网络习题及参考答案.docx
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网络习题及参考答案.docx
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网络习题及参考答案
1-3试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答:
(1)电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强,时延小,交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低,电路接续时间长,通信效率低,不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文,经常使用的固定用户之间的通信。
(2)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高,可以多个用户同时在一条线路上传送,可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发,网络传输时延大,且占用大量的交换机内存和外存,不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信,如公用电报网。
(3)分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后,在一条物理线路上采用动态复用的技术,同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内,接着在网内转发。
到达接收端,再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高,比报文交换的传输时延小,交互性好。
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2.3×108。
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
1-19、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%
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(b/s)?
答:
80000b/s(Rb=RBlog2L)
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),试问这个信道应该具有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示),这个结果说明什么问题?
答:
C=Hlog2(1+S/N)(bps)
S/N=64.2dB是个信噪比很高的信道
2-09用香农公式计算一下:
假定信道带宽为3100Hz,最大信息传输速率为35kb/s,那么若想使最大信息传输速率增加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,问最大信息传输速率能否再增加20%?
答:
奈氏准则:
每赫带宽的理想低通信道是最高码元传输速率是每秒2个码元。
香农公式则表明了信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。
根据香农公式,计算信道的极限信息传输速率C为:
C=log2(1+S/N)b/s;根据公式,可以计算出,信噪比S/N应增大到100倍。
如果在此基础上将信噪比S/N再增大10倍,最大信息速率只能再增加18.5%左右。
3-01、数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?
“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在?
答:
(1)数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外,还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。
因此,数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
(2)“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比特流了。
但是,数据传输并不可靠。
在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是“数据链路接通了”。
此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能,才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路,进行可靠的数据传输。
当数据链路断开连接时,物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-07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。
3-08.要发送的数据为101110。
采用CRC的生成多项式是P(X)=X3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
解:
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?
答:
第一个比特串:
经过零比特填充后编程011011111011111000(加上下划线的0是填充的)。
另一个比特串:
删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110(连字符表示删除了0)。
3-18试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
答:
10BASE-T:
“10”表示数据率为10Mb/s,“BASE”表示电缆上的信号是基带信号,“T”表示使用双绞线。
3-32现有五个站分别连接在三个局域网上,并且用两个透明网桥连接起来,如下图所示。
每一个网桥的两个端口号都标明在图上。
在一开始,两个网桥中的转发表都是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据帧:
即A发送给E,C发送给B,D发送给C,B发送给A。
试将有关数据填写在表3-2中。
发送的帧
B1的转发表
B2的转发表
B1的处理
B2的处理
地址
接口
地址
接口
A→E
A
1
A
1
转发、登记
转发、登记
C→B
C
2
C
1
转发、登记
转发、登记
D→C
D
2
D
2
转发、丢弃
转发、登记
B→A
B
1
转发、丢弃
无法接收
4-09
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
(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?
(3)一A类网络和一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?
(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?
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255,它是否为一个有效的子网掩码?
(6)某个IP地址的十六进制表示为C2.2F.14.81,试将其转换为点分十进制的形式。
这个地址是哪一类IP地址?
(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?
为什么?
答案:
(1)可以代表C类地址对应的子网掩码默认值;也能表示A类和B类地址的掩码,前24位决定网络号和子网号,后8位决定主机号。
(用24bit表示网络部分地址,包括网络号和子网号)
(2)255.255.255.248化成二进制序列为:
11111111111111111111111111111000,根据掩码的定义,后三位是主机号,一共可以表示8个主机号,除掉全0和全1的两个,该网络能够接6个主机。
(3)子网掩码的形式是一样的,都是255.255.255.0;但是子网的数目不一样,前者为65534,后者为254。
(4)255.255.240.0(11111111.11111111.11110000.00000000)是B类地址的子网掩码,主机地址域为12比特,所以每个子网的主机数最多为:
212-2=4094。
(5)子网掩码由一连串的1和一连串的0组成,1代表网络号和子网号,0对应主机号.255.255.0.255变成二进制形式是:
11111111111111110000000011111111。
可见,是一个有效的子网掩码,但是不是一个方便使用的解决办法。
(6)用点分十进制表示,该IP地址是194.47.20.129,为C类地址。
(7)有,可以提高网络利用率。
注:
实际环境中可能存在将C类网网络地址进一步划分为子网的情况,需要掩码说明子网号的划分。
C类网参加互连网的路由,也应该使用子网掩码进行统一的IP路由运算。
C类网的子网掩码是255.255.255.0。
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)?
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。
4-20.设某路由器建立了如下路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器,若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):
目的网络子网掩码下一跳
128.96.39.0255.255.255.128接口0
128.96.39.128255.255.255.128接口1
128.96.40.0255.255.255.128R2
192.4.153.0255.255.255.192R3
*(默认)-R4
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。
解:
(1)分组的目的站IP地址为:
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与,得128.96.39.0,可见该分组经接口0转发。
(2)分组的目的IP地址为:
128.96.40.12。
①与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0,不等于128.96.39.0。
②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128.96.40.128,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。
4-21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=28-2=254>16,能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码
子网号(subnet-id)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
4-22一具数据报长度为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?
各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值?
答:
IP数据报固定首部长度为20字节,长度为4000字节的数据报中数据为4000-20=3980字节。
MTU=1500=首部长度+数据长度=20+1480
将原始数据报中的数据3980字节=1480+1480+1020(共三段)
所以:
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
4-26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
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。
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:
0,185,370,555,740,925.
5-14一UDP用户数据报的首部十六进制表示是:
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TFTP。
5-23主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段,其序号分别为70和100。
试问:
(1)第一个报文段携带了多少个字节的数据?
(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)如果主机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:
(1)第一个报文段的数据序号是70到99,共30字节的数据。
(2)确认号应为100.
(3)80字节。
(4)70
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