《《计算机网络》课程作业与参考答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机网络》课程作业与参考答案（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络课程作业与参考答案一、计算机网络基本概念1在 OSI 的第几层分别处理下面的问题？a. 将待传送的比特流化分成帧 b. 决定使用哪一条路径通过子网c. 传输线路上的位流信号同步d. 两端用户间传输文件2一个系统的协议结构有 N 层。应用程序产生 M 字节的报文。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？3有确认服务和无确认服务之间的差别是什么？在下列情况下，请说出哪些可能是有确认服务或无确认服务？哪些两者皆可？哪些两者皆不可？a. 连接建立b. 数据传输c. 连接释放4参照下图回答问题。图中的每个方框表示一个网络结点。以星号标注的圆圈表
2、示你的终端。a.你的本地结点是哪一个？b.哪些结点是你的本地结点的相邻结点？c.对你的本地结点来说，哪些结点是远程结点？d.哪些结点是终端结点（END NODES）？e.哪些结点是路由结点（ROUTING NODES）？f.从结点 F 到 G 的最短通路有多少跳段（HOPS）？习题解答1a.第二层（数据链路层）将待传输的比特流化分为帧b.第三层（网络层）决定使用哪条路径通过子网c.第一层（物理层）d.第七层（应用层）2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） 。3在有确认服务中，作为对请求原语的
3、反应，接收方要发出一个明确的响应原语。具体的说，有确认服务包括请求，指示，响应和证实 4 个原语，而无确认服务则只有请求和指示 2 个原语。连接服务总是有确认服务，因为远程对等实体必须同意才能建立连接。在所给出的 3 个例子中，a 必须是有确认服务；取决于网络设计者的选择，b 和 c 可以是有确认服务，也可以是无确认服务。4 a. Cb. A 和 Gc. A，B，D，E，F，G 和 Hd. D，F，G 和 He. A，B，C 和 Ef. 5二、物理层1一个用于发送二进制信号的 3kHz 信道,其信噪比为 20dB,可以取得的最大数据速率是多少?2比较在一个电路交换网和在一个(负载轻的) 分组交
4、换网上将 x(bit)报文沿 k 个跳段传输的通路传输的延迟.假定电路建立时间是 s,每跨段上的传输延迟为 d,分组大小为 p(bit),数据传输速率是 b(b/s).在什么情况下 ,分组交换网的延迟更短?(忽略分组头的开销)3在两个 DTE 之间传送 1000bit 的数据块.试对下列类型的链路分别计算传播延迟对发射延迟的比率.a. 100m 的双绞线和 10kb/s 的发射速率.b. 10km 的同轴电缆和 1Mb/s 的发射速率.c. 50000km 的自由空间 (卫星链路)和 10Mb/s 的发射速率。假定在每种类型的电缆内电信号的传播速率时 2 108 m/s,在自由空间内信号的传播
5、速率时3 108m/s。参考答案1 20=10lg100仙农极限是 3log（1+100 ） =36.66=19.98kb/s奈魁斯特极限是 6kb/s显然，瓶颈是奈魁斯特极限，最大数据速率是 6kb/s。2对于电路交换，t=s 时电路就会建立起来；t=s+x/b 时报文的最后一位发送完毕；t=s+x/b+kd 时报文到达目的地。而对于分组交换，最后一位在 t=x/b 时发送完毕。为到达最终的目的地，最后 1 个分组必须被中间的路由器重发 k-1 次，每次重发花时间 p/b（一个分组的所有比特都接收齐了，才能开始重发，因此最后 1 位在每个中间结点的停滞时间为最后一个分组的发送时间） ，所以总
6、的延迟为：x/b+(k-1)p/b+kd为使分组交换比电路交换快，令:x/b+(k-1)p/b+kd (k-1)p/b当满足此条件时,分组交换网得延迟更短。3 （a） TP = S / V = 100 /2108 = 510-7 sTX = N / R = 1000 / 10103 = 0.1 sa = TP / TX = 510-7 / 0.1 = 510-6（b） TP = S / V = 10103 / 2108 = 510-5 sTX = N / R = 1000 / 1106 = 110-3 sa = TP /TX = 510-5 / 110-3 = 510-2（c） TP = S
7、/ V = 5107 / 3108 = 1.6710-1 sTX = N / R = 1000 / 10106 = 110-4 sa = TP / TX = 1.6710-1 /110-4 = 1.67103三、数据链路层1为提供比使用单个奇偶位可能得到的更大可靠性,一种检错编码方案使用一个奇偶位检测所有的奇数位,用第二个奇偶位检测所有的偶数位。那么此代码的海明距离时多少？2信息有效数据 m 是每个字符用 7bit 字节编码的 ASCII 码串“well ”，即 m 长 28 位，其中，w=1110111，e=1100101，l=1101100，取多项式 CRC-12=X 做循环冗余检验编码，
8、求该码串的冗余部分 r（要求写出主要的计算步骤） 。3一个信道的比特率是 4kb/s，传输延迟为 20ms，那么帧的大小在什么范围内，停 -等协议才有至少 50%的效率？4一个 3000km 长的 T1 干线被用来传输采取后退 n 帧错误重传滑动窗口协议的长度都是 64 字节的数据链路帧。如果传播速度是每公里 6 微秒，那么序列号应该是多少位？5假定在一条无错线路上运行采用选择性重传的滑动窗口协议，线路速率是 1Mb/s，最大帧长度是 1000bit。每一秒产生一个新帧。超时间隔是 10ms。如果删除 ACK 超时机制，将会发生不必要的超时事件。平均每个报文要传送多少次？6在一个 1Mb/s
9、的卫星信道上发送 1000bit 长的帧。确认总是捎带在数据帧中。帧头很短，使用 3 位序列号。对以下协议而言，可以取得的最大信道利用率是多少？（a）停- 等协议（b）回退 N 滑动窗口协议（c）选择性重传滑动窗口协议7使用选择性重传滑动窗口协议，在有重负载的 50kb/s 的卫星信道上，传输包括 40位的头部和 3960 个数据位的数据帧，ACK 帧从未发生过，NAK 帧长 40 位，数据帧的错误率是 1%，NAK 的传输错误率可忽略不计，序列号长度是 8 位。试计算花在开销（头和重传）上的带宽的比例。8使用一个 64kb/s 的无错卫星通道发送 512 字节的数据帧（在一个方向上） ，而在
10、另一个方向上返回很短的确认帧。对于窗口大小 1，7，15，和 127 的最大吞吐率是多少？参考答案： 1. 由于奇偶位性质，对任何有效码字做一个改变不会产生另一个有效码字。对偶数位做两个改变或对奇数位做两个改变将产生另一个有效码字，因此海明距离是 2。2. 用被除数 = 1110111 1100101 1101100 1101100 000000000000除数 = 1100 0000 01111做二进制除法，得到商 = 1011010 1010101 1001000 1010110余数 r = 1111 0001 0010，因此该码串的冗余部分 r 就等于 1111 0001 00103.
11、当发送一帧的时间等于信道的传播延迟的 2 倍时，信道的利用率是 50%。或者说，当发送一帧的时间等于来回路程的传播延迟时，效率将是 50%。20ms2 = 40ms现在发送的速率是每秒 4000bit，即发送一位需 0.25ms40ms0.25ms/bit = 160bit所以当帧大于 160 位停-等协议才有至少 50%的效率。4.为了有效运行，序列空间（实际就是发送窗口的大小）必须足够大，以允许发送方在收到第 1 个确认应答之前可以不断发送。63000 = 18000 us 传播时间是 18000us，即 18ms。在 T1 速率，即：8248000 = 1.536106b/s (不包括每
12、个物理帧中的 1 个帧位)发送 64 字节的帧需花时间:6481.536333 us, 即 0.333 ms, 约等于 0.3ms。因此，第一个帧从开始发送起，18.3ms 后完全到达接收方。确认应答又花了回程18ms 加上很少的（可以忽略）发送时间，就可以完全收到。这样，加在一起的总时间为 36.3ms。发送方应该有足够的窗口空间，从而能够连续发送 36.3ms。36.30.3 = 121也就是说，为充满管道需要 121 帧，因此序列号应该是 7 位。5. 发送 1 位用时间 1us，发送 1000bit 的最长帧花时间 1ms。由于超时间隔是 10ms，而 1s才能产生一个新的数据帧，所以
13、超时是不可避免的。假定 A 站向 B 站发送一个帧，正确到达接收方，但较厂时间无反向交通。不久，A 站发生超时事件，导致重发已发过的一帧。B站发现收到的帧的序列号错误，因为该序列号小于所期待接收的序列号。因此 B 站将发送一个 NAK，该 NAK 会携带一个确认号，导致不再重发该帧。结果是，每个帧都被发送两次。6. 对应三种协议的窗口大小值分别是 1，7 和 4。使用卫星信道端到端的传输延迟是 270ms。以 1Mb/s 发送， 1000bit 长的帧的发送时间是 1ms。我们用 t = 0 表示传输开始时间，那么在 t = 1ms 时，第一帧发送完毕。 t = 271ms，第一帧完全到达接收
14、方。t = 272ms 时，对第一个帧的确认帧发送完毕。 t = 542ms 时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是 542ms。如果在 542ms 内可以发送 k 个帧， （每个帧发送用1ms 时间） ，则信道的利用率是 k/542，因此：（a）k = 1，最大信道利用率 = 1/542 = 0.18%（b）k = 7，最大信道利用率 = 7/542 = 1.29%（c）k = 4，最大信道利用率 = 4/542 = 0.74%7. 使用选择性重传滑动窗口协议，序列号长度是 8 位。窗口大小为 282 = 128。卫星端到端的传输延迟是 270ms。以 50kb/s 发送，4000bit（
15、3960+40 = 4000）长的数据帧的发送时间是0.024000 = 80ms。我们用 t = 0 表示传输开始时间，那么在 t = 80ms 时，第一帧发送完毕。t =279+80 = 350ms 时，第一帧完全到达接收方。t = 350+80 = 430ms 时，对第一帧做捎带确认的反向数据帧可能发送完毕。t = 430+270 = 700ms 时，带有确认的反向数据帧完全到达发送方。因此周期是 700ms。在 700ms 内可以发送 128 帧， 80ms128 = 1024ms。显然，1024ms700ms 意味着传输管道总是充满的。每个帧重传的概率是 0.01，对于 3960 个
16、数据位，头位开销 40 位，平均重传位数是 40000.01 = 40 位，传送 NAK 的平均位数是401/100 = 0.40 位，所以每 3960 个数据位的总开销是 80.4 位。因此开销所占带宽比例等于 80.4（3960+80.4） 1.99% 。8. 使用卫星信道端到端的传输延迟是 270ms，以 64kb/s 发送， 512 字节长的数据帧占据通道的时间是 512864000 = 64ms。我们用 t = 0 表示传输开始时间，那么在 t = 64ms 时，第一帧发送完毕。t = 64+270 = 334，第一帧完全到达接收方，并开始返回很短的确认帧（发射时间忽略不记） ，t =334+270 = 604ms，确认帧完全到达发送方。因此，周期等于 604ms，我们需要窗口大小为60464 9 个帧才能保持通道的不空。对于窗口值 1，每 604ms 可发送 40
