計算機網絡-2020-期末複習提綱-計算類

製作：紀元

本提綱遵循CC-BY-NC-SA協議

(署名-非商業性-相同方式共享)

Monika 鎮樓

文章目錄

第一章

第二章

第三章

第四章

第五章

附錄-格式/圖示彙總

SNMP

第一章

計算時延

發送時延/傳輸時延

$發送時延=\frac{數據幀長度}{發送速率}$ （s）

傳播時延

$傳播時延=\frac{信道長度}{信號在信道上的傳播速率}$ （s）

計算媒體中正在傳播的比特數（時延帶寬積）

$媒體中的數據=傳播時延\times數據發送速率$ (b)

計算數據傳輸效率

$數據傳輸效率=\frac{數據長度}{數據長度+tcp首部+ip首部+其他首位部}\times100\%$

計算網絡當前時延

$當前時延=\frac{空閒時的時延}{1-網絡利用率}$ （s）

第二章

計算振幅調製下數據率

$最高數據率=最高碼元速率\times\log_2{(總可選相位數\times每個相位可選振幅數)}$ (b/s)

計算信噪比/極限傳輸速率(香農公式)

計算工作在某頻率區間內的光波頻帶寬度

$帶寬=\frac{光在光纖內速度}{最小工作頻率}-\frac{光在光纖內速度}{最大工作頻率}$ (HZ)

碼分多址環境下判別發送數據的基站及發送數據

將各站碼片序列與接收序列逐位相乘再除以位數

若爲1，則此站發送1
若爲零，則此站未發送
若爲-1，則此站發送0

例題：

波形翻譯

不歸零制：正電平代表1，負電平代表0。（波特率=數據率）
歸零制：正脈衝代表1，負脈衝代表0。（波特率=2x數據率）
曼徹斯特編碼（以太網發送數據格式）：位週期中心的向上跳變代表0，位週期中心的向下跳變代表1。但也可反過來定義。（波特率=2x數據率）
差分曼徹斯特編碼：在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0，而位開始邊界沒有跳變代表1。（波特率=2x數據率）

第三章

計算冗餘碼

除數P、冗餘碼位數n 事先選定，數據爲M，長度爲K

在M末尾添加n個0，作爲被除數M’
M‘模2運算得商Q、餘數R（n位）

冗餘碼即爲R（n位），將M’中添加的0替換爲R即可得到發送數據（K+n位）

例題：

PPP幀的加工

字符填充

0x7E —> 0x7D 0x5E

0x7D —> 0x7D 0x5D

[ASCII] —> 0x7D [ASCII]’

零比特填充

五個連續 1 後插入 0

計算比特時間

$n比特時間=\frac{n}{數據率}$ (s)

例題：

計算退避時間（二進制指數類型）

$退避時間=基本退避時間\times random(0,1,3...2^k-1)$

k=min(重傳次數，10)
重傳次數不得超過16

計算爭用期長度

注意事項：以太網在發送數據時，若前徵用長度個字節沒有發生衝突，則後續的數據就不會發生衝突。

$爭用期長度=發送速率\times等待時間$

計算重傳等待時間

10mb/s以太網：51.2 $\mu s$ 等待時間

100mb/s以太網：5.12 $\mu s$ 等待時間

$等待時間=隨機數\times等待時間$

例題：

第四章

路由器分組轉發算法

從數據報的首部提取目的主機的IP地址D，得出目的網絡地址爲N。
若網絡N與此路由器直接相連，則把數據報直接交付目的主機D；否則是間接交付，執行（3）。
若路由表中有目的地址爲D的特定主機路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執行（4）。
若路由表中有到達網絡N的路由，則把數據報傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執行（5）。
若路由表中有一個默認路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則，執行（6）。
報告轉發分組出錯。

例題：

計算網絡地址

網絡地址=按位與（子網地址，子網掩碼）

計算子網劃分導致的主機數變化數量（暴力查表法）

注意事項：不可全0/全1

$\Delta n_{主機數}=n_{劃分前主機數}-n_{劃分後主機數}$

計算聚合CIDR地址塊

聚合CIDR地址塊=各地址塊共同前綴部分/共同前綴長度

例題：

計算偏移量

例題：

.一數據報的總長度爲3820字節，其數據部分的長度爲3800字節（使用固定首部），需要分片爲長度不超過1420字節的數據報片。
.因固定首部長度爲20字節，因此每個數據報片的數據部分長度不能超過1400字節。
於是分爲3個數據報片，其數據部分的長度分別爲1400、1400和1000字節。

計算檢驗和

注意事項：二進制反碼求和若最高位溢出，要向低位進一

例題：

計算路由表更新

例題：

第五章

計算UDP數據報片劃分

例題：

計算檢驗和

注意事項：二進制反碼求和若最高位溢出，要向低位進一

例題：

計算信道利用率

$![在這裏插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200430212639418.png) 信道利用率=\frac{傳輸時間}{發送+確認一個來回的週期時長}$

計算報文攜帶數據量

注意事項：報文序號、確認號均爲報文開頭位置

例題：

計算髮送窗口大小-1

注意事項：抓住 $\frac{發送窗口長度}{一個來回的週期時長}=\frac{實際傳輸速度}{理想傳輸速度}$ 即可

例題：

設發送窗口= W (bit)。發送端連續發送完窗口內的數據所需的時間= T。有以下情況
(a)接收端在收完一批數據的最後才發出確認，因此發送端經過(256 ms + T)後才能發送下一個窗口的數據。
W= 57825.88 bit,約爲7228字節。
(b)接收端每收到一個很小的報文段後就發回確認，因此發送端經過比256 ms略多一些的時間即可再發送數據。因此每經過256 ms就能發送一個窗口的數據。
W= 30720 bit= 3840 B

計算髮送窗口大小-2

注意事項：抓住編碼不重複和兩個極限位置即可

例題：

$ans=2^n-1$

擁塞避免算法

例題：

計算加權平均往返時間 $RTT_s$

例題：

計算超時重傳時間 $RTO$

例題：

附錄-格式/圖示彙總

量綱轉化

五層協議體系結構

數據結構層次

熟知端口

PPP

MAC幀

注意事項：當數據字段的長度小於46字節時，應在數據字段的後面加入整數字節的填充字段，以保證以太網的MAC幀長不小於64字節。

載波延伸

注意事項：凡發送的MAC幀長不足512字節時，就用一些特殊字符填充在幀的後面，使MAC幀的發送長度增大到512字節。接收端在收到以太網的MAC幀後，要將所填充的特殊字符刪除後才向高層交付。

分組突發

注意事項：當很多短幀要發送時，第一個短幀要採用載波延伸方法進行填充，隨後的一些短幀則可一個接一個地發送，只需留有必要的幀間最小間隔即可。這樣就形成可一串分組的突發，直到達到1500字節或稍多一些爲止。

各類IP

IP數據報

注意事項：

標誌（flag）——佔3位，目前只有前兩位有意義。
標誌字段的最低位是MF（More Fragment）。
MF=1表示後面“還有分片”。MF=0表示最後一個分片。
標誌字段中間的一位是DF（Don’t Fragment）。
只有當DF=0時才允許分片。
片偏移——佔13位，指出：較長的分組在分片後某片在原分組中的相對位置。片偏移以8個字節爲偏移單位。
生存時間——佔8位，記爲TTL（Time To Live），指示數據報在網絡中可通過的路由器數的最大值。