速率):信号传输率是每秒钟发送的码元数。 (7)信道容量:信道容量为信道在单位时间内所能传送的最大信息量。 (8)差错控制:差错控制是指在传输数据时用某种方法来发现错误,并进行修正以提 高传输质量。 1-11 简单叙述OSI 参考模型中各层的主要功能。 答:(1)物理层:在 OSI 参考模型中,物理层是参考模型的最低层。该层是网络通信 的数据传输介质,由连接不同的节点的电缆与设备共同构成。物理层的主要功能是:利用传 输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输率并监控数据出错率,以便能够实现 数据流的透明传输。 (2)数据链路层:在 OSI 参考模型中,数据链路层是参考模型的第二层。数据链路 层的主要功能是:在物理层提供的服务基础上,数据链路层在通信的实体间建立数据链路连 接,传输以“帧”为单位的数据包,并采用控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成 无差错的数据链路。 (3)网络层:在计算机网络中,计算机间的通信可能要经过许多中间节点、链路, 甚至若干个子网。网络层的主要功能就是在通信的源节点和目的节点间选择一条最佳路径, 使传送的数据分组能正确、无误地到达目的地,同时还要负责网络中的拥塞控制等。网络层 向运输层提供面向连接和无连接两种服务,网络层传送的数据单位是分组或包。 (4)传输层:传输层在会话层的两个实体之间建立传输连接,传输层提供两个端系统 之间可靠、透明的数据传送。为此,它要进行差错控制、顺序控制和流量控制等。传输层传 送数据的单位是报文,一个大的报文可分为若干个分组传送。传输层不属于通信子网,它只 存在于端系统中,传输层的软件在资源子网的主机上运行。 (5)会话层:会话层在两个互通通信的应用进程之间建立会话连接,然后进行数据 交换,数据交换的单位是报文,会话层还提供会话的管理、令牌管理、同步管理等功能。会 话层虽然不参与具体的数据传送,但它要对数据传送进行管理。 (6)表示层:表示层主要解决用户信息的语法表示问题,它将适合于用户的信息表 示转换为适合 OSI 内部使用的传送语法,即完成信息格式的 转换。另外传送数据的加密和 解密也是表示层的任务之一。 (7)应用层:应用层是 OSI 参考模型中的最高层,包含了用户应用计算机网络的众 多协议,此外还有电子邮件、目录查询等功能。OSI 参考模型的七个层次中,应用层是最复 杂的,所包含的协议也是最多,某些还正在研究和开发之中。 1-12 什么是协议?什么是服务?服务和协议有什么区别? 答:想在互联网上实现共享资源,交换信息,必须遵循一些事先制定好的规则标准这就 是协议。协议是计算机网络中实体间有关通信规则约定的集合。 服务描述了网络各层的功能,只有那些能够被高一层看得见的才能称之为“服务”。 协议是“水平的”,是对等实体之间的通信的规则,而服务是“垂直的”,是下层通过层 3
间接口向上层提供的。 3-3 为什么双绞线是目前计算机网络工程中应用最广泛的传输媒体? 答:因为双绞线的价格比较低廉,接线比较方便,易于网络的扩展与维护。两条线的径 向位置在不断改变,从任何方向上看双绞线的两线对是对称的,各线接受噪声均等,经过绞 合使得噪声电动势方向相反,相互抵消。而且双绞线本身信号形成的电磁干扰也比平行线小 得多,不容易成为噪声源,具有减小电磁干扰,抗干扰的能力。 4-3 什么是报文?什么是帧?数据通信中报文与帧的转换是如何实现的? 答:报文是由一定位数的二进制代码按一定规则编制而成的数据信息。帧是发送端与 接收端之间通过链路传送的一个完整的消息组的信息单位。当报文到达网络层后,如果传输 方式为分组方式,则报文将被分组,被分组的报文中不仅含有正文信息还包括控制信息,在 报文到达数据链路层后形成帧,帧的信息段里包含着报文正文信息和控制信息。 4-4 简述HDLC帧发送序号与接收序号的作用。 答:帧发送序号表示当前发送的信息帧序号,也即接收端期望接收到的帧序号。而帧接收 序号带有确认的意思,表示接收端已正确收到此前所有的帧。这种捎带的方法可以提 高信道的利用率。 6-1 主机A 欲向本局域网上的主机B 发送一个IP 数据报,但只知道主机B 的IP 地址,不知其 MAC 地址,ARP 如何工作使通信能够正常进行? 答:过程是:(1)ARP 进程在本局域网上广播发送一个 ARP 请求分组(含自己的 IP 到物理 地址的映射)上面有主机 B 的 IP 地址。(2)在本局域网上的所有主机上运行的 ARP 进程都 收到此 ARP 请求分组。(3)主机 B 在 ARP 请求分组中见到自己的 IP 地址,就向主机 A 发 送一个 ARP 响应分组,上面写入自己的物理地址。(4)主机 A 收到主机 B 的 ARP 响应分 组后,就在其 ARP 高速缓存中写入主机 B 的 IP 地址到物理地址的映射。 6-2 如习题6-2 图所示,某机构获得一C 类IP 地址为220.120.35.0,该机构下属 有四个分部,每个分部有不多于30 台的机器,各自连成小网相对自成体系。请 为这4 个子网分配IP 地址和子网掩码(写出每个分部的IP 地址的范围,即起 止地址) 答:先把 IP 地址写成二进制形式如下: 11011100.01111000.00100011.00000000 因为机构下属有 4 个分部,每个分部不多于 30 台的机器,所以以主机号字段的前 3 位作 为子网号,后 5 位作为主机号,即: |——————网络号——————|—子网号—|—主机号—| 11011100 01111000 00100011 000 00000 这三位共有 000、001、010、011、100、 101、110、111 八种组合,除去 000(代表本身) 和 111(代表广播),还有六个组合,也就是可提供六个子网,它们的 IP 地址分别为: 00100001-00111110 即 33-62 为第一个子网 01000001-01011110 即 65-94 为第二个子网 01100001-01111110 即 97-126 为第三个子网 10000001-10011110 即 129-158 为第四个子网 10100001-10111110 即 161-190 为第五个子网 11000001-11011110 即 193-222 为第六个子网 可以选前 4 个子网的 IP 地址(每个子网共 30 个 IP 地址可用)分别给四个分部,即: 第一分部:220.120.35.33-220.120.35.62 第二分部:220.120.35.65-220.120.35.94 第三分部 220.120.35.97-220.120.35.126 第四分部:220.120.35.129-220.120.35.158 所以子网掩码为:11111111. 11111111. 11111111. 11100000――255.255.255.224 4
6-4 简述ICMP 的作用? 答:为了让互联网中的路有器报告错误或提供有关意外情况的信息。 补充题:IP 地址为202.117.200.35,子网掩码为255.255.224.0,计算该IP 地址 对应的子网地址? 答: IP 地址和子网掩码写成二进制后前 24 位进行“与”运算: IP 地址:11001010.01110101.11001000.00100011 子网掩码:11111111.11111111.11100000.00000000 “与”运算的结果:11001010.01110101.11000000.00000000 转化为十进制表示:202.117.192.0 所以子网地址为:202.117.192.0 7-3 一个TCP 报文段中的数据部分最多有多少个字节?为什么?如果用户要传 送的数据的字节长度超过了TCP 报文段中的序号字段可能编出的最大序号,试 问是否还能使用TCP 来传送数据。 答:一个 TCP 报文段中的数据部分最多有 65535 个字节(最大报文段长度 MSS 有 16 位长,这个值在 0-65535 之间,默认值是 536)。这样做的目的主要是避免 TCP 报文段传到 IP 层后要进行 IP 分片。 实质上若为了保证 IP 不用分片,应该小于 65495 字节,因为 IP 数据报的最大长度为 65535 字节,考虑到 IP 首部长度至少 20 字节,TCP 首部至少 20 字节。 用户要传送的数据字节长度超过 TCP 报文段中的序号字段可能编出的最大序号(232= 4294967296),通过循环使用序号(在应用层上对数据进行适当拆分),仍能用 TCP 来传送。 如果用户要传送的数据的字节长度超过了 TCP 报文段中的序号字段可能编出的最大序 号还可以用 TCP 来传送数据(窗口扩大因子)。 7-4 在使用TCP 传送数据时,如果有一个确认报文段丢失了,也不一定会引起 对方数据的重传。请说明原因。 答:丢失的确认是由目的站发出的。在 TCP 的确认机制中,丢失的确认甚至不会被源 TCP 发现。TCP 使用累计确认系统,每一个确认是证实一直到由确认号指明的字节都已经 收到了,例如,目的站发送的 ACK 报文段的确认号是 1801,这就证实了字节 1201-1800 都 已 经 收 到 了 。 若 目 的 站 前 面 发 送 了 确 认 , 其 确 认 号 为 1601, 表 示 它 已 经 收 到 了 字 节 1201-1600,因此丢失这个确认完全没有关系。 7-5 既然UDP 与IP 协议一样提供无连接服务,能否让用户直接利用IP 分组进 行数据传递? 答:不能。因为 UDP 在 IP 数据报的基础上增加了一些功能,提高进程到进程的通信。IP 分组没有这样的功能,所以不能直接用 IP 分组进行数据传递。 5
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