2022年2022年计算机网络重点 2.pdf

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1、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2108m/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100kb/s。（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。从上面的计算中可以得到什么样的结论？解：（1）发送时延：ts=107/105=100s 传播时延tp=106/(2108)=0.005s（2）发送时延ts=103/109=1 s 传播时延：tp=106/(2108)=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

2、中的主要成分。1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2108m/s.媒体长度L 分别为：（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）试计算出当数据率为1Mb/s 和 10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。解：（1）1Mb/s:传播时延=0.1/(2 108)=5 10-10比特数=510-101106=510-4 1Gb/s:比特数=510-101109=510-1（2）1Mb/s:传播时延=100/(2 108)=5 10-7比特数=510-71106=510-1 1Gb/s:比特数=5 10-71109=5102(3)1M

3、b/s:传播时延=100000/(2 108)=5 10-4比特数=510-41106=5102 1Gb/s:比特数=5 10-41109=5105(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2 108)=2.5 10-2比特数=2.5 10-21106=2.5 104 1Gb/s:比特数=2.5 10-21109=2.5 107 1-19 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，加上首部和尾部工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

4、总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。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%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，把名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -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（b/s）?答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s 2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道

5、传输速率为35Kb/，那么若想使最大信道传输速率增加，问信噪比/应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比/应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比/再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加？答：C=W log2(1+S/N)b/s-SN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1 SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1 SN2/SN1=100 信噪比应增大到约100 倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）C3/C2=18.5%如果在此基础上将信噪比S/N 再增大到 10 倍，

6、最大信息通率只能再增加18.5%左右2-11 假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km(在 1 kHz 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？如果要双绞线的工作距离增大到100 公里，试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=20/0.7=28.6km 衰减应降低到20/100=0.2db 2-12 试计算工作在1200nm 到 1400nm 之间以及工作在1400nm 到 1600nm 之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2*10e8m/s.解：V=L*F-F=V/L-B=F2-F1=V/L1-V/L2 1200nm 到 1

7、400nm：带宽=23.8THZ 1400nm 到 1600nm：带宽=17.86THZ 3-01数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-02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？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

8、？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -答：作二进制除法，1101011011 0000 10011 得余数 1110，添加的检验序列是1110.作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了CRC 检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。3-03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。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

9、工作，10 微秒可以发送的比特数等于10*10-6/1*10-9=10000,因此，最短帧是 10000 位或 1250 字节长3-04假定在使用CSMA/CD协议的 10Mb/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100Mb/s 的以太网呢？答：对于10mb/s 的以太网，以太网把争用期定为51.2 微秒，要退后100 个争用期，等待时间是51.2（微秒）*100=5.12ms 对于 100mb/s 的以太网，以太网把争用期定为5.12 微秒，要退后100 个争用期，等待时间是5.12（微秒）*10

10、0=512 微秒3-05假定站点 A 和 B 在同一个10Mb/s 以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为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 所发送的帧不会和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=（64+8）*8=576 比特时间，A 应当发送完毕。

11、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 所发送的帧不会和B 发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）。3-06在上题中的站点A 和 B 在 t=0 时同时发送了数据帧。当t=255 比特时间，A 和 B 同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273 比特时间完成了干扰信号的传输。A 和B 在 CSMA/CD算法中选择不同的r 值退避。假定 A 和 B 选择的随机数分别是rA=0和 rB=1。试问 A 和

12、 B 各在什么时间开始重传其数据帧？A 重传的数据帧在什么时间名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -到达 B？A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？B 会不会在预定的重传时间停止发送数据？答：t=0 时，A 和 B 开始发送数据T1=225 比特时间,A 和 B 都检测到碰撞（tau）T2=273 比特时间,A 和 B 结束干扰信号的传输（T1+48）T3=594 比特时间,A 开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96）T4=785 比特时间，B再次检测信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则 B在 T5=881比特时间发送数据、否则再退

13、避。（T5=T4+96）A 重传的数据在819 比特时间到达B，B 先检测到信道忙，因此B 在预定的881比特时间停止发送3-29 10Mb/s 以太网升级到100Mb/s、1Gb/S 和 10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？答：技术问题：使参数 a 保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小长度在 100mb/s 的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆的度减小到100m，帧间时间间隔从原来9.6 微秒改为现在的0.96 微秒吉比特以太网仍保持一个网段

14、的最大长度为100m，但采用了“载波延伸”的方法，使最短帧长仍为64 字节（这样可以保持兼容性）、同时将争用时间增大为512 字节。并使用“分组突发”减小开销10 吉比特以太网的帧格式与10mb/s，100mb/s 和 1Gb/s 以太网的帧格式完全相同吉比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体，它使用长距离（超过km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？25

15、5.255.255.248 即 11111111.11111111.11111111.11111000.每一个子网上的主机为(23)=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。（4）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？（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2Host-id 的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：212-2=4096-2=4094 11111111.11111111.11110000.00000000 主机数 212-2 名师资料总结-精品资料欢

16、迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -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）?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 32

17、00bit 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+4160），共 3840bit。18.（1）有人认为：“ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务，因此ARP 应当属于数据链路层。”这种说法为什么是错误的？因为 ARP 本身是网络层的一部分，ARP 协议为 IP 协议提供了转换地址的服务，数据链路层使用硬件地址而不使用IP 地址，无需ARP 协议数据链路层本身即可正常运行。因此ARP不再数据链路层。（2）试解释为什么ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置1020 分钟的超时计时器。这个时间设置的太大或太小会出现什么问题？答：考虑到IP 地址和 Mac 地址均有

18、可能是变化的（更换网卡，或动态主机配置）1020 分钟更换一块网卡是合理的。超时时间太短会使ARP 请求和响应分组的通信量太频繁，而超时时间太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。（3）至少举出两种不需要发送ARP 请求分组的情况（即不需要请求将某个目的IP 地址解析为相应的硬件地址）。在源主机的ARP 高速缓存中已经有了该目的IP 地址的项目；源主机发送的是广播分组；源主机和目的主机使用点对点链路。19.主机 A 发送 IP 数据报给主机B，途中经过了5 个路由器。试问在IP 数据报的发送过程中总共使用了几次ARP？6 次，主机用一次，每个路由器各使用一次。20.设某路由器建

19、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）192.153.17（5）192.4.153.90（1）分组的目的站IP 地址为：128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.12

20、8 相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0 转发。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -（2）分组的目的IP 地址为：128.96.40.12。与子网掩码255.255.255.128 相与得 128.96.40.0，不等于 128.96.39.0。与子网掩码255.255.255.128 相与得 128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经 R2 转发。（3）分组的目的IP 地址为：128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128 相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192 相与后得12

21、8.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4 转发。（4）分组的目的IP 地址为：192.4.153.17。与子网掩码255.255.255.128 相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192 相与后得192.4.153.0，经查路由表知，该分组经R3 转发。（5）分组的目的IP 地址为：192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128 相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192 相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4 转发。501一个 UDP 用户数据

22、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。答：6 个数据字段的长度：前5 个是 1480 字节，最后一个是800 字节。片偏移字段的值分别是：0，1480，2960，4440，5920 和 7400.502一 UDP 用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.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发送给客户？使用UDP 的这个服务器程序是什么？解：源端口1586，目的端口69，UDP 用户数据报总长度28

23、字节，数据部分长度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。收到重复帧不确认相当于确认丢失名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -503一个 TCP 连接下面使用256kb/s 的链路，其端到端时延为128ms。经测试，发现吞吐量只有120kb/s。试问发送窗口W 是多少？（提示：可以有两种答案，取决于接收等发出确认的时机）。解：来回路程的时延等于256ms(=128ms 2).设窗口值为X(注意:以字节为单位),假定一次最大发送量等于窗口值,且发射时间等于256ms,那么,每发送一次都得停

24、下来期待再次得到下一窗口的确认,以得到新的发送许可.这样,发射时间等于停止等待应答的时间,结果,测到的平均吞吐率就等于发送速率的一半,即8X(256 1000)=256 0.001 X=8192 所以,窗口值为8192.504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+408=524600 C=109b/s L/C=0.0005246s Td=1010-3s 0.02104864 Throughput=L/(L/C+2 Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/

25、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%505试计算一个包括5 段链路的运输连接的单程端到端时延。5 段链路程中有2 段是卫星链路，有 3 段是广域网链路。每条卫星链路又由上行链路和下行链路两部分组成。可以取这两部分的传播时延之和为250ms。每一个广域网的范围为1500km，其传播时延可按150000km s来计算。各数据链路速率为48kbs，帧长为960位。答：5 段链路的传播时延=250*2+（1500/150000）*3*1000=530ms 5 段链路的发送时延=960/（48*1

26、000）*5*1000=100ms 所以 5 段链路单程端到端时延=530+100=630ms 6-05 文件传送协议FTP 的主要工作过程是怎样的？为什么说FTP 是带外传送控制信息？主进程和从属进程各起什么作用？答：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -（1）FTP 使用客户服务器方式。一个FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。主进程的工作步骤：1、打开熟知端口（端口号为21），使客户进程能够连接上。2、等待客户进程发出连接请求。3、启动从属

27、进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。4、回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。FTP 使用两个 TCP 连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的控制进程在接收到FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送

28、连接”并结束运行。6-18 一个万维网网点有1000 万个页面，平均每个页面有10 个超链，读取一个页面平均要100ms。问要检索整个网点所需的最少时间。答：t=100*10-3*10*1000*104=107 s 6-20 试述电子邮件的最主要的组成部件。用户代理UA 的作用是什么？没有UA 行不行？答：电子邮件系统的最主要组成部件：用户代理、邮件服务器、以及电子邮件使用的协议。UA 就是用户与电子邮件系统的接口。用户代理使用户能够通过一个很友好的接口来发送和接收邮件。没有 UA 不行。因为并非所有的计算机都能运行邮件服务器程序。有些计算机可能没有足够的存储器来运行允许程序在后台运行的操作系

29、统，或是可能没有足够的 CPU 能力来运行邮件服务器程序。更重要的是，邮件服务器程序必须不间断地运行，每天 24 小时都必须不间断地连接在因特网上，否则就可能使很多外面发来的邮件丢失。这样看来，让用户的PC 机运行邮件服务器程序显然是很不现实的。6-24 试述邮局协议POP 的工作过程。在电子邮件中，为什么需要使用POP 和 SMTP 这两个协议？IMAP 与 POP 有何区别？答：POP 使用客户机服务器的工作方式。在接收邮件的用户的PC 机中必须运行POP 客户机程序，而在其 ISP 的邮件服务器中则运行POP 服务器程序。POP 服务器只有在用户输入鉴别信息（用户名和口令）后才允许对邮箱进行读取。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -POP 是一个脱机协议，所有对邮件的处理都在用户的PC 机上进行；IMAP 是一个联机协议，用户可以操纵ISP 的邮件服务器的邮箱。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -