計算機網(wǎng)絡(luò)第四版

第頁第1章概述1.假設(shè)你已經(jīng)將你的狗Berníe訓(xùn)練成可以攜帶一箱3盒8mm的磁帶，而不是一小瓶內(nèi)哇地.(當(dāng)你的磁盤滿了的時候，你可能會認為這是一次緊急事件。)每盒磁帶的窯最為7GB字節(jié);無論你在哪里，狗跑向你的速度是18km/h。請問，在什么距離范圍內(nèi)Berníe的數(shù)據(jù)傳輸速率會超過一條數(shù)據(jù)速率為150Mbps的傳輸線?答：狗能攜帶21千兆字節(jié)或者168千兆位的數(shù)據(jù)。18公里/小時的速度等于0.005公里/秒，走過x公里的時間為x/0.005=200x秒，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸速度為168/200xGbps或者840/xMbps。因此，與通信線路相比較，若x<5.6公里，狗有更高的速度。6.一個客戶·服務(wù)器系統(tǒng)使用了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星的高度為40000km.在對一個請求進行響應(yīng)的時候，最佳情形下的延遲是什么?答：由于請求與應(yīng)答都必須通過衛(wèi)星，因此傳輸總路徑長度為160,000千米。在空氣與真空中的光速為300，000公里/秒，因此最佳的傳播延遲為160,000/300，000秒，約533msec。9.在一個集中式的二叉樹上，有2n-1個路出器相互連接起來:每個樹節(jié)點上都布一個路由器。路由器i為了與路由器j進行通信，它要給樹的根發(fā)送一條消息。然后樹根將消息送下來給j。假設(shè)所有的路由器對都是等概率出現(xiàn)的，請推導(dǎo)出當(dāng)n很大時，每條消息的平均跳數(shù)的一個近似表達式。答：這意味著，從路由器到路由器的路徑長度相當(dāng)于路由器到根的兩倍。若在樹中，根深度為1，深度為n，從根到第n層需要n-1跳，在該層的路由器為0.50。從根到n-1層的路徑有router的0.25與n-2跳步。因此，路徑長度l為：18.OSI的哪一層分別處理以下問題？答：把傳輸?shù)谋忍亓鲃澐譃閹獢?shù)據(jù)鏈路層決定使用哪條路徑通過子網(wǎng)——網(wǎng)絡(luò)層.28.一幅圖像的分辨率為1024X768像素，每個像素用3字節(jié)來表示。假設(shè)該圖像沒有被壓縮。請問，通過56kbps的調(diào)制解調(diào)器信道來傳輸這幅圖像需要多長時間?通過1Mbps的電纜調(diào)制解調(diào)器(cablemodem)呢?通過10Mbps的以太網(wǎng)呢?通過100Mbps的以太網(wǎng)呢?答：圖像是1024*768*3字節(jié)或2359296字節(jié)。這是18874368位。在56000位/秒，它需要大約337.042秒。在1000000位/秒，它需要大約18.874秒。在10000000位/秒，它需要大約1.887秒。在100000000位/秒，它需要大約0.189秒。35.ping程序使得你可以給指定的位置發(fā)送一個測試分組，并且看一看來回需要多長時間。請試著用一下ping程序，看一下從你所在的位置到幾個已知的地點需要多長時間巳利用這些數(shù)據(jù)，繪出在Internct上的單向傳輸時間與距離的函數(shù)關(guān)系。最好使用大學(xué)作為目標，因為大學(xué)的服務(wù)器的位置往往可以精確地知道。例如，在加州的協(xié)rkclcy;mit.edu在麻省的Cambridge;VIl.nl在荷蘭的Amsterdam;lIsyd.edu.au在澳大利班的悉尼:在南非的CapeTowno。答：在命令提示符下運行ping程序，可得發(fā)送測試包到以下指定地點的單向傳輸時間，分別為::182ms:287ms:357ms(注:運行ping程序所得的傳輸時間與測試包傳輸時的路由選擇網(wǎng)絡(luò)的運行情況等有關(guān)，所以每次測試結(jié)果會不同)第2章物理層1.計算函數(shù)f(t)=t(0≤t≤1)的傅立葉系數(shù)。答：本題是求周期性函數(shù)的傅立葉系數(shù)。而題面中所給出的為信號在一個周期內(nèi)的解析式。即；2.一條無噪聲4kHz信道按照每lms一次進行采樣，請問最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少?答：無噪聲信道最大數(shù)據(jù)傳輸率公式：最大數(shù)據(jù)傳輸率=2Hlog2Vb/s。因此最大數(shù)據(jù)傳輸率決定于每次采樣所產(chǎn)生的比特數(shù)，如果每次采樣產(chǎn)生16bits，那么數(shù)據(jù)傳輸率可達128kbps；如果每次采樣產(chǎn)生1024bits，那么可達8.2Mbps。注意這是對無噪聲信道而言的，實際信道總是有噪聲的，其最大數(shù)據(jù)傳輸率由香農(nóng)定律給出。4.如果在一條3kHz的信道上發(fā)送一個二進制信號，該信道的信噪比為20dB，則最大可達到的數(shù)據(jù)傳輸率為多少?答：信噪比為20dB即S/N=100.由于log2(1+100)≈6.658，由香農(nóng)定理，該信道的信道容量為3log2(1+100)=19.98kbps。又根據(jù)乃奎斯特定理，發(fā)送二進制信號的3kHz信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為2*3log22=6kbps。所以可以取得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6kbps。7.在lμm波長上，在0.1μm的頻段中有多少帶寬?答：因此，在0.1的頻段中可以有30THz。8.現(xiàn)在需要在一條光纖上發(fā)送一系列計算機屏幕圖像。屏幕的分辨率為480X640像素，每個像素為24位。每秒鐘有60幅屏幕圖像。請問:需要多少帶寬?在1.30μm波長上，這段帶寬需要多少μm的波長？答：數(shù)據(jù)速率為480×640×24×60bps，即442Mbps。需要442Mbps的帶寬，對應(yīng)的波長范圍是。13.一束lmm寬的激光對準了100m開外的建筑物理上的一個檢測器。請問:若要使該激光點偏離檢測器，則激光束必須偏離多大的角度?答：如果光束是由1毫米結(jié)束時，它錯過了探測器。這等于一個三角形的基礎(chǔ)100米與高度0.001米。角是一個切線，因此是0.00001。這個角度約為0.00057度。19．一個區(qū)域公司有10M個用戶。每部通過雙絞線連接到一個中心局。這些雙絞線的平均長度為10公里。請問本地回路中的銅價值多少?假設(shè)每束線的橫截面是一個直徑為lmm的圓，銅的密度是9.0g/cm3時，并且每kg銅可以賣3$.答：雙絞線的每一條導(dǎo)線的截面積是，每根雙絞線的兩條導(dǎo)線在10km長的情況下體積是，即約為15708cm。由于銅的密度等于9.0g/cm3，每個本地回路的質(zhì)量為PAGEXXX9×15708=141372g，約為141kg。這樣，公司擁有的本地回路的總質(zhì)量等于141×1000×104=1.41×109kg，由于每千克銅的價格是3美元，所以總的價值等于3×1.4×109=4.2×109美元。27.在圖2.30的4扇區(qū)LMDS例子中，每個扇區(qū)有官自己的36Mbps信道。根據(jù)排隊理論，如果一條信道有50%的負載，則排隊時間將等于傳輸時間。在這些條件下，下載一個5KB的Web頁面需要多長時間?通過1Mbps.的ADSL線路，下載這樣的頁面需要多長時間?通過56kbps的調(diào)制解調(diào)器呢?答：5KB網(wǎng)頁有40000位。the下載時間在36兆通道是1.1毫秒。如果隊列算法。延遲isalso1.1毫秒，總時間是2.2毫秒。overADSL隊列算法。Thereisnotimeatthe下載延遲，所以1Mbps是40毫秒。Itisat56Kbps714毫秒。30.T1線路上額外開銷的自分比為多少?也就是說，1.541Mbps中百分之多少沒有被遞交給最終用戶?答：每一幀中，端點用戶使用193位中的168（7*24）位，開銷占25（=193-168）位，因此開銷比例等于25/193=13%。32.如果一個T1線路系統(tǒng)失去了同步,它試圖使用每一幀的第l位來理新獲得同步。請問，平均要檢查多少幀才能保證在出錯概率為0.001)的情況下重新獲得同步。答：10個幀。在數(shù)字通道上某些隨機比特是0101010101模式的概率是1/1024。察看10個幀，若每一幀中的第一位形成比特串0101010101，則判斷同步成功，而誤判的概率為1/1024，小于0.001。50.假設(shè)A、B與C通過一個CDMA系統(tǒng)同時傳輸位0，他們的時間片序列如圖2.45(b)所示。請問結(jié)果得到的時間片序列是什么?答：結(jié)果是否定的A，B與C獲得，然后添加三個芯片序列。另外三個可以添加，然后否定。Theresultis(+3+1+1~1~3~1~1+1)。56.一個有線電視公司決定在，一個包含5000戶家庭的區(qū)域內(nèi)提供Tnternet訪問服務(wù)。該公司使用一根同軸電纜，它的頻譜分配方案允許每根電纜有l(wèi)00Mbps的下行帶寬。為了吸引顧客，該公司決定，保祉每戶家庭在任何時候都怪少有2Mbps的下行帶寬。請描述一下該公司需要采取什么措施才能提供這樣的保證。答：一個2-mbps下行帶寬，保證每個房子意味著最多50的房子/同軸電纜。因此，有線公司需要將現(xiàn)有電纜分成100根同軸電纜，并將它們直接連接到光纖節(jié)點上.第三章1.一個上層的分組被切分成10幀，每一幀有80%的機會可以元損壞地到鹽。如果數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議沒有提供錯誤控制的話，請問.該報文平均需要發(fā)送多少次才能完整地到達接收方?答：由于每一幀有0.8的概率正確到達，整個信息正確到達的概率為p=0.810=0.107。為使信息完整的到達接收方，發(fā)送一次成功的概率是p，二次成功的概率是(1-p)p，三次成功的概率為(1-p)2p，i次成功的概率為(1-p)i-1p，因此平均的發(fā)送次數(shù)等于：5.位串01111110需要在數(shù)據(jù)鏈路層上被發(fā)遠，請問，經(jīng)過位填充之后實際被發(fā)送出去的是什么?答：(a)00000100010001111110001111110(b)011111100100011111100111000111111001111110(c)011111100100011111010000111119.假設(shè)使用海明碼來傳輸16位的報文。請問，需要多少個檢查位才能確保接收方可以檢測并糾正單個位錯誤?對于報文11101，請給出所傳輸?shù)奈荒Ｊ?。假設(shè)在海明碼中使用了偶數(shù)位。答：奇偶校驗位需要在位置1，2，4，8，與16，所以不超過位31（包括奇偶校驗位）的消息。因此，五個奇偶校驗位是足夠的。比特傳輸模式是1001110101奇偶校驗位需要在位置1，2，4，8，與16，所以不超過位31（包括奇偶校驗位）的消息。因此，五個奇偶校驗位是足夠的。比特傳輸模式是1001110101.12.檢測錯誤的一種方法是按n行、每行k位來傳輸數(shù)據(jù)，并且在每行與每列加上奇偶位,其中右下角是一個檢查它所在行與所在列的奇偶位。這種方案能夠檢測出所有的單個錯嗎?2位錯誤呢?3位錯誤呢?答：單個錯誤將引起水平與垂直奇偶檢查都出錯。兩個錯誤，無論是否同行或者同列，也容易被檢測到。對于有三位錯誤的情況，就有可能無法檢測了。forexample,ifsomebitisinvertedalongwithitsrowandcolumnparitybits.Eventhecornerbitwillnotcatchthis.18.一條3000公里伏的Tl骨千線路被用來傳輸64字節(jié)的幀，兩端使用了協(xié)議5。如果傳輸速度為6μs/公.里，則序列號應(yīng)該有多少位?答：為了有效運行，序列空間（實際上就是發(fā)送窗口大?。┍仨氉銐虻拇?，以允許發(fā)送方在收到第一個確認應(yīng)答之前可以不斷發(fā)送。信號在線路上的傳播時間為6×3000=18000，即18ms。在T1速率，發(fā)送64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀需花的時間：64×8÷(1.536×106)=0.33。所以，發(fā)送的第一幀從開始發(fā)送起，18.33ms后完全到達接收方。確認應(yīng)答又花了很少的發(fā)送時間（忽略不計）與回程的18ms。這樣，加在一起的時間是36.33ms。發(fā)送方應(yīng)該有足夠大的窗口，從而能夠連續(xù)發(fā)送36.33ms。36.33/0.33=110也就是說，為充滿線路管道，需要至少110幀，因此序列號為7位。29.利用地球向步衛(wèi)軍在一個1Mbps的信道L發(fā)送1000位的幀.該信道離開地球的傳輸延遲為270ms.確認信息總是被捎帶在數(shù)據(jù)幀上，頭部非常短，并且使用3位序列號。在下面的協(xié)議中，最大可獲得的信道利用率是多少?(a)停-等協(xié)議.(b)協(xié)議5.(c)協(xié)民6.答：對應(yīng)三種協(xié)議的窗口大小值分別是1、7與4。使用衛(wèi)星信道端到端的典型傳輸延遲是270ms，以1Mb/s發(fā)送，1000bit長的幀的發(fā)送時間為1ms。我們用t=0表示傳輸開始的時間，那么在t=1ms時，第一幀發(fā)送完畢；t=271ms時，第一幀完全到達接收方；t=272ms，對第一幀的確認幀發(fā)送完畢；t=542ms，帶有確認的幀完全到達發(fā)送方。因此一個發(fā)送周期為542ms。如果在542ms內(nèi)可以發(fā)送k個幀，由于每一個幀的發(fā)送時間為1ms，則信道利用率為k/542，因此：（a）k=1，最大信道利用率=1/542=0.18%（b）k=7，最大信道利用率=7/542=1.29%（c）k=4，最大信道利用率=4/542=0.74%32.一條100公里長的電纜運行線在T1數(shù)據(jù)速率上。電纜的傳輸速度是真空中光速的2/3。請問電纜中可以容納多少位?答：在該電纜中的傳播速度是每秒鐘200000km，即每毫秒200km，因此100km的電纜將會在0.5ms內(nèi)填滿。T1速率125傳送一個193位的幀，0.5ms可以傳送4個T1幀，即193*4=772bit。第四章1.在這個練習(xí)中，請使用本章中的一種規(guī)則(方案)，但是在計算之前請先聲明這種規(guī)則。在一個100Mbps的信道上，待傳輸?shù)膸S機地到達。如果當(dāng)一幀到達的時候該信道正忙，那么它必須排隊等待。幀的長度里指數(shù)分布，均值為每幀10000位。對于下列每一種幀到達率，請給出平均一幀的延遲，包括排隊時間與傳輸時間。(a)90幀/秒(b)900幀/秒(c)9000幀/秒答：TheformulaisthestandardformulaforMarkovqueueinggiveninsection4.1.1,namely,.HereC=108and,sosec.Forthethreearrivalrates,weget(a)0.1msec,(b)0.11msec,(c)1msec.Forcase(c)weareoperatingaqueueingsystemwith,whichgivesthe10×delay.4.10000個航線預(yù)定站正在競爭使用一個分槽的ALOHA信道。這些站平均每小時發(fā)出18次請求。時槽為125μS.總的信道載荷大約是多少?答：每個終端每200（=3600/18）秒做一次請求，總共有10000個終端，因此，總的負載是200秒做10000次請求。平均每秒鐘50次請求。每秒鐘8000個時隙，所以平均每個時隙的發(fā)送次數(shù)為50/8000=1/160。5.一大群ALOHA用戶每秒鐘產(chǎn)生50個請求，包括原始的請求與重傳的請求。時槽單位為40ms.(a)首次發(fā)送成功的幾率是多少?(b)恰好k次沖突之后成功的概率是多少?(c)所需傳送次數(shù)的期望值是多少?答：（a）在任一幀時間內(nèi)生成k幀的概率服從泊松分布生成0幀的概率為e-G對于純的ALOHA，發(fā)送一幀的沖突危險區(qū)為兩個幀時，在兩幀內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率是e-G×e–G=e-2G對于分隙的ALOHA，由于沖突危險區(qū)減少為原來的一半，任一幀時內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率是e-G?，F(xiàn)在時隙長度為40ms，即每秒25個時隙，產(chǎn)生50次請求，所以每個時隙產(chǎn)生兩個請求，G=2。因此，首次嘗試的成功率是：e-2=1/e2（b）（c）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）為：那么每幀傳送次數(shù)的數(shù)學(xué)期望為17.畫出位流0001110101的曼徹斯特編碼。答：該信號是一個正方形波具有兩個值，高（H）與低（L）。模式LHLHLHHLHLHLLHHLLHHL。18.畫出上一個問題中的位流的差分曼徹斯特編碼。假設(shè)線路的初始狀態(tài)為低電壓。答：ThepatternthistimeisHLHLHLLHHLLHLHHLHLLH.21.考慮在一條lkm長的電纜(無中繼器)上建立一個lGbps速率的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)。信號在電纜中的速度為200000km/s。請問最小的幀長度為多少?答：對于1km電纜，單程傳播時間為1/200000=5×10-6s，即5，來回路程傳播時間為2t=10。為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10。以1Gb/s速率工作，10可以發(fā)送的比特數(shù)等于：因此，最小幀是10000bit或1250字節(jié)長。26.千兆以太網(wǎng)每秒鐘能夠處理多少幀?請仔細想一想，并考慮所有有關(guān)的情形。提示:請考慮干兆位以太同的實質(zhì)。答：最小的以太網(wǎng)幀為512位，所以在1Gbps的得到1953125或200萬幀/秒。然而，這僅適用于幀爆裂操作時。沒有幀爆裂，短幀填充到4096位，在這種情況下的最大數(shù)目是244140。對于最大的幀（12144位），可以有多達82345幀/秒。29.假設(shè)一個l1Mbps的802.1]bLAN正在通過無線電信道傳送一批連續(xù)的64字節(jié)的幀，位錯誤率為10-7。請問平均每秒鐘將有多少幀被損壞?答：每秒傳送的幀數(shù):11*106÷(64*8)=19531(幀)每秒出錯的概率：p=64×8×10-7=512×10-7每秒損壞的幀數(shù);r=n×p=1(幀)40.一個專門為了用于快速以太網(wǎng)而設(shè)計的交換機有一塊可以傳送10Gbps的底板。請問在最差情況下，它每秒鐘可以處理多少幀?答：最壞的情況是64字節(jié)（512位）幀的無限流.。如果背板可以處理109個基點，它可以處理的幀的數(shù)目是109/512。這是1953125幀/秒。第五章2.請問有沒有可能發(fā)生這樣的情形：面向連接的服務(wù)也會(或者至少應(yīng)該)以亂序的方式遞交分組?請解釋原因。答：有。中斷信號應(yīng)該跳過在它前面的數(shù)據(jù)，進行不遵從順序的投遞。典型的例子是當(dāng)一個終端用戶鍵入退出（或kill）健時。由退出信號產(chǎn)生的分組應(yīng)該立即發(fā)送，并且應(yīng)該跳過當(dāng)前隊列中排在前面等待程序處理的任何數(shù)據(jù)（即已經(jīng)鍵入但尚未被程序讀取的數(shù)據(jù)）。5.請考慮以下涉及到實現(xiàn)虛電路服務(wù)的設(shè)計問題。如果在子網(wǎng)內(nèi)部使用虛電路，那么，每個數(shù)據(jù)分組必須有一個3字節(jié)的頭，每臺路由器必須提供8字節(jié)的存儲空間用于電路標識。如果子網(wǎng)內(nèi)部使用數(shù)據(jù)報，那么，每個數(shù)據(jù)分組需要一個15字節(jié)的頭，但是不要求路由器的表宅間。假設(shè)每一跳每106字節(jié)的傳輸開銷為1美分?？焖俾酚善鲀?nèi)存的價格是每字節(jié)1美分，2年以后就貶值了，這里假設(shè)每周的工作時間為40小時。平均每個會話的持續(xù)時間為1000秒，在這段時間中平均傳輸200個分組。平均每個分組要求4跳。請問哪種實現(xiàn)方法更加便宜，便宜多少?答：虛電路實現(xiàn)需要在1000秒內(nèi)固定分配5*8=40字節(jié)的存儲器。數(shù)據(jù)報實現(xiàn)需要比虛電路實現(xiàn)多傳送的頭信息的容量等于(15-3)×4×200＝9600字節(jié)-跳段?，F(xiàn)在的問題就變成了40000字節(jié)-秒的存儲器對比9600字節(jié)-跳段的電路容量。如果存儲器的使用期為兩年，即3600×8×5×52×2=1.7×107秒，一個字節(jié)-秒的代價為1/(1.5×107)=6.7×10-8分，那么40000字節(jié)-秒的代價為2.7毫分。另一方面，1個字節(jié)-跳段代價是10-6分，9600個字節(jié)-跳段的代價為10-6×9600=9.6×10-3分，即9.6毫分，即在這1000秒內(nèi)的時間內(nèi)便宜大約6.9毫分。7.請考慮圖S.7中的網(wǎng)絡(luò)，但是忽略線路上的權(quán)值。假設(shè)宮使用擴散法作為路也算法。如果一個從A發(fā)向D的分組的最大跳計數(shù)值為3，請列出它將要走的所有路徑。同時也說明官需要消挺多少跳帶寬。答：它將遵循下列路線:ABCD,ABCF,ABEF,ABEG,AGHD,AGHF,AGEB,andAGEF.使用的跳數(shù)為24。9.考慮圖5.13(a)中的子網(wǎng)。該子網(wǎng)使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達路由器C:來自B的矢量為(5,0,8,12,6,2);來自D的矢量為(16,12,6,0,9,10);來自E的矢量(7,6,3,9,0,4)。經(jīng)測量，到B、D與E的延遲分別為6、3與5。請問C的新路由表將會怎么樣?清給出將使用的輸出線路以及期望的延遲。答：通過B給出（11，6，14，18，12，8）通過D給出（19，15，9，3，12，13）通過E給出（12，11，8，14，5，9）取到達每一目的地的最小值（C除外）得到：（11，6，0，3，5，8）輸出線路是：（B，B，-，D，E，B）12.對于4800臺路由器的三層次分級路由，請問應(yīng)該選擇多大的區(qū)域與群才可以將路由表的尺寸降低到最小?一個好的起點是，假設(shè)在方案中k臺路由器構(gòu)成一個區(qū)域，k個區(qū)域構(gòu)成一個群，并且總共有k個群，這樣的方案接近于最優(yōu)的方案。這意味著k大約是4800的立方根(約等于16)。請試驗所在這三個參數(shù)在16附近的各種組合。答：所謂分級路由，就是將路由器按區(qū)（REGION）進行劃分，每個路由器只須知道在自己的區(qū)內(nèi)如何為分組選擇路由到達目的地的細節(jié)，而不用知道其他區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于大的網(wǎng)絡(luò)，也許兩級結(jié)構(gòu)是不夠的，還可以把區(qū)組合成簇（CLUSTER），把簇再組合成域（ZONE），對于等級式路由，在路由表中對應(yīng)所有的本地路由器都有一個登錄項，所有其他的區(qū)（本簇內(nèi)）、簇（本域內(nèi)）與域都縮減為單個路由器，因此減少了路由表的尺寸。在本題中，4800=15*16*20。當(dāng)選擇15個簇、16個區(qū)，每個區(qū)20個路由器時（或等效形式，例如20個簇、16個區(qū)，每個區(qū)15個路由器），路由表尺寸最小，此時的路由表尺寸為15+16+20=51。Theminimumoccursat15clusters,eachwith16regions,eachregionhaving20routers,oroneoftheequivalentforms,e.g.,20clustersof16regionsof15routers.Inallcasesthetablesizeis15+16+20=51.16.如圖5.72的子網(wǎng)所示，一個組的成員分布在路由器A、B、C、D、E、F、I與K上，請計算路由器C的多播生成樹。答：多生成樹是可能的。它們中的一個是：27.在一個6Mbps的網(wǎng)絡(luò)上，有一臺主機通過一個令牌桶進行流量調(diào)整。令牌桶的填充速率為1Mbps。初始時候它被填充到8Mb的容量.請問該計算機以6Mbps的全速率可以傳輸多長時間?答：本題乍看起來，似乎以6Mb/s速率發(fā)送用4/3秒的時間可以發(fā)送完桶內(nèi)8Mb的數(shù)據(jù)，使漏桶變空。然而，這樣回答是錯誤的，因為在這期間，已有更多的令牌到達。正確的答案應(yīng)該使用公式S＝C/(M-P)，這里的S表示以秒計量的突發(fā)時間長度，M表示以每秒字節(jié)計量的最大輸出速率，C表示以字節(jié)計的桶的容量，P表示以每秒字節(jié)計量的令牌到達速率。則：因此，計算機可以用完全速率6Mb/s發(fā)送1.6s的時間。35.一臺路由器往外發(fā)送大量的總投度(數(shù)據(jù)+頭)為1024字節(jié)的IP分組。假定這些分組生存10秒鐘時間長，請問，路由器運行的最大線速度為多少才不至于發(fā)生IP數(shù)據(jù)報的ID編號空間重繞的危險?答：如果線路的比特率是B，那么路由器可以發(fā)射的包/秒數(shù)是B/8192，所以發(fā)射分組所需的秒數(shù)是8192/B.要拿出65536包需要229/秒。這等同于包的最長壽命，我們得到229/B10。然后，B是約53687091個基點。38.如果一個IP地址的十六進制表示為C22F1582，請將它轉(zhuǎn)換成點分十進制標記。答：Theaddressis30.39.Internet上一個網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為.請問它最多能夠處理多少臺主機?答：對于一個B類網(wǎng)絡(luò)，高端16位形成網(wǎng)絡(luò)號，低端16位是子網(wǎng)或主機域。在子網(wǎng)掩碼的低端16位中，最高有效4位為1111，因此剩下12位用于主機號。因此，存在4096個主機地址。但由于全0與全1是特別地址，因此最大的主機數(shù)目為4094。40.假定從開始有大量連續(xù)的IP地址可以使用.現(xiàn)在4個組織A、B、C與D按照順序依技申請4000、2000、4000與8000個地址。對于每一個申請，請利用w.x.y.z/s的形式寫出所分配的第一個lP地址、最后一個IP地址.以及掩碼。答：Tostartwith,alltherequestsareroundeduptoapoweroftwo.Thestartingaddress,endingaddress,andmaskareasfollows:A:–55writtenas/20B:–55writtenas/21C:–55writtenas/20D:–55writtenas/1941.一臺路由器剛剛接收到以下新的IP地址:/21、/21、/21與/21.如果所有這些地址都使用同一條輸出線路.那么，它們可以被聚集起來嗎?如果可以的話，它們被聚集到哪個地址上?如果不可以的話，請問為什么?答：Theycanbeaggregatedto57.6.96/19.43.一臺路由器的路由表中有以下的(CIDR)表項:答：Thepacketsareroutedasfollows:(a)Interface1(b)Interface0(c)Router2(d)Router1(e)Router256.編寫一個函數(shù)來完成IP路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)過程。該函數(shù)有一個IP地址參數(shù)。它也要訪問一張全局表，全局表白許多三元組構(gòu)成。每個三元組包含三個整數(shù):一個IP地址、一個子網(wǎng)掩碼與所用的輸出線路。該函數(shù)利用ClDR在表中查找由參數(shù)指定的IP地址，然后返回對應(yīng)的輸出線路值。57.使用traceroute(UNIX環(huán)境)或者tracert(Windows環(huán)境)程序跟蹤一下從你的計算機到其他各洲的大學(xué)的路由路徑。你將可以發(fā)現(xiàn)一些跨越大洋的鏈路。以下有些站點你可以試一試。berkeley.edu(California，美國的擁利福尼亞州)mit.edu(Massachusetts，美國的馬薩諸塞州)(Amsterdam，荷蘭的阿姆斯特丹).ac.uk(London，英國的倫敦)(Sydney，澳大利亞的悉尼)(Tokyo，日本的東京)(CapeTown，南非的開普敦)第六章3.在圖6.6的兩部分中，有一條注釋說明TSERVER_PORT在客戶與服務(wù)器中必須相同。為什么這一條如此重要?答：如果客戶端發(fā)送一個數(shù)據(jù)包server3port與服務(wù)器沒有聽這些端口，數(shù)據(jù)包將不會被發(fā)送給服務(wù)器。4.假設(shè)采用時鐘驅(qū)動方案來生成初始序列號，該方案用到了(一個15位寬度的時鐘計數(shù)器。并且，每隔100ms時鐘滴答一次，最大分組生存期為60s。請問.每隔多久;需要重新同步一次?(a)在最差情況下?(b)當(dāng)數(shù)據(jù)每分鐘用掉240個序列號的時候?答：在具體解答這個問題之前，需要先熟悉一下時鐘驅(qū)動方案的內(nèi)容。首先我們引入?yún)?shù)T，假定在發(fā)送出一個分組之后等待長度等于T的時間，我們就可以肯定，所有關(guān)于該分組的蹤跡都已消失，不管是該分組本身，還是對于它的確認都不會再以外的出現(xiàn)。我們還假定，每個主機都配有一個表示一天的時間的時鐘，不同主機上的時鐘不必同步。每個時鐘都采用二進制計數(shù)器的形式，并且以長度一致的間隔時間遞增。而且，計數(shù)器的比特數(shù)必須等于或超過序列號所使用的比特數(shù)。最后一點，時鐘被假定是連續(xù)運行，即使主機關(guān)閉時也不間斷。時鐘驅(qū)動方案的基本思想是同一時間不會有兩個活動的TPDUs使用相同的序列號。在一條連接建立的時候，時鐘的低端k個比特被用作初始序列號（也是k位）。因此，每條連接可以從不同的序列號開始為TPDU編號。序列號空間應(yīng)該足夠大，使得當(dāng)編號循環(huán)一周時，具有相同號碼的舊的TPDU已經(jīng)不復(fù)存在。當(dāng)主機系統(tǒng)崩潰時會產(chǎn)生一些問題。在重新啟動后，主機的傳輸層實體不知道它曾經(jīng)處在序列號空間的什么位置。一種解決方法是要求傳輸實體在恢復(fù)后的T秒內(nèi)處于空閑狀態(tài)，讓所有老的TPDUs都消失。然而，在一個復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)上，T值可能很大，所以這不是一個好的解決方法。為了避免從崩潰恢復(fù)后的T秒不工作狀態(tài)，需要對序列號的使用施加新的限制。在一些編號可能被用作初始序列號之前，必須在長度為T的時間內(nèi)禁止使用這些編號。在任何連接上發(fā)送TPDU之前，傳輸層實體必須讀一次時鐘，檢查該TPDU的編號是否在禁止區(qū)內(nèi)。顯然，在任何連接上的最大數(shù)據(jù)率是每個時鐘滴答發(fā)送一個TPDU。在系統(tǒng)崩潰后重啟動時，在打開一條新的連接之前，傳輸實體必須等待到下一個時鐘滴答，以避免同樣的號碼重復(fù)使用。如果數(shù)據(jù)速率低于始終速率，實際使用的序列號對于時間的曲線將最終從左邊進入禁止區(qū)。如果這樣的情況發(fā)生了，要么延遲TPDU達T長度時間，或者重新同步序列號。作為例子，如果在坐標起點發(fā)1號TPDU，到接近時鐘大循環(huán)編碼的末尾才發(fā)送第2個TPDU，此時為避免在下一大循環(huán)開始重復(fù)使用序列號，就需要在大循環(huán)接近末尾處重新同步，使用大的初始序列號，以避免使用禁止區(qū)號碼。（a）時鐘大循環(huán)周期是215，即32768滴答，每滴答100ms，即0.1秒，所以大循環(huán)周期是3276.8s。假定數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率非常低（接近零），那么發(fā)送方在3276.8-60=3271.8秒時進入禁止區(qū)，需要進行一次重新同步。（b）每分鐘使用240個序列號，即每秒使用4個號碼，如果時間以t表示（以秒為單位），那么實際的序列號是4t。當(dāng)接近大循環(huán)的末尾時以及在下一大循環(huán)的開始階段，4t有一定的大小，位于禁止區(qū)的上方，現(xiàn)在由于每秒鐘10個滴答，禁止區(qū)的左邊是10(t-3216.8)。令4t=10(t-3216.8)，得t=5316.3秒。即當(dāng)t=5316.3時，開始進入禁止區(qū)，因此當(dāng)t=5316.3時需要進行一次重新同步。7.想象一個泛化的n-軍隊問題，在這個問題中，任何兩支藍軍達成一致的意見之后就足以取得勝利。是否存在一個能保證藍軍必贏的協(xié)議?答：（a）參見教材。（b）不存在。對于多于兩支部隊的情況，問題在實質(zhì)上是同樣的。9.對于正文中描述的傳輸實體(見圖6.20)，死鎖有可能嗎?答：該傳輸實體有可能死鎖。當(dāng)雙方同時執(zhí)行RECEIVE時就會進入死鎖狀態(tài)。14.UDP為什么有必要在在?難道只讓用戶進程發(fā)送原始的IP分組還不夠嗎?答：僅僅使用IP分組還不夠。IP分組包含IP地址，該地址指定一個目的地機器。一旦這樣的分組到達了目的地機器，網(wǎng)絡(luò)控制程序如何知道該把它交給哪個進程呢？UDP分組包含一個目的地端口，這一信息是必須的，因為有了它，分組才能夠被投遞給正確的進程。16.一個客戶向100km以外的服務(wù)器發(fā)送一個128字節(jié)的請求，兩者之間通過一條lGbps的光纖進行通信。在遠過程調(diào)用中這條線路的效率是多少?答：128字節(jié)等于1024位，在1Gb/s的線路上發(fā)送1000位需要1的時間。光在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是200km/ms，請求到達服務(wù)器需要傳輸0.5ms的時間，應(yīng)答返回又需要0.5ms的傳輸時間。總的看來，1000位在1ms的時間內(nèi)傳輸完成。這等效于1Mb/s，即線路效率是0.1%。31.一臺TCP機器正在-通過一條lGbps的信道發(fā)送65535字節(jié)的滿窗口數(shù)據(jù).該信道的單向延遲為10ms。請問，可以達到的最大吞吐量是多少?線路的效率是多少?答：10ms*2=20ms每20ms可以發(fā)送一個窗口大小的交通量，因此每秒50個窗口。65536×8×50=26.2Mb/s26.2/1000=2.6%所以，最大的數(shù)據(jù)吞吐率為26.2Mb/s，線路效率為2.6%32.一臺主機在一條線路上發(fā)送1500字節(jié)的TCP凈荷，其巾最大分組生存期為120s，要想不讓序列號回繞，該線路的最快速度為多少?將TCP、IP以太網(wǎng)的開銷都考慮進去，假設(shè)以太網(wǎng)幀可以被連續(xù)發(fā)迭。答：我們的目標是發(fā)送232字節(jié)在120秒或35791394有效負載字節(jié)/秒。這是1500個23860字節(jié)的幀/秒。TCP的開銷是20個字節(jié)。IP開銷是20字節(jié)。以太網(wǎng)開銷是26字節(jié)。這意味著，1500字節(jié)的有效載荷，必須發(fā)送1566字節(jié)。如果我們把23860幀的1566個字節(jié)的每一秒，我們需要一條299Mbps。有什么東西比這我們運行在同一時間有相同的序列號不同的TCP段風(fēng)險更快。33.在一個網(wǎng)絡(luò)中，最大的TPDUK.度為128字節(jié)，最大的TPDU生存期為30s，序列號為8位，請問每個連接的最大數(shù)據(jù)率是多少?答：具有相同編號的TPDU不應(yīng)該同時在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，必須保證，當(dāng)序列號循環(huán)回來重復(fù)使用的時候，具有相同序列號的TPDU已經(jīng)從網(wǎng)絡(luò)中消失。現(xiàn)在存活時間是30秒，那么在30秒的時間內(nèi)發(fā)送方發(fā)送的TPDU的數(shù)目不能多于255個。255×128×8/30=8738b/s所以，每條連接的最大數(shù)據(jù)速率是8738b/s。34.假設(shè)你正在測量接收一個TPDU所需要的時間。當(dāng)一個中斷發(fā)生的時候.你讀出系統(tǒng)時鐘的值(以毫秒為單位)。當(dāng)TPDU被完全處理之后，你再次讀出時鐘的值。你測量的結(jié)果是:270000次為0ms，730000次為lms.請間，接收一個TPDU需要多長時間?答：計算平均值：因此，接收一個TPDU花730微秒的時間。40.對于一個運行在4000km距離上的lGbps網(wǎng)絡(luò)，限制的因素是延遲，而并非帶寬。請考慮這樣一個MAN:源端與目標端之間的平均距離為20km。請問在什么數(shù)據(jù)率上，由于光速導(dǎo)致的往返時間等于lKB分組的傳輸延遲?答：光在光纖與銅導(dǎo)線中的速度大約為每毫秒200km。對于一條20km的線路，單向延遲是100，往返延遲是200。1K字節(jié)就是8192位。如果發(fā)送8192位的時間為200，那么發(fā)送延遲就等于傳播延遲。設(shè)W是發(fā)送1位的時間，那么則1/W=8192/(2×10-4)=40×106。所以，數(shù)據(jù)傳輸速率為40Mb/s。41.請為下面的網(wǎng)絡(luò)計算帶寬一延遲之乘積:(1)T1(1.5Mbps);(2)以大網(wǎng)(10Mbps):(3)T3(45Mbps)與(4)STS-3(155Mbp)。假設(shè)RTT為100ms.請回憶一下本章曾經(jīng)提到過，TCP頭有16位保留用于窗口大小(WindowSize)。根據(jù)你的計算，能想出有什么隱含的意義嗎?答：(1)18.75KB,(2)125KB,(3)562.5KB,(4)1.937MB.A16位窗口大小意味著發(fā)送者可以發(fā)送最多64KB在等待確認。這意味著發(fā)送者不能連續(xù)發(fā)射使用TCP與保持管全如果使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以太網(wǎng)，T3，或sts-3。42.對于地球同步衛(wèi)星上的一條50Mbps的信道，它的帶寬一延遲之乘權(quán)是多少?如果所有的分組都是1500字節(jié)(包括開銷)那么，窗口應(yīng)該為多大(按分組為單位)?答：往返延遲大約是540毫秒，所以用的帶寬延遲是27個或3375000個字節(jié)的50Mbps的通道。1500字節(jié)的數(shù)據(jù)包，需要2250個數(shù)據(jù)包來填充管道，所以窗口應(yīng)該至少有2250包。第七章2.根據(jù)圖7.3中給出的信息.little-sister.cs.vu.nl在一個A、B還是C類網(wǎng)絡(luò)上?答：它的IP地址以130開頭，所以它在B類網(wǎng)絡(luò)上。看到的IP地址的映射5章7.如果一臺機器只有一個DNS名字，那么它可以有多個IP地址嗎?這種情形是如何發(fā)生的?答：對.事實上，在圖7-3我們看到重復(fù)的IP地址的例子。請記住IP地址由網(wǎng)絡(luò)號與主機號組成.。如果一臺機器有兩個以太網(wǎng)卡，它可以在兩個獨立的網(wǎng)絡(luò)上，如果是的話，它需要兩個IP地址.。8.一臺計算機可以有兩個分別屬于不同頂級域的DNS名字嗎?如果可以，請給出一個可能的例子。如果不可以，請解釋原因。答：這是可能的。與可以有相同的IP地址。因此，在與根據(jù)一個入門級的國家是一定可能的