计算机网络大题123

1、假设你需要设计一个类似于TCP 的滑动窗口协议，该协议运行在一个100Mb/s 网络上，网络的往返时间是100ms ，最大段生命期为60s 。

请问协议头部的窗口和顺序号字段应该有多少位？为什么？解：窗口大小必须能够容纳的数据应该为延迟*带宽，而顺序号则应该保证不会回绕，即生命期*带宽。

=100ms 100Mb/s=10MbRTT ⨯⨯带宽 ，而10*106<224，这样窗口大小必须容纳224/8=221，即窗口字段最小21b 。

而顺序号空间大小为60s ×100Mb/s=6000Mb ，故顺序号字段最少为30b 。

2、在50kb/s 的卫星信道（2R=0.5s ）上发送1kb 长的帧，确认信号总是由数据帧捎带。

帧头很短，使用3位顺序号。

对下述三种协议，最大可能达到的信道利用率是多少？ 1）停等协议2）回退n 协议3）选择重传协议 解：L=1000b ，B=50kb/s ，2R=0.5s ，则 （1）/1000/50000112/221000/500000.527L B u L B R ===⨯+⨯+（2）7/722/227L B u L B R ⨯==⨯+（3）4/432/227L B u L B R ⨯==⨯+3、设网络中路由器B 的当前路由表如表1所示，B 收到从路由器C 发来的路由信息如题表2所示。

试给出路由器B 更新后的路由表。

目的网络 距离 下一跳路由器N17 A N2 2 C N3 10 C N6 6 C N7 5 C N8 4 E N9 4F4.已知循环冗余码的生成多项式G（X）=x5+x4+x+1若接收方收到的码字为1010110001101，问传输中是否有差错？答：多项式为G（X）=x5+x4+x+1，其比特序列为110011，接收的码字为1010110001101，则以其为被除数除以110011，能除尽则传输正确。

即：因为不能除尽，所以传输有差错。

5.假设一个信道的数据传输速率为4kb/s，单向传播延迟时间为20ms，那么帧长在什么范围内，才能使用于差错控制的停止等待协议的效率至少为50%？解答：已知信道的数据传输速率Ｂ＝４ｋｂ／ｓ＝４０００ｂ／ｓ，信道的单向传播时延Ｒ＝２０ｍｓ＝０．０２ｓ，一帧的帧长为Ｌ。

在停止等待协议中，协议忙的时间为数据发送的时间＝Ｌ／Ｂ，协议空闲的时间为数据发送后等待确认帧返回的时间＝２Ｒ。

则要使停止等待协议的效率至少为５０％，即要求信道利用率μ至少为５０％。

因为信道利用率＝数据发送时延／（传播时延＋数据发送时延），则有：μ＝Ｌ／Ｂ／（Ｌ／Ｂ＋２Ｒ）≥５０％可得，Ｌ≥２ＢＲ＝２×４０００×０．０２＝１６０（ｂ）因此，当帧长大于等于１６０比特时，停止等待协议的效率至少为５０％。

6.假定1KM长的CSMA/CD协议网络的数据率为1Gb/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。

对于 1km 电缆，单程传播时间为1÷200000=5×，即5us，来回路程传播时间为10us。

为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10us。

以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数等于：10x10的-6次方/1x10的-9次方 = 10000，因此，最短帧是10000 位或 1250 字节长。

7.如果本地域名服务无缓存，当采用递归方法解析另一网络某主机域名时，用户主机本地域名服务器发送的域名请求条数分别是多少？简述原因。

解：1条，1条。

首先FTP 协议需要保证可靠，故需要用到可靠的TCP 协议，而不使用不可靠的UDP协议，显然传输命令用控制连接，传输数据用数据连接。

8.输入的信息位是1010001，约定的生成多项式G（x）=x4+x2+x+1，试求输出的CRC字码。

解：K(x)=x6+x4+1G(x)=x4+x2+x+1，则r=4 x4K(x)=x10+x8+x4x4K(x)除与G(x)得余数R(x)=x3+x2+1 则T(x)= x4K(x)+R(x)=x10+x8+x4+x3+x2+1，对应二进制码字101000111019.一个宽带为6MHz的信道，若用4种不同的状态表示数据，在不考虑热噪声的情况下最大数据传输速率是多少？解：按奈奎斯特定理：C = 2·H·log2N∵N = 4，H = 6MHZ∴C＝2Hlog2N＝2×6×106×log24 b/s＝24Mb/s10.某信息带宽为3KHz，信噪比为30dB，试计算该信道的最大比特率。

若采用二进制信号传输，则该信道的最大比特率是多少？由信噪比＝30db可知S/N＝1030/10＝1000。

现已知带宽H ＝3kHz，根据香农公式可知信道的最大比特率为：C＝Hlog2 (1+S/N)＝3×103×log2(1+1000)≈30kb/s。

若采用二进制信号传输，该信道的最大比特率为：C＝2Hlog2N＝2×3×103×log22＝6kb/s。

11.若信息位为1001000，要构成能纠正一位错的海明码，则至少要加上多少冗余位？写出其监督关系表达式。

解：信息位长度k ＝7，根据表达式2r ≥k+r+1可知冗余位长度r ＝4，所以最后构成的海明码码字长度应为n ＝k ＋r ＝11， 在7位信息位a10a9…a5a4后追加4位冗余位a3a2a1a0，构成11位码字a10a9…a1a0。

设置校正因子与错码位置的对应关系如下：由上表可得监督关系式：S0=a0⊕a4⊕a5⊕a7⊕a8⊕a10 S1=a1⊕a4⊕a6⊕a7⊕a9⊕a10S2=a2⊕a5⊕a6⊕a7 S3=a3⊕a8⊕a9⊕a10 令S3S2S1S0＝0000，即令a0⊕a4⊕a5⊕a7⊕a8⊕a10=0 a1⊕a4⊕a6⊕a7⊕a9⊕a10=0a2⊕a5⊕a6⊕a7=0 a3⊕a8⊕a9⊕a10=0由此可求得各冗余位的生成表达式：a0＝a4⊕a5⊕a7⊕a8⊕a10 a1＝a4⊕a6⊕a7⊕a9⊕a10 a2＝a5⊕a6⊕a7 a3＝a8⊕a9⊕a1012. 若海明码的监督关系式为：S0=a0⊕a3⊕a4⊕a5 S1=a1⊕a4⊕a5⊕a6 S2=a2⊕a3⊕a5⊕a6接收端收到的码字为：a6a5a4a3a2a1a0=1010100，问在最多一位错的情况下发送端发送的信息位是什么？解： 将a6a5a4a3a2a1a0=1010100带入监督关系式可得：S0=a0⊕a3⊕a4⊕a5=0⊕0⊕1⊕0=1S1=a1⊕a4⊕a5⊕a6=0⊕1⊕0⊕1=0 S2=a2⊕a3⊕a5⊕a6=1⊕0⊕0⊕1=0因为S2S1S0＝001≠0，接收的码字有错，错误位置是a0，所以正确的码字应为1010101。

13. 50Kb/s 卫星信道上，采用停等协议，帧长度为1000比特，卫星的上行和下行链路的延迟都为125ms ，不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略，计算该卫星信道的利用率。

解：50Kb/s 卫星信道上发送帧长度为1000比特的数据帧所需时间为1000b/50Kb/s=20ms 卫星的上行和下行链路的延迟都为125ms ，因此数据帧到达接收方及确认帧返回所需时间为2*（125ms+125ms ）=500ms ，不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略的情况下，该卫星信道的利用率为20ms/(20+500)ms=3.8%14.一个数据传输速率为4Kb/s 、单向传播时延为20ms 的信道，确认帧长度和处理时间均忽略不计，则帧长度在什么范围内，停等协议的效率可以达到50%？解：分析停等协议的信道利用率，如下图所示：假设帧长度为L 比特，由题可知数据传输速率B=4Kb/s ，单向传播时延R 为20ms ，采用停等协议进行数据帧的传输，确认帧长度和处理时间均忽略不计，若使效率达到50%，即 /50%/2LBLBR 代入L 、B 和R ，可得L ≥160b 。

15. 使用回退n 帧协议在3000km 长的1.544Mb/s 的T1干线上发送64字节的帧，若信号传播速度是6µs/km，问帧的顺序号应是多少位？解：在信号传播速度为6µs/km、3000km 长的信道上传输数据，传输延迟为： 6×3000＝18000µs1.544Mb/s 的T1干线每秒传输8000个193b 的数据帧，每帧有24×8b 的数据和1b 的同步比特，因此实际用于数据传输的带宽为1.544－8000×10-61.536Mb/s 。

那么，发送一个64B 的数据帧所需的发送时间为:64×8/1.536=333µs 若确认帧的发送时间很短，可以忽略不计，则一个数据帧自发送到确认帧返回发送方所需时间为： 333＋18000＋18000＝36333µs发送方在等待第一帧确认期间一直发送数据帧，则可以发送36333/333≈110帧。

对110帧编号，则需要7位帧序号。

16.重负荷的50Kb/s 卫星信道上，用选择重传协议发送含40比特帧头和3960比特数据的帧。

假定无确认帧，NAK 帧为40比特，数据帧的出错率为1％，NAK 帧的出错率可忽略不计，顺序号是7位，问由于帧头和差错重发而浪费的信道带宽占百分之几？ 解：在50kb/s 的卫星信道上发送帧长为40＋3960＝4000b 的数据帧，所需发送时间为： 4000/50k ＝80ms 这样，从t＝0时刻开始发送，在t ＝80ms 时发送方发送一帧完毕。

已知卫星信道延迟为270ms ，因此，在t ＝80＋270＝350ms 时数据帧到达接收方。

因为没有确认帧，可以采用捎带应答方式进行确认。

所以，在t ＝350＋80＝430ms 时，带有反向捎带应答的数据帧从接收方发向发送方，该帧在t ＝430＋270＝700ms 时到达发送方。

一帧的传输周期为700ms 。

帧序号长度为7位，因此窗口大小最大可达27-1＝64。

连续发送64个数据帧所需时间64×80＝5120ms ，远大于一个帧的传输周期700ms 。

这意味着64的窗口大小足以令信道始终保持繁忙，所以总开销可以由单个数据帧的开销得到。

数据帧的出错率为1％，对于帧长为4000b 的数据帧来说，平均重传长度为4000×1％＝40b ，传送NAK 的平均长度为40×1％＝0.4b 。

所以，传输3960b 数据带来的附加开销为40＋40＋0.4＝80.4b 。

因此，帧头和差错重发的开销占总带宽的比例为：80.4/(3960＋80.4)≈2％17.一个1Mb/s 的卫星信道上发送1000bit 长的帧。