计算机网络复习题

　　1. 协议和服务有什么区别?有何关系?

协议是控制两个实体或多个实体进行通信的规则的集合，服务是纵向的底层到上层提供服务。

协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。

协议是“水平的”，服务是“垂直”的。

 

　　2. 简答计算机网络五层协议体系结构各层名称，并介绍各层主要功能(按从低层到高层或自底向上的顺序)。

应用层：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。

运输层：负责向两台主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。

网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

数据链路层：负责链路上的各种协议，并将网络层交下来的IP数据报封装成帧。

物理层：实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

 

　　3. 什么是计算机网络的拓扑结构?有哪些常见的拓扑结构?现在的以太网最流行的是哪种结构并给出它流行的原因

网络结点和链路之间的分布和互连形成的物理形状。

常见的拓扑结构有：总线型结构 、环形结构、星形结构、树形结构和网状结构等。

现在最流行的拓扑结构是星形结构，因为现在专用的ASIC芯片的使用可以将星形结构的集线器做的非常可靠。

 

　　4. 为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?

通过共享信道、最大限度提高信道利用率。常用的信道复用技术有:频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用、波分复用。

 

　　5. 请分析说明共享式集线器(HUB)与交换机(SWITCH)的异同点 并计算以下两种情况下每一个站所能得到的带宽。

(1)5个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器

(2)5个站都连接到一个100M bit/s以太网交换机

它们都是网络互联设备。

集线器作为物理层的网络连接设备，可以对信号进行放大和再生。

交换机就是一个多端口的网桥，一个端口连接一台主机，使多对主机能同时通信，相互通信的主机都独占传输媒体，无碰撞的传输数据。

(1)5个站共享10Mbit/s，若假定利用率为100%，则每个站得到2 Mbit/s。

(2)每个站独占100Mbit/s，即每个站的带宽为100 Mbit/s。

 

　　6. 共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为

A: (-1-1+1-1+1+1+1-1) B(-1-1-1+1+1-1+1+1)

C:(-1+1-1-1-1-1+1-1) D: (-1+1-1+1+1+1-1-1)

X站现收到的码片序列: (-1+1-3+1-1-3+1+1)

问:哪几个站发送数据了?发送数据的站发送的是0还是1?

求内积，即把X与每个选项一项一项相乘再相加再求平均数。

如果内积等于-1，则发送了数据0

内积等于1，则发送了数据1

内积等于0，则没有发送数据

A*X=(-1*-1 + -1*1 + 1*-3 + -1*1 + 1*-1 + 1*-3 + 1*1 + -1*1)/8=-1;

B*X=1;

C*X=1;

D*X=0

A发送数据0，B和C发送数据1，D没有发送。

 

　　7. 设要发送的数据为101110，若采用CRC的生成多项式为P(X)= +1。试求应该加在数据后面的余数，要求写出计算过程。

余数为：011

 

　　8. 设要发送的数据为1011010，若采用CRC的生成多项式为P(X)=X3+ X2+1。试求应该加在数据后面的余数，要求写出计算过程。

余数为100

 

　　9. 要在带宽为4KHZ的信道上用4秒钟发送完20K字节的数据块按照香农公式,信道的信噪比最小应为多少分贝?(取整数值并且给出公式及计算步骤) (其中1g1023=3)?

香农公式：C=W1+S/N)

C=(20*1000*8)/4=40000bit/s W=4000Hz 代入求得S/N=1023

信噪比=10 所以信噪比=30dB

 

　　10. 试比较普通交换机与普通集线器的异同。

集线器工作在物理层，每发送一个数据，所有的端口均可以收到，采用了广播的方式，工作在半双工模式下。

交换机工作在数据链路层，每个端口形成一张MAC地址转发表，根据数据包的MAC地址转发数据，而不是广播形式，可以实现全双工通信。

 

　　11. 假定网络中的路由器使用RIP协议，路由器B的路由表有如下的项目:距离下一跳路由器

目的网络 距离 下一跳路由器

N1 6 A

N2 4 C

N6 3 F

N8 4 E

N9 4 D

现在B收到从相邻路由器E发来的路由信息:

目的网络 距离

N2 8

N3 4

N6 5

N8 5

N9 2

试求路出器B更新后的路由表，并详细说明每一个步骤。

步骤：先将新得到的路由表进行更新，全部距离+1，并且下一跳路由器都写成E (这里是E给B发的路由表，所以下一跳名称填E)

目的网络 距离 下一跳路由器

N2 9 E

N3 5 E

N6 6 E

N8 6 E

N9 3 E

开始对比新表和B的路由表

1.看目的网络

如果是新的目的网络，则直接把对应的各项信息填入表中；如果是相同的目的网络（"新表"和"B路由表"对比），继续下面步骤。

2.看下一跳路由器

相同的目的网络为前提，看下一跳路由器。如果下一跳路由器相同，就更新(用新表的)。如果下一跳路由器不同，继续下面步骤。

3.看距离

如果距离不同，谁距离短，选谁来更新；如果距离相同，不更新。

目的网络 距离 下一跳路由器

N1 6 A

N2 4 C

N3 5 E

N6 3 F

N8 6 E

N9 3 E

 

　　12. 假定网络中的路由器 A 的路由表有如下的项目(这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”)

N1 4 B

N2 2 C

N3 1 F

N4 5 G

现在 A 收到从 C 发来的路由信息 (这两列分别表示“目的网络”和“距离”):

N1 2

N2 1

N3 3

试求出路由器 A 更新后的路由表(详细说明每一个步骤)

步骤如同上题

先更新：

N1 3 C

N2 2 C

N3 4 C

再比较，得到A更新后的路由表：

N1 3 C

N2 2 C

N3 1 F

N4 5 G

 

　　13. 设某路由器建立了如下所示的路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和次下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):

某路由器的路由表

目的网络 子网掩码 下一跳

128.48.39.0 255.255.255.128 接口0

128.48.39.128 255.255.255.128 接口1

128.96.40.0 255.255.255.128 R2

192.16.129.0 255.255.255.192 R3

*(默认) R4

现共收到3个分组，其目的站TP地址分别为:

(1) 128.48.39.10

(2) 128.48.40.12

(3) 192.4.129.80

试分别计算这些分组转发的下一跳

步骤

第一题：目的IP地址为128.48.39.10，是128开头的，所以和255.255.255.128进行AND运算，因为255转换成二进制是11111111，所以任意数与255AND都输出不变，所以在这一小题，我们用 10 和 128 AND即可。

10 转换为二进制：0000 1010

128转换为二进制：1000 0000

AND得到：0000 0000

IP地址与子网掩码AND运算得到网络地址为128.48.39.0，与接口0相同，所以(1)的下一跳为接口0。

第二题：目的IP地址为128.48.40.12，是128开头的，所以和255.255.255.128进行AND运算，因为255转换成二进制是11111111，所以任意数与255AND都输出不变，所以在这一小题，我们用 128 和 128 AND即可。

12转换为二进制： 0000 1100

128转换为二进制：1000 0000

AND得到：0000 0000

IP地址与子网掩码AND运算得到网络地址为128.48.40.0，没有找到相同的，选择默认的R4接口。

第三题：IP地址：192.4.129.80，与255.255.255.192进行AND运算，得到网络地址为：192.4.129.64，下一跳为R4。

 

　　14. 简述CSMA/CD的工作原理。

发送数据前，先侦听信道是否空闲 ,若空闲，则立即发送数据。若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据；如果同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。若侦听到冲突,则立即停止发送数据，等待一段随机时间,再重新尝试。

简单总结为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。

 

　　15. 交换机、路由器、集线器分别工作在哪一层?

数据链路层、网络层、物理层。

 

　　16. 请指出下列地址是否可以用于主机IP地址? 若不能，请简要说明原因。(1) 220.173.256.25/24 (2) 220.173.136.255/24(3) 220.173.136.1/24

第一个不能作为IP地址，因为IP地址使用8位二进制，最大数字为255。

第二个也不可以，因为它是广播地址。

第三个可以作为主机IP地址。

 

　　17. 为什么有了MAC地址还需要IP地址?请简述MAC地址和IP地址的联系。

通过IP地址的网络位可以确定某个主机所在网络的位置，从而明确一条数据传送的路径。而通过MAC地址就可以在网络中找到具体的主机。

MAC地址是数据链路层使用的地址，是硬件地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

 

　　18. 设主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别是90和140。试问:

(I) 第一个报文携带了多少字节的数据?

(2) 主机B收到的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250，则A发送的第二个报文段中的数据有多少个字节?

(1) 140-90=50第一个报文的数据序号是90-139，共携带50字节的数据字节的数据

(2)确认序号是140

(3)110字节，第二个字段序号为140，确认序号为250，250-140=110 

 

　　19. 一个UDP用户数据报的数据字段为5232字节，首部长为8字节。在链路层要使用以太网来传送，最大传输单元MTU为1500字节。在网络层假定IP数据报首部长度为20字节。试问，IP数据报应当划分为几个IP数据报分片?说明每一个IP数据报分片的数据字段长度、DF字段值、MF字段值和片偏移字段的值。

UDP数据报=首部8字节+数据部分组成

因为数据字段为5232字节，所以数据报总长度=5232+8 =5240 字节

以太网的最大传输单元MTU=1500

因为要划分为几个IP数据报，而每个IP数据报的首部占20字节，所以字段部分最大占1480字节

划分的时候，可以划分为 5240/1480=3，余800字节

所以应当划分为6个IP数据报片，前5个都是1480字节，第6个是 800 字节

第一个IP数据报字段长度：1480，MF=1，DF=0，第一片偏移字段：1480*0/8=0

第二个IP数据报字段长度：1480，MF=1，DF=0，第二片偏移字段：1480*1/8=85

第三个IP数据报字段长度：1480，MF=1，DF=0，第三片偏移字段：1480*2/8=370

第四个IP数据报字段长度：800，MF=1，DF=0，第四片偏移字段：1480*3/8=555

UDP数据报的首部存在于第一个IP数据报片中，所以第一个IP数据报字段为：首部8字节+1472数据部分

（MF=1表示后面还有分片，DF=0表示允许分片）

 

　　20. 主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别为 50和 80。试分析计算

(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) 如果主机 B 收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是160，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。试问这个确认号应为多少?

(1)30字节

(2)79

(3)80

(4)50 (是丢失的报文段的第一个序号)

 

　　21. 试描述TCP连接建立过程。并分析为什么有的应用层协议要使用TCP而有的却要使用 UDP。

客户端向服务器发起建立连接请求（SYN）

服务端收到后，像客户端回复一个建立连接请求的响应（SYN，ACK）

客户端收到后，继续向服务端发送一个响应（ACK）

服务器收到，连接建立成功。

UDP在传送数据之前不需要先建立连接，在某些情况下效率要比TCP高，而TCP提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接，因为TCP要提供可靠交付的服务，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。

 

　　22. 试描述TCP的连接建立过程，注意其中相关标志位、序号及确认号的变化情况。

客户端发送的TCP报文SYN=1，seq=x。客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器确认服务器接收到报文后，根据YSN=1知道客户请求建立连接，服务器发送SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1，并进入SYN_RCVD状态。客户收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则发送ACK=1,seq=x+1,ack=y+1给服务器，服务器检查ack是否为y+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态。

 

　　23. 简述TCP的三报文握手协议(简述TCP连接建立的三个阶段)

客户端向服务器发起建立连接请求（SYN）

服务器收到后，像客户端回复一个建立连接请求的响应（SYN，ACK）

客户端收到后，继续向服务器发送一个响应（ACK）

服务器收到，连接建立成功。

 

　　24. 设某个局域网的某台电脑出现了如下情形: 该机器能够Ping通该局域网中的其他机器，但不能访问Internet网上的WEB网站，而该局域网中的其他机器均能正常访问Internet网上的WEB网站。请分析可能存在的原因。

DNS配置错误或DNS服务器故障。

 

　　25. 设某公司为构建公司内部网络，申请到IP地址块为130.38.28/24。公司经过调研，决定在公司内部划分3个局域网Lan1至Lan3，每个局域网上的主机数分别为90、60和40。试为该公司进行网络规划设计，要求:

(1)给出每一个局域网相应的IP地址块(包括前缀)

(2)每一个局域网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么?假设该公司的网络接入Internet，公司网络中的主机可以访问Internet。

(3)假设该公司网络中的主机A使用12345的TCP端口与Web服务器通信，则当Web服务器返回信息给主机A时，相应数据包中的目标端口号及源端口号分别是什么?

(4)假设Internet中有一台Web服务器的域名为www.glut.edu.cn，其首页为index.htm，试写出访问该首页的URL。

（1）Lan1：130.38.28.0/25

Lan2：130.38.28.192/26

Lan3：130..38.28.64/26

（2）Lan1可以分配的最大主机地址是130.38.28.127，最小130.38.28.1

Lan2最大地址130.38.28.254，最小130.38.28.193

Lan3最大地址130..38.28.126，最小130..38.28.65

（3）目标端口号:123456 源端口号:80

（4）www.glut.edu.cn/index.htm

 

　　26. 一名学生 A 希望访问网站 www.google.com。学生 A 在其浏览器中输入http://www.google.com 并按回车，直到 Google 的网站首页显示在其浏览器中，请问:

(1) 在此过程中，按照 TCP/IP 参考模型，从应用层(包括应用层)到网络接口层(包括网络接口层) 都用到了哪些协议，每个协议所起的作用是什么?

(2) 简要描述该过程的流程(可用流程图描述)

（1） 1.应用层: HTTP,WWW访问协议,DNS,域名解析。

2.传输层:TCP(HTTP协议使用),UDP(DNS协议使用)。

3.网络层:IP,IP包传输和路由选择;ICMP,提供网络传输中的差错检测; ARP,将本机的缺省网关IP地址映射成物理MAC地址。

4.网络接口层:MAC,提供数据链路层的功能,实现无差错的数据传输。

（2） 1 利用 DNS ,查询到 WWW.GOOGLE.COM对应的IP地址。

2 浏览器与GOOGLE的服务器利用TCP协议建立连接。

3 浏览器利用HTTP的GET方法向GOOGLE服务器发送资源请求。

4 GOOGLE发送回应信息。

5 浏览器解释回应信息,并以图形化的方式显示

 

　　27. 现有一个公司需要创建内部的网络，该公司包括工程技术部、市场部、财务部和办公室4个部门，每个部门约有20~30台计算机。试问:

(1) 若要将几个部门从网络上进行分开，如果分配该公司使用的地址为一个C类地址，网络地址为192.168.161.0，如何划分网络，将几个部门分开?

(2)确定各部门的网络地址和子网掩码，并写出分配给每个部门网络中的主机IP地址范围。

(3)若该公司内部有一台主机通过NAT方式连入公司公网传输数据11001100 10000001 00111000，试将其进行base64编码，并得出最后传送的ASCII数据

（1）192.168.161.32

192.168.161.64

192.168.161.96

192.168.161.128

（2）子网掩码为255.255.255.224

子网192.168.161.32的主IP范围为：192.168.161.33~62；

子网192.168.161.64的主机IP范围为：192.168.161.65~94；

子网192.168.161.96的主机IP范围为：192.168.161.97~126；

子网192.168.161.128的主机IP范围为：192.168.161.129~158；

（3）50 54 52 43 51 48 49 50 57 53 54

 

　　28. 简述对称密钥密码体制与公密码体制及其优缺点。为什么公钥可以公开?试举例说明仅具有保密性的计算机网络不一定是安全的。

对称密钥密码体制：加密密钥与解密密钥都是用相同密钥的密码体制。

优点：算法公开、计算量小，加密效率高、密钥管理简单，使用长密钥时安全性较高破解困难。

缺点：密钥单一安全性得不到保证，密钥管理比较困难，使用范围不如公钥算法

公钥密码体制：使用不同的加密密钥与解密密钥。

优点：安全性高

缺点：效率低

公钥是可以公开是因为即使知道了某个公钥,也不可能由此得出相对应的私钥。

存取控制中登陆口令的设计。安全通信协议的设计以及数字签名的设计等

 

　　29. 计算机网络都面临哪几种威胁? 主动攻击和被动攻击的区别是什么?对于计算机网络，其安全措施都有哪些?

计算机网络面临两大类威胁，即被动攻击和主动攻击。

主动攻击是指攻击者对某个连接中通过的 PDU 进行各种处理。

被动攻击是指观察和分析某一个协议数据单元 PDU 而不干扰信息流。

对付被动攻击可采用各种数据加密动技术，而对付主动攻击，则需加密技术与适当的鉴别技术结合。