計算機網(wǎng)絡(luò)部分課后習(xí)題答案

1、 學(xué)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(jīng)路由器儲存轉(zhuǎn)發(fā)（3）在目的地合并1-08 計算機網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點？答：按范圍：（1）廣域網(wǎng)WAN：遠程、高速、是Internet的核心網(wǎng)。 （2）城域網(wǎng)：城市范圍，鏈接多個局域網(wǎng)。 （3）局域網(wǎng)：校園、企業(yè)、機關(guān)、社區(qū)。 （4）個域網(wǎng)PAN：個人電子設(shè)備按用戶：公用網(wǎng)：面向公共營運。專用網(wǎng)：面向特定機構(gòu)。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

2、(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小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)到目的主機的發(fā)送時延）1-11 在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)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(guān)。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(yīng)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(dǎo)后，令其值等于0，

4、求得p=(xh)/(k-1)0.51-12 因特網(wǎng)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(gòu)成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網(wǎng)。 核心部分：由各路由器連網(wǎng)，負責(zé)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(shù)據(jù)長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。（2） 數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。從上面的計算中可以得到什么樣的結(jié)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(jié)論：若數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。各層的主要功能：物理層 物理層的任務(wù)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(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在兩個相鄰結(jié)點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息。網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)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(wù)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(wù)，使它們看不見運輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細節(jié)。應(yīng)用層 應(yīng)用層直接為用戶的應(yīng)用進程提供服務(wù)。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(nèi)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(shù)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(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層3-03 網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么?網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層?答：適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的協(xié)議的硬件和軟件網(wǎng)絡(luò)適配器工作在TCP/IP協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)接口層（OSI中的數(shù)據(jù)鏈里層和物理層）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(yīng)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

9、靠的傳輸？答：作二進制除法，1101011011 0000 10011 得余數(shù)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(shù)據(jù)鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。3-08 要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRCD 生成多項式是P（X）=X3+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。答：作二進制除法，101110 000 10011 添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)是0113-09 一個PPP幀的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gb/s。設(shè)信號在網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(wǎng)網(wǎng)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(jié)束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)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(shù)據(jù)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(yīng)當考慮到每一個以太網(wǎng)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(shè)在t=0時A開始發(fā)送，在t=（64+8）*8=576比特時間，A應(yīng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)幀？A重傳的數(shù)據(jù)幀在什么時間到達B？A重傳的數(shù)據(jù)會不會和B重傳的數(shù)據(jù)再次發(fā)生碰撞？B會不會在

13、預(yù)定的重傳時間停止發(fā)送數(shù)據(jù)？答：t=0時，A和B開始發(fā)送數(shù)據(jù)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(jié)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(shù)據(jù)、否則再退避。（T5=T4+96）A重傳的數(shù)據(jù)在819比特時間到達B，B先檢測到信道忙，因此B在預(yù)定的881比特時間停止發(fā)送3-20 有10個站連接到以太網(wǎng)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(wǎng)集線器；（2）10個站都連接到一個100Mb/s以太網(wǎng)集線器；（3）10個站都連接到一個10Mb/s以太網(wǎng)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(wǎng)集線器：1mbs （2）10個站都連接到一個100mb/s以太網(wǎng)集線器：10mbs （3）10個站都連接到一個10mb/s以太網(wǎng)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(wǎng)上，并且用網(wǎng)橋1和2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(guān)數(shù)據(jù)填寫在

15、表3-2中。發(fā)送的幀網(wǎng)橋1的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋2的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋1的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）網(wǎng)橋2的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）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)接收不到這個幀第四章 網(wǎng)絡(luò)層3.作為中間設(shè)備，轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)有何區(qū)別？ 中間設(shè)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(zhuǎn)發(fā)器(repeater)。數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(br

16、outer)。網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(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(wǎng)絡(luò)互連。使參與互連的性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(shù)據(jù)交付成功的機會因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP：用于探尋、轉(zhuǎn)發(fā)本局域網(wǎng)內(nèi)的組成員關(guān)系。15.什么是最大傳送

17、單元MTU？它和IP數(shù)據(jù)報的首部中的哪個字段有關(guān)系？答：IP層下面數(shù)據(jù)鏈里層所限定的幀格式中數(shù)據(jù)字段的最大長度，與IP數(shù)據(jù)報首部中的總長度字段有關(guān)系 18.（1）有人認為：“ARP協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)層提供了轉(zhuǎn)換地址的服務(wù)，因此ARP應(yīng)當屬于數(shù)據(jù)鏈路層?！边@種說法為什么是錯誤的？因為ARP本身是網(wǎng)絡(luò)層的一部分，ARP協(xié)議為IP協(xié)議提供了轉(zhuǎn)換地址的服務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層使用硬件地址而不使用IP地址，無需ARP協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層本身即可正常運行。因此ARP不在數(shù)據(jù)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(shè)置1020分鐘的超時計時器。這個時間設(shè)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(wǎng)卡，或動態(tài)主機配置） 1020分鐘更換一塊網(wǎng)卡是合理的。超時時間太短會使ARP請求和響應(yīng)分組的通信量太頻繁，而超時時間太長會使更換網(wǎng)卡后的主機遲遲無法和網(wǎng)絡(luò)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(yīng)的硬件地址）。在源主機的ARP高速緩存中已經(jīng)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(shù)據(jù)報給主機B，途中經(jīng)過了5個路由器。試問在IP數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)報長度為4000

19、字節(jié)（固定首部長度）?，F(xiàn)在經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)傳送，但此網(wǎng)絡(luò)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長度為1500字節(jié)。試問應(yīng)當劃分為幾個短些的數(shù)據(jù)報片？各數(shù)據(jù)報片的數(shù)據(jù)字段長度、片偏移字段和MF標志應(yīng)為何數(shù)值？IP數(shù)據(jù)報固定首部長度為20字節(jié)總長度(字節(jié))數(shù)據(jù)長度(字節(jié))MF片偏移原始數(shù)據(jù)報4000398000數(shù)據(jù)報片11500148010數(shù)據(jù)報片2150014801185數(shù)據(jù)報片310401020037024.試找出可產(chǎn)生以下數(shù)目的A類子網(wǎng)的子網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)前綴時應(yīng)先分配地址數(shù)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(shù)是4096.相當于16個C類地址。37. （1）每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)前

21、綴有多長？ （2）每一個子網(wǎng)中有多少個地址？ （3）每一個子網(wǎng)的地址是什么？ （4）每一個子網(wǎng)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(wǎng)前綴28位。（2）每個子網(wǎng)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(wǎng)的地址塊是：40. 假定網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)”、“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(wǎng)絡(luò)”“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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。這個用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務(wù)器程序是什么？解：源端口1586，目的端口69，UDP用戶數(shù)據(jù)報總長度28字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長度20字節(jié)。 此UDP用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)給服務(wù)器（因為目的端

23、口號<1023，是熟知端口）、服務(wù)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(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(yīng)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(yīng)為多少？ 解：（1）第一個報文段的數(shù)據(jù)序號是70到99，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。（2）確認號應(yīng)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(yīng)的數(shù)據(jù)報文段的發(fā)送時間分別滯后的時間是：26ms，32ms和24ms。設(shè)=09。試計算每一次的新的加權(quán)平均往返時間值RTTs。討論所得出的結(jié)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(quán)平均往返時間分別為29.6，29.84和29.256ms?？梢钥闯觯琑TT的樣本值變化多達20%時，加權(quán)平均往返5-38 設(shè)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(wǎng)絡(luò)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?shù)母鲹砣翱诖笮?。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(guān)系如下所示：cwnd n11224