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2011
01-05

计算机网络1—7章课后习题精华总结


计算机网络课后习题

第一章

1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

答:

1 )电路交换:实现了端对端通信,通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。

2 )报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽,对突发式数据通信效率高,通信迅速。

3 )分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。

 

1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共 x bit )。从源点到终点共经过 k 段链路,每段链路的传播时延为 d s ),数据率为 b(b/s) 。在电路交换时电路的建立时间为 s(s) 。在分组交换时分组长度为 p(bit) ,且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?(提示:画一下草图观察 k 段链路共有几个结点。)

答:

线路交换时延: kd+x/b+s

分组交换时延: kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)

其中 (k-1)*(p/b) 表示 K 段传输中,有 (k-1) 次的储存转发延迟,当 s>(k-1)*(p/b) 时,电路交换的时延比分组交换的时延大,当 x>>p ,相反。

 

1-17 收发两端之间的传输距离为 1000km ,信号在媒体上的传播速率为 2 × 10^8m /s 。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:

1 数据长度为 10^7bit ,数据发送速率为 100kb/s

2 数据长度为 10^3bit ,数据发送速率为 1Gb/s

从上面的计算中可以得到什么样的结论?

解:

1      发送时延: ts=10^7/10^5=100s

传播时延 tp=10^6/(2 × 10^8)=0.005s

2      发送时延 ts =10^3/10^9=1µs

传播时延: tp=10^6/(2 × 10^8)=0.005s

结论:若数据长度大而发送速率低,则在总的时延中,发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高,则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

 

1-18 假设信号在媒体上的传播速度为 2 × 10^8m /s. 媒体长度 L 分别为:

1 10cm (网络接口卡)

2 100m (局域网)

3 100km (城域网)

4 5000km (广域网)

试计算出当数据率为 1Mb/s 10Gb/s 时在以上媒体中正在传播的比特数。

解:

1      1Mb/s: 传播时延 =0.1/(2 × 10^8)=5 × 10^-10

比特数 =5 × 10^-10 × 1 × 10^6=5 × 10^-4

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-10 × 1 × 10^9=5 × 10^-1

2      1Mb/s: 传播时延 =100/(2 × 10^8)=5 × 10^-7

比特数 =5 × 10^-7 × 1 × 10^6=5 × 10^-1

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-7 × 1 × 10^9=5 × 10^2

3      1Mb/s: 传播时延 =100000/(2 × 10^8)=5 × 10^-4

比特数 =5 × 10^-4 × 1 × 10^6=5 × 10^2

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-4 × 1 × 10^9=5 × 10^5

4      1Mb/s: 传播时延 =5000000/(2 × 10^8)=2.5 × 10^-2

比特数 =2.5 × 10^-2 × 1 × 10^6=5 × 10^4

1Gb/s: 比特数 =2.5 × 10^-2 × 1 × 10^9=5 × 10^7

 

1-19 长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送,需加上 20 字节的 TCP 首部。再交给网络层传送,需加上 20 字节的 IP 首部。最后交给数据链路层的以太网传送,加上首部和尾部工 18 字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据(即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销)。若应用层数据长度为 1000 字节,数据的传输效率是多少?

解:

1 100/ 100+20+20+18 =63.3%
2 1000/ 1000+20+20+18 =94.5%

 

1-24      论述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。

答:

综合 OSI TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。各层的主要功能:

物理层:

物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第 0 层)。物理层主要描述传输媒体的接口特性,如机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。

 

数据链路层:

数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧( frame )为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。

 

网络层:

网络层的任务就是要选择合适的路由,使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站,实现数据包的转发,并交付给目的站的运输层。

 

运输层:

运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。

 

应用层:

应用层直接为用户的应用进程提供服务。

 

第二章

2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香农公式在数据通信中的意义是什么?“比特 / 每秒”和“码元 / 每秒”有何区别?

答:

数据在信道中的传输速率受介质类型、质量、信噪比等因素的影响。受传输环境及介质质量等因素影响,信噪比不能任意提高。

香农公式在数据通信中的意义是:只要信息传输速率低于信道的极限传信率,就可实现无差传输。

比特 / 每秒是信息传输速率的单位,码元 / 每秒指码元传输速率,也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。

 

 

2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000 / 秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为 16 个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率( b/s ?

答: C=R*Log2 16=20000 *4=80000b/s

 

 

2-08 假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据(无差错传输),试问这个信道应具有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)

答:

C=Wlog2 1+S/N (b/s)

W=3khz C=64khz

S/N=64.2dB   是个信噪比要求很高的信源

 

2-09 用香农公式计算一下,假定信道带宽为 3100Hz ,最大信道传输速率为 35kb/s ,那么若想使最大信道传输速率增加 60 %,问信噪比 S/N 应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S/N 应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍,问最大信息速率能否再增加 20 %?

答:

C = W log2 (1+S/N) b/s

SN1=2^ C1/W -1=2^ 35000/3100 -1=2504

SN2=2^ C2/W -1=2^ 1.6*C1/w -1=2^ 1.6*35000/3100 -1=274132

SN2/SN1=109 信噪比应增大到约 109 倍。

C3=Wlong2 1+SN3 =Wlog2 1+10*SN2

3100*log10 (2741320)/log10 (2) = 66298

C3/C2=(66298-3100*1.6/3100*1.6) =18.38% ( 书: 18.5%)

如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍,最大信息通率只能再增加 18.38% 左右

 

 

 

 

 

第三章

3-01  数据链路 ( 即逻辑链路 ) 与链路 ( 即物理链路 ) 有何区别 ? “ 电路接通了 数据链路接通了 的区别何在 ?

答:

数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外,还必须有一些必要的规程来控制数据的传输,因此,数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

电路接通了 表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比特流了,但是,数据传输并不可靠,在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是 数据链路接通了 ,此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能,才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路,进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时,物理电路连接不一定跟着断开连接。

 

3-04  数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决?

答:

帧定界是分组交换的必然要求

透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆

差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

 

3-07  要发送的数据为 1101011011 。采用 CRC 的生成多项式是 P X =X4+X+1 。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个 1 变成了 0 ,问接收端能否发现?若数据在传输过程中最后两个 1 都变成了 0 ,问接收端能否发现?采用 CRC 检验后,数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输?

答:

作二进制除法, 1101011011 0000/10011 得余数 1110 ,添加的检验序列是 1110.

作二进制除法,两种错误均可发现

仅仅采用了 CRC 检验,缺重传机制,数据链路层的传输还不是可靠的传输。

 

3-20  假定 1km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 1Gb/s 。设信号在网络上的传播速率为 200000km /s 。求能够使用此协议的最短帧长。

答:对于 1km 电缆,单程传播时间为 1/200000=5 微秒,来回路程传播时间为 10 微秒,为了能够按照 CSMA/CD 工作,最小帧的发射时间不能小于 10 微秒,以 Gb/s 速率工作, 10 微秒可以发送的比特数等于 10*10^-6*10^9=10000 ,因此,最短帧是 10000 位或 1250 字节长。

 

3-22  假定在使用 CSMA/CD 协议的 10Mb/s 以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞,执行退避算法时选择了随机数 r=100 。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据?如果是 100Mb/s 的以太网呢?

答:

对于 10mb/s 的以太网,以太网把争用期定为 51.2 微秒,要退后 100 个争用期,等待时间是 51.2 (微秒) *100=5.12ms

对于 100mb/s 的以太网,以太网把争用期定为 5.12 微秒,要退后 100 个争用期,等待时间是 5.12 (微秒) *100=512 微秒

 

3-24  假定站点 A B 在同一个 10Mb/s 以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为 225 比特时间。现假定 A 开始发送一帧,并且在 A 发送结束之前 B 也发送一帧。如果 A 发送的是以太网所容许的最短的帧,那么 A 在检测到和 B 发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕?换言之,如果 A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞,那么能否肯定 A 所发送的帧不会和 B 发送的帧发生碰撞?(提示:在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时,在 MAC 帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符)

答:

设在 t=0 A 开始发送,在 t= 64+8 *8=576 比特时间, A 应当发送完毕。 t=225 比特时间, B 就检测出 A 的信号。只要 B t=224 比特时间之前发送数据, A 在发送完毕之前就一定检测到碰撞,就能够肯定以后也不会再发送碰撞了。

如果 A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞,那么就能够肯定 A 所发送的帧不会和 B 发送的帧发生碰撞(当然也不会和其他站点发生碰撞)。

 

3-25  在上题中的站点 A B t=0 时同时发送了数据帧。当 t=225 比特时间, A B 同时检测到发生了碰撞,并且在 t=225+48=273 比特时间完成了干扰信号的传输。 A B CSMA/CD 算法中选择不同的 r 值退避。假定 A B 选择的随机数分别是 rA=0 rB=1 。试问 A B 各在什么时间开始重传其数据帧? A 重传的数据帧在什么时间到达 B A 重传的数据会不会和 B 重传的数据再次发生碰撞? B 会不会在预定的重传时间停止发送数据?

答: t=0 时, A B 开始发送数据

T1=225 比特时间, A B 都检测到碰撞( tau

T2=273 比特时间, A B 结束干扰信号的传输( T1+48

T3=594 比特时间, A 开始发送:

T2+tau+rA* 争用期 +96=273+225+0 *512 +96=594

T4=785 比特时间, B 再次检测信道:

T4=T2+rB* 争用期 =273+1*512=785

如空闲,则 B T5=881 比特时间发送数据、否则再退避。

T5=T4+96=785+96=881

A 重传的数据在 819 594+225=819 )比特时间到达 B B 先检测到信道忙,因此 B 在预定的 881 比特时间停止发送。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章

4-09.

1 )子网掩码为 255.255.255.0 代表什么意思?

答:

255.255.255.0 代表的二进制是:

11111111.11111111.11111111.00000000

1 ”的地方表示该位是网络号用的比特,“ 0 ”表示该位是主机号的比特,子网掩码和 IP 地址对应比特相“与”,可以知道 IP 地址所处的网络号,和该网络中的主机号。

 

2 )一网络的现在掩码为 255.255.255.248 ,问该网络能够连接多少个主机?

答:

255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000.

主机位只有 3 个比特,则该网络的主机为 (2^3)-2=6

    注意扣除主机位全 1 和全 0 IP 地址

3 )一 A 类网络和一 B 网络的子网号 subnet-id 分别为 16 1 8 1 ,问这两个子网掩码有何不同?

答:

A 类网络: 11111111   11111111   11111111    00000000

给定子网号( 16 位“ 1 ”)则子网掩码为 255.255.255.0

B 类网络: 11111111   11111111   11111111    00000000

给定子网号( 8 位“ 1 ”)则子网掩码为 255.255.255.0

红色为子网 id ,由于子网掩码相同,所以子网内的主机数一样,但子网数目不同

4 一个 B 类地址的子网掩码是 255.255.240.0 。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?

答:

11111111.11111111.11110000.00000000   主机数: 2^12-2=4094

也可写成:

240 10 = 128+64+32+16 10 = 11110000 2

Host-id 的位数为 4+8=12 ,因此,最大主机数为:

2^12-2=4096-2=4094

11111111.11111111.11110000.00000000    

5 )一 A 类网络的子网掩码为 255.255.0.255 ;它是否为一个有效的子网掩码?

答:

11111111. 11111111. 00000000. 11111111

是,但从不这样用  

6 )某个 IP 地址的十六进制表示 C2.2F .14.81 ,试将其转化为点分十进制的形式。这个地址是哪一类 IP 地址?

答:

  C2.2F .14.81 16 = (12*16+2).(2*16+15).( 1*16+4).(8*16+1) = 194.47.20.129

  即: 11000010.00101111.00010100.10000001

   由于前 2 个比特为 1 ,第 3 个比特为 0 ,该地址是 C 类地址

7 C 类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?

答:

有实际意义。 C 类子网 IP 地址的 32 位中,前 24 位用于确定网络号,后 8 位用于确定主机号。如果划分子网,可以选择后 8 位中的高位作子网号用,这样做可以进一步划分网络 , 并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相应减少。

 

4-10. 试辨认以下 IP 地址的网络类别。

  1 128.36.199.3    2 21.12.240.17   3 183.194.76.253     4 192.12.69.248

  5 89.3.0.1        6 200.3.6.2

答:

  (2) (5) A ,   (1) (3) B ,   (4) (6) C .

 

4-17. 一个 3200 位长的 TCP 报文传到 IP 层,加上 160 位的首部后成为数据报。下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200 位。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据) ?

答:

第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200bit ,即每个 IP 数据片的数据部分 < 1200-5*32 = 1200-160=1040 (bit) 。由于片偏移是以 8 字节即 64bit 为单位的,所以 IP 数据片的数据部分最大不超过 1024bit ,这样 3200bit 的报文要分 4 个数据片,所以第二个局域网向上传送的比特数等于( 3200+4 × 160 ),共 3840bit

5*32 的意思是 IP 头部一般是 5 行,每行 32 比特。

 

4-20. 设某路由器建立了如下路由表:

目的网络           子网掩码             下一跳

128.96.39.0      255.255.255.128      接口 m0

128.96.39.128    255.255.255.128      接口 m1

128.96.40.0      255.255.255.128      R2

192.4.153.0      255.255.255.192      R3

* (默认)          ——              R4

  现共收到 5 个分组,其目的地址分别为:

1 128.96.39.10

2 128.96.40.12

3 128.96.40.151

4 192.153.17

5 192.4.153.90

 

答:

1 )分组的目的站 IP 地址为: 128.96.39.10 。先与子网掩码 255.255.255.128 相与,得 128.96.39.0 ,可见该分组经接口 m0 转发。

2 )分组的目的 IP 地址为: 128.96.40.12

先与子网掩码 255.255.255.128 相与得 128.96.40.0 ,不等于 128.96.39.0 ,不匹配,看第 2

    与子网掩码 255.255.255.128 相与得 128.96.40.0 ,匹配,该分组经 R2 转发。

3 )分组的目的 IP 地址为: 128.96.40.151 ,与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 128.96.40.128 ,与子网掩码 255.255.255.192 相与后得 128.96.40.128 ,经查路由表知,该分组转发只能选择默认路由,即经 R4 转发。

4 )分组的目的 IP 地址为: 192.4.153.17 。与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 192.4.153.0 。与子网掩码 255.255.255.192 相与后得 192.4.153.0 ,经查路由表知,该分组经 R3 转发。

5 )分组的目的 IP 地址为: 192.4.153.90 ,与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 192.4.153.0 。与子网掩码 255.255.255.192 相与后得 192.4.153.64 ,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经 R4 转发。

 

 

4-26. 有如下的 4 /24 地址块,试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24

212.56.133.0/24

212.56.134.0/24

212.56.135.0/24

答:

212= 11010100 2 56= 00111000 2

132= 100001 00 2

133= 100001 01 2

134= 100001 10 2

135= 100001 11 2

红色的为相同的前缀,共有 22 位,即 11010100 00111000 100001 ,写成点十进制,则聚合的 CIDR 地址块是: 212.56.132.0/22

 

 

4-29. 一个自治系统有 5 个局域网,其连接图如图 4-55 示。 LAN2 LAN5 上的主机数分别为: 91 150 3 15 。该自治系统分配到的 IP 地址块为 30.138.118/23 。试给出每一个局域网的地址块(包括前缀)。

答:

30.138.118/23 的网络部分是: 30.138.0111 011

分配网络前缀时应先分配地址数较多的网络,本题 LAN3 最多,先给 LAN3 分配。注意地址不能分配重复,而且只能分配 2 的指数个。

本题的解答有很多种,下面给出两种不同的答案:

                      第一组答案             第二组答案   

LAN1       30.138.119.192/29               30.138.118.192/27

LAN2       30.138.119.0/25                 30.138.118.0/25

LAN3       30.138.118.0/24                 30.138.119.0/24

LAN4       30.138.119.200/29               30.138.118.224/27

LAN5       30.138.119.128/26               30.138.118.128/27

 

 

4-30. 一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是 192.77.33/24 。公司的网络布局如图 4-56 示。总部共有五个局域网,其中的 LAN1-LAN4 都连接到路由器 R1 上, R1 再通过 LAN5 与路由器 R5 相连。 R5 和远地的三个部门的局域网 LAN6 LAN8 通过广域网相连。每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的主机数。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。

答:

总共 256 IP 地址,分配给 8 LAN 3 WAN 。每个 WAN 只需 2 IP 地址,但是考虑到一个子网的主机位全“ 0 ”和全“ 1 ”不能用于分配,所以最小得给 4 IP 地址,这地址前缀写成“ /30 ”。其他 LAN 的地址分配也都要考虑到这 2 个地址不能用。

本题的答案也可以有多个,见课后答案 P380

 

 

4-31. 以下地址中的哪一个和 86.32/12 匹配:请说明理由。

   1 86.33.224.123 :( 2 86.79.65.216 ;( 3 86.58.119.74; (4)86.68.206.154

  86.32/12 86.0010 ****.********.******** ,* 表示这些位都作主机位用。

分别写出四个 IP 地址中第 2 字节数字的二进制,他们的前 4 位分别为: 0010 0100 0011 0100 。因此只有( 1 )是匹配的。

 

4-35.  已知地址块中的一个地址是 140.120.84.24/20 。试求这个地址块中的最小地址和最大地址。地址掩码是什么?地址块中共有多少个地址?相当于多少个 C 类地址?

答:

  因为“ / 20 已进入第 3 字节,则写成:

140.120.84.24    140.120.(0101 0100).24

     最小地址是        140.120.(0101 0000).0/20  140.120.80.0

     最大地址是        140.120.(0101 1111).255/20 140.120.95.255

         地址掩码是: 255.255.1111 0000.0 255.255.240.0

     红色的表示网络部分数字或比特。

地址数是 2^12-2=4096 。相当于 16 C 类地址。

 

4-39. 试简述 RIP OSPF BGP 路由选择协议的主要特点。

答:

 

主要特点

RIP

OSPF

BGP

网关协议

IGP

IGP

EGP

路由表内容

目的网,下一站,距离

目的网,下一站,成本

目的网,完整路径: AS 序列

最优通路依据

跳数

成本

多种策略

技术类型

距离矢量

链路状态

路径向量

算法

Bellman-Ford

Dijkstra 最短路径算法

 

传送方式

运输层 UDP

IP 数据报

运输层 TCP

其他

简单、效率低、跳数为 16 不可达、好消息传的快,坏消息传的慢。适合小型网络

支持区域的划分,洪泛法发送更新,效率高。适合大型网络。可靠

可靠

 

 

 

 

 

 

 

 

第五章 传输层 课后题答案

5-1 .试说明运输层在协议栈中的地位和作用,运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别?为什么运输层是必不可少的?

答:

运输层处于面向通信部分的最高层,同时也是用户功能中的最低层,向它上面的应用层提供服务。运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信,但网络层是为主机之间提供逻辑通信(面向主机,承担路由功能,即主机寻址及有效的分组交换)。各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量,必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。

 

5-8 .为什么说 UDP 是面向报文的,而 TCP 是面向字节流的?

答:

发送方 UDP 对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付 IP 层。 UDP 对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。接收方 UDP IP 层交上来的 UDP 用户数据报,在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程,一次交付一个完整的报文。发送方 TCP 对应用程序交下来的报文数据块,视为无结构的字节流(无边界约束,可分拆 / 合并),不保证接收方应用程序所收到的数据块和发送方应用程序所发出的数据库具有对应大小的关系,但发送时维持各字节传输顺序和传输的可靠接收。

 

5-9 .端口的作用是什么?为什么端口要划分为三种?

答:

端口的作用是对 TCP/IP 体系的应用进程进行统一的标志,使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。熟知端口,数值一般为 0~1023 ,标记常规的服务进程;登记端口号,数值为 1024~49151 ,标记没有熟知端口号的非常规的服务进程。

 

5-12 .一个应用程序用 UDP ,到了 IP 层把数据报再划分为 4 个数据报片发送出去,结果前两个数据报片丢失,后两个到达目的站。过了一段时间应用程序重传 UDP ,而 IP 层仍然划分为 4 个数据报片来传送。结果这次前两个到达目的站而后两个丢失。试问:在目的站能否将这两次传输的 4 个数据报片组装成完整的数据报?假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。

答:

UDP 是无连接、不可靠的协议。在目的站不能将这两次传输的 4 个数据报片组装成完整的数据报。重传时, IP 数据报的标识字段会使用另一个标识符。仅当标识符相同的 IP 数据报片才能组装成一个 IP 数据报。前两个 IP 数据报片的标识符与后两个 IP 数据报片的标识符不同,因此不能组装成一个 IP 数据报。

 

5-14 UDP 用户数据报的首部十六进制表示是: 06 32 00 45 00 1C E2 17 。试求源端口、     目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器发送给客户?使用 UDP 的这个服务器程序是什么?

答:

先按照 4 字节排成 2 行:

06 32 00 45

00 1C E2 17

再根据首部的字段位置进行 16 进制到十进制的转换。得出:源端口 1586 ,目的端口 69 UDP 用户数据报总长度 28 字节,数据部分长度 20 字节。此 UDP 用户数据报是从客户发给服务器(因为目的端口号 <1023 ,是熟知端口)、服务器程序是 TFTP

 

5-18 .假定在运输层使用停止等待协议。发送方在发送报文段 M0 后在设定的时间内未收到确认,于是重传 M0 ,但 M0 又迟迟不能到达接收方。不久,发送方收到了迟到的对 M0 的确认,于是发送下一个报文段 M1 ,不久就收到了对 M1 的确认。接着发送方发送新的报文段 M0 ,但这个新的 M0 在传送过程中丢失了。正巧,一开始就滞留在网络中的 M0 现在到达接收方。接收方无法分辨 M0 是旧的。于是收下 M0 并发送确认。显然,接收方后来收到的 M0 是重复的,协议失败了。试画出类似于图 5-9 所示的双方交换报文段的过程。

 点击查看原图

 

答:旧的 M0 的确认被当成新的 M0 确认。

 

5-21 .假定使用连续 ARQ 协议中,发送窗口大小是 3 ,而序号范围是 [0,15] ,而传输媒体保证在接收方能够按序收到分组。在某一时刻,在接收方,下一个期望收到序号是 5

试问:

1 )在发送方的发送窗口中可能有出现的序号组合有哪几种?

2 )接收方已经发送出去的、但在网络中(即还未到达发送方)的确认分组可能有哪些?说明这些确认分组是用来确认哪些序号的分组。

答:点击查看原图

1 )序号到 4 为止的分组都已收到。若这些确认都到达发送方,则发送窗口的范围是 [5 7] 。假定所有的确认都丢失了,发送方都没有收到这些确认,这时发送窗口应为 [2 4] 。因此,发送窗口可以是 [2,4] [3,5] [4,6] [5,7] 中的任何一个。

2 )接收方希望收到序号 5 的分组。说明序号为 2,3,4 和分组都已经收到,并且发送了确认。对序号为 1 的分组的确认肯定被发送方收到了,否则发送方不可能发送 4 号分组。可见,对序号为 2 3 4 和分组的确认有可能仍滞留在网络中。这些确认是用来确认序号为 2,3,4 的分组。

 

5-24 .一个 TCP 连接下面使用 256kb/s 的链路,其端到端时延为 128ms 。经测试,发现吐量只有 120kb/s 。试问发送窗口 W 是多少?(提示:可以有两种答案,取决于接收等发出确认的时机)。

答:

如教材 P384 页图 A-6 所示的两种情况。

来回路程的时延等于 256ms =128ms×2 )。

1 )设发送窗口值为 W (注意:以字节为单位),假定一次最大发送量等于窗口值,且发射时间等于 256ms ,那么,每发送一次都得停下来期待再次得到下一窗口的确认,以得到新的发送许可。这样,发射时间等于停止等待应答的时间,则

[(W×8) / (256×10^3)+ 256×10(-3)] ×(120×10^3) = W×8

(W×8) ×0.46875 + 30720 = W×8

0.53125×(W×8)=30720  W=57825.88 bit = 7228B

2 )接收端每收到一个很小的报文段后就发回确认,因此发送端经过比 256ms 略多一些的时间即可再发送数据。因此每经过 256ms 就能发送一个窗口的数据,则

W= (120×10^3) ×256×10^(-3) / 8 = 3840B

 

5-31 .通信信道带宽为 1Gb/s ,端到端时延为 10ms TCP 的发送窗口为 65535 字节。试问 : 可能达到的最大吞吐量是多少 ? 信道的利用率是多少 ?

答:

       L=65536×8+40×8=524600

       C=10^9 b/s

       L/C=0.0005246s=524.6 us

       Td=10×10-3s

       T= 2×10×10^3 + 524.6 = 20524.6 us

       Throughput=  524600/20524.6= 25.55957 Mb/s

       Efficiency= 25.55957/1000 = 0.02556 = 2.556%

 

5-39   

答:

1 )拥塞窗口与传输轮次的关系曲线如图所示(课本后答案):

2 慢开始时间间隔: [1 6] [23 26]

3 拥塞避免时间间隔: [6 16] [17 22]

4 在第 16 轮次之后发送方通过收到三个重复的确认检测到丢失的报文段。在第 22 轮次之后发送方是通过超时检测到丢失的报文段。

5 在第 1 轮次发送时,门限 ssthresh 被设置为 32 在第 18 轮次发送时,门限 ssthresh 被设置为发生拥塞时的一半,即 21 。在第 24 轮次发送时,门限 ssthresh 13

6 70 报文段在第 7 轮次发送出。

7 拥塞窗口 cwnd 和门限 ssthresh 应设置为 8 的一半,即 4

 

 

5-46. 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。  

答:

3 次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

假定 A B 发送一个连接请求分组, B 收到了这个分组,并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定, B 认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。

可是,

(1)       如果 B A 的确认应答分组丢失,导致 A 等待 B 的确认, A 需要超时重发,重新建立连接。

(2)       这样就形成了死锁。 B 在等待一段时间后,期间忽视取消与 A 的连接请求产生的资源消耗。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第六章

6-01  因特网的域名结构是怎么样的?它与目前的电话网的号码结构有何异同之处?

答:

1 )域名的结构由标号序列组成,各标号之间用点隔开:

              … . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名

各标号分别代表不同级别的域名。  

2 )电话号码分为国家号结构分为(中国 +86 )、区号、本机号。

 

6-02   域名系统的主要功能是什么?域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器有何区别?

:

域名系统的主要功能:将域名解析为主机能识别的 IP 地址。

因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有四种不同类型的域名服务器,即本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器。

根域名服务器:是最高层次的域名服务器,也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道顶级域名服务器的域名和 IP 地址。在很多情况下,根域名服务器并不直接把待查的域名直接转换成 IP 地址,而是告诉本地域名服务器下一步应该找哪一个顶级域名服务器进行查询。

顶级域名服务器:负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到 DNS 查询请求时,就给出相应的回答(可能是最后的结果,也可能是下一步应当找的域名服务器的 IP 地址)。

权限域名服务器:即一个区的域名服务器。当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时,就会告诉发出查询请求的 DNS 客户,下一步应当找哪一个权限域名服务器。

本地域名服务器:虽不属于常规的域名服务器层次结构,但它对域名系统非常重要。当一个主机发出 DNS 查询请求时,这个查询请求报文就发给本地域名服务器。当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时,该本地域名服务器就以 DNS 客户的身份向某一个根域名服务器查询。根域名服务器发送 DNS 回答报文给本地域名服务器,告诉本地域名服务器下一次应查询的顶级域名服务器的 IP 地址。若根域名服务器有被查询主机的信息,就返回本地域名服务器查询的结果,本地域名服务器再回答发起查询的主机。

通常根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换,但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。

因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。一般就在各管辖区中设置相应的权限域名服务器。

 

6-03  举例说明域名转换的过程。域名服务器中的高速缓存的作用是什么?

答:

域名解析过程如下图所示:

 点击查看原图

域名服务器中的高速缓存的作用是:

可大大减轻根域名服务器的负荷,使因特网上的 DNS 查询请求和回答报文的数量大为减少。并有助于加快域名解析的过程。

 

6-05  文件传送协议 FTP 的主要工作过程是怎样的?为什么说 FTP 是带外传送控制信息?主进程和从属进程各起什么作用?

答:

1 FTP 使用客户服务器方式。一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。

FTP 的服务器进程由两大部分组成:一个主进程,负责接受新的请求;另外有若干个从属进程,负责处理单个请求。

主进程的工作步骤:

1 、打开熟知端口(端口号为 21 ),使客户进程能够连接上。

2 、等待客户进程发出连接请求。

3 、启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止,但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。

4 、回到等待状态,继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。

 

FTP 使用两个 TCP 连接。

控制连接在整个会话期间一直保持打开, FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程,但控制连接不用来传送文件。所以说 FTP 是带外传送控制信息。

实际用于传输文件的是 数据连接 。服务器端的控制进程在接收到 FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建 数据传送进程 数据连接 ,用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。

数据传送进程实际完成文件的传送,在传送完毕后关闭 数据传送连接 并结束运行。

 

6-08  解释以下名词。各英文缩写词的原文是什么?

www URL HTTP HTML CGI ,浏览器,超文本,超媒体,超链,页面,活动文档,搜索引擎。

答:

www :万维网 WWW World Wide Web )并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所,英文简称为 Web 。万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点(也就是所谓的 链接到另一个站点 ),从而主动地按需获取丰富的信息。

URL :为了使用户清楚地知道能够很方便地找到所需的信息,万维网使用统一资源定位符 URL Uniform Resource Locator )来标志万维网上的各种文档,并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL

HTTP :为了实现万维网上各种链接,就要使万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互遵守严格的协议,这就是超文本传送协议 HTTP.HTTP 是一个应用层协议,它使用 TCP 连接进行可靠的传送。

CGI :通用网关接口 CGI 是一种标准,它定义了动态文档应该如何创建,输入数据应如何提供给应用程序,以及输出结果如何使用。 CGI 程序的正式名字是 CGI 脚本。

浏览器:一个浏览器包括一组客户程序、一组解释程序,以及一个控制程序。

超文本:超文本的基本特征就是可以超链接文档;你可以指向其他位置,该位置可以在当前的文档中、局域网中的其他文档,也可以在因特网上的任何位置的文档中。这些文档组成了一个杂乱的信息网。目标文档通常与其来源有某些关联,并且丰富了来源;来源中的链接元素则将这种关系传递给浏览者。

超媒体:超级媒体的简称,是超文本( hypertext )和多媒体在信息浏览环境下的结合。

超链接:超链接可以用于各种效果。超链接可以用在目录和主题列表中。浏览者可以在浏览器屏幕上单击鼠标或在键盘上按下按键,从而选择并自动跳转到文档中自己感兴趣的那个主题,或跳转到世界上某处完全不同的集合中的某个文档。超链接( hyper text ),或者按照标准叫法称为锚( anchor ),是使用 <a> 标签标记的,可以用两种方式表示。锚的一种类型是在文档中创建一个热点,当用户激活或选中(通常是使用鼠标)这个热点时,会导致浏览器进行链接。

页面:页面,类似于单篇文章页面,但是和单篇文章不同的是: 1. 每个页面都可以自定义样式,而单篇文章则共用一个样式。 2. 页面默认情况一般不允许评论,而单篇文章默认情况允许评论。 3. 页面会出现在水平导航栏上,不会出现在分类和存档里,而单篇文章会出现在分类和存档里,不会出现在水平导航栏上。

活动文档:即正在处理的文档。在 Microsoft Word 中键入的文本或插入的图形将出现在活动文档中。活动文档的标题栏是突出显示的。一个基于 Windows 的、嵌入到浏览器中的非 HTML 应用程序,提供了从浏览器界面访问这些应用程序功能的方法。

搜索引擎:搜索引擎指能够自动从互联网上搜集信息,经过整理以后,提供给用户进行查阅的系统。

 

 

6-10  假定要从已知的 URL 获得一个万维网文档。若该万维网服务器的 IP 地址开始时并不知道。试问:除 HTTP 外,还需要什么应用层协议和传输层协议?

答:

      应用层协议需要的是 DNS

      运输层协议需要的是 UDP DNS )使用和 TCP HTTP 使用)。

 

6-14  当使用鼠标点击一个万维网文档是,若该文档出来有文本外,还有一个本地 .gif 图像和两个远地 .gif 图像。试问;需要使用那个应用程序,以及需要建立几次 UDP 连接和几次 TCP 连接?

答:

若使用 HTTP/1.0 ,需要建立 0 UDP 连接, 4 TCP 连接。

若使用 HTTP/1.1 ,需要建立 0 UDP 连接, 1 TCP 连接。  

 

6-22 电子邮件的地址格式是怎样的?请说明各部分的意思。

答:

TCP/IP 体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下:

收信人邮箱名 @ 邮箱所在主机的域名        

符号 “@” 读作 “at” ,表示 的意思。例如,电子邮件地址 wangjun@163. com

 

6-23 试简述 SMTP 通信的三个阶段的过程。

答:

1. 连接建立:连接是在发送主机的 SMTP 客户和接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。 SMTP 不使用中间的邮件服务器。   

2. 邮件传送。

3. 连接释放:邮件发送完毕后, SMTP 应释放 TCP 连接。

 

6-24  试述邮局协议 POP 的工作过程。在电子邮件中,为什么需要使用 POP SMTP 这两个协议? IMAP POP 有何区别?

答:

POP 使用客户机服务器的工作方式。在接收邮件的用户的 PC 机中必须运行 POP 客户机程序,而在其 ISP 的邮件服务器中则运行 POP 服务器程序。 POP 服务器只有在用户输入鉴别信息(用户名和口令)后才允许对邮箱进行读取。

POP 是一个脱机协议,所有对邮件的处理都在用户的 PC 机上进行; IMAP 是一个联机协议,用户可以操纵 ISP 的邮件服务器的邮箱。

 

6-32   DHCP 协议用在什么情况下?当一台计算机第一次运行引导程序时,其 ROM 中有没有该 IP 地址,子网掩码或某个域名服务器的 IP 地址?

答:

动态主机配置协议 DHCP 提供了即插即用连网的机制。

这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取 IP 地址而不用手工参与。

当一台计算机第一次运行引导程序时,其 ROM 中没有该 IP 地址,子网掩码或某个域名服务器的 IP 地址。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第七章

7-10  试述数字签名的原理。

答:

数字签名必须保证以下三点:

(1) 报文鉴别 —— 接收者能够核实发送者对报文的签名;

(2) 报文的完整性 —— 发送者事后不能抵赖对报文的签名;

(3) 不可否认 —— 接收者不能伪造对报文的签名。

现在已有多种实现各种数字签名的方法。但采用公钥算法更容易实现。下图说明了数字签名的原理:

 点击查看原图


网友评论(1)

我有新博客了!!欢迎大家来玩哦
2012-01-13 17:25   回复
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