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习题答案第四章应用层3.假设在Internet上有一台FTP服务器，其名称为ftp.bit.edu.cn，IP地址为202.12.66.88，FTP服务器进程在默认端口守候并支持匿名访问（用户名：anonymous，口令：guest）。如果某个用户直接用服务器名称访问该FTP服务器，并从该服务器下载文件File1和File2，请给出FTP客户进程与FTP服务器进程之间的交互过程。（1）FTP客户进程访问FTP服务器ftp.bit.edu.cn，首先要完成对该服务器域名的解析，最终获得该服务器的IP地址202.12.66.88；（2）FTP的客户进程与服务器进程之间使用TCP建立起一条控制连接，并经过它传送包括用户名和口令在内的各种FTP命令；（3）控制连接建立之后，客户进程和服务器进程之间使用TCP建立一条数据连接，通过该数据连接进行文件File1的传输；（4）当文件File1传输完成之后，客户进程与服务器进程释放数据连接。（5）客户进程和服务器进程之间使用TCP建立一条数据连接，通过该数据连接进行文件File2的传输；（6）当文件File2传输完成之后，客户进程与服务器进程分别释放数据连接和控制连接。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。5.某大学校园网上有一台主机，其IP地址为202.113.27.60，子网掩码为255.255.255.224。默认路由器配置为202.113.27.33，DNS服务器配置为202.113.16.10。现在，该主机需要解析主机域名。请逐步写出其域名解析过程。参考答案：该主机所在的网络为C类网，通过该子网的掩码最后一个字节224(对应的二进制为11100000)可知主机号的前3位是子网号。另外主机IP地址60字节和路由器IP地址33字节的二进制表示均为001，所以主机与默认路由器处于同一个子网中；但该主机与DNS服务器显然不处于同一子网中。下面给出域名解析过程的步骤：（1）主机首先通过本机上的域名解析器构造一个域名请求报文，其内容是解析域名地址，并把该报文发送给其首选的DNS服务器202.113.16.10。（2）默认路由器收到封装有该报文的IP分组后，将根据路由表信息将该分组转发出去，直至到达DNS服务器202.113.16.10。（3）DNS服务器收到该域名请求报文后，将首先查询所管辖的域名信息，如果在该信息中存在域名地址，则把转换的IP地址以报文的形式发送给主机202.113.27.60。该响应报文最后将经过路由器202.113.27.33转发给主机202.113.27.60。本次域名解析结束。（4）如果在所管辖的域名信息中不存在域名，则DNS服务器202.113.16.10将域名请求报文转发给与com.cn根域名服务器，由该服务器从根开始往相应的分支一级级地查找，并把最终结果经过路由器202.113.27.33转发给主机202.113.27.60。第五章传输层3.TCP和UDP在传输报文时都是用了端口号来标识目的实体。试说明为什么这两个协议不使用进程号来标识？答：进程号与操作系统相关，因此会使协议与操作系统相关；一个进程可建立多个通信信道；无法在熟知进程号上侦听。5.在一个1Gb/s的TCP连接上，发送窗口的大小为65535B，发送方和接收方的单程延迟时间为10ms，那么，可以获得的最大吞吐率是多少？线路效率是多少？（5分）答：由于发送窗口的大小为65535B，因此在一个RTT内可以传输一个窗口大小的数据，即最大吞吐率为65535×8/(10×2)=26214(kb/s)=26.214Mbit/s.（3分）而线路的效率为26.21Mb/s÷1Gb/s≈2.6%。（2分）7.如果TCP协议使用的最大窗口尺寸为64KB，即64*1024字节，TCP报文在网络上的平均往返时间为20ms，问TCP协议所能得到的最大吞吐量是多少？（假设传输信道的带宽不受限的）（5分）答：最大吞吐量=64*1024*8bit/20ms=26.2144Mbps*主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别是70和100。请问：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B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，请问A发送的第二个报文段中的数据有多少个字节？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。请问这个确认号应为多少？答：30，100，80，70第七章网络层和IP协议4.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，要采用什么方法，将几个部门分开？（2分）（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。（8分）答:（1）可以采用划分子网的方法对该公司的网络进行划分。由于该公司包括4个部门，共需要划分为4个子网。（2分）（2）已知网络地址为192.168.161.0是一个C类地址，所需子网数为4个，每个子网的主机数为20-30个。由于子网号和主机号不允许是全0和全1，因此，子网号的比特数为3，即最多有23-2=6个可分配的子网，主机号的比特数为5即每个子网最多有2^5-2=30个可分配的IP地址。（2分）4个子网的网络地址分别为：192.168.161.32、192.168.161.64、192.168.161.96、192.168.161.128。子网掩码为255.255.255.224。（2分）子网192.168.161.32的主机IP范围为:191.168.161.33—62。(1分)子网192.168.161.65的主机IP范围为：192.168.161.65—94。(1分)子网192.168.161.96的主机IP范围为：192.168.161.97—126。(1分)子网192.168.161.128的主机IP范围为：192.168.161.129—158。(1分)5.假定有两台主机，主机A的IP地址为208.17.16.165，主机B的IP地址为208.17.16.185，它们的子网掩码为255.255.255.224，默认网关为208.17.16.160。试问：(1)主机A能否和主机B直接通信？（2分）(2)主机B不能和IP地址为208.17.16.34的DNS服务器通信，为什么？（2分）(3)如何只做一个修改就可以排除（2）中的故障？（2分）答：1）将主机A和主机B的IP地址分别与子网掩码进行与操作，得到的子网地址为208.17.16.160。因此主机A和主机B处在同一个子网中，可以直接通信。（2分）2）主机B不能与DNS服务器通信的原因在于默认网关被错误的设置为子网地址，不是一个有效的主机地址。（2分）3）只要将主机A和主机B的默认网关修改为108.17.16.161，就可以解决问题。（2分）6.假设在以太网上运行IP协议，源主机A要和IP地址为192.168.1.250的主机B通信，请问A如何得到主机B的MAC地址？（说明采用的协议以及查找过程）解答：主机A采用地址解析协议ARP获得主机B的MAC地址，具体过程如下：(1)主机A首先很据主机B的IP地址192.168.1.250,在自己的ARP高速缓存表查找与之对应的MAC地址。如果可以找到，不再进行地址解析；否则，则以广播方式发送一个ARP请求分组，该请求分组中包含主机A的IP地址、MAC地址以及主机B的主机地址。(2)主机B在接收到ARP请求分组时，将完成地址解析，并发送ARP应答分组，该分组包含了主机B的MAC地址。(3)主机A收到来自主机B的ARP应答分组时，将提取主机B的IP地址和MAC地址加入到ARP高速缓存表中，然后将具有完整的源IP地址、目的IP地址、目的MAC地址和数据作为一个发送分组，传送给数据链路层并封装成帧。4．假设一个主机的IP地址为192.55.12.120，子网掩码为255.255.255.240，求出其子网号、主机号以及直接的广播地址。8.已知某个C类网，现要将这个网分成几个子网，其中每个子网中的主机数不小于30，如何设计子网及子网掩码使其满足题目的要求？被分成多少子网？每个子网的实际主机ID是多少？IP地址损失多少个？解：要使主机可用ID数不少于30，加上每个子网都不能使用的全0和全1，子网实际的ID数应不少于32。而32≤2^5，所以作为主机地址的位数可选为5，因为C类网IP地址中原主机地址位数为8，用于作为主机ID号需要5位，所以子网地址的位数只乘下三位，共有8种状态，但全0和全1都不用作子网号，故实际只能分成6个子网，子网掩码为255.255.255.224。每个子网的实际主机ID是30个。IP地址损失个数为2×32＋6×2-2=74。10.假设一个IP数据报，头部长度为20B，数据部分长度为2000B。现该分组从源主机到目的主机需要经过两个网络，这两个网络说允许的最大传输单元MTU为1500B和576B，请问该数据报如何分片？（8分）答：头部长为20B，数据部分长为2000B的IP数据报在经过MTU为1500B的第一个网络时进行分片，分为2个分片，分片1携带1480B的数据，分片二携带520B的数据。（4分）在经过MTU为576B的第二个网络时，分片1仍需要分片，分为3个分片，分片3和分片4都携带556B的数据，分片5携带368B的数据。因此，目的主机收到4个分片，即分片2，分片3，分片4，分片5。（4分）第八章数据链路层协议11.在数据传输过程中，若接收方收到的二进制比特序列为10110011010，接收双方采用的生成多项式为Ｇ（ｘ）＝ｘ^4＋x^3＋１，则该二进制比特序列在传输中是否出现了差错？如果没有出现差错，发送数据的比特序列和ＣＲＣ校验码的比特序列分别是什么？解答：已知接收方收到的二进制比特序列为１０１１００１１０１０；生成多项式Ｇ（ｘ＝ｘ４＋ｘ３＋１，所对应的二进制比特序列为１１００１。进行如下的二进制除法，被除数为１０１１００１１０１０，除数为１１００１：得余数为０，因此该二进制比特序列在传输过程中没有出现差错。发送数据的比特序列是１０１１００１，ＣＲＣ校验码的比特序列是1010。12.要发送的数据比特序列为1010001101，CRC校验采用协商多项式为G(x)=x^5+x^4+x^2+1，计算CRC校验码？（10分）解答：除数是：110101被除数是：101000110100000（除数6位减1得到5个0)即为：101000110100000模2运算规定相除时采用异