发送时延 = 数据帧长度(bit)/ 发送速率(bit/s)
传播时延 = 信道长度(m)/ 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
1
、试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:
2
、收发两端之间的传输距离为1000 km,信号在媒体上的传播速率为2×10
8 m/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10
7bit,数据发送速率为100 kb/s。(2)数据长度为10
3bit,数据发送速率为1 Gb/s。从上面的计算中可以得到什么样的结论?
3
、在某个卫星信道上,发送端从一个方向发送长度为512B的帧,且发送端的数据发送速率为64kb/s,接收端在另一端返回一个很短的确认帧。设卫星信道端到端的单向传播时延为270ms,若发送窗口为17,信道的吞吐量为多少?
4
、假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据(无差错传输),试问这个信道应具有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)
5
、对于某带宽为4kHz的低通信道,采用4个相位、每个相位具有4种振幅的QAM调制技术。信噪比为1023的条件下,该信道的最大传输速率是多少?
有 效 数 据 传 输 率 = 发 送 的 有 效 数 据 发 送 有 效 数 据 所 用 的 总 的 时 间 有效数据传输率=\frac {发送的有效数据}{发送有效数据所用的总的时间} 有效数据传输率=发送有效数据所用的总的时间发送的有效数据
6
、长度为1km,数据传输率为10Mbps的以太网,电信号在网上的传播速度是200m/µs。假设以太网数据帧的长度为256比特,其中包括64比特帧头、校验和及其它开销。数据帧发送成功后的第一个时间片保留给接收方用于发送一个64比特的的确认帧。假设网络负载非常轻(即不考虑冲突的任何情形),问该以太网的有效数据传输率是多少?
1)封装成帧:数据部分长度上限—MTU
2)透明传输:用字节填充或字符填充解决透明传输问题。
3)差错检测:CRC循环冗余校验。
CRC运算实际上就是在数据长为k的后面添加供差错检测用的n位冗余码,然后构成帧k+n位发送出去。
8
、例子:现假定待传输的数据M = 101001(k = 6),除数p = 1101 (n = 3)比n多一位
9
、预发送数据101001,采用CRC循环冗余校验,生成多项式P(x)=x
3+x
2+1,计算出余数,并写出最终实际要传输的帧数据?(要求写出计算过程)
10
、(1)收到的信息码为110111,采用CRC循环冗余校验,生成多项式是P(x)=x
4+x
3+1,问收到的数据有错吗?为什么?(要求写出计算过程)(2)分析数据出错的原因,数据可能出错在哪段链路。
11
、要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(x)=x
4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。
12
、假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000 km/s。求能够使用此协议的最短帧长。
13
、某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制,数据传输速率为10Mbps,主机甲和主机乙之间的距离为2km,信号传播速度是200000km/s。试回答下列问题,并给出计算过程
4
、一个数据报长度为 4000 字节(固定首部长度)。现在经过一个网络传送,但此网络能够传送的最大数据长度为1500字节。试问应当划分为几个短些的数据报片?各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值?
为了在网络分段情况下有效地利用IP地址,通过对主机号的高位部分取作为子网号,从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。
在计算子网掩码时,我们要注意IP地址中的保留地址,即" 0"地址和广播地址,它们是指主机地址或网络地址全为" 0"或" 1"时的IP地址,它们代表着本网络地址和广播地址,一般是不能被计算在内的。
下面总结一下有关子网掩码和网络划分常见的面试考题:
广播地址:子网掩码取反后与子网地址进行或运算就可以得到广播地址。
子网地址:IP地址与子网掩码进行按位与。
子网地址:网络号(照抄)+子网号(照抄)+主机号(全为0)
广播地址:网络号(照抄)+子网号(照抄)+主机号(全为1)
子网掩码:网络号(全为1)+子网号(全为1)+主机号(全为0)
IP地址总数:根据主机号的位数得出
可分配IP地址总数:主机数(IP地址总数-2)(减去全0和全1的 分别是子网地址和广播地址)
可分配IP地址范围:(子网地址~广播地址)
相与运算:全1为1,其余都0
子网地址=IP地址和子网掩码相与运算
求最小地址与最大地址:
网络号(最小地址)=子网地址(照抄)+主机号(全部变为0)
广播地址(最大地址)=子网地址(照抄)+主机号(全部变为1)
主机号=IP地址-网络地址
最后一个主机地址=直接广播地址最后一个字节-1
第一个主机地址=网络地址最后一位+1
14
、某公司网络如图所示,IP地址空间192.168.1.0/24被均分给销售部和技术部两个子网,并已分别为部分主机和路由器接口分配了IP地址。
题型一
15
、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 B
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”“距离”):
N2 4
N3 8
N6 4
N8 2
N9 6
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。
答:收到C的路由信息后,根据RIP算法
(1)将收到的路由表距离加一,下一跳路由器为C。得到:
N2 5 C
N3 9 C
N6 5 C
N8 3 C
N9 6 C
(2)逐条比较路由器B中当前路由表和收到的路由表,进行更新操作。
16
、如图所示的网络中,采用距离-向量路由算法。假设路由器C收到邻居发来的距离向量表,分别为来自B:(5, 0, 8, 12, 6,3);来自D:(16, 12, 6, 0, 9, 5);来自E:(7, 6, 3, 9, 0, 4)。而C到B、D和E的距离分别为6、3和5。请计算路由器C更新后的距离向量表以及C到每一个目的站点的最短路径所必须经过的下一邻居站点(要求给出计算步骤)。【注:距离向量表B:(5, 0, 8, 12, 6, 2)表示路由器B到达路由器A,B,C,D,E,F的最短距离分别是5,0,8,12,6,2】
答:C直接和B、D、E站点相连,所以
1) 到达B的最短距离是6,直连。
2) 到达D的最短距离是3,直连。
3) 到达E的最短距离是5,直连。
4)讨论到达A的路径:
(D ca ca为底数)
若下一跳站点为B,则C到达A的最短距离为DCA(B)= DCB+ DBA=6+5=11;
若下一跳站点为D,则C到达A的最短距离为DCA(D)= DCD+ DDA=3+16=19;
若下一跳站点为E,则C到达A的最短距离为DCA(E)= DCE+ DEA=5+7=12;
Min{ DCA(B), DCA(D), DCA(E)}= DCA(B)=11
所以到达A最短距离是11,下一跳站点为B。
5)讨论到达F的路径:
若下一跳站点为B,则C到达F的最短距离为DCF(B)= DCB+ DBF=6+3=9;
若下一跳站点为D,则C到达F的最短距离为DCF(D)= DCD+ DDF=3+5=8;
若下一跳站点为E,则C到达F的最短距离为DCF(E)= DCE+ DEF=5+4=9;
Min{ DCF(B), DCF(D), DCF(E)}= DCA(D)=8
所以到达F最短距离是8,下一跳站点为D。
C的距离向量表为(11,6,0,3,5,8)
答:C直接和B、D、E站点相连,所以
1) 到达B的最短距离是6,直连。
2) 到达D的最短距离是3,直连。
3) 到达E的最短距离是5,直连。
4)讨论到达A的路径:
(DCA ca为底数)
若下一跳站点为B,则C到达A的最短距离为DCA(B)= DCB+ DBA=6+5=11;
若下一跳站点为D,则C到达A的最短距离为DCA(D)= DCD+ DDA=3+16=19;
若下一跳站点为E,则C到达A的最短距离为DCA(E)= DCE+ DEA=5+7=12;
Min{ DCA(B), DCA(D), DCA(E)}= DCA(B)=11
所以到达A最短距离是11,下一跳站点为B。
5)讨论到达F的路径:
若下一跳站点为B,则C到达F的最短距离为DCF(B)= DCB+ DBF=6+3=9;
若下一跳站点为D,则C到达F的最短距离为DCF(D)= DCD+ DDF=3+5=8;
若下一跳站点为E,则C到达F的最短距离为DCF(E)= DCE+ DEF=5+4=9;
Min{ DCF(B), DCF(D), DCF(E)}= DCA(D)=8
所以到达F最短距离是8,下一跳站点为D。
C的距离向量表为(11,6,0,3,5,8)
TCP可靠传输的原理及实现方法。
原理:确认和重传机制
实现方法:
TCP的流量控制。
利用滑动窗口实现流量控制
TCP拥塞控制的实现方法。
TCP建立连接的三次握手机制。
17
、假设图4中H3访问Web服务器S时,S为新建的TCP连接分配了20kB的接收缓存,最大段长MSS=1kB,平均往返时间RTT=200ms。H3建立连接时的初始序号为100,且持续以MSS大小的段向S发送数据,拥塞窗口初始阈值为32KB;S对收到的每个段进行确认,并通告新的接收窗口。假定TCP连接建立完成后,S端的TCP接收缓存仅有数据存入而无数据取出。
(1)若连接R2和R3链路的频率带宽为8kHz,信噪比为1023,该链路实际数据传输速率约为理论最大数据传输速率的50%,试求该链路的实际数据传输速率。
(2)在TCP连接建立过程中,H3收到的S发送过来的第二次握手TCP段的SYN和ACK标志位的值分别是多少?确认序号是多少?
(3)H3收到的第7个确认段所通告的接收窗口是多少?此时H3的拥塞窗口变成多少?H3的发送窗口是多少?
(4)若主机H2向主机H4发送一个数据帧,主机H4向主机H2发送一个确认帧,则除H4外,在物理层上能够收到确认帧的主机有哪些?
(5)TCP提供了流量控制功能,为什么还要提供拥塞控制功能?试比较它们异同点。
图4
答:
(1)根据香农定理,信道的极限数据传输速率C=Wlog2(1+S/N)=8k*log21024=80kb/s
实际数据传输速率为40kb/s
(2)SYN和ACK标志位的值均是1,确认序号是101.
(3)接收窗口是13,此时H3的拥塞窗口是8,H3的发送窗口是8。
(4)物理层上能够收到确认帧的主机有H2、H3。
(5)流量控制用来保证发送端不会以高于接收者能承受的速率传输数据,一般涉及到接收者向发送者发送反馈;拥塞控制确保通信子网能够有效为主机传递分组,这是一个全局性的问题,涉及到所有主机、所有路由器、路由器中的存储-转发处理以及所有导致削弱通信子网能力的其他因素。拥塞控制是一个全局性的问题,涉及到所有主机、所有路由器、路由器中的存储-转发处理以及所有导致削弱通信子网能力的其他因素。 流量控制只与某个发送者和某个接收者之间的点到点通信有关。
17
、文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的?为什么说FTP是带外传送控制信息?主进程和从属进程各起什么作用?
典型协议:
传输层: 常见的协议有 TCP/UDP 协议
应用层: 常见的协议有 HTTP,FTP 协议
网络层: 常见的协议有 IP 协议,ICMP 协议,IGMP 协议
网络接口层: 常见的协议有 ARP 协议,RARP 协议
TCP 传输控制协议(TransmissionControl Protocol)是一种面向连接的,可靠的,基于字节流的传输层通信协议
UDP 用户数据包协议(UserDatagram Protocol)是 OSI参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事物的简单不可靠信息传送服务
HTTP 超文本传输系协议(HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种协议
FTP 文件传输协议(File Transfer Protocol)
IP 协议是英特网互联协议(Internet Protocol)ICMP 协议是 Internet 控制报文协议(Internet Control Message Protocol),它是 TCP/IP
协议族的一个子协议,用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息IGMP 协议是 Internet 网际组管理协议,是英特网协议家族中的一个组播协议。该协议运行在主机和组播路由之间
ARP 协议是正向地址解析协议(Address Resolution Protocol),通过已知的 IP,寻找对应主机的 MAC 地址
RARP 协议是方向地址解析协议,通过 MAC 地址确定 IP地址
TFTP 协议是 TCP/IP 协议族中的一个用来在客户机和服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大 的文件传输协议
DHCP 协议,动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上的,并获取 所需要的配置参数的手段
NAT 协议,网络地址转换属接入广域网(WAN),是将一种私有(保留)地址转换为合法IP地址的转换技术
TCP 和 UDP对应的协议
TCP 对应的协议:
(1)FTP:定义了文件传输协议,使用 21 端口。
(2)Telnet:远程登录协议。使用 23 号端口,用户可以以自己的身份远程登录到计算机上,可提供基于DOS模式下的通信服务。
(3)SMTP:邮件传送协议,用于发送邮件。服务器开放的端口是 25 号端口。
(4)POP3 :它和 SMTP 对应,POP3用于接收协议。所用的端口是 110。
(5)HTTP:是从 Web 服务器传送超文本到本地浏览器的传送协议。
UDP对应的协议:
(1)DNS:用于域名解析服务,将域名地址转换为 IP 地址。DNS 用的是 53号端口。
(2)SNMP:简单网络管理协议,使用 161 号端口,是用来管理网络设备。
(3)TFTP:简单文件传输协议,在 69 号端口上使用 UDP 服务。
18
、一名学生A 希望访问网站www.google.com。学生A 在其浏览器中输入
http://www.google.com 并按回车,直到Google 的网站首页显示在其浏览器中,请问:
(1) 在此过程中,按照TCP/IP 参考模型,从应用层(包括应用层)到网络接口层(包括网络接口层)都用到了哪些协议,每个协议所起的作用是什么?
(2) 简要描述该过程的流程。
答:
(1) 协议及其功能如下:
应用层:HTTP:WWW访问;DNS:域名解析。
传输层:TCP:在客户和服务器之间建立连接,提供可靠的数据传输。
网络层:IP:进行路由选择。ICMP:提供网络传输中的差错检测。
ARP:将目的IP 地址映射成物理MAC 地址。
网络接口层:MAC:提供数据链路层的功能。
(2) 过程描述如下:
A、利用DNS,查询到WWW.GOOGLE.COM 对应的IP 地址。
B、浏览器与GOOGLE 的服务器利用TCP 协议建立连接。
C、浏览器利用HTTP 的GET 方法向GOOGLE 服务器发送资源请求。
D、GOOGLE 发送回应信息。
E、浏览器解释回应信息,并以图形化的方式显示。
19
、某网络的网络拓扑如图1所示,其中模拟的Internet由四个部分组成:家庭网络、ISP接入提供商、Internet核心交换网、网站。家庭网络采用ADSL接入Internet,IP地址自动获取(192.168.1.1~192.168.1.140);通过传统电话线将用户的家庭网络接入Internet,并配备一个DNS服务器提供DNS解析服务;Internet核心部分采样RIPv2动态路由协议。
图1 网络的网络拓扑
(1) 在PC0访问Web服务器的过程中,从数据链路层到应用层,共涉及哪些网络协议?说明这些协议的功能。
(2) 描述PC0访问Web网站的协议执行流程(仅分析运输层、应用层协议)。
(3) PC0请求网页过程中共直接几次ARP协议?
(4) 若网页无法打开,检测发现Router1的路由表信息如下图4.2所示,试分析故障原因。
图4.2 Router1的路由表信息
答:
(1)数据链路层采样Ethernet协议,其功能为将数据封闭成帧,实现在以太网中的数据传输。
网络层涉及IP和ARP、ICMP协议,其中IP功能为将数据封闭成IP包,在互联网实现点到点的数据传输;ARP的功能为获取下一跳接口的MAC地址;ICMP提供网络传输中的差错检测
传输层涉及TCP和UDP,分别为HTTP和DNS提供可靠快捷传输服务。
应用层涉及DNS和HTTP,其中DNS实现域名解析,HTTP用于请求相应网页文档。
(2)DNS查询过程,PC0通过DNS服务器获得域名的IP地址;
TCP建立连接:PC0和Web服务器通过三次握手建立TCP连接;
HTTP过程,PC0和Web服务器之间的HTTP请求与响应过程;
TCP拆除连接过程,PC0和Web服务器通过4次握手拆除TCP连接。
(3)3次,PC0到Web服务器的过程中共经历3个以太网段。
(4)Router1的Se0/1接口未被启用。
图6 目标系统网络拓扑结构
20
、某电子商务企业的网络拓扑结构如图6所示,试分析该系统可能存在的典型的网络安全威胁。
21
、某大型企业欲建立自己的局域网,对外进行Web发布和电子商务;电子商务和数据库服务要求安全等级高。另外,企业总部是企业的核心,在进入企业总部的时候要求进行身份认证。试分析该网络安全的解决方案。
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