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1、注意一些上标 ,也就是指数 , 10 9 为10的9次方计算机网络习题与解答鲁士文编习题一1 在下列情况下，计算传送1000KB 文件所需要的总时间，即从开始传送时起直到文件的最后一位到达目的地为止的时间。假定往返时间RTT 是100 毫秒，一个分组是1KB（即1024 字节）的数据，在开始传送整个的文件数据之前进行的起始握手过程需要2 RTT 的时间。（a） 带宽是 1.5Mbps，数据分组可连续发送。解答：2 个起始的 RTT ：100 2=200 毫秒传输时间： RTT 2=1002=50 毫秒1KB=8 比特 1024=8192 比特发送时间： 1000KB1.5Mbps=819200
2、0 比特 1500， 000 比特 / 秒=5.46 秒所以，总时间等于0.2+5.46+0.05=5.71 秒。（b） 带宽是 1.5Mbps，但在结束发送每一个数据分组之后，必须等待一个RTT 才能发送下一个数据分组。解答：在上一小题答案的基础上再增加999 个RTT 5.71+999 0.1=105.61 秒所以，总时间是105.61 秒。（c） 带宽是无限大的值，即我们取发送时间为0，并且在等待每个RTT 后可发送多达20 个分组。解答：1000KB1KB=1000 分组 1000 分组 20 分组 =50 个RTT 50-1=49 个RTT 2RTT+49RTT+0.5RTT=51.
3、5RTT=0.151.5=5.15 秒。（d） 带宽是无限大的值，在紧接起始握手后我们可以发送一个分组，此后，在第一次等待 RTT 后可发送 21 个分组，在第二次等待RTT 后可发送 22 个分组，。，在第n 次等待 RTT 后可发送 2n 个分组。解答：取n=9 1+2+4+? +2 9 =2 9+1 -1=1023 这样我们就可以发送所有的1000 个分组，而且在第9 次等待 RTT 后只须发送。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - -
4、- - - - - - （512-23 ）个分组就可以了。2RTT+9RTT+0.5RTT=11.5RTT 0.1 11.5=1.15 秒即总的延迟是1.15 秒。2 考虑一个最大距离为2 公里的局域网，当带宽等于多大时传播延时（传播速度为2108 米/ 秒）等于 100 字节分组的发送延时？对于512 字节分组结果又当如何？解答：传播延迟等于：2103 米（ 2108 米 / 秒） =10-5 秒=10 微秒100 字节 10 微秒 =10M 字节 / 秒=80M 位/ 秒512 字节 10 微秒 =51.2M 字节 / 秒=409.6M 位/ 秒因此，带宽应分别等于80M 位/ 秒和 40
5、9.6M 位/ 秒。3 假定有一个通信协议，每个分组都引入100 字节的开销用于头和成帧。现在使用这个协议发送 1M 字节的数据，然而在传送的过程中有一个字节被破坏了，因而包含该字节的那个分组被丢弃。试对于1000、5000、10000 和20000 字节的分组数据大小分别计算“开销+丢失”字节的总数目？分组数据大小的最佳值是多少？解答：设D 是分组数据的大小，那么所需要的分组数目 N=106/D 开销 =100N （被丢弃分组的头部也已计入开销）所以，开销 +丢失 =100106/D+D 分组数据大小 D 开销 +丢弃1000 101000 5000 25000 10000 20000 20
6、000 25000 y=108/D+D 当D=104 时，所以， D 的最佳值是 10000 字节。4一个系统的协议结构有n 层。应用程序产生M 字节长的报文。网络软件在每层都加上h 字节长的协议头。那么，网络带宽中有多大比率用于协议头信息的传输？解答：总共有 n 层，每层加 h 字节，在每个报文上附加的头字节的总数等于hn，因此头消耗的有关空间所占的网络带宽的比率为hn / (M+hn)。5 有两个网络，它们都提供可靠的面向连接的服务。一个提供可靠的字节流，另一个提供可靠的报文流。请问二者是否相同？为什么？解答：不相同。在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流中，网络不做这样的跟踪。
7、例如，一个进程向一条连接写了1024 字节，稍后又写了另外1024 字节。那么接收方共读了 2048 字节。对于报文流，接收方将得到两个报文，每个报文1024 字节。而对于字节流，报文边界不被识别。接收方把全部的2048 字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个不同的报文的事实。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - 习题二6 假定在地球和一个新月亮之间建立一条100M 位/ 秒的链路。从该月亮到地球的距离大约是3
8、85000 公里，数据在链路上以光速310 8 米/ 秒传输。（a） 计算该链路的最小RTT 。解： 最小 RTT 等于 2385000000 米（ 310 8 米/ 秒） =2.57 秒（b） 使用 RTT 作为延迟，计算该链路的“延迟带宽”值。解： “延迟带宽”值等于2.57 秒 100M 位/ 秒=257M 位 32M 字节（c） 在（ b）中计算的“延迟带宽”值的含义是什么？解： 它表示发送方在收到一个响应之前能够发送的数据量。（d） 在月亮上用一个照相机拍取地球的相片，并把它们以数字形式保存到磁盘上。假定在地球上的任务控制要下载25M 字节的最新图象，那么，从发出数据请求到传送结束最
9、少要化多少时间？解： 在图象可以开始到达地面之前，至少需要一个RTT 。假定仅有带宽延迟，那么发送需要的时间等于 25M 字节 100M 位 / 秒=200M 位 100M 位/ 秒=2 秒。所以，直到最后一个图象位到达地球，总共化的时间等于2.0+2.57=4.57 秒。2如图所示，主机A 和B 每个都通过 10M 位 / 秒链路连接到交换机S 。在每条链路上的传播延迟都是20 微秒。 S 是一个存储转发设备，在它接收完一个分组后35 微妙开始转发收到的分组。试计算把10000 比特从 A 发送到 B 所需要的总时间。（a） 作为单个分组解： 每条链路的发送延迟是1000010M 位/ 秒=
10、1000 微秒总的传送时间等于21000+2 20+35=2075 微秒。（b）作为两个 5000 位的分组一个紧接着另一个发送解： 当作为两个分组发送时，下面列出的是各种事件发生的时间表：T=0 开始T=500 A 完成分组 1 的发送，开始发送分组2 T=520 分组 1 完全到达 S T=555 分组 1 从S 起程前往 B T=1000 A 结束了分组 2 的发送T=1055 分组 2 从S 起程前往 B T=1075 分组 2 的第 1 位开始到达 B T=1575 分组 2 的最后 1 位到达 B 事实上，从开始发送到A 把第 2 个分组的最后1 位发送完经过的时间为2500 微妙
11、，第1 个链路延迟 20 微妙，交换机延迟为35 微妙（然后才能开始转发第2 个分组），名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 500 微妙的发送延迟，第2 个链路延迟 20 微妙，所以，总的时间等于2500 微妙 +20 微妙 +35 微妙 +500 微妙 +20 微妙 =1575 微妙。3. 现在要在光纤上发送一个计算机屏幕图象序列。屏幕大小为480 x640 象素，每个象素24 位，每秒 60 幅屏幕图象。问需要
12、多大的带宽？假定每赫兹调制一个比特，那么对于中心波长为 1.30 m 的波段，这个带宽所对应的波长范围有多大？解答 : 数据速率是 480 x640 x24x60 bps ，即 442Mbps f = 4.42 x 108因此，需要 442 Mbps 的带宽，对应的波长范围是2.5 x 10 6 微米。4. 奈魁斯特定理适用于光纤吗？还是仅适用于铜线？解答 : 奈魁斯特定理是一个数学性质，不涉及技术处理。该定理说，如果你有一个函数，它的傅里叶频谱不包含高于f 的正弦或余弦，那么以2f 的频率采样该函数，那么你就可以获取该函数所包含的全部信息。因此奈魁斯特定理适用于所有介质。5. 假定 PSTN
13、 的带宽是 3000HZ，典型的信噪功率比是20dB，试确定可以取得的理论上最大的信息（数据）速率。解答 ：现在，因此， C = 3000 log2(1+100) = 19 936 bps 即可以取得的理论上最大的信息（数据）速率是19 936 bps 。习题三1 假定我们要发送信息 11001001，并且使用 CRC 多项式 x3+1 来检错（a） 使用多项式长除来确定应该发送的信息块。解答： 取信息 11001001，附加 000，并用 1001 去除，余数是 011 应该发送的信息块是 11001001011 （b） 假定信息块最左边的比特由于在传输链路上的噪音而变化，接收方CRC 计算
14、的结果是什么？接收方是怎样知道发生了错误的？解答： 把第1 位变反，得到 01001001011 ，再用 1001 去除，得到商 01000001，余数是 10。由于余数不为零，所以接收方知道发生了错误。2 假定一个成帧协议使用比特充填，示出当帧包含下列比特序列时在链路上发送的比特序列。110101111101011111101011111110 解答： 110101111100101111101010111110110 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 2
15、0 页 - - - - - - - - - 3在大多数网络中，数据链路层通过请求重传损坏帧来处理传输错误。如果一个帧被损坏的概率为 p，在确认帧永远不会被丢失的情况下发送一帧所需要的平均传输次数是多少？解答：一个帧需要传输k 次的概率 pk 是开头 k-1 次传输尝试失败的概率p k-1 乘以第 k 次传输成功的概率（1-p ）。因此，平均传输次数是：4考虑在一条 20 公里长的点到点光纤链路上运行的ARQ 算法a) 假定光在光纤中的传播速度是2108 米/ 秒，试计算该链路的传播延迟。解答：传播延迟 =20103 米（ 2108 米/ 秒）=100 微妙b) 为该ARQ 建议一个适当的超时值
16、。解答：往返时间大约为 200 微妙。可以把超时值设臵成该时间长度的2 倍，即0.4 毫秒。取决于在实际的 RTT 中的变化量额，有时候取小一些的值（但大于0.2 毫秒）也许更合理。c) 按照给出的这个超时值实现ARQ 算法，为什么该 ARQ 算法在运行过程中还可能超时而重传帧呢？解答：前面传播延迟的计算没有考虑处理延迟，而在实践中远方结点可能引入处理延迟，即它也许不能够立即回答。5 PPP 是以HDLC 为基础的， HDLC 使用位充填防止在有效载荷内偶尔出现的标志字节产生混淆。给出至少一个理由，说明PPP 为什么使用字符充填来代替位充填。解答：PPP 被明确地设计成是以软件形式实现的，而不
17、像HDLC 那样几乎总是以硬件形式实现。对于软件实现，完全用字节操作要比用单个位操作简单得多。此外，PPP 被设计成跟调制解调器一道使用，而调制解调器是以1 个字节为单元而不是以1 个比特为单元接受和发送数据的。习题四1一大批 ALOHA 用户每秒产生50 次请求，包括初始请求和重传的请求。时间以40 毫秒为单位分槽（a） 首次尝试的成功率是多少？解答：在任一帧时内生成k 帧的概率服从泊松分布生成 0 帧的概率为 eG 对于纯 ALOHA ，发送一帧的冲突危险区为两个帧时，在两帧内无其它帧发送的概率为eG eG =e 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
18、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - - 2G 对于分槽 ALOHA ，由于冲突危险区减少为原来的一半，任一帧时内无其它帧发送的概率是e G 。现在时槽长度为40 毫秒，即每秒25 个时槽，产生 50 次请求，所以每个时槽产生两个请求，G=2。因此，首次尝试的成功率是e -2 =1/e 2 （b） k 次冲突后成功的概率是多少？解答：（ 1-e -G ）k eG =(1-e -2 ) k e -2 =0.135 (1-0.135) k =0.135 0.865 k （c） 所需要的发送尝试的次数
19、的期望值是多少？解答：尝试 k 次才能发送成功的概率（即前k-1 次冲突，第 k 次才成功）为：pk=e -G (1-e -G ) k-1 那么每帧传送次数的数学期望为21982 年的以太网规范允许在任意两个站之间可以有长达1500 米的同轴电缆、1000 米的其它点到点连接线缆和两个重发器。每个站或重发器通过最长可达50 米的分接电缆连接到名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - - 同轴电缆。附表列出了跟每种设备相关的典
20、型延迟值（其中的c 等于光在真空中的速度3 108 米/ 秒）条目延迟同轴电缆传播速度 0.77c 链接 / 分接电缆传播速度 0.65c 重发器每个大约 0.6 微秒收发器每个大约 0.2 微秒由于表中所列出的各种延迟，以比特为单位计量的最坏情况下的来回路程传播延迟是多少？解答：单程延迟：同轴电缆 1500 米 6.49 微妙链接线缆 1000 米 5.13 微秒重发器两个 1.2 微妙收发器六个（每个重发器两个，每个站一个） 1.2 微妙尾缆 6 50 米 1.54 微妙累计 15.56 微妙来回路程延迟大约31.1 微妙或 311 比特标准允许的来回路程总延迟是464 比特，加上 48
21、位的加强碰撞信号刚好等于512 位的最小分组尺寸。3为什么说以太网帧的长度段对于相邻上层（子层）是重要的？解答：以太网有一个最小帧大小限制（对于10Mbps 是64 字节）；较小的分组必须加衬垫，以填充到最小帧大小。否则，把整个数据段的内容都递交给相邻上层，它将无法区分实际数据和填充。4假定以太网的来回路程传播延迟是46.4 微妙。这导致512 比特的最小分组尺寸（464 位的传播延迟 +48 位碰撞增强信号）。（a） 如果延迟时间保持常数，当信号速率上升到100Mbps 时，最小分组大小将是多少？解答：假定仍使用48 位的 JAM 信号，那么最小分组尺寸将是4640 位+48 位=4688
22、位=586 字节（b） 如此大的最小分组尺寸的缺点是什么？解答：这个分组尺寸比许多高层分组尺寸大得多，产生相当数量的带宽浪费（c） 如果兼容性不是一个问题，怎样制定规范才能允许一个较小的最小分组尺寸？解答：如果减少最大冲突域直径，并且其它各种容许量都很紧张，那么最小分组尺寸可以比较小。5广播子网的一个缺点是有多个主机试图访问信道时造成的信道容量浪费。作为一个简单例子，假设把时间分为离散的时间片，n 台主机中每一台主机在每个时间片内试图占有信道的概率为 p。求由于冲突被浪费的时间片的比例。解答：先区别n+2 种事件。从事件1 直到事件 n 都是由对应的主机试图使用通道而不发生碰撞获得成功的条件形
23、成。这些事件中的每一个的概率都p（ 1-p）n-1 。事件 n+1 是一个空名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 20 页 - - - - - - - - - 闲通道，其概率是（1-p ）n 。事件 n+2 是一次碰撞。由于这n+2 个事件是穷举的和完备的，它们概率的和必定是1。因此，碰撞的概率，即浪费的时间片的比率是：np（1-p ）n-1 - （1-p ）n 习题五1在令牌总线中，如果某站点接到令牌后即崩溃，将会发生什么情况？802.4 协议是如何处理这种情
24、况的？解答：在一个站将令牌传出之后，它就观察它的后继站是否传出一帧或者交出令牌。如果二者均未发生，那么该站将再次传出令牌。如果第二次仍失败，该站就发送WHO_FOLLOWS 帧，该帧中标明了后继站的地址。当崩溃站点的后继站看到WHO_FOLLOWS 帧中给出的地址是自己的前站地址，它就发送SET_SUCCESSOR 帧给出错站点的前方站点作为响应，声明自己将成为新的后继站。这样，出错的站点就从环中移去。2当数据传输速率为5Mbps ，且传播速度为200 米 / 微妙时，令牌环接口中的一个比特时延等价于多少米的电缆？解答：在 5Mbps 速率下，一个位时等于200 毫微妙，在 200 毫微妙时间
25、内信号可以传播的距离是 20010 -3 200=40 米因此，令牌环接口中的一个比特延时等价于40 米的电缆。3有一个重负荷的1 公里长的 10Mbps 的令牌环网，其传播速率是每微妙200 米， 50 个站空间上均匀绕环分布。数据帧256 位，其中包括32 位开销，确认应答捎带在数据帧上，因此是包括在数据帧内备用的位中，而不占用额外的时间。令牌是8 位。请问，这个环的有效数据速率比CSMA/CD 网高还是低？解答：从获取到令牌的时刻开始计量，发送一个分组需要0.1 256=25.6 微妙。此外，必须发送一个令牌，需要0.1 8=0.8 微妙的时间。令牌必须传输20（=100050）米，经过
26、时间20200=0.1 微妙才能到达下一站。此后，下一站又可以再发送数据帧。因此，我们在26.5 （=25.6+0.8+0.1）微妙内发送了224 （=256-32 ）位的数据， 数据速率等于22426.5 8.5Mbps，而10Mbps 的CSMA/CD 在重负荷 50 个站的情况下的有效数据率不超过3Mbps 。显然，该令牌环网强于以太网的有效带宽。4一个大的 FDDI 环有 100 个站，令牌环行时间是40 毫秒。令牌保持时间是10 毫秒。该环可取得的最大效率是多少？解答：由于共有100 个站，且环行时间是40 毫秒，所以令牌在两个邻接站之间的传播名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
27、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 20 页 - - - - - - - - - 时间是 40/100 ，即 0.4 毫秒。这样一个站可以发送10 毫秒，接着是0.4 毫秒的间隙，在此期间令牌移动到下一站。因此最好情况的效率是：10（ 10+0.4 ） 96% ，即该环可取得的最大效率是 96%. 5假定信号在光纤中的延迟是每公里5 微妙，试计算以时间和比特表示的下列FDDI 环配臵的延迟。假定可用的位速率是100Mbps。（a） 2 公里环，带有20 个站；（b） 20 公里环，带有200 个站；
28、（c） 100 公里环，带有500 个站。解答：设信号传播延迟等于Tp，一个站的延迟等于Ts，N 表示站的数目，那么环延迟 T1 = Tp + NTs。在这里， Ts = 0.01 微妙（a） T1 = 2 5 + 20 0.01 = 10.2 微妙，或1020 比特（b） T1 = 205 + 200 0.01 = 102 微妙，或10200 比特（c） T1 = 1005 + 500 0.01 = 505 微妙，或50500 比特需要指出的是，上述值的计算是假定仅使用主环。如果发生了故障，将双环重构成单环，信号传播延迟值将加倍。而且，对于每个双附接站，站延迟也将加倍。习题六1 下图表示 L
29、AN 通过网桥互连。请按照图上所标的网桥ID 和端口号，利用生成树算法求出此网络的生成树。图06-15 习题 1 插图解答：2考虑建立一个CSMA/CD 网，电缆长 1 公里，不使用重发器，运行速率为1Gbps。电缆中的信号速度是200000 公里 / 秒。问最小帧长度是多少？解答：对于 1 公里电缆，单程传播时间为1200000=510 -6 秒，即 5 微妙，来回路程传播时间为 2=10 微妙。为了能够按照CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能小于10 微妙。以 1Gbps 速率工作， 10 微妙可以发送的比特数等于：因此，最小帧是10000 位或 1250 字节长。3考察下图中示出的
30、透明桥接器的布局。假定开始时所有的转发表都是空的，试给出在下列的传输序列之后，桥接器B1-B4 中的每一个的转发表的内容：*A 给C 传送*C 给A 发送*D 给C 发送要求在表中用可以从一个端口可以直接到达的那个邻居结点来标识该端口，例如，B1 的两名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 20 页 - - - - - - - - - 个端口可标识为B1 的A 端口和 B1 的 B2 端口。解答：当 A 给C 传送时，所有的桥都看到了分组，知道A 在哪里。然而，当
31、随后C 给A 发送时，分组经过已知路径B3-B2-B1 直接前往 A，B4 不知道 C 在哪里。类似地，当D 给C 发送时，分组经 B4 传播到 B2 后，经已知路径B2-B3 直接前往 C， B1 不知道 D 在哪里。所以现在桥接器 B1-B4 中的每一个的转发表的内容分别为：桥B1：目的地 A- 端口 A，目的地 C端口 B2 （无 D）桥B2：目的地 A- 端口 B1，目的地 C端口 B3，目的地 D端口 B4 桥B3：目的地 A- 端口 B2，目的地 C端口 C，目的地 D端口 B2 桥B4：目的地 A- 端口 B2，目的地 D端口 D （无 C）4考虑图 06-17 所示的子网。使用
32、距离向量路由选择，下列向量刚刚被路由器C 收到：来自 B：（ 5，0，8，12，6， 2）来自 D：（ 16，12，6， 0，9，10）来自 E：（ 7，6，3，9，0，4）路由器 C 测量得到的到达B 、 D 和E 的延时分别等于6、3 和5。试问路由器C 的新的路由表是什么？请给出所使用的输出线路和所预期的延时。图06-17 习题 4 插图解答：通过 B 给出（ 11，6，14，18，12， 8）通过 D 给出（19，15，9，3，12，13）通过 E 给出（12，11，8，14，5，9）取到达每一目的地的最小值（C 除外）得到：（11， 6，0，3，5，8）输出线路是：（B，B， - ，
33、D，E，B）5图 06-18 中每个圆圈代表一个网络节点，每一条线代表一条通信线路，线上的标注表示两个相邻节点之间的代价。图06-18 习题 5 插图请根据 Dijkstra 最短通路搜索算法找出A 到J 的最短路径。规定使用直接在图上加标注的方法，而且，在答案中只要求：（1）依次列出每一步的工作节点（2）给出从 A 到J 的最短路径及代价（3）在原图上示出最后一步算法完成时图上每个节点（除A 以外）的标注。解答： (1) 每一步的工作节点如下：(2) 从 A 到J 的最短路径是ACDEGIJ ，代价等于 15 。(3) 最后一步算法完成时图上每个节点（除A 以外）的标注如图5-20 所示。图
34、06-18 （b） 最后一步算法完成时图上每个节点（除A 以外）的标注名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 20 页 - - - - - - - - - 习题七1. 在一个网络中，假定所有的路由器和主机都工作正常，所有软件的运行也都没有错误，那么是否还有可能（尽管可能性很小）会把分组投递到错误的目的地？解答：有可能。大的突发噪音可能破坏分组。使用k 位的检验和，差错仍然有2 -k 的概率被漏检。如果分组的目的地段或虚电路号码被改变，分组将会被投递到错误的目的地
35、，并可能被接收为正确的分组。换句话说，偶然的突发噪音可能把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组。2在 X.25 分组中，没有采用错误检测机制（无分组检查序列）。试说明为什么 X.25 还能保证所有传输的分组都被正确投递。解答：尽管在X.25 分组中，没有采用错误检测机制（无分组检查序列）, 但在数据链路层采用HDLC 或类似的协议，保证了端点设备跟X.25 交换机之间以及X.25 相邻交换机之间数据传送的完整性。另外，X.25 分组格式设有发送和接收序列号，能够查出在结点转发过程中的分组丢失现象，并通过重臵和重启动等措施加以恢复和纠正。所以，X.25 能够保
36、证所有传输的分组都被正确投递。3在 X.25 的第2 级和第 3 级都使用了流控机制。这样做多余吗？还是必需？试说明理由。解答：在 X.25 的第 2 级和第 3 级都使用了流控机制。这样做是必需的。因为第2 级使用的流控机制只能保证在端点设备跟X.25 交换机之间以及在X.25 相邻交换机之间数据传送的过程中不会发生溢出现象，而不能保证在从源端点设备到目的地端点设备数据传送的过程中不会发生溢出现象。所以，为了保证在从源端点设备到目的地端点设备数据传送的过程中不会发生溢出现象，第3 级也必需使用流控机制。4有没有虚电路服务需要以非顺序的方式投递分组的情况？请解释。解答：有。中断信号应该跳过在它
37、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kill）键时。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据）。5 2n-1 个路由器互相连接成一个集中式二叉树，树的每个节点上都名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 20 页 - - - - - - - - - 有一个路由器。路由器i 要和路由器 j 通信，必须先把信息发到树的根，然后根再把信息往下发给j 。假定
38、每一对路由器间的通信都类似，请推导出在 n 取值很大的条件下每个信息传输所经过的平均跳段数的近似表达式。解答：路由器到路由器通路的平均长度是路由器到根的通路的平均长度的2 倍。设根在树中的层号是 1，最深的层号是n。显然，总的节点数等于N=1+2+4+2n-1=1(2n-1) (2-1)=2n-1 从根到第 n 层的通路需要n-1 跳段，第 n 层路由器的数目是2n-1，当 n 很大时，2n-1N2n-12n=1/2 ，即有一半的路由器位于第n 层。从根到第 n-1 层的通路要 n-2 跳段，第 n-1 层路由器的数目是2n-2，当 n 很大时，2n-2N=2n-2（ 2n-1） 2n-2 2
39、n=1/4 ，因此，平均通路长度为：L=0.5 （ n-1 ）+0.25 （ n-2 ）+0.125 （ n-3 ）+ +0.5 n-1 n-(n-1)+0.5 n (n-n) = 0.5n+0.25n+0.125n+ +0.5 n n-0.5 1+0.5 2 2+0.5 3 3+? +0.5 n n = (0.5+0.25+0.125+ +0.5 n ) n (1+0.5+0.25+0.5 n 2)=1 n-2=n-2 2L=2n-4 所以，路由器到路由器通信的平均跳段数近似为2n-4 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
40、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 20 页 - - - - - - - - - 习题八1在一条 ISDN B 信道上以传真的方式传送一幅810 英寸图象要花多少时间？假设传真机把每英寸数字化为300 个象素，每个象素用4 比特表示。当前的传真机在普通电话线上比这要快，你认为我们是怎样做到的？解答：这幅图象有810=80 平方英寸，总共有（8300）（ 10300）=7200，000 个象素。每个象素用4 比特表示，总的数据量为47200000=28.8 M 比特，即 28800k 比特。在ISDN B 信道上以 64kbps 速率发送，所需花的时间是2880
41、0 64=450 秒。当前的 FAX 机器每个象素仅使用1 比特，节省了一个因子4，但当前的 FAX 调制解调器运行速率是14.4kbps ，不是 64kbps ，因此发送一个整页仍需450 秒。它们看起来比较快的原因是因为大多数页的百分之九十五是空白，而所使用的行程编码把这些空白全部删除了。2试举出在 ISDN 网中配臵 NT12（相对于 NT1 和NT2）的一个优点和一个缺点。解答：在 ISDN 的拓扑结构中，NT1 设备包括跟在用户建筑物内ISDN 物理的和电气的端接相关的功能。 NT1 可以由 ISDN 提供者控制，形成到达网络的一个边界。这个边界把用户跟订户回路的传输技术隔离开来，并
42、为附接用户设备提供物理连接器接口。此外，NT1 执行诸如回路测试和性能监视等线路维护功能。NT1 支持多个通道（例如2B+D）；在物理层，使用同步时分复用技术，把这些通道的位流复用在一起。NT1 接口可以通过多投点配臵支持多个设备，例如一个住户接口可能包括一部电话、一台个人计算机和一个报警系统，所有这些设备都通过一条多投点线路附接到单个NT1 接口。NT2 是一个智能设备，能够执行交换和集中功能；它可以包括OSI 模型直至第 3 层的功能。 NT2 的例子包括数字PBX ，终端控制器和局域网。NT1 和 NT2 设备可以被结合成单个设备，称作NT12。该设备处理物理层、数据链路层和网络层功能。
43、NT12 的优点是比较便宜，但是如果线路技术改变了，整个的设备必须更换。3 对于图 A-1 中所给出的网络，试列出到达每一个目的地结点的数据报转发表。图中对每条链路都已标出了相对代价；你的转发表应该能够把每个分组都通过最小代价通路往目的地转发。解答：4试举出帧中继相对于租用电话线路的一个优点和一个缺点。解答：帧中继的一个缺点是用户不能够在全天所有的时间内以全速发送数据。它的一个优点是比较便宜。仅当你需要用它的时候，它才像是在起一条租用线路的作用。5在一个有 50 个路由器的网络中，假定延时用8 个比特记录，每个路由器有3 条线路跟其它路由器互连，每秒钟交换两次延迟向量。试问，该分布式路由器算法
44、在每条线路上（全双工）消耗了多少带宽？解答：路由表的长度等于8 50=400 比特。该表每秒钟在每条线路上发送2 次，因此， 400 2=800bps，即在每条线路的每个方向上消耗的带宽都是800bps。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 20 页 - - - - - - - - - 习题九1一个 ATM 交换机有 1024 条输入线路和1024 条输出线路。线路按照SONET 的 622Mbps 速率运行，这样用户速率大约为594Mbps，则交换机总的带宽
45、应该有多少？它每秒至少可以处理多少个信元？解答： OC-1 速率 51.84Mbps 中除去段开销、线路开销和通路开销。用户数据传输速率为49.536Mbps 。SONET 的622Mbps 对应于 OC-12，因此相应的用户数据传输速率为49.536 12=594.432 594Mbps。5941024=608256Mbps，约为 608Gbps 6088531.43 所以，交换机的总带宽为608Gbps，它每秒至少可以处理1.43 千兆个信元。2. 在ATM 链路的总带宽中有多大比例被ATM 信元头消耗掉了？当用户数据是512 字节长时，被 AAL 5 的所有非载荷位（包括ATM 层）消耗
46、掉总带宽的百分之几？解答：在 53 字节的信元中有5 个字节的头，所以ATM 头的开销大约是9.4%。当该分组通过AAL 5 发送时，我们先附加8 个字节的 AAL 5 尾部形成 CS-PDU ，接着加 8 个字节的填充，使得它是48 字节的整数倍 （512+8） 48 = 10 ? 40 。然后我们把它分割成11 个信元。总的开销是 8+8+115=71 字节71（ 512+71）=12.1% 所以被 AAL 5 的所有非载荷位（包括ATM 层）消耗掉总带宽的12.1%. 3请说明漏桶算法为什么每个滴答时间允许一个分组进入网络，而不考虑分组的大小。解答：原始漏桶算法很简单。漏桶由一个有限队列
47、构成。当分组到达时，如果队列未满，将其加到队尾；否则丢弃它。每个时钟节拍发送一个分组（除非队列为空）。通常计算机能够以很高的速率产生数据，网络也可以用同样的速率运行。然而，路由器却只能在短时间内以同样高的速率处理数据。对于排在队列中的一个分组，不管它有多大，路由器必须做大约相同份量的工作。显然，处理10 个100 字节长的分组所做的工作要比处理1 个1000 字节长的分组所做的工作多得多。4一个 ATM 网络使用令牌漏桶方案管制交通。每5 微秒钟放入漏桶一个新的令牌。试问最大的可持续的净数据速率（即不包括头位）是多少？解答：在令牌漏桶算法中，漏桶可以保留令牌。由一个时钟每隔T 秒生成一个令牌，
48、每传送一个分组，就必须得到和消耗一个令牌。例如对于一个保留着3 个令牌的桶，如果有5 个分组等着传送，那么5 个分组中的 3 个可以被立即传送出去，但其余2 个必须等待新令牌的生成。每5 微妙产生 1 个令牌， 1 秒=10 6 微妙， 1 秒钟可以发送210 5 个信元。每个信元含有48 个数据字节，即8 48=384 个比特。 384210 5 =76.8 10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 20 页 - - - - - - - - - 6 bps
49、 所以，最大的可持续的净数据速率为76.8Mbps。5在一个 6Mbps 网络上的一台计算机受到令牌漏桶的交通管制。假定令牌填入速率为1Mbps，开始时漏桶装填的容量是8M 位。那么，计算机可以用完全速率6Mbps 发送多长时间？解答：本题乍看起来，似乎以6Mbps 速率发送用 4/3 秒时间可以取完桶内8M 位的数据，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。正确的答案应该使用公式 S=C / （M-P），这里的 S 表示以秒计量的突发时间长度，M 表示以每秒字节计量的最大输出速率，C 表示以字节计的桶的容量，P 表示以每秒字节计量的令牌到达速率。用C=810 6
50、 8=10 6 ，M=6 10 6 8 P=1 10 6 8 代入公式得到因此，计算机可以用完全速率6Mbps 发送 1.6 秒的时间。习题十1. 计算机 little-sister.cs.vu.nl 的IP 地址是 130.37.62.23，那么该计算机是在A 类、 B 类还是 C 类网上？解答：由于该计算机 IP 地址的开头 8 位是十进制数 130，因此它是在 B 类网络上。2. 假定 IP 的B 类地址不是使用16 位而是使用 20 位作为 B 类地址的网络号部分，那么将会有多少个B 类网络？解答：除去 2 位作为前缀，将剩下18 位表示网络。从概念上讲，网络数目可以有218 或262