計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四版(課后練習(xí)+答案).docx

。第 1 章 概述1.假設(shè)你已經(jīng)將你的狗Berne 訓(xùn)練成可以攜帶一箱3 盒8mm 的磁帶，而不是一小瓶內(nèi)哇地. (當(dāng)你的磁盤滿了的時(shí)候，你可能會(huì)認(rèn)為這是一次緊急事件。)每盒磁帶的窯最為7GB 字節(jié);無論你在哪里，狗跑向你的速度是18km/h 。請問，在什么距離范圍內(nèi)Berne的數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)超過一條數(shù)據(jù)速率為150Mbps的傳輸線?答：狗能攜帶21千兆字節(jié)或者168千兆位的數(shù)據(jù)。18 公里/小時(shí)的速度等于0.005 公里/秒，走過x公里的時(shí)間為x / 0.005 = 200x秒， 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸速度為168/200x Gbps或者840 /x Mbps。因此，與通信線路相比較，若x5.6 公里，狗有更高的速度。6. 一個(gè)客戶服務(wù)器系統(tǒng)使用了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星的高度為40 000km. 在對(duì)一個(gè)請求進(jìn)行響應(yīng)的時(shí)候，最佳情形下的延遲是什么?答：由于請求和應(yīng)答都必須通過衛(wèi)星，因此傳輸總路徑長度為160,000千米。在空氣和真空中的光速為300，000 公里/秒， 因此最佳的傳播延遲為160,000/300，000秒，約533 msec。9. 在一個(gè)集中式的二叉樹上，有2n -1 個(gè)路出器相互連接起來:每個(gè)樹節(jié)點(diǎn)上都布一個(gè)路由器。路由器i 為了與路由器j 進(jìn)行通信，它要給樹的根發(fā)送一條消息。然后樹根將消息送下來給j 。假設(shè)所有的路由器對(duì)都是等概率出現(xiàn)的，請推導(dǎo)出當(dāng)n很大時(shí)，每條消息的平均跳數(shù)的一個(gè)近似表達(dá)式。答：這意味著，從路由器到路由器的路徑長度相當(dāng)于路由器到根的兩倍。 若在樹中，根深度為1，深度為n，從根到第n層需要n-1跳，在該層的路由器為0.50。 從根到n-1 層的路徑有router的0.25和n-2跳步。 因此，路徑長度l為：18.OSI 的哪一層分別處理以下問題？答：把傳輸?shù)谋忍亓鲃澐譃閹瑪?shù)據(jù)鏈路層 決定使用哪條路徑通過子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層.28. 一幅圖像的分辨率為1024X 768 像素，每個(gè)像素用3 字節(jié)來表示。假設(shè)該圖像沒有被壓縮。請問，通過56kbps 的調(diào)制解調(diào)器信道來傳輸這幅圖像需要多長時(shí)間?通過1Mbps 的電纜調(diào)制解調(diào)器(cable modem) 呢?通過10Mbps 的以太網(wǎng)呢?通過100Mbps的以太網(wǎng)呢?答：圖像是1024*768*3字節(jié)或2359296字節(jié)。這是18874368位。在56000位/秒，它需要大約337.042秒。在1000000位/秒，它需要大約18.874秒。在10000000位/秒，它需要大約1.887秒。在100000000位/秒，它需要大約0.189秒。35. ping 程序使得你可以給指定的位置發(fā)送一個(gè)測試分組，并且看一看來回需要多長時(shí)間。請?jiān)囍靡幌聀ing 程序，看一下從你所在的位置到幾個(gè)已知的地點(diǎn)需要多長時(shí)間巳利用這些數(shù)據(jù)，繪出在Internct 上的單向傳輸時(shí)間與距離的函數(shù)關(guān)系。最好使用大學(xué)作為目標(biāo)，因?yàn)榇髮W(xué)的服務(wù)器的位置往往可以精確地知道。例如， 在加州的協(xié)rkclcy; mit. edu 在麻省的Cambridge; VIl. nl在荷蘭的Amsterdam; www. lIsyd. edu.au 在澳大利班的悉尼: www.uct.ac.za 在南非的Cape Towno。答：在命令提示符下運(yùn)行ping程序，可得發(fā)送測試包到以下指定地點(diǎn)的單向傳輸時(shí)間，分別為: : 182ms : 287ms .au: 357ms (注:運(yùn)行ping程序所得的傳輸時(shí)間與測試包傳輸時(shí)的路由選擇 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況等有關(guān)，所以每次測試結(jié)果會(huì)不同)第 2 章 物理層1.計(jì)算函數(shù)f(t)=t(0t1)的傅立葉系數(shù)。答：本題是求周期性函數(shù)的傅立葉系數(shù)。而題面中所給出的為信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)的解析式。即； 2. 一條無噪聲4kHz 信道按照每lms 一次進(jìn)行采樣，請問最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少?答：無噪聲信道最大數(shù)據(jù)傳輸率公式：最大數(shù)據(jù)傳輸率=2Hlog2V b/s。因此最大數(shù)據(jù)傳輸率決定于每次采樣所產(chǎn)生的比特?cái)?shù)，如果每次采樣產(chǎn)生16bits，那么數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)128kbps；如果每次采樣產(chǎn)生1024bits，那么可達(dá)8.2Mbps。注意這是對(duì)無噪聲信道而言的，實(shí)際信道總是有噪聲的，其最大數(shù)據(jù)傳輸率由香農(nóng)定律給出。4.如果在一條3kHz 的信道上發(fā)送一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)，該信道的信噪比為20dB ，則最大可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率為多少? 答：信噪比為20 dB 即 S/N = 100.由于 log2(1+100)6.658，由香農(nóng)定理，該信道的信道容量為3log2(1+100) =19.98kbps。又根據(jù)乃奎斯特定理，發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)的3kHz 信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為2*3 log22=6 kbps。所以可以取得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6kbps。7.在lm 波長上，在0.1m的頻段中有多少帶寬?答：因此，在0.1的頻段中可以有30THz。8. 現(xiàn)在需要在一條光纖上發(fā)送一系列計(jì)算機(jī)屏幕圖像。屏幕的分辨率為480 X 640像素，每個(gè)像素為24 位。每秒鐘有60 幅屏幕圖像。請問:需要多少帶寬?在1. 30m 波長上，這段帶寬需要多少m 的波長？答：數(shù)據(jù)速率為480 64024 60bps，即442Mbps。需要442Mbps 的帶寬，對(duì)應(yīng)的波長范圍是。13. 一束lmm 寬的激光對(duì)準(zhǔn)了100m 開外的建筑物理上的一個(gè)檢測器。請問:若要使該激光點(diǎn)偏離檢測器，則激光束必須偏離多大的角度?答：如果光束是由1毫米結(jié)束時(shí)，它錯(cuò)過了探測器。這等于一個(gè)三角形的基礎(chǔ)100米和高度0.001米。角是一個(gè)切線，因此是0.00001。這個(gè)角度約為0.00057度。19一個(gè)區(qū)域電話公司有10M 個(gè)用戶。每部電話通過雙絞線連接到一個(gè)中心局。這些雙絞線的平均長度為10 公里。請問本地回路中的銅價(jià)值多少?假設(shè)每束線的橫截面是一個(gè)直徑為lmm 的圓，銅的密度是9.0g/cm3時(shí)，并且每kg 銅可以賣3 $ .答：雙絞線的每一條導(dǎo)線的截面積是，每根雙絞線的兩條導(dǎo)線在10km 長的情況下體積是，即約為15708cm。由于銅的密度等于9.0g/cm3，每個(gè)本地回路的質(zhì)量為4915708 =141372 g，約為141kg。這樣，電話公司擁有的本地回路的總質(zhì)量等于1411000104=1.41109kg，由于每千克銅的價(jià)格是3 美元，所以總的價(jià)值等于31.4109=4.2109美元。27. 在圖2.30 的4 扇區(qū)LMDS 例子中，每個(gè)扇區(qū)有官自己的36Mbps 信道。根據(jù)排隊(duì)理論，如果一條信道有50% 的負(fù)載，則排隊(duì)時(shí)間將等于傳輸時(shí)間。在這些條件下，下載一個(gè)5KB 的Web 頁面需要多長時(shí)間?通過1Mbps. 的ADSL 線路，下載這樣的頁面需要多長時(shí)間?通過56kbps 的調(diào)制解調(diào)器呢?答：5 KB網(wǎng)頁有40000位。the下載時(shí)間在36兆通道是1.1毫秒。如果隊(duì)列算法。延遲is also 1.1毫秒，總時(shí)間是2.2毫秒。over ADSL隊(duì)列算法。There is no time at the下載延遲，所以1 Mbps是40毫秒。It is at 56Kbps 714毫秒。30. T1 線路上額外開銷的自分比為多少?也就是說，1. 54 1Mbps 中百分之多少?zèng)]有被遞交給最終用戶?答：每一幀中，端點(diǎn)用戶使用193 位中的168（7*24）位，開銷占25（=193-168）位，因此開銷比例等于25/193=13%。32. 如果一個(gè)T1線路系統(tǒng)失去了同步,它試圖使用每一幀的第l 位來理新獲得同步。請問，平均要檢查多少幀才能保證在出錯(cuò)概率為0.001) 的情況下重新獲得同步。答：10 個(gè)幀。在數(shù)字通道上某些隨機(jī)比特是0101010101 模式的概率是1/1024。察看10 個(gè)幀，若每一幀中的第一位形成比特串0101010101，則判斷同步成功，而誤判的概率為1/1024，小于0.001。50. 假設(shè)A 、B 和C 通過一個(gè)CDMA 系統(tǒng)同時(shí)傳輸位0 ，他們的時(shí)間片序列如圖2 . 45(b) 所示。請問結(jié)果得到的時(shí)間片序列是什么?答：結(jié)果是否定的A，B和C獲得，然后添加三個(gè)芯片序列。另外三個(gè)可以添加，然后否定。The result is (+3 +1 +11311 +1)。56.一個(gè)有線電視公司決定在，一個(gè)包含5000 戶家庭的區(qū)域內(nèi)提供Tnternet 訪問服務(wù)。該公司使用一根同軸電纜，它的頻譜分配方案允許每根電纜有l(wèi)00Mbps 的下行帶寬。為了吸引顧客，該公司決定，保祉每戶家庭在任何時(shí)候都怪少有2Mbps 的下行帶寬。請描述一下該公司需要采取什么措施才能提供這樣的保證。答：一個(gè)2-mbps下行帶寬，保證每個(gè)房子意味著最多50的房子/同軸電纜。因此，有線公司需要將現(xiàn)有電纜分成100根同軸電纜，并將它們直接連接到光纖節(jié)點(diǎn)上. 第三章1.一個(gè)上層的分組被切分成10 幀，每一幀有80% 的機(jī)會(huì)可以元損壞地到鹽。如果數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議沒有提供錯(cuò)誤控制的話，請問.該報(bào)文平均需要發(fā)送多少次才能完整地到達(dá)接收方?答：由于每一幀有0.8 的概率正確到達(dá)，整個(gè)信息正確到達(dá)的概率為 p=0.810=0.107。為使信息完整的到達(dá)接收方，發(fā)送一次成功的概率是p ，二次成功的概率是(1-p)p，三次成功的概率為(1-p)2 p，i 次成功的概率為(1-p)i-1 p，因此平均的發(fā)送次數(shù)等于：5.位串0111101111101111110 需要在數(shù)據(jù)鏈路層上被發(fā)遠(yuǎn)，請問，經(jīng)過位填充之后實(shí)際被發(fā)送出去的是什么?答：(a) 00000100 01000111 11100011 11100000 01111110 (b) 01111110 01000111 11100011 11100000 11100000 11100000 01111110 01111110 (c) 01111110 01000111 110100011 111000000 011111010 01111110 9.假設(shè)使用海明碼來傳輸16位的報(bào)文。請問，需要多少個(gè)檢查位才能確保接收方可以檢測并糾正單個(gè)位錯(cuò)誤?對(duì)于報(bào)文1101001100110101 ，請給出所傳輸?shù)奈荒Ｊ?。假設(shè)在海明碼中使用了偶數(shù)位。答：奇偶校驗(yàn)位需要在位置1，2，4，8，和16，所以不超過位31（包括奇偶校驗(yàn)位）的消息。因此，五個(gè)奇偶校驗(yàn)位是足夠的。比特傳輸模式是011010110011001110101奇偶校驗(yàn)位需要在位置1，2，4，8，和16，所以不超過位31（包括奇偶校驗(yàn)位）的消息。因此，五個(gè)奇偶校驗(yàn)位是足夠的。比特傳輸模式是011010110011001110101.12. 檢測錯(cuò)誤的一種方法是按n 行、每行k 位來傳輸數(shù)據(jù)，并且在每行和每列加上奇偶位,其中右下角是一個(gè)檢查它所在行和所在列的奇偶位。這種方案能夠檢測出所有的單個(gè)錯(cuò)嗎? 2 位錯(cuò)誤呢? 3 位錯(cuò)誤呢?答：單個(gè)錯(cuò)誤將引起水平和垂直奇偶檢查都出錯(cuò)。兩個(gè)錯(cuò)誤，無論是否同行或者同列，也容易被檢測到。對(duì)于有三位錯(cuò)誤的情況，就有可能無法檢測了。for example, if some bit is inverted along with its row and column parity bits. Even the corner bit will not catch this.18. 一條3000 公里伏的Tl 骨千線路被用來傳輸64 字節(jié)的幀，兩端使用了協(xié)議5 。如果傳輸速度為6s/ 公.里，則序列號(hào)應(yīng)該有多少位?答：為了有效運(yùn)行，序列空間（實(shí)際上就是發(fā)送窗口大小）必須足夠的大，以允許發(fā)送方在收到第一個(gè)確認(rèn)應(yīng)答之前可以不斷發(fā)送。信號(hào)在線路上的傳播時(shí)間為63000= 18000 ，即18ms。在T1 速率，發(fā)送64 字節(jié)的數(shù)據(jù)幀需花的時(shí)間：648(1.536106) = 0.33。所以，發(fā)送的第一幀從開始發(fā)送起，18.33ms 后完全到達(dá)接收方。確認(rèn)應(yīng)答又花了很少的發(fā)送時(shí)間（忽略不計(jì)）和回程的18ms。這樣，加在一起的時(shí)間是36.33ms。發(fā)送方應(yīng)該有足夠大的窗口，從而能夠連續(xù)發(fā)送36.33ms。36.33/0.33=110也就是說，為充滿線路管道，需要至少110 幀，因此序列號(hào)為7 位。29. 利用地球向步衛(wèi)軍在一個(gè)1Mb ps 的信道L 發(fā)送1000位的幀.該信道離開地球的傳輸延遲為270ms. 確認(rèn)信息總是被捎帶在數(shù)據(jù)幀上， 頭部非常短，并且使用3位序列號(hào)。在下面的協(xié)議中， 最大可獲得的信道利用率是多少?(a) 停-等協(xié)議.(b) 協(xié)議5.(c) 協(xié)民6.答：對(duì)應(yīng)三種協(xié)議的窗口大小值分別是1、7 和4。使用衛(wèi)星信道端到端的典型傳輸延遲是270ms，以1Mb/s 發(fā)送，1000bit 長的幀的發(fā)送時(shí)間為1ms。我們用t=0 表示傳輸開始的時(shí)間，那么在t=1ms 時(shí)，第一幀發(fā)送完畢；t=271ms時(shí)，第一幀完全到達(dá)接收方；t=272ms，對(duì)第一幀的確認(rèn)幀發(fā)送完畢；t=542ms，帶有確認(rèn)的幀完全到達(dá)發(fā)送方。因此一個(gè)發(fā)送周期為542ms。如果在542ms 內(nèi)可以發(fā)送k 個(gè)幀，由于每一個(gè)幀的發(fā)送時(shí)間為1ms，則信道利用率為k/542，因此：（a） k=1，最大信道利用率=1/542=0.18%（b） k=7，最大信道利用率=7/542=1.29%（c） k=4，最大信道利用率=4/542=0.74%32. 一條100公里長的電纜運(yùn)行線在T 1 數(shù)據(jù)速率上。電纜的傳輸速度是真空中光速的2/ 3。請問電纜中可以容納多少位?答：在該電纜中的傳播速度是每秒鐘200 000km，即每毫秒200km，因此100km 的電纜將會(huì)在0.5ms 內(nèi)填滿。T1 速率125傳送一個(gè)193 位的幀，0.5ms 可以傳送4 個(gè)T1 幀，即193*4=772bit。第四章1.在這個(gè)練習(xí)中，請使用本章中的一種規(guī)則(方案) ，但是在計(jì)算之前請先聲明這種規(guī)則。在一個(gè)100Mbps 的信道上，待傳輸?shù)膸S機(jī)地到達(dá)。如果當(dāng)一幀到達(dá)的時(shí)候該信道正忙，那么它必須排隊(duì)等待。幀的長度里指數(shù)分布，均值為每幀10 000 位。對(duì)于下列每一種幀到達(dá)率，請給出平均一幀的延遲，包括排隊(duì)時(shí)間和傳輸時(shí)間。(a) 90 幀/秒(b) 900 幀/秒(c) 9000 幀/秒答：The formula is the standard formula for Markov queueing given in section 4.1.1, namely, . Here C = 108 and, so sec. For the three arrival rates, we get (a) 0.1 msec,(b) 0.11 msec, (c) 1 msec. For case (c) we are operating a queueing system with , which gives the 10delay.4. 10000個(gè)航線預(yù)定站正在競爭使用一個(gè)分槽的ALOHA 信道。這些站平均每小時(shí)發(fā)出18 次請求。時(shí)槽為125S. 總的信道載荷大約是多少?答：每個(gè)終端每200（=3600/18）秒做一次請求，總共有10 000 個(gè)終端，因此，總的負(fù)載是200 秒做10000 次請求。平均每秒鐘50 次請求。每秒鐘8000 個(gè)時(shí)隙，所以平均每個(gè)時(shí)隙的發(fā)送次數(shù)為50/8000=1/160。5. 一大群ALOHA 用戶每秒鐘產(chǎn)生50 個(gè)請求，包括原始的請求和重傳的請求。時(shí)槽單位為40ms.(a) 首次發(fā)送成功的幾率是多少?(b) 恰好k 次沖突之后成功的概率是多少?(c) 所需傳送次數(shù)的期望值是多少?答：（a）在任一幀時(shí)間內(nèi)生成k 幀的概率服從泊松分布生成0 幀的概率為e-G對(duì)于純的ALOHA，發(fā)送一幀的沖突危險(xiǎn)區(qū)為兩個(gè)幀時(shí)，在兩幀內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率是e-Ge G=e-2G對(duì)于分隙的ALOHA，由于沖突危險(xiǎn)區(qū)減少為原來的一半，任一幀時(shí)內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率是e-G ?，F(xiàn)在時(shí)隙長度為40ms，即每秒25 個(gè)時(shí)隙，產(chǎn)生50 次請求，所以每個(gè)時(shí)隙產(chǎn)生兩個(gè)請求，G=2。因此，首次嘗試的成功率是：e-2= 1/ e2 （b） （c）嘗試k 次才能發(fā)送成功的概率（即前k-1 次沖突，第k 次才成功）為：那么每幀傳送次數(shù)的數(shù)學(xué)期望為17. 畫出位流0001110101 的曼徹斯特編碼。答：該信號(hào)是一個(gè)正方形波具有兩個(gè)值，高（H）和低（L）。模式LHLHLHHLHLHLLHHLLHHL。18. 畫出上一個(gè)問題中的位流的差分曼徹斯特編碼。假設(shè)線路的初始狀態(tài)為低電壓。答： The pattern this time is HLHLHLLHHLLHLHHLHLLH.21.考慮在一條lkm 長的電纜(無中繼器)上建立一個(gè)lGbps 速率的CSMA/CD 網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)在電纜中的速度為200000km/s。請問最小的幀長度為多少?答：對(duì)于1km 電纜，單程傳播時(shí)間為1/200000 =510-6 s，即5，來回路程傳播時(shí)間為2t =10。為了能夠按照CSMA/CD 工作，最小幀的發(fā)射時(shí)間不能小于10。以1Gb/s 速率工作，10可以發(fā)送的比特?cái)?shù)等于：因此，最小幀是10 000 bit 或1250 字節(jié)長。26. 千兆以太網(wǎng)每秒鐘能夠處理多少幀?請仔細(xì)想一想，并考慮所有有關(guān)的情形。提示:請考慮干兆位以太同的實(shí)質(zhì)。答：最小的以太網(wǎng)幀為512位，所以在1 Gbps的得到1953125或200萬幀/秒。然而，這僅適用于幀爆裂操作時(shí)。沒有幀爆裂，短幀填充到4096位，在這種情況下的最大數(shù)目是244140。對(duì)于最大的幀（12144位），可以有多達(dá)82345幀/秒。29. 假設(shè)一個(gè)l1Mbps 的802.1 b LAN 正在通過無線電信道傳送一批連續(xù)的64字節(jié)的幀，位錯(cuò)誤率為10-7 。請問平均每秒鐘將有多少幀被損壞?答：每秒傳送的幀數(shù):11*106(64*8)=19531(幀) 每秒出錯(cuò)的概率：p=64810-7=51210-7 每秒損壞的幀數(shù);r=np=1(幀)40. 一個(gè)專門為了用于快速以太網(wǎng)而設(shè)計(jì)的交換機(jī)有一塊可以傳送10Gbps 的底板。請問在最差情況下，它每秒鐘可以處理多少幀?答：最壞的情況是64字節(jié)（512位）幀的無限流.。如果背板可以處理109個(gè)基點(diǎn)，它可以處理的幀的數(shù)目是109 / 512。這是1953125幀/秒。第五章2. 請問有沒有可能發(fā)生這樣的情形：面向連接的服務(wù)也會(huì)(或者至少應(yīng)該)以亂序的方式遞交分組?請解釋原因。答：有。中斷信號(hào)應(yīng)該跳過在它前面的數(shù)據(jù)，進(jìn)行不遵從順序的投遞。典型的例子是當(dāng)一個(gè)終端用戶鍵入退出（或kill）健時(shí)。由退出信號(hào)產(chǎn)生的分組應(yīng)該立即發(fā)送，并且應(yīng)該跳過當(dāng)前隊(duì)列中排在前面等待程序處理的任何數(shù)據(jù)（即已經(jīng)鍵入但尚未被程序讀取的數(shù)據(jù)）。5. 請考慮以下涉及到實(shí)現(xiàn)虛電路服務(wù)的設(shè)計(jì)問題。如果在子網(wǎng)內(nèi)部使用虛電路，那么，每個(gè)數(shù)據(jù)分組必須有一個(gè)3 字節(jié)的頭，每臺(tái)路由器必須提供8 字節(jié)的存儲(chǔ)空間用于電路標(biāo)識(shí)。如果子網(wǎng)內(nèi)部使用數(shù)據(jù)報(bào)，那么，每個(gè)數(shù)據(jù)分組需要一個(gè)15 字節(jié)的頭，但是不要求路由器的表宅間。假設(shè)每一跳每106 字節(jié)的傳輸開銷為1 美分?？焖俾酚善鲀?nèi)存的價(jià)格是每字節(jié)1 美分， 2 年以后就貶值了，這里假設(shè)每周的工作時(shí)間為40 小時(shí)。平均每個(gè)會(huì)話的持續(xù)時(shí)間為1000秒，在這段時(shí)間中平均傳輸200 個(gè)分組。平均每個(gè)分組要求4跳。請問哪種實(shí)現(xiàn)方法更加便宜，便宜多少?答：虛電路實(shí)現(xiàn)需要在1000 秒內(nèi)固定分配5*8=40 字節(jié)的存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)報(bào)實(shí)現(xiàn)需要比虛電路實(shí)現(xiàn)多傳送的頭信息的容量等于(15-3 ) 42009600字節(jié)-跳段?，F(xiàn)在的問題就變成了40000 字節(jié)-秒的存儲(chǔ)器對(duì)比9600 字節(jié)-跳段的電路容量。如果存儲(chǔ)器的使用期為兩年，即360085522=1.7107秒，一個(gè)字節(jié)-秒的代價(jià)為1/( 1.5107) = 6.710-8 分，那么40000 字節(jié)-秒的代價(jià)為2.7 毫分。另一方面，1 個(gè)字節(jié)-跳段代價(jià)是10-6 分，9600 個(gè)字節(jié)-跳段的代價(jià)為10-6 9600=9.610-3分，即9.6 毫分，即在這1000 秒內(nèi)的時(shí)間內(nèi)便宜大約6.9 毫分。7. 請考慮圖S. 7 中的網(wǎng)絡(luò)，但是忽略線路上的權(quán)值。假設(shè)宮使用擴(kuò)散法作為路也算法。如果一個(gè)從A 發(fā)向D 的分組的最大跳計(jì)數(shù)值為3 ，請列出它將要走的所有路徑。同時(shí)也說明官需要消挺多少跳帶寬。答：它將遵循下列路線: ABCD, ABCF, ABEF, ABEG, AGHD, AGHF, AGEB, and AGEF. 使用的跳數(shù)為24。9. 考慮圖5.13(a) 中的子網(wǎng)。該子網(wǎng)使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達(dá)路由器C: 來自B的矢量為(5,0,8,12,6,2); 來自D的矢量為(16,12,6,0,9,10);來自E的矢量(7,6,3,9,0,4)。經(jīng)測量，到B、D 和E的延遲分別為6 、3 和5。請問C的新路由表將會(huì)怎么樣?清給出將使用的輸出線路以及期望的延遲。答：通過B 給出（11，6，14，18，12，8）通過D 給出（19，15，9，3，12，13）通過E 給出（12，11，8，14，5，9）取到達(dá)每一目的地的最小值（C 除外）得到：（11，6，0，3，5，8）輸出線路是：（B，B，-，D，E，B）12. 對(duì)于4800 臺(tái)路由器的三層次分級(jí)路由，請問應(yīng)該選擇多大的區(qū)域和群才可以將路由表的尺寸降低到最小?一個(gè)好的起點(diǎn)是，假設(shè)在方案中k 臺(tái)路由器構(gòu)成一個(gè)區(qū)域，k個(gè)區(qū)域構(gòu)成一個(gè)群，并且總共有k 個(gè)群，這樣的方案接近于最優(yōu)的方案。這意味著k 大約是4800 的立方根(約等于16) 。請?jiān)囼?yàn)所在這三個(gè)參數(shù)在16 附近的各種組合。答：所謂分級(jí)路由，就是將路由器按區(qū)（REGION）進(jìn)行劃分，每個(gè)路由器只須知道在自己的區(qū)內(nèi)如何為分組選擇路由到達(dá)目的地的細(xì)節(jié)，而不用知道其他區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對(duì)于大的網(wǎng)絡(luò)，也許兩級(jí)結(jié)構(gòu)是不夠的，還可以把區(qū)組合成簇（CLUSTER），把簇再組合成域（ZONE），對(duì)于等級(jí)式路由，在路由表中對(duì)應(yīng)所有的本地路由器都有一個(gè)登錄項(xiàng)，所有其他的區(qū)（本簇內(nèi)）、簇（本域內(nèi)）和域都縮減為單個(gè)路由器，因此減少了路由表的尺寸。在本題中，4800=15*16*20。當(dāng)選擇15 個(gè)簇、16 個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)20 個(gè)路由器時(shí)（或等效形式，例如20 個(gè)簇、16 個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)15 個(gè)路由器），路由表尺寸最小，此時(shí)的路由表尺寸為15+16+20=51。The minimum occurs at 15 clusters, each with 16 regions, each region having 20 routers, or one of the equivalent forms, e.g., 20 clusters of 16 regions of 15 routers. In all cases the table size is 15 + 16 + 20 = 51.16. 如圖5.72 的子網(wǎng)所示，一個(gè)組的成員分布在路由器A 、B 、C 、D 、E 、F 、I 和K 上，請計(jì)算路由器C 的多播生成樹。答：多生成樹是可能的。它們中的一個(gè)是：27. 在一個(gè)6Mbps 的網(wǎng)絡(luò)上，有一臺(tái)主機(jī)通過一個(gè)令牌桶進(jìn)行流量調(diào)整。令牌桶的填充速率為1 Mbps 。初始時(shí)候它被填充到8Mb的容量. 請問該計(jì)算機(jī)以6Mbps 的全速率可以傳輸多長時(shí)間?答：本題乍看起來，似乎以6Mb/s 速率發(fā)送用4/3 秒的時(shí)間可以發(fā)送完桶內(nèi)8Mb 的數(shù)據(jù)，使漏桶變空。然而，這樣回答是錯(cuò)誤的，因?yàn)樵谶@期間，已有更多的令牌到達(dá)。正確的答案應(yīng)該使用公式S C /(M-P )，這里的S表示以秒計(jì)量的突發(fā)時(shí)間長度，M 表示以每秒字節(jié)計(jì)量的最大輸出速率，C 表示以字節(jié)計(jì)的桶的容量，P 表示以每秒字節(jié)計(jì)量的令牌到達(dá)速率。則：因此，計(jì)算機(jī)可以用完全速率6Mb/s 發(fā)送1.6 s 的時(shí)間。35.一臺(tái)路由器往外發(fā)送大量的總投度(數(shù)據(jù)+頭)為1024字節(jié)的IP 分組。假定這些分組生存10 秒鐘時(shí)間長，請問，路由器運(yùn)行的最大線速度為多少才不至于發(fā)生IP數(shù)據(jù)報(bào)的ID編號(hào)空間重繞的危險(xiǎn)?答：如果線路的比特率是B，那么路由器可以發(fā)射的包/秒數(shù)是B / 8192，所以發(fā)射分組所需的秒數(shù)是8192 / B.要拿出65536包需要229 /秒。這等同于包的最長壽命，我們得到229 / B= 10。然后，B是約53687091個(gè)基點(diǎn)。38.如果一個(gè)IP地址的十六進(jìn)制表示為C22 F1582 ，請將它轉(zhuǎn)換成點(diǎn)分十進(jìn)制標(biāo)記。答：The address is 30.39. Internet 上一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為. 請問它最多能夠處理多少臺(tái)主機(jī)?答：對(duì)于一個(gè)B 類網(wǎng)絡(luò)，高端16 位形成網(wǎng)絡(luò)號(hào)，低端16 位是子網(wǎng)或主機(jī)域。在子網(wǎng)掩碼的低端16 位中，最高有效4 位為1111，因此剩下12 位用于主機(jī)號(hào)。因此，存在4096 個(gè)主機(jī)地址。但由于全0 和全1 是特別地址，因此最大的主機(jī)數(shù)目為4094。4 0. 假定從 開始有大量連續(xù)的IP地址可以使用. 現(xiàn)在4 個(gè)組織A 、B 、C和D 按照順序依技申請4000 、2000 、4000 和8000 個(gè)地址。對(duì)于每一個(gè)申請，請利用w. x. y. z/ s 的形式寫出所分配的第一個(gè)lP 地址、最后一個(gè)IP 地址.以及掩碼。答：To start with, all the requests are rounded up to a power of two. The starting address, ending address, and mask are as follows: A: 55 written as /20B: 55 written as /21C: 55 written as /20D: 55 written as /1941. 一臺(tái)路由器剛剛接收到以下新的IP 地址: / 21 、/21 、/21 和/21. 如果所有這些地址都使用同一條輸出線路.那么，它們可以被聚集起來嗎?如果可以的話，它們被聚集到哪個(gè)地址上?如果不可以的話，請問為什么?答：They can be aggregated to 57.6.96/19.43 . 一臺(tái)路由器的路由表中有以下的( CIDR) 表項(xiàng):答：The packets are routed as follows:(a) Interface 1(b) Interface 0(c) Router 2(d) Router 1(e) Router 256. 編寫一個(gè)函數(shù)來完成IP 路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)過程。該函數(shù)有一個(gè)IP 地址參數(shù)。它也要訪問一張全局表，全局表白許多三元組構(gòu)成。每個(gè)三元組包含三個(gè)整數(shù):一個(gè)IP 地址、一個(gè)子網(wǎng)掩碼和所用的輸出線路。該函數(shù)利用ClDR 在表中查找由參數(shù)指定的IP 地址，然后返回對(duì)應(yīng)的輸出線路值。57. 使用traceroute(UNIX 環(huán)境)或者tracert (Windows 環(huán)境)程序跟蹤一下從你的計(jì)算機(jī)到其他各洲的大學(xué)的路由路徑。你將可以發(fā)現(xiàn)一些跨越大洋的鏈路。以下有些站點(diǎn)你可以試一試。www. berkeley. edu (California ，美國的擁利福尼亞州)www. mit. edu (Massachusetts ，美國的馬薩諸塞州)www.vu.nl (Amsterdam ，荷蘭的阿姆斯特丹)www.ucl. ac. uk (London ，英國的倫敦).au (Sydney ，澳大利亞的悉尼)www.u-tokyo.ac.jp (Tokyo ，日本的東京)www.uct.ac.za (Cape Town ，南非的開普敦)第六章3. 在圖6.6 的兩部分中，有一條注釋說明T SERVER_PORT 在客戶和服務(wù)器中必須相同。為什么這一條如此重要?答：如果客戶端發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包server3port和服務(wù)器沒有聽這些端口，數(shù)據(jù)包將不會(huì)被發(fā)送給服務(wù)器。4. 假設(shè)采用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方案來生成初始序列號(hào)，該方案用到了 (一個(gè)15位寬度的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器。并且，每隔100ms 時(shí)鐘滴答一次，最大分組生存期為60s 。請問.每隔多久;需要重新同步一次?(a)在最差情況下?(b)當(dāng)數(shù)據(jù)每分鐘用掉240 個(gè)序列號(hào)的時(shí)候?答：在具體解答這個(gè)問題之前，需要先熟悉一下時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方案的內(nèi)容。首先我們引入?yún)?shù)T，假定在發(fā)送出一個(gè)分組之后等待長度等于T 的時(shí)間，我們就可以肯定，所有關(guān)于該分組的蹤跡都已消失，不管是該分組本身，還是對(duì)于它的確認(rèn)都不會(huì)再以外的出現(xiàn)。我們還假定，每個(gè)主機(jī)都配有一個(gè)表示一天的時(shí)間的時(shí)鐘，不同主機(jī)上的時(shí)鐘不必同步。每個(gè)時(shí)鐘都采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的形式，并且以長度一致的間隔時(shí)間遞增。而且，計(jì)數(shù)器的比特?cái)?shù)必須等于或超過序列號(hào)所使用的比特?cái)?shù)。最后一點(diǎn)，時(shí)鐘被假定是連續(xù)運(yùn)行，即使主機(jī)關(guān)閉時(shí)也不間斷。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方案的基本思想是同一時(shí)間不會(huì)有兩個(gè)活動(dòng)的TPDUs 使用相同的序列號(hào)。在一條連接建立的時(shí)候，時(shí)鐘的低端k 個(gè)比特被用作初始序列號(hào)（也是k 位）。因此，每條連接可以從不同的序列號(hào)開始為TPDU 編號(hào)。序列號(hào)空間應(yīng)該足夠大，使得當(dāng)編號(hào)循環(huán)一周時(shí)，具有相同號(hào)碼的舊的TPDU 已經(jīng)不復(fù)存在。當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)崩潰時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些問題。在重新啟動(dòng)后，主機(jī)的傳輸層實(shí)體不知道它曾經(jīng)處在序列號(hào)空間的什么位置。一種解決方法是要求傳輸實(shí)體在恢復(fù)后的T 秒內(nèi)處于空閑狀態(tài)，讓所有老的TPDUs 都消失。然而，在一個(gè)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)上，T 值可能很大，所以這不是一個(gè)好的解決方法。為了避免從崩潰恢復(fù)后的T 秒不工作狀態(tài)，需要對(duì)序列號(hào)的使用施加新的限制。在一些編號(hào)可能被用作初始序列號(hào)之前，必須在長度為T 的時(shí)間內(nèi)禁止使用這些編號(hào)。在任何連接上發(fā)送TPDU 之前，傳輸層實(shí)體必須讀一次時(shí)鐘，檢查該TPDU 的編號(hào)是否在禁止區(qū)內(nèi)。顯然，在任何連接上的最大數(shù)據(jù)率是每個(gè)時(shí)鐘滴答發(fā)送一個(gè)TPDU。在系統(tǒng)崩潰后重啟動(dòng)時(shí)，在打開一條新的連接之前，傳輸實(shí)體必須等待到下一個(gè)時(shí)鐘滴答，以避免同樣的號(hào)碼重復(fù)使用。如果數(shù)據(jù)速率低于始終速率，實(shí)際使用的序列號(hào)對(duì)于時(shí)間的曲線將最終從左邊進(jìn)入禁止區(qū)。如果這樣的情況發(fā)生了，要么延遲TPDU 達(dá)T 長度時(shí)間，或者重新同步序列號(hào)。作為例子，如果在坐標(biāo)起點(diǎn)發(fā)1 號(hào)TPDU，到接近時(shí)鐘大循環(huán)編碼的末尾才發(fā)送第2 個(gè)TPDU，此時(shí)為避免在下一大循環(huán)開始重復(fù)使用序列號(hào)，就需要在大循環(huán)接近末尾處重新同步，使用大的初始序列號(hào)，以避免使用禁止區(qū)號(hào)碼。（a） 時(shí)鐘大循環(huán)周期是215，即32768 滴答，每滴答100ms，即0.1 秒，所以大循環(huán)周期是3276.8s 。假定數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率非常低（接近零），那么發(fā)送方在3276.8-60=3271.8 秒時(shí)進(jìn)入禁止區(qū)，需要進(jìn)行一次重新同步。（b） 每分鐘使用240 個(gè)序列號(hào)，即每秒使用4 個(gè)號(hào)碼，如果時(shí)間以t 表示（以秒為單位），那么實(shí)際的序列號(hào)是4t。當(dāng)接近大循環(huán)的末尾時(shí)以及在下一大循環(huán)的開始階段，4t 有一定的大小，位于禁止區(qū)的上方，現(xiàn)在由于每秒鐘10個(gè)滴答，禁止區(qū)的左邊是10(t-3216.8)。令 4t =10(t-3216.8)，得 t=5316.3秒。即當(dāng) t=5316.3時(shí)，開始進(jìn)入禁止區(qū)，因此當(dāng) t=5316.3時(shí)需要進(jìn)行一次重新同步。7. 想象一個(gè)泛化的n -軍隊(duì)問題，在這個(gè)問題中，任何兩支藍(lán)軍達(dá)成一致的意見之后就足以取得勝利。是否存在一個(gè)能保證藍(lán)軍必贏的協(xié)議?答：（a）參見教材。（b）不存在。對(duì)于多于兩支部隊(duì)的情況，問題在實(shí)質(zhì)上是同樣的。9. 對(duì)于正文中描述的傳輸實(shí)體(見圖6.20) ，死鎖有可能嗎?答：該傳輸實(shí)體有可能死鎖。當(dāng)雙方同時(shí)執(zhí)行RECEIVE 時(shí)就會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。14. UDP 為什么有必要在在?難道只讓用戶進(jìn)程發(fā)送原始的IP 分組還不夠嗎?答：僅僅使用IP 分組還不夠。IP 分組包含IP 地址，該地址指定一個(gè)目的地機(jī)器。一旦這樣的分組到達(dá)了目的地機(jī)器，網(wǎng)絡(luò)控制程序如何知道該把它交給哪個(gè)進(jìn)程呢？UDP 分組包含一個(gè)目的地端口，這一信息是必須的，因?yàn)橛辛怂?，分組才能夠被投遞給正確的進(jìn)程。16. 一個(gè)客戶向100km 以外的服務(wù)器發(fā)送一個(gè)128 字節(jié)的請求，兩者之間通過一條lGbps 的光纖進(jìn)行通信。在遠(yuǎn)過程調(diào)用中這條線路的效率是多少?答：128 字節(jié)等于1024 位，在1Gb/s 的線路上發(fā)送1000 位需要1的時(shí)間。光在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是200km/ms，請求到達(dá)服務(wù)器需要傳輸0.5ms 的時(shí)間，應(yīng)答返回又需要0.5ms 的傳輸時(shí)間?？偟目磥?，1000 位在1ms 的時(shí)間內(nèi)傳輸完成。這等效于1Mb/s，即線路效率是0.1%。31.一臺(tái)TCP 機(jī)器正在-通過一條lGbps 的信道發(fā)送65535字節(jié)的滿窗口數(shù)據(jù).該信道的單向 延遲為10ms。請問，可以達(dá)到的最大吞吐量是多少?線路的效率是多少? 答：10ms*2=20ms每20ms 可以發(fā)送一個(gè)窗口大小的交通量，因此每秒50 個(gè)窗口。 65536850=26.2Mb/s 26.2/1000=2.6 % 所以，最大的數(shù)據(jù)吞吐率為26.2Mb/s，線路效率為2.6%32. 一臺(tái)主機(jī)在一條線路上發(fā)送1500 字節(jié)的TCP 凈荷，其巾最大分組生存期為120s，要想不讓序列號(hào)回繞，該線路的最快速度為多少?將TCP 、IP 以太網(wǎng)的開銷都考慮進(jìn)去，假設(shè)以太網(wǎng)幀可以被連續(xù)發(fā)迭。答：我們的目標(biāo)是發(fā)送232字節(jié)在120秒或35791394有效負(fù)載字節(jié)/秒。這是1500個(gè)23860字節(jié)的幀/秒。TCP的開銷是20個(gè)字節(jié)。IP開銷是20字節(jié)。以太網(wǎng)開銷是26字節(jié)。這意味著，1500字節(jié)的有效載荷，必須發(fā)送1566字節(jié)。如果我們把23860幀的1566個(gè)字節(jié)的每一秒，我們需要一條299 Mbps。有什么東西比這我們運(yùn)行在同一時(shí)間有相同的序列號(hào)不同的TCP段風(fēng)險(xiǎn)更快。33.在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最大的TPDU K.度為128 字節(jié)，最大的TPDU 生存期為30s ，序列號(hào)為8 位，請問每個(gè)連接的最大數(shù)據(jù)率是多少?答：具有相同編號(hào)的TPDU 不應(yīng)該同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，必須保證，當(dāng)序列號(hào)循環(huán)回來重復(fù)使用的時(shí)候，具有相同序列號(hào)的TPDU 已經(jīng)從網(wǎng)絡(luò)中消失。現(xiàn)在存活時(shí)間是30 秒，那么在30 秒的時(shí)間內(nèi)發(fā)送方發(fā)送的TPDU 的數(shù)目不能多于255 個(gè)。 2551288/30= 8738b/s所以，每條連接的最大數(shù)據(jù)速率是8738b/s。34. 假設(shè)你正在測量接收一個(gè)TPDU 所需要的時(shí)間。當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生的時(shí)候.你讀出系統(tǒng)時(shí)鐘的值(以毫秒為單位)。當(dāng)TPDU 被完全處理之后，你再次讀出時(shí)鐘的值。你測量的結(jié)果是: 270000 次為0ms ，730000 次為lms. 請間，接收一個(gè)TPDU 需要多長時(shí)間?答：計(jì)算平均值：因此，接收一個(gè)TPDU 花730微秒的時(shí)間。40. 對(duì)于一個(gè)運(yùn)行在4000km 距離上的lGbps 網(wǎng)絡(luò)，限制的因素是延遲，而并非帶寬。請考慮這樣一個(gè)MAN: 源端和目標(biāo)端之間的平均距離為20km 。請問在什么數(shù)據(jù)率上，由于光速導(dǎo)致的往返時(shí)間等于lKB 分組的傳輸延遲?答：光在光纖和銅導(dǎo)線中的速度大約為每毫秒200km。對(duì)于一條20km 的線路，單向延遲是100，往返延遲是200。1K 字節(jié)就是8192 位。如果發(fā)送8192 位的時(shí)間為200，那么發(fā)送延遲就等于傳播延遲。設(shè)W 是發(fā)送1 位的時(shí)間，那么則1 /W=8192/(210-4 ) =40106。所以，數(shù)據(jù)傳輸速率為40Mb/s。41.請為下面的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算帶寬一延遲之乘積: (1 )T1(1. 5Mbps); (2) 以大網(wǎng)(10Mbps): (3)T3(45Mbps) 和(4) STS-3 (155Mbp)。假設(shè)RTT 為100ms. 請回憶一下本章曾經(jīng)提到過， TCP 頭有16 位保留用于窗口大小(Window Size) 。根據(jù)你的計(jì)算，能想出有什么隱含的意義嗎?答： (1) 18.75 KB, (2) 125 KB, (3) 562.5 KB, (4) 1.937 MB. A 16位窗口大小意味著發(fā)送者可以發(fā)送最多64 KB在等待確認(rèn)。這意味著發(fā)送者不能連續(xù)發(fā)射使用TCP和保持管全如果使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以太網(wǎng)，T3，或sts-3。42.對(duì)于地球同步衛(wèi)星上的一條50Mbps 的信道，它的帶寬一延遲之乘權(quán)是多少?如果所有的分組都是1500 字節(jié)(包括開銷)那么，窗口應(yīng)該為多大(按分組為單位)?答：往返延遲大約是540毫秒，所以用的帶寬延遲是27個(gè)或3375000個(gè)字節(jié)的50 Mbps的通道。1500字節(jié)的數(shù)據(jù)包，需要2250個(gè)數(shù)據(jù)包來填充管道，所以窗口應(yīng)該至少有2250包。第七章2. 根據(jù)圖7.3 中給出的信息. little- sister. cs. vu. nl 在一個(gè)A 、B 還是C 類網(wǎng)絡(luò)上?答： 它的IP地址以130開頭，所以它在B類網(wǎng)絡(luò)上?？吹降腎P地址的映射5章7. 如果一臺(tái)機(jī)器只有一個(gè)DNS 名字，那么它可以有多個(gè)IP 地址嗎?這種情形是如何發(fā)生的?答：對(duì).事實(shí)上，在圖7-3我們看到重復(fù)的IP地址的例子。請記住IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)組成.。如果一臺(tái)機(jī)器有兩個(gè)以太網(wǎng)卡，它可以在兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)上，如果是的話，它需要兩個(gè)IP地址.。8. 一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有兩個(gè)分別屬于不同頂級(jí)域的DNS 名字嗎?如果可以，請給出一個(gè)可能的例子。如果不可以，請解釋原因。 答：這是可能的。和www.large-bank.ny.us可以有相同的IP地址。因此，在與根據(jù)一個(gè)入門級(jí)的國家是一定可能的域（普通）。13.一個(gè)二進(jìn)制文件的長度為3072 個(gè)字節(jié). 每發(fā)送