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1、 计算机网络计算题复习重点 Revised at 2 pm on December 25,2020.计算机网络计算题复习重点 第一章 概述 1-17 收发两端之间的传输距离为 1000km，信号在媒体上的传播速率为 2108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为 107bit,数据发送速率为 100kb/s。（2）数据长度为 103bit,数据发送速率为 1Gb/s。从上面的计算中可以得到什么样的结论？解：（1）发送时延：ts=107/105=100s 传播时延 tp=106/(2108)=（2）发送时延 ts=103/109=1s 传播时延：tp=106/(2108
2、)=结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。1-18 假设信号在媒体上的传播速度为 2108m/s.媒体长度 L分别为：（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）试计算出当数据率为 1Mb/s 和 10Gb/s 时在以上媒体中正在传播的比特数。解：（1）1Mb/s:传播时延=(2108)=510-10 比特数=510-101106=510-41Gb/s:比特数=510-101109=510-1（2）1Mb/s:传播时延=100/(2
3、108)=510-7 比特数=510-71106=510-1 1Gb/s:比特数=510-71109=5102(3)1Mb/s:传播时延=100000/(2108)=510-4 比特数=510-41106=5102 1Gb/s:比特数=510-41109=5105(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2108)=10-2 比特数=10-21106=5104 1Gb/s:比特数=10-21109=5107 1-19 长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上 20 字节的 TCP 首部。再交给网络层传送，需加上 20 字节的 IP 首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首
4、部和尾部工 18 字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。若应用层数据长度为 1000 字节，数据的传输效率是多少？解：（1）100/（100+20+20+18）=%（2）1000/（1000+20+20+18）=%第二章 物理层 2-06 数据在信道重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/每秒”和“码元/每秒”有何区别 答：码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制 香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输
5、。比特/s 是信息传输速率的单位 码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。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 2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为 3100Hz，最大信道传输速率为 35Kb/，那么若想使最大信道传输速率增加，问信噪比/应增大到多少倍如果在刚才计算出的基础上将信噪比/应增大到多少倍如果在刚才计算出的基础上将信噪比/再增大到十倍，问
6、最大信息速率能否再增加 答：C=W log2(1+S/N)b/s-SN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1 SN2=2*（C2/W）-1=2*（*C1/w）-1=2*（*35000/3100）-1 SN2/SN1=100 信噪比应增大到约 100 倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）C3/C2=%如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10倍，最大信息通率只能再增加%左右 2-11假定有一种双绞线的衰减是 km(在 1 kHz 时)，若容许有 20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长如果要双绞线的工作距离增大到 100公里
7、，试应当使衰减降低到多少 解：使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/=衰减应降低到 20/100=2-12 试计算工作在 1200nm 到 1400nm 之间以及工作在 1400nm 到 1600nm 之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为 2*10e8m/s.解：V=L*F-F=V/L-B=F2-F1=V/L1-V/L2 1200nm 到 1400nm：带宽=1400nm 到 1600nm：带宽=第三章 数据链路层 3-07?作二进制除法，两种错误均可发展 仅仅采用了 CRC 检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。3-08 要发送的数据为 101110。采用 CRC
8、D 生成多项式是 P（X）=X3+1。试求应添加在数据后面的余数。答：作二进制除法，101110 000 10011 添加在数据后面的余数是 011 3-09 一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D 3-16 数据率为 10Mb/s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒 答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。
9、标准以太网的数据速率是 10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即 20M 波特 3-20?假定 1km长的 CSMA/CD网络的数据率为 1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。答：对于 1km电缆，单程传播时间为 1/200000=5为微秒，来回路程传播时间为 10微秒，为了能够按照 CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于 10微秒，以 Gb/s速率工作，10微秒可以发送的比特数等于 10*10-6/1*10-9=10000,因此，最短帧是10000位或 1250字节长 3-22 假定在使用 CSMA/CD 协议的 10Mb/s以太网中
10、某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数 r=100。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据如果是 100Mb/s 的以太网呢 答：对于 10mb/s 的以太网，以太网把争用期定为微秒，要退后 100个争用期，等待时间是（微秒）*100=对于 100mb/s 的以太网，以太网把争用期定为微秒，要退后 100 个争用期，等待时间是（微秒）*100=512 微秒-24 假定站点 A和 B在同一个 10Mb/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定 A开始发送一帧，并且在 A发送结束之前 B 也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么 A在检
11、测到和 B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕换言之，如果 A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定 A所发送的帧不会和 B发送的帧发生碰撞（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在 MAC 帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）答：设在 t=0时 A开始发送，在 t=（64+8）*8=576 比特时间，A应当发送完毕。t=225比特时间，B就检测出 A的信号。只要 B在 t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了 如果 A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定 A所发送的帧不会和 B发送的帧发生碰撞
12、（当然也不会和其他站点发生碰撞）。3-25?在上题中的站点 A和 B在 t=0时同时发送了数据帧。当 t=255比特时间，A和 B同时检测到发生了碰撞，并且在 t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在 CSMA/CD 算法中选择不同的 r值退避。假定 A和 B选择的随机数分别是 rA=0 和rB=1。试问 A和 B各在什么时间开始重传其数据帧 A重传的数据帧在什么时间到达BA重传的数据会不会和 B重传的数据再次发生碰撞 B会不会在预定的重传时间停止发送数据 答：t=0时，A和 B开始发送数据 T1=225比特时间,A和 B都检测到碰撞（tau）T2=273比特时间,A和
13、B结束干扰信号的传输（T1+48）T3=594比特时间,A 开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96）T4=785比特时间，B 再次检测信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则 B在 T5=881比特时间发送数据、否则再退避。（T5=T4+96）A重传的数据在 819 比特时间到达 B，B先检测到信道忙，因此 B在预定的 881比特时间停止发送-32 图 3-35 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：A发送给 E，C 发送给 B，D
14、 发送给 C，B发送给 A。试把有关数据填写在表 3-2中。发送的帧 B1 的转发表 B2 的转发表 B1 的处理（转发丢弃登记）B2 的处理（转发丢弃登记）地址 接口 地址 接口 AE A 1 A 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表 CB C 2 C 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表 DC D 2 D 2 写入转发表，丢弃不转发 转发，写入转发表 BA B 1 写入转发表，丢弃不转发 接收不到这个帧 第四章 网络层 有三种含义 第三种情况为一个 C 类网，这个子网掩码为 C 类网的默认子网掩码。每一个子网上的主机为(23)=6 台 掩码位数 29，该网络能够连接 8 个主机，扣除全
15、 1 和全 0后为 6 台。（3）一 A类网络和一 B网络的子网号 subnet-id 分别为 16个 1和 8个 1，问这两个子网掩码有何不同？Host-id的位数为 4+8=12，因此，最大主机数为：212-2=4096-2=4094 C 类地址(7)C 类网络使用子网掩码有无实际意义为什么 有实际意义.C 类子网 IP 地址的 32 位中,前 24 位用于确定网络号,后 8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后 8 位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.10.试辨认以下 IP 地址的网络类别。(2)和(5)是 A类,(1)和(3)是
16、B类,(4)和(6)是 C 类.20.设某路由器建立了如下路由表：目的网络 子网掩码 下一跳*（默认）R4 现共收到 5个分组，其目的地址分别为：可给每个地点分配如下子网号码 地点：子网号（subnet-id）子网网络号 主机 IP 的最小值和最大值 22.一个数据报长度为 4000 字节（固定首部长度）。现在经过一个网络传送，但此网络能够 传送的最大数据长度为 1500 字节。试问应当划分为几个短些的数据报片各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和 MF标志应为何数值 IP 数据报固定首部长度为 20字节 总长度(字节)数据长度(字节)MF 片偏移 原始数据报 4000 3980 0 0 数据
17、报片 1 1500 1480 1 0 数据报片 2 1500 1480 1 185 数据报片 3 1040 1020 0 370 24.试找出可产生以下数目的 A类子网的子网掩码（采用连续掩码）。（1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250.25.以下有 4个子网掩码。哪些是不推荐使用的为什么 只有（4）是连续的 1 和连续的 0 的掩码，是推荐使用的 26.有如下的 4 个/24 地址块，试进行最大可能性的聚会。28.已知路由器 R1 的路由表如表 412所示。表 4-12 习题 4-28 中路由器 R1 的路由表 地址掩码 目的网络地址 下一跳地址 路由器接口/2
18、6 m2/24 m1/16 m0/16 m2/16 m1 默认 默认 m0 试画出个网络和必要的路由器的连接拓扑，标注出必要的 IP 地址和接口。对不能确定的情应该指明。图形见课后答案 P380 分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀 题目没有说 LAN1上有几个主机，但至少需要 3 个地址给三个路由器用。本题的解答有很多种，下面给出两种不同的答案：第一组答案 第二组答案 见课后答案 P380 31.以下地址中的哪一个和 12匹配：请说明理由。12 下划线上为 12位前缀说明第二字节的前 4 位在前缀中。给出的四个地址的第二字节的前 4 位分别为：0010，0100，0011 和 0100。因
19、此只有（1）是匹配的。（1）0/4；（2）32/4；（3）4/6（4）11 0/4 0000 0000 32/4 0010 0000 4/6 0000 0100 80/4 0101 0000 （1）13；（2）9；（3）12；（4）11。前缀（4）和这两个地址都匹配 34.与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位？（1）/2;(2)/4;(3)/11;(4)/30。最小地址是.(0101 0000).0/20(80)最大地址是.(0101 1111).255/20(95)地址数是 4096.相当于 16 个 C 类地址。地址数是 8.相当于 1/32 个 C 类地址。（1）每一个子网的网络前缀有多
20、长 （2）每一个子网中有多少个地址 （3）每一个子网的地址是什么 （4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么 （1）每个子网前缀 28 位。（2）每个子网的地址中有 4 位留给主机用，因此共有 16 个地址。（3）四个子网的地址块是：41.假定网络中的路由器 B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）N1 7 A N2 2 B N6 8 F N8 4 E N9 4 F 现在 B收到从 C 发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”“距离”）：N2 4 N3 8 N6 4 N8 3 N9 5 试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）
21、。路由器 B更新后的路由表如下：N1 7 A 无新信息，不改变 N2 5 C 相同的下一跳，更新 N3 9 C 新的项目，添加进来 N6 5 C 不同的下一跳，距离更短，更新 N8 4 E 不同的下一跳，距离一样，不改变 N9 4 F 不同的下一跳，距离更大，不改变 42.假定网络中的路由器 A的路由表有如下的项目（格式同上题）：N1 4 B N2 2 C N3 1 F N4 5 G 现将 A收到从 C 发来的路由信息（格式同上题）：N1 2 N2 1 N3 3 N4 7 试求出路由器 A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。路由器 A更新后的路由表如下：N1 3 C 不同的下一跳，距离更短，
22、改变 N2 2 C 不同的下一跳，距离一样，不变 N3 1 F 不同的下一跳，距离更大，不改变 N4 5 G 无新信息，不改变 第五章 传输层 518 假定在运输层使用停止等待协议。发送发在发送报文段 M0后再设定的时间内未收到确认，于是重传 M0，但 M0 又迟迟不能到达接收方。不久，发送方收到了迟到的对 M0 的确认，于是发送下一个报文段 M1，不久就收到了对 M1的确认。接着发送方发送新的报文段 M0，但这个新的 M0 在传送过程中丢失了。正巧，一开始就滞留在网络中的 M0 现在到达接收方。接收方无法分辨 M0 是旧的。于是收下 M0，并发送确认。显然，接收方后来收到的 M0 是重复的，
23、协议失败了。试画出类似于图 5-9所示的双方交换报文段的过程。答：旧的 M0 被当成新的 M0。521 假定使用连续 ARQ协议中，发送窗口大小事 3，而序列范围0,15,而传输媒体保证在接收方能够按序收到分组。在某时刻，接收方，下一个期望收到序号是 5.试问：（1）在发送方的发送窗口中可能有出现的序号组合有哪几种（2）接收方已经发送出去的、但在网络中（即还未到达发送方）的确认分组可能有哪些说明这些确认分组是用来确认哪些序号的分组。22?主机 A向主机 B发送一个很长的文件，其长度为 L字节。假定 TCP 使用的MSS 有 1460字节。（1）在 TCP 的序号不重复使用的条件下，L的最大值是
24、多少（2）假定使用上面计算出文件长度，而运输层、网络层和数据链路层所使用的首部开销共 66字节，链路的数据率为 10Mb/s，试求这个文件所需的最短发送时间。解：（1）L_max 的最大值是 232=4GB,G=230.(2)满载分片数 Q=L_max/MSS取整=2941758 发送的总报文数 523?主机 A向主机 B连续发送了两个 TCP 报文段，其序号分别为 70 和 100。试问：（1）第一个报文段携带了多少个字节的数据（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）如果主机 B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是 180，试问 A发送的第二个报文段中的数据有
25、多少字节（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。试问这个确认号应为多少 解：（1）第一个报文段的数据序号是 70到 99，共 30字节的数据。（2）确认号应为 100.（3）80字节。（4）70 524?一个 TCP 连接下面使用 256kb/s 的链路，其端到端时延为 128ms。经测试，发现吞吐量只有 120kb/s。试问发送窗口 W 是多少（提示：可以有两种答案，取决于接收等发出确认的时机）。解：来回路程的时延等于 256ms(=128ms2).设窗口值为 X(注意:以字节为单位),假 定一次最大发送量等于窗口值,且发射时间
26、等于 256ms,那么,每发送一次都得停下来期待 再次得到下一窗口的确认,以得到新的发送许可.这样,发射时间等于停止等待应答的时间,结果,测到的平均吞吐率就等于发送速率的一半,即 8X(2561000)=256X=8192 所以,窗口值为 8192.530?设 TCP 使用的最大窗口为 65535 字节，而传输信道不产生差错，带宽也不受限制。若报文段的平均往返时延为 20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少 答：在发送时延可忽略的情况下，最大数据率=最大窗口*8/平均往返时间=s。531?通信信道带宽为 1Gbs，端到端时延为 10ms。TCP 的发送窗口为 65535 字节。试问:可能达到的最
27、大吞吐量是多少信道的利用率是多少 答：L=655368+408=524600 C=109b/s L/C=Td=1010-3s Throughput=L/(L/C+2Td)=524600/=s Efficiency=(L/C)539?TCP 的拥塞窗口 cwnd大小与传输轮次 n的关系如下所示：cwnd n 1 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 33 7 34 8 35 9 36 10 37 11 38 12 39 13 cwnd n 40 14 41 15 42 16 21 17 22 18 23 19 24 20 25 21 26 22 1 23 2 24 4 25 8 26
28、（1）试画出如图 5-25 所示的拥塞窗口与传输轮次的关系曲线。（2）指明 TCP 工作在慢开始阶段的时间间隔。（3）指明 TCP 工作在拥塞避免阶段的时间间隔。（4）在第 16 轮次和第 22 轮次之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超市检测到丢失了报文段？（5）在第 1 轮次，第 18 轮次和第 24轮次发送时，门限 ssthresh 分别被设置为多大？（6）在第几轮次发送出第 70 个报文段？（7）假定在第 26 轮次之后收到了三个重复的确认，因而检测出了报文段的丢失，那么拥塞窗口 cwnd和门限 ssthresh 应设置为多大？答：（1）拥塞窗口与传输轮次的关系曲线如图所示（课本
29、后答案）：（2）慢开始时间间隔：【1，6】和【23，26】（3）拥塞避免时间间隔：【6，16】和【17，22】（4）在第 16 轮次之后发送方通过收到三个重复的确认检测到丢失的报文段。在第 22轮次之后发送方是通过超时检测到丢失的报文段。（5）在第 1 轮次发送时，门限 ssthresh 被设置为 32 在第 18 轮次发送时，门限 ssthresh 被设置为发生拥塞时的一半，即 21.在第 24轮次发送时，门限 ssthresh 是第 18 轮次发送时设置的 21 （6）第 70 报文段在第 7 轮次发送出。（7）拥塞窗口 cwnd 和门限 ssthresh 应设置为 8 的一半，即 4.5
30、41 用 TCP 传送 512 字节的数据。设窗口为 100 字节，而 TCP 报文段每次也是传送100 字节的数据。再设发送端和接收端的起始序号分别选为 100 和 200，试画出类似于图 5-31的工作示意图。从连接建立阶段到连接释放都要画上。542 在图 5-32中所示的连接释放过程中，主机 B能否先不发送 ACK=x+1 的确认(因为后面要发送的连接释放报文段中仍有 ACK=x+1 这一信息)答：如果 B不再发送数据了，是可以把两个报文段合并成为一个，即只发送 FIN+ACK 报文段。但如果 B还有数据报要发送，而且要发送一段时间，那就不行，因为 A迟迟收不到确认，就会以为刚才发送的
31、FIN报文段丢失了，就超时重传这个 FIN 报文段，浪费网络资源。547 一个客户向服务器请求建立 TCP 连接。客户在 TCP 连接建立的三次握手中的最后一个报文段中捎带上一些数据，请求服务器发送一个长度为 L字节的文件。假定：（1）客户和服务器之间的数据传输速率是 R 字节/秒，客户与服务器之间的往返时间是 RTT（固定值）。（2）服务器发送的 TCP 报文段的长度都是 M 字节，而发送窗口大小是 nM字节。（3）所有传送的报文段都不会出错（无重传），客户收到服务器发来的报文段后就及时发送确认。（4）所有的协议首部开销都可忽略，所有确认报文段和连接建立阶段的报文段的长度都可忽略（即忽略这些
32、报文段的发送时间）。试证明，从客户开始发起连接建立到接收服务器发送的整个文件多需的时间 T是：T=2RTT+L/R 当 nMR(RTT)+M 或 T=2RTT+L/R+(K-1)M/R+RTT-nM/R 当 nMR(RTT)+M 其中，K=L/nM，符号x表示若 x 不是整数，则把 x 的整数部分加 1。解：发送窗口较小的情况，发送一组 nM 个字节后必须停顿下来，等收到确认后继续发送。共需 K=L/nM个周期：其中 前 K-1 个周期每周期耗时 M/R+RTT,共耗时（K-1）（M/R+RTT）第 K周期剩余字节数 Q=L-（K-1）*nM，需耗时 Q/R 总耗时=2*RTT+(K-1)M/(R+RTT)+Q/R=2*RTT+L/R+(K-1)(M/R+RTT)-nM/R