第一章概述

?基本概念

?計算機網(wǎng)絡的性能

?計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構

三種交換的比較

電路交換分組交換

報文報文報文分組分組分組

比特流直達終點

數(shù)據(jù)傳送I>飛

的特點出

存儲存儲存儲存儲

轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)

1-10試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共X(bit)。從源站到目

的站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d(s),數(shù)據(jù)率為b(b/s)。在電路交換時電

路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit),且各節(jié)點的排隊時間可忽略不計。

問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要?。?/p>

?電路交換總時延二連接時延+發(fā)送時延+傳播時延分組交換

?連接時延二建立時間=S

?發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度/數(shù)據(jù)率=x/b

?傳播時延二d*k

?總時延二s+x/b+d*k

?分組交換總時延二發(fā)送時延+傳播時延

?每個分組在一個站點的發(fā)送時延二分組長度/數(shù)據(jù)率二p/b

?發(fā)送n個分組的時延=(k-1)*p/b+x/p*p/b

?傳播時延二d*k

?總時延=(k-1)*p/b+x/b

?分組交換總時延〈電路交換總時延ABCD

?(k-l)*p/b+x/b<s+x/b+d*k

1-17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為

2*108m/so試計算一下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延(1)數(shù)據(jù)長度為

lCVbit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。(2)數(shù)據(jù)長度為lCPbit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為

lGb/So從以上計算結(jié)果可得出什么結(jié)論？

?(1)發(fā)送時延二107bit/(100*103b/s)=100s

?(2)發(fā)送時延=l()3bit/(lC)9b/s)=1微秒

?(1)與(2)的傳播時延相同，傳播時延=1000*103m/

(2*108m/s)=8ms

■結(jié)論：若數(shù)據(jù)長度大而發(fā)送速率低，則在總的時延中，發(fā)送時延

往往大于傳播時延。但若數(shù)據(jù)長度短而發(fā)送速率高，則傳播時延

是總時延中的主要成分。

1-18假設信號在媒體上的傳播速率為2.3*108m/s。媒體長度I分別為(1)

10cm(網(wǎng)卡)(2)100m(局域網(wǎng))(3)100km(城域網(wǎng))(4)

5000km(廣域網(wǎng))。試計算當數(shù)據(jù)率為IMb/s和10Gb/s時在以上媒體

中正在傳播的比特數(shù)。

?考核傳播時延帶寬積、帶寬、傳播時延等概念

?傳播時延帶寬積=傳播時延*數(shù)據(jù)率

?傳播時延二信道長度/電磁波在信道上的傳播速率

?網(wǎng)卡：

?IMb/s：0.1m/(2.3*108m/s)*1*106b/s=4.35*10-4b

?lOGb/s:0.1m/(2.3*108m/s)*10*109b/s=4.35b

?局域網(wǎng)：

?IMb/s：100m/(2.3*108m/s)*1*106b/s=0.435b

?lOGb/s:100m/(2.3*108m/s)*10*109b/s=4350b

?城域網(wǎng)：

?IMb/s：100*103m/(2.3*108m/s)*1*106b/s=4.35*102b

?lOGb/s:100*103m/(2.3*108m/s)*10*109b/s=4.35*106b

?廣域網(wǎng)

?IMb/s：5000*103m/(2.3*108m/s)*1*106b/s=2.17*104b

?lOGb/s:5000*103m/(2.3*108m/s)*10*109b/s=2.17*108b

2.帶寬(bandwidth)

?本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫(或千赫、

兆赫、吉赫等)。

?用在通信上可表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍。

■現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”

的同義語

?單位是“比特每秒"，或b/s(bit/s)。

常用的帶寬單位

?更常用的帶寬單位是

?千比每秒,即kb/s(103b/s)

?兆比每秒,即Mb/s(106b/s)

?吉比每秒，即Gb/s(109b/s)

?太比每秒,即Tb/s(1012b/s)

?請注意：在計算機界，K=210=1024

M=22。，G=23。,T=240o

4.時延(delay或latency)

?發(fā)送時延

?傳播時延

?處理時延

?排隊時延

4.時延（delay或latency）

?發(fā)送時延

?發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。

?也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比

特發(fā)送完畢所需的時間。

數(shù)據(jù)塊長度（比特）

發(fā)送時延=

信道帶寬（比特/秒）

時延(delay或latency)

?傳播時延

?電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。

?信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的

傳播速率是完全不同的概念。

信道長度（米）

傳播時延=

信號在信道上的傳播速率（米/秒）

時延(delay或latency)

?處理時延

?交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。

?排隊時延

?結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延

?排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量。

時延(delay或latency)

■數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延

總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延

■對于高速網(wǎng)絡鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的

發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。

■提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。

四種時延所產(chǎn)生的地方

從結(jié)點A向結(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)

4'V-HE.

結(jié)點A發(fā)送前結(jié)點B

5.時延帶寬積

時延帶寬積

（傳播）時延.

市1范

鏈路

時延帶寬積=傳播時延X帶寬

-鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路

長度。

1-19長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。在交

給網(wǎng)絡層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首

部和尾部共18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸效率是指發(fā)送的應用層數(shù)據(jù)

除以所發(fā)送的總數(shù)據(jù)(即應用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾部的額外開銷)。若應用層數(shù)

據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？

?應用層數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸效率

?=100/(100+20+20+18)=100/158

■應用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸效率

?=1000/(1000+20+20+18)=1000/1058

第二章物理層

?物理層基本概念及功能

?數(shù)據(jù)通信基礎知識

?奈氏準則

?香農(nóng)公式

?信道復用技術

2-6數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意

提高？香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？“比特/秒”和“碼

元/秒”有何區(qū)別？

?考核對香農(nóng)定理的理解

c=riog2(i+w)(b/s)

?數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率收到信噪比和帶寬的影響。

?理論上講，信噪比能任意提高，只要信號功率足夠大或者噪聲功率足夠??；

但在實際的系統(tǒng)中，由于收到系統(tǒng)發(fā)射功率的限制，信號功率不可能無窮大,

而對于系統(tǒng)來說，噪聲不可能無窮小，因此，信噪比不能任意提高。

?香農(nóng)公式的意義在于：

?只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無

差錯的傳輸。

?“比特/秒”和“碼元/秒”

?比特/秒是信息的傳輸速率，碼元/秒是碼元的傳輸速率

?“比特/秒”和“碼元/秒”在數(shù)量上有一定的關系。對于頻帶寬度已經(jīng)確定的信道，信

噪比不能再提高了，并且碼元的傳輸速率也達到了上限值，可以通過每個碼元攜帶更

多比特來提高信息的傳輸速率

(⑴)信道能夠通過的頻率范圍

?1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推導出了著名的奈氏

準則。

?給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串擾，碼元的

傳輸速率的上限值。

?在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜模駝t就會出

現(xiàn)碼間串擾的問題，使接收端對碼元的判決(即識別)成

為不可能。

?如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越

多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串擾。

奈氏（Nyquist）準則

?理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud,

?W是理想低通信道的帶寬，單位是赫茲（Hz）

?Baud（波特），是碼元傳輸速率的單位，1波特為每

秒傳送1個碼元。

?每赫茲帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率為每

秒2個碼元

?理想帶通信道的最高碼元傳輸速率=WBaud,

?W是理想帶通信道的帶寬，單位是赫茲（Hz）

?每赫茲帶寬的理想帶通信道的最高碼元傳輸速率為每

秒1個碼元

信道上的最高碼元傳輸速率

例：電話線路通常的帶寬是3100Hz(300?3400Hz),

理想帶寬為2400Hz。準則給

最高碼元傳輸速率=2400(Baud)

1率也稱

勺信息傳

電話線路的理想帶通信道

如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率?

?若碼元的電平級數(shù)為2(即1個碼元攜帶Ibit的信息量)

最高數(shù)據(jù)傳輸速率=最高碼元傳輸速率

A若碼元的信號電平分為H級：

理想帶通信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率=%log2P(bps)

例：對于電話線路，

A若碼元的電平級數(shù)為4(即1個碼元攜帶2bit的信息量)

2

最高數(shù)據(jù)傳輸速率=2400Hzxlog22=4800(bps)

》若碼元的電平級數(shù)為64(即1個碼元攜帶6bit的信息量)

6

最高數(shù)據(jù)傳輸速率=2400Hzxlog22=14.4(kbps)

》能無限提高嗎？

⑵信噪比

?香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受

限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的

信息傳輸速率。

■信道的極限信息傳輸速率C可表達為

(r,(P)

?c=IVIog2(l+S//V)b/s??/

(S/NKHOxlogoB/N)

?人為信道的帶寬(以Hz為單位)；???

?S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；???

?2為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

信噪比的單位：分貝(dB)

換算公式：10?logio(Sm)分貝(dB)

■若SW=10,則為10dB;

■若S/N=100,則為20dB;

■若S/?V=1000,貝”為30dB;

例：電話線路通常的帶寬是3.1kHz(300~

3400Hz),信噪比通常是2500(34dB)o

最大數(shù)據(jù)傳輸速率=ni0g2(l+SW)

=3100xlog2(l+2500)

=3100x11.3?35kbps

如果要提高數(shù)據(jù)傳輸速率，則必須增加線路的帶

寬或提高信噪比。

2-7假定某信道收奈氏準則限制的最高碼元速率為2000。碼元/秒。

如果采用振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那

么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率(b/s)?

?比特率=碼元速率*log2L

?數(shù)據(jù)率=20000*log216=80000(b/s)

奈氏(Nyquist)準則

理想低通信道的最高碼元傳輸速率=21/1/Baud

1/1/是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz)

能通過不能通過

0?頻率(Hz)

2W(Hz)

■每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率

是每秒2個碼元。

?Baud是波特，是碼元傳輸速率的單位，1波特

為每秒傳送1個碼元。

2-8假定要用3kHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)(無差

錯傳輸)，試問這個信道應具有多高的信噪比(分別用比

值和分貝來表示)，這個結(jié)果說明什么問題？

?香農(nóng)公式

?C-Wlog2(1+5/TV)(b/s)

?其中064000b/s,W=3000Hz帶入上面的式子

?德S/N=2**(64000/3000)-1

?用分貝表示為\Sg(S/N)=642分貝

2.2.4信道的極限信息傳輸速率

?香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有

高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速

率。

■信道的極限信息傳輸速率?？杀磉_為

?C:/log2(l+夕川b/s

?/為信道的帶寬(以Hz為單位)；

?S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；

?N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

香農(nóng)公式表明

?信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限

傳輸速率就越高。

?只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，

就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。

?若信道帶寬W或信噪比5//V沒有上限（當然實際信

道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率

C也就沒有上限。

?實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極

限傳輸速率低不少。

泊為香農(nóng)公式計算一下，假定信道帶寬為3iooHz,最大信息傳輸

熏2忠^/方1%若慳使最大信息傳輸速率增加60%,問信噪比

代詈那到口泡?之口果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增

大到10倍，問取大信息速率能否在增加20%?

?香農(nóng)公式「二Wlog2(1+5/N)(b/s)

?1、035000W=3100時信噪比35000二3100*log2(l+￡")計算

S/N01d

?2、將035000*1.6二56000,W=3100帶入香農(nóng)公式計算S/N

new

計算S/Nnew/S/N?！芳纯?/p>

?3、03100*log2(l+10*S/Nnew)

第三章數(shù)據(jù)鏈路層

?數(shù)據(jù)鏈路層概念及功能

?PPP協(xié)議

?CSMA/CD

?網(wǎng)橋工作原理

第三章作業(yè)

3-8要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110,采用CRC的生成多項式是

P(X”X3+1,試求應添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

?M=101110

?G=1001

?101110000/1001

3-9一個PPP數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)部分(用十六進制寫

出)是7D5EFE277D5D7D5D657D5E

?提示：特殊字符填充法

將0x7E轉(zhuǎn)換成(0x7D,0x5E),將0x7D轉(zhuǎn)變?yōu)?0x7D,0x5D)

7EFE277D7D657E

3.10PPP協(xié)議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100.

試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串，若接收端收到的PPP

幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110,問刪除發(fā)送端加

入的零比特后變成怎樣的比特串？

?1、每遇到5個連續(xù)的1,插入一個0

011011111011111000

?2、每掃描到5個連續(xù)的1,刪除后面跟隨的一個0

00011101111111111110

3-18試說明10BASE-T中的10、BASE和T所代

表的意思.

?10：表示數(shù)據(jù)率為10Mb/s

?BASE：電纜上的信號時基帶信號

?T：雙絞線

3-20假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)率為lGb/s。設信號在網(wǎng)絡

上的延播速率為200000km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。

?答：

?在CSMA/CD中，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時延不能小于端到端的往返傳播時延。

?單程端對端傳播時延為：1/2000000=5微秒

?端到端往返時延為：10微秒

?計算10微秒內(nèi)發(fā)送的比特數(shù)就是最短幀長

?10*10-6*(1*109)=10OOO(bit)

?媒體上正在傳播的比特數(shù)=5*10-6*iGb/s(bit)

3-24

?假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上，這兩個站點之

間的傳播時延為225比特時間?，F(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且

在A發(fā)送結(jié)束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)容許

的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞之前能否把自己的

數(shù)據(jù)發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測

到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和B所發(fā)送的幀發(fā)生

碰撞？

最短幀64字節(jié)，發(fā)送時還要加8字節(jié)前導符，共需發(fā)送（64+8）*8比特=576

t=0,開始發(fā)送；t=l,發(fā)出第一個比特；……

t=225,A發(fā)出的第一個比特到達B,

故B只有可能在225時刻之前發(fā)送數(shù)據(jù)

最壞情況為t=224時亥IJB發(fā)送數(shù)據(jù)，

t=225時，B的第一個比特和A的第一個比特碰撞，產(chǎn)生變形。

變形的比特信號需要再經(jīng)過224個比特時間（449比特）才能被A檢測到

?3-25在上題中站點A與B在t=0時同時發(fā)送數(shù)據(jù)，當t=225比特時間，A和B同時檢測到發(fā)生碰撞，并且在

t=225+48比特時間完成干擾信號發(fā)送，A和B隨機退避算法選擇的隨機數(shù)分別是rA=O和rB=l,請問A和B各在

什么時間開始重傳，A重傳的數(shù)據(jù)在什么時間到達B,A重傳的數(shù)據(jù)會不會和B重傳的數(shù)據(jù)再次碰撞？B會不

會在預定的重傳時間停止發(fā)送數(shù)據(jù)？

A。...

以太網(wǎng)規(guī)定了強化干擾48個比特時間,最小幀間間隔96比特時間

t=0,開始發(fā)送；t=0,開始發(fā)送；

t=225,檢測到?jīng)_突t=225,檢測到?jīng)_突

t=225+48=273,完成干擾信號發(fā)送t=225+48=273,完成干擾信號發(fā)送

rA=O故立亥I」開始執(zhí)行CSMA/CD算法rB=O故需延時一個競爭窗口即512

t=273+225=498,A檢測到空閑個比特時間再開始執(zhí)行CSMA/CD算

t=498+96=594,A開始傳輸法

t=594+225=819,A的信號到達Bt=273+512=785,B開始檢測信道

t=785+96=881,如果B在785至U

881時間內(nèi)檢測到信道空閑則B開始

發(fā)送數(shù)據(jù)

3-32與講義相同

B2的處理

發(fā)送的幀Bl的轉(zhuǎn)發(fā)表B2的轉(zhuǎn)發(fā)表Bl的處理

（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）

地址接口地址接口

轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表

A—EA1A1

轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表

C—BC2C1

寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表

D—CD2D2

寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)接收不到這個幀

B—AB1

3-32愛學習的網(wǎng)橋

逆向?qū)W習+擴散算法

站地址^坦

s①T

開始過濾了!

網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)表中

登記以下三個信息

?在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中寫入的信息除了地址和接口外，還有幀進入

該網(wǎng)橋的時間。

?這是因為以太網(wǎng)的拓撲可能經(jīng)常會發(fā)生變化，站點也可能會更

換適配器（這就改變了站點的地址）。另外，以太網(wǎng)上的工作

站并非總是接通電源的。

?把每個幀到達網(wǎng)橋的時間登記下來，就可以在轉(zhuǎn)發(fā)表中只保留

網(wǎng)絡拓撲的最新狀態(tài)信息。這樣就使得網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表能反映

當前網(wǎng)絡的最新拓撲狀態(tài)。

網(wǎng)橋的自學習和轉(zhuǎn)發(fā)幀

的步驟歸納

?網(wǎng)橋收到一幀后先進行自學習。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的源

地址有無相匹配的項目。如沒有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個項

目（源地址、進入的接口和時間）。如有，則把原有的項目

進行更新。

?轉(zhuǎn)發(fā)幀。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的目的地址有無相匹配的項

目。

?如沒有，則通過所有其他接口（但進入網(wǎng)橋的接口除外）進行轉(zhuǎn)發(fā)。

?如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。

?若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進入網(wǎng)橋的接口，則應丟棄這個幀

（因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉(zhuǎn)發(fā)）。

第四章網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層協(xié)議功能及概念

IP協(xié)議

劃分子網(wǎng)和構造超網(wǎng)

ICMP

路由選擇協(xié)議：RIP協(xié)議工作原理、OSPF

4-9?(1)子網(wǎng)掩碼代表什么意思？

-子網(wǎng)掩碼由一連串的1和一連串的0組成，1代表網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號，。代表主機號

-子網(wǎng)掩碼可以代表C類地址對應的子網(wǎng)掩碼默認值，也能表示A類和B類地

址的掩碼，前24位決定網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號，后8位決定主機號。

?(2)一網(wǎng)絡的現(xiàn)在掩碼為48,問該網(wǎng)絡能夠連接多少個主

機？

?111100,后三位是主機號，一共可以表示8個主機號，去掉全0(表示本

網(wǎng)絡的地址)和全1(表示本網(wǎng)絡的廣播地址)，該網(wǎng)絡能夠容納6個主機

?(3)一A類網(wǎng)絡和一B類網(wǎng)絡的子網(wǎng)號分別為16個1和8個1,問這兩個網(wǎng)絡

的子網(wǎng)掩碼有何不同？

-子網(wǎng)掩碼都是,但是子網(wǎng)數(shù)目不同。本題中的A類網(wǎng)絡子網(wǎng)數(shù)目為65534

個，B類網(wǎng)絡的子網(wǎng)數(shù)目是254個。

?(4)子網(wǎng)掩碼為(255.255.11110000.00000000)，每個子網(wǎng)

上的主機數(shù)目為2*12-2=4094

?(5)55對應的二進制是111111111111111100000000llllllllo

是有效的子網(wǎng)掩碼，但不是一個方便使用的解決辦法。

?(6)C22F1481,轉(zhuǎn)換成點分十進制形式表示,29,為C類地址。

IP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

A類地址0；

net-idhost-id

8位24位

B類地址10；

1

<------------net-id------------------->-=-------------host-id---------------->

16位

C類地址110：

1

net-idhost-id-]

24位8位

D類地址1110；多播地址

E類地址1111;保留為今后使用

4-20.設某路由器建立了如下路由表:

目的網(wǎng)絡子網(wǎng)掩碼下一跳

28接口m0

128.96.39,12828接口ml

255.255.255,128R2

192.4,153,092R3

*(默認)---R4

現(xiàn)共收到5個分組，其目的地址分別為：(1)0(2)2

(3)128.96.40,151(4)192.153.17(5)1924153.90,試分別計算其下一跳。

解題思路：用目的地址和子網(wǎng)掩碼相與，若結(jié)果出現(xiàn)在目的網(wǎng)絡中，則轉(zhuǎn)發(fā)

相應的下一站，若沒有出現(xiàn)在目的網(wǎng)絡中，則根據(jù)默認路由轉(zhuǎn)發(fā)到R4。

具體查找方法參見“路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法”。

答:(1)接口mO(2)R2(3)R4(4)R3(5)R4

路由聚合與最長前綴匹配

?一個CIDR地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合

常稱為路由聚合，它使得路由表中的一人項目可以表示

很多個(例如上千個)原來傳統(tǒng)分類地址的路由。

?使用CIDR時，路由表中的每個項目由“網(wǎng)絡前綴”和

“下一跳地址”組成。在查找路由表時可能會得到不止

一個匹配結(jié)果。

?摩當從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡前綴的路由：最長

前綴匹配

(longest-prefixmatching)o

?網(wǎng)絡前綴越長，其地址塊就越小，因而路由就越具體

(morespecific)。

?最長前綴匹配又稱為最長匹配或最佳匹配。

已知互聯(lián)網(wǎng)和路由器Ri中的路由表。主機也向為發(fā)

送分組。試討論也收到心

向力發(fā)送的分組后查找路由表的過程。

Ri的路由表（未給出默認路由器）

3目的網(wǎng)絡地址子網(wǎng)掩碼下一跳

接

子網(wǎng)：口O

Hi1

網(wǎng)絡地址

口

R2接

子網(wǎng)掩碼1

255.255.255.0

|0

-

子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址

301

子網(wǎng)掩碼

2

路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法

(1)從收到的分組的首部提取目的IP地址Do

(2)先用本網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼和。逐位相“與”，看是否

和相應的網(wǎng)絡地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。

否則就是間接交付，執(zhí)行(3)。

(3)若路由表中有目的地址為。的特定主機路由，則將

分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。

(4)對路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和。逐位相“與”，

若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡地址匹配(若有多個匹配

記錄選擇最長匹配項)，則將分組傳送給該行指明的

下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。

(5)若路由表中有一個默認路由，則將分組傳送給路由表

中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行(6)。

(6)報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。

4-21某單位分配到一個B類IP地址,其net-id為129.25000。該單位有4000

臺機器，分布在16個不同的地點。如選用子網(wǎng)掩碼為,試給

每一個地點分配一個子網(wǎng)摘碼號,并算出每個地點主機號碼的最小值和

最大宿。

?地點子網(wǎng)號(subnet-id)子網(wǎng)網(wǎng)絡號主機IP的最小值和最大值

根據(jù)題意可知：?1:00000001--54

?2：00000010--54

1、為B類地址?3：00000011--54

?4：00000100--54

2、子網(wǎng)掩碼為?5：00000101--54

?6：00000110--54

子網(wǎng)號8位，子網(wǎng)數(shù)遠大于16,任意分配16個?7：00000111—54

網(wǎng)絡號即可，右邊是其中的一種分配方案。?8：00001000—54

?9：00001001—54

3、4000臺機器分布在16個不同?10：00001010--54

的地點?11：00001011—54

?12：00001100--54

每個地點平均250臺機器?13：00001101--54

?14：00001110--54

?15：00001111--54

?16：00010000—54

4-22一個數(shù)據(jù)報長度為4000字節(jié)（固定首部長度）?，F(xiàn)在經(jīng)過一個網(wǎng)絡傳送，但

此網(wǎng)絡能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長度為1500字節(jié)。試問應當劃分為幾個短些的數(shù)據(jù)報

片？各數(shù)據(jù)報片的數(shù)據(jù)字段長度、片偏移字段和MF標志應為何數(shù)值？

?IP數(shù)據(jù)報固定首部長度為20字節(jié)

?已知：

?數(shù)據(jù)包長度4000字節(jié)

20字節(jié)是IP數(shù)據(jù)包固定首部長度，數(shù)據(jù)長度3980字節(jié)。

?網(wǎng)絡能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長度為1500字節(jié)

?去掉20字節(jié)IP數(shù)據(jù)包固定首部長度，數(shù)據(jù)長度為1480字節(jié)。

總長度（字節(jié)）數(shù)據(jù)長度（字節(jié)）MF片偏移

原始數(shù)據(jù)報4000398000

數(shù)據(jù)報片11500148010

數(shù)據(jù)報片2150014801185

數(shù)據(jù)報片3104010200370

4-26有如下的4個/24地址塊，試進行最大可能性的聚合。

212.56.132.0/24

212.56.133.0/24

212.56.134.0/24

212.56.135.0/24

找出給定地址塊共同的前綴即可。4個地址塊中具有共同的前兩部

分212.56,因此，將地址塊中不同的132、133、134、135轉(zhuǎn)換成

二進制，找出相同的前綴即可。

212.56.(10000100)2.0

212.56.(10000101)2.0

212.56.(10000110)2.0

212.56.(10000111)2.0

地址第三部分中前6位二進制相同，都是100001,因此，可以聚合成以下

地址塊：

/22

4-29一個自治系統(tǒng)有5個局域網(wǎng)，其連接圖如圖4-55所示。LAN2至LAN5上的主機數(shù)

分別為：91,150,分口15.該自治系統(tǒng)分配到的IP地址塊為30.138.118/23。試給出每

一個局域網(wǎng)的地址塊（包括前綴）。

?提示：分配網(wǎng)絡前綴時應先分配地址數(shù)較多的前綴，因此先分配

150,91,15,3,3（LAN1至少需要3個地址）

?提示：

?找出滿足各個局域網(wǎng)主機數(shù)

?150―160

?919128

?15玲32

?398

?3T8

參考答案（答案不唯一）：

LAN192/29

LAN2/25

LAN3/24

LAN400/29

LAN528/26

4-35已知地址塊中的一個地址是4/20。試求這個地址塊中的最小

地址和最大地址。地址掩碼是什么？地址塊中共有多少個地址？相當于多少

個C類地址？

?根據(jù)已知條件4/20計算出該地址所在的網(wǎng)絡號

?已知地址10001100011110000101010000011000

?已知掩碼11111111111111111111000000000000

?網(wǎng)絡號：10001100011110000101000000000000

?最小地址：10001100011110000101000000000000

?/20

?最大地址：10001100011110000101111111111111

?55/20

?該地址塊中地址數(shù)為212=4096

?相當于16個C類地址

?4-37某單位分配到一個地址塊4/26?，F(xiàn)在需要進一步劃分

為4個一樣大的子網(wǎng)。試問：

(1)每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡前綴有多長？

28位

(2)每個子網(wǎng)中有多少個地址？

16個

(3)每一個子網(wǎng)的地址塊是什么？

4/28>0/28>6/28>12/28

(4)每一個子網(wǎng)可分配給主機使用的最小地址和最大地址是什么？

5/28~8/28

1/28~4/28

7/28~10/28

13/28~26/28

與書后4-26題相似。

4-41假定網(wǎng)絡中的路由器B的路由表有如下的項目（這三列分別表示“目的網(wǎng)絡〃、“距禺〃

和〃下一跳路由器〃）

N17A

N22B

N68F

N84E

N94F

現(xiàn)在B收到從C發(fā)來的路由信息（這兩列分別表示“目的網(wǎng)絡〃〃距離〃）：

N24

N38

N64

N83

N95

試求出路由器B更新后的路由表（詳細說明每一個步驟）。

為

后

變

改

息

F:不

信

無n-f

N17A新

，

新

不

更

進

添

N22B目

來

加

項

的

新

距

跳

N39c下

，

新

更

離

短

更

的

同

不

N65c一

距

跳

’

下,

變

改

不

樣

離

一

的

同

E不

N84二

‘,

距

跳

下

變

改

不

大

更

離

的

同

N94F不

‘,

4-42假定網(wǎng)絡中的路由器A的路由表有如下的項目（格式同上題）：

N14B

N22C

N31F

N45G

現(xiàn)將A收到從C發(fā)來的路由信息（格式同上題）：

N12

N21

N33

N47

試求出路由器A更新后的路由表（詳細說明每一個步驟）。

路由器A更新后的路由表如下：_

N13C不同的下一跳，距離更短，更新

N22C相同的下一跳，更新

N31F不同的下一跳，距離更大，不改變

N45G不同的下一跳，距離更大，不改變

2.距離向量算法

收到相鄰路由器(其地址為X)的一個RIP報文:

(1)先修改此RIP報文中的所有項目：把“下一跳”字段中的地址

都改為X,并把所有的“距離”字段的值加1。(目的網(wǎng)絡N,距

離d,下一跳路由器X)

(2)對修改后的RIP報文中的每一個項目，重復以下步驟：

若項目中的目的網(wǎng)絡N不在路由表中，則把該項目加到路由表中。

否則

若下一跳字段給出的路由器地址是X,則把收到的項目替換原

路由表中的項目。

否則

若收到項目中的距離d小于路由表中的距離，則進行更新，

否則，什么也不做。

(3)若3分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此相鄰路

由器記為不可達路由器，即將距離置為16(距離為16表示不可

達)。

(4)返回。

第五章運輸層

?運輸層概念及功能

?UDP協(xié)議

?TCP協(xié)議

?可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

?TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)

?流量控制

?連接管理

5-13一個UDP用戶數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)字段為8192字節(jié)，要使用以太網(wǎng)來

傳送，試問應當劃分為幾個數(shù)據(jù)報片？說明每一個數(shù)據(jù)報片的數(shù)據(jù)

字段長度和片偏移字段的值。

?UDP用戶數(shù)據(jù)報長度=8192+8=8200字節(jié)；

?以太網(wǎng)數(shù)據(jù)字段最大長度為1500字節(jié)，IP數(shù)據(jù)報首部為固定長度

20字節(jié)，則IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分最多為1480字節(jié)，8200字節(jié)

二5義1480字節(jié)+800字節(jié)，則：

?劃分的數(shù)據(jù)報片為6個；

?各IP數(shù)據(jù)報字段長度為：前5個為1480字節(jié)，第6個為800字節(jié)；

?片偏移字段的值為各數(shù)據(jù)報片偏移字節(jié)/8字節(jié)，

?為：0,1480/8,2960/8,4440/8,5920/8和7400/8,即為0,185,370,555,740和925。

5-14—UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部十六進制表示是：0632004500ICE217.

試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。這個用戶

數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務器程序是

什么？

解：

0632是源端口，端口號為1586；

0045是目的端口，目的端口為69；

001C是UDP報文的總長度，總長度28字節(jié)；去掉UDP頭8字節(jié)，數(shù)據(jù)部

分長度20字節(jié)。

E217是校驗和字段。

此UDP用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)給服務器（因為目的端口號＜1023,是熟

知端口）、服務器程序是TFTP。

5.2.2UDP用戶數(shù)據(jù)報的

首部格式

字節(jié)44112

源IP地址目的IP地址017UDP長度

/122222

;偽首部源端口目的端口長度檢驗和

UDP用戶數(shù)據(jù)報首部數(shù)據(jù)

發(fā)送在前

首部數(shù)v＞據(jù)

IP數(shù)據(jù)報

用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部

字段。首部字段有8個字節(jié)，由4個字段組成,

每個字段都是兩個字節(jié)。

44112

源IP地址目的IP地址017UDP長度

字節(jié)122222

|源端口目的端口長度檢驗和|

UDP用戶數(shù)據(jù)報首部數(shù)據(jù)

發(fā)送在前

首部3

IP數(shù)據(jù)報

5—22主機A向主機B發(fā)送一個很長的文件，其長度為L字節(jié)。假定TCP使用的MSS有1460

字節(jié)。（1）在TCP的序號不重復使用的條件下，L的最大值是多少？（2）假定使用上

面計算出文件長度，而運輸層、網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層所使用的首部開銷共66字節(jié)，鏈

路的數(shù)據(jù)率為10Mb/s,試求這個文件所需的最短發(fā)送時間。

■TCP報文首部中序號占4字節(jié)，序號范圍是0~232-1,共232個序號。若

TCP的序號不重復使用，則L最多可以分成232個報文段。TCP連接建

立是需要消耗一個序號，因此L的最大值是232；。

?（1）的最大值是232-l=4GB,G=23。.

?（2）滿載分片數(shù)Q={Lmax/MSS}=2941758

發(fā)送的總報文數(shù)

N=Q*（MSS+66）+{（Lmax-Q*MSS）+66}

=4489122708+682

=4489123390總字節(jié)數(shù)是N=4489123390字節(jié)，發(fā)送4489123390字節(jié)需時間

為：N*8/（10*106）=3591.3秒,即59.85分,約1小時。

中的每一個字節(jié)都編上一個序號。序號字段的值則指

的是本報文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。

MSS是TCP報文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長度。

數(shù)據(jù)字段加上TCP首部

才等于整個的TCP報文段。

|個項(長度可變|填充

選項字段——長度可變。TCP只規(guī)定了一種選項，

即最大報文段長度MSS(MaximumSegmentSize)。

MSS告訴對方TCP：“我的緩存所能接收的報文段

的數(shù)據(jù)字段的最大長度是MSS個字節(jié)?！?/p>

5-23主機A向主機B連續(xù)發(fā)送了兩個TCP報文段，其序號分別為70和100。試問：

（1）第一個報文段攜帶了多少個字節(jié)的數(shù)據(jù)？

第一個報文段的數(shù)據(jù)序號是70到99,共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。

（2）主機B收到第一個報文段后發(fā)回的確認中的確認號應當是多少？

100,確認號是期望收到對方的下一個報文段的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號

（3）如果主機B收到第二個報文段后發(fā)回的確認中的確認號是180,試問A發(fā)送的

第二個報文段中的數(shù)據(jù)有多少字節(jié)？

第二個報文段的數(shù)據(jù)序號是100到09,共80字節(jié)的數(shù)據(jù)。由于確認號是180,表示到第179號為止的數(shù)

據(jù)都已經(jīng)收到。

（4）如果A發(fā)送的第一個報文段丟失了，但第二個報文段到達了B。B在第二個報

文段到達后向A發(fā)送確認。試問這個確認號應為多少？

確認號應該為70。因為沒有收到A發(fā)送的第一個報文段，因此此時收到的報文段的最后一個序號為69。

中的每一個字節(jié)都編上一個序號。序號字段的值則指

的是本報文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。

比特08162431

IIIII

源端口目的端口

序號

20

字節(jié)

TCF確認號固定

首音首部

數(shù)據(jù)UPS

保留RSY窗口

偏移GHN

檢驗和緊急指針

選項（長度可變填充

確認號字段——占4字節(jié)，是期望收到對方的下