计算机网络常考大题

运输层的主要功能

运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。

运输层还要对收到的报文进行差错检测。

运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP

传输控制协议 TCP 概述

TCP 是面向连接的运输层协议。

每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint)，每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。

TCP 提供可靠交付的服务。

TCP 提供全双工通信。面向字节流

运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放

TCP3次建立连接的说明

主机甲向主机乙发送一个(SYN=1,seq=11220)的TCP段，期望与主机乙建立TCP连接，若主机乙接受该连接请求，则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是()

在TCP协议中，建立连接的过程通常被称为"三次握手"（Three-Way Handshake）。其具体过程如下：

第一次握手：客户端（主机甲）向服务器（主机乙）发送一个SYN段，表示请求建立连接。SYN位被置为1，同时选择一个初始序列号seq。

第二次握手：服务器（主机乙）收到SYN段后，回复一个SYN-ACK段。该段中SYN位和ACK位均被置为1，同时提供一个新的序列号seq，并且确认号ack等于客户端初始序列号加1。

第三次握手：客户端（主机甲）收到SYN-ACK段后，再发送一个ACK段，其中ACK位被置为1，确认号ack等于服务器序列号加1，序列号seq则由客户端生成一个新的。

根据题目描述，主机甲向主机乙发送一个SYN段（SYN=1，seq=11220），主机乙需要进行第二次握手回复。我们需要选择一个符合第二次握手规则的TCP段：

SYN位必须为1

ACK位必须为1

seq值应由服务器生成，与第一次握手无关

ack值应为第一次握手中的seq值加1，即11220 + 1 = 11221

子网掩码的计算

某主机的IP地址为180.80.77.55，子网掩码为255.255.252.0。若该主机向其所在子网发送广播分组，则目的地址可以是()。

A、180.80.76.0

B、180.80.76.255

C、180.80.77.255

D、180.80.79.255

计算广播地址需要以下步骤：

确定子网范围：根据主机的IP地址和子网掩码，计算出子网地址和广播地址。
子网地址计算：将子网掩码与IP地址按位与运算，得到子网地址。
广播地址计算：将子网地址的主机部分全部置为1，得到广播地址。

具体到本题：

IP地址：180.80.77.55
子网掩码：255.255.252.0

首先，将子网掩码转换为二进制形式：

255.255.252.0 = 11111111.11111111.11111100.00000000

子网掩码的前22位为1，后10位为0。因此，子网地址的前22位固定，后10位可以变化。

子网地址：

因此，子网地址为180.80.76.0。

- 将IP地址与子网掩码按位与运算：

- - 180.80.77.55（十进制） = 10110100.01010000.01001111.00111011（二进制）
  - 11111111.11111111.11111100.00000000（子网掩码）
  - 结果：10110100.01010000.01001100.00000000，即180.80.76.0

广播地址：

- 将子网地址的主机部分（后10位）全部置为1：

- - 10110100.01010000.01001100.11111111，即180.80.79.255

因此，广播地址为180.80.79.255。

故答案为: D

327/416:单选]327、与10.110.12.29 mask 255.255.255.224属于同一网段的主机IP地址是[ ]

A. 10.110.12.34

B. 10.110.12.30

C. 10.110.12.61

D. 10.110.12.32

链路利用率

设用户A与用户B之间通信链路的传播延迟为270ms,数据速率是128kb/s,帧长8000bit,若采用停等流控协议通信,则最大链路利用率为()

A、0.231

B、0.188

C、0.104

D、0.116

C、0.104

在本题中，我们需要计算用户A与用户B之间通信链路的最大链路利用率。题目给出了传播延迟、数据速率和帧长，我们需要采用停等流控协议来计算。

停等流控协议是一种基本的流量控制协议，发送方在发送一帧数据后，必须等待接收方的确认才能发送下一帧数据。这意味着在任何时候只允许一帧数据在传输链路上。

链路利用率定义为链路被成功发送数据的时间与总时间的比率。其计算公式为：

我们需要将帧长（数据帧长度）、数据速率和传播延迟代入公式进行计算。首先，进行单位转换，确保所有数据单位一致。题目中给出的帧长是8000bit，数据速率是128kb/s，传播延迟是270ms。

数据速率转换 ：
128kb/s=128000bit/s
计算发送一帧所需时间 ：
发送时间=数据速率帧长=128000bit/s8000bit=0.0625s
计算总时间 ：
总时间=发送时间+2×传播延迟=0.0625s+2×0.27s=0.0625s+0.54s=0.6025s
计算链路利用率：

帧发送流程

先听后发

边听边发

冲突停发

强化冲突

随机重发

计算

传输时间

在下图所示的采用存储-转发"方式分组的交换网络中,所有链路[1]的数据传输[2]速度为100mbps,分组大小为1000B,其中分组头大小 20B,若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件,则在不考虑分组拆装时间与传播延迟的情况下,从 H1发送到H2 接收完为止,需要的时间至少是

在一根有传播延迟为5 ms 的4Mbps链路[1]上发送2000字节的消息，此消息从发送到传播至目的地的延迟共有多少？

【延迟时间=传播延时+发送时间】

主机A要向主机B发送一个长度为300KB的报文，发送速率为10Mbps，传输路径上要经过8个路由器，连接路由器的链路[2]长度为100km，信号在链路上的传播速度为2*10的八次方m/s。每个路由器的排队等待延时为1ms。路由器发送速率也为10Mbps。忽略：主机接入到路由器的链路长度，路由器排队等待延时与数据长度无关，并假设信号在链路上传输没有出现差错和拥塞。请计算：（1）采用报文交换[3]方法，报文头长度为60B，报文从主机A到主机B需要多长时间？

【传播时间=发送时间+路由器发送时间+路由器的排队等带时间】

发送时间 = (300*1024+60) / 10 * 10^6
路由器发送时间 = (100 * 1000) / 2*10^8 * 7
路由器排队等待时间 = 8

若一物理媒体能达到的位传输速率为64Kbps，采用脉码调制方法对模拟信号进行编码，每次采样使用256个量化级进行量化，秒钟采样的次数是()

传输速率--香农

一个传输数字信号的模拟信道的信号功率是0.62W，噪声功率是0.02W, 频率范围为3.5~3.9MHz, 该信道的最高数据传输速率是?

信噪比： S/N = 0.62 / 0.02 = 31
带宽评率： W = 3.9-3.5 = 0.4
香农公式：带入即可

如果带宽为4kHz，信噪比为30db、20db，则该信道的极限信息传输速率为:

C = B log2(1+ S/N )

传输效率

长度为8B与536B的应用层数据通过传输层时加上了20B的TCP 报头，通过网络层时加上60B的IP分组头，通过数据链路层时加上了18B的 Ethernet帧头和帧尾。分别计算两种情况下的数据传输效率。

本层的传输效率=上层传送下来的数据/本层向下层传送的数据

数据专输效率=应用层数据总量/最底层发送数据总量。

8 / (8+20+60+18) * 100*

CRC循环校验码

设某一循环码，其生成多项式为G(X)=X⁴+X²+1,试求出信息序列110101的循环校验码CRC (要求写出计算步骤) 。

余数：1000---》加上去就是  1101011000

最大链路利用率

使用停等流控协议 ，最大链路利用率的计算公式E = 1 / (2a+1)

滑动窗口协议，最大链路利用率的计算公式是E=W / (2a+1)，

a 的值 = 数据速率 x 传播延迟 / 帧长

设用户A与用户B之间通信链路的传播延迟为270ms，数据速率是128Kb/s, 帧长为8000 bit, 若采用滑动窗口协议通信，发送窗口为1，则最大链路利用率可以达到 ( )

a = 270 x 128 / 8000  = 4320ms---4.32s---1s=1000ms

两台主机之间的数据链路层采用后退 N 帧协议(GBN)传输数据数据传输速率为 16kbps，单向传播时延为270ms，数据帧长度范国是128~512 字节，接收方总是以与数据帧等长的进行确认。为使信道利用率达到最高，帧序号的比特数至少为()

发送一个帧需要的时间：128B/16Kbps = 64ms
发送周期：2*64+270*2 = 668
数据帧的个数： 668 / 64 =10.4
由于帧数必须是整数，我们需要向上取整，即至少需要发送11帧
发送窗口至少为11，我们需要足够的比特数来表示这些帧的序号。最小的2的幂次方大于或等于11的是16（即
因此至少需要4比特来编号这些帧。

CSMA/CD

假设一个采用CSMA/CD协议的100Mbps局域网，最小帧长是128B则在一个冲突域内两个站点之间的单向传播延时最多是

T = 128 x 8b / 100Mbps = 10.24us 
单向传播： 10.24 / 2 = 5.12

若HUB再生比特流过程中，会产生1.535μs延时，信号传播速度为200m/μs,不考虑以太网的前导码，则H3和H4之间理论上可以相距的最远距离是 ( )。规定真用期512比特的时间，采用的是100Base-T 传输速率100M b/s

以太网帧用期 512 / 100 * 1000 = 5.12us
5.12/2 -1.535 = 1.025us
200m/us x 1.025 = 205m

9分)某局域网[1]采用CSMA/CD协议实现介质访问控制[2],数据传输率[3]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。请回答下列问题,要求说明理由或写出计算过程。

(1)若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突,则从开始发送数据时刻起,到两台主机均检测到冲突时刻止,最短需经过多长时间?最长需经过多长时间?

(2)若网络不存在任何冲突与差错,主机甲总是以标准的最长以太网[4]数据帧(1518字节)向主机乙发送数据,主机乙每成功收到一个数据帧后立即向主机甲发送一个64字节的确认帧,主机甲收到确认帧后方可发送下一个数据帧,此时主机甲的有效数据传输[5]速率是多少?(不考虑以太网帧的前导码)

解：
(1)
当甲乙两台主机同时向对方发送数据时，两台主机均检测到冲突的时间最短：Tmin=(1km/20000km/s)×2=10μsᵣ；
当一台主机发送的数据就要到达另一台主机时，另一台主机才发送数据，两台主机均检测到冲突的时间最长：Tmin=(2km/200000km/s)×2=20μs
(2
有效数据传输速率=发送的有效数据/发送有效数据所用的总时间。
发送的有效数据：l500B=1500×8bit=12000bit;
发送l518B的发送时间:l518×8/10Mbps=1214.4μs；
数据帧的传播时间：2km/200000km/s=10μs；
确认帧的发送时间:64×8/10Mbps=51.2μs;
确认帧的传播时间:2km/200000km/s=10μs；
发送l518B所用的总时间为: 1214.4μs+10μs+10μs+51.2μs=1285.6μs主机甲的有效数据传输率为
l2000bit/1285.6μs=9.33Mbps

ack

源TCP在其发送缓冲器中放置了6个数据段，共2100字节，序号从0开始。接收TCP将其接收缓冲器(窗口)的大小设置为1500字节。

段1段2段3段4段5段6

05008001100130017002100

(1) 接收缓冲器可容纳段1~段4。

(2) 这些段将使用接收缓冲器1300个字节。

(3) 现在,源TCP发送段1并接收到ACK号为500的确认,则接收方在该ACK500段中发送的接收窗口大小是1000个字节。

(4)源TCP继续发送段2并接收到ACK号为800的确认，则接收方在该ACK800段中发送的接收窗口大小是_700个字节。

(5) 在接收到ACK800后，源结点发送的下一个段的序列号是800。

(6) 源结点未收到预期的ACK1100段，这时，源结点并未为等待该ACK段而停止传输，而是发送段4。在发送完段4后，源结点将()(A、继续发送段5；B、停止发送，等待ACK1100段。)。

解析：
（1） 接收缓冲器可容纳段 1 ~段 4 。
（2） 这些段将使用接收缓冲器 1300 个字节。
（3） 现在,源TCP发送段1并接收到ACK号为500的确认,则接收方在该ACK500段中发送的接收窗口大小是 1000 个字节。
（4） 源TCP继续发送段2并接收到ACK号为800的确认,则接收方在该ACK800段中发送的接收窗口大小是 700 个字节。
（5） 在接收到ACK800后,源结点发送的下一个段的序列号是 800 。
（6） 源结点未收到预期的ACK1100段,这时,源结点并未为等待该ACK段而停止传输,而是发送段4。在发送完段4后,源结点将( )(A、继续发送段5;B、停止发送,等待ACK1100段。)。
（7） 若源结点收到了接收方对段4的确认,则说明( )( A. 接收方尚未收到段3,需要源结点重传段3;B. 接收方已经全部收到了段1至段4的数据,期望源结点发送段5。)。
（8） 假设接收方已经全部收到了段1至段4的数据,并将段1成功上交给了其上层的应用程序,则接收方发送的确认序号是 1300 ,设置的接收窗口大小是 700 个字节。B

捎带确认：

- 捎带确认是指在发送数据的同时，将确认信息包含在数据包中发送给对方

累计确认：

- 累计确认是指接收方对发送方发送的所有数据包进行确认，但只对最后一个连续接收到的数据包发送确认信息。

DNS的解析过程

(1) 浏览器分析超链指向页面的 URL。

(2) 浏览器向 DNS 请求解析 www.tsinghua.edu.cn 的 IP 地址。

(3) 域名系统 DNS 解析出清华大学服务器的 IP 地址。

(4) 浏览器与服务器建立 TCP 连接

(5) 浏览器发出取文件命令： GET /chn/yxsz/index.htm。

(6) 服务器给出响应，把文件 index.htm 发给浏览器。

(7) TCP 连接释放。

(8) 浏览器显示"清华大学院系设置"文件 index.htm 中的所有文本。