计算机网络计算题复习重点.docx
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计算机网络计算题复习重点
计算机网络计算题复习重点
第1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2×108m/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/(2×108)=0.005s
(2)发送时延ts=103/109=1µs
传播时延:
tp=106/(2×108)=0.005s
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2×108m/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=0.1/(2×108)=5×10-10
比特数=5×10-10×1×106=5×10-41Gb/s:
比特数=5×10-10×1×109=5×10-1
(2)1Mb/s:
传播时延=100/(2×108)=5×10-7
比特数=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:
比特数=5×10-7×1×109=5×102
(3)1Mb/s:
传播时延=100000/(2×108)=5×10-4
比特数=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:
比特数=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:
传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特数=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:
比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
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)=63.3%
(2)1000/(1000+20+20+18)=94.5%
第2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。
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/s,那么若想使最大信道传输速率增加60%,问信噪比S/N应增大到多少倍?
如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N应增大到多少倍?
如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到十倍,问最大信息速率能否再增加20%?
答:
C=Wlog2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*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=18.5%
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18.5%左右
2-11假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km(在1kHz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,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=20/0.7=28.6km
衰减应降低到20/100=0.2db
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-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm:
带宽=23.8THZ
1400nm到1600nm:
带宽=17.86THZ
第3章 数据链路层
3-07 要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P(X)=X4+X+1。
试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0,问接收端能否发现?
若数据在传输过程中最后两个1都变成了0,问接收端能否发现?
采用CRC检验后,数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输?
答:
作二进制除法,1101011011 0000 10011得余数1110,添加的检验序列是1110.
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CRCD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7D5EFE277D5D7D5D657D5E。
试问真正的数据是什么(用十六进制写出)?
答:
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7E FE277D 7D 657D
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。
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51.2微秒,要退后100个争用期,等待时间是51.2(微秒)*100=5.12ms
对于100mb/s的以太网,以太网把争用期定为5.12微秒,要退后100个争用期,等待时间是5.12(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(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B?
A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
A→E
A
1
A
1
转发,写入转发表
转发,写入转发表
C→B
C
2
C
1
转发,写入转发表
转发,写入转发表
D→C
D
2
D
2
写入转发表,丢弃不转发
转发,写入转发表
B→A
B
1
写入转发表,丢弃不转发
接收不到这个帧
第4章 网络层
9.
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
有三种含义
其一是一个A类网的子网掩码,对于A类网络的IP地址,前8位表示网络号,后24位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网,对于B类网络的IP地址,前16位表示网络号,后16位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号,中间8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
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。
(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为(2^3)=6台
掩码位数29,该网络能够连接8个主机,扣除全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?
A类网络:
11111111 11111111 11111111 00000000
给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0
B类网络 11111111 11111111 11111111 00000000
给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?
(240)10=(128+64+32+16)10=(11110000)2
Host-id的位数为4+8=12,因此,最大主机数为:
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000 主机数2^12-2
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255;它是否为一个有效的子网掩码?
是 10111111 111111110000000011111111
(6)某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址?
C2 2F14 81--à(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à194.47.20.129
C2 2F 14 81 ---à11000010.00101111.00010100.10000001
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。
(1)128.36.199.3
(2)21.12.240.17 (3)183.194.76.253 (4)192.12.69.248
(5)89.3.0.1 (6)200.3.6.2
(2)和(5)是A类,
(1)和(3)是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
128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 255.255.255.128 R2
192.4.153.0 255.255.255.192 R3
*(默认) —— R4
现共收到5个分组,其目的地址分别为:
(1)128.96.39.10
(2)128.96.40.12
(3)128.96.40.151
(4)192.153.17
(5)192.4.153.90
(1)分组的目的站IP地址为:
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与,得128.96.39.0,可见该分组经接口0转发。
(2)分组的目的IP地址为:
128.96.40.12。
① 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0,不等于128.96.39.0。
② 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0,经查路由表可知,该项分组经R2转发。
(3)分组的目的IP地址为:
128.96.40.151,与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128,与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经R4转发。
(4)分组的目的IP地址为:
192.4.153.17。
与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0,经查路由表知,该分组经R3转发。
(5)分组的目的IP地址为:
192.4.153.90,与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经R4转发。
21某单位分配到一个B类IP地址,其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器,分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0,试给每一个地点分配一个子网掩码号,并算出每个地点主机号码的最小值和最大值
4000/16=250,平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码,则每个网络所连主机数=28-2=254>250,共有子网数=28-2=254>16,能满足实际需求。
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
1:
00000001 129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.254
2:
00000010 129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.254
3:
00000011 129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.254
4:
00000100 129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.254
5:
00000101 129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.254
6:
00000110 129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.254
7:
00000111 129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.254
8:
00001000 129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.254
9:
00001001 129.250.9.0 129.250.9.1---129.250.9.254
10:
00001010 129.250.10.0 129.250.10.1---129.250.10.254
11:
00001011 129.250.11.0 129.250.11.1---129.250.11.254
12:
00001100 129.250.12.0 129.250.12.1---129.250.12.254
13:
00001101 129.250.13.0 129.250.13.1---129.250.13.254
14:
00001110 129.250.14.0 129.250.14.1---129.250.14.254
15:
00001111 129.250.15.0 129.250.15.1---129.250.15.254
16:
00010000 129.250.16.0 129.250.16.1---129.250.16.254
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.
(1)255.192.0.0,
(2)255.224.0.0,(3)255.248.0.0,(4)255.252.0.0,(5)255.254.0.0,(6)255.255.0.0
25.以下有4个子网掩码。
哪些是不推荐使用的?
为什么?
(1)176.0.0.0,
(2)96.0.0.0,(3)127.192.0.0,(4)255.128.0.0。
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。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
212=(11010100)2,56=(00111000)2
132=(10000100)2,
133=(10000101)2
134=(10000110)2,
135=(10000111)2
所以共同的前缀有22位,即1101010000111000100001,聚合的CIDR地址块是:
212.56.132.0/22
27.有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。
是否有那一个地址块包含了另一个地址?
如果有,请指出,并说明理由。
208.128/11的前缀为:
11010000100
208.130.28/22的前缀为:
1101000010000010000101,它的前11位与208.128/11的前缀是一致的,所以208.128/11地址块包含了208.130.28/22这一地址块。
28.已知路由器R1的路由表如表4—12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
/26
140.5.12.64
180.15.2.5
m2
/24
130.5.8.0
190.16.6.2
m1
/16
110.71.0.0
……
m0
/16
180.15.0.0
……
m2
/16
196.16.0.0
……
m1
默认
默认
110.71.4.5
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
29.一个自治系统有5个局域网,其连接图如图4-55示。
LAN2至LAN5上的主机数分别为:
91,150,3和15.该自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23。
试给出每一个局域网的地址块(包括前缀)。
30.138.118/23--à30.138.0111011
分配网