计网经典计算题
1.收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延：
（1）?數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。
（2）?數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。
（3）?從上面的計(jì)算中可以得到什么樣的結(jié)論？
答案：
發(fā)送時(shí)延 = 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（比特）/發(fā)送速率（比特/每秒）= 107/100000 = 107 ?/ 105=100s；
傳播時(shí)延 = 信道長(zhǎng)度（米）/信號(hào)在信道上的傳播速率（米/每秒）= 106/(2×108)=0.005s；
發(fā)送時(shí)延 = 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（比特）/發(fā)送速率（比特/每秒） ???= 103/1000 000 000 =103?/ 109=1μs；
傳播時(shí)延 = 信道長(zhǎng)度（米）/信號(hào)在信道上的傳播速率（米/每秒）= 106/(2×108)=0.005s
從上面計(jì)算結(jié)果可知：
發(fā)送時(shí)延僅與發(fā)送的數(shù)據(jù)量、發(fā)送速率有關(guān)，與傳播速率無關(guān)；
傳播時(shí)延僅與傳播速度與傳播距離有關(guān)，與發(fā)送速率無關(guān)。
2.共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址通信。4個(gè)站的碼片序列為
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）
X站現(xiàn)收到的碼片序列：（?1 +1 ?3 +1 ?1 ?3 +1 +1）
問:哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是0還是1？
解答：
碼片序列的特性：⑴ 每個(gè)站分配的碼片必須各不相同，并且還必須互相正交；⑵ 任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 ；⑶ 一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 –1
X站收到的信號(hào)與A站的碼片做內(nèi)積：
（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）* ?(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1）?=?1
同理：
B站的內(nèi)積為–1，
C站的內(nèi)積為0，
D站的內(nèi)積為1。
因此，A站和D站發(fā)送的是1，B站發(fā)送的是0，而C站未發(fā)送數(shù)據(jù)。
3.?要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011.采用CRC的生成多項(xiàng)式是P(x)=X4+X+1.⑴?試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。⑵?數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個(gè)1都變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？⑶?采用CRC檢驗(yàn)后，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？
答案：
⑴?根據(jù)生成多項(xiàng)式P(x)=X4+X+1，得到除數(shù)：10011，在數(shù)據(jù)1101011011后面添加4個(gè)0，得到：11010110110000；作模2除法，11010110110000?÷?10011得余數(shù)1110，添加的余數(shù)是1110.
⑵ 如果數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩位都變成了0，即收到11010110?00?1110，接收方作模2除法運(yùn)算:11010110001110÷10011，得余數(shù)100，不是0，故判斷數(shù)據(jù)出錯(cuò)。
⑶ 出現(xiàn)以上這種情況后，接收方將丟掉此數(shù)據(jù)。由于缺重傳機(jī)制，即采用CRC檢驗(yàn)僅能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)但并不能糾正差錯(cuò)，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。
4.⑴ 一個(gè)PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進(jìn)制寫出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。試問：該幀的數(shù)據(jù)部分出現(xiàn)了幾個(gè)幀定界符，幾個(gè)轉(zhuǎn)義符，真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進(jìn)制寫出）？
⑵PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串？
⑶若接收端收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？
答案：
⑴?幀定界符（標(biāo)志字段）的值：0x7E；?轉(zhuǎn)義字符：“ESC”,其值：0x7D；當(dāng)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)幀定界符0x7E時(shí)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?#xff1a;（0x7D，0x5E）；當(dāng)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)轉(zhuǎn)義符0x7D時(shí)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?#xff1a;（0x7D，0x5D），所以
7D 5E?FE 27 7D 5D?7D 5D?65 7D 5E?中了出現(xiàn)了兩個(gè)幀定界符，兩個(gè)轉(zhuǎn)義符；其真正數(shù)據(jù)為：7E FE 27 7D 7D 65 7E ；
⑵根據(jù)零比特填充法， 由于幀定界符7E的二進(jìn)制表示是：01111110；在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)部分有?5 個(gè)連續(xù) 1，則在其后立即填入一個(gè) 0，所以數(shù)據(jù)0110111111111100 經(jīng)過零比特填充后為： ?011011111011111000；
⑶ 根據(jù)零比特填充法，接收端對(duì)幀中的比特流進(jìn)行掃描，每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)連續(xù)1時(shí)，就把這 5 個(gè)連續(xù) 1 后的一個(gè) 0 刪除。所以0001110111110111110110就變成了： 000111011111 11111 110 。
5.某個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用CRC校驗(yàn)方式，并且生成多項(xiàng)式的二進(jìn)制比特序列為11001，目的結(jié)點(diǎn)接收到的二進(jìn)制比特序列為 110111001（含CRC校驗(yàn)碼）。請(qǐng)判斷傳輸過程中是否出現(xiàn)了差錯(cuò)？為什么？
答案：
做模2除法：110111001/11001，得到商為：10011，余數(shù)：?10。根據(jù)CRC檢錯(cuò)方法，由于目的結(jié)點(diǎn)接收到帶有CRC校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)比特序列不能被相同的生成多項(xiàng)式整除（即余數(shù)不能為0），所以可以判斷傳輸過程中出現(xiàn)了差錯(cuò)。
6.?已知一IP地址為140.95.36.8，請(qǐng)回答以下問題。⑴?說明該地址屬于哪一類IP地址？⑵?計(jì)算該類地址中的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)和每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)。⑶?如果要將該IP地址所屬的網(wǎng)絡(luò)劃分為30個(gè)子網(wǎng)，請(qǐng)給出恰當(dāng)?shù)淖泳W(wǎng)掩碼。
答案：
⑴?把140轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：10001100，因?yàn)槠淝皟晌皇?#xff1a;10?，因此?140.95.36.8是B類地址；
⑵ B類地址可指派的網(wǎng)絡(luò)數(shù)為214-1（128.0.0.0是不指派的），即16383；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大主機(jī)數(shù)為216-2（主機(jī)位全1或全0特殊用途），即65534；
⑶?如果要將該IP地址所屬的網(wǎng)絡(luò)劃分為30個(gè)子網(wǎng)，則需將主機(jī)號(hào)中的前5位（25=32）拿出來作為子網(wǎng)號(hào)。由于該IP地址為B類地址，所以其子網(wǎng)掩碼為：11111111.11111111.11111000.00000000，則得出子網(wǎng)掩碼為:255.255.248.0
7.有如下的4個(gè)/24地址塊：
212.56.132.0/24，
212.56.133.0/24，
212.56.134.0/24，
212.56.135.0/24。
??試進(jìn)行最大可能的聚合。
答案：
由于四個(gè)地址塊的前兩個(gè)數(shù)字都相同，只需將每個(gè)地址塊的第三個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，如下：
212.56.100001?00.0，
212.56.100001?01.0，
212.56.100001 10.0，
212.56.100001?11.0，
由于四個(gè)地址塊中的前22位相同，所以聚合后地址塊的網(wǎng)絡(luò)前綴為 212.56.100001，
所以聚合后的地址塊為：212.56.10000100.00000000 也即：212.56.132.0/22
8.?若發(fā)送方的發(fā)送窗口尺寸為4，在發(fā)送了3號(hào)幀、并收到2號(hào)幀的確認(rèn)后，發(fā)送方還可連續(xù)發(fā)送幾個(gè)數(shù)據(jù)幀；可發(fā)送數(shù)據(jù)幀的序號(hào)是什么？ ?
答案：
TCP使用累積確認(rèn)：僅對(duì)所有按序接收到的數(shù)據(jù)的進(jìn)行確認(rèn)。根據(jù)滑動(dòng)窗口協(xié)議，落入發(fā)送窗口的數(shù)據(jù)允許發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上；
發(fā)送窗口大小為4，發(fā)送了3號(hào)幀，收到了2號(hào)幀的確認(rèn)，說明1號(hào)幀、2號(hào)幀接收方已收到，發(fā)送窗口向前移動(dòng)（向右）2個(gè)幀，由于發(fā)送窗口中仍要保留3號(hào)幀。因此，發(fā)送方可發(fā)送的幀數(shù)?= 4 -1 = 3 ，所以，發(fā)送方還可連續(xù)發(fā)3幀；
因?yàn)?號(hào)幀已發(fā)送過，所以，可發(fā)幀的序號(hào)為4，5，6。
9.一個(gè)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段為8192?B，要使用以太網(wǎng)來傳送。試問應(yīng)當(dāng)劃分為幾個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片？說明每一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度和片偏移字段的值。
答案：
已知，以太網(wǎng)的最大數(shù)據(jù)傳輸單元MTU為1500字節(jié)，也即一個(gè)數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度為1500字節(jié)。
由于一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)為數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段，所以其總長(zhǎng)度一定不能超過的MTU值，即IP 數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為1500字節(jié)?，除去IP 數(shù)據(jù)報(bào)的固定長(zhǎng)度首部20字節(jié)?，IP 數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度只能為1480字節(jié)。
（2）UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段為8192?B ，加上UDP 首部8?B ，UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度?= 8200?B ，把其作為IP 數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段，顯然是不行的，必須要分片。
（3）由于8200/1480=5.54>5，因此該IP?數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)該分6片。前5片數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度分別為1480B ，由于 8200-1480*5=800，第6片數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為800B?。
（4）片偏移為較長(zhǎng)分組分片后，某片在原分組中的相對(duì)位置。即分片后數(shù)據(jù)離分片前數(shù)據(jù)的起點(diǎn)的距離。
????六個(gè)分片的片偏移字節(jié)依次為 0字節(jié)、1480字節(jié)、2960字節(jié)、4440字節(jié)、5920字節(jié)、7400字節(jié)。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位，而1480 / 8=185，因此各片的片偏移分別為：0，185，370，555，740，925。
10.已知一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度為4020字節(jié)(使用固定首部),需要分片為長(zhǎng)度不超過1420字節(jié)的數(shù)據(jù)報(bào)片,試回答以下問題：
(1)請(qǐng)推算該IP數(shù)據(jù)報(bào)的分片過程,給出片數(shù)及各片的總長(zhǎng)度、片偏移和MF標(biāo)志位；
(2)假定被分片后的第三個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片經(jīng)過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)被再次分片,即劃分為分片3-1(攜帶數(shù)據(jù)800字節(jié))和分片3-2,請(qǐng)推算分片3-1和分片3-2的總長(zhǎng)度,MF和片偏移?
1、解答：
分片前數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度：4020-20=4000字節(jié)，分片后每片數(shù)據(jù)不能超過：1420-20=1400字節(jié)。由于4000/1400=2.8...>2，因此該IP 數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)該分3片；
前2片數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為1400B ；由于4000-1400*2=1200，第3片數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為1200B；
分片后每片的總長(zhǎng)度依次為：1420B ??，1420B ???，1220B ?
片偏移的值分別是：0（0/8），175（1400/8），350（2800/8）
MF標(biāo)志位依次為：1，1，0
2、解答：
第三個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片經(jīng)?過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)被再次分片，則報(bào)片3-1的總長(zhǎng)度為820（800+20）字節(jié)， 報(bào)片3-2的總長(zhǎng)度為420（400+20）字節(jié);
MF標(biāo)志位依次為：1，0
片偏移的值分別是：350（2800/8），450（3600/8）。
11.主機(jī)A向主機(jī)B連續(xù)發(fā)送了兩個(gè)TCP報(bào)文段，其序號(hào)分別為70和100。試問：
第一個(gè)報(bào)文段攜帶了多少個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)？主機(jī)B收到第一個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)應(yīng)當(dāng)是多少？
如果主機(jī)B收到第二個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)是180，試問A發(fā)送的第二個(gè)報(bào)文段中的數(shù)據(jù)有多少字節(jié)？
如果A發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文段丟失了，但第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)了B。B在第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)后向A發(fā)送確認(rèn)。試問這個(gè)確認(rèn)號(hào)應(yīng)為多少？
答案：
由于接收方的確認(rèn)號(hào) = 按序收到的最后一個(gè)字節(jié)的編號(hào) + 1，確認(rèn)號(hào)也是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。
由于兩個(gè)TCP報(bào)文段，其序號(hào)分別為70和100。因此第一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)序號(hào)是70到99，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。
根據(jù) 接收方的確認(rèn)號(hào) = 正確收到的最后一個(gè)字節(jié)的編號(hào) + 1與第第一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)序號(hào)是70到99，所以，主機(jī)B收到第一個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)應(yīng)當(dāng)是100.
（3）由于主機(jī)B收到第二個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)是180，說明序號(hào)為179之前的字節(jié)都已收到，而第一個(gè)報(bào)文段的最后一個(gè)字節(jié)是序號(hào)為99，所以A發(fā)送的第二個(gè)報(bào)文段中的數(shù)據(jù)有：179-99 =?80字節(jié)。
（4）A發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文段丟失，第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)B。由于TCP使用累積確認(rèn)，?B在第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)后向A發(fā)送確認(rèn)僅對(duì)所有按序接收到的數(shù)據(jù)的進(jìn)行確認(rèn)，?所以確認(rèn)號(hào)為70。
12.長(zhǎng)度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部共18字節(jié)。
（1）試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。
（2）如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為1000字節(jié)，其傳輸效率又為多少？
答案：
傳輸效率 = 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)/實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù) = 100/（100+20+20+18）=?63.3%
傳輸效率 = 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)/實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)?= 1000/（1000+20+20+18）=94.5%
13.UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部十六進(jìn)制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17。試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度。這個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)是從客戶發(fā)送給服務(wù)器還是從服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP 的這個(gè)服務(wù)器程序是什么？
答案：
UDP 用戶數(shù)據(jù)首部由 ：源端口、目的端口、長(zhǎng)度、檢驗(yàn)和 4 個(gè)字段組成，每個(gè)字段2個(gè)字節(jié)，共有 8 個(gè)字節(jié)。
UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)首部的十六進(jìn)制表示是：06 32??00 45 ?00 1C ?E2 17，
因此源端口為0632H?=?1586，
目的端口為0045H?=??69，
用戶數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度為?001C?=?28，
數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度為：28-首部長(zhǎng)度?=?28 - 8 =20 。
由于目的端口號(hào)69<1023，是熟知端口，為服務(wù)器端使用的端口號(hào)。因此該UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)是從客戶發(fā)給服務(wù)器的。使用UDP 的這個(gè)服務(wù)程序是TFTP（69）?。
14、設(shè)某路由器建立了如下所示的路由表（這三列分別是目的網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)掩碼和下一跳路由器，若直接交付則最后一列表示應(yīng)當(dāng)從哪一個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去）：
某路由器的路由表
現(xiàn)共收到5個(gè)分組，其目的站IP地址分別為：
(1) 128.96.39.10
(2) 128.96.40.12
(3) 192.4.153.90
試分別計(jì)算這些分組轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳。
解答：
（1）分組的目的站IP 地址為： 128.96.39.10。先與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128相與，得128.96.39.0，查表知該分組經(jīng)接口0?轉(zhuǎn)發(fā)。
（2）分組的目的IP 地址為：128.96.40.12。
① 與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128 相與得128.96.40.0；
② 經(jīng)查路由表可知，該項(xiàng)分組經(jīng)R2 轉(zhuǎn)發(fā)。
（3）分組的目的IP 地址為：192.4.153.90
與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128 相與后得192.4.153.0；
與子網(wǎng)掩碼255.255.255.192 相與后得192.4.153.64；
經(jīng)查路由表知，該分組轉(zhuǎn)發(fā)選擇默認(rèn)路由，經(jīng)R4 轉(zhuǎn)發(fā)。
15、某主機(jī)的IP地址是227.82.157.177/20。試問該主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)前綴是什么？該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址是什么？主機(jī)號(hào)占多少位？主機(jī)號(hào)的二進(jìn)制表示是什么？
解答：
網(wǎng)絡(luò)前綴是：11100011 01010010 1001，或用十進(jìn)制表示為：227.82.144.0/20。
網(wǎng)絡(luò)地址是：11100011 01010010 10010000 00000000，或用十進(jìn)制表示為：227.82.144.0。
網(wǎng)絡(luò)前綴是20位，所以主機(jī)號(hào)占12位。
主機(jī)號(hào)的二進(jìn)制表示是：1101 10110001。
總結(jié)
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