2022 计网复习计算题【太原理工大学】

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三、计算题

1. 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 200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长字节数。

电缆长度为 1km，信号在网络上的传播速率为 200000km/s，所以单程传播时间为，1 / 200000 = 5us，那么一个来回的传播时间为 10us。为了能够按照 CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能小于 10us，也就是说最短发射时间为 10us，又已知以 1Gb/s 的数据率工作，那么最短帧长为最短发射时间 X 数据率 = 10 * 10 ^ -6 *（1 * 10 ^ 9）= 10000bit，因此，最短帧长是 10000 位或 1250 字节。

算出争用期，争用期等于2倍的传播时延，有了争用期再计算最短帧长，要注意的是单位转换一定不要忘记了！

2. 一个 3200 位长的 TCP 报文传到 IP 层，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，因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）？

传输层用户数据位是 3200bit，向下传到网络层的时候要添加 160bit 的首部，因网络层的首部含有 IP 地址等路由信息，所以每个数据帧中的肯定都要有网络层的首部。在网络层就要考虑分片，因数据链路层数据帧中的数据位最长是1200bit，即网络层数据包的长度，所以一个数据包能承载的用户数据是 1200 - 160 = 1040bit，那么需要分成 3200 / 1040 = 3.08，四个片，即需要分成四个数据包，所以第二个局域网向上传送的比特数等于 3200 + 160 × 4 = 3840bit。

核心思路就是判断报文要分成几个数据片，数据位加 4 个数据片首部即是第二个局域网向其上层传送的数据比特数。

3. 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000码元/秒。如果采用相位和振幅混合调制，把码元的波形划分为 16 个不同形式来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）？

20000 码元/秒 * log216 = 80000b/s

数据率 = 码元传输速率 * 每个码元可以携带的比特数 = 20000 * log216，注意这里是 log 以 2 为底 16 的对数，输入法没法打上去。 

4. 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）
现收到这样的码片序列S：（－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？

S·A =（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8 = 1，   A发送1

S·B =（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8 =－1， B发送0

S·C =（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8 = 0，   C无发送

S·D =（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8 = 1，   D发送1

对应位置相乘结果除8，1为发送1，0为未发送，-1为发送0。

5. 一个PPP帧的数据部分是（16进制）7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。问透明传输的数据是什么（16进制）？ 

透明传输数据是：7E FE 27 7D 7D 65 7E。

RFC1662 填充方法如下：

(1)把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变为2字节序列(0x7D，0x5E)；
(2)若信息字段中出现一个0x7D的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合)，则把转义字符0x7D转变为2字节序列(0x7D，0x5D)；
(3)若信息字段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于0x20的字符)，则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。

逆过来就可以了，通过已知的 PPP 帧数据部分来做，看到 7D5E 直接变成 7E，看到 7D5D 直接变成7D。

6. 一个PPP帧的数据部分在同步传输中是 0001110111110111110110。问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

删除发送端加入的零比特后变成的比特串是，00011101111111111110。

这里顺便补充一下零比特的填充，零比特填充就是在一连 5 个 1 之后必须插一个 0，相反，删除发送端加入的零比特就是把一连 5 个 1 后面的0删除。

7. 有10个站连接到以太网上。试计算一下二种情况下每一个站所能得到的带宽。

（1）10个站都连接到一个 100Mb/s 以太网集线器；

（2）10个站都连接到一个 100Mb/s 以太网交换机。

（1）100 Mb/s / 10 = 10 Mb/s；

（2）10 * 100 Mb/s / 10 = 100 Mb/s。

以太网集线器独占传输媒体的带宽，以太网交换机和其他网络用户共享传输媒体的带宽。

8. 某单位分配到一个地址块 136.23.12.64 / 26。现在需要进一步划分为 4 个一样大的子网。试问:

   （1）每一个子网的网络前缀有多长？

   （2）每一个子网中有多少个地址？

   （3）每一个子网的地址、可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？

（1）可容纳子网数 = 2 ^ （借位数中 1 的个数）= 2 ^ 2 = 4，那么由此可推断出子网掩码中二进制中借了 2 位，但是题目要求基于 136.23.12.64 / 26 细分，那么我们要在 26 位的基础上加 2，11111111.11111111.11111111.11110000，子网的前缀即是，子网掩码二进制中1的个数，28。

（2）每个子网的地址中有4位留给主机用，因此共有16个地址。

（3）四个子网的地址块是：

第一个地址块136.23.12.64/28，可分配给主机使用的

   最小地址：136.23.12.01000001＝136.23.12.65/28

   最大地址：136.23.12.01001110＝136.23.12.78/28

第二个地址块136.23.12.80/28，可分配给主机使用的

   最小地址：136.23.12.01010001＝136.23.12.81/28

   最大地址：136.23.12.01011110＝136.23.12.94/28

第三个地址块136.23.12.96/28，可分配给主机使用的

   最小地址：136.23.12.01100001＝136.23.12.97/28

   最大地址：136.23.12.01101110＝136.23.12.110/28

第四个地址块136.23.12.112/28，可分配给主机使用的

   最小地址：136.23.12.01110001＝136.23.12.113/28

   最大地址：136.23.12.01111110＝136.23.12.126/28

   最大地址：136.23.12.01111110＝136.23.12.126/28