计算机网络第四版(课后练习+答案)

计算机网络第四版 课后练习 答案 第第 1 1 章章 概述概述 1 假设你已经将你的狗Bern e 训练成可以携带一箱3 盒8mm 的磁带 而不是一小 瓶内哇地 当你的磁盘满了的时候 你可能会认为这是一次紧急事件 每盒磁带的窑 最为7GB 字节 无论你在哪里 狗跑向你的速度是18km h 请问 在什么距离范围内 Bern e的数据传输速率会超过一条数据速率为150Mbps的传输线 答 狗能携带答 狗能携带2121千兆字节或者千兆字节或者168168千兆位的数据 千兆位的数据 1818 公里公里 小时的速度等于小时的速度等于0 0050 005 公里公里 秒 走过秒 走过x x公里的时间为公里的时间为x x 0 0050 005 200 x200 x秒 秒 产生的数据传输速度为产生的数据传输速度为168 200 x168 200 x GbpsGbps或者或者 840840 x x MbpsMbps 因此 与通信线路相比较 若 因此 与通信线路相比较 若x 5 6x 5 6 公里 狗有更高的速度 公里 狗有更高的速度 6 一个客户 服务器系统使用了卫星网络 卫星的高度为40 000km 在对一个请求进行响 应的时候 最佳情形下的延迟是什么 答 由于请求和应答都必须通过卫星 因此传输总路径长度为答 由于请求和应答都必须通过卫星 因此传输总路径长度为160 000160 000千米 在空气和千米 在空气和 真空中的光速为真空中的光速为300300 000000 公里公里 秒 秒 因此最佳的传播延迟为因此最佳的传播延迟为160 000 300160 000 300 000000秒 约秒 约533533 msecmsec 9 在一个集中式的二叉树上 有2n 1 个路出器相互连接起来 每个树节点上都布一个路由 器 路由器i 为了与路由器j 进行通信 它要给树的根发送一条消息 然后树根将消息送 下来给j 假设所有的路由器对都是等概率出现的 请推导出当n很大时 每条消息的平均 跳数的一个近似表达式 答 这意味着 从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍 答 这意味着 从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍 若在树中 若在树中 根深度为根深度为1 1 深度为 深度为n n 从根到第 从根到第n n层需要层需要n 1n 1跳 在该层的路由器为跳 在该层的路由器为0 500 50 从根到从根到n 1n 1 层的层的 路径有路径有routerrouter的的0 250 25和和n 2n 2跳步 跳步 因此 路径长度因此 路径长度l l为 为 18 OSI 的哪一层分别处理以下问题 答 把传输的比特流划分为帧答 把传输的比特流划分为帧 数据链路层数据链路层 决定使用哪条路径通过子网决定使用哪条路径通过子网 网络层网络层 28 一幅图像的分辨率为1024X 768 像素 每个像素用3 字节来表示 假设该图像没有被 压缩 请问 通过56kbps 的调制解调器信道来传输这幅图像需要多长时间 通过1Mbps 的 电缆调制解调器 cable modem 呢 通过10Mbps 的以太网呢 通过100Mbps的以太网呢 答 图像是答 图像是1024 768 31024 768 3字节或字节 这是位 在字节或字节 这是位 在5600056000位位 秒 它需要大约秒 它需要大约337 042337 042秒 秒 在位在位 秒 它需要大约秒 它需要大约18 87418 874秒 在位秒 在位 秒 它需要大约秒 它需要大约1 8871 887秒 在位秒 在位 秒 它需要大约秒 它需要大约 0 1890 189秒 秒 35 ping 程序使得你可以给指定的位置发送一个测试分组 并且看一看来回需要多长时间 请试着用一下ping 程序 看一下从你所在的位置到几个已知的地点需要多长时间巳利用这 些数据 绘出在Internct 上的单向传输时间与距离的函数关系 最好使用大学作为目标 因为大学的服务器的位置往往可以精确地知道 例如 berkeley edu 在加州的协rkclcy mit edu 在麻省的Cambridge VIl nl在荷兰的Amsterdam www lIsyd edu au 在澳大利班的悉尼 www uct ac za 在南非的Cape Towno 计算机网络第四版 课后练习 答案 答 在命令提示符下运行答 在命令提示符下运行pingping程序 可得发送测试包到以下指定地点的单向传输时间 程序 可得发送测试包到以下指定地点的单向传输时间 分别为分别为 berkeley edu berkeley edu 182ms182ms mit edu mit edu 287ms287ms www usyd edu auwww usyd edu au 357ms357ms 注注 运行运行pingping程序所得的传输时间与测试包传输时的路由选择程序所得的传输时间与测试包传输时的路由选择 网络的运行情况等有关 所以每网络的运行情况等有关 所以每 次测试结果会不同次测试结果会不同 第第 2 2 章章 物理层物理层 1 计算函数f t t 0 t 1 的傅立叶系数 答 本题是求周期性函数的傅立叶系数 而题面中所给出的为信号在一个周期内的解答 本题是求周期性函数的傅立叶系数 而题面中所给出的为信号在一个周期内的解 析式 析式 即 即 2 一条无噪声4kHz 信道按照每lms 一次进行采样 请问最大数据传输率是多少 答 无噪声信道最大数据传输率公式 最大数据传输率答 无噪声信道最大数据传输率公式 最大数据传输率 2Hlog2V 2Hlog2V b sb s 因此最大数据 因此最大数据 传输率决定于每次采样所产生的比特数 如果每次采样产生传输率决定于每次采样所产生的比特数 如果每次采样产生 16bits16bits 那么数据传输率可达 那么数据传输率可达 128kbps128kbps 如果每次采样产生 如果每次采样产生 1024bits1024bits 那么可达 那么可达 8 2Mbps8 2Mbps 注意这是对无噪声信道而言 注意这是对无噪声信道而言 的 实际信道总是有噪声的 其最大数据传输率由香农定律给出 的 实际信道总是有噪声的 其最大数据传输率由香农定律给出 4 如果在一条3kHz 的信道上发送一个二进制信号 该信道的信噪比为20dB 则最大可达 到的数据传输率为多少 答 信噪比为答 信噪比为 2020 dBdB 即即 S NS N 100 100 由于由于 loglog2 2 1 100 6 658 1 100 6 658 由香农定理 该信 由香农定理 该信 道的信道容量为道的信道容量为 3log3log2 2 1 100 19 98kbps 1 100 19 98kbps 又根据乃奎斯特定理 发送二进制信号的又根据乃奎斯特定理 发送二进制信号的 3kHz3kHz 信道的最大数据传输速率为信道的最大数据传输速率为 2 32 3 loglog2 22 6 kbps2 6 kbps 所以可以取得的最大数据传输速率为 所以可以取得的最大数据传输速率为 6kbps6kbps 7 在 l m 波长上 在 0 1 m 的频段中有多少带宽 答 答 计算机网络第四版 课后练习 答案 因此 在因此 在 0 10 1 的频段中可以有的频段中可以有 30THz30THz 8 现在需要在一条光纤上发送一系列计算机屏幕图像 屏幕的分辨率为480 X 640像素 每 个像素为24 位 每秒钟有60 幅屏幕图像 请问 需要多少带宽 在1 30 m 波长上 这段 带宽需要多少 m 的波长 答 数据速率为答 数据速率为 480 640 24 60bps480 640 24 60bps 即 即 442Mbps442Mbps 需要需要 442Mbps442Mbps 的带宽 对应的波长范围是的带宽 对应的波长范围是 13 一束lmm 宽的激光对准了100m 开外的建筑物理上的一个检测器 请问 若要使该激光 点偏离检测器 则激光束必须偏离多大的角度 答 答 如果光束是由如果光束是由 1 1 毫米结束时 它错过了探测器 这等于一个三角形的基础毫米结束时 它错过了探测器 这等于一个三角形的基础 100100 米和高米和高 度度 0 0010 001 米 角是一个切线 因此是米 角是一个切线 因此是 0 000010 00001 这个角度约为 这个角度约为 0 000570 00057 度 度 19 一个区域电话公司有10M 个用户 每部电话通过双绞线连接到一个中心局 这些双绞 线的平均长度为10 公里 请问本地回路中的铜价值多少 假设每束线的横截面是一个直径 为lmm 的圆 铜的密度是9 0g cm3时 并且每kg 铜可以卖3 答 双绞线的每一条导线的截面积是答 双绞线的每一条导线的截面积是 每根双绞线的两条导线在 每根双绞线的两条导线在 10km10km 长的情况下体积是长的情况下体积是 即约为 即约为 15708cm15708cm 由于铜的密度等于由于铜的密度等于 9 0g cm39 0g cm3 每个本地回路的质量为 每个本地回路的质量为 3 39 157089 15708 g g 约为 约为 141kg141kg 这 这 样 电话公司拥有的本地回路的总质量等于样 电话公司拥有的本地回路的总质量等于 141 1000 104 1 41 10141 1000 104 1 41 109 9kgkg 由于每千克铜 由于每千克铜 的价格是的价格是 3 3 美元 所以总的价值等于美元 所以总的价值等于 3 1 4 103 1 4 109 9 4 2 109 4 2 109 美元 美元 27 在图2 30 的4 扇区LMDS 例子中 每个扇区有官自己的36Mbps 信道 根据排队理论 如果一条信道有50 的负载 则排队时间将等于传输时间 在这些条件下 下载一个5KB 的Web 页面需要多长时间 通过1Mbps 的ADSL 线路 下载这样的页面需要多长时间 通 过56kbps 的调制解调器呢 答 答 5 5 KBKB 网页有网页有 4000040000 位 位 thethe 下载时间在下载时间在 3636 兆通道是兆通道是 1 11 1 毫秒 如果队列算法 延毫秒 如果队列算法 延 迟迟 isis alsoalso 1 11 1 毫秒 总时间是毫秒 总时间是 2 22 2 毫秒 毫秒 overover ADSLADSL 队列算法 队列算法 ThereThere isis nono timetime atat thethe 下载延迟 所以下载延迟 所以 1 1 MbpsMbps 是是 4040 毫秒 毫秒 ItIt isis atat 56Kbps56Kbps 714714 毫秒 毫秒 30 T1 线路上额外开销的自分比为多少 也就是说 1 54 1Mbps 中百分之多少没有被递交 给最终用户 答 每一帧中 端点用户使用答 每一帧中 端点用户使用 193193 位中的位中的 168168 7 247 24 位 开销占 位 开销占 2525 193 168 193 168 位 因此开销比例等于位 因此开销比例等于 25 193 13 25 193 13 32 如果一个T1线路系统失去了同步 它试图使用每一帧的第l 位来理新获得同步 请问 平均要检查多少帧才能保证在出错概率为0 001 的情况下重新获得同步 答 答 1010 个帧 在数字通道上某些随机比特是个帧 在数字通道上某些随机比特是 模式的概率是模式的概率是 1 10241 1024 察看 察看 1010 个帧 个帧 若每一帧中的第一位形成比特串 则判断同步成功 而误判的概率为若每一帧中的第一位形成比特串 则判断同步成功 而误判的概率为 1 10241 1024 小于 小于 0 0010 001 计算机网络第四版 课后练习 答案 50 假设A B 和C 通过一个CDMA 系统同时传输位0 他们的时间片序列如图2 45 b 所示 请问结果得到的时间片序列是什么 答 结果是否定的答 结果是否定的 A A B B 和和 C C 获得 然后添加三个芯片序列 另外三个可以添加 然后获得 然后添加三个芯片序列 另外三个可以添加 然后 否定 否定 TheThe resultresult isis 3 3 1 1 1 1 3 1 1 1 1 3 1 1 1 1 56 一个有线电视公司决定在 一个包含5000 户家庭的区域内提供Tnternet 访问服务 该 公司使用一根同轴电缆 它的频谱分配方案允许每根电缆有l00Mbps 的下行带宽 为了吸 引顾客 该公司决定 保祉每户家庭在任何时候都怪少有2Mbps 的下行带宽 请描述一下 该公司需要采取什么措施才能提供这样的保证 答 一个答 一个 2 mbps2 mbps 下行带宽 保证每个房子意味着最多下行带宽 保证每个房子意味着最多 5050 的房子的房子 同轴电缆 因此 有同轴电缆 因此 有 线公司需要将现有电缆分成线公司需要将现有电缆分成 100100 根同轴电缆 并将它们直接连接到光纤节点上根同轴电缆 并将它们直接连接到光纤节点上 第三章第三章 1 一个上层的分组被切分成10 帧 每一帧有80 的机会可以元损坏地到盐 如果数据链 路协议没有提供错误控制的话 请问 该报文平均需要发送多少次才能完整地到达接收方 答 由于每一帧有答 由于每一帧有 0 80 8 的概率正确到达 整个信息正确到达的概率为的概率正确到达 整个信息正确到达的概率为 p 0 8p 0 810 10 0 107 0 107 为使信息完整的到达接收方 发送一次成功的概率是为使信息完整的到达接收方 发送一次成功的概率是 p p 二次成功的概率是 二次成功的概率是 1 p p 1 p p 三次 三次 成功的概率为成功的概率为 1 p 1 p 2 2 p p i i 次成功的概率为次成功的概率为 1 p 1 p i 1 i 1 p p 因此平均的发送次数等于 因此平均的发送次数等于 5 位串 需要在数据链路层上被发远 请问 经过位填充之后 实际被发送出去的是什么 答 答 a a b b c c 9 假设使用海明码来传输16位的报文 请问 需要多少个检查位才能确保接收方可以检测 并纠正单个位错误 对于报文10101 请给出所传输的位模式 假设在海明码中使用了偶数 位 答 奇偶校验位需要在位置答 奇偶校验位需要在位置 1 1 2 2 4 4 8 8 和 和 1616 所以不超过位 所以不超过位 3131 包括奇偶校验 包括奇偶校验 位 的消息 因此 五个奇偶校验位是足够的 比特传输模式是奇偶校验位需要在位置位 的消息 因此 五个奇偶校验位是足够的 比特传输模式是奇偶校验位需要在位置 1 1 2 2 4 4 8 8 和 和 1616 所以不超过位 所以不超过位 3131 包括奇偶校验位 的消息 因此 五个奇偶校验位 包括奇偶校验位 的消息 因此 五个奇偶校验位 是足够的 比特传输模式是是足够的 比特传输模式是 12 检测错误的一种方法是按n 行 每行k 位来传输数据 并且在每行和每列加上奇偶位 计算机网络第四版 课后练习 答案 其中右下角是一个检查它所在行和所在列的奇偶位 这种方案能够检测出所有的 单个错吗 2 位错误呢 3 位错误呢 答 单个错误将引起水平和垂直奇偶检查都出错 两个错误 无论是否同行或者同答 单个错误将引起水平和垂直奇偶检查都出错 两个错误 无论是否同行或者同 列 也容易被检测到 对于有三位错误的情况 就有可能无法检测了 列 也容易被检测到 对于有三位错误的情况 就有可能无法检测了 forfor example example ifif somesome bitbit isis invertedinverted alongalong withwith itsits rowrow andand columncolumn parityparity bits bits EvenEven thethe cornercorner bitbit willwill notnot catchcatch this this 18 一条3000 公里伏的Tl 骨千线路被用来传输64 字节的帧 两端使用了协议5 如果传 输速度为6 s 公 里 则序列号应该有多少位 答 为了有效运行 序列空间 实际上就是发送窗口大小 必须足够的大 以允许发答 为了有效运行 序列空间 实际上就是发送窗口大小 必须足够的大 以允许发 送方在收到第一个确认应答之前可以不断发送 信号在线路上的传播时间为送方在收到第一个确认应答之前可以不断发送 信号在线路上的传播时间为 6 3000 18000 6 3000 18000 即 即 18ms18ms 在在 T1T1 速率 发送速率 发送 6464 字节的数据帧需花的时间 字节的数据帧需花的时间 64 8 1 536 106 64 8 1 536 106 0 330 33 所以 发送的第一帧从开始发送起 所以 发送的第一帧从开始发送起 18 33ms18 33ms 后完全到达接收方 确认应答又花了很少的后完全到达接收方 确认应答又花了很少的 发送时间 忽略不计 和回程的发送时间 忽略不计 和回程的 18ms18ms 这样 加在一起的时间是 这样 加在一起的时间是 36 33ms36 33ms 发送方应该有 发送方应该有 足够大的窗口 从而能够连续发送足够大的窗口 从而能够连续发送 36 33ms36 33ms 36 33 0 33 11036 33 0 33 110 也就是说 为充满线路管道 需要至少也就是说 为充满线路管道 需要至少 110110 帧 因此序列号为帧 因此序列号为 7 7 位 位 29 利用地球向步卫军在一个1Mb ps 的信道L 发送1000位的帧 该信道离开地球的传输延 迟为270ms 确认信息总是被捎带在数据帧上 头部非常短 并且使用3位序列号 在下面 的协议中 最大可获得的信道利用率是多少 a 停 等协议 b 协议5 c 协民6 答 对应三种协议的窗口大小值分别是答 对应三种协议的窗口大小值分别是 1 1 7 7 和和 4 4 使用卫星信道端到端的典型传输延迟是使用卫星信道端到端的典型传输延迟是 270ms270ms 以 以 1Mb s1Mb s 发送 发送 1000bit1000bit 长的帧的发长的帧的发 送时间为送时间为 1ms1ms 我们用 我们用 t 0t 0 表示传输开始的时间 那么在表示传输开始的时间 那么在 t 1mst 1ms 时 第一帧发送完时 第一帧发送完 毕 毕 t 271mst 271ms 时 第一帧完全到达接收方 时 第一帧完全到达接收方 t 272mst 272ms 对第一帧的确认帧发送完 对第一帧的确认帧发送完 毕 毕 t 542mst 542ms 带有确认的帧完全到达发送方 因此一个发送周期为 带有确认的帧完全到达发送方 因此一个发送周期为 542ms542ms 如果在 如果在 542ms542ms 内可以发送内可以发送 k k 个帧 由于每一个帧的发送时间为个帧 由于每一个帧的发送时间为 1ms1ms 则信道利用率为 则信道利用率为 k 542k 542 因此 因此 a a k 1k 1 最大信道利用率 最大信道利用率 1 542 0 18 1 542 0 18 b b k 7k 7 最大信道利用率 最大信道利用率 7 542 1 29 7 542 1 29 c c k 4k 4 最大信道利用率 最大信道利用率 4 542 0 74 4 542 0 74 32 一条100公里长的电缆运行线在T 1 数据速率上 电缆的传输速度是真空中光速的2 3 请问电缆中可以容纳多少位 答 在该电缆中的传播速度是每秒钟答 在该电缆中的传播速度是每秒钟 200200 000km000km 即每毫秒 即每毫秒 200km200km 因此 因此 100km100km 的电的电 缆将会在缆将会在 0 5ms0 5ms 内填满 内填满 T1T1 速率速率 125125 传送一个传送一个 193193 位的帧 位的帧 0 5ms0 5ms 可以传送可以传送 4 4 个个 T1T1 帧 即帧 即 193 4 772bit193 4 772bit 第四章第四章 1 在这个练习中 请使用本章中的一种规则 方案 但是在计算之前请先声明这种 规则 在一个100Mbps 的信道上 待传输的帧随机地到达 如果当一帧到达的时候该信 道正忙 那么它必须排队等待 帧的长度里指数分布 均值为每帧10 000 位 对于下列 每一种帧到达率 请给出平均一帧的延迟 包括排队时间和传输时间 a 90 帧 秒 计算机网络第四版 课后练习 答案 b 900 帧 秒 c 9000 帧 秒 答 答 TheThe formulaformula isis thethe standardstandard formulaformula forfor MarkovMarkov queueingqueueing givengiven inin sectionsection 4 1 1 4 1 1 namely namely HereHere C C 108 108 andand soso sec sec ForFor thethe threethree arrivalarrival rates rates wewe getget a a 0 10 1 msec b msec b 0 110 11 msec msec c c 1 1 msec msec ForFor casecase c c wewe areare operatingoperating a a queueingqueueing systemsystem withwith whichwhich givesgives thethe 10 delay 10 delay 4 10000个航线预定站正在竞争使用一个分槽的ALOHA 信道 这些站平均每小时发出18 次请求 时槽为125 S 总的信道载荷大约是多少 答 每个终端每答 每个终端每 200200 3600 18 3600 18 秒做一次请求 总共有 秒做一次请求 总共有 1010 000000 个终端 因此 总个终端 因此 总 的负载是的负载是 200200 秒做秒做 1000010000 次请求 平均每秒钟次请求 平均每秒钟 5050 次请求 每秒钟次请求 每秒钟 80008000 个时隙 所以平个时隙 所以平 均每个时隙的发送次数为均每个时隙的发送次数为 50 8000 1 16050 8000 1 160 5 一大群ALOHA 用户每秒钟产生50 个请求 包括原始的请求和重传的请求 时槽单位 为40ms a 首次发送成功的几率是多少 b 恰好k 次冲突之后成功的概率是多少 c 所需传送次数的期望值是多少 答 答 a a 在任一帧时间内生成 在任一帧时间内生成 k k 帧的概率服从泊松分布帧的概率服从泊松分布 生成生成 0 0 帧的概率为帧的概率为 e Ge G 对于纯的对于纯的 ALOHAALOHA 发送一帧的冲突危险区为两个帧时 在两帧内无其他帧发送的概率 发送一帧的冲突危险区为两个帧时 在两帧内无其他帧发送的概率 是是 e G ee G e G e 2GG e 2G 对于分隙的对于分隙的 ALOHAALOHA 由于冲突危险区减少为原来的一半 任一帧时内无其他帧发送的 由于冲突危险区减少为原来的一半 任一帧时内无其他帧发送的 概率是概率是 e Ge G 现在时隙长度为现在时隙长度为 40ms40ms 即每秒 即每秒 2525 个时隙 产生个时隙 产生 5050 次请求 所以每个时隙产生两个次请求 所以每个时隙产生两个 请求 请求 G 2G 2 因此 首次尝试的成功率是 因此 首次尝试的成功率是 e e 2 2 1 1 e2e2 b b c c 尝试 尝试 k k 次才能发送成功的概率 即前次才能发送成功的概率 即前 k 1k 1 次冲突 第次冲突 第 k k 次才成功 为 次才成功 为 那么每帧传送次数的数学期望为那么每帧传送次数的数学期望为 17 画出位流 的曼彻斯特编码 答 该信号是一个正方形波具有两个值 高 答 该信号是一个正方形波具有两个值 高 H H 和低 和低 L L 模式 模式 LHLHLHHLHLHLLHHLLHHLLHLHLHHLHLHLLHHLLHHL 18 画出上一个问题中的位流的差分曼彻斯特编码 假设线路的初始状态为低电压 答 答 TheThe patternpattern thisthis timetime isis HLHLHLLHHLLHLHHLHLLH HLHLHLLHHLLHLHHLHLLH 21 考虑在一条 lkm 长的电缆 无中继器 上建立一个 lGbps 速率的 CSMA CD 网 络 信号在电缆中的速度为 km s 请问最小的帧长度为多少 计算机网络第四版 课后练习 答案 答 对于答 对于 1km1km 电缆 单程传播时间为电缆 单程传播时间为 1 5 101 5 10 6 6 s s 即 即 5 5 来回路程传播时间为 来回路程传播时间为 2t2t 10 10 为了能够按照 为了能够按照 CSMA CDCSMA CD 工作 最小帧的发射时间不能小于工作 最小帧的发射时间不能小于 1010 以 以 1Gb s1Gb s 速率速率 工作 工作 1010可以发送的比特数等于 可以发送的比特数等于 因此 最小帧是因此 最小帧是 1010 000000 bitbit 或或 12501250 字节长 字节长 26 千兆以太网每秒钟能够处理多少帧 请仔细想一想 并考虑所有有关的情形 提示 请考 虑干兆位以太同的实质 答 最小的以太网帧为答 最小的以太网帧为 512512 位 所以在位 所以在 1 1 GbpsGbps 的得到或的得到或 200200 万帧万帧 秒 然而 这仅适秒 然而 这仅适 用于帧爆裂操作时 没有帧爆裂 短帧填充到用于帧爆裂操作时 没有帧爆裂 短帧填充到 40964096 位 在这种情况下的最大数目是 对于位 在这种情况下的最大数目是 对于 最大的帧 最大的帧 1214412144 位 位 可以有多达 可以有多达 8234582345 帧帧 秒 秒 29 假设一个l1Mbps 的802 1 b LAN 正在通过无线电信道传送一批连续的64字节的帧 位 错误率为10 7 请问平均每秒钟将有多少帧被损坏 答 每秒传送的帧数答 每秒传送的帧数 11 10 11 106 6 64 8 19531 64 8 19531 帧帧 每秒出错的概率 每秒出错的概率 p 64 8 10p 64 8 10 7 7 512 10 512 10 7 7 每秒损坏的帧数每秒损坏的帧数 r n p 1 r n p 1 帧帧 40 一个专门为了用于快速以太网而设计的交换机有一块可以传送10Gbps 的底板 请问在 最差情况下 它每秒钟可以处理多少帧 答 最坏的情况是答 最坏的情况是 6464 字节 字节 512512 位 帧的无限流位 帧的无限流 如果背板可以处理 如果背板可以处理 109109 个基点 个基点 它可以处理的帧的数目是它可以处理的帧的数目是 109109 512512 这是帧 这是帧 秒 秒 第五章第五章 2 请问有没有可能发生这样的情形 面向连接的服务也会 或者至少应该 以乱序的方式递 交分组 请解释原因 答 有 中断信号应该跳过在它前面的数据 进行不遵从顺序的投递 典型的例子是答 有 中断信号应该跳过在它前面的数据 进行不遵从顺序的投递 典型的例子是 当一个终端用户键入退出 或当一个终端用户键入退出 或 killkill 健时 由退出信号产生的分组应该立即发送 并且应 健时 由退出信号产生的分组应该立即发送 并且应 该跳过当前队列中排在前面等待程序处理的任何数据 即已经键入但尚未被程序读取的数该跳过当前队列中排在前面等待程序处理的任何数据 即已经键入但尚未被程序读取的数 据 据 5 请考虑以下涉及到实现虚电路服务的设计问题 如果在子网内部使用虚电路 那么 每 个数据分组必须有一个3 字节的头 每台路由器必须提供8 字节的存储空间用于电路标识 如果子网内部使用数据报 那么 每个数据分组需要一个15 字节的头 但是不要求路由器 的表宅间 假设每一跳每106 字节的传输开销为1 美分 快速路由器内存的价格是每字节1 美分 2 年以后就贬值了 这里假设每周的工作时间为40 小时 平均每个会话的持续时 间为1000秒 在这段时间中平均传输200 个分组 平均每个分组要求4跳 请问哪种实现方 法更加便宜 便宜多少 答 虚电路实现需要在答 虚电路实现需要在 10001000 秒内固定分配秒内固定分配 5 8 405 8 40 字节的存储器 数据报实现需要字节的存储器 数据报实现需要 比虚电路实现多传送的头信息的容量等于比虚电路实现多传送的头信息的容量等于 15 3 15 3 4 200 4 200 96009600 字节字节 跳段 现在的跳段 现在的 问题就变成了问题就变成了 4000040000 字节字节 秒的存储器对比秒的存储器对比 96009600 字节字节 跳段的电路容量 如果存储器的使跳段的电路容量 如果存储器的使 用期为两年 即用期为两年 即 3600 8 5 52 2 1 7 1073600 8 5 52 2 1 7 107 秒 一个字节秒 一个字节 秒的代价为秒的代价为 1 1 1 5 101 5 107 7 6 7 106 7 10 8 8 分 那么 分 那么 4000040000 字节字节 秒的代价为秒的代价为 2 72 7 毫分 另一方面 毫分 另一方面 1 1 个字节个字节 跳段代跳段代 价是价是 1010 6 6 分 分 96009600 个字节个字节 跳段的代价为跳段的代价为 1010 6 6 9600 9 6 10 9600 9 6 10 3 3分 即 分 即 9 69 6 毫分 即在毫分 即在 这这 10001000 秒内的时间内便宜大约秒内的时间内便宜大约 6 96 9 毫分 毫分 计算机网络第四版 课后练习 答案 7 请考虑图S 7 中的网络 但是忽略线路上的权值 假设宫使用扩散法作为路也算法 如 果一个从A 发向D 的分组的最大跳计数值为3 请列出它将要走的所有路径 同时也说明 官需要消挺多少跳带宽 答 它将遵循下列路线答 它将遵循下列路线 ABCD ABCD ABCF ABCF ABEF ABEF ABEG ABEG AGHD AGHD AGHF AGHF AGEB AGEB andand AGEF AGEF 使用的跳数为使用的跳数为 2424 9 考虑图5 13 a 中的子网 该子网使用了距离矢量路由算法 下面的矢量刚刚到达路由 器C 来自B的矢量为 5 0 8 12 6 2 来自D的矢量为 16 12 6 0 9 10 来自E的矢量 7 6 3 9 0 4 经测量 到B D 和E的延迟分别为6 3 和5 请问C的新 路由表将会怎么样 清给出将使用的输出线路以及期望的延迟 答 通过答 通过 B B 给出 给出 1111 6 6 1414 1818 1212 8 8 通过通过 D D 给出 给出 1919 1515 9 9 3 3 1212 1313 通过通过 E E 给出 给出 1212 1111 8 8 1414 5 5 9 9 取到达每一目的地的最小值 取到达每一目的地的最小值 C C 除外 得到 除外 得到 1111 6 6 0 0 3 3 5 5 8 8 输出线路是 输出线路是 B B B B D D E E B B 12 对于 4800 台路由器的三层次分级路由 请问应该选择多大的区域和群才可以将路由表 的尺寸降低到最小 一个好的起点是 假设在方案中 k 台路由器构成一个区域 k 个区域构 成一个群 并且总共有 k 个群 这样的方案接近于最优的方案 这意味着 k 大约是 4800 的立方根 约等于 16 请试验所在这三个参数在 16 附近的各种组合 答 所谓分级路由 就是将路由器按区 答 所谓分级路由 就是将路由器按区 REGIONREGION 进行划分 每个路由器只须知道在 进行划分 每个路由器只须知道在 自己的区内如何为分组选择路由到达目的地的细节 而不用知道其他区的内部结构 对于自己的区内如何为分组选择路由到达目的地的细节 而不用知道其他区的内部结构 对于 大的网络 也许两级结构是不够的 还可以把区组合成簇 大的网络 也许两级结构是不够的 还可以把区组合成簇 CLUSTERCLUSTER 把簇再组合成域 把簇再组合成域 ZONEZONE 对于等级式路由 在路由表中对应所有的本地路由器都有一个登录项 所有其他 对于等级式路由 在路由表中对应所有的本地路由器都有一个登录项 所有其他 的区 本簇内 的区 本簇内 簇 本域内 和域都缩减为单个路由器 因此减少了路由表的尺寸 簇 本域内 和域都缩减为单个路由器 因此减少了路由表的尺寸 在本题中 在本题中 4800 15 16 204800 15 16 20 当选择 当选择 1515 个簇 个簇 1616 个区 每个区个区 每个区 2020 个路由器时 或个路由器时 或 等效形式 例如等效形式 例如 2020 个簇 个簇 1616 个区 每个区个区 每个区 1515 个路由器 个路由器 路由表尺寸最小 此时的路由 路由表尺寸最小 此时的路由 表尺寸为表尺寸为 15 16 20 5115 16 20 51 TheThe minimumminimum occursoccurs atat 1515 clusters clusters eacheach withwith 1616 regions regions eacheach regionregion havinghaving 2020 routers routers oror oneone ofof thethe equivalentequivalent forms forms e g e g 2020 clustersclusters ofof 1616 regionsregions ofof 1515 routers routers InIn allall casescases thethe tabletable sizesize isis 1515 1616 2020 51 51 16 如图5 72 的子网所示 一个组的成员分布在路由器A B C D E F I 和K 上 请计算路由器 C 的多播生成树 计算机网络第四版 课后练习 答案 答 多生成树是可能的 它们中的一个是 答 多生成树是可能的 它们中的一个是 27 在一个6Mbps 的网络上 有一台主机通过一个令牌桶进行流量调整 令牌桶的填充速 率为1 Mbps 初始时候它被填充到8Mb的容量 请问该计算机以6Mbps 的全速率可以传输 多长时间 答 本题乍看起来 似乎以答 本题乍看起来 似乎以 6Mb s6Mb s 速率发送用速率发送用 4 34 3 秒的时间可以发送完桶内秒的时间可以发送完桶内 8Mb8Mb 的的 数据 使漏桶变空 然而 这样回答是错误的 因为在这期间 已有更多的令牌到达 正数据 使漏桶变空 然而 这样回答是错误的 因为在这期间 已有更多的令牌到达 正 确的答案应该使用公式确的答案应该使用公式 S S C C M P M P 这里的 这里的 S S 表示以秒计量的突发时间长度 表示以秒计量的突发时间长度 M M 表示表示 以每秒字节计量的最大输出速率 以每秒字节计量的最大输出速率 C C 表示以字节计的桶的容量 表示以字节计的桶的容量 P P 表示以每秒字节计量的表示以每秒字节计量的 令牌到达速率 则 令牌到达速率 则 因此 计算机可以用完全速率因此 计算机可以用完全速率 6Mb s6Mb s 发送发送 1 61 6 s s 的时间 的时间 35 一台路由器往外发送大量的总投度 数据 头 为1024字节的IP 分组 假定这些分组生存 10 秒钟时间长 请问 路由器运行的最大线速度为多少才不至于发生IP数据报的ID编号空 间重绕的危险 答 如果线路的比特率是答 如果线路的比特率是 B B 那么路由器可以发射的包 那么路由器可以发射的包 秒数是秒数是 B B 81928192 所以发射 所以发射 分组所需的秒数是分组所需的秒数是 81928192 B B 要拿出要拿出 6553665536 包需要包需要 229229 秒 这等同于包的最长寿命 我们秒 这等同于包的最长寿命 我们 得到得到 229229 B 10B 10 然后 然后 B B 是约个基点 是约个基点 38 如果一个 IP 地址的十六进制表示为 C22 F1582 请将它转换成点分十进制标记 答 答 TheThe addressaddress isis 194 47 21 130 194 47 21 130 39 Internet 上一个网络的子网掩码为255 255 240 0 请问它最多能够处理多少台主机 答 对于一个答 对于一个 B B 类网络 高端类网络 高端 1616 位形成网络号 低端位形成网络号 低端 1616 位是子网或主机域 在子位是子网或主机域 在子 网掩码的低端网掩码的低端 1616 位中 最高有效位中 最高有效 4 4 位为位为 11111111 因此剩下 因此剩下 1212 位用于主机号 因此 存在位用于主机号 因此 存在 40964096 个主机地址 但由于全个主机地址 但由于全 0 0 和全和全 1 1 是特别地址 因此最大的主机数目为是特别地址 因此最大的主机数目为 40944094 4 0 假定从198 16 0 0 开始有大量连续的IP地址可以使用 现在4 个组织A B C和D 按照顺序依技申请4000 2000 4000 和8000 个地址 对于每一个申请 请利用w x y z s 的形式写出所分配的第一个lP 地址 最后一个IP 地址 以及掩码 答 答 ToTo startstart with with allall thethe requestsrequests areare roundedrounded upup toto a a powerpower ofof two two TheThe startingstarting address address endingending address address andand maskmask areare asas follows follows 计算机网络第四版 课后练习 答案 A A 198 16 0 0198 16 0 0 198 16 15 255198 16 15 255 writtenwritten asas 198 16 0 0 20198 16 0 0 20 B B 198 16 16 0198 16 16 0 198 23 15 255198 23 15 255 writtenwritten asas 198 16 16 0 21198 16 16 0 21 C C 198 16 32 0198 16 32 0 198 47 15 255198 47 15 255 writtenwritten asas 198 16 32 0 20198 16 32 0 20 D D 198 16 64 0198 16 64 0 198 95 15 255198 95 15 255 writtenwritten asas 198 16 64 0 19198 16 64 0 19 41 一台路由器刚刚接收到以下新的IP 地址 57 6 96 0 21 57 6 104 0 21 57 6 112 0 21 和57 6 120 0 21 如果所有这些地址都使用同一条输出线路 那么 它们可以被聚集起来吗 如果可以的话 它们被聚集到哪个地址上 如果不可以的话 请问为什么 答 答 TheyThey cancan bebe aggregatedaggregated toto 57 6 96 19 57 6 96 19 43 一台路由器的路由表中有以下的 CIDR 表项 答 答 TheThe packetspackets areare routedrouted asas follows follows a a InterfaceInterface 1 1 b b InterfaceInterface 0 0 c c RouterRouter 2 2 d d RouterRouter 1 1 e e RouterRouter 2 2 56 编写一个函数来完成IP 路由器中的转发过程 该函数有一个IP 地址参数 它也要访问 一张全局表 全局表白许多三元组构成 每个三元组包含三个整数 一个IP 地址 一个子 网掩码和所用的输出线路 该函数利用ClDR 在表中查找由参数指定的IP 地址 然后返回 对应的输出线路值 57 使用traceroute UNIX 环境 或者tracert Windows 环境 程序跟踪一下从你的 计算机到其他各洲的大学的路由路径 你将可以发现一些跨越大洋的链路 以下有些站 点你可以试一试 www berkeley edu California 美国的拥利福尼亚州 www mit edu Massachusetts 美国的马萨诸塞州 www vu nl Amsterdam 荷兰的阿姆斯特丹 www ucl ac uk London 英国的伦敦 www usyd edu au Sydney 澳大利亚的悉尼 www u tokyo ac jp Tokyo 日本的东京 www uct ac za Cape Town 南非的开普敦 第六章第六章 3 在图6 6 的两部分中 有一条注释说明T SERVER PORT 在客户和服务器中必须相同 为什么这一条如此重要 答 如果客户端发送一个数据包答 如果客户端发送一个数据包 server3portserver3port 和服务器没有听这些端口 数据包将不和服务器没有听这些端口 数据包将不 会被发送给服务器 会被发送给服务器 计算机网络第四版 课后练习 答案 4 假设采用时钟驱动方案来生成初始序列号 该方案用到了 一个15位宽度的时钟计数器 并且 每隔100ms 时钟滴答一次 最大分组生存期为60s 请问 每隔多久 需要重新同步 一次 a 在最差情况下 b 当数据每分钟用掉 240 个序列号的时候 答 在具体解答这个问题之前 需要先熟悉一下时钟驱动方案的内容 首先我们引入答 在具体解答这个问题之前 需要先熟悉一下时钟驱动方案的内容 首先我们引入 参数参数 T T 假定在发送出一个分组之后等待长度等于 假定在发送出一个分组之后等待长度等于 T T 的时间 我们就可以肯定 所有关于的时间 我们就可以肯定 所有关于 该分组的踪迹都已消失 不管是该分组本身 还是对于它的确认都不会再以外的出现 我该分组的踪迹都已消失 不管是该分组本身 还是对于它的确认都不会再以外的出现 我 们还假定 每个主机都配有一个表示一天的时间的时钟 不同主机上的时钟不必同步 每们还假定 每个主机都配有一个表示一天的时间的时钟 不同主