计算机网络作业答案doc.docx
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计算机网络作业答案doc
计算机网络作业答案
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。
间在怎样的条件下,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:
k*d+x/b+s,
分组交换时延:
k*d+(x/p)*(p/b)+(k-l)*(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。
1-15假定网络利用率达到了90%。
试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?
解:
设网络利用率为U。
,网络时延为D,网络时延最小值为DOU=90%;D=D0/(l-U)——>D/D0=10现在的网络时延是最小值的10倍
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2X108m/So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107bit,数据发送速率为100kb/s。
(2)数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/so从上面的计算中可以得到什么样的结论?
解:
(1)发送时延:
ts=107/105=100s
传播时延tp=106/(2X108)=0.005s
(2)发送时延ts=103/109=lM-s
传播时延:
tp=106/(2X108)=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2X108m/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IMb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解:
时延带宽积=传播时延带宽
(1)IMb/s:
传播时延=0.1/(2X108)=4.35X10-10
比特数=4.35X10-10X1X106=4.35X10-4
lGb/s:
比特数=4.35X10-10X1X109=4.35X10-1
(2)IMb/s:
传播时延=100/(2X108)=4.35X10-7
比特数=4.35X10-7X1X106=4.35X10-1
lGb/s:
比特数=4.35X10-7X1X109=4.35X102
(3)IMb/s:
传播时延=100000/(2X108)=4.35X10-4
比特数=4.35X10-4X1X106=4.35X102
lGb/s:
比特数=4.35X10-4X1X109=4.35X105
(4)IMb/s:
传播时延=5000000/(2X108)=2.17X10-2
比特数=2.17X10-2X1X106=2.17X104
lGb/s:
比特数=2.17X10-2X1X109=2.17X1071-19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%
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/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)=20000b/s*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?
这个结果说明什么间题?
)
答:
C=Wlog2(1+S/N)(b/s)W=3kHz,C=64kb/sS/N=2C/W-1=2642245
信噪比(dB)=10*logl0(S/N)=64.2dB分析:
FM立体声广播:
60dB左右高保真MP3:
90dB以上高保真耳机:
110dB是个信噪比要求较高的信源
2-12试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。
假定光在光纤中的传播速率为2*108m/s.
解:
V:
传播速率F:
频率L:
波长
V=L*F—F=V/L
带宽=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm:
带宽=23.8THZ
1400nm到1600nm:
带宽=17.86THZ
2-16共有4个站进行码分多址通信。
4个站的码片序列为
A:
(-1-1-1+1+1-1+1+1)B:
(-1-1+1-1+1+1+1-1)
C:
(-1+1-1+1+1+1-1-1)D:
(-1+1-1-1-1-1+1-1)
现收到这样的码片序列S:
(-1+1-3+1-1-3+1+1)。
问哪个站发送数据了?
发送数据的站发送的是0还是1?
解:
S*A=(+1—1+3+1—1+3+1+1)/8=1,A发送1
S«B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B发送0
S*C=(+1+1+3+1—1—3—1—1)/8=0,C无发送
S・D=(+1+1+3—1+1+3+1—1)/8=1,D发送1
3-07要发送的数据为llOlOllOllo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,间接收端能否发现?
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:
(1)作二进制除法,1101011011ooooloon得余数nio,添加的检验序列是1110.
(2)作二进制除法,两种错误均可发现
(3)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。
3-09一个PPP帧的数据部分(用十六进制写出)是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。
试问真正的数据是什么(用十六进制写出)?
答:
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7EFE277D7D657E3-10PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?
若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?
答:
onoiniimiloo
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
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„试间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
3-28有10个站连接到以太网上。
试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
(1)10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器;
(2)10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器;
(3)10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。
答:
(1)10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器:
共享10Mb/s
(2)10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器:
共享100Mb/s
(3)10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机:
独享10Mb/s
3-32图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上,并且用网桥B1和B2连接起来。
每一个网桥都有两个接口(1和2)。
在一开始,两个网桥中的转发表都是空的。
以后有以下各站向其他的站发送了数据帧:
A发送给E,C发送给B,D发送给C,B发送给A。
试把有关数据填写在表3-2中。
发送的帧
引的转发表地址接口
B2的转发表地址接口
A->E
A
1
A
1
C-B
C
2
C
1
D-C
D
2
D
2
B^A
B
1
的处理
B2的处理
转发,写入转发表
转发,写入转发表
转发,写入转发表
转岌,写入转发表
写入转发表,
转发,写入转发表
丢弃不转发
写入转发表,
接收不到这个帧
丢弃不转发
4-9
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
有三种含义其一是一个A类网的子网掩码,对于A类网络的IP地址,前8位表示网络号,后24位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网,对于B类网络的IP地址,前16位表示网络号,后16位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号,中间8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网,这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
(2)—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?
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为(2*3)-2=6台掩码位数29,该网络能够连接8个主机,扣除全1和全0后为6台。
(3)—A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个子网掩码有何不同?
A类网络:
11111111111111111111111100000000
给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0B类网络11111111111111111111111100000000
给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同。
前者为65534,后者为254„
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?
255.255.240.0=11111111.11111111.11110000.00000000
Host-id的位数为4+8=12,因此,最大主机数为:
2'12-2=4096-2=4094
(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?
变成二进制形式:
11111111111111110000000011111111.可见是一个有效的子网掩码,但不是一个方便实用的解决办法。
(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?
C22F1481=(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)=194.47.20.129
C22F1481=11000010.00101111.00010100.10000001C类地址
(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?
为什么?
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,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信减少。
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<1200-160(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+4X160),共3840bito
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
128.96.39.0255.255.255.128接口m0
128.96.39.128255.255.255.128接口ml
128.96.40.0255.255.255.128R2
192.4.153.0255.255.255.192R3
*(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
试分别计算其下一跳。
(1)分组的目的站IP地址为:
128.96.39.10o先与子网掩码255.255.255.128相与,得12&96.39.0,可见该分组经接口0转发。
(2)分组的目的IP地址为:
12&96.40.12„
%1与子网掩码255.255.255.128相与得12&96.40.0,不等于128.96.39.0„
%1与子网掩码255.255.255.128相与得12&96.40.0,经查路由表可知,该项分组经R2转发。
(3)分组的目的IP地址为:
128.96.40.151„
①与子网掩码255.255.255.128相与后得12&96.40.128,②与子网掩码
255.255.255.192相与后得128.96.40.128,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经R4转发。
(4)分组的目的IP地址为:
192.4.153.17„
%1与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
%1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„
%1与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
%1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
4-41假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目(这二列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”)
N17A
N22C
N68F
N84E
N94F
现在B收到从C发来的路由信息(这两列分别表示“目的网络”“距离”):
N24
N38
N64
N83
N95
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。
路由器B更新后的路由表如下:
N17A无新信息,不改变
N25(1+4)C相同的下一跳,更新
N39(1+8)C新的项目,添加进来
N65(1+4)C不同的下一跳,距离更短,更新
N84E不同的下一跳,距离一样,不改变
N94F不同的下一跳,距离更大,不改变
5-12一个应用程序用UDP,到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:
不行。
重传时,IP数据报的标识字段会有另一个分片标识符。
仅当分片标识符相同的IP数据报片才能组装成一个IP数据报。
两个IP数据报片的标识符与后两个IP数据报片的分片标识符不同,因此不能组装成一个IP数据报。
5-22主机A向主机B发送一个很长的文件,其长度为L字节。
假定TCP使用的MSS有1460字节。
(1)在TCP的序号不重复使用的条件下,L的最大值是多少?
(2)假定使用上面计算出文件长度,而运输层、网络层和数据链路层所使用的首部开销共66字节,链路的数据率为1OMb/s,试求这个文件所需的最短发送时间。
解:
(1)L_max的最大值是2'32=4GB,G=2'30.
(2)满载分片数Q={L_max/MSS},取整=2941758发送的总报文数。
N=Q*(MSS+66)+{(L_max-Q*MSS)+66}=4489122708+682=4489123390
总字节数是N=4489123390字节,发送4489123390字节需时间为:
N*8/(10*10"6)=3591.3秒,即59.85分,约1小时。
5-23主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段,其序号分别为70和100。
试问:
(1)第一个报文段携带了多少个字节的数据?
(2)主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少?
(3)如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180,试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节?
(4)如果A发送的第一个报文段丢失了,但第二个报文段到达了B°B在第二个报文段到达后向A发送确认。
试间这个确认号应为多少?
解:
(1)第一个报文段的数据序号是70到99,共30字节的数据。
(2)确认号应为100.
(3)80字节。
(4)70
5-28主机A向主机B发送TCP报文段,首部中的源端口是m而目的端口是n。
当B向A发送回信时,其TCP报文段的首部中源端口和目的端口分别是什么?
答:
分别是n和m。
5-30设TCP使用的最大窗口为65535字节,而传输信道不产生差错,带宽也不受限制。
若报文段的平均往返时延为20ms,间所能得到的最大吞吐量是多少?
答:
在发送时延可忽略的情况下,最大数据率=最大窗口*8/平均往返时间=26.2Mb/s„
5-39TCP的拥塞窗口cwnd大小与传输轮次n的关系如下所示:
(1)试画出如图5-25所示的拥塞窗口与传输轮次的关系曲线。
(2)指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。
(3)指明TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔。
(4)在第16轮次和第22轮次之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超市检测到丢失了报文段?
(5)在第1轮次,第18轮次和第24轮次发送时,门限ssthresh分别被设置为多大?
(6)在第几轮次发送出第70个报文段?
(7)假定在第26轮次之后收到了二个重复的确认,因而检测出了报文段的丢失,那么拥塞窗口cwnd和门限ssthresh应设置为多大?
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]和【23,26】
(3)拥塞避免时间间隔:
【6,16】和【17,22]
(4)在第16轮次之后发送方通过收到二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是第18轮次发送时设置的21
(6)第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.
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:
(1)把不方便记忆的IP地址转换为方便记忆的域名地址。
(2)作用:
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
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。
试间:
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)。
6-13浏览器同时打开多个TCP连接进行浏览的优缺点如何?
请说明理由。
答:
优点:
可以缩短响应时间,简单明了方便。
缺点:
卡的时候容易死机。
6-15假定你在浏览器上点击一个URL,但这个URL的ip地址以前并没有缓存在本地主机上。
因此需要用DNS自动查找和解析。
假定要解析到所要找的URL的ip地址共经过n个DNS服务器,所经过的时间分别是RTT1,RTT2,””RTTn。
假定从要找的网页上只需要读取一个很小的图片(即忽略这个小图片的传输时间)。
从本地主机到这个网页的往返时间是RTTw.试间从点击这个URL开始,一直到本地主机的屏幕上出现所读取的小图片,一共需要经过多少时间?
解:
解析IP地址需要时间是:
RTTl+RTT2+”+RTTn。
建立TCP连接和请求万维网文档需要2RTTwo
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和SMTP这两个协议?
IMAP与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。
6-30电子邮件系统使用TCP传送邮件。
为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况?
为什么有时对方会收不到我们发送的邮件?
答:
有时对方的邮件服务器不工作,邮件就发送不出去。
对方的邮件服务器出故障也会使邮件丢失。
7-02试解释以下名词:
(1)重放攻击;
(2)拒绝服务;(3)访问控制;(4)流量分析;(5)恶意程序。
答:
(1)重放攻击:
所谓重放攻击(replayattack)就是攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗系统的目的,主要用于身份认证过程。
(2)拒绝服务:
DoS(Denialof
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