计算机网络谢希仁7版16章计算题及简答题.docx
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计算机网络谢希仁7版16章计算题及简答题
计算机网络-谢希仁-7版-1-6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%）=D0/0.1=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=0.005s
2）Ts=10^3bit/1Gbit/s=1μs，Tp=10^6m/（2×10^8）m/s=0.005s
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）=63.3%
2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
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=2.5×10^（-4）s
100字节时带宽=100字节/2.5×10^（-4）s=字节/s=3.2Mbit/s
512字节时带宽=
512字节/2.5×10^（-4）s=2.048字节/s=16.384Mbit/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0.05s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=0.2m
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64.2db。
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^（1.6×C1/W）–1=2^（1.6×35000/3100）-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=18.5%
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18.5%左右。
2-11，假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/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/0.7dB/km=28.6km
衰减应降低到20/100=0.2dB
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：
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
第三章（P109）
3-07，要发送的数据为1101011011。
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,1101011011/10011，得余数1110
11010110101110/10011余数为011
11010110001110/10011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101110000
作二进制除法，101110000/1001，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?
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0110111111111100经过零比特填充是011011111011111000
接收端收到的0001110111110111110110删除发送端加入的零后是00011101111111111110
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51.2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5.12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255.255.255.0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255.255.255.0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255.255.255.0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255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.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：
11111111111111111111111100000000
给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0
B类网络11111111111111111111111100000000
给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
（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？
（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：
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000主机数2^12-2
（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？
是10111111111111110000000011111111
（6）某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81，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）---à194.47.20.129C22F1481---à11000010.00101111.00010100.10000001C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）128.36.199.3
（2）21.12.240.17（3）183.194.76.253
（4）192.12.69.248（5）89.3.0.1（6）200.3.6.2
A类：
0.0.0.0-127.255.255.2558
B类：
128.0.0.0-191.255.255.25516
C类：
192.0.0.0-223.255.255.25524
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
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）192.4.153.17
（5）192.4.153.90
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）128.96.39.0 /25 128.96.39.1——128.96.39.127
（2）128.96.39.128/25 128.96.39.129——128.96.39.254
（3）128.96.40.0/25 128.96.40.1——128.96.40.127
（4）192.4.153.0/25 192.4.153.1——192.4.153.127
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 （128.96.39.10在128.96.39.1——128.96.39.127中）
（2）R2 （128.96.40.12 在128.96.39.129——128.96.39.254中）
（3）R4 不在上述的子网中，则跳转到默认路由R4
（4）R3 （192.4.153.17 在128.96.40.1——128.96.40.127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）-2→5bit
2 个则放2个1：
11111111110000000000000000000000即255.19200
6 个则放3个1：
11111111111000000000000000000000即255.224.0.0
30 个：
11111111111110000000000000000000即255.248.0.0
62 个：
11111111111111000000000000000000即255.252.0.0
122个：
11111111111111100000000000000000即255.254.0.0
250个：
11111111111111110000000000000000即255.255.0.0
4-31，以下地址中的哪一个和86.32/12匹配？
请说明理由。
（1）86.33.224.123
（2）86.79.65.216
（3）86.58.119.74 （4）86.68.206.154
解：
86.32/12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145.13.0.0/16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145.13.160.78。
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
145.13.0.0 m0
145.13.64.0 m1
145.13.128.0 m2
145.13.192.0 m3
* m4
（2）…
4-56，收到一个分组，其目的地址D=11.1.2.5。
要查找路由表中有这样三项：
路由1 到达网络11.0.0.0/8
路由2 到达网络11.1.0.0/16
路由3 到达网络11.1.2.0/24
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
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