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=D0/(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2×10^8m/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10^7bit,数据发送速率为100kbit/s。
2)数据长度为10^3bit,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=10^7bit/100kbit/s=100s
,Tp=10^6m/(2
×
10^8)m/s=0.005s
2)Ts=10^3bit
/1Gbit/s
=1
μs,Tp=10^6m/(2
×
10^8)
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2×10^8m/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=50×10^3m/(2×10^8)m/s=2.5×10^(-4)
s
100字节时带宽=100bit/2.5×10^(-4)s=4*10^5B/s
4*10^5*8=3.2*10^6
512字节时带宽=512bit/2.5×10^(-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:
1bit×2×10^8m/s(在光纤中的速率)/1Gbit/s=0.2
m
时间:
1bit/1Gbit/s=10^(-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=W×log2(1+S/N)(bit/s)
=20000×log2(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=W
×
log2(1+S/N)b/s
S/N1=2^(C1/W)
–1=2^(35000/3100)-1
S/N2=2^(C2/W)–1=2^(1.6
35000/3100)-1
(S/N2)/(S/N1)=10
×C1/W)
–
1=2^(1.6
×
信噪比应增大到约
100倍
C3=W×log2(1+S/N3)=W
×
log2(1+10
×
S/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=28.6
km
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=(+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
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)
=X^4+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?
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的生成多项式是P(X)=X^3
+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0110111111111100。
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/CD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
退后100
个争用期。
等待时间为
,
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
512μs
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。
第四章(P196)
4-17,一个3200位长的TCP报文传到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)192.4.153.17
(5)192.4.153.90
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
号
络
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(192.4.153.17在128.96.40.1
——128.96.40.127中)
(5)R4同(3)
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^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:
11111111110000000000000000000000
即255.19200
6
个:
11111111111000000000000000000000
即255.224.0.0
30
个:
11111111111110000000000000000000
即255.248.0.0
62
个:
11111111111111000000000000000000
即255.252.0.0
122个:
11111111111111100000000000000000
即255.254.0.0
250个:
11111111111111110000000000000000
即255.255.0.0
4-31,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
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m0,m1,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。
试给出这个分组是怎样被转发的。
解:
(1)目的网络地址下一跳
145.13.0.0m0
145.13.64.0m1
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
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=6×16^2+3×16^1+2=1586
目的端口0045H=4×16+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=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+1=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=最大窗口×8/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=65535字节/(2x10ms)=25.5Mb/s
Efficiency=(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(CB84)16,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