習(xí)題參考解答(華蓓)

1、習(xí)題參考解答 第一章 1. 使用分層協(xié)議的兩點(diǎn)理由：1）簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；2）易于系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)。 2. （1）數(shù)據(jù)鏈路層；（2）網(wǎng)絡(luò)層；（3）傳輸層。 3. 用于每個(gè)消息的額外傳輸開銷為 hn 個(gè)字節(jié)，用百分比表示為 hn/(M+hn)。 4. 相同點(diǎn)：1）都基于分層協(xié)議；2）功能劃分類似，都有網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。 不同點(diǎn)：1）層次不同，TCP/IP沒有會(huì)話層和表示層；2）OSI參考模型通用性好，而TCP/IP參考模型只能用來(lái)描述TCP/IP協(xié)議棧。 第二章 1. Smax = 2H×log 2 N = 2×6×log 2 4 = 24Mbps 2. （

2、1）20dB的信噪比意味著：S/N = 102 = 100 由香農(nóng)定理得到最大數(shù)據(jù)速率為：C = H×log 2 ( 1 + S/N ) = 3×log 2101 19.975Kbps。 （2）如果在信道上傳輸二電平信號(hào)，由奈奎斯特定理可得到最大數(shù)據(jù)速率為： Smax = 2H×log 2 N = 2×3×log 2 2 = 6Kbps 3. 由H×log 2 ( 1 + S/N ) 1.544Mbps，H = 50KHz可以得到：S/N 230-1，約為93dB。 4. 設(shè)線路帶寬為 x MB/s，則有：1 + 0.5/x = 2

3、+ 0.4/x，于是：x = 0.1MB/s。傳輸延時(shí)不影響問(wèn)題的答案。 5. 修正：此題問(wèn)欲使用該協(xié)議傳輸一百萬(wàn)個(gè)字節(jié)，分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選用哪個(gè)值最佳。 若分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1000字節(jié)，則共有1000個(gè)包，分組頭部開銷總共是100×1000 =100000字節(jié)。丟失一個(gè)包就丟失數(shù)據(jù)1000字節(jié)，因而，分組開銷 + 丟失字節(jié) = 101000字節(jié)。 若分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為5000字節(jié)，共有200個(gè)包，分組開銷 + 丟失字節(jié) = 100×200 + 5000 = 25000字節(jié)。 若分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為10000字節(jié)，共有100個(gè)包，分組開銷 + 丟失字節(jié) = 100×100 + 1

4、0000 = 20000字節(jié)。 若分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為20000字節(jié)，共有50個(gè)包，分組開銷 + 丟失字節(jié) = 100×50 + 20000 = 25000字節(jié)。 所以，分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選10000字節(jié)最佳。 6. 7. 比特串1001 1111 0001 0001的4B/5B編碼為10011 11101 01001 01001. 8. 4000×10 + 400×9 = 43600Hz = 43.6KHz 9端系統(tǒng)用戶從長(zhǎng)為193比特的幀中得到7×24 = 168比特?cái)?shù)據(jù)，因而T1線路傳輸數(shù)據(jù)的開銷率為：25/193=13%。 10(1) 2× (10

5、4 bit /107 b/s + 20s) = 2040s (2) 104 bit /107 b/s + 20s + 5000 bit /107 b/s + 20s = 1540s 11. 4× (5000 bit /107 b/s + 20s) = 2080s 12. 在電路交換網(wǎng)中，在 t = s時(shí)電路建立起來(lái)；在 t = s + x/b 時(shí)最后一比特從發(fā)送方發(fā)出；在t = s + x/b + kd 時(shí)最后一比特到達(dá)接收方。 在分組交換網(wǎng)中，在 t = x/b 時(shí)最后一比特從發(fā)送方發(fā)出?，F(xiàn)在考慮最后一個(gè)分組的轉(zhuǎn)發(fā)（因?yàn)樽詈笠粋€(gè)分組到達(dá)接收方就意味著消息傳輸結(jié)束），該分組被中間路由

6、器轉(zhuǎn)發(fā)（k-1）次，每次轉(zhuǎn)發(fā)需要時(shí)間 p/b。所以，總的延遲時(shí)間為：t = x/b + d + (k-1) (p/b + d)。為使 x/b + d + (k-1) (p/b + d) < s + x/b + kd，應(yīng)有：s > (k-1) p/b。 第三章 1鏈路上傳輸?shù)谋忍匦蛄袨椋?10101111100101111101010111110110，加下劃線的為填充的比特。去掉填充比特之后的比特序列為：1101011111101111101011111110。 2（1）當(dāng)發(fā)生一比特錯(cuò)時(shí)，出錯(cuò)比特所在行、列的奇偶校驗(yàn)均出錯(cuò)，從而可以定位出錯(cuò)比特的位置。將這一位取反，就能糾正錯(cuò)誤。

7、（2）當(dāng)發(fā)生2比特錯(cuò)誤時(shí)，若這兩個(gè)出錯(cuò)位不在同一行或同一列，則出錯(cuò)位所在行和列的校驗(yàn)位均能檢測(cè)出錯(cuò)誤。最壞情況出現(xiàn)在兩個(gè)出錯(cuò)位處于同一行或一列，若處于同一行，則它們的列校驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤；若處于同一列，則它們的行校驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。可見，二維奇偶校驗(yàn)?zāi)軌驒z測(cè)所有的2比特錯(cuò)誤。由于在最壞情況下只有行或列校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，無(wú)法定位錯(cuò)誤，所以不能糾正任意的2比特錯(cuò)誤。當(dāng)發(fā)生3比特錯(cuò)誤時(shí)，最壞情況出現(xiàn)在圖（a）所示的情形，但這時(shí)第i行的行校驗(yàn)及第j列的列校驗(yàn)均能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，所以二維奇偶校驗(yàn)?zāi)軌驒z測(cè)所有的3比特錯(cuò)誤。但是顯然這時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確定位出錯(cuò)比特，所以不能糾正任意的3比特錯(cuò)誤。 （3）當(dāng)發(fā)生圖（b）所示的4比特錯(cuò)誤

8、時(shí)，二維奇偶校驗(yàn)不能檢測(cè)出來(lái)。 3（1）在線路上實(shí)際傳輸?shù)谋忍卮疄椋?0011101100。 （2）接收方CRC計(jì)算得到的余式為010。余式不為0，可知發(fā)生了傳輸錯(cuò)誤。 4信號(hào)在光纖鏈路上的來(lái)回傳輸時(shí)間為：2×20km / (2×108 m/s) = 200 s。 考慮到接收端的響應(yīng)時(shí)間及確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間等，超時(shí)值應(yīng)稍大于信號(hào)在鏈路上的來(lái)回傳輸時(shí)間，因此可取為250s（也可以是其它大于200s的值）。 但是，即使取了這個(gè)超時(shí)值，甚至一個(gè)更大的超時(shí)值，發(fā)送端仍有可能超時(shí)并重發(fā)一幀。這是因?yàn)榻邮斩丝赡芤驗(yàn)樨?fù)載較重來(lái)不及處理該幀，或者該幀或其確認(rèn)幀在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)丟失（盡管這種可

9、能性很?。?。 5. 設(shè)幀長(zhǎng)為 x bits，則當(dāng) t = x/4 ms時(shí)一幀發(fā)送結(jié)束。若不考慮接收端的響應(yīng)時(shí)間及確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間，則經(jīng)過(guò)40ms后發(fā)送端收到確認(rèn)，緊接著可以發(fā)送下一幀。在(x/4+40)ms的時(shí)間內(nèi)，真正用于傳送幀的時(shí)間只有 x/4 ms。為使停-等協(xié)議的效率不低于50%，應(yīng)有：x/4(x/4+40)×50%，x160bits。 6此題的信號(hào)傳播速率為3×105km/s。 信號(hào)在鏈路上的來(lái)回傳輸延遲為：2×3×104/3×105 = 200ms。 一幀的發(fā)送時(shí)間為；1024×8/106b/s = 8.192ms。 滿窗

10、口發(fā)送幀數(shù)為：1 + 200/8.19225，最少需要5比特作序號(hào)。 7發(fā)送一幀的時(shí)間為：512×8/64kb/s = 64ms。滿窗口發(fā)送的幀數(shù)為：1 + 2×270/64 10。 （1）當(dāng)發(fā)送窗口為1時(shí)，信道的最大吞吐量為：64kb/s×64/(64+2×270)= 6.78 kb/s。 （2）當(dāng)發(fā)送窗口為7時(shí)，發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送7個(gè)幀，然后停下來(lái)等待。接收方在收到第一個(gè)幀后立即發(fā)回確認(rèn)，在 t = 64 + 2×270 = 604ms時(shí)發(fā)送方收到第一個(gè)幀的確認(rèn)，于是可以發(fā)送第8個(gè)幀。第8個(gè)幀發(fā)完后，第二個(gè)幀的確認(rèn)緊接著到達(dá)，于是又可以立即

11、發(fā)送第9個(gè)幀，依次類推。也就是說(shuō)，發(fā)送方每604ms可以發(fā)送7個(gè)幀，信道的最大吞吐量為：64kb/s × 7×64 / (64+2×270) = 47.47 kb/s。 （3）當(dāng)發(fā)送窗口為15和27時(shí)，由于已經(jīng)超過(guò)了滿窗口發(fā)送的幀數(shù)，這時(shí)發(fā)送方實(shí)際上在連續(xù)不斷地發(fā)送，所以信道的利用率為100%，信道的吞吐量為64kb/s。 8. 發(fā)送一幀的時(shí)間為：1000 b/106 b/s = 1ms。 假設(shè)從 t=0 開始發(fā)送，則在 t=1ms 時(shí)第一個(gè)幀發(fā)送完畢，在 t=271ms 時(shí)第一個(gè)幀完全到達(dá)接收方，在 t=272ms 時(shí)接收方發(fā)送完攜帶有確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀，在 t=54

12、2ms 時(shí)攜帶有確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀到達(dá)發(fā)送方，因此一輪發(fā)送的時(shí)間為542ms。 若采用停-等協(xié)議，每一輪發(fā)送一個(gè)幀，信道的最大利用率為：1/5420.18%。 若采用Go Back n，發(fā)送窗口最大為：23-1 = 7，信道的最大利用率為：7/5421.29%。 若采用選擇重傳，發(fā)送窗口最大為：23-1 = 4，信道的最大利用率為：4/5420.74%。 9. 一個(gè)PPP幀最少需要2個(gè)字節(jié)的幀標(biāo)志、一個(gè)字節(jié)的協(xié)議號(hào)和2個(gè)字節(jié)的CRC碼，因此最小開銷為5個(gè)字節(jié)。 10. 主要原因在于HDLC設(shè)計(jì)為面向比特傳輸，而PPP最初設(shè)計(jì)為面向字節(jié)傳輸（當(dāng)然PPP也可以用于面向比特的傳輸）。和HDLC幾乎總是用硬

13、件實(shí)現(xiàn)不同，PPP設(shè)計(jì)為用軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，以字節(jié)作為處理單位比用比特作為處理單位要簡(jiǎn)單得多。另外，PPP設(shè)計(jì)為與modem一起使用，而modem是以字節(jié)而不是比特作為傳輸單位的。 第四章 1. 純ALOHA系統(tǒng)的最大利用率為18.4%，因此信道的最大實(shí)際可用帶寬為：0.184 × 64 kb/s = 10.3kb/s。每個(gè)站點(diǎn)的平均帶寬需求為：1000/100 = 10 b/s，因此N的最大值為：N = 10300/10 = 1030。 2.（1）根據(jù)泊松定理，P0=e-G=10%，因此，G = -ln0.1 = 2.3。 （2）S = Ge-G = 2.3 ×

14、0.1 = 0.23。 （3）G>1，信道過(guò)載。 3. Q / (Q/R + tpoll) 4. 一個(gè)令牌幀的長(zhǎng)度為24比特。 （1）對(duì)于4Mb/s數(shù)據(jù)速率，230米電纜能夠容納：230m / 2.3×108m/s × 4Mb/s = 4比特， 5個(gè)站總共引入5比特的延時(shí)，因此監(jiān)控站必須向環(huán)中插入：24 4 5 = 15比特延時(shí)。 （2）對(duì)于16Mb/s數(shù)據(jù)速率，230米電纜能夠容納：230m / 2.3×108m/s × 16Mb/s = 16比特， 監(jiān)控站必須向環(huán)中插入：24 16 5 = 3比特延時(shí)。 5. 當(dāng)環(huán)上只有一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該站可

15、獲得最大吞吐量。 發(fā)送1KB分組的時(shí)間為：1024×8/100Mb/s = 81.92s。若發(fā)送完后立即釋放令牌，并且環(huán)上沒有其它站捕獲令牌，則在200s后該站重又獲得令牌，可以發(fā)送。因而，該站可獲得的最大吞吐量為：100Mb/s × 81.92/ (81.92 + 200) = 29.06Mb/s。 若延遲釋放令牌，則在發(fā)送完一個(gè)分組后，需等待200s時(shí)間才能將發(fā)送出去的幀全部取消，然后釋放令牌，并在200s之后重又獲得令牌。這時(shí)，該站可以獲得的最大吞吐量為：100Mb/s × 81.92/ (81.92 + 2×200) = 17Mb/s。 6. 發(fā)

16、送一個(gè)分組的時(shí)間為：1024 × 8 / 4Mb/s = 2048s。 （1）如果環(huán)上只有一個(gè)活動(dòng)主機(jī)，則該系統(tǒng)能夠獲得的有效吞吐量為： 4Mb/s × 2048/ (2048 + 2×200) = 3.35 Mb/s。 （2）如果環(huán)上有足夠多的主機(jī)，可以認(rèn)為當(dāng)一個(gè)站釋放令牌后，令牌立即被下一個(gè)站捕獲，并被用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)能夠獲得的有效吞吐量為： 4Mb/s × 2048 / (2048 + 200) = 3.64 Mb/s。 7. 信號(hào)在電纜上的來(lái)回傳輸延遲為：2×1km / 2×105 km/s = 10s。 幀的最小長(zhǎng)度

17、應(yīng)為：1Gb/s × 10s = 10000 bits = 1250 bytes。 8. 縮小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，采用純銅纜安裝的快速以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)直徑被限制在205米。 9. 以太網(wǎng)使用回退間隔為512比特倍數(shù)的CSMA/CD。若A和B選擇了不同的k值，則選擇了較小k值的節(jié)點(diǎn)（設(shè)為A）首先發(fā)送，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)（B）最早在那之后512b / 10Mb/s = 51.2s監(jiān)聽信道。由于A和B之間的傳播延時(shí)只有225b / 10Mb/s = 22.5s，這時(shí)A發(fā)送的信號(hào)已經(jīng)到達(dá)B，B偵聽到信道忙后抑制發(fā)送。所以，由A發(fā)起的重傳不會(huì)碰撞。 10.（1）單向傳播延遲：= 900m / 2×108

18、m/s + 4 × 20b / 10Mb/s = 12.5s。 （2）A和B都在 t = 0 時(shí)刻傳輸，則在 t = 6.25s 時(shí)發(fā)生碰撞，在 t = 12.5s 時(shí)A和B同時(shí)檢測(cè)到?jīng)_突。在指數(shù)退避算法中，B選擇等待而A選擇立即發(fā)送，這次發(fā)送不會(huì)沖突。在 t = 12.5s + 1000b / 10Mb/s + 12.5s = 125s 時(shí)A的分組完全交付到B。 （3）分組總共被發(fā)送5次，除了信號(hào)傳播延遲后，在每個(gè)交換機(jī)上還有20比特的處理延時(shí)，因此A的分組到達(dá)B總共用時(shí)： t = 5 × 1000b / 10Mb/s + 900m / 2×108 m/s +

19、4 × 20b / 10Mb/s = 512.5s。 11.（1）t = 2 × (5000b /109 b/s + 10s) = 30s。 （2）交換機(jī)在收到分組的頭128比特后就開始轉(zhuǎn)發(fā)分組，這意味著交換機(jī)只緩存128比特。t = 5000b /109 b/s + 10s + 128b/109 b/s + 10s = 25.128s。 （3）t = 5000b /109 b/s + 10s + 2 × (128b/109 b/s + 10s) = 35.256s。 12. 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)在收到一個(gè)完整的幀并檢驗(yàn)正確后再轉(zhuǎn)發(fā)；而快速轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)在收到幀的前6個(gè)字節(jié)

20、后就開始轉(zhuǎn)發(fā)。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)將錯(cuò)幀或殘幀發(fā)送出去，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。快速轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)剛好相反，其最明顯的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速度快，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)不能判斷幀是否正確，可能會(huì)將錯(cuò)幀或殘幀發(fā)送出去。 13. 14.（1）網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬會(huì)提高。當(dāng)采用以太網(wǎng)集線器連接服務(wù)器和客戶機(jī)時(shí)，如果多個(gè)客戶機(jī)同時(shí)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，這些請(qǐng)求會(huì)發(fā)生碰撞，降低了網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量。若采用以太網(wǎng)交換機(jī)替換集線器，則這些請(qǐng)求不會(huì)沖突，服務(wù)器依次響應(yīng)客戶的請(qǐng)求。 （2）如果原來(lái)的集線器是令牌環(huán)，則采用交換機(jī)后網(wǎng)絡(luò)有效帶寬可能下降。這是因?yàn)榻粨Q機(jī)引入了轉(zhuǎn)發(fā)延遲，特別是如果采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式，則每個(gè)幀在服務(wù)器和客戶機(jī)之間要被發(fā)送兩次

21、，而幀在令牌環(huán)上傳遞時(shí)只發(fā)送一次。如果交換機(jī)采用快速轉(zhuǎn)發(fā)模式，則網(wǎng)絡(luò)有效帶寬下降不明顯。 （3）交換機(jī)與集線器相比的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)沖突，在重負(fù)載情況下吞吐量高，擴(kuò)展性好；缺點(diǎn)是交換機(jī)會(huì)引入延遲（如存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)），在輕負(fù)載情況下延遲比集線器大。 15. 可以使用一個(gè)傳統(tǒng)的交換機(jī)。這時(shí)，與這個(gè)傳統(tǒng)交換機(jī)連接的支持VLAN的交換機(jī)負(fù)責(zé)在標(biāo)準(zhǔn)以太幀和802.1Q幀之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 第五章 1. 文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用適合使用面向連接的服務(wù)。 信用卡驗(yàn)證、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)等查詢應(yīng)答式應(yīng)用適合使用無(wú)連接服務(wù)。 2. 3. 修正：S1虛電路表中的第3行第4列應(yīng)為1。 共有三條虛電路，分別是：1）AE；2）AB

22、；3）BD。 4. 5. 6. 7. 8.（1）11個(gè)；（2）23個(gè)。 9. 10. 48 × 8b / 5×10-6s = 76.8 Mb/s 11. S = C(M -) = 8Mb / (6Mb/s 1Mb/s) = 1.6s 12. 假設(shè)令牌桶的深度為C個(gè)分組，令牌到達(dá)速度為每秒個(gè)分組。從 t= 0 時(shí)刻算起，若一開始時(shí)令牌桶是滿的，則到任何時(shí)刻t為止，已發(fā)送的分組數(shù)目不能超過(guò)C+t，據(jù)此可計(jì)算出需要的最小的令牌桶深度。 （1）= 2，C = 7； （2）= 4，C = 2。 13 （1）假設(shè)有一個(gè)掃描程序依次掃描各個(gè)流，每次掃描1個(gè)字節(jié)，可以得到每個(gè)分組所需的掃描

23、次數(shù)，如圖（1）所示。各個(gè)流的傳送順序?yàn)椋?，1，3，2，3，1，2，3。 （2）假設(shè)有一個(gè)掃描程序依次掃描各個(gè)流，每次掃描流1中的1個(gè)字節(jié)、流2中的2個(gè)字節(jié)和流3中的1.5個(gè)字節(jié)，可以得到每個(gè)分組所需的掃描次數(shù)，如圖（2）所示。各個(gè)流的傳送順序?yàn)椋?，2，3，1，2，3，3，1。 14. 該策略優(yōu)先丟棄那些等待時(shí)間較長(zhǎng)且長(zhǎng)度較大的分組，一方面可加快短分組的發(fā)送，減小數(shù)據(jù)包的平均延遲；另一方面可發(fā)送更多的包，減少受影響的數(shù)據(jù)流數(shù)目。但是這種策略在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)對(duì)長(zhǎng)分組是不公平的，另外對(duì)于像TCP這樣要求順序投遞的協(xié)議，前面的包如果丟棄了，后面的包（最后一個(gè)包通常較短）即使到達(dá)了也會(huì)被接收端丟棄，浪

24、費(fèi)了帶寬。 15. 0x0001 + 0x0203 + 0x0405 + 0x0607 + 0x0809 = 0x1419，求反碼得到0xEBE6，這就是檢查和。 16. 假設(shè)B類地址使用20位網(wǎng)絡(luò)地址，則會(huì)有220-2 = 1045502個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)最多可以包含212-2 = 4094臺(tái)主機(jī)。. 17. 30 18. 該子網(wǎng)掩碼表示主機(jī)號(hào)為12位，因此子網(wǎng)中最多可有212-2 = 4094臺(tái)主機(jī)。 19.（1）C類網(wǎng)絡(luò)只有8位主機(jī)號(hào)可供進(jìn)一步劃分。 A部門有72臺(tái)主機(jī)，必須為其分配7位主機(jī)號(hào)，可將地址27分配給A部門，子網(wǎng)

25、掩碼為28。 B部門有35臺(tái)主機(jī)，必須為其分配6位主機(jī)號(hào)，可將地址2891分配給B部門，子網(wǎng)掩碼為92。 C部門有20臺(tái)主機(jī)，必須為其分配5位主機(jī)號(hào)，可將地址9223分配給C部門，子網(wǎng)掩碼為24。 D部門有18臺(tái)主機(jī)，必須為其分配5位主機(jī)號(hào)，可將地址2455分配給D部門，子網(wǎng)掩碼為24。 （2）如果部門D的主機(jī)增加到34臺(tái)，如果仍采用劃分子網(wǎng)的方法，必須為其分配6位主機(jī)號(hào)，這樣4個(gè)子網(wǎng)

26、總共需要地址數(shù)：128 + 64 + 32 + 64 = 288 > 256，超過(guò)了一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)所能提供的地址數(shù)。所以，或者該組織不對(duì)網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)，或者必須再申請(qǐng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。 20. 組織A：從開始分配4096個(gè)地址，地址范圍/20； 組織B：從開始分配2048個(gè)地址，地址范圍/21； 組織C：從開始分配4096個(gè)地址，地址范圍/20； 組織D：從開始分配8192個(gè)地址，地址范圍/19。 21. 能夠聚合，聚合后的地址

27、為：/19。 22.（1）目的地址0與第二個(gè)表項(xiàng)匹配，因而從接口1直接交付分組。 （2）目的地址4與第一個(gè)表項(xiàng)匹配，因而從接口0直接交付分組。 （3）目的地址與前三個(gè)表項(xiàng)均不匹配，使用缺省路由，將分組轉(zhuǎn)發(fā)給R2。 （4）目的地址與第三個(gè)表項(xiàng)匹配，將分組轉(zhuǎn)發(fā)給R1。 （5）目的地址與前三個(gè)表項(xiàng)均不匹配，使用缺省路由，將分組轉(zhuǎn)發(fā)給R2。 23. 24鏈路帶寬應(yīng)小于：1024 × 8 × 216 b/10s = 53.7 Mb/s。 25. 源主機(jī)首先形

28、成一個(gè)ID = 422、總長(zhǎng)度為2088字節(jié)的IP包，其中IP包的數(shù)據(jù)部分是長(zhǎng)度為2068字節(jié)的TCP段。 第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的MTU為1024字節(jié)，意味著IP包的長(zhǎng)度不能超過(guò)1024字節(jié)，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)部分最多為1024-20 = 1004字節(jié)。不大于1004且能被8整除的最大整數(shù)是1000字節(jié)，所以源主機(jī)將2068字節(jié)的數(shù)據(jù)部分劃分成1000字節(jié)、1000字節(jié)和68字節(jié)三個(gè)片段，分別封裝在三個(gè)IP包中，這些IP包的標(biāo)識(shí)均為422，長(zhǎng)度分別是1020字節(jié)、1020字節(jié)和88字節(jié)。 第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)的MTU為512字節(jié)，則IP包的數(shù)據(jù)部分最多為512-20 = 492字節(jié)。不大于492且能被8整除的最大整數(shù)是

29、488字節(jié)，所以路由器將長(zhǎng)度為1020字節(jié)的IP包的載荷劃分成488字節(jié)、488字節(jié)和24字節(jié)三個(gè)片段，長(zhǎng)度為88字的IP包不用再分片。 包序號(hào) 總長(zhǎng)度 標(biāo)識(shí) DF MF 報(bào)片偏移量 1 508 422 0 1 0 2 508 422 0 1 61 3 44 422 0 1 122 4 508 422 0 1 125 5 508 422 0 1 186 6 44 422 0 1 247 7 88 422 0 0 250 26. IPv4選擇在目的端系統(tǒng)而不是中間路由器上進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)重組，這是因?yàn)槊總€(gè)報(bào)片被獨(dú)立封裝和傳輸，不能保證它們會(huì)經(jīng)過(guò)同一個(gè)重組節(jié)點(diǎn)；其次可以免除中間路由器重組數(shù)據(jù)報(bào)的開銷，提

30、高路由器的處理速度。 由于數(shù)據(jù)報(bào)分片是一種耗時(shí)的操作，IPv6完全舍棄了分片，目的是加快網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)速度。 27. ARP緩存的超時(shí)值設(shè)置太小，會(huì)導(dǎo)致頻繁的ARP請(qǐng)求和響應(yīng)，既影響數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)速度，也增加了網(wǎng)絡(luò)中的流量。如果超時(shí)值設(shè)置太大，則對(duì)于地址綁定的變化（如某個(gè)節(jié)點(diǎn)更換了一塊網(wǎng)卡）不能及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)報(bào)不能正確投遞。 28. RARP使用一個(gè)RARP服務(wù)器來(lái)響應(yīng)請(qǐng)求。ARP沒有使用集中式的服務(wù)器，而是由各個(gè)主機(jī)自己來(lái)響應(yīng)ARP請(qǐng)求。 第六章 1.（1）8 × 232 b/109b/s 34.36s （2）這個(gè)32位時(shí)標(biāo)每隔 8 × 232 /109 /1000

31、= 8 × 232 /1012 秒增量一次，所以這個(gè)時(shí)標(biāo)回繞需要時(shí)間：232 × 8 × 232 /1012 147573952秒 = 1708天。 2. 修正：此題中IP數(shù)據(jù)報(bào)的壽命為120s。 最大長(zhǎng)度以太幀的載荷為1500字節(jié)，除去20字節(jié)的TCP頭和20字節(jié)的IP頭，實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)1460字節(jié)。以太幀的開銷為18+8（前導(dǎo)碼）=26字節(jié)，加上IP頭及TCP頭的開銷，為發(fā)送1460字節(jié)的數(shù)據(jù)，鏈路上實(shí)際要發(fā)送1526字。為防止TCP序號(hào)在120s內(nèi)回繞，線路速率應(yīng)小于：232 /1460 × 1526 × 8b /120s 299 Mb/s

32、。 3. 255 × 128× 8b /30s = 8.704 kb/s 4. 每隔20ms可發(fā)送一個(gè)全窗口數(shù)據(jù)，因而每秒可發(fā)送50個(gè)全窗口數(shù)據(jù)，該連接的最大吞吐量為：65535 × 8 × 50 = 26.2 Mb/s，線路效率為：2.62%。 5修正：此題中信號(hào)傳播速度為200,000km/s。 線路的單向延遲為：100km / 200,000km/s = 0.5ms。 當(dāng)鏈路速率為1Gb/s時(shí)，運(yùn)行RPC的最短響應(yīng)時(shí)間是：128×8b /1Gb/s +2×0.5ms = 1.001ms，線路利用率是：0.001/1.001 0.

33、1%。 當(dāng)鏈路速率為1Mb/s時(shí)，運(yùn)行RPC的最短響應(yīng)時(shí)間是：128×8b/1Mb/s+2×0.5ms = 2.024ms，線路利用率是：1.024/2.024 50.6%。 當(dāng)鏈路速率為1Gb/s時(shí)，響應(yīng)時(shí)間主要取決于信號(hào)傳播延遲，這時(shí)提高線路速率對(duì)改善性能的作用是微乎其微的（線路速率提高1000倍只使得響應(yīng)時(shí)間縮短了一倍）。因此，除非1Gb/s鏈路代價(jià)很低，否則對(duì)于這種應(yīng)用是很不經(jīng)濟(jì)的。 6設(shè)從 t=0 開始發(fā)送，發(fā)送窗口大小為2KB；經(jīng)過(guò)10ms后收到對(duì)第一個(gè)段的確認(rèn)，發(fā)送窗口增大為4KB；此后每經(jīng)過(guò)10ms，發(fā)送窗口加倍，直至到達(dá)接收窗口大小。因此，40ms之后發(fā)送

34、窗口增大至24KB，這時(shí)可以發(fā)送一個(gè)全窗口數(shù)據(jù)。 7當(dāng)TCP擁塞窗口為18KB并發(fā)生超時(shí)時(shí)，設(shè)置擁塞窗口閾值為9KB，然后初始化擁塞窗口為1KB，采用慢啟動(dòng)算法逐漸增大擁塞窗口，直至達(dá)到擁塞窗口閾值。在緊接著的4次突發(fā)傳輸中，擁塞窗口大小分別為1KB、2KB、4KB和8KB。在第四次突發(fā)傳輸成功后，擁塞窗口大小為9KB。 81MSS = 1KB （1）用慢啟動(dòng)將發(fā)送窗口從1KB（210B）增加到1MB（220B）需要用20-10=10個(gè)RTT。 （2）在前9個(gè)RTT中，共發(fā)送文件字節(jié)數(shù)：1KB + 2KB + 4KB + 512KB = 1023KB，從第10個(gè)RTT開始，每次發(fā)送1MB，則剩

35、余文件需要10個(gè)RTT發(fā)完。因此，發(fā)送該文件總共需要19個(gè)RTT。 （3）發(fā)送文件的總時(shí)間是：2 × 100 × 19 = 3800ms = 3.8s，因此傳輸?shù)挠行掏铝渴牵?10MB / 3.8s 22Mb/s，鏈路帶寬的利用率為2.2%。 9.（1）t = 0時(shí)用戶按下a鍵，TCP立即發(fā)送一個(gè)包含a鍵值的段。t = 4.1秒時(shí)收到第一個(gè)段的確認(rèn)，這時(shí)緩沖區(qū)中已經(jīng)保存了b、c、d、e四個(gè)鍵值，于是TCP發(fā)送一個(gè)包含這四個(gè)鍵值的TCP段。t = 8.2秒時(shí)，TCP收到第二個(gè)段的確認(rèn)，這時(shí)緩沖區(qū)中已經(jīng)保存了f、g、h、i四個(gè)鍵值，于是TCP發(fā)送一個(gè)包含這四個(gè)鍵值的TCP段。

36、 （2）如果在一條全雙工的telnet連接上發(fā)送以上內(nèi)容，用戶首先看到一個(gè)“a”，然后等待4.1秒后看到“bcde”同時(shí)出現(xiàn)，然后再等待4.1秒后看到“fghi”同時(shí)出現(xiàn)。 （3）在使用Nagle算法的情況下，每隔4.1秒用戶會(huì)看到光標(biāo)連續(xù)變化幾次；而在不使用Nagle算法時(shí)，每隔4.1秒只能看到一次光標(biāo)變化。 10. 不是。即使每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都完整到達(dá)，這些數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)的順序也可能發(fā)生變化，所以TCP仍要重排序這些分組，以恢復(fù)一個(gè)消息中正確的字節(jié)序。 11. 由于往返時(shí)間必須針對(duì)報(bào)文段測(cè)量，而TCP只對(duì)報(bào)文段中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)而非報(bào)文段本身進(jìn)行確認(rèn)，這樣對(duì)于重傳報(bào)文段就無(wú)法判斷TCP確認(rèn)是針對(duì)哪個(gè)報(bào)文段

37、的，因而TCP不測(cè)量重傳報(bào)文段的往返時(shí)間。 12. 一個(gè)重復(fù)的ACK段表明接收方收到了一個(gè)未按正常順序到達(dá)的段，之前的段可能丟失，也可能只是延遲到達(dá)，所以發(fā)送方在收到第一個(gè)重復(fù)的ACK段后選擇等待一段時(shí)間，以避免不必要的重傳。當(dāng)收到三個(gè)重復(fù)的ACK段后才認(rèn)為前面的段丟失了，于是啟動(dòng)快速重傳。 第七章 1. 域名，IP地址，MAC地址。 2. 一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以只有一個(gè)域名，但有多個(gè)IP地址。比如，一個(gè)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的雙穴主機(jī)，它有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口對(duì)應(yīng)一個(gè)IP地址。 一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以擁有在不同頂級(jí)域下的兩個(gè)域名，事實(shí)上這種情況是很普遍的。 3. DNS記錄的信息一般是比較穩(wěn)定的，如機(jī)器的域

38、名和IP地址之間的映射，因此DNS緩存記錄的生存期一般是幾天。ARP記錄的是機(jī)器的IP地址與MAC地址的綁定，這種映射關(guān)系是易變的。比如，若網(wǎng)絡(luò)中采用DHCP協(xié)議動(dòng)態(tài)分配IP地址，則計(jì)算機(jī)每次啟動(dòng)時(shí)可能被分配一個(gè)不同的IP地址，因而地址綁定信息必須及時(shí)更新。 如果DNS高速緩存記錄的生存期太長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致域名解析錯(cuò)誤。比如，當(dāng)更換了一個(gè)新的郵件服務(wù)器之后，如果DNS緩存記錄沒有及時(shí)更新，郵件仍會(huì)發(fā)到原來(lái)的地址，導(dǎo)致郵件無(wú)法正常投遞。 4. 基64編碼將每3個(gè)字節(jié)編碼為4個(gè)字節(jié)，因此長(zhǎng)為3072字節(jié)的文件被編碼成3072/3×4 = 4096個(gè)字節(jié)。每80個(gè)字節(jié)為一行，每行插入一對(duì)CR+L

39、F。4096個(gè)字節(jié)分為52行，增加了2×52 = 104個(gè)字節(jié)。因此，實(shí)際傳輸?shù)奈募L(zhǎng)度為：4096 + 104 = 4200字節(jié)。 5. FTP使用兩條分開的TCP連接，一條用于傳送數(shù)據(jù)，一條用于傳送控制信息。由于控制信息沒有占用數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?，因此說(shuō)FTP在“帶外”發(fā)送控制信息。 6. Alice主機(jī)上的瀏覽器使用HTTP協(xié)議與Alice的郵件服務(wù)器通信，將Alice的郵件發(fā)送到Alice的郵件服務(wù)器。Alice的郵件服務(wù)器使用SMTP協(xié)議將Alice的郵件發(fā)送到Bob的郵件服務(wù)器，Bob的郵件服務(wù)器將郵件放到Bob的信箱中。Bob的主機(jī)使用POP3協(xié)議與他的郵件服務(wù)器通信，將其

40、信箱中的郵件下載到本地主機(jī)。 7. 客戶機(jī)訪問(wèn)DNS服務(wù)器獲取IP地址共耗時(shí)：t =。得到IP地址后，客戶機(jī)要與服務(wù)器建立TCP連接?？蛻魴C(jī)先發(fā)送一個(gè)SYN段，服務(wù)器返回一個(gè)SYN+ACK段，這個(gè)過(guò)程耗時(shí)一個(gè)RTT0。然后客戶機(jī)在第3次握手的TCP段中放入HTTP請(qǐng)求，服務(wù)器返回包含所請(qǐng)求頁(yè)面的HTTP響應(yīng)，這個(gè)過(guò)程耗時(shí)一個(gè)RTT0。所以，從客戶點(diǎn)擊超級(jí)鏈接到接收到頁(yè)面總共耗時(shí)：t =+ 2 RTT0。 8. 修正：在習(xí)題7的例子中，. 若Web頁(yè)中除少量HTML文本外還包含三個(gè)圖片，則每個(gè)圖片必須單獨(dú)發(fā)送HTTP請(qǐng)求消息去獲取，獲取這樣一個(gè)完整的網(wǎng)頁(yè)需要4次HTTP請(qǐng)求和響應(yīng)的交互。 （1）

41、若使用非持久連接的HTTP，每個(gè)TCP連接只用來(lái)傳送一對(duì)HTTP請(qǐng)求和響應(yīng)，獲取這樣一個(gè)完整的網(wǎng)頁(yè)需要建立4次TCP連接，總共用時(shí)：t =+ 3×3RTT0 + 2RTT0= + 11RTT0。 （2）若使用非流水線方式的持久HTTP連接，一個(gè)TCP連接可以傳送多對(duì)HTTP請(qǐng)求和響應(yīng)，但是必須在收到前一個(gè)響應(yīng)后才能發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求。因此，獲取一個(gè)完整網(wǎng)頁(yè)的時(shí)間為：t = + RTT0 + 4RTT0 = + 5 RTT0。 （3）若使用流水線方式的持久HTTP，客戶機(jī)可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)HTTP請(qǐng)求，服務(wù)器也可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)HTTP響應(yīng)。客戶機(jī)在建立了TCP連接和得到包含HTML文本的網(wǎng)頁(yè)

42、后，可以連續(xù)發(fā)送對(duì)三個(gè)圖片的請(qǐng)求，并連續(xù)收到這三個(gè)圖片。因此，獲取一個(gè)完整網(wǎng)頁(yè)的時(shí)間為：t = + RTT0 + RTT0 + RTT0 = + 3RTT0。 9. 視頻應(yīng)用的流量一般很大，往往占用較多的帶寬，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)擁塞。發(fā)生擁塞后，TCP立即啟動(dòng)擁塞控制機(jī)制，迅速減小它們的通信流量。然而基于UDP的視頻應(yīng)用并不受TCP擁塞控制機(jī)制的約束，它們不會(huì)減小通信流量，因此網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況不會(huì)得到有效改善。這使得TCP不斷減小它們的通信流量，而釋放的資源很快被視頻應(yīng)用搶占，導(dǎo)致TCP的吞吐量迅速減小，性能急劇下降。 第八章 1.（1）從p = 5，q = 11，e = 3可以得到：n = 55，

43、d = 67。 對(duì)M = 9加密，得到：C = 93 mod 55 = 14； 對(duì)C = 14解密，得到：M = 1467 mod 55 = 9。 （2）n = 77，d = 53。 加密M = 8，得到：C = 817 mod 77 = 57； 解密C = 57，得到：M = 5753 mod 77 = 8。 （3）n = 143，d = 131。 加密M = 7，得到：C = 711 mod 143 = 106； 解密C = 106，得到：M = 106131 mod 143 = 7。 2由n = 35得到p = 5和q = 7，從而z = 24。由e = 5和z = 24得到d = 29

44、。由C = 10可得明文為M = 1029 mod 35 = 5。 3. n = 3599 = 59 × 61，所以p = 59，q = 61，z = 3480。由31× d = 1 mod 3480，得到d = 3031。所以，他的私鑰是（3031，3599）。 4. 消息鑒別需要解決的兩個(gè)問(wèn)題：數(shù)據(jù)起源鑒別，消息完整性檢查。 使用HMAC而不是RSA計(jì)算消息鑒別碼的原因是：1）RSA受專利保護(hù)，使用代價(jià)很高，而HMAC不涉及加密，沒有使用限制；2）使用軟件進(jìn)行RSA加密的運(yùn)行速度很慢，使用加密硬件又要增加代價(jià)，而HMAC用軟件就可以很容易地計(jì)算，計(jì)算速度很快。 5. 數(shù)