计算机网络 复习题文档格式.docx
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当s>
(k-1)*(p/b)时,电路交换的时延比分组交换的时延大,当x>
>
p,相反。
1-11在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度,而h为每个分组所带的控制信息固定长度,与p的大小无关。
通信的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b(b/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小,问分组的数据部分长度p应取为多大?
参考图1-12的分组交换部分,观察总的时延是由哪几部分组成。
总时延D表达式,分组交换时延为:
D=kd+(x/p)*((p+h)/b)+(k-1)*(p+h)/b
D对p求导后,令其值等于0,求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
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×
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/(2×
108)=0.005s
(2)发送时延ts=103/109=1µ
s
传播时延:
tp=106/(2×
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。
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)?
C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/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?
C=Wlog2(1+S/N)(b/s)
W=3khz,C=64khz----S/N=64.2dB是个信噪比要求很高的信源
2-09用香农公式计算一下,假定信道带宽为为3100Hz,最大信道传输速率为35Kb/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再增大到十倍,问最大信息速率能否再增加20%?
C=Wlog2(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,最大信息通率只能再增加18.5%左右
3-32如下图所示有五个站点分别连接在三个局域网上,并且用网桥B1和B2连接起来。
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:
A发送给E,C发送给B,D发送给C,B发送给A。
试把有关数据填写在下表中。
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
地址
接口
A→E
A
1
转发,写入转发表
C→B
C
2
D→C
D
写入转发表,丢弃不转发
B→A
B
接收不到这个帧
4-16.在因特网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。
还可以有另一种做法,即数据报片通过一个网络就进行一次组装。
试比较这两种方法的优劣。
在目的站而不是在中间的路由器进行组装是由于:
(1)路由器处理数据报更简单些;
效率高,延迟小。
(2)数据报的各分片可能经过各自的路径。
因此在每一个中间的路由器进行组装可能总会缺少几个数据报片;
(3)也许分组后面还要经过一个网络,它还要给这些数据报片划分成更小的片。
如果在中间的路由器进行组装就可能会组装多次。
(为适应路径上不同链路段所能许可的不同分片规模,可能要重新分片或组装)
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)?
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。
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
128.96.39.0255.255.255.128接口m0
128.96.39.128255.255.255.128接口m1
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255.255.255.128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。
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,分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0,试给每一个地点分配一个子网掩码号,并算出每个地点主机号码的最小值和最大值
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
地点:
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
22..一个数据报长度为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?
IP数据报固定首部长度为20字节
总长度(字节)
数据长度(字节)
MF
片偏移
原始数据报
4000
3980
数据报片1
1500
1480
数据报片2
185
数据报片3
1040
1020
370
37.某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。
现在需要进一步划分为4个一样大的子网。
试问:
(1)每一个子网的网络前缀有多长?
(2)每一个子网中有多少个地址?
(3)每一个子网的地址是什么?
(4)每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么?
(1)每个子网前缀28位。
(2)每个子网的地址中有4位留给主机用,因此共有16个地址。
(3)四个子网的地址块是:
第一个地址块136.23.12.64/28,可分配给主机使用的
最小地址:
136.23.12.01000001=136.23.12.65/28
最大地址:
136.23.12.01001110=136.23.12.78/28
第二个地址块136.23.12.80/28,可分配给主机使用的
136.23.12.01010001=136.23.12.81/28
136.23.12.01011110=136.23.12.94/28
第三个地址块136.23.12.96/28,可分配给主机使用的
136.23.12.01100001=136.23.12.97/28
136.23.12.01101110=136.23.12.110/28
第四个地址块136.23.12.112/28,可分配给主机使用的
136.23.12.01110001=136.23.12.113/28
136.23.12.01111110=136.23.12.126/28
40.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)。
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
41.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)。
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
5—01一个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。
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。
5—02一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?
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—03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}=(4294967296/1460)取整=2941758,即发送的总报文数2941759。
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。
5—04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?
(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
5—05一个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?
可以有两种答案,取决于接收等发出确认的时机)。
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.
5—06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。
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
由题目已知条件分析:
往返延迟时间=2×
10=20(ms)
在最佳状态下,每20ms发送一个窗口大小的数据,那么每秒可发送1000/20=50个窗口,则
最大吞吐量=50×
65535×
8=26.214Mb/s
其线路效率=26.214/1000=2.62414%
5—07什么是Karn算法?
在TCP的重传机制中,若不采用Karn算法,而是在收到确认时都认为是对重传报文段的确认,那么由此得出的往返时延样本和重传时间都会偏小。
重传时间最后会减小到什么程度?
Karn算法:
在计算平均往返时延RTT时,只要报文段重传了,就不采用其往返时延样本。
设新往返时延样本Ti
RTT
(1)=a*RTT(i-1)+(1-a)*T(i);
RTT^(i)=a*RTT(i-1)+(1-a)*T(i)/2;
RTT
(1)=a*0+(1-a)*T
(1)=(1-a)*T
(1);
RTT^
(1)=a*0+(1-a)*T
(1)/2=RTT
(1)/2
RTT
(2)=a*RTT
(1)+(1-a)*T
(2);
RTT^
(2)=a*RTT
(1)+(1-a)*T
(2)/2;
=a*RTT
(1)/2+(1-a)*T
(2)/2=RTT
(2)/2
RTO=beta*RTT,在统计意义上,重传时间最后会减小到使用karn算法的1/2.
5—08
假定TCP在开始建立连接时,发送方设定超时重传时间是RTO=6s。
(1)当发送方接到对方的连接确认报文段时,测量出RTT样本值为1.5s。
试计算现在的RTO值。
(2)当发送方发送数据报文段并接收到确认时,测量出RTT样本值为2.5s。
(1)据RFC2988建议,RTO=RTTs+4*RTTd。
其中RTTd是RTTs的偏差加权均值。
初次测量时,RTTd
(1)=RTT
(1)/2;
后续测量中,RTTd(i)=(1-Beta)*RTTd(i-1)+Beta*{RTTs-RTT(i)};
Beta=1/4
依题意,RTT
(1)样本值为1.5秒,则
RTTs
(1)=RTT
(1)=1.5sRTTd
(1)=RTT
(1)/2=0.75s
RTO
(1)=RTTs
(1)+4RTTd
(1)=1.5+4*0.75=4.5(s)
(2)RTT
(2)=2.5RTTs
(1)=1.5sRTTd
(1)=0.75s
RTTd
(2)=(1-Beta)*RTTd
(1)+Beta*{RTTs
(1)-RT
(2)}=0.75*3/4+{1.5-2.5}/4=13/16
RTO
(2)=RTTs
(1)+4RTTd
(2)=1.5+4*13/16=4.75s
5—09TCP的拥塞窗口cwnd大小与传输轮次n的关系如下所示:
cwnd
n
4
3
8
16
5
32
6
33
7
34
35
9
36
10
37
11
38
12
39
13
40
14
41
15
42
21
17
22
18
23
19
24
20
25
26
(1)试画出如图5-25所示的拥塞窗口与传输轮次的关系曲线。
(2)指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。
(3)指明TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔。
(4)在第16轮次和第22轮次之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超时检测到丢失了报文段?
(5)在第1轮次,第18轮次和第24轮次发送时,门限ssthresh分别被设置为多大?
(6)在第几轮次发送出第70个报文段?
(7)假定在第26轮次之后收到了三个重复的确认,因而检测出了报文段的丢失,那么拥塞窗口cwnd和门限ssthresh应设置为多大?
(1)拥塞窗口与传输轮次的关系曲线如图所示(课本后答案):
(2)慢开始时间间隔:
1至6和23至26
(3)拥塞避免时间间隔:
6至16和17至22
(4)在第16轮次之后发送方通过快恢复方法来发送数据,因此断定发送方收到三个重复的确认检测到丢失的报文段。
在第22轮次之后发送方采用慢开始方法来发送数据,因此断定发送方是通过超时检测到丢失的报文段。
(5)在第1轮次发送时,门限ssthresh被设置为32
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