計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)習(xí)題解答

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上習(xí)題解答1-1講1. 網(wǎng)絡(luò)有哪些構(gòu)件？主機(jī)之間互聯(lián)有哪幾種方式？端系統(tǒng)上的現(xiàn)代操作系統(tǒng)通常定義了哪些編程開發(fā)接口？答：網(wǎng)絡(luò)實(shí)體可以被抽象為兩種基本構(gòu)件：結(jié)點(diǎn)和鏈路。主機(jī)之間互聯(lián)有3種方式：直接連接的方式，間接連接的網(wǎng)絡(luò)云方式；(3) 間接連接的網(wǎng)絡(luò)云互聯(lián)方式。端系統(tǒng)上的現(xiàn)代操作系統(tǒng)通常定義了兩種編程開發(fā)接口：系統(tǒng)與通信網(wǎng)連接的硬件接口，位于網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層之間，用以開發(fā)與各種不同的通信網(wǎng)連接的網(wǎng)絡(luò)適配器的驅(qū)動程序；操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序的接口，位于運(yùn)輸層與應(yīng)用層之間，為編程人員提供了一套API以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)。2. 參見圖1-11，因特網(wǎng)具有大致分層的ISP等級結(jié)構(gòu)

2、。由此回答：為何說因特網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)？每層ISP是否大致與地理范圍對應(yīng)？內(nèi)容提供商正在以何種方式改變因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)？答：從ISP等級結(jié)構(gòu)圖可以看到，因特網(wǎng)由眾多ISP網(wǎng)絡(luò)互連而成，因此因特網(wǎng)可以稱為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。每層ISP大致與地理范圍有對應(yīng)關(guān)系：第一層ISP連接各個(gè)國家之間，覆蓋洲際范圍；第二層ISP連接各本地ISP，覆蓋國家或區(qū)域范圍；本地ISP直接連接用戶，覆蓋一個(gè)城市。內(nèi)容提供商如谷歌公司在全世界部署了一個(gè)專用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，用以連接約50個(gè)數(shù)據(jù)中心。每個(gè)數(shù)據(jù)中心具有幾十萬臺到幾百臺不等的服務(wù)器，每時(shí)每刻會產(chǎn)生巨大的網(wǎng)絡(luò)流量。谷歌專網(wǎng)不僅與第一層ISP相連，而且直接與更低層ISP相連，

3、從而改變了因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。3. 什么叫做網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？構(gòu)成協(xié)議的幾個(gè)要素是什么？是否可以缺失其中的某個(gè)要素？請舉例說明原因。答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括三個(gè)要素：語法、語義和定時(shí)。語法描述了數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，語義定義了需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動作以及做出何種響應(yīng)等，定時(shí)給出了事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素缺一不可，缺失語法則無法對分組進(jìn)行解析，缺失語義則無法完成相應(yīng)的動作，缺失定時(shí)則無法保證協(xié)議的正確執(zhí)行。舉例來說：一組偵察兵約定下午5點(diǎn)到某高地集結(jié)。語法是中文，語義正確：有時(shí)間有地點(diǎn)有任務(wù)，但是缺少定時(shí)。萬一有人在預(yù)定時(shí)間沒

4、有到達(dá)，如何辦？因此，需要增加一條定時(shí)約束，如“過時(shí)自行返回”。1-2講1. 數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過程中，各層協(xié)議的首部起著什么作用？“水平的”協(xié)議和“垂直的”服務(wù)之間有什么關(guān)系？答：每層協(xié)議的首部定義了本層協(xié)議進(jìn)行交互時(shí)需要的控制信息。協(xié)議是控制（水平的）對等實(shí)體之間進(jìn)行通信所需要的規(guī)則。協(xié)議的實(shí)現(xiàn)一方面需要利用（垂直的）下一層為其提供的服務(wù)，另一方面又能夠?yàn)樯弦粚犹峁┓?wù)。2. TCP/IP體系結(jié)構(gòu)具有哪些層次？該體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么？答： TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)層次自上而下是應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。其中應(yīng)用層可以定義各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議，運(yùn)輸層提供可靠字節(jié)流服務(wù)和不可靠數(shù)據(jù)報(bào)

5、服務(wù)兩種服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層只有一個(gè)網(wǎng)際協(xié)議IP，支持互聯(lián)多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以形成一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)接口層包括諸如以太網(wǎng)、電話網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)包括：協(xié)議棧呈沙漏形狀，IP作為體系結(jié)構(gòu)的細(xì)腰，一方面IP之上可以通過運(yùn)輸層協(xié)議，為多種應(yīng)用程序提供不同的信道抽象，即一切運(yùn)行在IP之上；其次，多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以通過IP實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，及IP運(yùn)行在一切網(wǎng)絡(luò)之上。這一設(shè)計(jì)理念能夠使高層應(yīng)用和底層通信網(wǎng)技術(shù)獨(dú)立發(fā)展，大大提高了因特網(wǎng)的靈活性。3. 考慮一個(gè)長度為L的分組從端系統(tǒng)A開始，經(jīng)一段鏈路傳送到一臺分組交換機(jī)，并從該分組交換機(jī)經(jīng)第二段鏈路傳送到目的端系統(tǒng)。令di、si和Ri表示鏈路i的長度、

6、傳播速度和傳輸速率（i=1,2）。該分組交換機(jī)對每個(gè)分組的時(shí)延為dproc。假定沒有排隊(duì)時(shí)延，根據(jù)di、si、Ri (i=1,2)和L，該分組總的端到端時(shí)延是什么？現(xiàn)在假定該分組是1,000字節(jié)，分組交換機(jī)的處理時(shí)延是1 ms，第一段鏈路的長度是4,000km，并且最后一段鏈路的長度是1,000km。對于這些值，該端到端時(shí)延為多少？答：2-3講1. 奈奎斯特公式與香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？比特/每秒和碼元/每秒有何區(qū)別和聯(lián)系？答：奈奎斯特公式給出了任何實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)傳輸速率，而香農(nóng)公式則指出信道的極限信息傳輸速率。比特/每秒和碼元/每秒可以相互轉(zhuǎn)換，前者是從信息量角度描述

7、信息傳輸速率，而后者是從碼元角度衡量數(shù)據(jù)傳輸速率。如果每個(gè)碼元僅有1比特信息，則兩者在數(shù)值上是相等的；如果每個(gè)碼元有n比特信息，則碼元/每秒在數(shù)值上等于n倍比特/每秒。2. 常用的傳輸媒體有哪幾種類型？它們的主要特點(diǎn)是什么？其中的多模光纖和單模光纖各適用于什么場合？答：常用的傳輸媒體可分為兩大類，即導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體。在導(dǎo)向傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體(銅線或光纖)傳播，而非導(dǎo)向傳輸媒體通常指自由空間，在非導(dǎo)向傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。光脈沖在多模光纖中傳輸時(shí)會逐漸展寬，造成失真，故多模光纖只適合于短距離傳輸。單模光纖可使光線一直向前傳播，而不會產(chǎn)生多次反射，損耗

8、較小，可進(jìn)行高速率遠(yuǎn)距離傳輸。3. 與有線鏈路相比，無線鏈路通信有哪些重要的區(qū)別特征？答：與有線鏈路相比，無線鏈路通信的特征是：a. 衰減的信號強(qiáng)度：當(dāng)電磁波穿過物體時(shí)，信號強(qiáng)度將減弱；b. 來自其他源的干擾：在同一個(gè)頻段發(fā)送信號的電波源將相互干擾。此外，環(huán)境中的電磁噪聲也會形成干擾；c. 多徑傳播：當(dāng)電磁波的一部分受物體和地面反射，在發(fā)送方和接收方之間走了不同長度的路徑，則會出現(xiàn)多徑傳播。這使得疊加后的信號變得時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，難以控制。2-4講1. 假定用戶共享一條2 Mbps鏈路。同時(shí)假定當(dāng)每個(gè)用戶傳輸時(shí)連續(xù)以1 Mbps傳輸，但每個(gè)用戶僅傳輸20%的時(shí)間。a. 當(dāng)使用電路交換時(shí)，能夠支持多少用

9、戶？b. 對于該問題的遺留問題，假定使用分組交換。為什么如果兩個(gè)或更少的用戶同時(shí)傳輸?shù)脑?，在鏈路前面基本上沒有排隊(duì)時(shí)延？為什么如果3個(gè)用戶同時(shí)傳輸?shù)脑?，將有排?duì)時(shí)延？c.求出某指定用戶正在傳輸?shù)母怕?。d. 假定現(xiàn)在有3個(gè)用戶。求出在任何給定的時(shí)間，所有3個(gè)用戶在同時(shí)傳輸?shù)母怕?。求出排?duì)增長的時(shí)間比率。答：a.當(dāng)使用電路交換時(shí)，信道帶寬需要用戶獨(dú)占，最多智能支持2個(gè)用戶。b.因?yàn)?Mbps鏈路僅能容納兩個(gè)或更少的用戶同時(shí)以1Mbps連續(xù)傳輸時(shí)，這時(shí)統(tǒng)計(jì)上會有資源富余，而當(dāng)3個(gè)用戶同時(shí)傳輸時(shí)，統(tǒng)計(jì)上便會出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，導(dǎo)致排隊(duì)時(shí)延。c.每個(gè)用戶僅可能有20%的時(shí)間在傳輸，因此正在傳輸?shù)母怕适莗

10、=0.2。d.其中傳輸概率由二項(xiàng)式公式?jīng)Q定：，其中n3為傳輸用戶數(shù)。當(dāng)n=3時(shí)，上式=0.230.80=0.008。因?yàn)閮H當(dāng)n=3時(shí)排隊(duì)才會增長，因此排隊(duì)增長的時(shí)間比率也為0.008。2. ADSL的上下行帶寬為何設(shè)計(jì)為不對稱？答：因?yàn)榧彝ビ脩糨^多將信息取回家，較少向網(wǎng)絡(luò)提供信息。3. 當(dāng)前無線接入所使用的WiFi技術(shù)基于何種標(biāo)準(zhǔn)？為何3G技術(shù)經(jīng)常要與WiFi技術(shù)配合使用？答：當(dāng)前無線接入所使用的WiFi技術(shù)基于IEEE 802.11。3G技術(shù)的通信速率較低，約為幾百kbps，上網(wǎng)費(fèi)用高；而WiFi的通信速率為54Mbps或以上，且上網(wǎng)費(fèi)用低。因此，在有WiFi的地方，就盡可能地使用WiFi，

11、而在沒有WiFi的地方就使用3G技術(shù)。3-5講1. 鏈路層協(xié)議能夠向網(wǎng)絡(luò)層提供哪些可能的服務(wù)？舉例說明鏈路層協(xié)議相應(yīng)的服務(wù)。答：鏈路層協(xié)議能夠向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)包括：成幀、差錯(cuò)檢測、可靠交付、媒體訪問、流量控制。例如，HDLC協(xié)議提供了數(shù)據(jù)鏈路層的成幀和CRC檢測功能等。2. 考慮4 bit的生成多項(xiàng)式G(x)=x3+1，假設(shè)數(shù)據(jù)M(x)的值為。附加比特R(x)的值是什么？答：R(x)=101（需要過程）。3. 在SW3協(xié)議中，從接收方向發(fā)送方流動的ACK分組沒有設(shè)置序號。為什么這些ACK分組不需要序號呢？答：在SW3協(xié)議中，發(fā)送方需要序號以便讓接收方判斷是否出現(xiàn)了分組冗余，而ACK與發(fā)送的數(shù)

12、據(jù)分組一一對應(yīng)，不會出現(xiàn)ACK的冗余，故ACK分組不需要序號。3-6講1. 在課件中給出了SW3的發(fā)送方FSM，請畫出協(xié)議SW3的接收方的FSM。答：協(xié)議SW3的接收方的FSM如下圖所示：注意：SW2接收方與SW3接收方協(xié)議是相同的（SW3發(fā)送方協(xié)議的與SW2發(fā)送方協(xié)議的差異在于增加了超時(shí)機(jī)制。超時(shí)機(jī)制的引入增加了發(fā)送方到接收方數(shù)據(jù)流中冗余分組的可能性。然而，SW2接收方已經(jīng)能夠處理冗余分組了。即如果接收方發(fā)送的ACK丟失，則在SW2接收方側(cè)將出現(xiàn)冗余，發(fā)送方則會重傳舊分組。）。2. 考慮討論流水線時(shí)的例子，網(wǎng)絡(luò)跨越國家的例子。窗口長度設(shè)置成多少時(shí)，才能使該信道的利用率超過90%？答：對于2.

13、5Gbps光傳輸系統(tǒng)，RTT為35ms。分組長L1,500 byte，發(fā)送時(shí)延：當(dāng)一次僅傳輸一個(gè)分組，信道的利用率僅為：如果要使信道的利用率超過90%，窗口長度至少要大于：0.9/0.=6570，即一個(gè)發(fā)送窗口中，為得到應(yīng)答的分組數(shù)量要大于6570個(gè)。3. 考慮一種GBN協(xié)議，其發(fā)送方窗口為3，序號范圍為1,024。假設(shè)在時(shí)刻t，接收方期待的下一個(gè)有序分組的序號是k。假設(shè)媒體不會對報(bào)文重新排序。回答以下問題：a. 在t時(shí)刻，發(fā)送方窗口內(nèi)的報(bào)文序號可能是多少？為什么？b. 在t時(shí)刻，在當(dāng)前傳播回到發(fā)送方的所有可能報(bào)文中，ACK字段中所有可能值是多少？為什么？答：一般而言，發(fā)送方窗口為N（本題中N

14、=3）。a. 一種情況是，接收方收到k-1號分組，并且對之前接收到的所有分組都進(jìn)行了確認(rèn)，且確認(rèn)正確到達(dá)了發(fā)送方，那么發(fā)送方的窗口k,k+N-1。如果處于另一種極端，發(fā)送方未收到任何ACK，窗口k-N,k-1。因此，窗口始于k-N,k中某一點(diǎn)，大小為3。b. 接收方等待分組k，收到和確認(rèn)了k-1及其以前所有分組，如果這N個(gè)ACK未到達(dá)發(fā)送方，ACK范圍k-N,k-1，由于發(fā)送方已經(jīng)發(fā)送分組k-N,k-1，所以肯定收到了ACK k-N-1，根據(jù)累積確認(rèn)原理，接收方一旦對k-N-1進(jìn)行確認(rèn)，則不會再對小于k-N-1號分組確認(rèn)，故而ACK范圍k-N-1,k-1。4. 在SR協(xié)議中，如果報(bào)文在窗口中，

15、發(fā)送方就會不等待確認(rèn)而傳輸報(bào)文?？紤]設(shè)計(jì)一種新的SR協(xié)議，一次發(fā)出一對報(bào)文，而且只有在知道第一對報(bào)文中的兩個(gè)報(bào)文都正確到達(dá)后才發(fā)送第二對報(bào)文。答：這種新的SR協(xié)議可描述為下圖：3-7講1. 在分析多路訪問協(xié)議時(shí)進(jìn)行了哪些假設(shè)？現(xiàn)有的幾十種多路訪問協(xié)議是如何分類的？這種分類的方法與結(jié)點(diǎn)數(shù)量和結(jié)點(diǎn)訪問信道的頻率是否有關(guān)？答：分析多路訪問協(xié)議時(shí)的假設(shè)有： a. 結(jié)點(diǎn)。N 個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)，彼此獨(dú)立地產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀。在一個(gè)長度為t 時(shí)隙中生成一個(gè)幀的概率是t，其中是新幀的到達(dá)速率。b. 單一信道。單一信道速率R bps 為所有發(fā)送方所用。所有結(jié)點(diǎn)能夠在信道上發(fā)送和接收幀。結(jié)點(diǎn)的硬件為等同的，而協(xié)議軟件可以為它們

16、分配不同的優(yōu)先權(quán)。c. 碰撞。如果兩個(gè)幀同時(shí)傳輸，它們在時(shí)間上將重疊，導(dǎo)致碰撞幀的信號糾纏在一起無法分清。該事件被稱為碰撞。所有結(jié)點(diǎn)都能夠檢測到碰撞。碰撞的幀必須在以后再次傳輸。d. 時(shí)間。對于連續(xù)時(shí)間，能夠在任意時(shí)刻開始傳輸幀。對于時(shí)隙時(shí)間，時(shí)間分為離散間隔(時(shí)隙)。幀總是在時(shí)隙起始時(shí)傳輸。一個(gè)時(shí)隙包含0、1 或多個(gè)幀，分別對應(yīng)著空閑、成功傳輸或碰撞時(shí)隙。e. 偵聽。如果使用載波偵聽，在試圖使用信道前，結(jié)點(diǎn)能夠分辨出信道是否正在使用。如果偵聽到信道正在忙，任何結(jié)點(diǎn)將等待信道空閑后才會嘗試使用它。如果不使用載波偵聽，結(jié)點(diǎn)將直接傳輸幀，傳輸以后再來確定此次傳輸是否成功?，F(xiàn)有的幾十種多路訪問協(xié)議分

17、為下列三類：信道劃分協(xié)議、輪流協(xié)議和隨機(jī)接入?yún)f(xié)議。這種分類方法與結(jié)點(diǎn)數(shù)量和結(jié)點(diǎn)訪問信道的頻率有關(guān)系：當(dāng)許多用戶都有大量信息要發(fā)時(shí)，可使用信道劃分協(xié)議；當(dāng)許多用戶都以較低概率發(fā)送信息時(shí)，可使用隨機(jī)接入?yún)f(xié)議；而使用輪流協(xié)議的情況，介于這兩種情況之間。2. 我們討論了時(shí)隙ALOHA效率推導(dǎo)。本習(xí)題將繼續(xù)這個(gè)推導(dǎo)。(a)當(dāng)有N個(gè)活躍結(jié)點(diǎn)時(shí)，時(shí)隙ALOHA的效率是。 求出使這個(gè)表達(dá)式最大化的值。(b)使用在(a)中求出的值，令N接近于無窮，求出時(shí)隙ALOHA的效率。(提示：當(dāng)N接近于無窮時(shí)，接近于。)(c)進(jìn)一步說明純ALOHA的最大效率是。答：（a）當(dāng)有N個(gè)活躍結(jié)點(diǎn)時(shí)，時(shí)隙ALOHA的效率是Np(1-

18、p)N-1。對該式求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為0，可得N(1-p)N-1-Np(N-1)(1-p)N-2 = 0。故使表達(dá)式最大化時(shí)，p=1/N。（b）代入p=1/N ，則Np(1-p)N-1=(1-1/N)N-1。當(dāng)N趨向于無窮時(shí)，上式的極限為1/e。（c）N個(gè)活躍結(jié)點(diǎn)時(shí)，ALOHA的效率是Np(1-p)2(N-1)。對該式取極限，得協(xié)議最大效率為：1/(2e)。3-8講1. 考慮某讓所有結(jié)點(diǎn)直接與一個(gè)集線器相連的100 Mbps的100BASE-T以太網(wǎng)。為了獲得0.5的效率，結(jié)點(diǎn)和集線器之間的最大距離是多少？假設(shè)幀長為64 byte并且中間沒有轉(zhuǎn)發(fā)器。這個(gè)最大距離也確保正在傳輸?shù)慕Y(jié)點(diǎn)A能夠檢測出當(dāng)A

19、在傳輸時(shí)是否有其他任何結(jié)點(diǎn)在傳輸嗎？為什么？你得到的最大距離和實(shí)際的100 Mbps標(biāo)準(zhǔn)比較將有什么結(jié)論？答：根據(jù)因特網(wǎng)的效率公式 ，因?yàn)閭鬏斠粋€(gè)幀 的時(shí)間為，故有，結(jié)點(diǎn)和集線器之間的最大距離d為：。又，故能檢測出其他在傳輸?shù)慕Y(jié)點(diǎn)。最大距離遠(yuǎn)大于實(shí)際的100Mbps標(biāo)準(zhǔn)200m，說明理論是實(shí)踐的參考，需考慮實(shí)際傳輸時(shí)的損耗等因素的影響。2. 考慮在圖3-26環(huán)境中的交換機(jī)的情況。假定A向D發(fā)送一個(gè)幀，D向A回答一個(gè)幀，C向D發(fā)送一個(gè)幀，D向C回答一個(gè)幀。該交換機(jī)表初始為空。顯示在這些時(shí)間的前后該交換機(jī)表的狀態(tài)。對于這些事件的每個(gè)，確定傳輸?shù)膸谏厦娴霓D(zhuǎn)發(fā)的鏈路，并簡要地論證你的答案。答：對各接

20、口編號如圖所示，且假設(shè)過程中記錄未發(fā)生超時(shí)。地址接口時(shí)間MAC A1T1由于初始表空，交換機(jī)接收到來到A的幀后，首先記錄MAC A與接口1的對應(yīng)關(guān)系，然后洪泛，向接口2、3、4轉(zhuǎn)發(fā)。地址接口時(shí)間MAC A1 T1MAC D4 T2交換機(jī)接收到來到D對A的響應(yīng)幀后，首先記錄MAC D與接口4的對應(yīng)關(guān)系，然后向接口1轉(zhuǎn)發(fā)。地址接口時(shí)間MAC A1 T1MAC D4 T2MAC C3 T3交換機(jī)接收到來到C幀后，首先記錄MAC C與接口3的對應(yīng)關(guān)系，然后查表得到D對應(yīng)接口4，便向接口4轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)接收到來到D對C的回答后，查表得到C對應(yīng)接口3，便向接口3轉(zhuǎn)發(fā)。3-9講1. 在IEEE 802.11

21、LAN體系結(jié)構(gòu)中，有哪些重要的構(gòu)件？能否將WLAN技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)主干？答：802.11體系結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件模塊是基本服務(wù)集BBS。在一個(gè)BBS中通常包含一個(gè)或多個(gè)無線站點(diǎn)、一個(gè)接入點(diǎn)AP和無線信道。由于無線信道速率較低且不夠穩(wěn)定，目前通常不將WLAN技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)主干。2. 試描述IEEE 802.11CSMA/CA協(xié)議。假設(shè)IEEE 802.11 RTS和CTS幀與標(biāo)準(zhǔn)的DATA數(shù)據(jù)和ACK幀一樣長，使用CTS和RTS幀還會有好處嗎？為什么？答：（1） IEEE 802.11CSMA/CA協(xié)議可描述為：如果信道中站點(diǎn)都能監(jiān)聽到其他站點(diǎn)之間的通信，則a. 如果初始時(shí)某站點(diǎn)監(jiān)聽到信道空閑，它等待一個(gè)被

22、稱作分布式幀間間隔的短時(shí)間段后發(fā)送該幀。b. 否則，站點(diǎn)選取一個(gè)隨機(jī)回退值。當(dāng)偵聽到信道空閑時(shí)，遞減該值；當(dāng)偵聽到信道忙時(shí)，計(jì)數(shù)值保持不變。c. 當(dāng)計(jì)數(shù)值減為 0 時(shí)，站點(diǎn)發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)幀并等待確認(rèn)。d. 如果收到確認(rèn)，傳輸站點(diǎn)的得知其幀已被目的站正確接收了。如果該站點(diǎn)要發(fā)送另一幀，它將跳轉(zhuǎn)第一步重新開始。如果未收到確認(rèn)，傳輸站點(diǎn)將重新進(jìn)入第二步中的回退階段，并選取一個(gè)更大的范圍的隨機(jī)值。如果信道中站點(diǎn)無法監(jiān)聽到其他站點(diǎn)之間的通信，則a. 當(dāng)發(fā)送方要發(fā)送一DATA幀時(shí)，它能夠首先向AP 發(fā)送一個(gè)RTS 幀，指出傳輸DATA 幀和確認(rèn)幀需要的總時(shí)間。b. 當(dāng)AP 收到RTS 幀后，它廣播一個(gè)CTS

23、 幀作為響應(yīng)，以給發(fā)送方明確的發(fā)送允許，也指示其他站點(diǎn)在預(yù)約期內(nèi)不要發(fā)送。c. 如果當(dāng)兩個(gè)站點(diǎn)RTS發(fā)生碰撞，則不會在預(yù)定時(shí)間內(nèi)收到CTS，則站點(diǎn)可隨機(jī)延遲后再重新發(fā)送RTS預(yù)約信道。（2）若RTS和CTS幀與標(biāo)準(zhǔn)的DATA數(shù)據(jù)幀和ACK幀一樣長，則使用CTS和RTS幀預(yù)約信道就不再具有原先的優(yōu)點(diǎn)了。設(shè)計(jì)CTS和RTS采用短幀就是要用短幀碰撞來代替長數(shù)據(jù)幀碰撞，即使產(chǎn)生了短幀的碰撞也不致浪費(fèi)過大，從而提高了協(xié)議利用率。3. 802.11幀中有4個(gè)地址字段。試畫出這4個(gè)地址分別對應(yīng)的802.11無線LAN的環(huán)境。答：802.11幀中有4個(gè)地址字段分別為：地址1是接收該幀的無線主機(jī)或AP的MAC

24、地址；地址2是傳輸該幀的無線主機(jī)或AP的MAC 地址；地址3是與AP連接的路由器接口的MAC地址；地址4是僅用于自組織模式。對應(yīng)的802.11無線LAN的環(huán)境圖示如下：4-10講1. 根據(jù)圖4-1，為什么說IP網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)？如果IP網(wǎng)絡(luò)不實(shí)際傳輸分組，那么它的作用是什么？答：直接連接的網(wǎng)絡(luò)是能夠?qū)嶋H傳送分組的通信網(wǎng)，但它們通常覆蓋區(qū)域較小、協(xié)議異構(gòu)且沒有統(tǒng)一的地址，無法互聯(lián)互通。設(shè)計(jì)了具有統(tǒng)一IP地址和規(guī)格的IP協(xié)議，其他異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換了格式進(jìn)行中繼，使得它們能夠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。因此，IP網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于在異構(gòu)的直接連接的網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建的一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，它僅僅提供在各個(gè)異構(gòu)子網(wǎng)之間全局性路

25、由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)功能，而下面網(wǎng)絡(luò)則提供了分組實(shí)際的通信功能。2. 根據(jù)圖4-2，試填寫出路由器R3的轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容。答：路由器R3的轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容如下：目的網(wǎng)絡(luò)N下一跳R（或輸出接口）接口1（直接交付）接口2（直接交付）接口1（間接交付）接口1（間接交付）3. 分組的直接交付和間接交付有什么區(qū)別與聯(lián)系？在交付過程中，它們分別要用到哪些層次的地址？答：直接交付：兩臺端系統(tǒng)在一個(gè)直接連接的網(wǎng)絡(luò)上，分組從一臺主機(jī)上直接傳送到另一臺主機(jī)的過程。間接交付：兩臺端系統(tǒng)不在同一個(gè)直接連接的網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，源主機(jī)必須先把分組先發(fā)給一個(gè)路由器的過程。直接交付和間接交

26、付的區(qū)別是：直接交付是分組在直接連接的網(wǎng)絡(luò)中傳送，而間接交付是分組在不同的直接連接的網(wǎng)絡(luò)中傳送；兩者的聯(lián)系是直接交付是間接交付的最后一跳。在直接交付過程中，用到MAC地址，而間接交付過程中，要用到MAC地址和IP地址。4-11講1. 從IP協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)層編址和轉(zhuǎn)發(fā)兩大功能的角度看，IP協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)首部至少要包括哪些字段？這些字段應(yīng)當(dāng)包括什么內(nèi)容？答：為支持網(wǎng)絡(luò)層編制功能，即設(shè)計(jì)特定的IP地址結(jié)構(gòu)支持高效完成分組轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，因此協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)首部至少要包括目的地址字段，而源地址是為接收方提供回應(yīng)的地址，因此也要包括源地址字段。轉(zhuǎn)發(fā)是將分組從路由器的輸入移動到適當(dāng)?shù)穆酚善鬏敵觯瑸榉乐笽P數(shù)據(jù)報(bào)無休止地轉(zhuǎn)發(fā)

27、，要具有壽命字段；為使不同服務(wù)類型具有較好質(zhì)量，要具有服務(wù)類型字段；為使不同長度的數(shù)據(jù)塊能夠轉(zhuǎn)發(fā)，要具有標(biāo)識符、標(biāo)志和段偏移字段。為了使網(wǎng)絡(luò)層編址和轉(zhuǎn)發(fā)兩大功能正確，還需要有互聯(lián)網(wǎng)檢驗(yàn)和字段?；ヂ?lián)網(wǎng)檢驗(yàn)和字段中放置互聯(lián)網(wǎng)檢驗(yàn)和。當(dāng)IP分片時(shí)，標(biāo)志字段除最后一片為0外，其他均為1；而段偏移字段指示本片數(shù)據(jù)在長數(shù)據(jù)報(bào)中的位置（字節(jié)數(shù)除以8）。而其他字段均放置二進(jìn)制序列。2. 考慮使用8 bit主機(jī)地址的數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)。假定一臺路由器使用最長前綴匹配并具有下列轉(zhuǎn)發(fā)表：前綴匹配接口101111112其他3 對這4個(gè)接口，給出相關(guān)的目的主機(jī)地址的范圍和在該范圍中的地址數(shù)量。答：如果使用最長前綴匹配，匹配的地

28、址的前幾位必定要與前綴相同，而前綴后1位必定要不同，由此給出下表：接口目的主機(jī)地址范圍地址量01000 0000 1011 111126=6411100 0000 1101 111125=3221110 0000 1110 111124=1630000 0000 0111 111127=1283. 在4-14網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，若內(nèi)網(wǎng)有30臺主機(jī)從/24地址塊中分配地址，公網(wǎng)地址為。當(dāng)內(nèi)網(wǎng)主機(jī)瀏覽公網(wǎng)Web網(wǎng)站(用80端口)和用FTP下載文件(用20端口)時(shí)，NAT的端口隨機(jī)申請。試填入NAT轉(zhuǎn)換表的值。答：NAT轉(zhuǎn)換表的值可以是（注意答案不唯一）：NAT轉(zhuǎn)換

29、表專網(wǎng)端公網(wǎng)端, 12345, 3000, 21211, 35014-12講1. 在圖4-17所示的網(wǎng)絡(luò)中，端系統(tǒng)A要與端系統(tǒng)E通信。試簡述它們之間具體的通信過程。答：a. A比較E的網(wǎng)絡(luò)地址，發(fā)現(xiàn)不在相同網(wǎng)絡(luò)，就送往路由器R左端口；b. A的ARP表中沒有R左端口MAC地址，使用ARP從得到R的MAC地址；c. A生成以R左端口的MAC地址作為目的地的鏈路層幀,幀包含A到E IP數(shù)據(jù)報(bào)；d. A的適配器發(fā)送幀，R的適配器接收幀；e. R知道目的地是E，使用選路協(xié)議確定

30、路由器右端口； f. R出端口將E的IP地址與本網(wǎng)絡(luò)地址相比，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址匹配，就進(jìn)行直接交付；發(fā)現(xiàn)ARP表中沒有發(fā)現(xiàn)E的MAC地址，用ARP得到E的MAC地址；g. R適配器生成包含A到E IP數(shù)據(jù)報(bào)的幀向E發(fā)送； h. E收到來自A的IP分組。2. 設(shè)計(jì)ICMP用于處理網(wǎng)絡(luò)管理問題的基本思路是什么？Traceroute程序的工作原理符合這個(gè)基本思路嗎？答：設(shè)計(jì)ICMP用于處理網(wǎng)絡(luò)管理問題的基本思路是允許端系統(tǒng)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況，為網(wǎng)管人員提供適當(dāng)?shù)墓ぞ咭圆樵兙W(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的信息。Traceroute程序的工作原理符合這個(gè)基本思路。首先它構(gòu)造TTL=1的ICMP數(shù)據(jù)報(bào)，使第

31、一臺路由器報(bào)錯(cuò)，從而獲得其入口IP地址，接下來構(gòu)造TTL=2,3,的ICMP數(shù)據(jù)報(bào)，從而獲得其沿途的路由器不斷報(bào)錯(cuò)，依次獲得了它們的入口地址。因此，traceroute利用了ICMP的工作機(jī)制。3. 與IPv4相比，IPv6在其數(shù)據(jù)報(bào)格式中出現(xiàn)的主要差異是什么？答：IPv6數(shù)據(jù)報(bào)擴(kuò)大地址容量；首部固定長度40字節(jié)；不允許分段；完全去除“檢查和”，以減小每跳的處理時(shí)間；允許“選項(xiàng)”，但在首部之外，由“下一個(gè)首部”字段指示等。4-13講1. 考慮圖4-27上的網(wǎng)絡(luò)。試用距離矢量算法給出結(jié)點(diǎn)b的距離表表項(xiàng)。答：距離矢量算法通過鄰居之間交換路由選擇報(bào)文，根據(jù)Bellman-Ford方程進(jìn)行迭代得到距離

32、表表項(xiàng)的。在如下圖所示網(wǎng)絡(luò)中，第一輪時(shí)各結(jié)點(diǎn)只知道各自的鄰居情況；第二輪時(shí)各結(jié)點(diǎn)收到其他鄰居結(jié)點(diǎn)的路由選擇報(bào)文，更新自己的表信息；經(jīng)過三輪，各結(jié)點(diǎn)已經(jīng)找到最優(yōu)路徑。代價(jià)到a b c d來a自b c d0581250358302121120代價(jià)到a b c d來a自b c d05105035103021120結(jié)點(diǎn)b表代價(jià)到a b c d來a自b c d50311代價(jià)到a b c d來a自b c d0581050358302121120代價(jià)到a b c d來a自b c d0581250311103021120結(jié)點(diǎn)a表代價(jià)到a b c d來a自b c d0510代價(jià)到a b c d來a自b c d0

33、5105031183021120結(jié)點(diǎn)c表代價(jià)到a b c d來a自b c d05101250358302121120代價(jià)到a b c d來a自b c d10302代價(jià)到a b c d來a自b c d05105031110302121120代價(jià)到a b c d來a自b c d05101250358302101120結(jié)點(diǎn)d表代價(jià)到a b c d來a自b c d011202. 考慮圖4-27的網(wǎng)絡(luò)。用Dijkstra的最短路算法計(jì)算出從b到所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的最短路徑。通過計(jì)算一個(gè)類似于表4-10的表，給出該算法的工作過程。答：結(jié)點(diǎn)b建立轉(zhuǎn)發(fā)表的過程如下表。步驟證實(shí)表試探表注釋1(b,0,-)因?yàn)閎是證實(shí)

34、表中唯一的新成員，等待鏈路狀態(tài)報(bào)文2(b,0,-)(a,5,a)(c,3,c)(d,11,d)鏈路狀態(tài)報(bào)文告訴b，可以費(fèi)用5通過a到達(dá)a，可以費(fèi)用3通過c到達(dá)c，可以費(fèi)用11通過d到達(dá)d，因此將其加入試探表。同理c也加入3(b,0,-)(c,3,c)(a,5,a) (d,11,d)將試探表中費(fèi)用最小的記錄費(fèi)用3通過c到達(dá)c是表中最好的路徑，c加入證實(shí)表中。檢查證實(shí)表中新成員c的鏈路狀態(tài)報(bào)文4(b,0,-)(c,3,c)(a,5,a) (d,5,c)(a,10,c)用費(fèi)用5到達(dá)a為最好，a加入證實(shí)表中。通過c到達(dá)d的費(fèi)用是2,記錄(d,11,d)被替換為(d,5,c); c的鏈路狀態(tài)報(bào)文告知可以

35、費(fèi)用10到達(dá)a5(b,0,-)(c,3,c)(a,5,a) (d,5,c)(a,10,c)把試探表中費(fèi)用最小的記錄d加入證實(shí)表中，觀察d的鏈路狀態(tài)報(bào)文,沒有更好的路徑4-14講1. BGP有哪些主要功能。描述在BGP中是如何檢測路徑中的環(huán)路的。答：BGP是AS之間提供可達(dá)路徑的分層路由選擇協(xié)議。BGP具有以下功能：從相鄰AS處獲得子網(wǎng)可達(dá)性信息；向本AS內(nèi)部的所有路由器傳播這些可達(dá)性信息；基于可達(dá)性信息和AS策略，決定到達(dá)子網(wǎng)的“好”路由。BGP從相鄰AS獲得子網(wǎng)可達(dá)性信息，基于自己的策略，決定是否向其他AS通告，一旦通告就承諾向該子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)；BGP還向本AS內(nèi)部的所有路由器傳播相關(guān)可達(dá)性

36、信息。在AS-PATH屬性包含了傳遞前綴的通告所經(jīng)過的AS，由此可以判斷是否存在環(huán)路。2. 觀察圖4-30所示的路由器體系結(jié)構(gòu)。如何體現(xiàn)出路由器具有互聯(lián)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)發(fā)和選擇路由等幾項(xiàng)關(guān)鍵功能。答：互聯(lián)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)：不同異構(gòu)通信子網(wǎng)中的分組經(jīng)過路由器的物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能轉(zhuǎn)換，在IP層實(shí)現(xiàn)地址和報(bào)文結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，能夠進(jìn)行統(tǒng)一尋址。轉(zhuǎn)發(fā)：分組進(jìn)入路由器不同輸入接口卡后，通過將分組目的地址與轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行比較，經(jīng)過交換結(jié)構(gòu)后，由輸出接口卡輸出到不同路由器不同接口。路由選擇：路由器接收來自不同路由器的路由選擇報(bào)文，通過執(zhí)行路由選擇協(xié)議，更新了轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容，使分組能夠到達(dá)正確的輸出端口 。這些功能由路由器的控

37、制器卡提供，包括路由計(jì)算與更新、拓?fù)浜偷刂沸畔⒔粨Q。4-15講1. 考慮在一個(gè)具有一個(gè)外部代理的外部網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)移動結(jié)點(diǎn)。在移動IP中，這兩個(gè)移動結(jié)點(diǎn)是否可能使用相同的轉(zhuǎn)交地址？為什么？答：使用移動IP方案時(shí)，移動結(jié)點(diǎn)通常有永久IP地址和一個(gè)轉(zhuǎn)交地址。該轉(zhuǎn)交地址實(shí)際上是由歸屬代理所使用的。當(dāng)通信者給移動結(jié)點(diǎn)的永久IP地址發(fā)送分組時(shí)，歸屬代理會將該數(shù)據(jù)報(bào)截獲并用轉(zhuǎn)交地址轉(zhuǎn)發(fā)給移動用戶。因此，兩個(gè)不同的移動結(jié)點(diǎn)如果位于相同子網(wǎng)中時(shí)，完全有可能使用相同的轉(zhuǎn)交地址。當(dāng)收到具有轉(zhuǎn)交地址的分組時(shí)，外部代理將根據(jù)兩個(gè)移動結(jié)點(diǎn)的注冊信息，通過它們不同的MAC地址與之進(jìn)行直接連接的網(wǎng)絡(luò)通信。2. 試討論MPLS

38、在流量工程中的作用。它是否能夠彌補(bǔ)IP的不足？答： IP技術(shù)通過路由器端口是與某種通信網(wǎng)相連的，而這些通信網(wǎng)要以自己的方式傳送路由器交付的數(shù)據(jù)報(bào)，直至它們到達(dá)與通信網(wǎng)另一端連接的路由器。這種方式不足之處包括：首先，通信網(wǎng)通常不具備以IP方式轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)的能力，多次轉(zhuǎn)換格式將降低系統(tǒng)的效率。其次，預(yù)先計(jì)算的路徑不一定與IP路由選擇協(xié)議確定的路徑相匹配。第三，無法支持某種類型的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。MPLS通過采用一個(gè)固定長度的標(biāo)簽達(dá)到改善IP路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速率的目的，并且能夠提供多條非IP路由的路徑，提供特定的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，從而彌補(bǔ)了IP的不足。5-16講1. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的時(shí)延和可靠性可以將它們分為幾

39、類？運(yùn)輸層是否應(yīng)當(dāng)由此設(shè)計(jì)幾種不同的協(xié)議？因特網(wǎng)的運(yùn)輸層協(xié)議能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供哪些服務(wù)？不能夠提供哪些服務(wù)？答：根據(jù)對時(shí)延和可靠性，可以將網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分為兩類：一類是傳統(tǒng)的彈性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，它們具有可靠傳輸?shù)珜r(shí)延要求并不很高的特點(diǎn)；另一類是多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，它們具有時(shí)延敏感和丟包容忍的特點(diǎn)。TCP/IP的運(yùn)輸層設(shè)計(jì)了兩種運(yùn)輸層協(xié)議即UPD和TCP。TCP能夠支持彈性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，而UDP也具有時(shí)延較小的特點(diǎn)，不過這兩種協(xié)議對時(shí)延都沒有保證。兩者并不與上述兩類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形成一一對應(yīng)。TCP能夠提供多路復(fù)用/分解、面向連接、可靠數(shù)據(jù)傳輸和擁塞控制服務(wù)，而UDP則提供無連接的、不可靠的傳輸服務(wù)，具有多路復(fù)用/分解

40、和差錯(cuò)檢測功能。但兩者都沒有提供帶寬和時(shí)延保證，也不提供安全性服務(wù)等。2. 可以認(rèn)為端口號是一種地址嗎？如果是，它是標(biāo)識什么的地址？將端口號分為周知端口號和一般端口號有什么好處，這與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的模式有關(guān)系嗎？答：IP地址標(biāo)識了因特網(wǎng)上的每臺主機(jī)的接口，而端口標(biāo)識了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)上的每個(gè)進(jìn)程，這樣才能支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)程之間的交互。因此端口號是一種地址。運(yùn)輸層的端口號分為兩部分，一部分是周知端口號，另一部分是用戶可自行分配的端口號。由于UDP套接字和TCP套接字均與目的/源端口號有關(guān)，每個(gè)進(jìn)程之間的通信鏈必須是唯一的，端口號錯(cuò)誤將造成連接鏈的混亂。周知端口號范圍為01023,通常保留用于如HTTP、FTP和

41、DNS等著名的應(yīng)用服務(wù)器的端口號的，由因特網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一分配。1023以上部分的端口號可由用戶自行使用，這就大大降低了出處差錯(cuò)的可能性。一般在C/S模式中，服務(wù)器端口通常使用周知端口好，而且必須要長期處于打開狀態(tài)，因此端口號劃分與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模式有關(guān)。3. 給出標(biāo)識圖5-5中TCP套接字的所有四元組。與UDP套接字忽略了源端的標(biāo)識信息相比，TCP的套接字標(biāo)識能力是增強(qiáng)了還是削弱了？答：圖5-5中TCP套接字的所有四元組包括：（IPA,1212;IPB,80）、（IPA,2323;IPB,80）、（IPA,3434;IPC,80）、 (IPC,4545;IPA,5656）。TCP通過四元組來表示一個(gè)

42、進(jìn)程，相對于UDP的二元組，TCP的套接字標(biāo)識能力更強(qiáng)。5-17講1. 簡單解釋TCP的如下特性：面向連接的端到端、點(diǎn)對點(diǎn)、全雙工數(shù)據(jù)、可靠的交付服務(wù)、客戶/服務(wù)器模式、面向字節(jié)流、流量控制和擁塞控制。答：面向連接的端到端是指用三次握手方式建立連接，且TCP運(yùn)行在兩個(gè)端系統(tǒng)上；點(diǎn)對點(diǎn)是指TCP只有一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接收方；全雙工數(shù)據(jù)是指同一連接上雙向數(shù)據(jù)流同時(shí)通信；可靠的交付服務(wù)是指保證套接字之間數(shù)據(jù)無差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、且按序地到達(dá)；客戶/服務(wù)器模式是指服務(wù)器被動打開而客戶主動打開；面向字節(jié)流是指TCP之間的數(shù)據(jù)以無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流方式；流量控制是指發(fā)送方不能淹沒接收方；擁塞控制是指抑止發(fā)送方速

43、率來防止過分占用網(wǎng)絡(luò)資源。2. 主機(jī)A和B經(jīng)一條TCP連接通信，并且主機(jī)B已經(jīng)收到了來自A的到字節(jié)248的所有字節(jié)。假定主機(jī)A隨后向主機(jī)B發(fā)送兩個(gè)緊接著的報(bào)文段。第一個(gè)和第二個(gè)報(bào)文段分別包含了40和60 byte的數(shù)據(jù)。在第一個(gè)報(bào)文段中，序號是249，源端口號是503, 目的地端口號是80。無論何時(shí)主機(jī)B接收到來自主機(jī)A的報(bào)文段，它都會發(fā)送確認(rèn)。a. 在從主機(jī)A發(fā)往B的第二個(gè)報(bào)文段中，序號、源端口號和目的端口號各是什么？b. 如果第一個(gè)報(bào)文段在第二個(gè)報(bào)文段之前到達(dá)，在第一個(gè)到達(dá)報(bào)文段的確認(rèn)中，確認(rèn)號、源端口號和目的端口號各是什么？c. 如果第二個(gè)報(bào)文段在第一個(gè)報(bào)文段之前到達(dá)，在第一個(gè)到達(dá)報(bào)文段

44、的確認(rèn)中，確認(rèn)號是什么？d. 假定由A發(fā)送的兩個(gè)報(bào)文段按序到達(dá)B。第一個(gè)確認(rèn)丟失了而第二個(gè)確認(rèn)在第一個(gè)超時(shí)間隔之后到達(dá)，如在下一頁上的圖中所顯示的那樣。畫出時(shí)序圖，顯示這些報(bào)文段和發(fā)送的所有其他報(bào)文段和確認(rèn)。(假設(shè)沒有其他分組丟失。)對于你圖上每個(gè)報(bào)文段，標(biāo)出序號和數(shù)據(jù)的字節(jié)編號；對于你增加的每個(gè)應(yīng)答，標(biāo)出確認(rèn)號。答：a.在第二個(gè)報(bào)文段中，序號為289，源端口號為503，目的端口號為80。b. 如果第一個(gè)報(bào)文段在第二個(gè)報(bào)文段前到達(dá)，在確認(rèn)報(bào)文中，確認(rèn)號為289，目的端口為503，源端口為80。c. 如果第二個(gè)報(bào)文段在第一個(gè)報(bào)文段之前到達(dá)，在第一個(gè)到達(dá)的報(bào)文段的確認(rèn)中，確認(rèn)號是249，指示該接收

45、端仍然在等待序號為249的報(bào)文的到達(dá)。d. 時(shí)序圖如下。其中當(dāng)主機(jī)B收到主機(jī)A因超時(shí)發(fā)送的冗余報(bào)文后，對最后一個(gè)字節(jié)349進(jìn)行確認(rèn)（累計(jì)確認(rèn)）。3. 一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包時(shí)，RTT估值算法就要修正，否則可能出錯(cuò)。請闡述可能出現(xiàn)的問題，以及針對這些問題的修正算法。答：一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包時(shí)，無法判斷收到的確認(rèn)報(bào)文段是對原來報(bào)文的確認(rèn)還是對重傳報(bào)文的確認(rèn)，這樣會使得RTT估計(jì)值與實(shí)際RTT的誤差很大。Karn算法提出估算RTT時(shí)，只要報(bào)文重傳，就不再采用其往返時(shí)延的樣本了。Karn算法仍存在問題：一旦網(wǎng)絡(luò)恰好現(xiàn)在此時(shí)時(shí)延持續(xù)變大，將將進(jìn)入死循環(huán)。為此，Karn修正算法指出：報(bào)文段每重傳一次，就將超時(shí)時(shí)限增

46、大一倍，而保持RTT估計(jì)值不變；當(dāng)報(bào)文段不再重傳時(shí)再計(jì)算RTT估值。4. 簡要說明TCP連接與網(wǎng)絡(luò)層的虛電路的區(qū)別。答：（1）TCP連接是運(yùn)輸層的一種邏輯連接，而虛電路是網(wǎng)絡(luò)層的邏輯連接。（2）TCP的連接信息僅保存和維護(hù)在端系統(tǒng)中，對于下面的路由器而言是透明的；網(wǎng)絡(luò)層的虛電路不僅在端系統(tǒng)而且在所經(jīng)過的沿途所有路由器中，都必須保存和維護(hù)虛電路的狀態(tài)信息。5-18講1. 觀察圖5-9所示的TCP報(bào)文段結(jié)構(gòu)，其中哪些字段分別與多路復(fù)用/分解功能有關(guān)？哪些字段分別與可靠數(shù)據(jù)傳輸功能有關(guān)？哪些字段分別與流量控制功能有關(guān)？哪些字段分別與擁塞控制傳輸功能有關(guān)？答：所謂多路復(fù)用/分解是指運(yùn)輸層擔(dān)負(fù)著將多個(gè)應(yīng)

47、用進(jìn)程的報(bào)文通過同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層傳輸通道傳輸，并正確地交給某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的任務(wù)的功能。源TCP報(bào)文段結(jié)構(gòu)中，端口和目的端口號字段與多路復(fù)用/分解功能有關(guān)；序號、確認(rèn)號、檢驗(yàn)和字段與可靠數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)；接收窗口號與流量控制有關(guān)；序號和確認(rèn)號與擁塞控制有關(guān)。2. TCP創(chuàng)建連接采用了三次握手過程。分析第三次握手有何作用？試舉例說明之。當(dāng)TCP一端釋放連接后，這端是否還能夠發(fā)送報(bào)文段？此時(shí)，另一端是否還能夠繼續(xù)發(fā)送報(bào)文段？答：在TCP創(chuàng)建連接的三次握手過程中，第三次握手表明第一次握手的確是自己發(fā)送的，以防止第一次握手是以前遺留的連接。舉例來說，如圖所示的一個(gè)連接沒有成功，該失效的A的連接請求報(bào)文段突然出現(xiàn)在

48、TCP服務(wù)器B處了，B將回送第二次握手報(bào)文，但A看到該第二次握手報(bào)文將意識到這是一次錯(cuò)誤的連接，就不會再發(fā)送第三次握手報(bào)文，從而防止了這次錯(cuò)誤。當(dāng)TCP一端釋放連接后，這端不能發(fā)送報(bào)文段了，但可以對對方的報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)。而TCP另一端能夠繼續(xù)發(fā)送報(bào)文段。3. 網(wǎng)絡(luò)擁塞的主要成因有哪些？它們帶來的危害分別有哪些？有哪幾種網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法？答：網(wǎng)絡(luò)擁塞的主要成因及其危害是： 當(dāng)分組到達(dá)速率超過路由器輸出鏈路的容量時(shí)，路由器將要緩存輸入但無法立即輸出的分組。這導(dǎo)致第一種危害，即當(dāng)分組以大于或接近鏈路容量的速率到達(dá)時(shí)，分組將承受很大的時(shí)延。 當(dāng)分組到達(dá)某路由器時(shí)，當(dāng)有限的緩存已滿，分組將被丟棄。這導(dǎo)致

49、發(fā)送方因?yàn)榉纸M被路由器丟棄而進(jìn)行了不必要的重傳，引起路由器利用其鏈路帶寬轉(zhuǎn)發(fā)不必要的分組拷貝。 每當(dāng)有一個(gè)分組在某路由器上被丟棄時(shí)，傳輸路徑上的前幾跳路由器的工作都是徒勞的。網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法是： 端到端的擁塞控制:該方法不從網(wǎng)絡(luò)得到明確的反饋，而是設(shè)法從端系統(tǒng)根據(jù)觀察到的時(shí)延/丟失推斷出擁塞，這是TCP所采用的方法。 網(wǎng)絡(luò)輔助的擁塞控制: 路由器為端系統(tǒng)提供反饋，如用一個(gè)bit指示一條鏈路出現(xiàn)擁塞，指示發(fā)送方的發(fā)送速率。4. 分析產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞條件的公式(5-6)，式中的資源通常包括哪些東西？該公式能夠?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)和解決網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全方案和問題提供哪些思路？答：(5-6)式中的資源可以包括了帶

50、寬、緩存、CPU甚至打印機(jī)等網(wǎng)絡(luò)可以共享的東西。從（5-6）式可知，任意一種或多種資源的需求失衡都會導(dǎo)致?lián)砣陌l(fā)生。該式可以為我們提供如下思路：解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題可以從尋找使上述不等式不成立的條件著手。如一方面減少對資源的需求或增加可用資源，另一方面許多網(wǎng)絡(luò)攻擊行為都致力于消耗網(wǎng)絡(luò)某環(huán)節(jié)的最為緊缺的資源，從而以較少的代價(jià)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。5-19講1. TCP擁塞控制的基本思想是什么？有哪些基本擁塞控制機(jī)制？試簡要闡述它們的基本思想。答：TCP擁塞控制的基本思想是，當(dāng)出現(xiàn)丟包事件時(shí)，迅速減小擁塞窗口的長度使發(fā)送方降低其發(fā)送速率；而一般情況下則謹(jǐn)慎增加擁塞窗口的長度使發(fā)送速率緩慢增長。TCP的擁塞機(jī)

51、制是：慢啟動和加性增、乘性減。慢啟動的基本思想是：從較小的擁塞窗口出發(fā)，逐步試探出網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，而試探的增長速率以要指數(shù)的速度快速增加，直到接近某個(gè)閾值。加性增的基本思想是：在擁塞避免階段，TCP發(fā)送方的發(fā)送速率以線性增長的速率進(jìn)行發(fā)送。乘性減的基本思想是：發(fā)現(xiàn)丟包后，TCP急劇減小擁塞窗口的措施。當(dāng)發(fā)生丟包事件時(shí)，將閾值=擁塞窗口/2并且擁塞窗口減少至1報(bào)文段，再進(jìn)入慢啟動階段；對于接收到3個(gè)冗余ACK事件，先將擁塞窗口減半，再線性增加擁塞窗口（快速恢復(fù)）。2. 考慮下圖中TCP窗口長度作為時(shí)間的函數(shù)。假設(shè)TCP Reno是一個(gè)經(jīng)歷如上所示行為的協(xié)議，回答下列問題。在各種情況中，請簡要地論證你的

52、回答a. 指出當(dāng)TCP慢啟動運(yùn)行時(shí)的時(shí)間間隔。b. 指出當(dāng)TCP擁塞避免運(yùn)行時(shí)的時(shí)間間隔。c. 在第16個(gè)傳輸輪回之后，報(bào)文段的丟失是根據(jù)3個(gè)重復(fù)確認(rèn)還是根據(jù)超時(shí)檢測出來的？d. 在第22個(gè)傳輸輪回之后，報(bào)文段的丟失是根據(jù)3個(gè)重復(fù)確認(rèn)還是根據(jù)超時(shí)檢測出來的？e. 在第一個(gè)傳輸輪回里，ssthresh的初始值設(shè)置為多少？f. 在第18個(gè)傳輸輪回里，ssthresh的值設(shè)置為多少？g. 在第24個(gè)傳輸輪回里，ssthresh的值設(shè)置為多少？h. 第70個(gè)報(bào)文段在哪一個(gè)傳輸輪回內(nèi)發(fā)送？i. 假定在第26個(gè)發(fā)送輪回后，通過收到3個(gè)冗余ACK檢測出有分組丟失，擁塞的窗口長度和ssthresh的值將應(yīng)當(dāng)是

53、多少？答：a. 慢啟動的時(shí)間間隔是1，6和23，26。b. TCP擁塞避免的時(shí)間間隔為6，16和17，22。c. 在第16個(gè)傳輸輪回之后，報(bào)文段丟失是根據(jù)3個(gè)重復(fù)確認(rèn)檢測出來的，因?yàn)槿绻浅瑫r(shí)檢測出丟包，擁塞窗口的長度將為降為1。d. 在第22個(gè)傳輸輪回上，報(bào)文段的丟失是根據(jù)超時(shí)檢測出來的，因?yàn)閾砣翱诮禐?，并進(jìn)入了滿啟動階段。e. 在第一個(gè)傳輸輪回里，ssthresh的初始值是32。此時(shí)是慢啟動停止，擁塞避免開始的擁塞窗口的長度。f. 在16輪檢測出3個(gè)冗余確認(rèn)，擁塞窗口為42, 所以在18輪ssthresh的值是42/2=21.g.在第22輪檢測出丟包，擁塞窗口為29,在第24個(gè)傳輸輪回

54、里，ssthresh的值是14（14.5的下界）。h. 在第一個(gè)傳輸輪回里，發(fā)送了1個(gè)報(bào)文，在第2個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文2-3，在第3個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文4-7，在第4個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文8-15，在第5個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文16-31，在第6個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文32-63，在第7個(gè)輪回里發(fā)送了報(bào)文 64-96.因此第70個(gè)報(bào)文在第7個(gè)輪回里進(jìn)行了傳輸。i.當(dāng)丟包出現(xiàn)時(shí)閾值將被設(shè)置為當(dāng)前擁塞窗口（8）的一半，即為4。擁塞窗口將被設(shè)置為新閾值+3,即為7。3. 若通信信道帶寬為1Gbps,兩個(gè)端系統(tǒng)之間的時(shí)延為15ms，而TCP的發(fā)送窗口最大為65535字節(jié)。試計(jì)算：能達(dá)到的最大吞吐量是多少？信道的利用率是多少？答：將通信信道看做數(shù)字管道，設(shè)最大吞吐量為S，兩個(gè)端系統(tǒng)之間的往返時(shí)延RTT為15ms，協(xié)議最多只能發(fā)送RTT*S字節(jié)數(shù)。但由于窗口W的限制，一次最多只能發(fā)送填滿窗口的數(shù)量:W=RTT*S因此S=W/RTT=65536*8/(15*10-3)=34.953*10635Mbps。此時(shí)，發(fā)送速率遠(yuǎn)比信信道帶寬1Gbps小，此信道的利用率為：35Mbps/1000Mbps=3.5%。4. 在5.6.3節(jié)我們討論了這樣的事實(shí)；一個(gè)應(yīng)用程序能夠打開多條TCP連接并獲得較高吞吐量(或等價(jià)地一個(gè)較快的傳輸時(shí)間)。如果