計算機網(wǎng)絡復習

1、可可無敵的計算機網(wǎng)絡超強資料匯總！ 看者必過！=復習提綱=第一章 概述電路交換、報文交換、分組交換。計算機網(wǎng)絡的性能指標：速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間。計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡協(xié)議的三要素、分層原理、OSI模型與TCP/IP模型的比較。第二章 物理層數(shù)據(jù)通信的基礎知識：單工通信/半雙工通信/全雙工通信、調(diào)制方法；傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纜； 信道復用技術：頻分復用、時分復用、統(tǒng)計時分復用。第三章 數(shù)據(jù)鏈路層字符填充、循環(huán)冗余檢驗CRC（計算）；局域網(wǎng)按拓撲結(jié)構(gòu)分類：星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、總線網(wǎng)、樹形網(wǎng)。CSMA/CD協(xié)議：工作原理。MAC地址：組成、MAC幀格式。網(wǎng)橋：工作

2、原理。交換機：工作原理。第四章 網(wǎng)絡層*IP地址：A類-E類范圍；ARP協(xié)議：工作原理。IP數(shù)據(jù)報格式：基本字段的大小和作用。子網(wǎng)：子網(wǎng)掩碼（計算網(wǎng)絡地址）、路由器分組轉(zhuǎn)發(fā)過程。ICMP協(xié)議：報文種類、ping和traceroute的工作原理。路由選擇協(xié)議：內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議IGP與外部網(wǎng)關協(xié)議EGP的區(qū)別、RIP和BGP的基本工作原理。第五章 運輸層*TCP和UDP的區(qū)別（面向連接、無連接）、端口的構(gòu)成和作用。UDP和TCP的首部格式。停止等待協(xié)議：工作原理。TCP的可靠傳輸、流量控制：滑動窗口、超時重傳。TCP的擁塞控制：慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復。隨機早期檢測RED：工作原理。TCP的連

3、接建立過程、連接釋放過程。第六章 應用層DNS：域名解析過程。FTP：工作原理。萬維網(wǎng)：超鏈接、URL、HTTP。電子郵件：郵件發(fā)送和接收的過程。POP3和SMTP協(xié)議的作用。DHCP：工作過程。第七章 網(wǎng)絡安全網(wǎng)絡面臨的威脅：截獲、中斷、篡改、偽造。網(wǎng)絡安全的內(nèi)容：保密性、安全協(xié)議的設計、訪問控制。對稱密鑰體制：加密解密過程。公鑰密碼體制：加密解密過程。數(shù)字簽名：功能、利用公鑰算法實現(xiàn)數(shù)字簽名過程。防火墻：作用。題型q 單選（10×220分）q 填空（ 10×1 10分）q 判斷正誤（ 10×2 20分）q 簡答（15分，3道）q 填圖（20分，34道）計算（1

4、5分，2道）=計算題=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(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結(jié)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??？電路交換總時延：連接時延發(fā)送時延傳播時延分組交換總時延：發(fā)送時延傳播時延電路交換時延：s+x/b+kd,分組交換時延：(x/p)*(p/b)(k-1)*(p/b)+ kd其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延，當s>(k-1)

5、*(p/b)時，分組交換的時延比電路交換的要小。1-11 在1-10題的分組交換網(wǎng)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(shù)據(jù)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(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(b/s)，但傳播時延和結(jié)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(shù)據(jù)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：分組的個數(shù)為x/p傳輸?shù)目偙忍財?shù)為（x/p）*(p+h)源發(fā)送時延(x/p)*(p+h)/b最后一個分組經(jīng)k-1個分組交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，中間發(fā)送時延(k-1

6、)*(p+h)/bK段鏈路上的傳播時延忽略不計，則：總時延D =源發(fā)送時延+中間發(fā)送時延= (x/p)*(p+h)/b + (k-1)*(p+h)/b對p求導后，令其值等于0，求得1-19 長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部共18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸效率是指發(fā)送的應用層數(shù)據(jù)除以所發(fā)送的總數(shù)據(jù)（即應用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾部的額外開銷）。若應用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3% （2）

7、1000/（1000+20+20+18）=94.5%3-07要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項式是P（X）=X4+X+1。試求應添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？答： 生成多項式：P（X）=X4+X+1=10011，除數(shù)P10011。作二進制除法，1101011011 0000 除以 10011 得余數(shù)1110 。作二進制除法，兩種錯誤均可發(fā)現(xiàn)。CRC 差錯檢測技術只能做到無差錯接受，缺重傳機制，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸還不

8、是可靠的傳輸。3-20假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)率為1Gb/s。設信號在網(wǎng)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，單程傳播時延為1/200000=5微秒，來回路程傳播時間為10微秒，按照CSMA/CD工作原理，最小幀的發(fā)射時間不能小于10微秒，以1Gb/s速率工作，10微秒可以發(fā)送的比特數(shù)=10微秒*數(shù)據(jù)率=（10*10-6）*109=10000,因此，最短幀是10000位。3-32圖3-35表示有五個站點分別連接在三個局域網(wǎng)上，并且用網(wǎng)橋B1和B2連接起來。每一個網(wǎng)橋都有兩個接口（1和2）。在一開始，兩個網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表都是空的。以后有

9、以下各站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)填寫在表3-2中。（表3-2 習題3-32的表）發(fā)送的幀B1的轉(zhuǎn)發(fā)表B2的轉(zhuǎn)發(fā)表B1的處理B2的處理地址接口地址接口AEA1A1轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表CBC2C1轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表DCD2D2寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表BAB1寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)接收不到這個幀4-09.（1）子網(wǎng)掩碼為代表什么意思？可以代表C類地址對應的子網(wǎng)掩碼默認值; 也能表示A類或B類地址的掩碼。一個A類網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼，對于A類網(wǎng)絡的IP地址，前8位表示網(wǎng)絡號，后24位表

10、示主機號，使用子網(wǎng)掩碼表示前8位為網(wǎng)絡號，中間16位用于子網(wǎng)段的劃分，最后8位為主機號。一個B類網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼，對于B類網(wǎng)絡的IP地址，前16位表示網(wǎng)絡號，后16位表示主機號，使用子網(wǎng)掩碼表示前16位為網(wǎng)絡號，中間8位用于子網(wǎng)段的劃分，最后8位為主機號。一個C類網(wǎng)對應的子網(wǎng)掩碼默認值。（2）一網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼為48，問該網(wǎng)絡能夠連接多少個主機？48轉(zhuǎn)化為二進制的序列：11111111.11111111.11111111.11111000.根據(jù)子網(wǎng)掩碼的定義，掩碼位數(shù)為29，該網(wǎng)絡能夠連接8個主機

11、，扣除全1和全0后每一個子網(wǎng)上的主機為6臺。（3）一A類網(wǎng)絡和一B網(wǎng)絡的子網(wǎng)號subnet-id分別為16個1和8個1，問這兩個子網(wǎng)掩碼有何不同？A類網(wǎng)絡：11111111 11111111 11111111 00000000給定子網(wǎng)號（16位“1”）則子網(wǎng)掩碼為B類網(wǎng)絡 11111111 11111111 11111111 00000000給定子網(wǎng)號（8位“1”）則子網(wǎng)掩碼為這兩個子網(wǎng)掩碼相同，但子網(wǎng)數(shù)目不同。（4）一個B類地址的子網(wǎng)掩碼是。試問在其中每一個子網(wǎng)上的主機數(shù)最多是多少？255.255. 240.0轉(zhuǎn)化

12、為二進制的序列：11111111.11111111.11110000.00000000Host-id的位數(shù)為4+8=12，因此，最大主機數(shù)為： 212-2=4096-2=4094 (5)一A類網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼為55；它是否為一個有效的子網(wǎng)掩碼？子網(wǎng)掩碼是由一連串的1和0組成，1代表網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號，0對應主機號，55的二進制形式為：11111111 11111111 00000000 11111111由此可見，這是一個有效的子網(wǎng)掩碼不推薦這樣使用。(6)某個IP地址的十六進制表示C2.2F.14.81，試將其轉(zhuǎn)化為點分十進制的形式。這個地址是哪一類IP地

13、址？ C2.2F.14.81轉(zhuǎn)化為十進制表示為：29 這是一個C類地址4-20.設某路由器建立了如下路由表：目的網(wǎng)絡 子網(wǎng)掩碼 下一跳 28 接口m028 28 接口m1 28 R2 92 R3*（默認） R4 現(xiàn)共收到5個分組，其目的地址分別為：（1）0 （2）2（3）51 （4）192.153.17（5）192.4

14、.153.90試分別計算其下一跳。（1）分組的目的站IP地址為：0。先與子網(wǎng)掩碼28相與，得，可見該分組經(jīng)接口m0轉(zhuǎn)發(fā)。（2）分組的目的IP地址為：2。與子網(wǎng)掩碼28相與得，不等于。與子網(wǎng)掩碼28相與得，經(jīng)查路由表可知，該分組經(jīng)R2轉(zhuǎn)發(fā)。（3）分組的目的IP地址為：51，與子網(wǎng)掩碼28相與后得28，與子網(wǎng)掩碼255.2

15、55.255.192相與后得28，經(jīng)查路由表知，該分組轉(zhuǎn)發(fā)選擇默認路由，經(jīng)R4轉(zhuǎn)發(fā)。（4）分組的目的IP地址為：7。與子網(wǎng)掩碼28相與后得。與子網(wǎng)掩碼92相與后得，經(jīng)查路由表知，該分組經(jīng)R3轉(zhuǎn)發(fā)。（5）分組的目的IP地址為：0，與子網(wǎng)掩碼28相與后得。與子網(wǎng)掩碼92相與后得4，經(jīng)查路由表知，該分組轉(zhuǎn)發(fā)選擇默認路由，經(jīng)R4轉(zhuǎn)發(fā)。4-21某單位

16、分配到一個B類IP地址，其net-id為.該單位有4000臺機器，分布在16個不同的地點。如選用子網(wǎng)掩碼為，試給每一個地點分配一個子網(wǎng)掩碼號，并算出每個地點主機號碼的最小值和最大值。 16個子網(wǎng)，需子網(wǎng)號4位?？山o每個地點分配如下子網(wǎng)號碼地點： 子網(wǎng)號（subnet-id） 子網(wǎng)網(wǎng)絡號 主機IP的最小值和最大值1： 00000001 -54 2： 00000010 -543： 00000011 129.250.3

17、.0 -544： 00000100 -545： 00000101 -546： 00000110 -547： 00000111 -548： 00001000 -549： 00001001 129

18、.250.9.1-5410： 00001010 -5411： 00001011 -5412： 00001100 -5413： 00001101 -5414： 00001110 -5415： 00001111

19、 -5416： 00010000 -545-23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(shù)據(jù)？（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(shù)據(jù)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

20、少？解：（1）第一個報文段的數(shù)據(jù)序號是7099，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。（2）確認號應為100.（3）80字節(jié)。 （4）70531 通信信道帶寬為1Gbs，端到端時延為10ms。TCP的發(fā)送窗口為65535字節(jié)。試問:可能達到的最大吞吐量是多少?信道的利用率是多少?答：發(fā)送時延為 65535*8bit ÷ 1Gbit/s=0.52428ms 最大吞吐量為 65535*8bit/(20ms+0.52428ms)=25.5Mb/s 信道的利用率是 25.5/1000=2.55% 最大吞吐量為25.5Mb/s。信道利用率為25.5/1000=2.55%539TCP的擁塞窗口cwnd大小與傳輸輪次

21、n的關系如下所示：（1）試畫出如圖5-25所示的擁塞窗口與傳輸輪次的關系曲線。（2）指明TCP工作在慢開始階段的時間間隔。（3）指明TCP工作在擁塞避免階段的時間間隔。（4）在第16輪次和第22輪次之后發(fā)送方是通過收到三個重復的確認還是通過超時檢測到丟失了報文段？（5）在第1輪次，第18輪次和第24輪次發(fā)送時，門限ssthresh分別被設置為多大？（6）在第幾輪次發(fā)送出第70個報文段？（7）假定在第26輪次之后收到了三個重復的確認，因而檢測出了報文段的丟失，那么擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應設置為多大？答：（1）（2） 慢開始時間間隔：【1，6】和【23，26】（3） 擁塞避免時間間

22、隔：【6，16】和【17，22】（4） 在第16輪次之后發(fā)送方通過快恢復來發(fā)送數(shù)據(jù)，因此斷定為收到了三個重復的確認。在第22輪次之后發(fā)送方采用慢開始算法來發(fā)送數(shù)據(jù)，因此可以斷定是通過超時檢測機制來確認報文段的丟失。（5）在第1輪次發(fā)送時，門限ssthresh被設置為32 在第18輪次發(fā)送時，門限ssthresh被設置為發(fā)生擁塞時的一半，即21. 在第24輪次發(fā)送時，門限ssthresh是第18輪次發(fā)送時設置的13（6） 第70報文段在第7輪次發(fā)送出。（7） 在第26輪次后收到三個重復的確認，因此檢測出報文段的丟失，根據(jù)擁塞控制的算法應該用快恢復算法，門限ssthresh減半，而擁塞窗口cwnd

23、設置為慢開始門限ssthresh減半后的數(shù)值，即擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應設置為8的一半，因此均設置為4=練習題1=1 在下列情況下，計算傳送1000KB文件所需要的總時間，即從開始傳送時起直到文件的最后一位到達目的地為止的時間。假定往返時間RTT是100毫秒，一個分組是1KB（即1024字節(jié)）的數(shù)據(jù)，在開始傳送整個的文件數(shù)據(jù)之前進行的起始握手過程需要2×RTT的時間。（a） 帶寬是1.5Mbps，數(shù)據(jù)分組可連續(xù)發(fā)送。解答：2個起始的RTT：100×2=200毫秒=0.2秒； 1KB=8比特×1024=8192比特， 發(fā)送時間：1000KB÷

24、;1.5Mbps=8192000比特÷1500，000比特/秒=5.46秒； 傳輸時間：RTT÷2=100÷2=50毫秒=0.05秒所以，總時間等于起始握手時間+發(fā)送時間+傳輸時間，即0.2+5.46+0.05=5.71秒。（b） 帶寬是1.5Mbps，但在結(jié)束發(fā)送每一個數(shù)據(jù)分組之后，必須等待一個RTT才能發(fā)送下一個數(shù)據(jù)分組。解答：總共發(fā)送1000個分組，需要在上一小題答案的基礎上再增加999個RTT5.71+999×0.1=105.61秒所以，總時間是105.61秒。（c） 帶寬是無限大的值，即我們?nèi)“l(fā)送時間為0，并且在等待每個RTT后可發(fā)送多達20個

25、分組。解答：1000KB÷1KB=1000分組 1000分組÷20分組=50個RTT50-1=49個RTT2×RTT+49RTT+0.5RTT=51.5RTT=0.1×51.5=5.15秒。（d） 帶寬是無限大的值，在緊接起始握手后我們可以發(fā)送一個分組，此后，在第一次等待RTT后可發(fā)送21個分組，在第二次等待RTT后可發(fā)送22個分組，。，在第n次等待RTT后可發(fā)送2n個分組。解答： 取n=91+2+4+29=29+1-1=1023這樣我們就可以發(fā)送所有的1000個分組，而且在第9次等待RTT后只須發(fā)送。（512-23）個分組就可以了。2RTT+9RTT+

26、0.5RTT=11.5RTT0.1×11.5=1.15秒即總的延遲是1.15秒。2 考慮一個最大距離為2公里的局域網(wǎng)，當帶寬等于多大時傳播延時（傳播速度為2×108米/秒）等于100字節(jié)分組的發(fā)送延時？對于512字節(jié)分組結(jié)果又當如何？解答：傳播延遲等于：2×103米÷（2×108米/秒）=10-5秒=10微秒100字節(jié)÷10微秒=10M字節(jié)/秒=80M位/秒512字節(jié)÷10微秒=51.2M字節(jié)/秒=409.6M位/秒因此，帶寬應分別等于80M位/秒和409.6M位/秒。3 假定有一個通信協(xié)議，每個分組都引入100字節(jié)的開銷用

27、于頭和成幀?，F(xiàn)在使用這個協(xié)議發(fā)送1M字節(jié)的數(shù)據(jù)，然而在傳送的過程中有一個字節(jié)被破壞了，因而包含該字節(jié)的那個分組被丟棄。試對于1000、5000、10000和20000字節(jié)的分組數(shù)據(jù)大小分別計算“開銷+丟失”字節(jié)的總數(shù)目？分組數(shù)據(jù)大小的最佳值是多少？解答：設D是分組數(shù)據(jù)的大小，那么所需要的分組數(shù)目 N=106/D開銷=100×N （被丟棄分組的頭部也已計入開銷）所以，開銷+丟失=100×106/D+D 分組數(shù)據(jù)大小 D開銷+丟棄100010100050002500010000200002000025000y=108/D+D當D=104時， 所以，D的最佳值是10000字節(jié)。4

28、計算在下列情況下的延遲（從發(fā)出第1位開始到收到最后1位為止）：（a） 在通路上有1個存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換機的10Mbps以太網(wǎng)，分組大小是5000位。假定每條鏈路引入10微妙的傳播延遲，并且交換機在接收完分組之后立即重發(fā)。解答：1位的發(fā)送延遲是0.1s，一個分組由5000位組成，在每條鏈路上引入的發(fā)送延遲是500s ，分組在每條鏈路上的傳播延遲都是10s，因此總的延遲等于：500×2+10×2=1020s, 即1.02ms。（b）跟（a）的情況類似，但有3個交換機。解答：3個交換機，共有4條鏈路，總的延遲等于：500×4+10×4=2040s=2.04ms。（c

29、）跟（a）的情況相同，但假定交換機實施“直通”交換：它可以在收到分組的開頭200位后就重發(fā)分組。解答：使用直通交換，交換機延遲分組200位，即20s。在這種情況下仍然有1個500s的發(fā)送延遲，2個10s的傳播延遲，再加上20s的交換機轉(zhuǎn)發(fā)延遲，因此總的延遲等于：500×1+10×2+20=540s如果像（b）那樣有3個交換機，那么總的延遲將會等于：500×1+10×4+20×3=600s。5. 計算在下列情況下的有效帶寬。對于（a）和（b）假定有一個穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源供發(fā)送；對于（c）只要計算在12小時內(nèi)的平均值即可。（a） 類似于4（b），10Mb

30、ps以太網(wǎng)通過了3個存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換機，交換機在一條鏈路上接收的同時可以在另一條鏈路上發(fā)送。解答：有效帶寬是10Mbps。發(fā)送方可以用這個速率穩(wěn)定地發(fā)送數(shù)據(jù)，交換機只是沿著流水線對數(shù)據(jù)進行流傳送。在這里我們假定不發(fā)送ACKs，交換機能夠保持和緩沖至少1個分組。（b） 跟（a）中的情況相同，但發(fā)送方在發(fā)送每個5000位數(shù)據(jù)分組后必須等待一個50字節(jié)的確認分組。解答：在發(fā)送方向上的延遲累計為500×4+10×4=2040s=2.04ms。在每條鏈路上的ACK延遲有對于400位的發(fā)送延遲40s和傳播延遲10s，所以在ACK方向上的延遲累計為40×4+10×4=20

31、0s=0.2ms?？偟腞TT等于2.04+0.2=2.24ms。因此有效帶寬等于5000位÷2.24毫秒=2.2Mbps。（c） 夜間（12小時）船運100張CD盤（每個盤650MB）解答：100×6.5×108字節(jié)/12小時 = 6.5×1010字節(jié)/（12×3600秒）= 1.5M字節(jié)/秒 = 12M位/秒。=練習題2=1.假定在地球和一個新月亮之間建立一條100M位/秒的鏈路。從該月亮到地球的距離大約是385000公里，數(shù)據(jù)在鏈路上以光速3×108米/秒傳輸。（a） 計算該鏈路的最小RTT。解：最小RTT等于2×385

32、000000米÷（3×108米/秒）=2.57秒（b） 使用RTT作為延遲，計算該鏈路的“延遲×帶寬”值。解：“延遲×帶寬”值等于2.57秒×100M位/秒=257M位32M字節(jié)（c） 在（b）中計算的“延遲×帶寬”值的含義是什么？解：它表示發(fā)送方在收到一個響應之前能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)量。（d） 在月亮上用一個照相機拍取地球的相片，并把它們以數(shù)字形式保存到磁盤上。假定在地球上的任務控制要下載25M字節(jié)的最新圖象，那么，從發(fā)出數(shù)據(jù)請求到傳送結(jié)束最少要化多少時間？解：在圖象可以開始到達地面之前，至少需要一個RTT。假定僅有帶寬延遲，那么發(fā)送需要

33、的時間等于25M字節(jié)÷100M位/秒=200M位÷100M位/秒=2秒。所以，直到最后一個圖象位到達地球，總共化的時間等于2.0+2.57=4.57秒。2如圖所示，主機A和B每個都通過10M位/秒鏈路連接到交換機S。 在每條鏈路上的傳播延遲都是20微秒。S是一個存儲轉(zhuǎn)發(fā)設備，在它接收完一個分組后35微妙開始轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。試計算把10000比特從A發(fā)送到B所需要的總時間。（a） 作為單個分組解：每條鏈路的發(fā)送延遲是10000位÷10M位/秒=1000微秒總的傳送時間等于2×1000+2×20+35=2075微秒。（2個發(fā)送延遲+兩個發(fā)送延遲+中

34、轉(zhuǎn)延遲）（b）作為兩個5000位的分組一個緊接著另一個發(fā)送解：當作為兩個分組發(fā)送時，下面列出的是各種事件發(fā)生的時間表：T=0開始 （1個分組發(fā)送延遲500微妙）T=500A完成分組1的發(fā)送，開始發(fā)送分組2T=520分組1完全到達S （傳播延遲20微妙）T=555分組1從S起程前往B （中轉(zhuǎn)延遲35微妙）T=1000A結(jié)束了分組2的發(fā)送 （發(fā)送延遲500微妙）T=1055分組2從S起程前往B （傳播延遲20微妙+中轉(zhuǎn)延遲35微妙）T=1075分組2的第1位開始到達B （傳播延遲20微妙）T=1575分組2的最后1位到達B （由于發(fā)送延遲500微妙，末位比首位晚到500微妙）事實上，從開始發(fā)送到A

35、把第2個分組的最后1位發(fā)送完經(jīng)過的時間為2×500微妙，第1個鏈路延遲20微妙，交換機延遲為35微妙（然后才能開始轉(zhuǎn)發(fā)第2個分組），500微妙的發(fā)送延遲（等待該分組發(fā)送到末位），第2個鏈路延遲20微妙，所以，總的時間等于2×500微妙+20微妙+35微妙+500微妙+20微妙=1575微妙。3. 現(xiàn)在要在光纖上發(fā)送一個計算機屏幕圖象序列。屏幕大小為480x640象素，每個象素24位，每秒60幅屏幕圖象。問需要多大的帶寬？假定每赫茲調(diào)制一個比特，那么對于中心波長為1.30m的波段，這個帶寬所對應的波長范圍有多大？解答: 數(shù)據(jù)速率是480x640x24x60 bps，即442M

36、bps f = 4.42 x 10 8 因此，需要442 Mbps的帶寬， 對應的波長范圍是2.5 x 10 6微米。4. 奈魁斯特定理適用于光纖嗎？還是僅適用于銅線？解答: 奈魁斯特定理是一個數(shù)學性質(zhì)，不涉及技術處理。該定理說，如果你有一個函數(shù)，它的傅里葉頻譜不包含高于f的正弦或余弦，那么以2f的頻率采樣該函數(shù)，那么你就可以獲取該函數(shù)所包含的全部信息。因此奈魁斯特定理適用于所有介質(zhì)。5. 假定PSTN的帶寬是3000HZ，典型的信噪功率比是20dB，試確定可以取得的理論上最大的信息（數(shù)據(jù)）速率。解答： 現(xiàn)在，因此，C = 3000×log2(1+100) = 19 936 bps

37、即可以取得的理論上最大的信息（數(shù)據(jù)）速率是19 936 bps。=練習題3=1 假定我們要發(fā)送信息11001001，并且使用CRC多項式x3+1來檢錯（a） 使用多項式長除來確定應該發(fā)送的信息塊。解答：取信息11001001，附加000，并用1001去除，余數(shù)是011 應該發(fā)送的信息塊是11001001011（b） 假定信息塊最左邊的比特由于在傳輸鏈路上的噪音而變化，接收方CRC計算的結(jié)果是什么？接收方是怎樣知道發(fā)生了錯誤的？解答：把第1位變反，得到01001001011，再用1001去除，得到商01000001，余數(shù)是10。由于余數(shù)不為零，所以接收方知道發(fā)生了錯誤。2 假定一個成幀協(xié)議使用比

38、特充填，示出當幀包含下列比特序列時在鏈路上發(fā)送的比特序列。110101111101011111101011111110解答：1101011111001011111010101111101103在停-等傳輸中，假定發(fā)送方和接收方在收到一個重復的ACK或數(shù)據(jù)幀時都立即重傳它們的最后一幀；從表面上看，這樣的一種策略是合理的，因為收到這樣的一個重復幀很可能意味著另一端經(jīng)歷了一個超時事件。（a） 畫出時序簡圖說明，如果第1個數(shù)據(jù)幀因某種原因重復傳輸了，而實際上并未發(fā)生幀丟失事件，那么會發(fā)生什么樣的情況。重復事件將持續(xù)多長時間？（在實踐中人們把這種重復傳送現(xiàn)象稱著魔術師徒弟的故障）。解答：如圖所示的重復現(xiàn)

39、象持續(xù)進行著，直到傳輸結(jié)束為止。（b） 假定跟數(shù)據(jù)一樣，如果在超時期內(nèi)無響應，ACK也重發(fā)；再假定兩邊使用相同的超時間隔。試給出一種可能是合理地觸發(fā)魔術師徒弟故障的運行條件。解答：為觸發(fā)魔術師徒弟現(xiàn)象，重復的數(shù)據(jù)幀必須與第1個ACK在網(wǎng)絡中相遇。如果發(fā)送方和接收方都采取超時重發(fā)策略，且具有同樣的超時間隔，ACK丟失，那么發(fā)送方和接收方會在大約相同的時間重發(fā)送。這些重發(fā)送是否同步到足以在網(wǎng)絡中相遇還取決于其它因素。這種超時重發(fā)有助于實現(xiàn)某種有節(jié)制的延遲，否則主機有可能響應得太慢。通過設定適當?shù)臈l件，魔術師徒弟現(xiàn)象是可以可靠地產(chǎn)生的。4假定我們運行SWS=5和RWS=3的滑動窗口算法，并且在傳輸過

40、程中不會發(fā)生分組失序的問題。（a） 求MaxSeqNum（可以使用的序列號的個數(shù)）的最小值。你可以假定找出一個最小值MaxSeqNum滿足下列條件就可以了：如果DATAMaxSeqNum在接收窗口中，DATA0再也不會到達。解答：MaxSeqNum的最小工作值是8（0，1，2，3，4，5，6，7）。如果DATA8在接收窗口中，-可能的最早接收窗口是DATA6至DATA8-發(fā)送方已經(jīng)收到了ACK6（它應答了序號低于6的分組）-DATA5已經(jīng)被投遞但因為SWS=5，DATA0是在DATA5之前發(fā)送-根據(jù)在傳輸過程中不會發(fā)生分組失序的假定，DATA0不可能再發(fā)送。（b） 給出一個例子，說明MaxSe

41、qNum-1是不夠的。解答：如果MaxSeqNum=7，那么我們要說明的是，在接收方期待DATA7的時候，一個老的DATA0仍然可能到達。因為以MaxSeqNum=7為模（0，1，2，3，4，5，6），7和0是不可區(qū)分的，接收方判斷不了實際到達的是DATA7還是DATA0。-發(fā)送方發(fā)送DATA0至DATA4，它們都到達了。-接收方發(fā)送ACK5作為響應，但它很慢。接收方窗口現(xiàn)在是DATA5至DATA7。-發(fā)送方超時，并重發(fā)DATA0，接收方把該重傳的分組作為DATA7接收。（c） 給出由SWS和RWS求最小MaxSeqNum的一般規(guī)則。解答：MaxSeqNum³SWS+RWS。 5PP

42、P是以HDLC為基礎的，HDLC使用位充填防止在有效載荷內(nèi)偶爾出現(xiàn)的標志字節(jié)產(chǎn)生混淆。給出至少一個理由，說明PPP為什么使用字符充填來代替位充填。解答：PPP被明確地設計成是以軟件形式實現(xiàn)的，而不像HDLC那樣幾乎總是以硬件形式實現(xiàn)。對于軟件實現(xiàn)，完全用字節(jié)操作要比用單個位操作簡單得多。此外，PPP被設計成跟調(diào)制解調(diào)器一道使用，而調(diào)制解調(diào)器是以1個字節(jié)為單元而不是以1個比特為單元接受和發(fā)送數(shù)據(jù)的。=練習題4=1.一大批ALOHA用戶每秒產(chǎn)生50次請求，包括初始請求和重傳的請求。時間以40毫秒為單位分槽（a） 首次嘗試的成功率是多少？解答：在任一幀時內(nèi)生成k幀的概率服從泊松分布生成0幀的概率為e

43、G對于純ALOHA，發(fā)送一幀的沖突危險區(qū)為兩個幀時，在兩幀內(nèi)無其它幀發(fā)送的概率為eGeG=e2G對于分槽ALOHA，由于沖突危險區(qū)減少為原來的一半，任一幀時內(nèi)無其它幀發(fā)送的概率是eG?，F(xiàn)在時槽長度為40毫秒，即每秒25個時槽，產(chǎn)生50次請求，所以每個時槽產(chǎn)生兩個請求，G=2。因此，首次嘗試的成功率是e-2=eG=1/e2(b) k次沖突后成功的概率是多少？解答：（1-e-G）k eG=(1-e-2)ke-2=0.135×(1-0.135)k=0.135×0.865k(c)所需要的發(fā)送嘗試的次數(shù)的期望值是多少？解答：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）

44、為：pk=e-G(1-e-G)k-1那么每幀傳送次數(shù)的數(shù)學期望為說明：本題解答中利用了下列數(shù)學公式： 2按照1982年以太網(wǎng)規(guī)范，在如圖所示的典型配置中，在任意兩個站之間允許最長達1500米的同軸電纜（可以連接計算機），1000米其它的點到點鏈路線纜（僅用于網(wǎng)絡范圍延伸，不可連接計算機），以及兩個重發(fā)器（也稱中繼器）。每個站或重發(fā)器通過最長可達50米的收發(fā)器電纜連接到收發(fā)器。跟每個部件相關的典型參數(shù)或延遲如下：同軸電纜的傳播速度為0.77c鏈路/收發(fā)器電纜的傳播速度為0.65c每個重發(fā)器大約有0.6微妙的延遲每個收發(fā)器大約有0.2微妙的延遲其中c是光在真空中的傳播速度，即3´108米

45、/秒由于上述延遲因素，以比特計的最壞來回路程延遲時間是多少？ 習題2插圖解答：單程延遲（例如，A到C）：同軸電纜 6.49微妙（1500米） 點到點鏈路 5.13微妙（1000米）重發(fā)器 1.20微妙（兩個） 收發(fā)器 1.20微妙（6個）收發(fā)器電纜（300米） 1.54微妙總延遲15.56微妙來回路程延遲約31.1微妙，即311比特。再留有一定的余地，后來的正式標準是464比特，若再加上48比特的JAM信號，就導致最小幀長512比特。3IEEE802.3標準把在兩個重發(fā)器之間的以太網(wǎng)同軸電纜段的最大長度限定為500米，重發(fā)器再生100%的原始信號幅度。下圖示出的是一種典型的按照5-4-3-2-

46、1黃金規(guī)則（5個段，4個重發(fā)器，3個網(wǎng)絡段，2個鏈路段，1個沖突域）配置的網(wǎng)絡。沿著500米的網(wǎng)絡同軸電纜段，衰減后的信號不會低于原先值的14%，沿著1500米同軸電纜，衰減后的信號仍然可達原先值的（0.14）3=0.3%。在實踐中，這樣的信號在同軸電纜的接收站讀出后還是足以區(qū)分其編碼是什么樣的二進制位串的。那么標準為什么把單個網(wǎng)絡段的長度限制為500米呢？ 習題3插圖解答：一個站不僅在僅僅接收的情況下必須能夠正確地檢測到遠方發(fā)來的信號，而且為了碰撞檢測，在它自己發(fā)送的同時，也必須能夠檢測到遠方站發(fā)來的信號，這就需要高得多的遠方信號強度。4假定以太網(wǎng)的來回路程傳播延遲是46.4微妙。這導致51

47、2比特的最小分組尺寸（464位的傳播延遲+48位碰撞增強信號）。（a） 如果延遲時間保持常數(shù)，當信號速率上升到100Mbps時，最小分組大小將是多少？解答：假定仍使用48位的JAM信號，那么最小分組尺寸將是4640位+48位=4688位=586字節(jié)（b） 如此大的最小分組尺寸的缺點是什么？解答：這個分組尺寸比許多高層分組尺寸大得多，產(chǎn)生相當數(shù)量的帶寬浪費（c） 如果兼容性不是一個問題，怎樣制定規(guī)范才能允許一個較小的最小分組尺寸？ 解答：如果減少最大沖突域直徑，并且其它各種容許量也都嚴格控制，那么最小分組尺寸可以比較小。5假定A和B是試圖在一個以太網(wǎng)上發(fā)送的兩個站。每個站都有一個穩(wěn)定的幀的隊列準

48、備發(fā)送，A的幀編號是A1，A2和A3等，B的幀編號是B1，B2和B3等。再假定指數(shù)后退的基本單元時間是T=51.2微妙?，F(xiàn)在A和B同時嘗試發(fā)送1號幀，碰撞，并且剛好分別選擇了0´T和1´T的退避時間，也就是說，A贏得了這一次競爭，發(fā)送A1，B需要等待。在這次傳送結(jié)束時，B嘗試再發(fā)送B1，而A則嘗試發(fā)送A2。這一輪的首次嘗試產(chǎn)生碰撞，此時，A的退避時間從0´T和1´T中選擇，而B則從0´T，3´T中選擇。（a） 給出A贏得第2次退避競爭的概率。解答：A可以選擇KA=0或1；B可以選擇KB=0，1，2，3。如果（KA，KB）選擇（0，1）

49、，（0，2），（0，3），（1，2），（1，3）中的一個組合，那么將是A贏得這第2次競爭，其概率是5/8。（b） 假定A已贏得了第2次退避競爭。A在成功發(fā)送A2后，接著嘗試發(fā)送A3。當B再次嘗試發(fā)送B1時，A和B再次碰撞。給出A贏得這第3次退避競爭的概率。解答：現(xiàn)在A是在一次成功發(fā)送之后，可以選擇KA=0或1；KB是在它的第3次碰撞之后，可能的選擇是0，1，2，7。如果KA=0，那么KB中有7種選擇使得A贏；如果KA=1，那么KB中有6種選擇使得A贏。所以A贏得這第3次競爭的概率是13/16。（c） 給出A贏得所有其余后退競爭的概率的合理下限值。解答：A贏得第2次競爭的概率 = 5/8 >

50、; 1/2A贏得第3次競爭的概率 = 13/16 > 3/4類似地，A贏得第4次競爭的概率 > 7/8一般地，A贏得第i次競爭的概率 > （1-1/2i-1）因此，假定A已經(jīng)贏得第1至第3次競爭，那么A贏得所有其余的后退競爭的概率將不低于：（1-1/8）´（1-1/16）´（1-1/32）´（1-1/64）´ » 1-1/8-1/16-1/32-1/64- = 6/8 = 3/4（d）對于B1幀的發(fā)送會出現(xiàn)什么樣的情況？解答：B放棄對于B1幀的發(fā)送，轉(zhuǎn)而開始發(fā)送B2幀。最終會因上層協(xié)議超時而重發(fā)B1幀的報文，從而恢復正常發(fā)送條

51、件。上述退避競爭的情況通常稱為以太網(wǎng)捕獲效應。=練習題5=1.下圖表示LAN通過網(wǎng)橋互連。請按照圖上所標的網(wǎng)橋ID和端口號，利用生成樹算 法求出此網(wǎng)絡的生成樹。 圖1 習題1插圖解答： 2有一個100Mbps令牌環(huán)網(wǎng)絡，令牌旋轉(zhuǎn)時間是200微妙，允許每個站在每次得到令牌時可以發(fā)送1個大小為1KB（1024字節(jié)）的分組。試計算任意一臺主機可以取得的最大有效吞吐率。（a） 假定是立即令牌釋放解答：一臺主機發(fā)送1個分組花82微妙的時間。它在發(fā)送完成時立即發(fā)送令牌；然后它可以再發(fā)送分組的最早時間(其它站都不發(fā)送)也是在200微妙之后，因為此時令牌才可能再回到該主機站。82¸（82+200）&

52、#187;29% 100Mbps´29%=29Mbps因此，一臺主機可以取得的最大有效吞吐率是29Mbps。（b） 假定是推遲釋放令牌解答：發(fā)送方在開始發(fā)送200微妙之后，幀的開始部分才能回到本站，此時發(fā)送方才發(fā)送令牌。令牌最早還要過200微妙的時間（假定其它站都不發(fā)送）才能饒環(huán)一周，回到該源發(fā)站，使該源發(fā)站可以再次發(fā)送。82¸（200+200）»20% 100Mbps´20%=20Mbps因此一臺主機可以取得的最大有效吞吐率是20Mbps。3考慮建立一個CSMA/CD網(wǎng)，電纜長1公里，不使用重發(fā)器，運行速率為1Gbps。電纜中的信號速度是200000公

53、里/秒。問最小幀長度是多少？ 解答： 對于1公里電纜，單程傳播時間為1÷200000=5×10-6秒，即5微妙，來回路程傳播時間為2=10微妙。為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10微妙。以1Gbps速率工作，10微妙可以發(fā)送的比特數(shù)等于：因此，最小幀是10000位或1250字節(jié)長。4假定信號在光纖中的延遲是每公里5微妙，試計算以時間和比特表示的下列FDDI環(huán)配置的延遲。假定可用的位速率是100Mbps。（a） 2公里環(huán)，帶有20個站；（b） 20公里環(huán)，帶有200個站；（c） 100公里環(huán)，帶有500個站。解答：設信號傳播延遲等于Tp，一個站的延遲等

54、于Ts，N表示站的數(shù)目，那么環(huán)延遲T1 = Tp + N×Ts。在這里，Ts = 0.01微妙（1比特延遲）（a） T1 = 2×5 + 20×0.01 = 10.2微妙， 或1020比特（b） T1 = 20×5 + 200×0.01 = 102微妙， 或10200比特（c） T1 = 100×5 + 500×0.01 = 505微妙， 或50500比特需要指出的是，上述值的計算是假定僅使用主環(huán)。如果發(fā)生了故障，將雙環(huán)重構(gòu)成單環(huán)，信號傳播延遲值將加倍（長度增加1倍）。而且，對于每個雙附接站，站延遲也將加倍（經(jīng)過的站數(shù)加倍）

55、。5假定一個100Mbps的推遲釋放令牌的環(huán)網(wǎng)有10個站，環(huán)延遲是30微妙，協(xié)定的TTRT（目標令牌旋轉(zhuǎn)時間）是350微妙。（a） 假定所有的站都被分配了相同數(shù)量的同步傳輸量，那么，每個站可以發(fā)送多少個同步幀字節(jié)？解答：350-30=320微妙可用于幀傳送，也就是32 000位或4k字節(jié)。在10個站之間均分，每個站400字節(jié)。（b） 假定站A，B，C在環(huán)上以遞增的順序排列。由于一致的同步交通，沒有異步數(shù)據(jù)的TRT（令牌旋轉(zhuǎn)時間）是300微妙。B發(fā)送一個200微妙（2.5k字節(jié)）的異步幀。那么A、B和C在它們下一次的測量中將看到什么樣的TRT？下一次誰可以發(fā)送這樣的一個幀？解答：假定在時間T=0

56、時B開始發(fā)送，那么T= -300（微妙）令牌通過B；繞環(huán)一周；T=0 令牌通過B；B抓住令牌，開始發(fā)送異步幀；T=200 B結(jié)束發(fā)送，釋放令牌；C看到令牌，C測量的TRT是500（在過去的1輪中，有1個站發(fā)了200微妙異步幀），此值太大，不能發(fā)送異步幀；T=500 令牌返回到B， B測量的TRT也是500（在過去的1輪中，自己發(fā)了200微妙異步幀）；在此之前A測量的TRT也應是500（在過去的1輪中，只1個站發(fā)了200微妙異步幀），在此之后C測量的TRT是300（在過去的1輪中，沒有站發(fā)異步幀）；所以下一次C可以發(fā)送異步幀，因為它測量的TRT=300<TTRT=350。=練習題6=1考慮圖6-10所示的子網(wǎng)。使用距離向量路由選擇，下列向量剛剛被路由器C收到