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习题课 北京交通大学 电气工程学院 黄彧 传输速率问题 理想低通信道理想低通信道的最高码元传输速率的最高码元传输速率 = 2= 2 w w baud baud 理想带通特性信道理想带通特性信道的最高码元传输速率的最高码元传输速率 = = w w baud baud rb（信息速率） = rb（码元速率） log2l 极限信息传输速率 c = w log2(1+s/n) b/s 第一题 如果用-3v、-1v、1v和3v共4种电平表示 不同的码元状态，对4000baud的信号传输 速率，信息传输速率可以达多少？ 答：信息传输速率=信号传输速率log2l =4000 log24 =40002 =8000bps 第二题 对一条带宽为200mhz的通信线路，其信 噪比为30db，最高信息传输速率能达到多 少？ 答：s/n=1000 c=wlog2(1+s/n) =200 106 log2(1+1000) =1.99gb/s 时延问题 发送时延 = 数据块长度（比特） 信道带宽（比特/秒） 传播时延 = 信道长度（米） 信号在信道上的传播速率（米/秒） 总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 分组交换网时延 abcd 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 t t t1 t2 t2 第三题 分组交换网中，要传送的报文共100kb，从源站 到目的站经过5段链路，每段链路的传播时延为 0.2s，数据率为100mb/s，各结点的排队等待时 间可以忽略不计，则数据从源站到目的站经历的 总延时是多少？ 答：发送时延=5 100kb/100mb/s =5 100 1024 8/108=8.192ms 传播时延=5 0.2s=1s cdma问题 s 站的码片序列 s 110 t t t t t t m 个码片 ts 站发送的信号 sx t 站发送的信号 tx 总的发送信号 sx + tx 规格化内积 s sx 规格化内积 s tx 数据码元比特 发 送 端 接 收 端 第一题 假定a、b、c站使用cdma系统同时发 送比特0，各站的码片序列如下： 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 ） 网络中的其他站点接收到数据是什么？ （+3 +1 +1 -1 -3 -1 -1 +1 ） 检错问题 循环冗余检验和校验和 1101010110 q 商 除数 p 110101 101000110100000 2nm 被除数 110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 r 余数 循环冗余检验-模2运算 第二题 如果要发送的数据为10111010，采用crc 校验选定的生成多项式为： p（x)=x5+x4+x3+1 问冗余码应该是几位？并计算出冗余码。 答：冗余码为5位，为11100 校验和-二进制反码运算求和 45028 100 417首部校验和 10.12.14.5 12.6.7.9 0100 0101 0000 0000 0000 0000 0001 1100 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0001 0001 0000 0000 0000 0000 0000 1010 0000 1100 0000 1110 0000 0101 0000 1100 0000 0110 0000 0111 0000 1001 0111 0100 0100 1110 1000 1011 1011 0001 以太网争用期与最短 帧长问题 以太网的端到端往返时延 2 称为争用期， 或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有 检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生 碰撞。 最短帧长= 2 发送速率 = 2 发送速率 链路长度 传播速率 第三题 一个csma/cd网络信息传输速率100mb/s ，网络最大跨距10km，电缆中信号传播 速度为1km/5s，网络设备的处理时延为 10 s，要保证网络正常进行冲突检测，最 小帧长应该是多少？ 答：100mb/s*2（10km/1km/5 s+10 s ） =12000bit=1500byte ip地址与路由表问题 分类ip 目的网络下一跳 10.0.0.0直接交付/路由器端口ip 划分子网 目的网络 子网掩码下一跳 10.3.4.0255.240.0.0直接交付 路由器端口ip 构造超网 目的网络下一跳 10.32.240.0/22直接交付/路由器端口ip 课后习题4-20 目的地址子网掩码下一跳 128.96.39.0255.255.255.128接口m0 128.96.39.128255.255.255.128接口m1 128.96.40.0255.255.255.128r2 192.4.153.0255.255.255.192r3 *（默认）-r4 128.96.39.10 128.96.40.12 128.96.40.151 192.4.153.17 192.4.153.90 第一题（图表） 已知某网络拓扑结构和路由器端口与ip的对 应关系，试写出路由器r2的路由表（如果有 多条路由，选择跳数最小的）。 128.4.0.0128.4.0.0 r r1 1 128.5.0.0128.5.0.0 128.3.0.0128.3.0.0 128.1.0.0128.1.0.0 128.2.0.0128.2.0.0 r r4 4 r r2 2 r r3 3 2 31 2 2 2 1 1 13 3 第一题 路由器端口1端口2端口3 r1128.4.0.1128.5.0.1128.1.0.1 r2128.1.0.2128.2.0.1无 r3128.2.0.2128.5.0.2128.3.0.1 r4128.3.0.2128.5.0.3128.4.0.2 目的地址下一跳 128.1.0.0直接交付，接口1 128.2.0.0直接交付，接口2 128.3.0.0128.2.0.2 128.4.0.0128.1.0.1 128.5.0.0128.1.0.1或128.2.0.2 课后习题4-28 （表图） 地址掩码目的网络地址下一跳地址路由器接口 /26140.5.12.64180.15.2.5m2 /24130.5.8.0190.16.6.2m2 /16110.71.0.0-m0 /16180.15.0.0-m2 /16190.16.0.0-m1 默认默认110.71.4.5m0 r1路由表 cidr 划分与路由聚合问题 因特网 206.0.68.0/22 206.0.64.0/18 isp 大学 x 一系 二系 三系四系 206.0.71.128/26 206.0.71.192/26 206.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25 206.0.70.0/26 206.0.70.64/26 206.0.70.128/26 206.0.70.192/26 206.0.70.0/24206.0.71.0/25 206.0.71.0/26 206.0.71.64/26 206.0.71.128/25 206.0.68.0/23 单位 地址块 二进制表示 地址数 isp 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01* 16384 大学 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.00000000.0100010* 512 二系 206.0.70.0/24 11001110.00000000.01000110.* 256 三系 206.0.71.0/25 11001110.00000000.01000111.0* 128 四系 206.0.71.128/25 11001110.00000000.01000111.1* 128 cidr地址块划分 /22 大学 1024个ip地址 206.0.68.0/22 /23512个ip地址 /24256个ip地址 /25128个ip地址 /2664个ip地址 一系 lan1lan1二系 lan2lan2 lan3lan3lan4lan4 三系四系 01 01 01 超网划分习题 某组织分配到一个地址块14.24.74.0/24。这 个组织需要划分为11个子网。具体要求是： 具有64个地址的子网2个；具有32个地址的 子网2个；具有16个地址的子网3个；具有4 个地址的子网4个。试设计这些子网，分配 结束后还剩下多少个地址？ 全0和全1 ip地址 超网划分习题 14 . 24 . 74 . 0 0 0 0 0 0 0 0 / 24 256个ip 14 . 24 . 74 . 0 0 0 0 0 0 0 0 / 26 64个ip 14 . 24 . 74 . 0 1 0 0 0 0 0 0 / 26 64个ip 14 . 24 . 74 . 10 0 0 0 0 0 0 / 27 32个ip 14 . 24 . 74 . 10 1 0 0 0 0 0 / 27 32个ip 14 . 24 . 74 . 11 0 0 0 0 0 0 / 28 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 0 1 0 0 0 0 / 28 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 10 0 0 0 0 / 28 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 11 0 0 0 0 / 30 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 11 0 1 0 0 / 30 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 11 10 0 0 / 30 16个ip 14 . 24 . 74 . 11 11 11 0 0 / 30 16个ip 第二题 一个单位有下面的6个/24cidr地址块，试进行最 大限度的路由聚合，写出聚合后的cidr地址块。 211.98.136.0/24 211.98.137.0/24 211.98.138.0/24 211.98.139.0/24 211.98.140.0/24 211.98.141.0/24 211.98.1 0 0 0 1 0 0 0.0 211.98.1 0 0 0 1 0 0 1.0 211.98.1 0 0 0 1 0 1 0.0 211.98.1 0 0 0 1 0 1 1.0 211.98.1 0 0 0 1 1 0 0.0 211.98.1 0 0 0 1 1 0 1.0 211.98.136.0/21 数据分片问题 偏移 = 0/8 = 0 偏移 = 0/8 = 0 偏移 = 1400/8 = 175偏移 = 2800/8 = 350 14002800379927991399 3799 需分片的 数据报 数据报片 1 首部 数据部分共 3800 字节 首部 1首部 2首部 3 字节 0 数据报片 2数据报片 3 14002800字节 0 mf=1 df=0mf=1 df=0mf=0 df=0 首部 运输层 网络层 数据链路层 首部尾部mtu 课后习题4-17 一个3200位长的tcp报文传到ip，加上160 位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。但是第 二个局域网所能传送的最长数据帧中的数 据部分只有1200位。试问第二个局域网向其 上层要传送多少比特的数据。 课后习题5-13 一个udp用户数据报的数据字段为8192字节 。在链路层要使用以太网传送，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。 (1) 从端口 x 收到无差错的帧，在转发表中查找目的站 mac 地址。 (2) 如有，则查找出到此 mac 地址应当走的端口 d，然后进行(3)， 否则转到(5)。 (3) 如到这个 mac 地址去的端口 d = x，则丢弃此帧。否则从端口 d 转发此帧。 (4) 转到(6)。 (5) 向网桥除 x 以外的所有端口转发此帧。 (6) 如源站不在转发表中，则将源站 mac 地址加入到转发表，登记 该帧进入网桥的端口号，设置计时器。然后转到(8)。如源站在转 发表中，则执行(7)。 (7) 更新计时器。 (8) 等待新的数据帧。转到(1)。 网桥转发表问题 第三题 6个站分别连接在三个局域网上，并且用网桥b1 和b2连接起来。在一开始在两个网桥中的转发 表都是空的。以后有以下各站依次向其他的站 发送了数据帧：ba、e d、c e、a b 、f e。试把有关数据填写在表中。 发送的帧b1的转发表b2的转发表 b1的处理 （转发？丢弃 ？登记？） b2的处理 （转发？丢弃 ？登记？）地址接口地址接口 bab1b1转发 登记转发 登记 e de2e2转发 登记转发 登记 c ec2c1丢弃 登记转发 登记 a ba1-丢弃 登记- f e-f2-丢弃 登记 网桥网桥b1b1网桥网桥b2b2 接口接口1 21 2接口接口1 21 2 abcde lan1lan1 lan2lan2 lan3lan3 f 路由表建立问题-rip 收到相邻路由器（其地址为 x）的一个 rip 报文： (1) 先修改此 rip 报文中的所有项目：将“下一跳”字段中的地址都改 为 x，并将所有的“距离”字段的值加 1。 (2) 对修改后的 rip 报文中的每一个项目，重复以下步骤： 若项目中的目的网络不在路由表中，则将该项目加到路由表中。 否则 若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则将收到的项目 替换原路由表中的项目。 否则 若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新， 否则，什么也不做。 (3) 若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则将此相邻路 由器记为不可达的路由器，即将距离置为16（距离为16表示不可达 ）。 (4) 返回。 课后习题4-41 假定网络中的路由器b的路由表，现在b收到 从c发来的路由信息，试求路由器b更新后的 路由表。 n17a n22c n68f n84e n94f n24 n38 n64 n83 n95 tcp窗口与连接管理 建立连接：ack 三次握手 数据传输：序号seq 确认号ack 在数据传输的过程中要求双方ack=1 接收方只接收数据时整个过程只消耗2个序号 发送方的发送数据决定其最终的序号 释放连接：fin 流量控制：窗口 第一题 主机a和主机b建立tcp连接后， a向b一共要发送 1000b数据，wt初始值为400。每个报文段的长度为 100b，数据报文段序号的初始值为1，分析并画出下 列各种情况下的发送窗口（标注已确认、已发送未确 认、可发送、不能发送）和指针的位置。 a发送完seq=101的数据后，未收到任何确认报文 a发送完seq=301的数据后，未收到任何确认报文 a发送完seq=601的数据后，收到b发来ack=1， ack= 601，win=300的报文 11001100101200101200201300201300301400301400401500401500 窗口wt 指针已发送未确认可发送不可发送 11001100101200101200201300201300301400301400401500401500 窗口wt 指针已发送未确认不可发送 501601501601 60170060170070180070180080190080190090110009011000 窗口wt 指针可发送不可发送已确认 第二题 用tcp传送5000字节的数据，设置窗口为1000字 节，tcp报文段数据长度为1000字节。发送方 和接收方的起始序号分别为1和2，试画出tcp 传输数据的工作示意图。 包括连接建立阶段、数据传输和连接释放阶段 标出每次传输的标志位的取值（syn、ack、fin） 标出每次传输的序号seq和确认号ack的取值 syn= 1 , seq= 1 syn=1, ack=1, ack= 2, seq= 2 主机a主机b fin=1,ack=1,seq=5002,ack=4 ack=1,ack=5003,seq=3 ack=1, data,seq=2,ack=3 ack=1,seq=3,ack=1002 syn