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，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，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WWW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WWW服务器的主页，那么客户端的WWW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WWW浏览器获得WWW服务器的主页并显示在客户端的屏幕上的过程 如下：
（1） WWW的浏览器直接使用名称访问该WWW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，WWW浏览器就向WWW服务器发送要求获取该主 页的HTTP请求；（2分）
（4）WWW服务器在接收到浏览器的HTTP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，其内容是解析域名对应的IP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对应的IP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)=26.214 Mbit/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：1010001101 00000 （除数6位减1得到5个0)
即为：1010001101 00000模2运算规定相除时采用异或操作，如下所示：
计算机网络习题复习-习题(陆楠-崔来中)
