计算机网络复习题

要求：计算题要写清每一步的步骤，要简单到1+1=2这样1．假设你已经将你的狗训练成可以携带一箱3盒8mm磁带，每盒磁带的容量是7GB字节，狗的速度是18km/h，在什么距离范围内，狗的数据传输速度会超过一条数据速率位150Mbps的传输线？答：狗能携带21千兆字节或者168千兆位的数据。18公里/小时的速度等于0.005公里/秒，走过x公里的时间为x/0.005=200x秒，产生的数据传输速度为168/200xGbps或者840/xMbps。因此，与通信线路相比较，若x5.6公里，狗有更高的速度。2．试将TCP/IP与ISO/OSI七层模型相比较。答：相似点：都是独立的协议栈的概念；层的功能也大体相似。不同点：OSI更好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的进行替换；OSI是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然后建立描述该协议的模型；层次数量有差别；TCP/IP没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式。3．TCP与UDP之间最主要的区别是什么。答：TCP是面向连接的，而UDP是一种数据报服务。4．一个8kHz的无噪声信道，当每次采样产生16bit时的最大数据传输率是多少？如果每次采样产生1024bis，则最大传输速率以是多少？答：无噪声信道最大数据传输率公式：最大数据传输率=2Hlog2Vb/s。因此最大数据传输率决定于每次采样所产生的比特数，其中H是信道带宽，V是采样位数的所有状态数，所以每次采样16bit时，最大传输速率为226kbps，每次采样1024bit时，最大传输速率为16.4Mbps5．一个3kHz的信噪比为20dB的信道的容量是多少？如果发送二进制信息，则信道的最大传输速率以是多少？答：噪声信道最大数据传输率公式：最大数据传输率)/1(log2NSHb/s，其中H是频带宽度，S/N是信噪比，所以有H=3kHz，S/N=100，所以信道容量=最大传输速率=201006．在一条50kHz线路上需要多少的信噪比才能使用T1载波。(T1载波1.5436Mbps)答：为发送T1信号，我们需要所以，在50kHz线路上使用T1载波需要93dB的信噪比。7．现在要在光纤上发送一个计算机屏幕图象序列。屏幕大小为480x640象素，每个象素24位，每秒60幅屏幕图象。问需要多大的带宽？假定每赫兹调制一个比特，那么对于中心波长为1.30μm的波段，这个带宽所对应的波长范围有多大？答：数据速率为，即442Mbps。需要442Mbps的带宽，对应的波长范围是。8．现在要在光纤上发送一个计算机屏幕图象序列。屏幕大小为480x640象素，每个象素24位，每秒60幅屏幕图象。问需要多大的带宽？假定每赫兹调制一个比特，那么对于中心波长为1.30μm的波段，这个带宽所对应的波长范围有多大？9．每个波特有4个合法值，波特率为1200波特，数据速率是多少？10．125的采样周期的通道能获取一个多少频率的全部信息需？答：125的采样时间对应于每秒8000次采样。一个典型的电话通道为4kHz。根据奈奎斯特定理，为获取一个4kHz的通道中的全部信息需要每秒8000次的采样频率。11．一个信号在4kHz的无噪声信道上以数字方式进行传输，每125采样一次，请问：按照以下的编码方法，每秒钟实际发送多少位？CCITT2.048Mbps标准差分脉码调制（DPCM）增量调制。答：a．CCITT2.048Mbps标准用32个8位数据样本组成一个125的基本帧，30个信道用于传信息，2个信道用于传控制信号。在每一个4kHz信道上发送的数据率就是8*8000=64kbps。b．差分脉码调制（DPCM）是一种压缩传输信息量的方法，它发送的不是每一次抽样的二进制编码值，而是两次抽样的差值的二进制编码。现在相对差值是4位，所以对应每个4kHz信道实际发送的比特速率为4*8000=32bps。c．增量调制的基本思想是：当抽样时间间隔st很短时，模拟数据在两次抽样之间的变化很小，可以选择一个合适的量化值?作为阶距。把两次抽样的差别近似为不是增加一个?就是减少一个?。这样只需用1bit二进制信息就可以表示一次抽样结果，而不会引入很大误差。因此，此时对应每个4kHz信道实际发送的数据速率为1*8000=8kHz。12．(CCITT2.048Mbps标准用32个8位数据样本组成一个125的基本帧，30个信道用于传信息，2个信道用于传控制信号。差分脉码调制(DPCM)是一种压缩传输信息量的方法，它发送的不是每一次抽样的二进制编码值，而是两次抽样的差值的二进制编码。现在相对差值是4位。增量调制的基本思想是：当抽样时间间隔st很短时，模拟数据在两次抽样之间的变化很小，可以选择一个合适的量化值?作为阶距。把两次抽样的差别近似为不是增加一个?就是减少一个?。这样只需用1bit二进制信息就可以表示一次抽样结果，而不会引入很大误差。)13．每一帧有0.8的概率正确到达，问连续10个帧都正确到达的概率是多少？答：由于每一帧有0.8的概率正确到达，整个信息正确到达的概率为p=0.810=0.107。为使信息完整的到达接收方，发送一次成功的概率是p，二次成功的概率是(1-p)p，三次成功的概率为(1-p2p，i次成功的概率为(1-p)i-1p，因此平均的发送次数等于：14．试画出信号10100001111的基带波形，调幅、调频、调相波开和曼彻斯特编码波形。15．考虑建立一个CSMA/CD网，电缆长1公里，不使用重发器，运行速率为1Gbps。电缆中的信号速度是200000公里/秒。问最小帧长度是多少？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。16．考虑图中所示的子网。使用距离向量路由选择，下列向量刚刚被路由器C收到：来自B：(5，0，8，12，6，2)来自D：(16，12，6，0，9，10)来自E：(7，6，3，9，0，4)路由器C测量得到的到达B、D和E的延时分别等于6、3和5。试问路由器C的新的路由表是什么？请给出所使用的输出线路和所预期的延时。答：通过B给出（11，6，14，18，12，8）通过D给出（19，15，9，3，12，13）通过E给出（12，11，8，14，5，9）取到达每一目的地的最小值（C除外）得到：（11，6，0，3，5，8）输出线路是：（B，B，-，D，E，B）17．对4800个路由器进行分级路由，若采用三级分级结构，则应选择多大的区和簇才能减小路由表的长度？最小的路由表长度可能是多少？答：所谓分级路由，就是将路由器按区（REGION）进行划分，每个路由器只须知道在自己的区内如何为分组选择路由到达目的地的细节，而不用知道其他区的内部结构。对于大的网络，也许两级结构是不够的，还可以把区组合成簇（CLUSTER），把簇再组合成域（ZONE），⋯⋯对于等级式路由，在路由表中对应所有的本地路由器都有一个登录项，所有其他的区（本簇内）、簇（本域内）和域都缩减为单个路由器，因此减少了路由表的尺寸。在本题中，4800=15*16*20。当选择15个簇、16个区，每个区20个路由器时（或等效形式，例如20个簇、16个区，每个区15个路由器），路由表尺寸最小，此时的路由表尺寸为15+16+20=51。18．在一个6Mbps网络上的一台计算机受到令牌漏桶的交通管制。假定令牌填入速率为1Mbps，开始时漏桶装填的容量是8M位。那么，计算机可以用完全速率6Mbps发送多长时间？答：本题乍看起来，似乎以6Mb/s速率发送用4/3秒的时间可以发送完桶内8Mb的数据，使漏桶变空。然而，这样回答是错误的，因为在这期间，已有更多的令牌到达。正确的答案应该使用公式S＝C/(M-P)，这里的S表示以秒计量的突发时间长度，M表示以每秒字节计量的最大输出速率，C表示以字节计的桶的容量，P表示以每秒字节计量的令牌到达速率。则：因此，计算机可以用完全速率6Mb/s发送1.6s的时间。19．假如将B类地址的网络部分从原来的16位改为20位，B类地址将有多少网络?答：除去2位作为前缀，将剩下18位表示网络。概念上，网络数目可以262144个。然而，全0和全1是特别地址，所以只有262142个可供分配。20．将16进制IP地址C22F1582转换为十进制点分格式。答：194.47.21.130.21．在Internet上的某个网络具有子网掩码255.255.240.0.它可以处理的最大主机数是多少?答：对于一个B类网络，高端16位形成网络号，低端16位是子网或主机域。在子网掩码的低端16位中，最高有效4位为1111，因此剩下12位用于主机号。因此，存在4096个主机地址。但由于全0和全1是特别地址，因此最大的主机数目为4094。22．假设从198.16.0.0开始的一大片连续的IP地址可用.有4个组织A,B,C和D,分别需要4000,2000,4000和8000个连续的地址。给出这4个组织指定起始IP和结束地址，并给出以w.x.y.z/s方式的掩码。答：A:198.16.0.0–198.16.15.255198.16.0.0/20B:198.16.16.0–198.23.15.255198.16.16.0/21C:198.16.32.0–198.47.15.255198.16.32.0/20D:198.16.64.0–198.95.15.255198.16.64.0/1923．一个路由器刚刚接收到如下新的IP地址:57.6.96.0/21,57.6.104.0/21,57.6.112.0/21,和57.6.120.0/21.如果接收到的所有IP地址都用到同一个出口线路上,能否将它们汇总?如果可以汇总为什么?如果不能,为什么不能?答：可以汇总为57.6.96/1924．ARP和RARP都起着将地址从一个空间映射到另一个空间的作用。在这点上，它们是相似的。但是它们的实现是根本不同的。它们的实现的方式有那些主要不同？答：在RARP的实现中有一个RARP服务器负责回答查询请求。在ARP的实现中没有这样的服务器，主机自己回答ARP查询。25．假定TCP使用两次握手替代三次握手来建立连接。也就是说，不需要第三个报文。那么现在是否可能产生死锁？请给出例子来说明你的答案。答：我们知道，3次握手完成两个重要功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送与确认。现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子。考虑计算机A和B之间的通信。假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A认为连接已经成功的建立了，可以开始发送数据分组。可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已经准备好，不知道A建议什么样的序列号用于A到B的交通，也不知道A是否同意A所建议的用于B到A交通的初始序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待接收连接确认应答分组。而A在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。26．一台TCP机器在1Gbps的通道上使用65535字节的发送窗口，单程延迟时间等于10毫秒。问可以取得的最大吞吐率是多少？线路效率是多少？答：10ms*2=20ms每20ms可以发送一个窗口大小的交通量，因此每秒50个窗口。65536×8×50=Mb/s26.2/1000=2.6%所以，最大的数据吞吐率为26.2Mb/s，线路效率为2.6%。27．当老的分组仍然存在时，为了避免出现顺序号循