G0917006 第二次通信作业.doc

数据通信与网络作业姓名： 学号： CH9Q14. 当我们打越洋电话的时，有时会感到延迟，能说明其原因吗？答:电话网络是由多级交换局（本地局、中继局、地区局）组成的。在美国，将整个国家划分为200多个本地接入和传送区域（LATA）,在一个LATA内部提供服务的运营商称为本地交换电信公司（LEC），在一个LATA内部交换局中，只有本地局与中继局，当需要跨LATA进行通信的时候，就需要跨区交换电信公司（IXC）提供LATA之间的通信服务。中国的通信运营商提供的固话通信服务过程与此类似。通过上面的介绍，我们可知，一次越洋通信的过程如下：呼叫方接通本地局，本地局接入LATA内部的中继局，中继局通过服务接入点（POP）接入IXC网络，数据在IXC网络内部通过海底电缆进行传输，到达大洋彼岸后，通过POP接入该地区LATA内部的中继局，然后接入中继局内部的本地局，最后接通被呼叫方。可见，一次越洋通话，中间会经过6次通信转接，而在每次通信转接中，程控机进行交换时总是会出现程序延迟。同时，在发送方进行的模数转换与接收方进行的数模转换同样会使通话产生延迟，这样，我们就不可避免的会在越洋电话中感觉到延时。Q17. 使用下列技术计算，下载1000000字节所需要的最小时间？a. V32 modemb. V32bis modemc. V90 modem答：d=1000kB=8000kb，t=传输时间，v=传输速度 t=d/va. V32 modem v=9.6kbps，t=8000kb/9.6kbps833s b.V32bis modem v=14.4kbps，t=8000kb/14.4kbps556s c. V90 modem v=33.6kbps，t=8000kb/56kbps143sCH10Q13. 按表10.1，发送方发送数据字10。一个3位突发性差错损坏了码字，接收方能否检测出差错？说出理由。答：由表10.1我们可知，dataword=10时，codeword=101，一个3位突发性差错将改变所有的该codeword的所有位，所以接收方收到的codeword=010，接收方查询后发现为无效codeword，丢弃该codeword。综上所述，接收方是可以检错的。Q14. I按表10.2，发送方发送数据字10。如果一个3位突发性差错损坏了码字的前3位，接收方能否检测出差错？说明理由。答：由表10.2我们可知，dataword=10时，codeword=10101，一个3为突发性差错改变codeword前三位以后，接收方收到的codeword=01001，接收方查询后发现为无效codeword，丢弃该codeword。综上所述，接收方是可以检错的。CH11Q9. 比较和对比回退N帧ARQ协议和选择性重复ARQ协议。答：1.回退N帧ARQ协议：发送窗口大于1，接收窗口等于1。发送方可以连续的发送帧，但一旦待确认的帧错误或定时器到时，将重发所有待确认的帧。 2.选择性重复ARQ协议：发送窗口大于1，接收窗口也大于1。双方只重传错误的或超时的帧，并且发送方保留后续帧的副本。 选择性重复ARQ协议与回退N帧ARQ协议相比，减少了重传出错帧以后所有正确帧的开销，但是接收方的算法也相应的复杂化了Q17. 一个发送方发送一系列分组到同一个目的地，使用一个5位长度的序列。如果序列号以0开始，发送一百个分组后序号是多少？答：因为序列号长度为5，所以序号为031，发送100个分组后，序号为3。Q23. 为使用捎带选择性等待ARQ设计一个双向算法。注意双方都使用同一个算法。答：if (Frame Type is Data) if (corrupted (Frame) AND (NOT NakSent) endNAK (Rn); NakSent = true; Sleep(); if (ackNo between Sf and Sn) while (Sf ackNo) Purge (Sf); StopTimer (Sf); Sf = Sf + 1; if (seqNo Rn) AND (NOT NakSent) SendNAK (Rn); NakSent = true; if (seqNo in window) AND (NOT Marked (seqNo) StoreFrame (seqNo); Marked (seqNo) = true; while (Marked (Rn) DeliverData (Rn); Purge (Rn); Rn = Rn + 1; AckNeeded = true; / End if (Frame Type is Data) / End if (arrival event) if (Event (TimeOut (t) / The timer expires StartTimer (t); SendFrame (t); / End Repeat foreverCH12Q10. 我们使用有线电视的通道访问因特网时，需要一个多路访问协议吗？为什么？答：我们可知，CATV信号传输过程中，通常使用同轴电缆，且传输方式应该是FDM，而且，一条电缆在访问internet时通常是多用户使用的，所以应该使用多路访问技术，根据数模转换的性质与信号传输介质的限制，通常使用的多路访问技术应该是FDMA与TDMA。Q15. 在数据速率为10Mbps的CSMA/CD网络中，为了冲突检测过程的正确操作，最小帧长度是512比特，如果我们把数据速率提高到100M，那么最小帧长度应该是多少？那么提高到1Gbps、10Gbps分别是多少呢？答：在10Mbps中，最小帧长度为512bits，所以，帧的传输时间为10Mbps/512bits51.2us。当数据传输率为100Mbps时，帧的最小长度应该为100Mbps*51.2us=5120bits=5Kbits；当数据传输率为1Gbps时，帧的最小长度应该为1Gbps*51.2us=51200bits=50Kbits；当数据传输率为10Gbps时，帧的最小长度应该为10Gbps*51.2us=512000bits=500Kbits。Q26. 你能解释为什么ALOHA中的脆弱时间依靠Tfr ，而CSMA中依靠 Tp？答：在ALOHA协议中，一个站点若想成功的发送帧，那么，在帧发送期间，必须没有站点在发送帧，所以，这个协议的脆弱时间只能与帧传输时间相关。在纯ALOHA协议中，脆弱时间等于两倍的帧传输时间；而在时隙ALOHA协议中，脆弱时间等于帧传输时间。 在CSMA协议中，一个站点若想成功的发送帧，那么，在帧发送期间，必须保证其他所有站点能侦听到这个帧信号，所以，这个协议的脆弱时间只能与最大传输时间有关。CH13Q5. 交换机和网桥之间的关系是什么？答：二层交换机与网桥工作在同一层。在一个有M台机器的网络中，一个有N个端口的网桥将整个网络分割为N个冲突域，每个冲突域中的机器共享带宽；而一个M口的交换机将整个网络分为M个冲突域，也就是每台机器独享带宽，这样看来，交换机网络比网桥网络的传输速度要快得多，交换机就是一个密集端口的网桥，同时，交换机相比网桥来说，还具有快速处理分组的附加功能。Q17. 一个以太网MAC子层从上层接收1510个字节的数据。这些字节能压缩在一个帧内吗？如果不可以的话，那么要发送多少帧？每个帧中的数据大小是多少？答：因为MAC帧的数据长度最大为1500字节，所以，必须要发送两个MAC帧。第一个帧长度为1518字节，数据大小为1500字节；第二个帧长度为64字节，数据大小为46字节，包括剩余的10字节数据与填充的36字节数据。CH14Q4. 无线LAN使用的访问方式是什么？答：无线Lan使用的访问方式是CSMA/CA。Q5. NAV的目的是什么？答：NAV的目的在于当介质被占用的情况下，控制站点推迟发送数据的时间。当信道被占用时，待发送站点根据收到的正发送站点的RTS帧中包含的占用时间，启动NAV定时器，该定时器表示在允许检查信道是否空闲之前还需等待多长时间。CH15Q17. 在图15.6中，我们使用一个网桥。我们能用路由器代替网桥吗？请解释原因。答：我们可以用路由器代替网桥。网桥在这里的作用起转发和连接不同网段的作用。路由器也是具有转发和连接不同网段的功能，可以承担这样的作用。网桥和路由器不同的是转发的依据不同，网桥依据MAC地址，路由器依据IP地址。Q18. 网桥使用过滤表，路由使用路由表。你能解释差别吗？答：网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络1和网络2通过网桥连接后，网桥接收网络1发送的数据包，使用过滤表检查帧包含的MAC地址，如果地址属于网络1，它就将其放弃，相反，如果是网络2的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将网络划分成多个网段，隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，是基于分组的逻辑地址路由分组，通过路由表路由协议产生，路由表供路由选择时使用,表中包含的信息决定了数据转发的策略。打个比方，路由表就像我们平时使用的地图一样，标识着各种路线，路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表通常是动态的，使用路由协议更新。可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。CH16Q10. GEO卫星有几种轨道？解释你的答案。答：因为GEO卫星的移动速度必须与地球的自转速度保持一致，这样才可称之为同步卫星，所以只有一种轨道，即赤道平面轨道，高度距地球大约22K英里。Q15. 铱星系统和全球星系统的主要区别是什么？答：铱星系统和全球星系统都是一种近地轨道卫星系统。两者之间主要的区别在于中继系统。在铱星系统中，两个远距离用户之间的通信需要在几颗卫星之间传递，而全球星系统的通信不但需要卫星，也需要地面站，这意味着地面站可以产生能量更高的信号。CH19Q26. 某一ISP被指派以150.80.0.0/16为起始地址的块，该ISP想要按下列规则给2600个客户分配块：A.第一组是200个中型的企业，每一个需要128个地址；B.第二组是400个小型的企业，每一个需要16个地址；c.第三组是2000个家庭用户，每一个需要4个地址。设计这些子块并对每一个子块用斜杠标记法表示。求这些块分配后还有多少可能地址？答：由题意某一ISP共有IP地址数为232-16=65536个地址，ISP需要按如下给3组客户分发这些地址。对于这个组每个客户要有128个地址，需要用7位定义每一台主机，那么前缀的长度是32-7=25。第1个用户 150.80.0.0/25 150.80.0.127/25第2个用户 150.80.0.128/25 150.80.0.255/25第3个用户 150.80.1.0/25 150.80.1.128/25第200个用户150.80.99.128/25 150.80. 99.255/25总计=200*128=16384第二组对于这个组每个客户要有16个地址，需要用4位定义每一台主机，那么前缀的长度是32-4=28。第1个用户 150.80.100.0/28 150.80.100.15/28第2个用户 150.80.100.16/28 150.80.100.31/28第3个用户 150.80.100.31/28 150.80.100.47/28第400个用户150.80.125.239/28 150.80.125.255/25总计=400*16=6400第三组对于这个组每个客户要有4个地址，需要用2位定义每一台主机，那么前缀的长度是32-2=30。第1个用户 150.80.126.0/30 150.80.126.3/30第2个用户 150.80.126.4/30 150.80.126.7/30第3个用户 150.80.126.8/30 150.80.126.11/30第2000用户150.80.158.12/30 150.80. 158.15/30总计=2000*4=8000由ISP分配的地址数是30784个可用地址个数65536-30784=34752个。Q37. 一个主机地址为581E：1456：2314：ABCD：1211，如果节点标识是48位，试求出该主机所连接的子网地址。答：主机地址581E：1456：2314：ABCD：1211原来地址为581E：1456：2314：ABCD：0000：0000：0000：1211子网标识符为ABCD：0000CH20Q23. 一个Ipv4数据报在到达时，其头部有如下的信息（十六进制）：Ox45 00 00 54 00 03 58 50 20 06 00 00 7C 4E 03 02 B4 OE OF 02a.分组是否损坏？b.有无任何选项？c.分组是否分段？d.数据的长度是多少？e.分组能够经过多少路由器？f.分组的标识号是多少？g.它的服务类型是多少？答：因为IPV4数据报只有头部有差错检测，其最左边四位4是版本，它是正确的，下一个4位5，则表明它的长度是54=20（无选项）。C5表示成二进制为0110因为D为1说明不分段。D总长度为Ox 0054即84字节，数据长度为84-20=64个字节的数据。E我们为了求生存时间，我们跳过8个字节（16个十六制数字）。第9个字节它的值是Ox 20，十进制数是32，说明分组可以跳32跳。F分组标识号00 03G协议的下一个字节是它的Ox 06，也就是说上层协议是TCP。Q24. 一个IPV4数据报M位为0，而HLEN是5，总的长度是200，而偏移值是200。在该数据报中第一个字节和最后一个字节的编号是多少？这是第一个分段还是最后一个分段，或中间分段？答：因为M位为0说明它是最后一个或唯一的分段。H，LEN是5则头部长度为54=20（无选项），数据长度为200-20=180个字节。而移移值是200则第一个字节编号2008=1600。最后一个字节编号为1600+170=1779。因此它是最后一个分段。CH21Q26. 一个Ipv4地址为422.5.7.19的主机接收到一个IGMP查询，当它检查表组时发现有两个项目：227.4.3.7和229.45.6.23。该主机应该采取什么动作？它应该发送报文吗？如果是的话，什么类型报文和发送几个？答：该主机将延迟响应，并发送报文。它将发送成员报告这种类型的报文，两个。Q28. 试将下列的IPV4多播地址转换成以太网多播地址，它们中有哪些指明了相同的以太网地址？ a. 224.18.72.8b. 235.18.72.8c. 237.18.6.88d. 224.88.12.8答：a.用十六制写出IP地址的最右23位12：48：08最左边数不大于8。再加上开始的以太网多播地址01：00：5E：00：00：00其结果是01：00：5E：12：48：08。b. 用十六制写出IP地址的最右23位12：48：08最左边数不大于8。再加上开始的以太网多播地址01：00：5E：00：00：00其结果是01：00：5E：12：48：08。c. 用十六制写出IP地址的最右23位12：06：58最左边数不大于8。再加上开始的以太网多播地址01：00：5E：00：00：00其结果是01：00：5E：12：48：58。d. 用十六制写出IP地址的最右23位58：12：08最左边数不大于8。再加上开始的以太网多播地址01：00：5E：00：00：00其结果是01：00：5E：58：12：08。A和B指明了相同的以太网地址。CH22IPv6为何还没有普及?答：IPv6采用的进展很慢的原因，主要是因为最初发展IPv6的动机，是因为相信IPv4的地址会短时间内被消耗完，但事实上一些IPv4的策略，如无类寻址和NAT技术的发展，使得IPv4没有消耗尽；另一方面由于IPv6实现的难度。但是，因特网快速应用的发展和新的服务的出现，如移动IP、IP电话和IP移动电话最终要求用IPv6全部代替IPv4。路由器和PC机的网络层协议有何不同？答：路由器的网络层协议主要是进行路由选择和转发数据包的功能；而PC机的网络层产主要是与网络上的对等层进行通信，以及向上层传递数据。CH23TCP协议的可靠传输机制与链路层的传输机制有何不同之处。答：TCP协议的可靠的传输协议，使用确认机制来检查数据是否安全和完整地到达。其在传输层基层数据报的传输机制，而链路层是基层数据侦的传输机制；链路层流量控制利用缓冲区，采用采用回退N帧ARQ与停止等待ARQ以及选择性重复ARQ机制，链路层差错控制基于自动重复请求，即重传数据。TCP是依靠差错控制和拥塞控制，差错控制是以段作为差错检测的，TCP考虑网络中的拥塞。TCP使用滑动窗口处理流量控制，使用滑动窗口协议。其协议界于回退N帧和选择重发之间的滑动窗口。差错控制通过三种工具检验和，确认和超时。TCP通过使用慢速启动与加性增加相结合和乘性减少来避免拥塞，帧中继通过后显式拥塞通知（BECN）和前向显式拥塞通知（FECN）。将SCTP协议与TCP、UDP协议进行比较，简要说明其优越之处。答：UDP是一个面向报文的协议，它保存报文的边界，每个报文与其它报文无关，但UDP是不可靠的，发送方不知道报文的命运，同时它缺少友好的传输层所需要的拥塞控制和流量控制。TCP是一个面向字节的协议，它从进程中接收一个或多个报文，并以字节流的方式存储它们，并以段的方式发送它们。没有保存报文的边界，它是一个可靠的协议，重复段会被删除，丢失的段会被重传，TCP有拥塞和流量控制。SCTP是一个可靠的面向报文的协议，它保存报文