计算机网络谢希仁版章计算题及简答题.docx

计算机网络谢希仁版章计算题及简答题.docx

《计算机网络谢希仁版章计算题及简答题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络谢希仁版章计算题及简答题.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机网络谢希仁版章计算题及简答题

第一章（P39）概述

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：

可以理解D0默认为100

设网络利用率为U，网络时延为D，网络时延最小值为D=D0/（1-90%）=D0/=10D0

利用率：

D=D0/（1-U）D:

当前网络延迟D0：

空闲时延迟U：

网络利用率

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=s

2）Ts=10^3bit/1Gbit/s=1μs，Tp=10^6m/（2×10^8）m/s=s

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：

.

本层的传输效率=上层传送下来的数据/本层向下层传送的数据

1）100/（100+20+20+18）=%

2）1000/（1000+20+20+18）=%

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=×10^（-4）s

100字节时带宽=100字节/×10^（-4）s=字节/s=Mbit/s

512字节时带宽=

512字节/×10^（-4）s=字节/s=Mbit/s

1-30有一个点对点链路，长度为20000km。

数据的发送速率是1kbit/s，要发送的数据有100bit。

数据在此链路上的传播速度为2×108m/s。

假定我们可以看见在线路上传输的比特，试画出我们看到的线路上的比特（画两个图，一个在100bit刚刚发送完时，另一个是再经过后）。

1-31条件同上题。

但数据的发送速率改为1Mbit/s。

和上题的结果相比较，你可以得出什么结论

1-32，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=m

时间：

1bit/1Gbit/s=10^（-9）s

第二章（P67）物理层

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）P46

解：

香农公式

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）

C=20000×log2（16）=80000bit/s

2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示这个结果说明什么问题）

答：

将W=3kHz带宽，C=64kb/s传输速率带入

香农公式：

C=Wlog2（1+S/N）（b/s）S/N=2C/W-1

带入信噪比公式：

dB=10log10（S/N）dB=10log10（2C/W-1）

得出约等于。

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^×C1/W）–1=2^×35000/3100）-1

（S/N2）/（S/N1）=100

再带入信噪比公式：

dB=10log10（S/N）得信噪比应增大到约100倍

C3=W×log2（1+S/N3）=W×log2（1+10×S/N2）

C3/C2=%

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%左右。

2-11，假定有一种双绞线的衰减是dB/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/dB/km=km

衰减应降低到20/100=dB

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：

SA=（+1–1+3+1–1+3+1+1）/8=1，A发送1

SB=（+1–1–3–1–1–3+1–1）/8=-1，B发送0

SC=（+1+1+3+1–1–3–1–1）/8=0，C无发送

SD=（+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11。

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：

CRC检验：

采用模2运算，余数=0无差错、余数!

=0代表有差错（无法定位哪位出错）

CRC多项式：

最高位与最低为必须为1。

余数比多项式结果少一位。

规律如下表所示：

N

K

码距d

G（x）多项式

G（x）

7

4

3

x3+x+1

1011

7

4

3

x3+x2+1

1101

7

3

4

x4+x3+x2+1

11101

7

3

4

x4+x2+x+1

10111

15

11

3

x4+x+1

10011

根据给出的生成多项式可以得出除数为10011

作二进制除法,11/10011，得余数1110

0/10011余数为011

0/10011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0

作二进制除法，0/1001，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000。

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000110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串

解：

发送端：

只要发现5个连续1，则立即填入一个0

接收端：

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000经过零比特填充是01000

接收端收到的000110110删除发送端加入的零后是0001110

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。

s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（纳秒）

1s=1000ms，1ms=1000μs，1μs=1000ns

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1*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微秒,要退后100个争用期。

等待时间为5120us，

对于100Mbit/s的以太网来说，以太网把争用期定为微秒,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）

9.

（1）子网掩码为代表什么意思

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，问该网络能够连接多少个主机即....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：

00000000

给定子网号（16位“1”）则子网掩码为

B类网络00000000

给定子网号（8位“1”）则子网掩码为但子网数目不同

（4）一个B类地址的子网掩码是。

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=（）2Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：

2^12-2=4096-2=4094

...00000000主机数2^12-2

（5）一A类网络的子网掩码为；它是否为一个有效的子网掩码

是00000000

（6）某个IP地址的十六进制表示，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C22F1481--à（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）---àC22F1481---à..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）

（2）（3）

（4）（5）（6）

A类：

-8

B类：

-16

C类：

-24

答：

（2）和（5）是A类,

（1）和（3）是B类,（4）和（6）是C类.

4-13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）。

98

4-14重新计算上题，但使用十六进制运算方法（每16位二进制数字转换为4个十六进制数字，再按十六进制加法规则计算）

。

比较这两种方法。

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

接口m0

接口m1

R2

R3

*（默认）——R4

现共收到5个分组，其目的地址分别为：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

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

网络号可用IP范围

（1）/25——

（2）/25——

（3）/25——

（4）/25——

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（在——中）

（2）R2（在——中）

（3）R4不在上述的子网中，则跳转到默认路由R4

（4）R3（在——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

30=（25）-25bit

2个则放2个1：

0000000000000000即00

6个则放3个1：

0000000000000000即

30个：

0000000000000000即

62个：

0000000000000000即

122个：

0000000000000000即

250个：

0000000000000000即

4-31，以下地址中的哪一个和12匹配请说明理由。

（1）

（2）？

（3）（4）

解：

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

4-41.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”）

N17A

N22B

N68F

N84E

N94F

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”“距离”）：

N24

N38

N64

N83

N95

试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

答：

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

4-42.假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（格式同上题）：

N14B

N22C

N31F

N45G

现将A收到从C发来的路由信息（格式同上题）：

N12

N21

N33

N47

试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

答：

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，改变

N2　　　2　　C　　　　不同的下一跳，距离一样，不变

N3　　　1　　F　　　　不同的下一跳，距离更大，不改变

N4　　　5　　G　　　　无新信息，不改变

4-55，如图所示，网络/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。

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

m0

m1

m2

m3

*m4

（2）…

4-56，收到一个分组，其目的地址D=。

要查找路由表中有这样三项：

路由1到达网络/8

路由2到达网络/16

路由3到达网络/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—13一个UDP用户数据的数据字段为8192字节。

在数据链路层要使用以太网来传送。

试问应当划分为几个IP数据报片说明每一个IP数据报字段长度和片偏移字段的值。

MTU为1500B-20IP包头=1480每片大小为1480b

答：

一共要分6个ip数据报片。

分片一：

片偏移=0，有效数据：

0~1479

分片二：

片偏移=185（185*8=1480），有效数据：

1480~2959

分片三：

片偏移=370（370*8=2960），有效数据：

2960~4439

分片四：

片偏移=555（555*8=4440），有效数据：

4440~5919

分片五：

片偏移=740（740*8=5920），有效数据：

5920~7399

分片六：

片偏移=925（925*8=7400），有效数据：

7400~8192

5-14，一个UDP用户数据报的首部的十六进制表示是：

06320045001CE217。

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。

8：

UDP首部字段的长度。

E217为校验和

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）

69端口是服务器程序是TFTP。

常用端口：

服务

FTP

TFTP

DNS

SMTP

HTTPS

HTTP

SNMP

SNMP（trap）

BGP

OSPF

RIP

端口

21

69

53

25

443

80

161

162

179

89

520

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：

65535byte=65535x8bit

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

（65535x8）/（20x10-3）=bit/s=s

bits

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：

往返时延等于两倍的端到端传播时延，即20ms=

发送时延等于窗口数据量除以带宽，即65535*8/10^9秒

TCP每发送一个窗口，需要进行等待确认信息回来，所以每发送完一个窗口，最快需要经过一个往返时延才可以发送下一个窗口（确认信息很小不考虑发送时延），所以在一个传输轮次中，包含一个发送时延和一个往返时延，而传输的数据量是一个窗口的大小（这里不考虑TCP、IP首部和帧的构成）

最大吞吐量=窗口大小（bit）/（发送延时s+往返延时s）

65535*8/（65535*8/10^9+=s

信道利用率为s/1000