计算机网络应用题部分

第一部分：物理层
1、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)，从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为C(bit/s)。

在电路交换时电路的建立时间为s(s)。

在分组交换时分组长度为p(bit)，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?
2、在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit)，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。

通信的两端共经过k段链路。

链路的数据率为b(bit/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大?
3、假设待传送数据的总长度为2560位，每个分组的长度为256位，其中头部开销长度为16位，源结点到目的结点之间的链路数为4，每个链路上的延迟时间为0.1秒，数据传输率为2560b/s，线路交换建立连接的时间均为0.2秒，在分组交换方式下每个中间结点产生25.6位的延迟时间。

(1) 求传送所有的数据，线路交换时间。

(2) 求传送所有的数据，数据报分组交换所需要时间。

4、采用曼切斯特编码的10Mb/s局域网的波特率是多少？
5、CSAI内部网络的工作站采用100Base-TX标准与交换机相连，并经由网管设备采用NAT技术共享同一公网IP地址接入互联网，如图20-2所示
(1) 连接交换机与工作站的传输介质是什么？介质要做成直通线还是交叉线？最大长度限制为多少？
(2) 交换机1与交换机2之间相距20m，采用交换机堆叠方式还是交换机级联方式？
(3) 在工作站A的网络配置中，网关地址是什么？
(4) 从以下备选答案中选择两种能够充当网关的网络设备。

备选答案：A 路由器 B集线器 C代理服务器 D 网桥
第二部分：链路层
1、数据链路层成帧的方法之一是位填充，位串0111101111101111110经过比特填充后，输出串是什么？
2、10个9.6Kb/s 的信道按时分多路复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，在同步TDM 情况下，复用线路的带宽应该是多少？
在统计TDM 情况下，假定每个子信道只有30%的时间忙，复用线路的控制开销为10%，那么复用线路的带宽应该是多少？
3、用户A 与用户B 通过卫星链路通信时，传播延迟为270ms ，假设数据速率是64Kb/s ，帧长4000bit ，若采用停等流控协议通信，则最大链路利用率是多少？ 若采用后退N 帧ARQ 协议通信，发送窗口为8，则最大链路利用率可以达到多少？
4、若卫星信道的数据传输率为1Mb/s ，帧长为1000bit ，利用卫星信道的两个站点从一方到另一方的传播时延为250ms 。

（1）忽略确认帧长和处理时间，则若帧的出错概率为0.1，而假设应答帧不出现错误，当采用停等协议时，其协议效率是多少？
（2）若采用连续ARQ 协议，发送窗口Wt=7，接受窗口Wr=1，在不出错的情况下，信道的利用率为多少？
（3）若帧传输过程中出错是突发式的，突发位数为100bit ，信道的误码率为10^-3，则帧的出错率为多少？
（4）在连续ARQ 协议中，若发送窗口大于2^k （K 为编号位数），则会出现什么问题？
网关设备
202.117.112.20 192.168.0.254 交换机2
工作站 服务器 交换机1 工作站 工作站
192.168.0.34
(1)
(2)
工作站 图20-2 CSAI 内部网络拓扑
（5）停等协议可以看成是连续ARQ协议的特例，相当于发送窗口大小为多少？
5、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100kbit/s，传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。

(2) 数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。

6:一个信道的比特速率为4Mb/s,传导延迟为20ms,帧的大小在什么范围内，停-等协议才有至少50%的效率？
7:一个长3000km长的T1干线(实质是时分多路复用，广泛应用于北美和日本,信道带宽1.544Mb/s)用回退N帧协议传输64B的帧。

如果传输速率为6us/km,那么序列号就是多少?
8、有一个传输时延500ms,速率为50kb/s的卫星信道，用滑动窗口协议发送1000bit的帧。

要求计算有效带宽？假设接收方不必等待，且确认帧是短帧
9、:使用选择重传滑动窗口协议，在有严重负荷的50kb/s卫星信道上，传输包括40bit头部和3960bit的数据帧，计算浪费在附加头上(头部和重传)的带宽比重，没有应答帧，NAK出错率复略不计，序列数据为8位。

10、N个站点共享56kb/s纯ALOHA信道。

各终点平均每100s送出一个别1000比特的帧，即使在前一帧还末发出时也依旧进行，N的最大值是多少？
11、假设有一个CSMA/CD网络，其速率为1Gb/s,电缆长1Km,区间无中断器，信号在电缆中的速度为200000km/s,帧的最小长度是多少?
12、一个1km,10Mb/s速率（即带宽），载荷相当重的令牌环，其传播速度为200m/us。

在环上有50个等距离的站点。

数据帧为256bit，包括32bit的客外开销。

确认帧附在数据帧中，故基本上可以说没有确认帧，令牌为8bit,问此环的有效数据传输速率比10Mb/s的CSMA/CD网的有效数据传输速率高还是低？
13、一个光纤令牌环网有200km长，以100Mb/s运行(即带宽)。

发送一帧后，站点在生成令牌前从环中将移去。

信号在光纤中传输速率是200000km/s,帧大小是1k字节，问此网的最大效率是多少?(忽略所有其它开销)
第三部分：局域网
1、IEEE 802.5令牌环网中，时延是由什么因素决定的？要保证环网的正常运行，环的时延必须有一个最近限度，这个最低限度是什么？如果达不到这个要求，可以采用的一种办法是通过增加电缆长度，人为地增加时延来解决。

（1）设有某一个令牌环网长度为400m，环上有28个站点，其数据传输率为4Mb/s，环上信号的传播速度为200m/µs，每个站点具有1bit时延，则环上可能存在的最小和最大时延分别是多少比特？
（2）当始终有一半站点打开工作时，要保证环网的正常运行，至少还要将电缆的长度增加多少米？
2、长1000m、10Mb/s的802.3 LAN，其信号传播速度为200m/µs，数据帧长度为256位（包括32位开销）。

一个成功发送后的第一位时间片留给接收方以捕获信道发送一个32位的确认帧。

假设不考虑冲突，问不包括开销的有效数据率为多少？
3、图21-8所示为一个10Mb/s数据传输率下的以太网，其上连接有10个站，在理想状态下每个站的平均数据传输率为1Mb/s。

若通过网桥连接后成为如图21-9所示的结构时，每个站的实际有效数据传输率为多少Mb/s？
图21-8 拓扑图1
图21-9 拓扑图2
4、假定1km 长的CSMA/CD 网络的数据率为1Gbit/s 。

设信号在网络上的传播速率为200000km/s 。

求能够使用此协议的最短帧长。

5、有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为d ，数据发送速率为C ，帧长为12500字节，信号在线路上的传播速率为
s m /105.28⨯，距离d 为25m 或2500m ，发送速率为10Mb/s 或10Gb/s 。

这样就有四种不同的组合。

试利用如下公式分别计算这4种不同情况下参数α的数值，并作简单讨论。

解：公式为：
L C
C L T τττα===0 其中τ为传播时延，0T 为数据帧的发送时间，C 为传播速度，L 为传播距离。

计算结果：
讨论：α越大，信道利用率就越小。

此题的延伸（端到端传送的另一个重要结论）：端到端传播时延和数据发送率一定的情况下，帧长度越大，信道利用率越大，信道的最大吞吐量就越大。

第四部分 网络层
1、假设有一个IP 数据报，头部长度为20B ，数据部分长度为2000B ，现分组从源主机到目的主机需要经过两个网络，这两个网络所允许的最大传输单元MTU 为1500B 和576B 。

请问该数据报如何进行分组？
2、在虚电路子网中，有这样一种拥塞控制机机制，路由器要不得到：1.它知道最后一次传送被成攻地接收，并且2它有空闲的缓冲区时，才对收到的分组发出确认。

简单起见，路由器采用“停---等”协议并且每条虚电路的各方向都有一个专用缓冲区。

如果传送一个分组(包括数据和确认)要用Ts ，且路径上有n 个路由器，那么将分组提交给目的主机的速率是多少？假设无传输错误，主要到服务器的速度方无限快。

3、大多数IP数据报重组算法都有1个计时器，以避免因为丢失分组而永久占用重组缓冲区。

如果一个数据报分成四段，前3段成功到达目的地，但最后1段迟迟不能到达，最后计时器超时，接收缓存中的3段被迫丢去，随后，最后一段来了，怎么处理？
4、一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit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1200bit，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”当然指局域网看见的数据）？
5、设某路由器建立了如下路由表（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）：128.96.39.0 255.255.255.128 接口0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口1
128.96.40.0 255.255.255.128 R2
192.4.153.0 255.255.255.192 R3
*（默认） R4
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）128.96.40.151
（4）192.4.153.17
（5）192.4.153.90
试分别计算其下一跳。

解：（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，可见该分组经接口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，不等于128.96.39.0。

②与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，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：128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。

（4）分组的目的IP地址为：192.4.153.17。

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192.4.153.0，经查路由表知，该分组经R3转发。

（5）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。

6、一个自治系统有5个局域网，其连接图如图6-61所示。

LAN2至LAN5上的主机数分别为：91，150，3和15。

该项自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23。

试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。

7、假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）：
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表。

第五部分传输层
1、设TCP的ssthresh的初始值为8（单位为报文段）。

当拥塞窗口上升到12时网络发生了超时，TCP使用慢启动和拥塞避免。

试分别求出第1次到第15次传输的各拥塞窗口大小。

2、通信信道宽为1Gb/s，端到端时延为10ms。

TCP发送窗口为65 535字节。

试问：可能达到的最大吞吐量为多少？信道的利用率是多少？
3、网络允许的最大报文段长度为128字节，序号用8bit表示，报文段在网络中的生存时间为30秒。

试求每一条TCP连接所能达到的最高速率。

4、设在双向传输时间为10ms，无拥的线路上采用慢速启动算法。

接收窗口为24KB,最大的数据段为2KB。

问需要多长时间才能发送满窗口的数据？
5、设拥塞窗口为18KB并且出现了传输超时。

如果接下来的4组传输数据全部发送成功，那么接收窗口是多大？假设最大的数据段大小为1KB
6、如果TCP的双向传输时间RTT当前为30ms,发送的数据段的的确认分别在26ms、32ms和24ms之后到达，新的RTT估计值是多少？a=0.9
7、一台采用TCP协议的机器正在单向延迟为10ms的1Gb/s的信道上发送65535字节的窗口数据，可得到的最大数据吞吐量是多少？该线路的效率为多大？
8、有一网络，最大的TPDU长度为128字节，TPDU的最长生命周期为30s,采用8位的顺序号，每个连接的最大数据传输速率是多少?
9、一个客户通过1Gb/s(千兆位)的光纤向位于100km外的服务器发送了一个128字节的请求。

在远程过程调用期间该线路的效率是多少？
10、假设正在测量接收一个TPDU的时间。

当出现中断时，可以以ms为单位读出系统时钟，当该TPDU被处理完成时，再次读取时钟，测量结果为270000次时
0ms,730000次时1ms,请问接收一个TPDU需要多长时间？
11、对于距离在4000km以上的1Gb/s的网络操作，延迟是约束因素，而不取决于带宽。

假设有个MAN，源主机和目的主机相隔20km，问数据传输速率为多少时，由于光速导致的双向传输延迟等于1KB分组的传办延迟？。