交大继续教育计算机网络四次作业答案.docx
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交大继续教育计算机网络四次作业答案
第一次作业解析
1、OSI模型中,通常是数据链路层负责将比特流或字符流转换成帧格式。
2、对于网络模型来说,路由器是工作在网络层的设备。
3、HUB(集线器)是工作在物理层的设备。
4、FTP、Telnet等属于应用层的应用系统。
5、OSI模型中,由物理层负责比特流的透明传输。
6、哪种物理层编码技术可用于解决连续的0或连续1的问题。
只有曼切斯特编码。
女口果用telnet
以某种形式调制的0或1数据。
Nyquist定理在无噪声信道中,当带宽为HHz,信号电平为V级,则:
数据传输速率=2Hlog2Vb/s
T=20KB/40Mbps=(20x8)/(40x1000)=0.004秒1B=8bit所以乘以8,M和K是1000的关系
13、如果主机A通过由32路TDM共享的2.048Mbps总线链路向主机B发送一个32Kb的文件,则传输时间为500ms
每一路的速率=2.048M/32=64Kbps
因此传输时间=文件长/一路传输速率=32Kb/64Kbps=0.5s。
14、在曼切斯特编码中,如果信号的到达速率(即信号的波特率)是10M,那么数据传输速率是5Mbps。
特点:
每一位数据需要两个时钟周期,因此信号的频率是数据率的2倍(例如10Mbps需
要20MHz信号频率)
第二次作业解析
1、如果采用奇校验,01001011和10100100的校验位分别是1和0
在数据后加一个奇偶(parity)位,奇偶位设置标准是保证码字中"1”位的数目是偶数(或奇数)。
2、076C5FAA867E1A3B6654333啲32位校验和为0BC152DF
076C5FAA+867E1A3B+6654333C=F43EAD21
F43EAD21的补码为:
0BC152DF因此32位校验和就是0BC152DF以上计算过程如下:
数
位
数1+数2+数3+进位=
和
进位
当前位
补码
0
A+B+C+0=
33
2
1
16-1=
F
1
A+3+3+2=
18
1
2
15-2=
D
2
F+A+3+1=
29
1
D
15-D=
2
3
5+1+3+1=
10
0
A
15-A=
5
4
C+E+4+0=
30
1
E
15-E=
1
5
6+7+5+1=
19
1
3
15-3=
C
6
7+6+6+1=
20
1
4
15-4=
B
7
0+8+6+1=
15
0
F
15-F=
0
和=F43EAD21
补码=0BC152DF
F43EAD21可以看作是无符号数,也可以看作有符号数,这跟C语言里一样。
如果把求补码当成求相反数,就必须将其看成有符号数。
无论是有符号还是无符号数,其内部实现机制都是反码加1(对应十六进制运
算是最末位用16去减,其他位统统用15去减),即:
[原码]F43EAD21=11110100001111101010110100100001
[反码]0BC152DE=00001011110000010101001011011110
[补码]0BC152DF=00001011110000010101001011011111
3、0111010111001001采用CRC校验码,生成多项式为X3+X+1,最后发送的数据为
0111010111001001111
原字符串加3个0,除数为1011,求余数,异或运算,得余数为111
4、在带宽为20Mbps、距离为5km的信道上用协议3传输数据帧,电信号在线路上的传播速度约为5七/km,确认帧长度忽略,当信道利用率为50%寸,帧长为1Kb
帧长为L比特。
协议3是一个严格交替发送和接收协议。
L=2BDv,代入以上参数,可以得到答案
L=2BD/V=2X20000000(Mb/s)X5000(m)/200000000(m/s)=1000bit=1Kb
5、采用一位滑动窗口协议(即协议4),通信一方的next_frame_to_send=0,frame_expected=1,当收到一个(seq=0,ack=0,data)的帧后,它next_frame_to_send=1,frame_expected=1,并将该帧的数据丢弃
一方面,t帧的seq=O,z接收窗口=1,二该帧是错误帧,会丢弃,且接收窗口不会向前滑动,还是=1。
另一方面,t帧的ack=O,=发送窗口=0,二表明刚才发送出去的帧已经成功收到应答,所以发送窗口向前滑动一位,=1。
6、采用一位滑动窗口协议(即协议4),通信一方的next_frame_to_send=0frame_expected=1,当发送一帧时,帧的内容为(seq=0ack=0data)。
t发送帧时:
seq=S=next_frame_to_send,而ack=R-1=frame_expected-1%(MAX_SEQ+1);
•••seq=S=0=ack=R-1%(MAX_SEQ+1)=(1-1)%(1+1)=0.
说明
S=next_frame_to_send,R=frame_expected
接收帧时:
seq与R比较,若相等则接收送网络层,且R++否则拒绝。
ack与S比较,若相等则从网络层取新包,S++;否则S无变化。
发送帧时:
seq=next_frame_to_send;ack=frame_expected-1;
7、采用位插入法的帧格式,若欲传输的信息是10111111011,则实际传输的比特串是
带位填充的首尾标志法
这是一种面向二进制位的帧格式,把所有需传输的数据(不论是ASCII字符还是二进制位串)一字排开,并以特殊的位模式01111110作为帧标志,即一个帧的开始(同时标志前一个帧的结束)
当帧内容中出现一个与帧标志相同的位串01111110,则在5个1后插入一个0,即变成01111101,接收方将自动删除第5个1后的0。
称为位插入法,或透明传输。
如果由于干扰,一个帧没有正确接收,则可扫描接收串,一旦扫描到01111110,即新的一
帧从此开始。
即可以再同步
8、网桥是一种可以用于网段隔离;是一种工作在数据链路层;具有在数据链路层进行路由功能;具有其他各项列举的全部功能的设备。
9、100Mbps的以太网的波特率是125MHz波特。
10、一个CSMA/CD勺网络,最大传输距离为5000米,信号传播速率为200m/卩s,网络带宽
为10M最短帧长是500bit
最短帧长公式
发送最短帧的时间=帧长/网络速率
=2t=2X最长线路长度/信号传播速率
即2*D/V=L/B
全部国际单位制2*5000/(200*10人6)=L/(10*10A6)
11、一个CSMA/CD勺网络,最大传输距离为5000米,信号传播速率为200m/卩s,网络带宽为10M则网络的时隙长度为50^s
时隙长度即上题公式中2*D/V或L/B
500/(10*10A6)=50ys
12、在以太网中的某一时隙,有两个站点同时开始发送,则3次竞争内(包括第3次)将帧成功发送的概率是87.5%。
(或者说3次竞争总可以解决冲突的概率)
前三次竞争都冲突的概率=2A-3
成功概率=1-2A-3=0.875
二进制指数后退算法举例
对于两个站点的第j次竞争,发生在第i次冲突之后,j=i+1,站点会在[0,2j-1)或[0,2i)范围选择等待时隙。
其发生冲突的概率=1/2j-1=1/2i
前j次竞争都冲突的概率=
13、IEEE802.11采用的MAC协议是CSMA/CA在该协议中当某站点收到站点A发给站点B
的RTS没有收到任何CTS后,则该站点可以与除A、B以外的站点通信
14、想使由多个交换机连接的机器处于不同的局域网,需要采用VLAN技术。
15、在以太网中,当两个站点碰撞(即冲突)5次后,选择的随机等待时隙数的范围是[0,31]。
(用数学的区间符号表示,如[a,b])
二进制指数后退算法
发送方在检测到冲突后,双方(或多方)都将延时一段时间,
所谓一段时间到底是多长?
冲突检测到后,时间被分成离散的时隙
时隙的长度等于信号在介质上来回的传播时间(51.2七)
一般地,经i次冲突后,发送站点需等待的时隙数将从0~2=
1中随机选择,即[0,2i-1]或[0,2i)
随机数的最大值是1023(即第10次冲突之后)
第三次作业解析
1、路由算法的作用是负责填充和更新路由表
路由与转发:
路由是决定路线,转发是当一个数据包到达时发生的动作。
换句话说,转发是根据路由表来进行数据包的发送,而路由算法负责填充和更新路由表
2、某网络设备的IP地址为202.112.192.4,它属于C类IP地址。
地址类别
网络数
主机数
A
0~127(128)
16777216
B
128~191(16384)
65536
C
192~223(2097152)
256
D
224~239
3、一个IP=10.10.30.88机器访问IP=202.120.2.102的Web服务器中网页,NAT的内网地址
=10.10.30.1,外网地址=218.81.195.105,则Web服务器收到的IP包中的源地址域的值=218.81.195.105。
NAT将内网出去的IP包的源地址替换成自己外部IP地址,因此服务器收到的IP包中的源地
址域的值=NAT外部IP地址=218.81.195.105。
4、BGP协议采用路由算法是基于距离矢量算法(D-V)的。
BGP协议是一种改进的距离矢量协议。
路由器不仅维护它到每个目标的开销,还记录下所使
用的路径。
这样解决了困扰距离矢量路由算的“无穷计算”的问题。
系统管理员自己可以定
义评分函数,这样使避免了把最短路径作为唯一路由选择标准的缺陷。
5、202.120.5.193/28子网可容纳的主机数为14个。
6、202.120.5.193/28的子网掩码为255.255.255.240。
解答:
202.120.5.193/28的子网掩码长度为28位。
即28个1+(32-28=4)个0,即(11111111111111111111111111110000)2=255.255.255.240
C类IP的网络地址长度为24位,因此子网长度为28-24=4,子网中表示主机数长度为8-4=4,(其中8是C类地址表示后缀长度),该子网可容纳的主机数=24-2=14个。
另外一种计算
方法是,子网中主机数长度=IP地址总长度-掩码1的个数=32-28=4。
该子网可容纳的主机数=24-2=14个。
之所有要减去2,是因为主机编码为全0和全1的地址一般不用于主机IP
地址(分别用于表示网络和广播地址),因此一般要去掉这2个地址。
7、对某C类子网进行子网划分,子网号长度3位。
其中子网中110(二进制数)子网主机号
为6(十进制数)的节点的IP地址的最后一个字节的值为198。
(11000110)2=198。
因为C类地址的表示主机的字段为1个字节,而子网号为3位,因此剩下的真正表示主机的位数只有8-3=5位,让这5位等于=6,即00110,加上之前的110子网号就等于二进制的
11000110。
8、RIP、OSPF分别采用的路由算法分别是D-V、L-S。
RIP采用D-V路由算法,是Internet的一个主要路由协议,传输层采用UDP协议
OSPF是Internet上主要的内部网关协议,负责AS内部路由1988年开始制定,1990年成为
标准,采用L-S路由算法
9、某路由器中的路由表如下表所示:
子网号
子网掩码
下一跳
202.120.34.128
255.255.255.192
本路由器端口0
202.120.34.64
255.255.255.192
本路由器端口1
Default
路由器R2
按下表所示,当该路由器收到所指定目的地址的数据包时,填写应转发的下一跳。
收到数据包的目的地址
应转发的下一跳
202.120.33.57
路由器R2
202.120.34.100
本路由器端口1
202.120.34.177
本路由器端口0
首先计算路由表的对应的子网掩码
202.120.34.128&255.255.255.192
=202.120.34.128
202.120.34.64&255.255.255.192=202.120.34.64
然后计算各IP地址对应的网络号,方法:
网络号=IP地址&子网掩码,然后查表查出其出口
202.120.34.100&255.255.255.192
=202.120.34.64
202.120.34.177&255.255.255.192
=202.120.34.128
10、一个有5个节点的网络中,如果节点5的邻居有1、3、4,各邻居节点传来的距离矢量如下表所示:
TO
结点1
结点3
结点4
1
0
11
5
2
10
6
9
3
8
0
3
4
5
3
0
5
7
4
7
5到邻居1、3、4的距离分别为7、4、11。
试用距离矢量法计算节点5的路由表,在表
中剩余的部分填写选项。
10=min(10+7,6+4,9+11)
10是由结点3提供的(6+4)
延时
线路
7
结点1:
10
结点3
4
结点3
7
结点3
0
一
TO
1
2
3
4
5
PPT例题:
某单位有一C类地址202.10.23.0,该单位有多个部门,每个部门的机器数为
个左右,问如何确定子网掩码?
最多能有几个子网?
每个子网的主机数为多少?
掩码:
255.255.255.224最多的子网个数:
8(6)个2A4<20<2A52A(8-5)-2=6
某个主机IP地址及其掩码也可写成:
202.10.23.47/27
每个子网的主机数为:
2A5-2=32-2=30(台)
第四次作业解析
1、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过三次成功传输后,拥塞窗口大小为8KB。
2、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过三次成功传输后,阈值(临界值)大小为20KB。
3、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过五次成功传输后,拥塞窗口大小为20KB。
4、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过五次成功传输后,阈值(临界值)大小为20KB。
5、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过6次成功传输,在第7
次传输发生超时(即发生拥塞),则拥塞窗口大小为2K。
6、数据报的最大长度为2K,当拥塞窗口为40K时发生拥塞,经过6次成功传输,在第7
次传输发生超时(即发生拥塞),则阈值(临界值)大小为11KB。
TCP/IP在传输层协议包括TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)两个。
传输次数
拥塞窗口大小
阈值
说明(条件测试)
0次(拥塞)
40KB
20KB
•••发生拥塞•••阈值=拥塞窗口大小/2=20KB
1次(成功)
2KB
20KB
=最大数据段
2次(成功)
4KB
20KB
<阈值(20KB),指数增长。
3次(成功)
8KB
20KB
<阈值(20KB),继续指数增长。
4次(成功)
16KB
20KB
5次(成功)
20KB
20KB
之所以没有取32KB,可以参考下图
6次(成功)
22KB
20KB
>阈值(20KB),线性增长(增长最大数据段长)
7次(拥塞)
2KB
11KB
•••发生拥塞•阈值=拥塞窗口大小/2=11KB,且拥塞窗口初始化-最大数据段长
因此三次成功传输后拥塞窗口为8KB,五次成功传输后拥塞窗口为20KB
拥塞窗口的初始化
连接建立时,发送方将拥塞窗口的初始大小设置为最大的数据段长度,并随后发一个最大长度的数据段,如该数据段在定时器超时前得到了确认,发送方在原来的拥塞窗口的基础上再增加一倍长度,发送两个数据段,如两个数据段都得到了确认,则再增加一倍长度,直到数据传输超时或到达接收方的窗口大小为止
当拥塞窗口的大小为n个数据段时,如果发送的n个数据段都得到了确认,那么此
时拥塞窗口的大小即为n个数据段对应的字节数
拥塞窗口大小的修正
除接收窗口和拥塞窗口外,拥塞控制时还需指定一个临界值(threshold),临界值的初始值为64K,如果发生数据传输超时,将临界值设为当前拥塞窗口的1/2,并使拥塞窗口恢复到最大的数据段长度,成功的传输使拥塞窗口按指数增加(成倍),直到到达临界值,以后按线性增加(按最大的数据段长度)
这种算法称为慢启动算法(slowstart)。
拥塞窗口动态调整举例
假定原来拥塞窗口为64KB,但已超时
最大的数据段长度为1024(1K),即慢启动的初始值
7、设a=7/8,在RTT=5.0ms时发出的三个数据报的实际往返时间分别为5.5,6.2,7.5,
贝U发出3个数据报后最后的RTT=5.5ms(四舍五入精确到小数点后1位)。
每次计算采用RTT=:
RTT0+(1-:
-)Mo公式:
M
(数据段实际往返时间)
RTT
a
5
0.875
5.5
5.0625
6.2
5.204688
7.5
5.491602
RTT=aRTT+(1-ct)Mo
其中:
RTT0:
前一次计算得到的重发定时值
Mo:
前一次测量得到的往返时间
「:
修正因子,前一次的RTT值的权值(通常取:
-=7/8)
RTT:
到达连接目标端的往返时间的当前最佳估计值,可理解为往返时间概
率分布的期望值
7/8*5.0+(1-7/8)*5.5=5.0625
7/8*5.0625+(1-7/8)*6.2=5.204688
7/8*5.204688+(1-7/8)*7.5=5.491602
8、MTA用于收发电子邮件的协议是SMTP。
9、用于网络管理的协议是SNMP。
10、用于传输网页的协议是HTTP。
11、在ftp的被动模式(即PASV模式)下数据连接是由客户方发起的(即使用connect原
FTP主动模式(PORT模式)的TCP连接图:
FTP被动模式(PASV模式)的TCP连接图:
12、有一个简单的以太网LAN,假定简单网络管理协议中管理者主机A站通过get命令读取
被管主机B设备信息时,则A向B发送的帧内容为:
-①I"②r③I"④data
第①
空对应协议为:
MAC。
第②
空对应协议为:
IP。
第③
空对应协议为:
UDP。
第④
空对应协议为:
SNMP。
MAC以太帧头
IP头
UDP头
SNMP头
data
这是网络协议中,数据封装的形式,注意SNMP是采用UDP传输的。
考试时可能会把SNMP换成HTTP
注意:
Internet主要协议体系结构
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