计算机网络复习题.docx

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计算机网络复习题

计算机网络复习题

1、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，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。

（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。

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

2、面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？

答：

面向连接服务的特点是，在服务进行之前必须建立数据链路（虚电路）然后在进行数据传输，传输完毕后，再释放连接。

在数据传输时，好象一直占用了一条这样的电路。

适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。

对传输数据安全，不容易丢失和失序。

但由于虚电路的建立，维护和释放要耗费一定的资源和时间。

无连接服务的特点，在服务工程中不需要先建立虚电路，链路资源在数据传输过程中动态进行分配。

灵活方便，比较迅速；但不能防止报文的丢失、重复或失序。

适合于传送少量零星的报文。

3、协议与服务有何区别？

有何关系？

答：

1、协议是控制对等实体之间通信的规则，是水平的。

服务是下层通过层间接口向上层提供的功能，是垂直的。

2、协议的实现保证了能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需使用下层提供的服务。

4.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%

5、奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？

比特和波特有何区别？

答：

奈氏准则与香农公式的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，只是两者作用的范围不同。

奈氏准则给出了每赫带宽的理想低通信道的最高码元的传输速率是每秒2个码元。

香农公式则推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N），其中W为信道的带宽（以赫兹为单位），S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。

比特和波特是两个完全不同的概念，比特是信息量的单位，波特是码元传输的速率单位。

但信息的传输速率“比特/每秒”一般在数量上大于码元的传输速率“波特”，且有一定的关系，若使1个码元携带n比特的信息量，则MBaud的码元传输速率所对应的信息传输率为M×nbit/s，但某些情况下，信息的传输速率“比特/每秒”在数量上小于码元的传输速率“波特”，如采用内带时钟的曼切斯特编码，一半的信号变化用于时钟同步，另一半的信号变化用于信息二进制数据，码元的传输速率“波特”是信息的传输速率“比特/每秒”的2倍。

6、基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？

答：

基带信号将数字1和0直接用两种不同的电压表示，然后送到线路上传输。

宽带信号是将基带信号调制后形成的频分复用模拟信号。

采用基带信号传输，一条电缆只能传输一路数字信号，而采用宽带信号传输，一条电缆中可同时传送多路的数字信号，提高了线路的利用率。

7、共有4个站进行码分多址通信。

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？

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

8、信道速率为4kbit/s。

采用停止等待协议。

传播时延tp=20ms。

确认帧长度和处理时间可忽略。

问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%？

答：

得t发≥40ms，则帧长L≥40ms×4kbit/s=160bit

9、卫星通信的数据率为1Mbit/s。

数据帧长为2000bit。

忽略确认帧长和处理时间，并设卫星信道传播时延为0.25秒。

若忽略可能出现的传输差错，试计算下列情况下的信道利用率：

（1）停止等待协议；

（2）连续ARQ协议，WT=7；

（3）连续ARQ协议，WT=127；

（4）连续ARQ协议，WT=255。

答：

（1）信道利用率=

（2）（3）（4）信道利用率=

；

（2）=

；（3）=

；（4）≈0.5

10、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0，11010110101110除以10011，余数为011，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0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。

11、有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。

（1）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网集线器；

（2）10站点连接到一个100Mbit/s以太网集线器；

（3）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网交换机。

答：

（1）10个站共享10Mbit/s；

（2）10个站共享100Mbit/s；

（3）每一个站独占10Mbit/s。

12、试说明10BASE5，10BASE2，10BASE-T 所代表的意思。

答：

10BASE5：

“10”表示数据率为10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“5”表示每一段电缆的最大长度是500m。

10BASE2：

“10”表示数据率为10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基

带信号，“2”表示每一段电缆的最大长度是185m。

10BASE-T：

“10”表示数据率为10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是

基带信号，“T”表示使用双绞线作为传输媒体。

13、10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s时，需要解决哪些技术问题？

在帧的长度方面需要有什么改变？

为什么？

传输媒体应当有什么改变？

答：

以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突的检测。

所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数a保持为较小的值，才能有效地检测冲突。

在帧的长度方面，几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。

100bit/s的以太网采用保持最短帧长（64byte）不变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到100m，同时将帧间间隔时间由原来的9.6μs，改为0.96μs。

1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法，用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节，同时将争用字节增大为512字节。

传输媒体方面，10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s以太网只支持光纤。

14、假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/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。

答：

对于1km电缆，单程端到端传播时延为：

τ=1÷200000=5×10-6s=5μs，

端到端往返时延为：

2τ=10μs

为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10μs，以1Gb/s速率工作，10μs可发送的比特数等于：

10×10-6×1×109=10000bit=1250字节。

15、网桥的工作原理和特点是什么？

网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？

答：

网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。

每当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。

若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。

若该帧出现差错，则丢弃此帧。

网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。

但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。

网桥与转发器不同，

（1）网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；

（2）网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；（3）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；（4）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。

以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；它们都工作在数据链路层；网桥的端口一般连接到局域网，而以太网的每个接口都直接与主机相连，交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。

所以实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。

网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。

以太网交换机采用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。

16、试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。

答：

从占用通信子网资源方面看：

虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。

从时间开销方面看：

虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。

从拥塞避免方面看：

虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。

而数据报服务则很困难。

从健壮性方面看：

通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。

因此虚电路服务更脆弱。

17、在广域网中，直接交付和间接交付有何不同？

答：

在广域网中，直接交付是指分组的目的地是直接连接在本结点交换机上的主机，该分组不需再经过其他结点交换机的转发，而由结点本交换机直接交付给目的主机。

间接交付是指分组的目的地主机与本结点交换机没有直接的连接，该分组的转发需根据结点交换机转发表指出的路由转发给下一跳的结点交换机。

18、

（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？

（2）某网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？

（3）某A类网络和某B类网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个网络的子网掩码有何不同？

答：

（1）255.255.255.0可代表C类地址对应的掩码默认值；也可代表A类或B类地址的掩码，即主机号由最后8bit决定，而路由器寻找网络由前24bit决定。

（2）248=（11111000）2，即IP地址中前29位代表网络，后3位代表主机。

所以共有主机数=23=8，但由于其中主机号全0代表该网络的网络地址，主机号全1代表该网络的广播地址，均不能分配给连网主机使用，所以网络能够连接的主机数=23-2=6台。

（3）这两个网络的子网掩码是一样的，均为255.255.255.0，但子网数不同，子网号为16bit的A类网络的子网数有216个，而子网号为8bit的B类网络的子网数有28个。

19、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）20，（4）62，（5）122，（6）250

答：

（3）20<25（所以子网号占用5bit，所以网络号加子网号共13bit，子网掩码为前13个1后19个0，即255.248.0.0。

依此方法：

（1）255.128.0.0，

（2）255.224.0.0，（3）255.248.0.0（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）255.255.0.0

20、以下有四个子网掩码，哪个是推荐使用的？

（1）176.0.0.0，

（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0

答：

只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。

21、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

22、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。

23、一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit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1200bit，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”当然指局域网看见的数据）？

答：

第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。

24、设某路由器建立了如表7-19所示的转发表：

目的网络

子网掩码

下一跳

128.96.39.0

255.255.255.128

接口0

128.96.39.128

255.255.255.128

接口1

128.96.40.0

255.255.255.128

R2

192.4.153.0

255.255.255.192

R3

*（默认）

0.0.0.0

R4

此路由器可以直接从接口0和接口1转发分组，也可通过相邻的路由器R2，R3和R4进行转发。

现共收到5个分组，其目的站IP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。

答：

路由表的查找原则是将目的IP地址与路由表中第一表项的子网掩码相与，如果结果与该表项的目的网络相等，则按该表项中的下一跳所指转发。

否则与第二表项的子网掩码相与，如此下去，如果所有表项均不匹配，则按默认路由转发。

因而检测表中第i项的计算过程可表示为：

if（（Mask[i]&D）==Destination[i]）forwardingtoNextHop[i];

（1）：

128.96.39.10&255.255.255.128==128.96.39.0，与第一条表项匹配，按下一跳所指接口0转发。

（2）：

128.96.40.12&255.255.255.128==128.96.40.0，与前两条表项不匹配，与第三条表项匹配，按下一跳R2转发。

（3）：

128.96.40.151&255.255.255.128==128.96.40.128，与前三条表项不匹配；

128.96.40.151&255.255.255.192==128.96.40.128，与第四条表项也不匹配；

最终按默认路由表项转发到下一跳R4。

（4）：

192.4.153.17&255.255.255.128==192.4.153.0，与前三条表项不匹配；

192.4.153.17&255.255.255.192==192.4.153.0，与第四条匹配，按下一跳R3转发。

（5）：

192.4.153.90&255.255.255.128==192.4.153.0，与前三条不匹配；

192.4.153.90&255.255.255.192==192.4.153.64,与第四条表项也不匹配；

最终按默认路由表项转发到下一跳R4。

25、某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0。

该单位有4000台机器，平均分布在16个不同的地点。

如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。

答：

4000/16=250，平均每个地点250台机器。

如选255.255.255.0为掩码，则每个网络所连主机数=28-2=254>250，共有子网数=28=256>16，能满足实际需求。

可给每个地点分配如下子网号码

地点：

子网号子网网络号主机IP的最小值和最大值

1：

00000001129.250.1.0129.250.1.1---129.250.1.254

2：

00000010129.250.2.0129.250.2.1---129.250.2.254

3：

00000011129.250.3.0129.250.3.1---129.250.3.254

4：

00000100129.250.4.0129.250.4.1---129.250.4.254

5：

00000101129.250.5.0129.250.5.1---129.250.5.254

6：

00000110129.250.6.0129.250.6.1---129.250.6.254

7：

00000111129.250.7.0129.250.7.1---129.250.7.254

8：

00001000129.250.8.0129.250.8.1---129.250.8.254

9：

00001001129.250.9.0129.250.9.1---129.250.9.254

10：

00001010129.250.10.0129.250.10.1--129.250.10.254

11：

00001011129.250.11.0129.250.11.1--129.250.11.254

12：

00001100129.250.12.0129.250.12.1--129.250.12.254

13：

00001101129.250.13.0129.250.13.1--129.250.13.254

14：

00001110129.250.14.0129.250.14.1--129.250.14.254

15：

00001111129.250.15.0129.250.15.1--129.250.15.254

16：

00010000129.250.16.0129.250.16.1--129.250.16.254

26、一个数据报长度为4000字节（固定首部长度）。

现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大数据长度为1500字节。

试问应当划分为几个短些的数据报片？

各数据报片的数据长度、片偏移字段和MF标志应为何值？

答：

IP数据报固定首部长度为20字节

总长度（字节）

数据长度（字节）

MF

片偏移

原始数据报

4000

3980

0

0

数据报片1

1500

1480

1

0

数据报片2

1500

1480

1

185

数据报片3

1040

1020

0

370

27、在因特网上的一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。

试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？

答：

240=（11110000）2，子网掩码为前20个连续的1，后12个连续的0。

所以该子网表示主机有12bit，

子网上的主机数=212-2=4094，（减去主机全0和全1两个特殊地址）

28、一个自治系统有5个局域网，其连接如图所示，LAN1至LAN5上的主机数分别为：

3、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）。

LAN1

答：

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10）

对LAN5，主机数为15，（24-2）<15+1<（25-2），所以主机位为5bit，网络前缀27，分配的地址块为30.138.119.192/27，（第24，25，26，27位为1110）

对LAN1，主机数为3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀29，分配的地址筷为30.138.119.232/29（第24，25，26，27，28，29位为111101）

对LAN4，主机数为3，（22-2）<3+1<（23-2），所以主机位为3bit，网络前缀29，分配的地址筷为30.138.119.240/29（第24，25，26，27，28，29位为111110）

29、解释为什么突然释放运输连接就可能丢失用户数据而使用TCP的连接释放方法就可保证不丢失数据。

答：

当主机1和主机2之间连接建立后，主机1发送了一个TCP数据段并正确抵达主机2，接着主机1发送另一个TCP数据段，这次很不幸，，主机2在收到第二个TCP数据段之前发出了释放连接请求，如果就这样突然释放连接，显然主机1发送的第二个TCP报文段会丢失。

而使用TCP的连接释放方法，主机2发出了释放连接的请求，那么即使收到主机1的确认后，只会释放主机2到主机1方向的连接，即主机2不再向主机1发送数据，而仍然可接收主机1发来的数据，所以可保证不丢失数据。

30、试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。

说明如不这样做可能会出现什么情况

答：

我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程