今天考专四，环境都蛮好的，试卷也很新，老师人也不错，明年再来。
又到期末考试咯，大家复习没有？还没复习啊？还不复？？？？
目录
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？
1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2.3*10^8m/s。媒体长度分别为：
1-32 以1Gbit/s的速率发送数据。试问在以距离或时间为横坐标时，一个比特的宽度分别是多少？
2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（bit/s）
香农公式：C = W log2(1+S/N) (bits/s)
2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？
2-15 码会多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
2-16 共有四个站进行码会多址CDMA通信，四个站的码片序列为：
现收到这样的码片序列：（ -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1还是0？
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点？
3-04 数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？
3-08 要发送的数据为101110.采用CRC的生成多项式是P(X) = X^3 +1。试求应添加在数据后面的余数
3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E.试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
4-02 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有何共同的问题要解决？
4-29 下面前缀和哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252都匹配，请说明理由。
4-33 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个一样的子网。试问：
（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？
4-37 假定网络中的路由器的路由表有以下项目（这三列分别表示“目的网络”“距离”“下一跳路由器”）：
现在B收到C发来的路由器信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）
5-03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是无连接的？
5-04 试画图解释应用层的复用。画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接又复用到ip数据报上。
5-29 在使用TCP传送数据时，如果有一个确认报文段丢失了，也不一定会引起与该确认报文段对应的数据的重传。试说明理由
5-30 设TCP使用的最大窗口为65535字节，而传输信道不产生差错，带宽也不受限制。若报文段的平均往返时间为20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少？
第一章
1-02 试简述分组交换的要点
分组交换最主要的特点就是采取存储转发技术。我们把要发送的数据块称作报文，先将报文分成等长的数据段，然后在首部加上目的地址和源地址。路由器先暂时存储再根据目的地址和源地址对报文进行分组转发，到目的地进行合并。
互联网的核心是由许多网络和很多使其互连的路由器组成的，主机处在互联网的边缘部分，可以为用户进行信息处理，也可以通过网络与其他主机进行信息交换。路由器收到一个分组，先暂时存储一下，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组一步一步按存储转发的方式，把分组交换给最终的目的主机
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？
按网络的作用范围进行划分
（1）广域网：远程、高速、是internet的核心网
（2）城域网：城市范围、链接多个局域网
（3）局域网：校园、企业、机关、社区
（4）个人区域网：个人电子设备
按网络的使用者进行分类
（1）公用网：面向公共运营
（2）专用网：面向特定机构
1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2.3*10^8m/s。媒体长度分别为：
（1）10cm（网络接口卡）
（2）100m（局域网）
（3）100km（城域网）
（4）5000km（广域网）
现在连续传输数据，数据率分别为1Mbit/s 和 10 Gbit/s.试计算每一种情况下在媒体中的比特数（提示：媒体中的比特数实际上无法使用仪表测量，本题是假想，媒体中的比特数取决于媒体的长度和数据率）
做本道题需要的预备知识：
比特数 = 数据率 * 传播时延
传播时延 = 传播长度 / 传播速率
比特数 = 数据率 * （传播长度/传播速度）
K,M,G有两种表达方式：
在计算机领域中，描述数据量大小，单位一般是比特或字节
1K = 2^10 1M = 2^20 1G = 2^30
在数据通信领域中，描述数据率或者带宽，单位一般是比特每秒
1K = 10^3 1M = 10^6 1G = 10^9
（1）传播长度：0.1m
传播长度/传播速率=0.1/2.3*10^8
传播时延*数据率=（0.1/2.3*10^8）*10^6=0.04347826
（2）传播长度：100m
传播长度/传播速度 = 100/2.3*10^8
传播时延*数据率=（100/2.3*10^8）*10^6=0.4347826
（3）传播长度：100000m
传播长度/传播速度 = 100000/2.3*10^8
传播时延*数据率=（100000/2.3*10^8）*10^6=434.7826
（3）传播长度：5000000m
传播长度/传播速度 = 5000000/2.3*10^8
传播时延*数据率=（5000000/2.3*10^8）*10*10^9=217391304.347826
1-29 有一个点对点链路，长度为50km。若数据在此链路上的传播速率为2*10^8m/s,试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大？如果发送的是512字节长的分组，结果又应如何？
传播时间 = 信道长度/传播速度
传播时延 = 5*10^4 / 2*10^8 = 2.5*10^-4(s)
发送时延 = 数据大小 / 发送速率
因为要使传播时延与发送时延相等，发送率咱们不知道，设为v
所以发送时延 = 数据大小 / v = 2.5*10^-4(s)
这里题目已知是100字节和512字节，先换算成bits
100字节 = 100 * 8 bits/byte = 800 bits (因为每个字节有8位)
512字节 = 512 * 8 bits/byte = 4096 bits
当发送的是100字节的分组时:800 bits / v = 2.5*10^-4(s)
v = 3.2 * 10^6 bit/s
当发送的是512字节的分组时:4096 bits / v = 2.5*10^-4(s)
v = 1.6384*10^7 bit/s
1-32 以1Gbit/s的速率发送数据。试问在以距离或时间为横坐标时，一个比特的宽度分别是多少？
在以距离为横坐标的图上，一个比特的宽度是20cm
时间：1bit / 1Gbits =10^-9
光纤中的传播速度 = 2*10^8
宽度 两者相乘 = 0.2m在以时间为横坐标的图上，一个比特的宽度是1ns
一个比特的宽度 = 1 / 速率 = 1 / 1Gbit/s = 1ns
第二章
2-02 规程和协议有什么区别？
规程仅用于物理层，在别的层不用“规程”用“协议”
2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（bit/s）
用二进制数字表示这16个不同等级的振幅，需要使用4个二进制数字，即0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,
1111。用一个码元表示4个比特。因此，当码元速率为20000码元／秒时，我们得到的数据率就是4倍的码元速率，即80000 bit / s 。
2-09 用香农公式算一下，假定信道带宽为3100HZ，最大信息传输速率为35kbit/s，那么若想使信息最大传输速率增加60%，问信噪比S/N应增大到多少倍 ？如果刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？
香农公式：C = W log2(1+S/N) (bits/s)
根据香农公式：最大信息传输速率 = 带宽 x lg(1 + S/N)，将已知条件代入得到35kbit/s = 3000Hz x lg(1 + S)
解出 S/N 为S/N = 10^(35kbit/s /3000Hz x lg2 - 1 ≈ 34.5
要使大信息传送速率增加60%，即变为 56kbit/s，带宽不变，代入香农公式得：
56kbit/s = 3000Hz x lg(1 + (34.5 x n))
其中n为 S/N 倍数增加的倍数。整理得到：
n = ((10^(56kbit/s / (3000Hz x lg2)) - 1) / 34.5) - 1 ≈ 0.61
因此，信噪比 S/N 应增加到原来的 0.61 倍，也就是约为 1.61 倍。
2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？
为了有限的利用信道的通信资源，提高通信效率和容量，需要使用信道复用技术。
常用的信道复用技术：
1.时分复用（TDM）：将时间划分成若干个时隙，不同的信号在不同的时隙中传输，如电话系统中的数字化交换机。
2.频分复用（FDM）：将频率划分成若干个频带，不同的信号在不同的频带中传输，如广播电视系统。
3.码分复用（CDM）：采用不同的扩频码将不同的信号进行编码，使它们在同一频带上传输，如CDMA系统。
4.波分复用（WDM）：利用不同的波长将不同的信号分离，使它们在同一光纤上传输，如光通信系统。
2-15 码会多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
码分多址CDMA是一种利用码片进行用户信号复用的通信方式，其可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰。这是因为每个用户的信号都会被用不同的码片进行覆盖，不同的码片之间相互正交且具有良好的自相关性，这样就能够使得不同用户的信号在同一时间以相同频带进行通信而不会互相干扰。
码分多址CDMA的优点是可以实现高频带利用效率、抗干扰能力强、容量大等特点。缺点是需要较高的技术要求，且建设和维护成本较高。
2-16 共有四个站进行码会多址CDMA通信，四个站的码片序列为：
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：（ -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1还是0？
这是一个简单的CDMA信号解调问题。我们可以将接收到的码片序列与每个站的码片序列进行点乘，再将点乘结果相加得到接收到的数据。具体过程如下：
A：（ -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1 ）与（ -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1 ）点乘，得到结果：-1-1+3+1-1+3+1+1=6
B：（ -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 ）与（ -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1 ）点乘，得到结果：-1-1-3-1-1-3+1-1=-10
C：（ -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 ）与（ -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1 ）点乘，得到结果：-1+1+3+1-1-3-1-1=-2
D：（ -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1 ）与（ -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1 ）点乘，得到结果：-1+1+3-1+1+3-1-1=4
将四个点乘结果相加，得到6-10-2+4=-2。由于接收到的数据为 -3，因此可以得出发送数据的站为 B，其发送的数据为 0。
第三章
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点？
数据链路层中的链路控制包括以下功能：
帧定界： 将数据分割成帧，并在帧之间添加起始和结束标记，以便接收方正确识别帧的边界。
透明传输：无论什么样的比特组合的数据，都能按照原样没有差错地通过这个数据链路层
差错检测：使用CRC（循环冗余校验）等技术，检测数据在传输过程中是否发生了错误。
将数据链路层做成可靠的链路层有以下优点和缺点：优点：
1 可靠性：可靠的链路层可以确保数据在传输过程中不会丢失或损坏，提高了数据传输的可靠性。
2. 差错检测：可靠的链路层可以及时检测并纠正传输过程中的差错，确保数据的完整性和准确性。缺点：
1 开销增加：实现可靠的链路层需要额外的开销，包括差错检测、纠正和流量控制等机制，增加了传输延迟和带宽占用。
2 复杂性增加：可靠的链路层需要实现复杂的协议和算法，增加了系统设计和维护的复杂性。
3 传输效率降低：由于需要进行差错检测、纠正和流量控制等操作，可靠的链路层会降低传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？
网络适配器能够对数据的串行和并行传输进行转换，并且能够对缓存数据进行出来，实现以太网协议，同时能够实现帧的传送和接受，对帧进行封闭等。
网络适配器工作在物理层和数据链路层
3-04 数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？
因为数据链路层是网络中最底层的层，直接面对物理层，需要负责将网络层传来的数据转换成信号，并通过物理介质传输。在这个过程中，不可避免地会遇到一些问题，如信号干扰、传输错误等。为了保证数据的正确传输，在数据链路层必须加以解决封装成帧、透明传输和差错检测等三个基本问题。只有这样数据才能正确、高效地在网络中传输。
3-08 要发送的数据为101110.采用CRC的生成多项式是P(X) = X^3 +1。试求应添加在数据后面的余数
因为P(x)=x^3+1，x3对应1000，1对应1，所以除数为1001。
除数有4位，所以n=4-1=3，所以被除数后面需要补3个0，即被除数为101110000。余数“011”
3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E.试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
当PPP使用异步传输时
把信息字段中出现的的每一个0x7E（帧定界符）字节转变为2字节序列（0x7D，0x5E）
若出现一个0x7D的字节则把0x7D转变为两个字节序（0x7D，ox5D）
若信息中出现ASCII码的控制字符（即数值小于0x20的字符）则在该字符前要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。例如 0x03就要把它转变为2字节序列（0x7D，0x23）
所以最后答案
7E FE 27 7D 7D 65 7E
第四章
4-02 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有何共同的问题要解决？
实际意义：
可以使许多异构网络在逻辑层面上看起来是同一种网络，这样的好处是，当IP网上的主机 进行通信时，就好像在一个单个网络上通信一样。
网络互连需要解决的问题有：
1.不同的寻址方案
2.不同的最大分组长度
3.不同的网络接入机制
4.不同的超时控制
5.不同的差错恢复方法
6.不同的状态报告方法
7.不同的路由选择技术
8.不同的服务（面向连接服务和无连接服务）
9.不同的管理与控制方式
4-04 试简单说明下列协议的作用：IP,ARP,ICMP
IP协议（Internet Protocol）：使许多异构网络互连，以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。
ARP协议（Address Resolution Protocol）：地址解析协议，将IP地址映射为MAC地址
ICMP协议（Internet Control Message Protocol）：网际控制报文协议，为了有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了ICMP，ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。
4-06 IP地址的主要特点是什么？
1）IP地址在整个互联网范围内是唯一的
2）所有IP地址是对等的
3）每个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成的
4）IP地址管理机构在分配IP地址时，只分配网络号，而剩下的主机号由得到该网络号的单位自行分配，这样便于管理。
4-22 有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
由于四个地址块前两个字节都相同，只需将每个地址块的第三个字节转换为二进制：
212.56.1000 0100.0
212.56.1000 0101.0
212.56.1000 0110.0
212.56.1000 0111.0
可以发现，212.56.1000 01这一部分是相同的，因此可以聚合成212.56.132.0/22
4-29 下面前缀和哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252都匹配，请说明理由。
（1）152.40/13
（2）152.40/9
（3）152.64/12
（4）152.0/11
④，因为取题目中给的两个地址的前11位，与④都是匹配的，其余选项不符合条件
4-33 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个一样的子网。试问：
（1）每个子网的网格前缀有多长
（2）每一个子网中有多少个地址
（3）每一个子网的地址块是什么
（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？
1）划分为4个子网需要两位子网号，因此每一个子网的网络前缀为26+2=28位
2）每一个子网中有32-28 = 4位主机号，因此一共有2^4个地址
3）每一个子网的地址块为：
①136.23.12.64/28；②136.23.12.80/28；③136.23.12.96/28；④136.23.12.112/28；
4）
可分配的最小地址 可分配的最大地址
① 136.23.12.65/28 136.23.12.78/28
② 136.23.12.81/28 136.23.12.94/28
③ 136.23.12.97/28 136.23.12.110/28
④ 136.23.12.113/28 136.23.12.126/28
4-37 假定网络中的路由器的路由表有以下项目（这三列分别表示“目的网络”“距离”“下一跳路由器”）：
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到C发来的路由器信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)
对于第一条信息：目的网络是N2,距离是5，下一跳是C，说明B经由C到N2的路由发生了变化，因此直接更新路由信息。
对于第二条信息：目的网络是N3,距离是9，下一跳是C，发现原来的路由表没有到N3的路由，因此直接在路由表中加入该路由信息
对于第三条信息：目的网络是N6,距离是5，下一跳是C，发现原来的路由表中有一条经由B到N6的路由，距离为8>5,因此更新该路由信息
对于第四条信息：目的网络是N8,距离是4，下一跳是C,发现原来的路由表中有一条经由E到N8的路由，距离为4=4,因此不更新该路由信息
对于第五条信息：目的网络是N9,距离是6，下一跳是C，发现原来的路由表中有一条经由F到N9的路由，距离为4<6，因此不更新该路由信息
因此，更新之后的路由表为:
N1 7 A
N2 5 C
N3 9 C
N6 5 C
N8 4 E
N9 4 F
第五章
5-03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是无连接的？
答：
这个问题得从不同层次来看：
若是运输层，TCP是面向连接的，为应用程序提供端到端的可靠传输服务。
若是IP层，IP是无连接的，是不可靠的传输，可能丢包、乱序等。
5-04 试画图解释应用层的复用。画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接又复用到ip数据报上。
在一台主机中经常有多个应用进程分别和另一台主机中的多个应用进程通信。在上图中，主机A的进程AP1和主机B的进程AP3通信，而此时，AP2也和对方的AP4通信。他们都可以用同一个运输层协议进行数据交换（当然要加上适当的首部），这表明运输层有个很重要的功能——复用。
复用——发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传输数据
分用——接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付目的应用进程
IP层的复用和分用：发送方使用不同协议的数据都可以封装成IP数据报发送出去，而在接收方的IP层根据IP首部的协议字段进行分用，把剥去首部的数据交付应当接受这些数据的协议。
5-06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？
因为UDP首部的检验和字段，会检验首部和数据部分。
如果有差错，接收方会丢弃这个用户数据报；
但是也可以上交给应用层，但要附上出现了差错的警告。
5-22 主机 A 向主机 B 发送一个很长的文件，其长度为 L 字节。假定 TCP 使用的 MSS 为 1460 字节。
(1) 在 TCP 的序号不重复使用的条件下，L 的最大值是多少？
(2) 假定使用上面计算出文件长度，而运输层、网络层和数据链路层所使用的首部开销共 66 字节，链路的数据率为 10Mbit/s，试求这个文件所需的最短发送时间。
（1）序号所占字节数为4字节，每个字节对应一个序号，序号不重复使用的条件下，L的最大值是2^32 = 4GB = 4294967296 字节。
（2）数据链路层数据部分的最大字节数为1480，
4294967296/1460 = 2941759(约等）
因此，首部总共所占字节:2941759*66 = 194156094 字节，
T = （ 首部+数据部分）/数据率 =（4294967296 + 194156094 ）*8/10^7 = 3591.2986592 s ,大约一个小时
5-23 主机 A 向主机 B 连续发送了两个 TCP 报文段，其序号分别为 70 和 100。试问：
(1) 第一个报文段携带了多少个字节的数据？
(2) 主机 B 收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？
(3) 如果 B 收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是 180，试问 A 发送的第二个报文段中的数据有多少字节？
(4) 如果 A 发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了 B。B 在第二个报文段到达后向 A 发送确认。试问这个确认号应为多少？
（1）在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号，首部中的序号字段值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号：
因此第一个报文段的长度 = 第二个报文段序号 - 第一个报文段序号 = 30 字节
（2）主机B收到的第一个报文段之后，期待收到的序号应当为100
（3）该题跟（1）问相同，因此第二个报文段中的数据有80字节
（4）主机B虽然收到了第二个报文段，但是第一个报文段丢失了，因此，主机B期待收到的报文段的序号依然是第一个报文段的第一个字节的序号：70
5-29 在使用TCP传送数据时，如果有一个确认报文段丢失了，也不一定会引起与该确认报文段对应的数据的重传。试说明理由
由于TCP确认机制采用了累积确认方法，即一个TCP确认报文段中的确认号标识了接收方将要接收方将要接收的下一个字节，这表示接收方已经收到该确认号之前的所有字节。现在假设发送方一次发送了多个报文段，而接收方成功接收到这些报文段并发出相应的确认。如果某个报文段的确认丢失，而在它之后的其他报文段的确认到达，这时，只要该报文段的重传计时器没有超时，发送方就该知道该报文段被正确接收而不需要重传。
5-30 设TCP使用的最大窗口为65535字节，而传输信道不产生差错，带宽也不受限制。若报文段的平均往返时间为20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少？
最大吞吐量 = 最大窗口/平均往返时间 = 65535*8 bit / 20*10^-3 s = 26.214 Mbit/s