中南大学网络试题及解答2013-12-05

网络试题一、选择题（10分）1．滑窗协议中选择性重传协议的最大窗口尺寸为(B).A．max_seq/2B．(max_seq+1)/2C．(total_win–1)D．total_win2.1km长，数据传输数率为10M的基带以太网，电信号的传输数率为100m/us，其冲突时间片为（B）。A．10usB．20usC．30usD．5us3.在网络的数据链路中，最大发送窗口尺寸为64，则数据帧的序列号需要（D）位来表示。A．3B．4C．5D．74.在停等协议中使用计数器的主要目的是（C）A．用于计算已发数据的数目B.用于表示下一个要发送的数据帧的序号C．超时重发5.采用CSMA/CD协议的LAN中，负载越重效率越（B）。A．高B．低C．一般6．只能用于虚电路分组交换网络中控制拥塞的技术是（A）。A．准入控制B．发送抑制分组通知发送源减速C．负载丢弃D.随机的早期检测7．下列那些是不属于存储转发交换（C）A．报文交换B．报文分组交换C．电路交换D．数据报8、在ISO的OSI模型中，一般提供数据的压缩和加密的是（B）。A.物理层B.表示层C.会话层D.传输层9．下列协议那些是属于网络体系结构中物理层的协议(A)A．X.21B．X.25C．HDLCD．PPP10.以太网帧格式符合（C）A．802.1B．802.5C．802.3D．802.4二、填空题（35分）1.协议是指通信双方关于如何进行（通信）的一种约定。它是一组规则，用来规定同一层上的（对等实体）之间所交换的（消息或分组）的格式和含义。2.常用的网络体系结构的协议分层的具体数目：OSI参考模型（7）层、TCP/IP参考模型（4）层、SPX/IPX模型（4）层、SNA模型（7）层、AppleTalk模型（6）层。3.在OSI参考模型各层次中的主要功能：物理层的主要功能是（传输原始比特流）、链路层的主要功能是（将不可靠的物理传输线路变成可靠的逻辑传输线路）、网络层的主要功能是（更新路由、为分组寻路、转发分组到下一跳、从网络的角度进行拥塞控制、连接异构网络）、传输层的主要功能是（确保数据报片能高效正确地到达另一端、对上层屏蔽网络层技术的差异或技术变化带来的影响）；这些层次中，（传输层）是真正的端到端的层。4.在因特网的传输层，（TCP）是一个可靠、面向连接的字节流协议，具有（流量控制）和（拥塞控制）功能；（UDP）是一个不可靠、无连接的数据报协议，5.计算机网络按传输技术可分为（广播式）网络和（点对点式）网络，前者的特点是（网络上所有机器共享信道），后者的特点是（每个链路对应一对机器，源机器和目的机器间的通信可能要经过一台或多台中间机器的中转）；6、获得好的QoS所使用的技术有：过渡提供资源、（增加缓冲能力）、（流量整形）、资源预留、（准入控制）、比例路由、分组调度等。7、网络严重拥塞时需采用负载丢弃，常用的丢弃策略有（葡萄酒策略）和（牛奶策略）。8、在警告位、抑制分组、逐跳抑制分组等拥塞控制方式中，见效最快的是（逐跳抑制分组），最节省网络带宽的是（警告位），前者的缺点是（要求源与拥塞点之间的中间节点有较大的缓存），后者的缺点是（见效慢）。9、RIP和OSPF是因特网上常用的域内路由协议，前者是基于（距离矢量路由算法）思想，后者基于（链路状态路由算法）思想；RIP报文需要封装在（UDP）协议的载荷部分，而OSPF状态分组需要封装在（IP）协议的载荷部分；因特网上常用的域间路由协议有（BGP-4）三、简答题（每题5分，共45分）1、无连接通信和面向连接通信的最主要区别是什么？5分答案：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。2、试比较三种交换方式。5分答案：电路交换首先要建立连接，然后进行数据传输，传输完毕后释放连接，时延短，不会拥塞，不会乱序，静态地保留带宽，不受其他用户干扰，适用于大量数据传输，否则资源利用率低。报文交换无需先建立连接而直接传输数据，带宽动态申请动态释放，资源利用率高，采用存储－转发的方式，时延不确定，可能会产生拥塞、报文乱序等现象。分组交换是对报文交换的改进，较大的报文分割为分组，分组有个最大长度限制，使得存储－转发可以在内存中完成。其他同报文交换类似。3、试分别说明虚电路和数据报的工作原理。5分答案：虚电路：网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑通路，因为这条逻辑电路不是专用的，所以称之为“虚”电路；传输数据前首先要建立连接，然后多个分组都沿着这条线路顺序到达目的，然后释放这个虚电路；数据报：每个分组被称为一个数据报，每个数据报自身必须包含有目的地的完整地址信息。主机只要想发送数据就随时可发送，无需等待建立连接。每个分组独立地选择路由，独立处理，独立送到目的地。4、简述二元指数后退算法的基本思想。5分答题要点：二进制指数后退算法是802.3的以太网中CSMA\CD中发生后各站点选择随机时间重发的一种随机时间选取算法。将冲突发生后的时间划分为长度为51.2微秒的时槽.发生第一次冲突后，各个站点等待0或1个时槽再开始重传；如果每个站点等待的时隙数相同，它们将再次冲突，这一次，它们会从0，1，2，3中随机挑选一个并且等待相应的时隙数。第i次冲突后，在0至2i-1间随机地选择一个等待的时槽数，再开始重传；但是，达到10次冲突后，随机等待的最大时隙数就被固定在1023。16次冲突后、控制器将不再动作，并向计算机报告发送失败。进一步的恢复留待高层网络或主机进行。5、描述TCP协议中三次握手建立连接的过程。5分答题要点：主机1选择一个序号X并向主机2发送一包含了该序号的连接请求TCP报文（SYN=1,ACK=0）；主机2回应一个接受连接TCP报文，确认X并声明自己所选用的初始序号Y（SYN=1,ACK=1）；主机1在其发送的第一个数据TCP报文中确认主机2所选择的初始序号。6、标准的10Mbps以太网的波特率是多少？5分答：以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据率为10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20MBaud。7、写出位流0001110101的曼彻斯特编码。5分答：LHLHLHHLHLHLLHHLLHHL，L表示是低电平，H表示是高电平。编码后，LH表示0，HL表示1。8、位串0111101111101111110需要在数据链路层上被发送，请问，经过位填充之后实际被发送出去的是什么？5分答：0111101111100111110109、简述持续CSMA与非CSMA的差异以及差异给各自带来的影响。5分答题要点：采用持续CSMA时，发现信道忙，站点继续监听直到信道空闲；采用非CSMA时，发现信道忙，站点随机等待一段时间后再监听信道；持续CSMA节省时间但会造成同步，在轻负载下效率高但在重负载下冲突严重；非CSMA则相反。四、计算题（10分）一台路由器的路由表有如下部分（CIDR）表项：地址/掩码下一跳135.46.56.0/22接口0135.46.60.0/22接口1192.53.40.0/23路由器1默认路由器2一个到达的分组的目标地址为下列IP地址，请解释路由器如何选择下一跳？(a)192.53.40.7（b）135.46.58.15(c)135.46.52.2答题要点：（a）路由器1（b）接口0（c）默认下一跳为路由器2五、附加题（每题10分）1、若在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB，则最大可达到的数据传输率是多少？答：信噪比为20dB即S/N=由于log2101≈6.658，由香农定理，该信道的信道容量为3log2+=19.98kbps。根据乃奎斯特定理，发送二进制信号的3kHz信道的最大数据传输速率为2*3log22=。所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。2、A、B双方已经建立了TCP连接，采用了慢启动算法和拥塞避免算法，初始的阈值为64K字节(1K=1024),最大发送段长MSS为1K字节。发送方向为A-B,B没有数据要发送,B每收到一个数据报文都会发出一个应答报文。在整个过程中上层一直有数据要发送,并且都以MSS大小的报文发送。A的发送序列号从0开始。问：（1）在传输过程中,A收到1个确认号为5120的应答报文后,A处拥塞窗口的大小是多少？（2）当收到确认号为65536的报文后，A处拥塞窗口的大小是多少？答：（1）6K;（2）64K3、请比较一下在一个电路交换网络中和在一个（负载较轻的）分组交换网络中，沿着k跳的路径发送一个x位消息的延时情况。电路建立的时间为s秒，每一跳的传播延时为d秒，分组的大小为p位，数据传输率为bbps。在什么条件下分组网络的延时比较短？答：对于电路交换，t=s时电路建立起来；t＝s+x/b时报文的最后一位发送完毕；t=s+x/b+kd时报文到达目的地。而对于分组交换，最后一位在t=x/b时发送完毕。为到达最终目的地，最后一个分组必须被中间的路由器重发k-1次，每次重发花时间p/b，所以总的延迟为为了使分组交换比电路交换快，必须：所以：4、一个信道的位速率为4kbps，传输延时为20ms。请问帧的大小在什么范围内，停等协议（即1位滑动窗口协议）可获得至少50%的效率？答：当发送一帧的时间等于信道的传播延迟的2倍时，信道的利用率为50%。或者说，当发送一帧的时间等于来回路程的传播延迟时，效率将是50%。而在帧长满足发送时间大于延迟的两倍时，效率将会高于50%。现在发送速率为4Mb/s，发送一位需要0.25。只有在帧长不小于160kb时，停等协议的效率才会至少达到50%。5、考虑在一个无差错的64kbps卫星信道上单向发送512字节的数据帧，有一些非常短的确认从另一个方向回来。对于窗口大小为1、7、15、27的情形，最大的吞吐量分别是多少？从地球到卫星的传输时间为270ms。答：使用卫星信道端到端的传输延迟为270ms，以64kb/s发送，周期等于604ms。发送一帧的时间为64ms，我们需要604/64=9个帧才能保持通道不空。对于窗口值1，每604ms发送4096位，吞吐率为4096/0.604=6.8kb/s。对于窗口值7，每604ms发送4096*7位，吞吐率为4096*7/0.604=47.5kb/s。对于窗口值超过9（包括15、127），吞吐率达到最大值，即64kb/s。6、考虑在一条1km长的电缆（无中继器）上建立一个1Gbps速率的CSMA/CD网络。信号在电缆中的速度为200000km/s。请问最小的帧长为多少？答：对于1km电缆，单程传播时间为=5×10-6s，即5，来回路程传播时间为2t=10。为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10。以1Gb/s速率工作，10可以发送的比特数等于：因此，最小帧是10000bit或1250字节长。7、在一个6M的网络上，有一台主机通过令牌桶进行流量整形，令牌桶填充速率为1Mbps，初始事后他被填充到8Mb,请问该主机以6Mbps的全速率可以传输多长时间？答题要点：C=8Mb，M＝6Mbps，ρ＝1Mbps，S＝C/(M-ρ)＝8/(6-1)＝1.6秒8、已知生成多项式为：X4+1发送方要发送的数据信息为：1010101011，试求CRC码，并求出整个要传输的信息。答题要点：(X9+X7+X5＋X3＋X+1)*X4的积是X13+X11+X9+X7+X5+X4对应的码是10101010110000；X4+1对应的码是10001；积／G(X)(按模二算法)。由计算得CRC码为1011。整个要传输的信息就是10101010111011。9、有一通信子网可用(A,B,12)(B,C,3)(C,D,5)(A,E,6)(E,C,8)(E,F,7)(F,D,2)(B,F,9)表示。采用距离矢量路由算法进行路由更新。