计算机网络-经典计算例题

1.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2×108m/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107bit,数据发送速率为100kb/s。
（2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
（3） 从上面的计算中可以得到什么样的结论？

答案：

发送时延 = 数据长度（比特）/发送速率（比特/每秒）
              = 107/100000 = 107  / 105=100s；
     传播时延 = 信道长度（米）/信号在信道上的传播速
                率（米/每秒）= 106/(2×108)=0.005s；
发送时延 = 数据长度（比特）/发送速率（比特/每秒）   
              = 103/1000 000 000 =103 / 109=1μs；
     传播时延 = 信道长度（米）/信号在信道上的传播速
                率（米/每秒）
= 106/(2×108)=0.005s

从上面计算结果可知：
发送时延仅与发送的数据量、发送速率有关，与传播速率无关；
传播时延仅与传播速度与传播距离有关，与发送速率无关。

2.共有4个站进行码分多址通信。4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）

X站现收到的码片序列：（−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？

解答：

码片序列的特性：⑴ 每个站分配的码片必须各不相同，并且还必须互相正交；⑵ 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1 ；⑶ 一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是 –1

X站收到的信号与A站的码片做内积：

（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）*  (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1） = 1

同理：

B站的内积为–1，

C站的内积为0，

D站的内积为1。

因此，A站和D站发送的是1，B站发送的是0，而C站未发送数据。

 

3. 要发送的数据为1101011011.采用CRC的生成多项式是P(x)=X4+X+1.⑴ 试求应添加在数据后面的余数。⑵ 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？⑶ 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？

答案：

⑴ 根据生成多项式P(x)=X4+X+1，得到除数：10011，在数据1101011011后面添加4个0，得到：11010110110000；作二进制除法，11010110110000 ÷ 10011得余数1110，添加的余数是1110.

⑵ 如果数据在传输过程中最后两位都变成了0，即收到11010110 00 1110，接收方作二进制除法运算:11010110001110÷10011，得余数100，不是0，故判断数据出错。

⑶ 出现以上这种情况后，接收方将丢掉此数据。由于缺重传机制，即采用CRC检验仅能发现数据在传输过程中出现差错但并不能纠正差错，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

 

4.⑴ 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：该帧的数据部分出现了几个帧定界符，几个转义符，真正的数据是什么（用十六进制写出）？

⑵PPP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？

⑶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？

答案：

⑴ 帧定界符（标志字段）的值：0x7E； 转义字符：“ESC”,其值：0x7D；当数据中出现帧定界符0x7E时，将其转变为：（0x7D，0x5E）；当数据中出现转义符0x7D时，将其转变为：（0x7D，0x5D），所以

7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 中了出现了两个帧定界符，两个转义符；其真正数据为：7E FE 27 7D 7D 65 7E ；

⑵根据零比特填充法， 由于帧定界符7E的二进制表示是：01111110；在发送端，只要发现数据部分有 5 个连续 1，则在其后立即填入一个 0，所以数据0110111111111100 经过零比特填充后为：  011011111011111000；

⑶ 根据零比特填充法，接收端对帧中的比特流进行扫描，每当发现 5 个连续1时，就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除。所以0001110111110111110110就变成了： 000111011111 11111 110 。

 

5.某个数据通信系统采用CRC校验方式，并且生成多项式的二进制比特序列为11001，目的结点接收到的二进制比特序列为 110111001（含CRC校验码）。请判断传输过程中是否出现了差错？为什么？

答案：

做模2除法：110111001/11001，得到商为：10011，余数： 10。根据CRC检错方法，由于目的结点接收到带有CRC校验码的数据比特序列不能被相同的生成多项式整除（即余数不能为0），所以可以判断传输过程中出现了差错。

 

6. 已知一IP地址为140.95.36.8，请回答以下问题。⑴ 说明该地址属于哪一类IP地址？⑵ 计算该类地址中的最大网络数和每个网络中的最大主机数。⑶ 如果要将该IP地址所属的网络划分为30个子网，请给出恰当的子网掩码。

答案：

⑴ 把140转换为二进制：10001100，因为其前两位是：10 ，因此 140.95.36.8是B类地址；

⑵ B类地址可指派的网络数为214-1（128.0.0.0是不指派的），即16383；每个网络的最大主机数为216-2（主机位全1或全0特殊用途），即65534；

⑶ 如果要将该IP地址所属的网络划分为30个子网，则需将主机号中的前5位（25=32）拿出来作为子网号。由于该IP地址为B类地址，所以其子网掩码为：11111111.11111111.11111000.00000000，则得出子网掩码为:255.255.248.0

 

7.有如下的4个/24地址块：

212.56.132.0/24，

212.56.133.0/24，

212.56.134.0/24，

212.56.135.0/24。

  试进行最大可能的聚合。

答案：

由于四个地址块的前两个数字都相同，只需将每个地址块的第三个数字转换为二进制，如下：

212.56.100001 00.0，

212.56.100001 01.0，

212.56.100001 10.0，

212.56.100001 11.0，

由于四个地址块中的前22位相同，所以聚合后地址块的网络前缀为 212.56.100001，

所以聚合后的地址块为：212.56.10000100.00000000 也即：212.56.132.0/22

 

8. 若发送方的发送窗口尺寸为4，在发送了3号帧、并收到2号帧的确认后，发送方还可连续发送几个数据帧；可发送数据帧的序号是什么？  

答案：

TCP使用累积确认：仅对所有按序接收到的数据的进行确认。根据滑动窗口协议，落入发送窗口的数据允许发送到网络上；
发送窗口大小为4，发送了3号帧，收到了2号帧的确认，说明1号帧、2号帧接收方已收到，发送窗口向前移动（向右）2个帧，由于发送窗口中仍要保留3号帧。因此，发送方可发送的帧数 = 4 -1 = 3 ，所以，发送方还可连续发3帧；
因为3号帧已发送过，所以，可发帧的序号为4，5，6。

9.一个UDP用户数据报的数据字段为8192 B，要使用以太网来传送。试问应当划分为几个IP数据报片？说明每一个IP数据报片的数据字段长度和片偏移字段的值。

答案：

已知，以太网的最大数据传输单元MTU为1500字节，也即一个数据帧中数据字段的最大长度为1500字节。
由于一个IP数据报为数据帧的数据字段，所以其总长度一定不能超过的MTU值，即IP 数据报的最大长度为1500字节 ，除去IP 数据报的固定长度首部20字节 ，IP 数据报中数据字段的最大长度只能为1480字节。

（2）UDP 用户数据报的数据字段为8192 B ，加上UDP 首部8 B ，UDP 用户数据报长度 = 8200 B ，把其作为IP 数据报的数据字段，显然是不行的，必须要分片。

（3）由于8200/1480=5.54>5，因此该IP 数据报应该分6片。前5片数据字段长度分别为1480B ，由于 8200-1480*5=800，第6片数据字段长度为800B 。

（4）片偏移为较长分组分片后，某片在原分组中的相对位置。即分片后数据离分片前数据的起点的距离。

    六个分片的片偏移字节依次为 0字节、1480字节、2960字节、4440字节、5920字节、7400字节。片偏移以 8 个字节为偏移单位，而1480 / 8=185，因此各片的片偏移分别为：0，185，370，555，740，925。

 

10.已知一个IP数据报的总长度为4020字节(使用固定首部),需要分片为长度不超过1420字节的数据报片,试回答以下问题：

(1)请推算该IP数据报的分片过程,给出片数及各片的总长度、片偏移和MF标志位；

(2)假定被分片后的第三个数据报片经过某个网络时被再次分片,即划分为分片3-1(携带数据800字节)和分片3-2,请推算分片3-1和分片3-2的总长度,MF和片偏移?

1、解答：

分片前数据部分长度：4020-20=4000字节，分片后每片数据不能超过：1420-20=1400字节。由于4000/1400=2.8...>2，因此该IP 数据报应该分3片；
前2片数据字段长度为1400B ；由于4000-1400*2=1200，第3片数据字段长度为1200B；
分片后每片的总长度依次为：1420B   ，1420B    ，1220B  
片偏移的值分别是：0（0/8），175（1400/8），350（2800/8）
MF标志位依次为：1，1，0
2、解答：

第三个数据报片经 过某个网络时被再次分片，则报片3-1的总长度为820（800+20）字节， 报片3-2的总长度为420（400+20）字节;
MF标志位依次为：1，0
片偏移的值分别是：350（2800/8），450（3600/8）。

11.主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别为70和100。试问：

第一个报文段携带了多少个字节的数据？
主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应
     当是多少？
如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认
     号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少
     字节？
如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段
     到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认。试
     问这个确认号应为多少？
答案：
由于接收方的确认号 = 按序收到的最后一个字节的编号 + 1，确认号也是期望收到对方的下一个报文段数据的第一个字节的序号。

由于两个TCP报文段，其序号分别为70和100。因此
     第一个报文段的数据序号是70到99，共30字节的数
     据。
根据 接收方的确认号 = 正确收到的最后一个字节的
     编号 + 1与第第一个报文段的数据序号是70到99，所以，主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是100.
（3）由于主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认
号是180，说明序号为179之前的字节都已收到，而第一个报文段的最后一个字节是序号为99，所以A发送的第二个报文段中的数据有：179-99 = 80字节。

（4）A发送的第一个报文段丢失，第二个报文段到达B。由于TCP使用累积确认， B在第二个报文段到达后向A发送确认仅对所有按序接收到的数据的进行确认， 所以确认号为70。

 

12.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。

（1）试求数据的传输效率。

（2）如果传输的数据为1000字节，其传输效率又为多少？

答案：

传输效率 = 要传输的数据/实际传输的数据
= 100/（100+20+20+18）= 63.3%

传输效率 = 要传输的数据/实际传输的数据
              = 1000/（1000+20+20+18）=94.5%

13.UDP 用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17。试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户？使用UDP 的这个服务器程序是什么？

答案：

UDP 用户数据首部由 ：源端口、目的端口、长度、检验和 4 个字段组成，每个字段2个字节，共有 8 个字节。
UDP 用户数据报首部的十六进制表示是：06 32  00 45  00 1C  E2 17，
因此源端口为0632H = 1586，
目的端口为0045H =  69，
用户数据报的总长度为 001C = 28，
数据部分长度为：28-首部长度 = 28 - 8 =20 。
由于目的端口号69<1023，是熟知端口，为服务器端使用的端口号。因此该UDP 用户数据报是从客户发给服务器的。使用UDP 的这个服务程序是TFTP（69） 。

14、设某路由器建立了如下所示的路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：

某路由器的路由表

 

 

现共收到5个分组，其目的站IP地址分别为：

(1) 128.96.39.10

(2) 128.96.40.12

(3) 192.4.153.90

试分别计算这些分组转发的下一跳。

解答：

（1）分组的目的站IP 地址为： 128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，查表知该分组经接口0 转发。

（2）分组的目的IP 地址为：128.96.40.12。

① 与子网掩码255.255.255.128 相与得128.96.40.0；

② 经查路由表可知，该项分组经R2 转发。

（3）分组的目的IP 地址为：192.4.153.90

与子网掩码255.255.255.128 相与后得192.4.153.0；
与子网掩码255.255.255.192 相与后得192.4.153.64；
经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4 转发。

15、某主机的IP地址是227.82.157.177/20。试问该主机所连接的网络的网络前缀是什么？该网络的网络地址是什么？主机号占多少位？主机号的二进制表示是什么？

解答：

网络前缀是：11100011 01010010 1001，或用十进制表示为：227.82.144.0/20。
网络地址是：11100011 01010010 10010000 00000000，或用十进制表示为：227.82.144.0。
网络前缀是20位，所以主机号占12位。
主机号的二进制表示是：1101 10110001。