计算机网络期末

一.分析题（40分）

1. 假定用户A使用Web方式向B发送一封电子邮件，而B使用POP3邮件客户端软件访问邮件服务器获取自己的邮件。请描述该邮件内容是如何从A的主机到达B的主机的，列出在两台主机间移动该邮件内容时所使用的各种应用层协议。（6分）
   解答：从A利用浏览器登录到A的邮件服务器网站，并在该网站上撰写邮件，A主机浏览器和该网站间的通信通过HTTP协议。从A的邮件服务器到B的邮件服务器使用SMTP传递该邮件，B通过POP3协议使用用户代理软件从B的邮件服务器将邮件下载到B的主机。

试在下列条件下⽐较电路交换和分组交换。要传送的报⽂共 x (bit)。从源点到终点 共经过 k 段链路，每段链路的传播时延为 d (s)，数据传输速率为 b (bit/s)。在电路交换时电路 的建⽴时间为 s (s)。在分组交换时分组⻓度为 p (bit)，假设 x > p 且各结点的排队等待时间可 忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延⽐电路交换的要⼩？（提示：画⼀下草图观 察 k 段链路共有⼏个结点。）
解答：分组交换时延为： 。电路交换时延为： 。因此， 分组交换时延较电路交换时延⼩的条件为：
3.
下图所示为TCP拥塞窗口随传输周期的变化情况，请回答下列问题。

（1）写出运行TCP慢启动时的时间间隔。（2）写出运行TCP避免拥塞时的时间间隔。（3）在第16个传输周期后，检测出报文段丢失是根据3个重复确认还是根据超时？（4）在第22个传输周期后，检测出报文段丢失是根据3个重复确认还是根据超时？（5）在第1个传输周期里，阈值的初始值设置为多少？（6）在第18个传输周期里，阈值的值设置为多少？（7）在第24个传输周期里，阈值的值设置为多少？（8）第70个报文段在哪一个传输周期内发送？（9）假定在第26个发送周期后，收到3个冗余ACK检测到有分组丢失，那么拥塞窗口长度和阈值的值应为多少？
解：（1）慢启动阶段即拥塞窗口的指数增长阶段，因此为[1，6]和[23，26]。（2）避免拥塞阶段即拥塞窗口的线性增长阶段，因此为[6，16]和[17，22]。（3）第16个传输周期后，拥塞窗口降为当前值的一半，所以是收到3个重复确认。（4）第22个传输周期后，拥塞窗口值降为1，所以是发生了超时事件。（5）因为当拥塞窗口指数增大到32后开始按线性增长，所以在第1个传输周期里，阈值的初始值为32。（6）在第18个传输周期之前发生过收到3个重复确认的事件，该事件使拥塞窗口降为21，所以阈值的值为21。（7）在第24个传输周期之前发生过超时事件，超时前阈值为26，因此此时阈值应为26的一半，即13。（8）根据图中标出的各个传输周期的拥塞窗口大小，从第1个周期的拥塞窗口大小开始累加，直到累加值达到或超过70，因为前6个周期的累加值为1+2+4+8+16+32=63<70，前7个周期的累加值=63+33=96>70，所以第70个报文段在第7个传输周期内发送。（9）在第26个发送周期当前拥塞窗口值为8，收到3个冗余ACK检测到有分组丢失后，拥塞窗口值和阈值都应减半，因此拥塞窗口长度为4，阈值的值也为4。

4. （字节填充，零比特填充知识点）（如何封装帧MTU以及帧定界）
   ⼀个 PPP 帧的数据部分（⽤⼗六进制写出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。 试问真正的数据是什么（⽤⼗六进制写出）？
   解答：转义符为 7D，7D 5E 还原为 7E，7D 5D 还原为 7D，真正的数据为：7E FE 27 7D 7D 65 7E。

5.如果一个路由器接收到一个IP分组的前8位是01000010，路由器丢弃了该分组，为什么?（报文格式必考还要记住协议名对应的协议字段值重点记忆TCP是6，UDP是17）
答:路由器接收到一个IP分组的前8位是01000010 1）第一个4位是0100，转换为十进制数为4，表示是IPv4协议，没有错误。 2）第二个4位是0010，转换为十进制数为2，表示是报头长度为8个字节，而IPv4的固定长度部分是20个字节，该字段出现错误，因此该IP分组应该丢弃。

答：1：源主机地址为C0.A8.01.01 目的主机地址为D8.03.E2.15
2: 总长度为48字节，头部长度为5，即20字节
3😊标志位占三位，有效位后两位，因为DF=1，所以没有分片
4 TCP，这个查看协议段的值为6，则对应TCP
二：网络规划与设计（1题）
考题类型为第三个实验网络层实验，可能画一个网络分配图，然后挖掉几个空，要求填入各种设备类型，以及设备间用的传输介质类型，再给路由器配置静态路由之类的东西。
1.考网络常用的几种传输介质，设计网线
直通线，交叉线，双绞线，网线的八根线顺序：
568A标准：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
568B标准：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕
直通线采用B标准，交叉线一端用A标准，一端用B标准
A和B区别是1-3，2-6分别互换

三、计算题（两题）
1.一个IP数据报总长度为4200字节（包含固定长度的首部），现在需要经过某物理网络传送，但是该网络的MTU=1000字节，则该数据报被分片后最后一个分片的数据部分的长度是多少字节？
解：980/8=122.5 8X122=976 4200-20-976X4=276

2.一个信道的比特率是4kbit/s，传播延迟是20ms，那么帧的大小在什么范围内时，停止等待协议才有至少50%的信道利用率或效率？该计算结果说明停止等待协议适用于什么样的网络情况？
答：帧大于160bit。当发送一帧的时间等于信道传播延迟的2倍时，信道利用率是50%，也就是说，当发送一帧的时间等于来回路程的传播延迟时，效率是50%。由于20ms×2=40ms，现在发送速率是每秒4 000bit，即发送1bit需要0.25ms，40ms/(0.25ms/bit)=160bit。说明停止等待协议仅适用于传播时延相对帧的传输时延的情况，例如局域网环境。

3.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。试问:可能达到的最大吞吐量是多少? 信道的利用率是多少?
往返时延等于两倍的端到端传播时延，即20ms=0.02s
发送时延等于窗口数据量除以带宽，即65535X8/10^9秒
TCP每发送一个窗口，需要进行等待确认信息回来，所以每发送完一个窗口，最快需要经过一个往返时延才可以发送下一个窗口（确认信息很小不考虑发送时延），所以在一个传输轮次中，包含一个发送时延和一个往返时延，而传输的数据量是一个窗口的大小（这里不考虑TCP、IP首部和帧的构成)
所以最大吞吐量为一个窗口的大小除以一个传输轮次的时间，即655358/(655358/10^9+0.02)=25.54Mbit/s
信道利用率为25.54Mbit/s/1000Mbit/s=2.55%

四：综合题（30分子网划分两题）

1. 某公司有4个局域网，网络拓扑如下图所示。该公司获得的网络地址块为202.180.56.0/22，各局域网要求能容纳的主机数分别是：LAN1 500台，LAN2 250台，LAN3 120台，LAN4 120台。请为各局域网分配地址块（按LAN1、LAN2、LAN3、LAN4的顺序从小到大分配IP地址，采用CIDR记法），并为各路由器分配IP地址（将地址块中最大的地址分配给路由器，并按先R1再R2的顺序分配IP地址）并配置静态路由表（尽可能进行路由聚合，但不使用默认路由）。（10分）
   
   答：为各局域网分配地址块（按LAN1、LAN2、LAN3、LAN4的顺序分配IP地址，采用CIDR记法）
   LAN1：202.180.56.0/23
   LAN2：202.180.58.0/24
   LAN3：202.180.59.0/25
   LAN4：202.180.59.128/25
   R1的IP地址：202.180.57.254（接口1），202.180.58.254（接口2）
   R1的路由表：网络地址子网掩码下一跳接口
   202.180.56.0 255.255.254.0 — 1
   202.180.58.0 255.255.255.0 — 2
   202.180.59.0 255.255.255.0 202.180.58.253 2
   R2的IP地址：202.180.59.126（接口1），202.180.59.254（接口2），202.180.58.253（接口3）
   R2的路由表：网络地址子网掩码下一跳接口
   202.180.56.0 255.255.254.0 202.180.58.254 3
   202.180.58.0 255.255.255.0 — 3
   202.180.59.0 255.255.255.128 — 1
   202.180.59.128 255.255.255.128 — 2