自考 04741《计算机网络原理》个别知识点和需要会的计算类问题

1.IEEE802各工作组对应的协议或相关内容

以太网标准802.3标准

IEEE 802. 1D标准制定了一个生成树协议STP (Spanning Tree Protocol)

802.11MAC

IEEE802.1是局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议

IEEE 802.3 标准的载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）

IEEEE 802.16 是宽带无线协议

802.11a 和802.11g业务有语音，数据，图像

IEEE802.15.1 蓝牙

 

2.各层有哪些协议

TCP/IP参考模型互连层协议：ICMP、ARP、RARP

网络层：IP，ICMP，控制报文协议，ARP，RARP

传输层：TCP，UDP

应用层：FTP，TELNET，DNS，SMTP，RIP，NFS，HTTP

 

3.HDLC帧类型

HDLC的帧类型

在HDLC的帧格式中，控制字段的帧格式决定HDLC帧的类型。

HDLC有三种类型的帧格式：

A信息帧（Information format），用于传送有效信息或数据，通常简称为I帧。第一位为0

B监控帧（Supervisory format），用于差错控制和流量控制，通常称为S帧。

C无编号帧（Unnumbered format），无编号帧因其控制字段中不包含编号N（S）和N（R）而得名，简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，通常称为U帧。

 

4.地址分类

A类：0开始，前8位为网络地址，其余为主机地址

B类地址：10开始，前16位为网络地址，其余为主机地址

C类地址：110开始，前24位为网络地址，其余为主机地址

D类地址：1110开始，其余为多播地址

 

5.PPP和HDLC帧格式

PPP协议帧格式

F(1Byte)   A(1Byte)  C(1Byte)  协议(2Byte)  I(数据信息)  FCS(2Byte)  F(1Byte)

HDLC的帧格式：

标志	地址	控制	信息	帧校验序列	标志
F 01111110	A  8位	C 8位	I    N位	FCS  16位	F 01111110

 

6.各协议首部大小

TCP首部：20字节

UDP首部：8字节

IP首部：20字节

MAC首部：18字节

 

7.单极双极编码

1）单极性归零码：指高电平和零电平分别表示二进制码1和0，在无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”

2）单极性不归零码：无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”

3）双极性归零码：其中"1"码发正的窄脉冲，"0"码发负的窄脉冲

4）双极性不归零码："1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流，"0"为负电流

 

8.Adhoc网络

Adhoc网络的特点

1）具有一定的独立性

2）动态变化的网络拓扑结构

3）有限的无线通信带宽和主机能源

4）网络的分布特性且生存周期短

5）有限的物理安全

Ad hoc网络是一种由一组用户群构成，不需要基站、没有固定路由器的移动通信模式

移动Ad Hoc网络中的每个节点都兼有路由器和主机两种功能

 

9.服务访问点

IEEE802参考模型的系统中，上下层间利用服务访问点(SAP)定义接口

 

10.曼彻斯特编码编码

• 标准曼彻斯编码：每一位的中间有电平跳变，既作为时钟信号，又作为数据信号；由高电平跳变到低电平表示数字信号1，由低电平跳变到高电平表示数字信号0。
• 差分曼彻斯特编码：每一位中间的电平跳变作为时钟同步之用。每一位开始初有无电平跳变表示"0"或"1",有跳变为"0",无跳变为"1"。

 

11.需要会的计算类问题

1）CRC循环冗余码的计算（2017-04 44题）

若接收方收到的二进制数字序列为101011000110, CRC生成多项式为x^6+X^4+X+1,请说明数据传输过程中是否出错。(要求写出计算过程)

解：对应的生成多项式为：1010011

计算：

 

余数为0，数据接收正确

 

2）奈奎斯特公式：，熟练使用该公式（2016-04 44题）

采用4种相位和4种振幅的QAM调制方法，试计算在信号传输速率为1200Baud的无噪声信道上能达到的数据传输速率。（要求写出计算过程）

解：根据奈奎斯特公式：

 

解析：N=相位×振幅，相当于QAM16=四种相位×四种振幅

 

3）TCP或者UDP报文大小计算（2016-10 50题）

主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其字节序号分别为50和80。假设此前发送的数据报已正确接收，请回答下列问题：

(1)第一个报文段携带了多少个字节的数据？30字节

(2)主机B收到第一个报文段后发回的确认号是多少？80

(3)如果主机B收到第二个报文段后发回的确认号是160,试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？80字节

(4)如果A发送的第一个报文段丢失，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？50

 

4）曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码（2018-04 48题)

图为曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的脉冲波形，试给出对应的比特串(假定差分曼彻斯特编码的初始信号为高电平),并根据脉冲波形说明两种编码的特点。

 

01100011

01011010

从两种编码的脉冲波形看出，这两种双极性编码的每一个码元都被调制成两个电平。所以数据传输速率只有调制速率的1/2，也即对信道的带宽有更高的要求。但它们具有自同步能力和良好的抗干扰性能，在局域网中仍被广泛使用。

解析：不同教材关于曼彻斯特编码的说法不同，标准曼彻斯特编码每一位的中间有电平跳变，既作为时钟信号，又作为数据信号；由高电平跳变到低电平表示数字信号1，由低电平跳变到高电平表示数字信号0。

 

5）计算数据在某个网络中的延迟（2016-10 45题）

设两站点间由5段链路组成，其中2段为卫星链路，每段由上行和下行链路组成，传播时延为250ms，其它链路每段长l 500km，传播速率均为1 50000km／s。所有链路的数据传输速率均为48Kbps，帧长为9600bit。试计算两站之间传输连接的单程端到端时延。(要求写出计算过程)

解：5段链路的传播时延

          td =250 * 2 + （1500/150000）* 3 * 1000=530 ms

      5段链路的发送时延

          ts=9600 / (48 * 1000) * 5 *1000=1000 ms

两站的端到端时延为：t = 530 + 1000 =1530 ms

 

6）路由器的路由表的更新问题（2016-04 49题）

设网络中路由器使用RIP协议，路由器B的当前路由表如表1所示，B收到从路由器C发来的路由信息如表2所示。试给出路由器B更新后的路由表。 

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

题49表1

目的网络	距离
N2	4
N3	8
N6	4
N8	3
N9	5

题49表2

计算后经过C路由器的到达目的网络的距离

目的网络	距离	下一跳路由器
N2	5	C
N3	9	C
N6	5	C
N8	4	C
N9	6	C

更新后

目的网络	距离	下一跳路由器
N1	7	A
N2	5	C
N3	9	C
N6	5	C
N8	4	E
N9	4	F

 

7）凯撒密码和列置换密码的计算（书273页）

假设采用密钥K=nice的列置换密码，对明文“bob i love you ”进行加密，加密得到的密文是什么？

解：密钥K=nice，则密钥长度n=4，则密钥的字母顺序为(4,3,1,2)，即密钥规定的列输出顺序为第3列→第4列→第2列→第1列。因此将明文排列成M34矩阵，每行分别为bobi，love，youx，其中最后的“x”为填充字母。依据密钥规定的列输出顺序输出各列，便得到密文为：bvu iex ooo bly。

解析：

字母顺序：a  b c d e f  g h  i   j    k   l   m  n   o   p   q   r    s   t    u   v   w   x   y   z

                  1  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

则对应密钥K=nice ---- （4，3，1，2） 

分组后：bobi

              love

              youx

按照密匙顺序，第一次读取分组后的第三列也就是bvu，然后读第四列iex，以此类推，根据顺序读取后的结果：bvu iex ooo bly

解密该字符串：

密钥K=nice ---- （4，3，1，2）

根据密钥顺序，括号中数字最大的最先进行排列，从后往前读取加密的字符串以此填入矩阵M43中

 

读取的字符串为：bobiloveyou

 

凯撒密码：

通过将字母按顺序后推3位起到加密作用，改进版的凯撒密码可以将一个字母利用字母表中该字母后面的第k个字母替代，k有25种可能的密钥

换位密码（又称置换密码）：

加密过程：首先，将明文P按密钥K的长度n进行分组，并且每组一行按行排列，即每行有n个字符。若明文长度不是n的整数倍，则不足部分用双方约定的方式填充，如双方约定用字母“x”代替空缺处字符。设最后得到的字符矩阵位Mmn，m为明文划分的行数。然后，按照密钥规定的次序将Mmn对应的列输出，便可得到密文序列C。密钥K通常用一个无重复字母的单词表示，而单词中每个字母在字母表中的相对次序，则规定了Mmn的列输出次序。

 

8）拥塞窗口和阈值

 

9）给指定的主机数量分配IP类型（2016-10 46题)

已知某企业欲利用200台网络设备构建局域网，每个设备需要1个IP地址，通常需要分配给该单位哪一类IP地址?请写出该类IP地址的子网掩码并计算该类地址标识的网络中允许的有效网络设备数。(要求写出计算过程)

可以分配C类地址

C类地址子网掩码：255.255.255.0

允许的有效网络设备数：2^8-2=254

 

10）求网络中的数据传输效率问题（2017-10 46题）

设应用层数据加上固定长度的TCP首部和IP首部，再加上数据帧首部和尾部的18个字节后经以太网传送。试分别计算数据长度为100字节和1000字节时的传输效率，并根据计算结果说明数据长度对传输效率的影响。(数据的传输效率=应用层数据长度÷数据帧总长度；要求写出计算过程；结果保留3位有效数字)

解：数据长度为100字节:

传输效率=100/(100+20+20+18)=63.3%

数据长度为1000字节:

传输效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%

结论：应用层数据的长度越长，传输效率越高。（1分）

 

11）HDLC帧数据段的计算（2017-10 49题）

画出HDLC协议的帧格式并回答下列问题：

    (1)若利用HDLC传输10个汉字(双字节)时，帧的总长度应为多少字节?

(2)若HDLC帧的数据段中出现比特串“010000011111101011111110”，试给出比特填充后的结果。

解：1）帧格式：F(1Byte) A(1Byte)  C(1Byte)  I(信息帧)  FCS(2Byte)  F(1Byte)

                           10*2+6=26字节

       2）比特填充后的比特串：01000001111101010111110110

 

12）CSMA/CD中的碰撞检测问题（2017-04 49题）

某CSMA/CD基带总线网长度为100m，信号传播速度为200m/us，若位于总线两端的站点在发送数据帧时产生冲突，试问：

(1)该两站间信号传播延迟时间是多少？

(2)最多经过多长时间才能检测到冲突？（要求写出计算过程）

解：

1）秒(s)→毫秒(ms)→微妙(us)→纳秒(ns)→皮秒(ps)→飞秒(fs)

两站间传播延迟时间：

     td = 100 / 200 = 0.5us

2）假设一段数据在发送给另一端的最后阶段发生碰撞，则数据往返两端站点的RTT为 td *2 = 1us

      即最大时间为1us才能检测到冲突

最后

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