计算机网络作业综合

计算机网络作业第一章（P39）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：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-U)D/D0=101-17，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=0.005s2）Ts=10^3bit/1Gbit/s=1μs，Tp=10^6m/(2×10^8)m/s=0.005s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：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)s100字节时带宽=100bit/2.5×10^(-4)s=4*10^5B/s4*10^5*8=3.2*10^6512字节时带宽=512bit/2.5×10^(-4)s=2.05MB/s1-31，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）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)?解：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)=20000×log2(16)=80000bit/s2-09，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/sS/N1=2^(C1/W)–1=2^(35000/3100)-1S/N2=2^(C2/W)–1=2^(1.6×C1/W)–1=2^(1.6×35000/3100)-1(S/N2)/(S/N1)=10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=0.2dB2-16，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1S•B=(+1–1–3–1–1–3+1–1)/8=-1，B发送0S•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：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111011010110101110/10011余数为01111010110001110/10011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0113-10，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：只要发现5个连续1，则立即填入一个0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000111011111111111103-22，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，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512μs3-33，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）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=3840bit4-20，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m0128.96.39.128255.255.255.128接口m1128.96.40.0255.255.255.128R2192.4.153.0255.255.255.192R3*（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）192.4.153.17（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R41）先把每个IP与掩码做“与”运算，求出网络号网络号可表示的IP范围（1）128.96.39.0/25128.96.39.1——128.96.39.127（2）128.96.39.128/25128.96.39.129——128.96.39.254（3）128.96.40.0/25128.96.40.1——128.96.40.127（4）192.4.153.0/25192.4.153.1——192.4.153.632）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8bit2个：11111111110000000000000000000000即255.192006个：11111111111000000000000000000000即255.224.0.030个：11111111111110000000000000000000即255.248.0.062个：11111111111111000000000000000000即255.252.0.0122个：11111111111111100000000000000000即255.254.0.0250个：11111111111111110000000000000000即255.255.0.04-31，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4-55，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145.13.0.0m014