计算机网络答案.docx
《计算机网络答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络答案.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
计算机网络答案
计算机网络答案
6.一个带宽为6MHz的信道，若用4种不同的
状态表示数据，在不考虑热噪声的情况下最大数据传输速率是多少？
在不考虑热噪声的理想情况下，计算信道容量的公式是奈奎斯特公式。
现已知带宽H=6MHz，码元可取的有效离散值个数N=4，
则信道的最大数据传输速率为：
C=2Hlog2N=2x6x106xlogz4b/s=24Mb/s
7.某信道带宽为3kHz，信噪比为30dB,试计算
该信道的最大比特率。
若采用二进制信号传输，则该信道的最大比特率是多少？
由信噪比=30db可知S/N=1030/1°=1000。
现已知带宽H=3kHz，根据香农公式可知信道的最大比特率为：
C=Hlog2（1+S/N）=3x103xlo@（1+1000戶30kb/s。
若采用二进制信号传输，该信道的最大比特率为：
C=2Hlog2N=2x3x103xlo@2
=6kb/s。
8.要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完
20KB的数据块，按照香农公式，信道的信噪比最小应为多少分贝？
要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块，即所需的数据传输速率为
2OKB/4=40kbps，由香农公式有C=Hlog2
（1+S/N）
由H=4kHz，C>40kbps,得S/N>1024，因此10logio（S/N）>30dB,即信噪比最小应为30分贝。
13.计算T1载波线路的编码效率和开销率。
若要采用两种物理状态传输的50kb/s信道上传输1.544Mb/s的T1载波，问信道的信噪比至少应该是多少？
在T1载波线路中，一帧包括193b。
这193b按时分多路复用方式细分为24个信道，每个信道8b，余下1b作同步位。
8b中1b用来传输控制信号，7b用来传输数据信息。
据此，T1载波线路的编码效率为：
24X7/193=87%
对应地，开销率为1-0.87=13%
因为是采用两种物理状态传输数据，则从数
值上来说，B=S,而B=2H，所以信道带宽
H=B/2=S/2=25kHz。
由香农公式C=Hlog2（1+S/N）可知信噪比S/N=2c/h-1=21.544M/25k-i=261.76-1以分贝计算，则S/N=10logio（261.76-1戶佃6dB仃.共有四个站点进行CDMA通信，四个站点
的码片序列分别为：
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）
现收到码片序列（-1+1-3+1-1-3+1+1）,问哪个站发送了数据？
发送的1还是0?
设当前收到的码片序列S为（-1+1-3+1-1-3+1+1）
贝VAS=Am=1
8\=i
48
B・S=i二BQi=-1
8\=i
18
C・S=1送cs=0D・S=
8y
48
丄迟DiSi=1
8i彳
所以站点A和D发送“1”，B发送“0”，
站点C未发送数据
x7+x5+1被生成多项式x3+1除，所得余数是多少？
解：
x7+x5+1对应的二进制位串为10100001,x3+1对应的二进制位串为1001，通过多项式除法运算，可得余数为111.（过程略）
8.采用生成多项式G（X）=X4+X3+X+1为信息位1010101产生循环冗余码，加在信息位后面形成码字，再经比特填充后从左向右发送，问发送在物理线路上的比特序列是什么？
解：
由生成多项式的次数可知冗余位位数为4,信息位对应的多项式为x6+x4+x2+1，在信息位后面附加4位0对应的多项式为x4*（x6+x4+x2+1），用生成多项式G（X）去除x4*（x6+x4+x2+1）可得余数多项式，经计算，可得余数为1011,因此需通过物理线路传送的比特序列是10101011011。
9.已知循环冗余码的生成多项式为
x5+x4+x+1,若接收方收到的码字为1010110001101问传输中是否有差错？
解：
生成多项式G（X）=X5+^+X+1对应的代码为110011,
若接收码字为1010110001101,计算T（X）模2除G（X）的余数：
11000100
1100111010110001101
110011
1100
110011
110
110011
00001
由算式可知余数为00001工0,因此传输有错，所接收的码字不是正确的码字。
10.若信息位为1001000,要构成能纠正一位错的海明码，则至少要加上多少冗余位？
写出其监督关系表达式。
解：
信息位长度k=7,根据表达式2r>k+r+1可知冗余位长度r=4,
所以最后构成的海明码码字长度应为n=k
+r=11,
在7位信息位a°a9…asa4后追加4位冗余位a3a2a1a°，构成11位码字a1°a9…aa。
。
设置校正因子与错码位置的对应关系如下:
S3S2S1S0
0000
0001
0010
0100
1000
0011
0101
0110
0111
1001
1010
1011
错码位置
无错
a0
a1
a2
a3
a4
as
a6
a7
a8
a9
a10
由上表可得监督关系式：
So=ao㊉a4㊉a5㊉a7㊉a8㊉aio
S=ai㊉a4㊉a6㊉a7㊉a9㊉aio
S2=a2㊉a5㊉a6㊉an
S=a3㊉a8㊉a9㊉aio
令S3S2SS0=0000,即令
ao㊉a4㊉a5㊉a7㊉a&㊉ai0=0
awa4㊉a6㊉a7㊉a9㊉aio=O
a2㊉a5㊉a6㊉a7=0
a3㊉a8㊉a9㊉aio=O
由此可求得各冗余位的生成表达式：
a°=a4㊉a5㊉a7㊉a8㊉aio
ai=a4㊉a6㊉a7㊉a9㊉aio
a2=a5㊉a6㊉a7
a3=a8
㊉a9㊉aio
11.若海明码的监督关系式为：
So=ao㊉a3㊉a4㊉a5
Si=ai㊉a4㊉a5㊉a6
S2=a2㊉a3㊉a5㊉a6
接收端收到的码字为：
a6a5a4a3a2aiao=1010100,问在最多一位错的情况下发送端发送的信息位是什么？
解：
将a6a5a4a3a2aia°=1010100带入监督关系式可得：
So=ao㊉a3㊉a4㊉a5=0㊉0㊉1㊉0=1
S=a〔㊉a4㊉a5㊉a6=0㊉1㊉0㊉1=0
S2=a2㊉a3㊉a5㊉a6=1㊉0㊉0㊉1=0
因为SSS=001工0,接收的码字有错，错误位置是a。
，所以正确的码字应为1010101。
14.50Kb/s卫星信道上，采用停等协议，帧长度为1000比特，卫星的上行和下行链路的延迟都为125ms,不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略，计算该卫星信道的利用率。
解：
50Kb/s卫星信道上发送帧长度为1000比特的数据帧所需时间为1000b/50Kb/s=20ms卫星的上行和下行链路的延迟都为125ms,因此数据帧到达接收方及确认帧返回所需
时间为2*（125ms+125ms=500ms,不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以
忽略的情况下，该卫星信道的利用率为
20ms/（20+500）ms=3.8%
15.—个数据传输速率为4Kb/s、单向传播时延为20ms的信道，确认帧长度和处理时间均忽略不计，则帧长度在什么范围内，停等协议的效率可以达到50%？
解：
分析停等协议的信道利用率，如下图所示:
时间
停止等恃协谏屮數据祯和箍认博的发送吋间
假设帧长度为L比特，由题可知数据传输速率B=4Kb/s，单向传播时延R为20ms,采用停等协议进行数据帧的传输，确认帧长度和处理时间均忽略不计，若使效率达到
50%，即
L/B50%
L/B2R
代入L、B和R，可得L>160b
16.使用回退n帧协议在3000km长的1.544Mb/s的T1干线上发送64字节的帧，若信号传播速度是6ps/km，问帧的顺序号应是多少位？
解：
在信号传播速度为6ps/km、000km长的信
道上传输数据，传输延迟为：
6X3000=18000ps
1.544Mb/s的T1干线每秒传输8000个193b的数据帧，每帧有24x8b的数据和1b的同步比特，因此实际用于数据传输的带宽为1.544—
8000x10-6=1.536Mb/s。
那么，发送一个64B的数据帧所需的发送时间为：
64x8/1.536=333ps
若确认帧的发送时间很短，可以忽略不计，则一个数据帧自发送到确认帧返回发送方所需时间为：
333+18000+18000=36333ps
若发送方在等待第一帧确认期间一直发送数据帧，则可以发送36333/333〜110帧。
对110帧编号，则需要7位帧序号。
17.重负荷的50Kb/s卫星信道上，用选择重传协议发送含40比特帧头和3960比特数据的
帧。
假定无确认帧，NAK帧为40比特，数据帧的出错率为1%,NAK帧的出错率可忽略不计，顺序号是7位，问由于帧头和差错重发而浪费的信道带宽占百分之几？
解：
在50kb/s的卫星信道上发送帧长为40+3960=4000b的数据帧，所需发送时间为：
4000/50k=80ms
这样，从t=0时刻开始发送，在t=80ms时发送方发送一帧完毕。
已知卫星信道延迟为270ms因此，在t=80+270=350ms时数据帧到达接收方。
因为没有确认帧，可以采用捎带应答方式进行确认。
所以，在t=350+80=430ms时，带有反向捎带应答的数据帧从接收方发向发送方，该帧在t=430+270=700ms时到达发送方。
一帧的传输周期为700ms
帧序号长度为7位，因此窗口大小最大可达27-1=64。
连续发送64个数据帧所需时间64X80=5120ms远大于一个帧的传输周期700ms。
这意味着64的窗口大小足以令信道始终保持繁忙，所以总开销可以由单个数据帧的开销得到。
数据帧的出错率为1%,对于帧长为4000b的数据帧来说，平均重传长度为4000X1%=
40b，传送NAK的平均长度为40x1%=0.4b。
所以，传输3960b数据带来的附加开销为40+40+0.4=80.4b。
因此，帧头和差错重发的开销占总带宽的比例为：
80.4/（3960+80.4）~2%
18.一个1Mb/s的卫星信道上发送1O00bit长的帧。
信号在信道中端到端传输延迟是270ms,假定ACK帧很短，占用信道的时间忽略不计，并且使用3位的帧序号。
对以下协议而言，计算卫星信道可能达到的最大信道利用率。
（a）停-等协议；（b）回退N协议；（c）选择重传协议
解：
三种协议的窗口大小值分别是1,7和4.
以1Mb/s发送,1000bit长的帧的发送时间是1ms.
我们用t=0表示传输开始时间，那么在t=1ms时,第一帧发送完毕.t=271ms,第一帧完全到达接收方.t=541ms时确认帧到达发送方.因此周期是541ms.如果在541ms内可以发送k个帧,（每个帧发送用1ms时间）,则信道的利用率是k/541,
因此:
（a）k=1,最大信道利用率=1/541=0.18%
（b）k=7,最大信道利用率=7/541=1.29%（1分）
（c）k=4,最大信道利用率=4/541=0.74%（1分）
—个如图4-42所示的子网。
米用距离矢量路由选择算法，如下向量进入路由器C:
来自B
的（5,0,8,12,6,2）;来自D的（16,12,6,0,9,10）;来自E的（7,6,3,9,0,4）。
至UB、D和E的延迟分别是6、3和5。
C的新路由选择表是什么样的？
给出采用的输出线路和预计延迟。
图4-42
解：
通过B给出（11,6,14,18,12,8）通过D给出（19,15,9,3,12,13）通过E给出（12,11,8,14,5,9）
取到达每一个目的地的最小值得：
（11,6,0,3,5,8）
输出线路是：
（B,B,—,D,E,B）数据报子网允许路由器在必要时扔掉分组。
一个路由器扔掉分组的概率为P。
考虑一源端主机连接到源端路由器，源端路由器又连到目的端路由器，它又连接到目的主机。
如果其中一个路由器扔掉一个分组，源端主机最后会超时，并重传该分组。
如果主机到路由器及路由器到路由器的线路都算作一个站段，那么：
（1）一个分组在每次传输中所经过的平均站段数是多少？
（2）—个分组平均传输次数是多少？
（3）每次收到的分组所需的平均站段数为多少？
解：
由源主机发送的分组可能行走1个站段、2个站段或3个站段。
走1个站段的概率是p,走2个站段的概率是p（1-p）,走3个站段的概率是（1-p）2,那么,
一个分组平均通路长度的期望值：
L=1Xp+2p（1-p）+3（1-p）2=p2-3p+3
即每次发送一个分组行走的平均站段数是
p2-3p+3。
一次发送成功（走完整个通路）的概率等于
（1-p）2,令a=（1-p）2，两次发射成功的概率
等于（1-a）a,三次发射成功的概率等于
（1-a）2a,
因此，一个分组平均发送次数为：
T=a+2a（1-a）+3a（1-a）2+…二⑻（1-a）][（1-a）+
2（1-a）2+3（1-a）3+…]
因为
□0
匸—kq
—kq2
kd（1一q）
所以
11
a「（1-p）2
a1-a
T二
1-a[1-（1-a）]2
即一个分组平均做1/（1-p）2次发送。
最后,每个接收到的分组行走的平均站段数为：
H=LXT=（p2-3p+3）/（1-p）2
10.一个6Mb/s的网络中有一台由令牌桶算法控制的计算机。
令牌桶以1Mb/s的速率注入，其容量为8Mb，最初令牌桶是满的。
问该计算机能以6Mb/s的速率全速传送多长时间？
解：
应用公式S=C/（M-P），其中S表示以秒计量的突发时间长度，M表示以每秒字节计量的最大输出速率，C表示以字节计量的桶的容量，
P表示以每秒字节计量的令牌到达速率。
用C=8X106/8=106，M=6X106/8，P=lx106/8代入公式得到
=1.6（s）
106
66
610亠8-110--8
所以，计算机可以用完全速率6M/s发送
1.6s的时间
11.IP地址分为几类？
各如何表示？
答：
在分类IP地址中，将IP地址共分为五类，分别是A类、B类、C类、D类和E类。
不同类别的IP地址，网络号和主机号这两部分的长度是不同的，如下图所示。
B类和C类IP地址所包含的网络数量及每个网络中包含的主机数量。
答：
如表所示:
网络类别
可用网络数目
第一个可用的网络
号
最后一个可用的网
络号
每个网络中可容纳主机数
量
A类网络
126（27-2）
1
126
24
16,777,214（2-2）
B类网络
16,383（214_1）
128.1
191.255
65,534（216-2）
C类网络
2,097,151（221_1）
192.0.1
223.255.255
254（28-2）
13.子网掩码有什么作用？
A类、B类、C类IP地址的子网掩码各是什么？
答：
在一个网络中引入子网，就是将主机号进一步划分成子网号和主机号，通过灵活定义子网号的位数，就可以控制每个子网的规模。
传统的网络号-主机号两级IP地址空间变成网络号-子网号-主机号三级IP地址空间，为了判断IP地址所属的网络，需要用到子网掩码。
在传统的分类IP地址空间中，AB、C类IP地址对应的子网掩码分别是
255.000、255.255.0.0和
255.255.255.0。
14.将一个A类地址空间划分为如下数目的子网，试计算所需的子网号比特数、对应的子网掩码及每个子网包含的主机数。
（1）2
（2）6（3）510
答：
（1）由于要划分成2个子网，需要扩展1位（21=2）主机号作为子网号，此时子网掩码由原来的255.0.0.0变为255.128.0.0,即11111111100000000000000000000000,包含的主机数为223-2=8388606;
（2）由于要划分成6个子网，需要扩展3位（23=8>6）主机号作为子网号，此时子网掩码由原来的255.0.0.0变为255.224.0.0,即1111111111100000000000000000000Q包含的主机数为
21
2-2=2097150;
（3）由于要划分成510个子网，需要扩展9位（29=512>510）主机号作为子网号，此时子网掩码由原来的255.0.0.0变为255.255.128.0,即
11111111111111111000000000000000包含的主机数为215-2=32766。
15.在一个B类地址空间中，如果其子网掩码分别如下，试计算其子网号比特长度、可划分的子网数及每个子网包含的主机数。
（1）255.255.240.0
（2）255.255.255.0
（3）255.255.255.248
答：
（1）将255.255.240.0变为二进制形式：
11111111111111111111000000000000由B类地址空间的结构可知：
子网号比特长
度为4位，所以可划分的子网数为24=16，包含的主机数为212-2=4094;
（2）将255.255.255.0变为二进制形式：
11111111111111111111111100000000
由B类地址空间的结构可知：
子网号比特长度为8位,所以可划分的子网数为28=256，包含的主机数为28-2=254；
（3）将255.255.255.248变为二进制形式：
11111111111111111111111111111000
由B类地址空间的结构可知：
子网号比特长度为13位，所以可划分的子网数为213=8192，包含的主机数为23-2=6。
16.解释网络地址、32位全0的地址以及网络号全0的地址的含义。
答：
网络地址是网络号不为0但主机号为0的IP地址，用来标记一个对应的网络。
32位全0的地址代表默认路由地址。
网络号是全0,该地址是本网络上的特定主机地址。
路由器收到目的地址是此类地址的IP报文时不会向外转发该分组，而是直接交付给本网络中的特定主机号的主机。
17.直接广播地址和受限广播地址的区别是什么？
答：
目的地址为直接广播地址的IP报文将被发送到特定网络中的所有主机。
目的地址为受限广播地址的IP报文将被发送到本物理网络中的所有主机。
路由器阻挡该报文通过，将其广播功能只限制在本网内部。
18.有两个CIDR地址块205.128/11和205.130.28/22,试判断二者是不是有包含关系。
如果有，请指出并说明原因。
答：
将两个地址块转换为二进制形式得：
11001101100000000000000000000000
（205.128/11）
11001101100000100001110000000000
（205.130.28/22）
由两者的地址结构可以看出，205.128/11包
含205.130.28/22的地址空间。
19.有如下的4个地址块：
212.206.132.0/24212.206.133.0/24、212.206.134.0/24、
212.206.135.0/24,试进行最大可能的聚合，并写出其对应的掩码。
解：
将4个/24地址块变为二进制形式有：
11001010110011101000010000000000（202.206.132.0/24）
11001010110011101000010100000000（202.206.133.0/24）
11001010110011101000011000000000（202.206.134.0/24）
11001010110011101000011100000000（202.206.135.0/24）
将上面4个地址块聚合为一个地址块，得到
11001010110011101000010000000000
（202.206.132.0/22）
对应的掩码为255.255.252.0
20.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配？
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：
分别写出四个地址对应的二进制形式，若其
前12位二进制串与86.32/12的二进制形式的前12位相同，则该地址和86.32/12匹配。
因此
（1）86.33.224.123和86.32/12匹配。
21.某单位分配到一个地址块136.23.16.64/26,现在需要进一步划分为4个一样大的子网，回答以下问题：
（1）每个子网的网络前缀有多长？
（2）每一个子网中有多少个地址？
（3）每一个子网的地址块是什么？
（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址分别是什么？
答：
（1）每个子网前缀为28位。
（2）每个子网中有16个地址。
（3）四个子网的地址块分别是：
136.23.16.64/28136.23.16.80/28
136.23.16.96/28136.23.16.112/28
（4）地址块136.23.16.64/28中
可分配给主机使用的最小地址是
136.23.16.65,最大地址是136.23.16.78地址块136.23.16.80/28中
可分配给主机使用的最小地址是
136.23.16.81,最大地址是136.23.16.94地址块136.23.16.96/28中
可分配给主机使用的最小地址是
136.23.16.97,最大地址是136.23.16.110地址块136.23.16.112/28中
可分配给主机使用的最小地址是
136.23.16.113最大地址是136.23.16.126
37.设路由器R1有如下所示的路由表
升级会员 