1、因特网由 边缘部分和 核心部分 组成;
边缘部分中端系统中运行的程序之间的通信方式分为:c/s方式和p2p方式。 交换的三种方式为:电路交换,报文交换和分组交换。 因特网核心部分中的路由器采用的交换方式为分组交换。
2-04试解释以下名词:数据,信号,模拟数据,模拟信号,基带信号,带通信
号,数字数据,数字信号,码元,单工通信,半双工通信,全双工通信,串行传输,并行传输。
答:数据:是运送信息的实体。
信号:则是数据的电气的或电磁的表现。 模拟数据:运送信息的模拟信号。 模拟信号:连续变化的信号。
数字信号:取值为有限的几个离散值的信号。 数字数据:取值为不连续数值的数据。
码元(code):在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。
单工通信:即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信:即通信和双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间再反过来。
全双工通信:即通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号(即基本频带信号)——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
带通信号——把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。 2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性?各包含些什么内容?
答:(1)机械特性:指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
(2)电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 (3)功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。 (4)规程特性:说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
奈氏准则
1924年,奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道下的最高码元传输速率的公式:
理想低通信道下的最高码元传输速率=2W Baud
其中W是理想低通信道的带宽,单位为赫兹;Baud是波特,即码元传输速率的单位,1波特为每秒传送1个码元。 香农公式
1948年,香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率。当用次速率进行传输时,可以做到不出差错。用公式表示,则信道的极限信息传输速率C可表达为
C=W log2(1+S/N)b/s
其中W为信道的宽度,S为信道内所传信号的平均功率,N为信道内部的高斯噪声功率。
信噪比S/N通常以dB(分贝)数表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式:S/N(dB)=10*lg(S/N)
2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香农公式在数据通信中的意义是什么?“比特/秒”和“码元/秒”有何区别?
2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/s)?
答:C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s
(11-47)(9分)某主机的MAC地址为00-15-C5-C1-5E-28,IP地址为10.2.128.100(私有地址)。 题47-a图是网络拓扑,题47-b图是该主机进行Web请求的1个以太网数据帧前80个 字节的十六进制及ASCII码内容。
MTU=1500810.2.128.10010.2.128.1101.12.123.15InternetR
47-a图 网络拓扑
请参考图中的数据回答以下问题
(1)Web服务器的IP地址是什么?该主机的默认网关的MAC地址是什么? (2)该主机在构造题47-b图的数据帧时,使用什么协议确定目的MAC地址?封装该协议请求报文的以太网帧的目的MAC地址是什么?
(3)假设 HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作,一次请求-响应时间为 RTT,rfc.html页面引用了5个JPEG小图像,则从发出题47-b图中的Web请求开始到浏览器收到全部内容为止,需要多少个RTT?
(4)该帧所封装的IP分组经过路由器R转发时,需修改IP分组头中的哪些字段?
注:以太网数据帧结构和IP分组头结构分别如题47-c图、题47-d图所示。
题47-c图 以太网帧结构
题47-d图 IP分组头结构
解答:(1) 64.170.98.32 00-21-27-21-51-ee
以太网帧头部6+6+2=14字节,IP数据报首部目的IP地址字段前有4*4=16字节,从以太网数据帧第一字节开始数14+16=30字节,得目的IP地址40 aa 62 20(十六进制),转换为十进制得64.170.98.32。以太网帧的前六字节
00-21-27-21-51-ee是目的MAC地址,本题中即为主机的默认网关10.2.128.1端口的MAC地址。
(2) ARP FF-FF-FF-FF-FF-FF
ARP协议解决IP地址到MAC地址的映射问题。主机的ARP进程在本以太网以广播的形式发送 ARP 请求分组,在以太网上广播时,以太网帧的目的地址为全 1,即 FF-FF-FF-FF-FF-FF。 (3) 6
HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作时,服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这段连接,客户机在收到前一个响应后才能发送下一个请求。第一个RTT用于请求web页面,客户机收到第一个请求的响应后(还有五个请求未发送),每访问一次对象就用去一个RTT。故共1+5=6个RTT后浏览器收到全部内容。
(4)源IP地址0a 02 80 64 改为65 0c 7b 0f
首先,题目中已经说明IP地址10.2.128.100是私有地址。所以经过路由器转发源IP地址是要发生改变的,即变成NAT路由器的一个全球IP地址(一个NAT路由可能不止一个全球IP 地址,随机选一个即可,而本题只有一个)。也就是将
IP 地址10.2.128.100改成101.12.123.15。计算得出,源IP地址字段0a 02 80 64(在第一问的目的IP地址字段往前数4个字节即可)需要改为65 0c 7b 0f。另外,IP分组没经过一个路由器,生存时间都需要减1,结合47-d和47-b可以得到初始生存时间字段为80,经过路由器R之后变为7f,当然还得重新计算首部校验和。最后,如果IP分组的长度超过该链路所要求的最大长度,IP分组报就需要分片,此时IP分组的总长度字段,标志字段,片偏移字段都是需要发生改变的
注意,图 47-b中每行前4bit是数据帧的字节计数,不属于以太网数据帧的内容。
(12-47)(9分)有一主机H在快速以太网中传送数据,IP地址为192.168.0.8,服务器S的IP地址为211.68.71.80。H与S使用TCP通信时,在H上捕获的其中5个IP数据报如下表所示:
回答下列问题。
(1) 题47-a表中的IP分组中,哪几个是由H发送的?哪几个完成了TCP连
接建立过程?哪几个在通过快速以太网传输时进行了填充?
(2)根据47-a表中的IP分组,分析S已经收到的应用层数据字节数是多少? (3)若题47-a表中的某个IP分组在S发出时的前40字节如题47-b表所示,则该IP分组到达H时经历了个路由器? 要寻找哪个是H发送的,则数据包的源地址是H主机的地址即192.168.0.8(c0a8 0008H)所以直接在表中把源地址为H主机IP的找出来就可以了。
建立TCP连接的过程即3次握手,H发请求,S应答,H与S建立连接完成。在这个过程中,我们要分析封装的TCP的FLAG段(SYN=0/1,ACK=0/1)根据标志位判断是否是进行连接建立。
此题关键在于找对应用层数据初试序号846b 416cH,和ack确认的序列号846b 41d6H,让两个序列号相减及得到接收的字节数10H=16B
4-19 图4-29表示有五个站点分别连接在三个局域网上,并且用网桥B1和B2连接起来。每一个网桥都有两个接口(1和2)。在一开始,两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站向其他的站发送了数据帧:H1发送给H5,H3发送给H2,H4发送给H3,H2发送给H1。试把有关数据填写在表3-2中。
发送的帧 H1→H5 H3→H2 H4→H3 B1的转发表 地址 接口 MAC1 1 MAC3 2 MAC4 2 B2的转发表 地址 接口 MAC1 1 MAC3 1 MAC4 2 B1的处理
(转发?丢弃?登记?) 转发,写入转发表 转发,写入转发表
写入转发表,丢弃不转发 B2的处理
(转发?丢弃?登记?) 转发,写入转发表 转发,写入转发表 转发,写入转发表 H2→H1
MAC2 1
写入转发表,丢弃不转发 接收不到这个帧