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:
1、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;
2、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:
1、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;
2、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;
3、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:
1、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;
2、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;
3、分片后每片的总长度依次为:1420B ,1420B ,1220B
4、片偏移的值分别是:0(0/8),175(1400/8),350(2800/8)
5、MF标志位依次为:1,1,0
2、解答:
1、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;
2、MF标志位依次为:1,0
3、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:
1、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。
2、UDP 用户数据报首部的十六进制表示是:06 32 00 45 00 1C E2 17,
3、因此源端口为0632H = 1586,
4、目的端口为0045H = 69,
5、用户数据报的总长度为 001C = 28,
6、数据部分长度为:28-首部长度 = 28 - 8 =20 。
7、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、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。
15、设以太网中的A、B主机通过10Mbit/s的链路连接到交换机,每条链路的传播延迟均为20s,交换机接收完一个分组35s后转发该分组。计算A向B发送一个长度为10000bit的分组时,从A开始发送至B接收到该分组所需的总时间。
方法:计算物理信号传播时延+数据包传播时延+转发时延(把图画出来)
答案:(1)10000bit/(10x610bit/s)=1000s
(2)(20s x 2) + 35s = 75s
(3)1000s + 75s = 1075s
16、设某令牌环网中有50个站点,长度为1Km,数据传输速率为10Mbps,每个站引入2位延迟,信号传播速度为200m/s,数据帧的最大长度为100字节。试求出检测令牌丢失的超时计数器的最小值。
解题方法:
计算一个站点的时延*50
一个站点的时延 = 数据包传送时延+物理传输时延+位延迟(题目中给的,注意要把位和字节的转化搞清楚)
答案:
(1)1km/200m/s = 5s 物理时延
(2)(100 x 8bit)/(10x610bit/s) = 80s 数据包时延
(3)(2bit x 50)/(10x610bit/s) = 10s 位延迟
(4)5s + 80s + 10s = 95s
(5)95s x 50 = 4750 s
17、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,数据发送速度为1Gb/s
从以上计算结果得出什么样的结论?
答:(1)对于第一种情况:
发送时延=数据长度/发送速率=107bit/(102kb/s)=107bit/(102*103b/s)=100s
传播时延=传输距离/传播速率=103km/(2108m/s)=(103103m)/(2108m/s)=510-3s
(2)对于第二种情况:
发送时延=数据长度/发送速率=103bit/(1Gb/s)=103bit/(1*109b/s)=10-6s=1μs
传播时延=传输距离/传播速率=103km/(2108m/s)=(103103m)/(2108m/s)=510-3s
结论:
数据长度长、数据发送速率慢的情况下,发送时延大于传播时延,发送时延在所有时延中占主导地位;
数据长度短、数据发送速率快的情况下,发送时延小于传播时延,传播时延在所有时延中占主导地位。
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参考链接 :
1、https://blog.csdn.net/ping_lvy/article/details/93186740?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.channel_param