计算机网络：原理与实践（陈鸣）复习--计算题

计算机网络复习

计算题

1. 一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit的首部后成为数据报。但下面的局域网能传送的最长数据帧的数据部分只有880bit。数据报在路由器需要分片。试问局域网向上层要传送多少bit的数据（指局域网看见的数据）？
   解：
   加上160bit的首部后才能成为数据报，那最大880bit的数据报最多包含$880-160=720bit$的数据；
   所以共需要 $3200bit/720bit\approx 5$片；
   所以$3200bit+5\ast 160bit\approx 4000bit$。

2. 假定1km长的CSMA/CD网络数据率为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。
   解：
   数据帧的传输时延至少要两倍与传输时延。
   因为：信号传播时延(μs)= 两站点间的距离(m)÷信号传播速度
   并且：数据传输时延 (s)=数据帧长度(bit)÷数据传输速率(bps)。
   网络数据率 $=1Gb/s=1\ast 10^{9}b/s$
   往返全程 $=2\ast 1\ast 10^{3}m$
   最短帧长 $L_{min}=(2\ast 1\ast 10^3)m/(2\ast 10^8)m/s\ast (1\ast 10^9)b/s=10000bit$

3. 信道速率1Gbps，端到端时延为10ms。TCP发送窗口为64k字节。可达到的最大吞吐量是多少？信道的利用率是多少？
   解：
   可见在报文段平均往返时延（20ms+发送时延）内，发送方最多能发送 $64\times 1024\times 8bit$
   所以最大的吞吐量为$=64\times 1024\times 8bit÷（20ms+64\times 1024\times 8bit/1Gbps）=25.5Mbit/s$
   信道利用率=最大吞吐量÷带宽$=25.5M/1G=2.55$

4. 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使用慢开始和拥塞避免，试求出第1次到第15次传输的各拥塞窗口的大小。
   解：
   第1次：1
   第15次：9

次数	窗口	解释
1	1
2	2
3	4
4	8
5	9	ssthresh=8
6	10
7	11
8	12	拥塞到达12，超时 ssthresh=12/2=6
9	1
10	2
11	4
12	6	ssthresh=6
13	7
14	8
15	9

5. 使用RSA公开密钥体制进行加密，若p=13，q=31，而e=7，问d是多少？
   解：
   $p=13q=31n=p\ast q=403$
   $\varphi (n)=(p-1)\ast (q-1)=12\ast 30=360$
   $e\ast d=1mod\varphi (n)$
   $7\ast d=1mod360$
   $d=103$

6. 一个带宽为3KHz的理想低通信道，其允许的最高码元传输速率为多少？如果想要提高其信息传输速率，可以采用什么方法？若信噪比为20dB，则信息传输的极限速率是多少？
   解：
   最高码元率$=2\times W=2\times 3K=6K（baud）$；
   使用多元调制；
   极限信息率$=wlog2（1+s/n）=3000\times log2（1+100）$

7. 一个长度为4000B的普通IP报文，要使用以太网来传送，以太网的MTU=1500B，请给出分片方案。
   解：
   每片1500-20=1480B，故分 $4000B/1480B\approx 3$片；
   片1：数据0-1479B，mf=1，df=0，offset=0；
   片2：数据1480-2959B，mf=1，df=0，offset=185；
   片3：数据2960-4000B，mf=0，df=0，offset=370；

	总长度（B）	标识	MF	DF	片偏移
初始报文	4000	888	0	0	0
数据报片1	1480	888	1	0	0
数据报片2	1480	888	1	0	185
数据报片3	1040	888	0	0	375

8. 假设一个单位分配到一组地址是217.14.8.0掩码是255.255.255.224,请将这组IP分成三个子网,要求地址不能浪费。这3个子网的子网号和掩码地址为多少？
   解： 有两种解答：
   其中一种为：
   217.14.8.0,255.255.255.248 （可容纳IP数为8）
   217.14.8.8,255.255.255.248 （可容纳IP数为8）
   217.14.8.16,255.255.255.240（可容纳IP数为16）
   另一种为
   217.14.8.0，255.255.255.240（可容纳IP数为16）
   217.14.8.16，255.255.255.248（可容纳IP数为8）
   217.14.8.24,255.255.255.248（可容纳IP数为8）

9. 简述路由器分组转发的过程，若某路由器建立了以下路由表，对于给出的目标地址，该如何处理分组？

目的网络	掩码	Next Hop
128.96.39.0	255.255.255.128	E0
128.96.39.128	255.255.255.128	E1
128.96.40.0	255.255.255.128	R2
192.4.153.0	255.255.255.192	R3
*	*	R4

解：

目标地址	Next Hop
128.96.39.10	E0
128.96.40.12	R2
128.96.40.151	R4
192.4.153.37	R3

10. 图为TCP的连接建立时的三次握手过程。
    
    假设客户端的初始序号为x，服务器端的初始序号为y。请在空白处填写相应的值及状态名称。
    ① SYN= （ 1 ） 、 ACK=1 、 序号(seq)=y、 确认号(ack_seq)= （x+1）
    ② ACK= （1） 、 序号(seq)= （x+1） 、 确认号(ack_seq)= （y+1）
    状态1：（LISTEN）
    状态2：（SYN_SEND）
    状态3：（SYN_RCVD）
    状态4：（ESTABLISH）
    状态5：（ESTABLISH）