计算机网络作业综合.docx
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计算机网络作业综合
计算机网络作业
第一章（P39）
1-15，假定网络的利用率达到了90%。
试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？
解：
设网络利用率为U,网络时延为D,网络时延最小值为D=DO/（1-
U）D/D0=10
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2X10八8m/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10八7bit，数据发送速率为100kbit/s。
2）数据长度为10八3bit，数据发送速率为1Gbit/s。
从以上计算结果可得出什么结论？
解：
发送时延Ts=数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s）
传播时延Tp=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速度（m/s）
1）Ts=10八7bit/100kbit/s=100s,Tp=10八6m/（2X
10八8）m/s=0.005s
2）Ts=10八3bit/1Gbit/s=1卩s,Tp=10八6m/（2X10八8）
m/s=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
1-19,1）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，加上首部和尾部共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）。
2）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%
1-29，有一个点对点链路，长度为50km。
若数据在此链路上的传播速度为2X10八8m/s，试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大？
如果发送的是512字节长的
分组，结果又应如何？
解：
传播时延Tp=50X10八3m/（2X10八8）m/s=2.5X10八（-4）
4*10八5*8=3.2*10八6
512字节时带宽=512bit/2.5X10八（-4）s=2.05MB/s
1-31，以1Gbit/s的速率发送数据。
试问在以距离或时间为横坐标
时，一个比特的宽度分别是多少？
解：
距离：
1bitX2X10八8m/s（在光纤中的速率）/1Gbit/s=0.2m
时间：
1bit/1Gbit/s=10八（-9）s
第二章（P67）
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（bit/s）?
解：
W信道的带宽；S:
信道内所传信号的平均功率；N:
信道内部的高斯噪声功率。
信道的极限信息传输速率C=WXIog2（1+S/N）（bit/s）
=20000XIog2（16）=80000bit/s
2-09，用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz最大信道传输速率为35kbit/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再增大到10倍，问最大信息速率能否再增加20%
解：
C=WxIog2（1+S/N）b/s
S/N1=2八（C1/W）-1=2八（35000/3100）-1
S/N2=2八（C2/W）-1=2八（1.6xC1/W）-1=2八（1.6x
35000/3100）-1
（S/N2）/（S/N1）=10
信噪比应增大到约100倍
C3=WxIog2（1+S/N3）=WxIog2（1+10xS/N2）
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息速率只能再增加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？
如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里，问应当使衰减降低
到多少？
解：
使用这种双绞线的链路的工作距离为s=20dB/0.7dB/km=28.6km
衰减应降低到20/100=0.2dB
2-16，共有四个站进行码分多址CDMA通信。
四个站的码片序列为：
A:
（-1-1-1+1+1-1+1+1）B:
（-1-1+1
-1+1+1+1-1）
C:
（-1+1-1+1+1+1-1-1）D:
（-1+1-1-
1-1-1+1-1）
现收到这样的码片序列S:
（-1+1-3+1-1-3+1+1）。
问哪个站发送数据了？
发送数据的站发送的是0还是1?
解：
S?
A=（+1-1+3+1-1+3+1+1）/8=1,A发送1
S?
B=什1-1-3-1-1-3+1-1）/8=-1,B
发送0
S?
C=什1+1+3+1-1-3-1-1）/8=0,C无
发送
S?
D=（+1+1+3-1+1+3+1-1）/8=1,D发送1
第三章（P109）
3-07,要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P（X）
=XA4+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佥验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？
解：
根据给出的生成多项式可以得出除数为10011
作二进制除法，1101011011/10011，得余数1110
11010110101110/10011余数为011
11010110001110/10011余数为101
故两种错误均可发现
仅仅采用CRC佥验，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勺生成多项式是P（X）=XA3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
解：
M=101110模2运算后为101110000
作二进制除法，101110000/1001，得余数011
故添加在数据后面的余数是011
3-10,PPP协议使用同步传输技术传送比特串011011111111110（。
试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？
若接收端收到的PPP帧的
数据部分是0001110111110111110110问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
解：
只要发现5个连续1，则立即填入一个0
每当发现5个连续1时，就将这5个连续1后的一个0删除
发送端的数据0110111111111100经过零比特填充是011011111011111000
接收端收到的0001110111110111110110删除发送端加入的零后是
00011101111111111110
3-22，假定在使用CSMA/C协议的10Mbit/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100Mbit/s的
以太网呢？
解：
对于10Mbit/s的以太网来说，以太网把争用期定为51.2微秒，要
也益甞血-5,12ms
退后100个争用期。
等待时间为10x10，
对于100Mbit/s的以太网来说，以太网把争用期定为5.12微秒，要
退后100个争用期。
等待时间为512as
3-33,在图3-31中，以太网交换机有6个接口，分别接到5台主机
和一个路由器。
在下面表中的“动作”一栏中，表示先后发送了4个
帧。
假定在开始时，以太网交换机的交换表是空的。
试把该表中其他
的栏目都填完空
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第四章（P196）
4-17，一个3200位长的TCPB文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来，但第二
个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。
因此数
据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）？
解:
进入本机IP层时报文长度为3200+160=3360bit
经过两个局域网的网络层，又加上两个头部信息，此时长度共有3360
+160+160=3680bit
在第二个局域网，报文要进行分片，已知最长数据帧的数据部分只有
1200bit，所以共分成4片，故第二个局域网向上传送3680+160=
3840bit
4-20，设某路由器建立了如下路由表:
目的网络子网掩
码下——跳
128.96.39.0255.255.255.128接口m0
128.96.40.0
255.255.255.128
R2
192.4.153.0
255.255.255.192
R3
*（默认）
R4
128.96.39.128
255.255.255.128
接口m1
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）1924153.17
（5）1924153.90
试分别计算其下一跳
解：
用目的IP地址和路由表中的子网掩码相与，若结果出现在路由表中
的目的网络中，则转发相应的下一跳，若没有出现在路由表中的目的网络中，则转发到默认站R4
1）先把每个IP与掩码做“与”运算，求出网络号
网络
号
可表示的IP范围
（1）128.96.39.0/25
128.96.39.1—
——128.96.39.127
（2）
128.96.39.128/25
128.96.39.129—
—128.96.39.254
（3）
128.96.40.0/25
128.96.40.1——
128.96.40.127
（4）
192.4.153.0/25
192.4.153.1—
——192.4.153.63
2）比较题目所给的五个分组
IP对应的子网是否在上述范围中
（1）
接口m0（
128.96.39.10在
128.96.39.1
128.96.39.127中）
（2）R2
（128.96.40.12在128.96.39.129
——128.96.39.254中）
（3）R4
不在上述的子网中，则跳转到默认路
由R4
（4）R3
——128.96.40.127中）
（5）R4
4-24，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
解:
由于是连续掩码，划分子网时如果子网号为n个bit,可划分子网数为
（2八n）-2个，所以2个子网对应2bit、6对应3bit、30对应5bit、62
对应6bit
、122对应7bit、250对应8bit
2
个：
11111111
110000000000000000000000
即
255.19200
6
个：
11111111
111000000000000000000000
即
255.224.0.0
30
个：
11111111
111110000000000000000000
即
255.248.0.0
62
个：
11111111
111111000000000000000000
即
255.252.0.0
122
个：
11111111
111111100000000000000000
即
255.254.0.0
250
个：
11111111
111111110000000000000000
即
255.255.0.0
（1）
（3）86.58.119.74
（4）86.68.206.154
86.33.224.123
（2）86.79.65.216
解：
86.32/12的含义是前12位是网络地址，32的二进制表示是00100000。
而在可选的四个答案中，只有第一个选项的前12位与以上表示的是一致的，即前8位相同，都是86,而33的二进制是00100001，前4位相同。
所以
（1）匹配
4-55，如图所示，网络145.13.0.0/16划分为四个子网N1,N2,N3
和N4这四个子网与路由器R连接的接口分别是mQm1,m2和m3路由器R的第五个接口m4连接到互联网。
（1）试给出路由器R的路由表。
（2）路由器R收到一个分组，其目的地址145.13.160.78。
试给出
（1）目的网络地址
下一跳
解:
145.13.0.0m0
145.13.64.0ml
145.13.128.0m2
145.13.192.0m3
*m4
（2）
4-56，收到一个分组，其目的地址D=11.1.2.5。
要查找路由表中
有这样三项：
路由1到达网络11.0.0.0/8
路由2到达网络11.1.0.0/16
路由3到达网络11.1.2.0/24
试问在转发这个分组时应当选择哪一个路由？
解：
选择路由3
目的地址D
11.1.2.5
000010JI00000001000000100000010J
搭由」忖的网络
igao/s
0000LOH00000000oooooooooooocooo
磐由2目的网绍
lLlAOHS
（K）on11ooooonnoocoooooao（kxxiooo
踣由m目的网络
11.12.0/24
omiononmnwHoonoomoo（w（i（k）o
•当竇路由1时，冃的网络的掩码是X个1和24个小即255000,和D"与■操作后，得到1L0.0.0,结果是匹呪的；
•当査路口2时・冃的网络的掩码是15个1和17个山即255.254.0.0,和D1■与”操作后,得到1100.0,结果不匹配丫
•岀查路由3时，目的网络的掩码是24个1和8个6即
255.255.255.0,和时与■操作后.得到II丄20结果也是匹配的.
所以，在转发这个分组时应*根据最长前缀匹配准则，选择路由3,是2个都匹配结果中前缀长的那一个口
第五章（P245）
5-14,一个UDP用户数据报的首部的十六进制表示是：
0632004500
1CE217。
试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。
这个用户数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户？
使用UDP的这个服务器程序是什么？
解：
源端口0632H=6X16八2+3X16八1+2=1586
目的端口0045H=4X16+5=69
UDP用户数据报总长度001C=16+12=28字节
数据部分长度28-8=20字节。
此UDP用户数据报是从客户发给服务器（因为目的端口号<1023,是熟知端口）
服务器程序是TFFTP
5-23，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。
试问：
（1）第一个报文段携带了到少字节的数据？
（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）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：
确认号是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的下一个报文段首部序号字段的值。
若确认号二N,则
表明：
到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。
（1）第一个报文段携带的数据包括从70字节到第99字节，共携带了30个字节。
（2）确认号为100。
（3）由于确认号为180,说明到第179号为止的数据都已收到，A发送的第二个报文段中的数据有179-100+仁80字节。
（4）由于没有收到A发送的第一个报文段，第二个报文段到达B时将会被丢弃，因此此时收到的报文段的最后一个序号为69。
当在第二个报文段到达后一向A发送确认，这个确认号应为70，表示到序号69为止的数据都已收到。
5-28，主机A向主机B发送TCP报文段，首部中的源端口是m而目的端口是n。
当B向A发送回信时，其TCP报文段的首部中的源端口和目的端口分别是什么？
解：
源端口和目的端口分别是n和m
在回信过程中，发送端的目的端口号将成为接收端的源端口号，接收
端的目的端口号将成为发送端的源端口号。
5-30，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间为20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少？
解：
在发送时延可忽略的情况下，最大数据率二最大窗口X8/平均往返时
间=26.2Mb/s
5-31，通信信道带宽为1Gbit/s，端到端传播时延为10ms。
TCP的
发送窗口为65535字节。
试问：
可能达到的最大吞吐量是多少？
信道
的利用率是多少?
解：
Throughput二65535字节/（2x10ms）=25.5Mb/s
Efficiency二（25.5Mb/s）/（1Gb/s）=2.55%
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
5-49，以下是十六进制格式的UDP头部内容。
CB84000D001C001C
试问：
a.源端口号是多少？
b.目的端口号是多少？
c.用户数据报总长度是多少？
d.数据长度是多少？
e.分组是从客户发向服务器的还是相反方向的？
f.客户进程是什么？
解：
a.源端口号是头4位十六进制数字（CB8416,这意味着源端口号
是52100。
b.目的端口号是第二组4位十六进制数字（000D）16,这意味着目的端口号是13。
c.第三组4位十六进制数字（001C）16定义了整个UDP分组的长度,长度为28字节。
d.数据的长度是整个分组长度减去头部长度，即28-8=20字节
e.由于目的端口号是13（是熟知端口号），分组是从客户发送到服务器。
f.客户进程是Daytime
简答题
第一章
1-02，试简述分组交换的要点。
答：
1）报文分组，加首部。
2）经路由器存储转发。
3）在目的地合并。
1-04，为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革答：
融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-08，计算机网络都有哪些类别？
各种类别的网络都有哪些特点？
答：
按范围：
（1）广域网WAN远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网：
城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：
校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN个人电子设备
按用户：
公用网：
面向公共营运。
专用网：
面向特定机构。
1-12，因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？
它们的工作方式各有什么特点？
答：
边缘部分：
由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享；低速连入核心网。
核心部分：
由各路由器构成，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
答:
速率,
1-14，
计算机网络有哪些常用的性能指标？
带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT利用率
1-22，
网络协议的三个要素是什么？
各有什么含义？
答:
网络协议：
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成：
（1）语法：
即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：
即事件实现顺序的详细说明
第二章
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）一一来自信源的信号。
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。
带通信号一一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
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
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