计算机网络计算题.docx
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计算机网络计算题
1.试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x(bit),从源站到目的站共经过k段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为C(bit/s)。
在电路交换时电路的建立时间为s(s)。
在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?
答:
对电路交换,当t=s时,链路建立;
当t=s+x/C,发送完最后一bit;
当t=s+x/C+kd,所有的信息到达目的地。
对分组交换,当t=x/C,发送完最后一bit;
为到达目的地,最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发,
每次转发的时间为p/C,
所以总的延迟=x/C+(k-1)p/C+kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/C+(k-1)p/C+kd<s+x/C+kd时,
(k-1)p/C<s
2.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
3.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+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/(L/C+2×Td)/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
4.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2×108m/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100kbit/s,传播距离为1000km。
(2)数据长度为103bit,数据发送速率为1Gbit/s。
从以上计算结果可以得出什么结论?
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
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中的主要成分。
5.假定网络中的路由器A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”)
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现在A收到从C发来的路由信息(这两列分别表示“目的网络”和“距离” ):
N1 2
N2 1
N3 3
试求出路由器A更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。
解:
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,更新
N2 2 C 相同的下一跳,更新
N3 1 F 不同的下一跳,距离更长,不改变
N4 5 G 无新信息,不改变
6.主机A向主机B发送一个很长的文件,其长度为L字节。
假定TCP使用的MSS有1460字节。
(1)在TCP的序号不重复使用的条件下,L的最大值是多少?
(2)假定使用上面计算出的文件长度,而运输层、网络层和数据链路层所使用的首部开销共66字节,链路的数据率为10Mb/s,试求这个文件所需的最短发送时间。
解:
(1)L_max的最大值是2^32=4GB,G=2^30.
(2)满载分片数Q={L_max/MSS}取整=2941758发送的总报文数
N=Q*(MSS+66)+{(L_max-Q*MSS)+66}=4489122708+682=4489123390
总字节数是N=4489123390字节,发送4489123390字节需时间为:
N*8/(10*10^6)=3591.3秒,即59.85分,约1小时。
7.假设信号在媒体上的传播速率为2.3×108m/s。
媒体长度l分别为:
(1)10cm(网卡)
(2)100m(局域网)
(3)100km(城域网)
(4)5000km(广域网)
试计算当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
答:
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
时延带宽积=传播时延*带宽
(1)1Mb/s时:
0.1m/2.3/108×1×106b/s=0.000435bit=4.35×10-4bit
10Gb/s时:
0.1m/2.3/108×10×109b/s=0.000435bit=4.35bit
(2)1Mb/s时:
100m/2.3/108×1×106b/s=0.435bit
10Gb/s时:
100m/2.3/108×10×109b/s=4.35×10-3bit
(3)1Mb/s时:
100000/2.3/108×1×106b/s=435bit
10Gb/s时:
100000/2.3/108×10×109b/s=4.35×106bit
(4)1Mb/s时:
5×106/2.3/108×1×106b/s=2.1739×104bit
10Gb/s时:
5×106/2.3/108×10×109b/s=2.1739×108bit
8.与下列掩码相对应的网络前缀各有多少比特?
(1)192.0.0.0;
(2)240.0.0.0;(3)255.224.0.0;(4)255.255.255.252。
答案:
点分十进制的地址化成二进制记法,1的个数就是前缀的个数。
(1)11000000000000000000000000000000,对应的网络前缀是2比特
(2)11110000000000000000000000000000,对应的网络前缀是4比特
(3)11111111111000000000000000000000,对应的网络前缀是11比特
(4)11111111111111111111111111111100,对应的网络前缀是30比特
9.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”)
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
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”和“距离” ):
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。
解:
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
10.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%
11.下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252都匹配?
请说明理由。
(1)152.40/13;
(2)153.40/9;(3)152.64/12;(4)152.0/11。
答:
(1)152.7.77.159与11111111111110000000000000000000逐比特相“与”和
(1)不匹配,故
(1)不符合条件。
(2)152.7.77.159与11111111100000000000000000000000逐比特相“与”和
(2)不匹配,故
(2)不符合条件。
(3)152.7.77.159与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和(3)不匹配,故(3)不符合条件。
(4)152.7.77.159与11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和(4)匹配,152.31.47.252和11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和(4)匹配,故(4)符合条件。
12.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+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/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%
13.共有4个站进行码分多址CDMA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:
(-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1还是0?
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
14.以下的地址前缀中哪一个地址和2.52.90.140匹配?
请说明理由。
(1)0/4;
(2)32/4;(3)4/6;(4)80/4。
答案:
(1)2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和0/4匹配
(2)2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和32/4不匹配
(3)2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和4/6不匹配
(4)2.52.90.140与11110000000000000000000000000000逐比特相“与”和80/4不匹配
15.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+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/(L/C+2×Td)/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
16.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0,11010110111100除以10011,余数为10,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0,11010110111000除以10011,余数为110,不为0,接收端可以发现差错。
17.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。
答案:
(1)与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12匹配
(2)与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
(3)与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
(4)与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和86.32/12不匹配
18.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+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=L/(L/C+2×Td)/C=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
19.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所发送到帧不会和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=576比特时间,A应当发送完毕。
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所发送到帧不会和B发送的帧发生碰撞(当然也不会和其他的站点发送碰撞)。
20.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。
21.一个公司有一个总部和三个下属部门。
公司分配到的网络前缀是192.77.33/24。
公司的网络布局如图4-56。
总部共有五个局域网,其中LAN1~LAN4都连接到路由器R1上,R1再通过LAN5与路由器R2相连。
R5和远地的三个部门的局域网LAN6~LAN8通过广域网相连。
每个局域网旁边标明的数字是局域网上主机数。
试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。
图4-56
答案:
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀,本题的答案很多种,下面是其中的一种答案。
LAN1:
192.77.33.0/26;
LAN3:
192.77.33.64/27;
LAN2:
192.77.33.96/28;
LAN4:
192.77.33.112/28;
LAN8;192.77.33.128/27;
LAN7:
192.77.33.160/27;
LAN6:
192.77.33.192/27;
LAN5:
192.77.33.224/29;
WAN1:
192.77.33.232/30;
WAN2:
192.77.33.236/30;
WAN3:
192.77.33.240/30
22.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。
每一个网桥都有两个接口(1和2)。
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H1发送给H5,H3发送给H2,H4发送给H3,H2发送给H1。
试将有关数据填写在下表中。
答:
发送
的帧
B1的转发表
B2的转发表
B1的处理
(转发?
丢弃?
登记?
)
B2的处理
(转发?
丢弃?
登记?
)
地址
接口
地址
接口
H1H5
MAC1
1
MAC1
1
转发,写入转发表
转发,写入转发表
H3H2
MAC3
2
MAC3
1
转发,写入转发表
转发,写入转发表
H4H3
MAC4
2
MAC4
2
写入转发表,丢弃不转发
转发,写入转发表
H2H1
MAC2
1
写入转发表,丢弃不转发
接收不到这个帧
23.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
24.一个自治系统有5个局域网,其连接图如图4-55示。
LAN2至LAN5上的主机数分别为:
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)。
图4-55
答案:
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位为10)
对LAN5,主机数15,(24-2)<15+1<(25-2),所以主机位为5bit,网络前缀为27,分配地址块30.138.119.192/27。
(第24、25、26、27位为1110)
对LAN1,主机数3,(22-2)<3+1<(23-2),所以主机位为3bit,网络前缀为29,分配地址块30.138.119.232/29。
(第24、25、26、27、28、29位为111101)
对LAN4,主机数3,(22-2)<3+1<(23-2),所以主机位为3bit,网络前缀为29,分配地址块30.138.119.240/29。
(第24、25、26、27、28、29位为111110)
25.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)。
4
5
0
28
1
0
0
4
17
首部校验和
10.12.14.5
12.6.7.9
答:
0100010100000000
0000000000011100
0000000000000001
0000000000000000
0000010000010001
0000000000000000
0000101000001100
0000111000000101
0000110000000110
0000011100001001二进制反码求和
------------------------------------------
0111010001001110取反码
1000101110110001
二进制反码求和运算过程
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
1
0
0
2
1
3
1
0
1
4
1
1
5
1
0
0
6
0
7
1
8
0
9
1
0
10
1
0
0
11
1
0
1
12
1
0
0
13
1
14
1
15
1
16
0
二进制反码和
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
取反
1
0
0
0