计算机网络有手就行诶我手呢
计算机网络刷题记录
考虑电路交换的三个阶段
建立连接:$s$(题干给出)
数据传输:$\frac{x}{b}$(报文长度除以数据率就是所有报文都传输过去所需要的时间)
连接释放:$kd$(连接释放的报文直接发送,从发送端到接收端所需要的时间为链路段数乘以每段的传播时延)
分组交换
报文如果直接传输,需要的代价是 $\frac{x}{b}$
但是第一个报文未接收完成,后面的节点都是不在工作的,所以这里的代价为空闲的链路数乘以分组除以数据率 $(k-1)\frac{p}b$
加上个倾斜,也就是加上 $kd$
要使分组交换比电路交换快,则:
即 $s>(k-1)\frac{p}b$
考虑原始的状态 $\frac{x}b+(k-1)\frac{p}b+kd$
没有传播时延,再考虑分组控制信息固定长度,则 $\frac{x}p\cdot\frac{p+h}b+(k-1)\frac{p+h}b$
整理得 $\frac{k-1}b p+\frac{xh}bp^{-1}+\frac{x+(k-1)h}b$
函数值最大,则 $\frac{k-1}b p=\frac{xh}bp^{-1}$
解得 $p=\sqrt{\frac{xh}{k-1}}$
发送时延=数据长度/数据发送速率
传播时延=距离/物理传播速率
(1) 发送时延=$\frac{10^7bit}{10010^3b/s}=110^2s$ ,传播时延=$\frac{100010^3m}{210^8m/s}=5*10^{-3}s$
(2) 发送时延=$\frac{10^3bit}{110^9b/s}=110^{-6}s$ ,传播时延=$\frac{100010^3m}{210^8m/s}=5*10^{-3}s$
正在传输的比特数=传播时延*数据率
传播时延=媒体长度/传播速度
(1) 传输时延=$\frac{110^{-1}m}{210^8m/s}=5*10^{-10}s$
$1Mb/s:\quad 510^{-10}s110^6b/s=510^{-4}bit$
$1Gb/s:\quad 510^{-10}s110^9b/s=510^{-1}bit$
(2) 传输时延=$\frac{100m}{210^8m/s}=510^{-7}s$
$1Mb/s:\quad 510^{-7}s110^6b/s=510^{-1}bit$
$1Gb/s:\quad 510^{-7}s110^9b/s=510^{2}bit$
(3) 传输时延=$\frac{10010^3m}{210^8m/s}=5*10^{-4}s$
$1Mb/s:\quad 510^{-4}s110^6b/s=510^{2}bit$
$1Gb/s:\quad 510^{-4}s110^9b/s=510^{5}bit$
(4) 传输时延=$\frac{500010^3m}{210^8m/s}=2.5*10^{-2}s$
$1Mb/s:\quad 2.510^{-2}s110^6b/s=2.510^{4}bit$
$1Gb/s:\quad 2.510^{-2}s110^9b/s=2.510^{7}bit$
由题意 $2W=20000$
码元变为16,则数据率$=2W\log_216=80000bit/s$
+
最长工作距离$=\frac{20dB}{0.7dB/km}=\frac{200}7km$
衰减$=\frac{20dB}{100km}=0.2dB/km$
$\frac{210^8}{120010^{-9}}=\frac53*10^{14}Hz$
这种题,直接逐项相加即可
$S\cdot A=\frac18\sum_{i=1}^8S_iA_i=\frac{1-1+3+1-1+3+1+1}8=1$
$S\cdot B=\frac18\sum_{i=1}^8S_iB_i=\frac{1-1-3-1-1-3+1-1}8=-1$
$S\cdot C=\frac18\sum_{i=1}^8S_iC_i=\frac{1+1+3+1-1-3-1-1}8=0$
$S\cdot D=\frac18\sum_{i=1}^8S_iD_i=\frac{1+1+3-1+1+3+1-1}8=1$
故AD发送了数据1,B发送了数据0,C未发送数据
需要发送的数据 1101011011
,补齐位数为 11010110110000
校验多项式 10011
做模2减法(逐位异或),得到余数 0111
需要发送的数据 101110
,补齐位数为 101110000
校验多项式 1001
做模2减法(逐位异或),得到余数 011
PPP协议中 0x7D 是转义字符
- 0x7D本身表示转义字符
- 如果数据中有0x7E(帧的边界字符),则它也会被转义成0x7D 0x5E
- 如果数据中有0x7D,则它会被转义成0x7D 0x5D
原文:0110111111111100
填充后:011011111011111000
填充后:0001110111110111110110
原文:00011101111111111110
单程传播时延 $\tau=\frac{110^3m}{210^8m/s}=5*10^{-6}s$
往返传播时延 $2\tau=10*10^{-6}s$
$2\tau$ 即为争用期。
为了能够按照CSMA/CD 工作,最小帧的发送时间即为争用期$10\mu s$发送的数据量
$110^9b/s1010^{-6}s=110^4b=1250B$
等待时间=$2\tau*r$
10Mb/s的以太网争用期为$51.2\mu s$,则等待时间=5.12ms
100Mb/s的以太网争用期为$5.12\mu s$,则等待时间=0.512ms
第三章还剩下一些,暂时丢掉了~
01000101 00000000
00000000 00011100
00000000 00000001
00000000 00000000
00000100 00010001
00000000 00000000
00001010 00001100
00001110 00000101
00001100 00000110
00000111 00001001
$\rightarrow$
01003532 00023414
01110100 01001110
$\rightarrow$取反码
10001011 10110001
45 00
00 1C
00 01
00 00
04 11
00 00
0A 0C
0E 05
0C 06
07 09
$\rightarrow$
74 4E
十六进制太难算了
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit,即每个IP数据片的数据部分不超过1200-160(bit),由于片偏移是以8字节即64bit为单位,所以IP数据片的数据部分不超过1024bit
故3200bit的报文要分4个数据片,所以第二个局域网向上传送的比特数等于(3200+4*160)=3840bit
128.96.39.10属于子网128.96.39.0~128.96.39.127,故下一跳接口为m0
128.96.30.12属于子网128.96.39.0~128.96.39.127,故下一跳接口为R2
128.96.40.151不在子网128.96.40.0~128.96.40.127,故使用默认路由R4
192.4.153.17属于子网192.4.153.0~192.4.153.127,故下一跳接口为R3
192.4.153.90不在子网192.4.153.0~192.4.153.63,故使用默认路由R4
IP数据包固定首部长度即为20字节,剩下总共3980字节
分成最大数据长度为1500字节,去掉首部长度为1480字节
3980/1480>2,故划分为三个数据报片
第一片:数据字段长度为1480,片偏移为0,MF为1
第二片:数据字段长度为1480,片偏移为185,MF为1
第三片:数据字段长度为1020,片偏移为370,MF为0
132:10000100
133:10000101
134:10000110
135:10000111
故共同前缀为 10000100(132),总共22位
最大可能聚合为 212.56.132.0/22
后者包含于前者,因为前面的序列都相同
一眼是(1)哇
地址0/4与任意IPv4地址前四位为0000的地址都匹配
只有前11位相同(截止到第二位的16,即第12位)
2 4 11 30
20=8+8+4
84写成二进制是01010100,取前四位为0101xxxx
最小01010000,即为80;最大01011111,即为95
最小地址为 140.120.80.00,最大地址为 140.120.95.255
地址掩码为 255.255.240.0
地址块中共有地址 $2^{32-20}=2^{12}=4096$ 个
相当于C类地址 $2^{12}/2^{8}=2^4=16$ 个
第一步:下一跳全部改为C,距离+1
第二步:和原有的进行对比,选择相对较少的那个
29:00011101
32:00100000
地址数为 256*4=1024
虽然这两个地址是连续的地址块,但无法写成前缀的形式。
网络掩码:255.255.255.224
网络前缀长度:27
网络后缀长度:32-27=5
地址数:$2^5=32$ 个
首地址:167.199.170.64
末地址:167.199.170.95
子网N1:14.24.74.0/25
子网N2:14.24.74.128/26
子网N3:14.24.74.196/28
都匹配,根据最长前缀匹配原则,选择路由3
11001000 00111000 10101000 00000000/21
$\frac{2^{32-21}}{2^8}=2^3=8$
::F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332
::4D:ABCD
::AF36:7328:0000:87AA:0398
2819:00AF::35:0CB2:B271
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
0000:00AA:0000:0000:0000:0000:0000:0000
0000:1234 :0000:0000:0000:0000:0000:0003
0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:0002
UDP的首部有8字节,故总共8200字节
IP数据包的最大长度为1500字节,首部20字节,故应当分为六片
前五段数据字段的长度为1480字节,第六片为800字节
片偏移为0,185,370,555,740,925
UDP首部分别是 源端口 目的端口 长度 校验和
因此源端口是 $6256+316+2=1586$
目的端口是 $4*16+5=69$
用户数据总长度为 $16+12=28$
目的端口号 69<1023,是熟知端口,为服务器端使用的端口
使用的服务程序是TFTP
TCP报文段首部序号字段占4字节,共$2^{32}$个序号
TCP是面向字节流的,每个序号对应一个数据字节,因此在序号不重复使用的条件下,一次性能发送$2^{32}$个字节,因此L的最大值为4GB
10Mbit/s=1.25MB/s
所需时间=$\frac{L+\lceil\frac{L}{1460}\rceil*66}{1.25MB/s}$
(1) 第一个报文段是70-99的数据,携带总共30个字节的数据
(2) 发回的确认号应当是100,代表100之前的序号皆被正确收到并且期待第100号
(3) 80个字节
(4) 70
最大吞吐量=$\frac{65535B*8b/B}{20ms}=26.214Mb/s$
发送65535字节所需要的时间$T=T_D+RTT=\frac{65536B8b/B}{110^9bit/s}+10ms*2=20.52428ms$
最大吞吐量$\frac{L}T=\frac{L}{\frac{L}C+RTT}=\frac{65536B*8b/B}{20.52428ms}=25.544Mb/s$
信道利用率=吞吐量/信道带宽=传播时延/总时延=2.5544%
- 初始化参数
- 初始的EstimatedRTT
和DevRTT
可以根据系统预设值或初始采样值来设定。
- 常见的初始值:
- EstimatedRTT = 初始 RTT 样本值
- DevRTT = 初始 RTT 样本值 / 2
(或其他合理假设值)
- 更新
EstimatedRTT
当采集到新的RTT样本值SampleRTT
时,更新EstimatedRTT
:
$\text{EstimatedRTT} = (1 - \alpha) \times \text{EstimatedRTT} + \alpha \times \text{SampleRTT}$
- 这是一个加权平均公式,用于平滑RTT的估计值。
- 参数$\alpha$的典型值是0.125(即1/8)。
- 更新
DevRTT
基于SampleRTT
与EstimatedRTT
的差异,更新DevRTT
(估算RTT的平均偏差):
$\text{DevRTT} = (1 - \beta) \times \text{DevRTT} + \beta \times |\text{SampleRTT} - \text{EstimatedRTT}|$
- 这里使用的是绝对偏差来衡量RTT的波动程度。
- 参数$\beta$的典型值是0.25(即1/4)。
- 计算 RTO
根据更新后的EstimatedRTT
和DevRTT
计算RTO
:
$\text{RTO} = \text{EstimatedRTT} + 4 \times \text{DevRTT}$
- 加权偏差部分($4 \times \text{DevRTT}$)用于增加容忍度,防止因RTT波动引发过早重传。
- 动态调整
- RTO的上下限限制:在实际实现中,RTO通常会被限制在一个范围内。例如:
- 最小值:1秒
- 最大值:60秒
这样可以避免计算结果极端化导致性能问题。
(1) RTO=4.5s
(2) RTTs=$\frac78$旧的RTT+$\frac18$新的RTT=1.625s
RTTd=$\frac34$旧的RTTd+$\frac14$|RTTs-新的RTT样本|=0.78125s
RTO= 4.75s
RTT0=30ms
RTT1=0.9RTT0+0.1RTT=29.6ms
RTT2=0.9RTT1+0.1RTT=29.84ms
RTT3=0.9RTT2+0.1RTT=29.256ms
$\alpha$取值较小,RTTs受RTT样本值的影响较小
ssthresh=上次拥塞值/2
(2) 慢开始时间间隔:[1,6]和[23,26]
(3) 拥塞避免时间间隔:[6,16]和[17,22]
(4) 第16轮是收到了重复帧,第22抡是超时检测
(5) 1->32, 18->21, 24->13
(6) 第七轮
(7) 4
半期考相关考点
- 集线器平分带宽,交换机都能使用最大带宽
- 集线器不能隔离广播域和冲突域,交换机可以隔离冲突域但是不能隔离广播域
- 已知网络利用率求网络延迟是最小值的多少倍,$(1-利用率)^{-1}$
- 最小单位:物理层:比特/位;数据链路层:帧;网络层:分组;传输层:数据报;应用层:数据
- CSMA/CD是在介质访问控制(MAC层)实现的
- 传统以太网最短有效帧长位64字节,争用期为 $51.2\mu s$
- 以太网的物理地址的长度为48位,IPv4地址的长度为32位
- IP首部定长部分为20字节