計算機網絡部分課后習題答案

1、 學第一章 概述1-02 簡述分組交換的要點。答：（1）報文分組，加首部（2）經路由器儲存轉發(fā)（3）在目的地合并1-08 計算機網絡都有哪些類別？各種類別的網絡都有哪些特點？答：按范圍：（1）廣域網WAN：遠程、高速、是Internet的核心網。 （2）城域網：城市范圍，鏈接多個局域網。 （3）局域網：校園、企業(yè)、機關、社區(qū)。 （4）個域網PAN：個人電子設備按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s

2、(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。）答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發(fā)延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。線路交換時延：kd（傳播時延）+x/b（發(fā)送時延）+s（建立連接時間）, 分組交換時延：kd（傳播時延）+(x/p)*(p/b)（發(fā)送時延）+ (

3、k-1)*(p/b)（最后一個分組在第一個路由器轉發(fā)到目的主機的發(fā)送時延）1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s)，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。）答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*(p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D對p求導后，令其值等于0，

4、求得p=(xh)/(k-1)0.51-12 因特網的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？它們的工作方式各有什么特點？答：邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網。 核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。1-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延： （1） 數據長度為107bit,數據發(fā)送速率為100kb/s。（2） 數據長度為103bit,數據發(fā)送速率為1Gb/s。從上面的計算中可以得到什么樣的結論？解：（1）發(fā)送時延：ts=107/

5、105=100s傳播時延tp=106/(2×108)=0.005s（2）發(fā)送時延ts =103/109=1µs傳播時延：tp=106/(2×108)=0.005s結論：若數據長度大而發(fā)送速率低，則在總的時延中，發(fā)送時延往往大于傳播時延。但若數據長度短而發(fā)送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。1-24 論述具有五層協(xié)議的網絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。答：綜合OSI 和TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種原理體系結構。各層的主要功能：物理層 物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第

6、0 層。） 物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。數據鏈路層 數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。網絡層 網絡層的任務就是要選擇合適的路由，使 發(fā)送站的運輸層所傳下來的分組能夠正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運輸層。運輸層 運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節(jié)。應用層 應用層直接為用戶的應用進程提供服務。第二章 物理層2-05 物理層的接口有哪幾個方面的特性？個包含些什么內容？ 答：（1）機械特性 明接口所用的接線器的形狀

7、和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。（2）電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。（3）功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。（4）規(guī)程特性說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2-16 共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為A：（11111111） B：（11111111）C：（11111111） D：（11111111）現(xiàn)收到這樣的碼片序列S：（11311311）。問哪個站發(fā)送數據了？發(fā)送數據的站發(fā)送的是0還是1？解：S·A=（11311311）8=1， A發(fā)送1S·B=（11311311）8=1， B發(fā)送0S·C

8、=（11311311）8=0， C無發(fā)送S·D=（11311311）8=1， D發(fā)送1第三章 數據鏈路層3-03 網絡適配器的作用是什么?網絡適配器工作在哪一層?答：適配器（即網卡）來實現(xiàn)數據鏈路層和物理層這兩層的協(xié)議的硬件和軟件網絡適配器工作在TCP/IP協(xié)議中的網絡接口層（OSI中的數據鏈里層和物理層）3-07 要發(fā)送的數據為1101011011。采用CRC的生成多項式是P（X）=X4+X+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？采用CRC檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可

9、靠的傳輸？答：作二進制除法，1101011011 0000 10011 得余數1110 ，添加的檢驗序列是1110. 作二進制除法，兩種錯誤均可發(fā)展僅僅采用了CRC檢驗，缺重傳機制，數據鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。3-08 要發(fā)送的數據為101110。采用CRCD 生成多項式是P（X）=X3+1。試求應添加在數據后面的余數。答：作二進制除法，101110 000 10011 添加在數據后面的余數是0113-09 一個PPP幀的數據部分（用十六進制寫出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。試問真正的數據是什么（用十六進制寫出）？答：7D 5E FE 27 7D

10、5D 7D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D 3-10答：011011111 11111 00000111011111 11111 1103-20 假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率為1Gb/s。設信號在網絡上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。答：對于1km電纜，單程傳播時間為1/200000=5為微秒，來回路程傳播時間為10微秒，為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以發(fā)送的比特數等于10*10-6/1*10-9=10000,因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長3

11、-24 假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網網段上。這兩個站點之間的傳播時延為225比特時間?，F(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞之前能否把自己的數據發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應當考慮到每一個以太網幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）答：設在t=0時A開始發(fā)送，在t=（64+8）*8=576比特時間，A應當發(fā)送完畢。t=225比特時間，B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特

12、時間之前發(fā)送數據，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后也不會再發(fā)送碰撞了 如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當然也不會和其他站點發(fā)生碰撞）。3-25 在上題中的站點A和B在t=0時同時發(fā)送了數據幀。當t=255比特時間，A和B同時檢測到發(fā)生了碰撞，并且在t=255+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數分別是rA=0和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數據幀？A重傳的數據幀在什么時間到達B？A重傳的數據會不會和B重傳的數據再次發(fā)生碰撞？B會不會在

13、預定的重傳時間停止發(fā)送數據？答：t=0時，A和B開始發(fā)送數據T1=225比特時間,A和B都檢測到碰撞（tau）T2=273比特時間,A和B結束干擾信號的傳輸（T1+48）T3=594比特時間,A開始發(fā)送（T2+Tau+rA*Tau+96）T4=785比特時間，B再次檢測信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空閑，則B在T5=881比特時間發(fā)送數據、否則再退避。（T5=T4+96）A重傳的數據在819比特時間到達B，B先檢測到信道忙，因此B在預定的881比特時間停止發(fā)送3-20 有10個站連接到以太網上。試計算一下三種情況下每一個站所能得到的帶寬。（1）10個站都連接到一個10Mb/s以太

14、網集線器；（2）10個站都連接到一個100Mb/s以太網集線器；（3）10個站都連接到一個10Mb/s以太網交換機。(集線器共享帶寬。交換機獨享)答:（1）10個站都連接到一個10Mb/s以太網集線器：1mbs （2）10個站都連接到一個100mb/s以太網集線器：10mbs （3）10個站都連接到一個10mb/s以太網交換機：10mbs3-32 圖3-35表示有五個站點分別連接在三個局域網上，并且用網橋1和2連接起來。每一個網橋都有兩個接口（1和2）。在一開始，兩個網橋中的轉發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了數據幀：A發(fā)送給E，C發(fā)送給B，D發(fā)送給C，B發(fā)送給A。試把有關數據填寫在

15、表3-2中。發(fā)送的幀網橋1的轉發(fā)表網橋2的轉發(fā)表網橋1的處理（轉發(fā)？丟棄？登記？）網橋2的處理（轉發(fā)？丟棄？登記？）地址接口地址接口AEA1A1轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表CBC2C1轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表DCD2D2寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)轉發(fā)，寫入轉發(fā)表BAB1寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)接收不到這個幀第四章 網絡層3.作為中間設備，轉發(fā)器、網橋、路由器和網關有何區(qū)別？ 中間設備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。物理層中繼系統(tǒng)：轉發(fā)器(repeater)。數據鏈路層中繼系統(tǒng)：網橋或橋接器(bridge)。網絡層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。網橋和路由器的混合物：橋路器(br

16、outer)。網絡層以上的中繼系統(tǒng)：網關(gateway)。 4.試簡單說明下列協(xié)議的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 IP協(xié)議：實現(xiàn)網絡互連。使參與互連的性能各異的網絡從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網絡。網際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個最主要的協(xié)議之一，與IP協(xié)議配套使用的還有四個協(xié)議。ARP協(xié)議：是解決同一個局域網上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。RARP：是解決同一個局域網上的主機或路由器的硬件地址和IP地址的映射問題。ICMP：提供差錯報告和詢問報文，以提高IP數據交付成功的機會因特網組管理協(xié)議IGMP：用于探尋、轉發(fā)本局域網內的組成員關系。15.什么是最大傳送

17、單元MTU？它和IP數據報的首部中的哪個字段有關系？答：IP層下面數據鏈里層所限定的幀格式中數據字段的最大長度，與IP數據報首部中的總長度字段有關系 18.（1）有人認為：“ARP協(xié)議向網絡層提供了轉換地址的服務，因此ARP應當屬于數據鏈路層?！边@種說法為什么是錯誤的？因為ARP本身是網絡層的一部分，ARP協(xié)議為IP協(xié)議提供了轉換地址的服務，數據鏈路層使用硬件地址而不使用IP地址，無需ARP協(xié)議數據鏈路層本身即可正常運行。因此ARP不在數據鏈路層。 （2）試解釋為什么ARP高速緩存每存入一個項目就要設置1020分鐘的超時計時器。這個時間設置的太大或太小會出現(xiàn)什么問題？答：考慮到IP地址和Mac

18、地址均有可能是變化的（更換網卡，或動態(tài)主機配置） 1020分鐘更換一塊網卡是合理的。超時時間太短會使ARP請求和響應分組的通信量太頻繁，而超時時間太長會使更換網卡后的主機遲遲無法和網絡上的其他主機通信。 （3）至少舉出兩種不需要發(fā)送ARP請求分組的情況（即不需要請求將某個目的IP地址解析為相應的硬件地址）。在源主機的ARP高速緩存中已經有了該目的IP地址的項目；源主機發(fā)送的是廣播分組；源主機和目的主機使用點對點鏈路。19.主機A發(fā)送IP數據報給主機B，途中經過了5個路由器。試問在IP數據報的發(fā)送過程中總共使用了幾次ARP？ 6次，主機用一次，每個路由器各使用一次。22.一個數據報長度為4000

19、字節(jié)（固定首部長度）。現(xiàn)在經過一個網絡傳送，但此網絡能夠傳送的最大數據長度為1500字節(jié)。試問應當劃分為幾個短些的數據報片？各數據報片的數據字段長度、片偏移字段和MF標志應為何數值？IP數據報固定首部長度為20字節(jié)總長度(字節(jié))數據長度(字節(jié))MF片偏移原始數據報4000398000數據報片11500148010數據報片2150014801185數據報片310401020037024.試找出可產生以下數目的A類子網的子網掩碼（采用連續(xù)掩碼）。 （1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250.à分配網絡前綴時應先分配地址數較多的前綴題目沒有說LAN1上有幾個主機

20、，但至少需要3個地址給三個路由器用。本題的解答有很多種，下面給出兩種不同的答案： 第一組答案 第二組答案 86.32/12 è 86.00100000 下劃線上為12位前綴說明第二字節(jié)的前4位在前綴中。給出的四個地址的第二字節(jié)的前4位分別為：0010 ，0100 ，0011和0100。因此只有（1）是匹配的。è 140.120.(0101 0100).24 最小地址是 140.120.(0101 0000).0/20 (80) 最大地址是 140.120.(0101 1111).255/20 (95) 地址數是4096.相當于16個C類地址。37. （1）每一個子網的網絡前

21、綴有多長？ （2）每一個子網中有多少個地址？ （3）每一個子網的地址是什么？ （4）每一個子網可分配給主機使用的最小地址和最大地址是什么？（1）每個子網前綴28位。（2）每個子網的地址中有4位留給主機用，因此共有16個地址。（3）四個子網的地址塊是：40. 假定網絡中的路由器B的路由表有如下的項目（這三列分別表示“目的網絡”、“距離”和“下一跳路由器”） N1 7 A N2 2 C N6 8 F N8 4 E N9 4 F現(xiàn)在B收到從C發(fā)來的路由信息（這兩列分別表示“目的網絡”“距離”）： N2 4 N3 8 N6 4 N8 3 N9 5試求出路由器B更新后的路由表（詳細說明每一個步驟）。 路

22、由器B更新后的路由表如下：N17A無新信息，不改變N25C相同的下一跳，更新N39C新的項目，添加進來N65C不同的下一跳，距離更短，更新N84E不同的下一跳，距離一樣，不改變N94F不同的下一跳，距離更大，不改變第五章 傳輸層5-14 一UDP用戶數據報的首部十六進制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.試求源端口、目的端口、用戶數據報的總長度、數據部分長度。這個用戶數據報是從客戶發(fā)送給服務器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務器程序是什么？解：源端口1586，目的端口69，UDP用戶數據報總長度28字節(jié)，數據部分長度20字節(jié)。 此UDP用戶數據報是從客戶發(fā)給服務器（因為目的端

23、口號<1023，是熟知端口）、服務器程序是TFTP。5-23 主機A向主機B連續(xù)發(fā)送了兩個TCP報文段，其序號分別為70和100。試問： （1） 第一個報文段攜帶了多少個字節(jié)的數據？（2） 主機B收到第一個報文段后發(fā)回的確認中的確認號應當是多少？（3） 如果主機B收到第二個報文段后發(fā)回的確認中的確認號是180，試問A發(fā)送的第二個報文段中的數據有多少字節(jié)？（4） 如果A發(fā)送的第一個報文段丟失了，但第二個報文段到達了B。B在第二個報文段到達后向A發(fā)送確認。試問這個確認號應為多少？ 解：（1）第一個報文段的數據序號是70到99，共30字節(jié)的數據。（2）確認號應為100.（3）80字節(jié)。 （4）

24、705-34 已知第一次測得TCP的往返時延的當前值是30 ms?，F(xiàn)在收到了三個接連的確認報文段，它們比相應的數據報文段的發(fā)送時間分別滯后的時間是：26ms，32ms和24ms。設=09。試計算每一次的新的加權平均往返時間值RTTs。討論所得出的結果。答：a=0.1， RTTO=30RTT1=RTTO*(1-a) +26*a=29.6RTT2=RTT1*a+32(1-a)=29.84RTT3=RTT2*a+24（1-a）=29.256三次算出加權平均往返時間分別為29.6，29.84和29.256ms。可以看出，RTT的樣本值變化多達20%時，加權平均往返5-38 設TCP的ssthresh的初始值為8(單位為報文段)。當擁塞窗口上升到12時網絡發(fā)生了超時，TCP使用慢開始和擁塞避免。試分別求出第1次到第15次傳輸的各擁塞窗口大小。你能說明擁塞控制窗口每一次變化的原因嗎？ 答：擁塞窗口大小分別為：1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9.5-39 TCP的擁塞窗口cwnd大小與傳輸輪次n的關系如下所示：cwnd n11224