10电信-计算机网络答案

2011-2012学年第1学期期末考试（试题A卷） 课程名称：《计算机网络》答案 一、单项选择题（20分） 1-5：BBBCA 6-10：BDDBC 11-15：CBEDD 16-20：CBDBD 二、填空题（40分） 1 广域网 11 面向连接的解决 21 静态 31 POP3 2 城城网 12 面向非连接的解决方案 22 动态 32 IMAP 3 局域网 13 面向非连接的解决方案 23 类型 33 SMTP 4 数据链路 14 不可靠的数据投递服务 24 主机名 34 HTTP 5 传输 15 面向无连接的传输服务 25 路径及文件名 35 页面 6 应用 16 尽最大努力投递服务 26 两个应用程序 36 目的网络 7 CSMA/CD 17 32 27 服务器 37 下一站地址 8 直接交换 18 ARP 28 递归解析 38 互联网中的一个特定网络 9 存储转发交换 19 严格源路由选择 29 反复解析 39 该网络中主机的一个特定连接 10 改进的直接交换 20 松散源路由选择 30 SMTP 40 保证ARP表的有效性 三、问答题（25分） 1、答：对计算机网络进行层次划分就是将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。从而解决计算机网络这个大问题。 计算机网路层次结构划分应按照“层内功能内聚，层间耦合松散”的原则。也就是说，在网络中，功能相似或紧密相关的模块应放置在同一层；层与层之间应保持松散的耦合，使信息在层与层之间的流动减到最小。 计算机网络采用层次化结构的优越性包括： 1、各层之间相互独立。高层并不需要知道低层是如何实现的，而仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。 2、灵活性好。当任何一层发生变化时，只要接口保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。另外，当某层提供的服务不再需要时，甚至可将这层取消。 3、各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层。 4、易于实现和维护。整个的系统已被分解为若干个易于处理的部分，这种结构使得一个庞大而又复杂系统的实现和维护变得容易控制。 5、有利于网络标准化。因为每一层的功能和所提供的服务都已有了精确的，所以标准化变得较为容易。 2、 答：假如主机A的某个应用程序需要发送数据到主机B的某个应用程序，IP数据报在互联网中的传输与处理大致要经历如下过程： 1．主机发送IP数据报 如果主机A要发送数据给互联网上的另一台主机B，那么，主机A首先要构造一个目的IP地址为主机B的IP数据报(目的IP地址＝10．3．0．88)，然后对该数据报进行路由选择。利用路由选择算法和主机A的路由表可以得到，目的主机B和主机A不在同一网络，需要将该数据报转发到默认路由器R2(IP地址l0．1．0．1)。 尽管主机A需要将数据报首先送到它的默认路由器R2而不是目的主机B，但是它既不会修改原IP数据报的内容，也不会在原IP数据报上面附加内容(甚至不附加下一默认路由器的IP地址)。那么，主机A怎样将数据报发送给下一路由器呢?在发送数据报之前，主机A首先调用ARP地址解析软件，得到下一默认路由器IP地址与MAC地址的映射关系，然后以该MAC地址为帧的目的地址形成一个帧，并将IP数据报封装在帧的数据区，最后由具体的物理网络(以太网)完成数据报的真正传输。由此可见，在为IP数据报选路时主机A使用数据报的目的IP地址，并且得到的是默认路由器R2的IP地址。但真正的数据传输是通过将IP数据报封装成帧，并利用默认路由器R2的MAC地址实现的。 2．路由器R2处理和转发IP数据报 路由器R2接收到主机A发送给它的帧后，去掉帧头，并把IP数据报提交给IP软件处理。由于该IP数据报的目的地并不是路由器R2，因此R2需要将它转发出去。 利用路由选择算法和路由器R2的路由表(见表9—5)可知，如果要到达数据报的目的地，必须将它投递到IP地址为10．2．0．2的路由器(路由器R3)。 通过以太网投递时，路由器R2需要调用ARP地址解析软件，得到路由器R3的IP地址与MAC地址的映射关系，并利用该MAC地址作为帧的目的地址将IP数据报封装成帧，最后由以太网完成真正的数据投递。 需要注意的是，路由器在转发数据报之前，IP软件需要从数据报报头的“生存周期”减去一定的值。若“生存周期”小于或等于o，则抛弃该报文；否则，重新计算IP数据报的校验和并继续转发。 3．路由器R3处理和转发IP数据报 与路由器R2相同，路由器R3接收到路由器R2发送的帧后也需要去掉帧头，并把IP数据报提交给IP软件处理。与路由器R2不同，路由器R3在路由选择过程中发现该数据报指定的目的网络与自己直接相连，可以直接投递。于是，路由器R3调用ARP地址解析软件得到主机B的IP地址与MAC地址的映射关系，利用该MAC地址作为帧的目的地址，将IP数据报封装成帧，并由以太网实现数据的真正传递。 4．主机B接收IP数据报 当封装IP数据报的帧到达主机B后，主机B对该帧进行解封装，并将IP数据报送主机B上的IP软件处理。IP软件确认该数据报的目的IP地址10．3．o．88为自己的IP地址后，将IP数据报中封装的数据信息送交高层协议软件处理。 从IP数据报在互联网中被处理和传递的过程可以看到，每个路由器都是一个自治的系统，它们根据自己掌握的路由信息对每一个IP数据报进行路由选择和转发。路由表在路由选择过程中发挥着重要作用，如果一个路由器的路由表发生变化，到达目的网络所经过的路径就有可能发生变化。例如，假如主机A路由表中的默认路由不是路由器R2(10．1．0．1)，而是路由器R1(10．1．0．2)，那么，主机A发往主机B的IP数据报就不会沿A—R2—R3—B路径传递，它将通过R1到达主机B。 四、题（15分） 答：分析通信可能遇到的问题，可以采用计算机网络中TCP连接的方法设计。 由于TCP建立在IP协议提供的面向非连接、不可靠的数据报投递服务基础之上，因此，必须经过仔细的设计才能实现TCP的可靠数据传输。TCP的可靠性问题既包括数据丢失后的恢复问题，也包括连接的可靠建立问题。 1．数据丢失与重发 TCP建立在一个不可靠的虚拟通信系统上，因此，数据的丢失可能是经常发生的。通常，发送方利用重发技术补偿数据包的丢失，当然，这种技术需要通信双发的共同参与。在使用重发机制的过程中，如果接收方的TCP正确地收到一个数据包，它要回发一个确认信息给发送方。而发送方在发送数据时，TCP需要启动一个定时器。在定时器到时之前，如果没有收到一个确认信息，则发送方重发该数据。 2．连接的可靠建立与优雅关闭 为确保连接建立和终止的可靠性，TCP使用了三次握手法。所 谓的三次握手法，就是在连接建立和终止过程中，通信的双方需要交换三个报文。可以证明，在数据包丢失、重复和延迟的情况下，三次握手法是保证连接无二义性的充要条件。 在创建一个新的连接过程中，三次握手法要求每一端产生一个随机的32位初始序列号，由于每次请求新连接使用的初始序列号不同，因此，TCP可以将过时的连接区分开采，避免二义性的产生。 图1 图1显示了TCP利用三次握手法建立连接的正常过程。在三次握手法的第一次中．主机A向主机B发出连接请求，其中包含主机A选择的初始序列号x。第二次，主机B收到请求后，发回连接确认，其中包含主机B选择的初始序列号y，以及主机B对主机A初始序列号x的确认。第三次，主机A向主机B发送序号为x的数据，其中包含对主机B初始序列号y的确认。 图2 图2给出了一个利用三次握手法避免过时连接请求的例子。主机A首先向主机1发送了一个连接请求，其中主机A为该连接请求选择的初始序列号为x。但是，由于种种原因(例如重新启动计算机等)，主机A在未收到主机B的确认前终止了该连接。而后，主机A又开始进行新一轮的连接请求，不过主机A这次选择的初始序列号为x’。由于主机B并不知道主机A停止了前一次的连接请求，于是对收到的初始序列号为x的连接请求按照正常的方法进行确认。当主机A收到该确认后，发现主机B确认的不是初始序列号为x，的新连接请求，于是向主机B发送拒绝信息，通知主机B该连接请求已经过时。通过这个过程，TCP可以避免连接请求的二义性，保证连接建立过程的可靠和准确。 在TCP协议中，连接的双方都可以发起关闭连接的操作。为了保证在关闭连接之前所有的数据都可靠地到达了目的地，TCP再次使用了三次握手法。一方发出关闭请求后并不立即关闭连接，而要等待对方确认。只有收到对方的确认信息，才能关闭连接。