计算机网络计算题.docx
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计算机网络计算题
1.试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为C（bit/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
答：
对电路交换，当t=s时，链路建立；
当t=s+x/C，发送完最后一bit；
当t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。
对分组交换，当t=x/C，发送完最后一bit；
为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，
每次转发的时间为p/C，
所以总的延迟=x/C+（k-1）p/C+kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/C+（k-1）p/C+kd＜s+x/C+kd时，
（k-1）p/C＜s
2.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
3.通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。
TCP的发送窗口为65535字节。
试问:
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
答：
L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/（L/C+2×Td）=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/（L/C+2×Td）/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
4.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100kbit/s，传播距离为1000km。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。
从以上计算结果可以得出什么结论？
答：
（1）：
发送延迟=107/（100×1000）=100s
传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms
（2）：
发送延迟=103/（109）=10-6s=1us
传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms
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。
5.假定网络中的路由器A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 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现在A收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离” ）：
N1 2
N2 1
N3 3
试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。
解：
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，更新
N2 2 C 相同的下一跳，更新
N3 1 F 不同的下一跳，距离更长，不改变
N4 5 G 无新信息，不改变
6.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的最大值是多少？
（2）假定使用上面计算出的文件长度，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2^32=4GB,G=2^30.
（2）满载分片数Q={L_max/MSS}取整=2941758发送的总报文数
N=Q*（MSS+66）+{（L_max-Q*MSS）+66}=4489122708+682=4489123390
总字节数是N=4489123390字节，发送4489123390字节需时间为：
N*8/（10*10^6）=3591.3秒，即59.85分，约1小时。
7.假设信号在媒体上的传播速率为2.3×108m/s。
媒体长度l分别为：
（1）10cm（网卡）
（2）100m（局域网）
（3）100km（城域网）
（4）5000km（广域网）
试计算当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
答：
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
时延带宽积=传播时延*带宽
（1）1Mb/s时：
0.1m/2.3/108×1×106b/s=0.000435bit=4.35×10-4bit
10Gb/s时：
0.1m/2.3/108×10×109b/s=0.000435bit=4.35bit
（2）1Mb/s时：
100m/2.3/108×1×106b/s=0.435bit
10Gb/s时：
100m/2.3/108×10×109b/s=4.35×10-3bit
（3）1Mb/s时：
100000/2.3/108×1×106b/s=435bit
10Gb/s时：
100000/2.3/108×10×109b/s=4.35×106bit
（4）1Mb/s时：
5×106/2.3/108×1×106b/s=2.1739×104bit
10Gb/s时：
5×106/2.3/108×10×109b/s=2.1739×108bit
8.与下列掩码相对应的网络前缀各有多少比特？
（1）192.0.0.0；
（2）240.0.0.0；（3）255.224.0.0；（4）255.255.255.252。
答案：
点分十进制的地址化成二进制记法，1的个数就是前缀的个数。
（1）11000000000000000000000000000000，对应的网络前缀是2比特
（2）11110000000000000000000000000000，对应的网络前缀是4比特
（3）11111111111000000000000000000000，对应的网络前缀是11比特
（4）11111111111111111111111111111100，对应的网络前缀是30比特
9.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 C
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”和“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）。
解：
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
10.长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，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18字节。
试求数据的传输效率。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
答：
数据长度为100字节时，传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3%
数据长度为1000字节时，传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%
11.下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252都匹配？
请说明理由。
（1）152.40/13；
（2）153.40/9；（3）152.64/12；（4）152.0/11。
答：
（1）152.7.77.159与11111111111110000000000000000000逐比特相“与”和
（1）不匹配，故
（1）不符合条件。
（2）152.7.77.159与11111111100000000000000000000000逐比特相“与”和
（2）不匹配，故
（2）不符合条件。
（3）152.7.77.159与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和（3）不匹配，故（3）不符合条件。
（4）152.7.77.159与11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和（4）匹配，152.31.47.252和11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和（4）匹配，故（4）符合条件。
12.通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。
TCP的发送窗口为65535字节。
试问:
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
答：
L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/（L/C+2×Td）=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=（L/C）//（L/C+2×D）=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
13.共有4个站进行码分多址CDMA通信。
4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：
（-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1还是0？
答：
S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1
S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0
S·C=（＋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
14.以下的地址前缀中哪一个地址和2.52.90.140匹配？
请说明理由。
（1）0/4；
（2）32/4；（3）4/6；（4）80/4。
答案：
（1）2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和0/4匹配
（2）2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和32/4不匹配
（3）2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和4/6不匹配
（4）2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和80/4不匹配
15.通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。
TCP的发送窗口为65535字节。
试问:
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
答：
L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/（L/C+2×Td）=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/（L/C+2×Td）/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
16.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？
答：
添加的检验序列为1110（11010110110000除以10011）。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110111100除以10011，余数为10，不为0，接收端可以发现差错。
数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110111000除以10011，余数为110，不为0，接收端可以发现差错。
17.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配？
请说明理由。
（1）86.33.224.123；
（2）86.79.65.216；（3）86.58.119.74；（4）86.68.206.154。
答案：
（1）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12匹配
（2）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
（3）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
（4）与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
18.通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。
TCP的发送窗口为65535字节。
试问:
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
答：
L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/（L/C+2×Td）=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/（L/C+2×Td）/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
19.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所发送到帧不会和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=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所发送到帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他的站点发送碰撞）。
20.有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。
是否有哪一个地址块包含了另一地址块？
如果有，请指出，并说明理由。
答：
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。
21.一个公司有一个总部和三个下属部门。
公司分配到的网络前缀是192.77.33/24。
公司的网络布局如图4-56。
总部共有五个局域网，其中LAN1～LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R2相连。
R5和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连。
每个局域网旁边标明的数字是局域网上主机数。
试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。
图4-56
答案：
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀,本题的答案很多种,下面是其中的一种答案。
LAN1:
192.77.33.0/26；
LAN3:
192.77.33.64/27；
LAN2:
192.77.33.96/28；
LAN4:
192.77.33.112/28；
LAN8;192.77.33.128/27；
LAN7:
192.77.33.160/27；
LAN6:
192.77.33.192/27；
LAN5:
192.77.33.224/29；
WAN1：
192.77.33.232/30；
WAN2：
192.77.33.236/30；
WAN3：
192.77.33.240/30
22.现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个透明网桥连接起来，如下图所示。
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，即H1发送给H5，H3发送给H2，H4发送给H3，H2发送给H1。
试将有关数据填写在下表中。
答：
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
H1H5
MAC1
1
MAC1
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
H3H2
MAC3
2
MAC3
1
转发，写入转发表
转发，写入转发表
H4H3
MAC4
2
MAC4
2
写入转发表，丢弃不转发
转发，写入转发表
H2H1
MAC2
1
写入转发表，丢弃不转发
接收不到这个帧
23.有如下的四个/24地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
答：
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
24.一个自治系统有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）。
图4-55
答案：
对LAN3，主机数150，（27-2）<150+1<（28-2），所以主机位为8bit，网络前缀为24，分配地址块30.138.118.0/24。
（第24位为0）
对LAN2，主机数91，（26-2）<91+1<（27-2），所以主机位为7bit，网络前缀为25，分配地址块30.138.119.0/25。
（第24、25位为10）
对LAN5，主机数15，（24-2）<15+1<（25-2），所以主机位为5bit，网络前缀为27，分配地址块30.138.119.192/27。
（第24、25、26、27位为1110）
对LAN1，主机数3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀为29，分配地址块30.138.119.232/29。
（第24、25、26、27、28、29位为111101）
对LAN4，主机数3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀为29，分配地址块30.138.119.240/29。
（第24、25、26、27、28、29位为111110）
25.设IP数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除IP地址外，均为十进制表示）。
试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进制表示）。
4
5
0
28
1
0
0
4
17
首部校验和
10.12.14.5
12.6.7.9
答：
0100010100000000
0000000000011100
0000000000000001
0000000000000000
0000010000010001
0000000000000000
0000101000001100
0000111000000101
0000110000000110
0000011100001001二进制反码求和
------------------------------------------
0111010001001110取反码
1000101110110001
二进制反码求和运算过程
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
1
0
0
2
1
3
1
0
1
4
1
1
5
1
0
0
6
0
7
1
8
0
9
1
0
10
1
0
0
11
1
0
1
12
1
0
0
13
1
14
1
15
1
16
0
二进制反码和
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
取反
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
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