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三、分析计算题(8×4+4×2＝40分)1.ARP协议的功能是什么？假设主机1和主机2处于同一局域网（主机1的IP地址是172.16.22.167，主机2的IP地址是172.16.22.11），简述主机1使用ARP协议解析主机2的物理地址的工作过程。（8分）答：ARP协议的功能是将主机的IP地址解析为相应的物理地址。当主机1要向主机2发送数据之前，必须解析出主机2的物理地址，解析过程如下：主机1发送一个广播帧（带有ARP报文）到以太网，该ARP报文大致意思是：“我的IP地址是172.16.22.167，谁的IP地址为172.16.22.11？请告诉我你的物理地址。”这个广播帧会传到以太网上的所有机器，每个机器在收到该广播帧后，都会去查看自己的IP地址。但是只有IP地址为172.16.22.11的主机2会返回给主机1一个ARP响应报文，其中包含了主机2的物理地址（设为E2）。这样主机1就知道了IP地址为172.16.22.11的主机所对应的物理地址为E2，随后就可以向主机2发送数据。2．简述TCP/IP参考模型的层次结构及各层的功能。（8分）答：TCP/IP参考模型分为4层，从下向上依次为网络接口层，互联网层，传输层和应用层。各层功能如下：网络接口层的功能是负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过底层物理网络发送出去，或者从底层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。互联网层主要功能是负责相邻结点之间的数据传输。传输层的主要功能是在源结点和目的结点的两个进程实体之间提供可靠的端到端的数据通信。应用层的主要功能是负责提供应用程序所需的高层协议。3．域名系统的主要功能是什么？简单叙述访问站点的过程中，DNS的域名解析过程。（设地址为：202.101.208.10,DNS地址:202.101.208.3）（8分）答：域名系统的主要功能是将域名解析为相应的IP地址。访问的域名解析过程：（1）在浏览器地址栏输入地址；（2）先在本机域名解析的缓存中查找该域名，若找到则可以立即获取对应的IP地址；（3）若不在本机缓存中则向本地DNS服务器（202.101.208.3）发送DNS请求报文，请求解析该域名。（4）DNS收到请求后查找自己的缓存及其映射表，若查到则发送响应报文给发送请求的主机，若没有找到则向上级DNS服务器提出请求，直到解析成功或返回错误信息。4．对于带宽为50kHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为20DB。问按奈奎斯特定理，最大数据速率是多少？按香农定理，最大数据速率又是多少？（8分）答：1)由奈奎斯特定理，Rmax=2Blog2V(b/s)由已知V=8B=50KHz代入得Rmax=2×50K×log28=300K(b/s)2)由香农定理Rmax=Blog2（1＋S/N）(b/s)由已知信噪比为20DB，则S/N＝100代入得Rmax=50K×log2（1＋100）＝50K×log2（101）(b/s)5．叙述IEEE802.3以太网采用的介质访问控制协议的工作原理。（4分）答：CSMA/CD协议的工作原理是：（1分）某站点想发送数据时，必须首先侦听信道。（1分）如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测；（2分）如果信道忙，继续侦听信道，直到信道变为空闲后才继续发送数据，并进行冲突检测。（2分）如果站点在发送数据过程中检测到冲突，它将立即停止发送数据并等待一个随机长的时间，重复上述过程。6．请解释ICMP与IP的关系。（4分）答：ICMP即Internet控制报文协议，它是IP的一部分，在每个IP软件模块中都包含了ICMP的实现。当IP报文传输出错时，路由器就向发送报文的源主机发送ICMP报文报告出错情况。ICMP报文使用IP报文来传输差错及控制报文，因此ICMP报文也可能丢失。ICMP报文的最终接收方是目的端主机上的IP模块。1、试简述CSMA/CD协议的工作原理？答：CSMA/CD协议即载波监听，多点接入，碰撞检测。（2分）首先，每个站点发送数据之前必须侦听信道的忙、闲状态。如果信道空闲，立即发送数据，同时进行冲突检测；如果信道忙，站点继续侦听总线，直到信道变成空闲。（2分）如果在数据发送过程中检测到冲突，将立即停止发送数据并等待一段随机长的时间，然后重复上述过程。（1分）即：先听后发，边听边发；冲突检测，延时重发。（1分）2、TCP协议是面向连接的，但TCP使用的IP协议却是无连接的。这两种协议都有哪些主要的区别？答：IP协议提供的是不可靠的、“面向非连接”的服务。（1分）TCP协议提供的是可靠的、“面向连接”的服务。（1分）TCP协议实现的是主机应用程序之间的通信，IP协议只实现主机之间的通信。（2分）TCP协议是以IP协议为基础实现的，给应用层提供服务；IP协议为TCP协议提供服务。简单来说，IP协议负责将数据从一台主机传输到另一台主机，而TCP协议保证传输的正确性。（2分）3、假定所有的路由器和主机都正常工作，所有软件也都正常运行。那么是否还可能会把分组投递到错误的目的地址?答：有可能。（2分）因为分组在传输过程中可能遭到破坏，分组的校验和并不能检查出所有的差错。如果分组的目的地址字段在传输过程中改变，但整个分组的校验和检验仍然正确，分组将会被投递到错误的目的地址，并可能被接收为正确的分组。尽管这种可能性非常小，但仍可能发生。（3分）4、应用层的协议如HTTP，FTP，SMPT,POP3分别使用的是运输层的什么协议？为什么？答：HTTP，FTP，SMPT,POP3运行于TCP协议上的。（2分）因为它们都需要数据传输的可靠性，而TCP协议提供了面向连接的可靠数据传输服务，这样使得高层协议不需要考虑数据传输的可靠性问题。（2分）如果采用无连接、不可靠的UDP协议（例如TFTP高层协议），高层协议就需要采取比较复杂的机制来进行确认，重传以保证数据传输的可靠性。(1分)1、回答下述两个问题：（1）我们要发送信息11001001，并且使用CRC多项式x3+1来检错。使用多项式长除来确定应该发送的信息块的内容。答：取信息11001001，附加000（多项式x3+1的系数为3），并用1001（多项式x3+1的系数为1001）去除，余数是011应该发送的信息块是11001001011。（3分）（2）假定信息块最左边的比特由于在传输链路上的噪音而变反，接收方CRC计算的结果是什么？接收方是怎样知道发生了错误的？答：把第1位变，得到01001001011，再用1001去除，得到商01000001，余数是10。由于余数不为零，所以接收方知道发生了错误。（3分）2、图1是一个利用以太网交换机连接而成的局域网，如果它们运行TCP/IP协议，而且网络管理员为它们分配的IP地址和子网掩码如图所示，请问：（1）这些计算机之间可以相互直接访问吗？（或哪些计算机之间可以直接访问？哪些计算机之间不能直接访问？）(5分)（2）如果以太网交换机换为以太网集线器，而保持计算机的配置不变，情况会发生变化吗？为什么？（3分）答：（1）各台计算机的子网掩码均为255.255.255.240，其二进制形式为255.255.255.11110000。将图中的各计算机的IP地址与子网掩码进行与操作，可得到各计算机所在的子网地址：计算机A与E的子网地址为192.168.1.32，而计算机B,C,D的子网地址为192.168.1.48。如果这些计算机采用Ethernet交换机进行连接，那么，计算机A和E可以直接访问，而计算机B,C,D之间可以直接访问。（5分）（2）如果这些计算机采用Ethernet集线器进行连接，由于集线器不能分隔子网，因此这些计算机实际上处于同一子网中，它们之间都可以直接访问。（3分）班级：学号：姓名：装订线4、在Internet上有一台服务器，其名称为，IP地址为213.67.145.89，HTTP服务器进程在默认端口守候。如果某个用户直接用服务器名称查看该服务器的主页，那么客户端的浏览器需要经过哪些步骤才能将该页显示在客户端的屏幕上？（9分）答:客户端的服务器的主页并显示在客户端的屏幕上的过程如下：（1）服务器，首先需要完成对该服务器的域名解析，并最终获得该服务器对应的IP地址为213.67.145.89；（2分）（2）然后，浏览器将通过TCP协议与服务器建立一条TCP连接；（2分）（3）当TCP连接建立之后，请求；（2分）（4）请求后，将构建所请求的Web页必须的各种信息，并将信息（由HTML描述）通过Internet传送给客户端的浏览器。（2分）（5）浏览器将收到的信息进行解释，然后将Web页面显示在用户的屏幕上。（1分）1.ARP协议的功能是什么？2.简述TCP/IP参考模型的层次结构及各层的功能。3.域名系统的主要功能是什么？4.对于带宽为50kHz的信道，若有8种5.叙述IEEE802.3以太网采用的介质访问控制协议的工作原理6.请解释ICMP与IP的关系7.试简述CSMA/CD协议的工作原理？8.TCPIP协议两种协议都有哪些主要的区别9.假定所有的路由器和主机都正常工作，所有软件也都正常运行。那么是否还可能会把分组投递到错误的目的地址?10.应用层的协议如HTTP，FTP，SMPT,POP3分别使用的是运输层的什么协议？