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1、 计算机网络 1-25信源、信宿、7 条点对点链路和 件。假设每条链路传播延迟为 分组交换。 你可以把文件分割成 文件作为一个连续的比特流发送 1000 字节的有效载荷，而且每个交换机在完全收到一个分组后对分组进行存储 转发的过程会引起 1ms 的延迟 电路需要发送 1KB 的消息，在路径上往返一次在每个交换机产生 假设交换机不会给通过电路的数据带来延迟 的整数倍。 (a)文件大小为多少个字节时， (b)文件大小为多少个字节时， 小于分组交换。 (c)以上结果是如何与路径上的交换机的数目相关的 的？又是如何与分组首部大小和分组的大小之比相关的 (d)本题给出的网络模型能否准确反映电路交换和分组
2、交换的优缺点 了使这两种交换方式受到质疑的重要因素 解答解答：在这种情况下，有六条链路和五个交换机 (a) 在分组交换中，系统开销 总的传输字节=数据包的数目 =n/1000*24+n=1.024n 在电路交换中，系统开销由在往返路径上 总的传输字节=建立链路信息长度 =(1KB+1KB)+n=2048+n 为了使电路交换在传输上比分组交换更有效率 1.024n2048+n n85333 因为 s 应该是 1000 比特的整数倍 下图是关于上述问题的 计算机网络(2012 春)课后作业答案 第一章 条点对点链路和 5 个交换机组成的网络上传输 n 字节的文 假设每条链路传播延迟为 2ms，带宽
3、为 4Mbps,而且交换机支持电路交换和 你可以把文件分割成 1KB 的分组或在交换机之间建立起一个电路并把 文件作为一个连续的比特流发送。假设每个分组有 24 字节的分组头部信息和 而且每个交换机在完全收到一个分组后对分组进行存储 的延迟，分组可以被连续发送而不需要等待确认 在路径上往返一次在每个交换机产生 1ms 的延迟 给通过电路的数据带来延迟。也可以假设文件大小是 1000 ，电路交换在网络上发送的总字节数少于分组交换 ，电路交换使整个文件到达目的地时产生的总延迟 以上结果是如何与路径上的交换机的数目相关的？如何让与链路的带宽相关 又是如何与分组首部大小和分组的大小之比相关的？ 本题给
4、出的网络模型能否准确反映电路交换和分组交换的优缺点？是否忽略 了使这两种交换方式受到质疑的重要因素？如果有，这些因素是什么？ 有六条链路和五个交换机 系统开销是所有的头部之和； 数据包的数目*头部长度+数据长度 n/1000*24+n=1.024n 系统开销由在往返路径上建立链路的信息组成 建立链路信息长度+数据长度 =(1KB+1KB)+n=2048+n 为了使电路交换在传输上比分组交换更有效率， 1.024n2048+n n85333 比特的整数倍，所以 n86000 比特。 下图是关于上述问题的 matlab 数字分析的仿真结果为： 字节的文 而且交换机支持电路交换和 的分组或在交换机之
5、间建立起一个电路并把 字节的分组头部信息和 而且每个交换机在完全收到一个分组后对分组进行存储 分组可以被连续发送而不需要等待确认，建立 的延迟。 1000 字节 电路交换在网络上发送的总字节数少于分组交换。 电路交换使整个文件到达目的地时产生的总延迟 如何让与链路的带宽相关 是否忽略 (b) 在分组交换中，总延迟 D=在交换机上的时延* = Tp + Tpkt +Ts)*5 + (Tp + Tt ) = T 在这里， Tpkt = 数据包长度 Tp = 2 ms, Ts = 1 ms, Tt = 1.024 * n B / 4Mbps 因此，D = 2.048 * 5 + 2 * 6 + 1
6、* 5 + 1.024 * n B / 4Mbps = 27.24 ms + 1.024 * n B/4 Mbps 延迟 *交换机的数目+在最后一跳的时延 ) = Tpkt * 5 + Tp * 6 + Ts * 5 + Tt 数据包长度/带宽= 1 KB / 4Mbps = 1024 *8 / (4 * 106) = 2.048 ms = 1.024 * n B / 4Mbps D = 2.048 * 5 + 2 * 6 + 1 * 5 + 1.024 * n B / 4Mbps = 27.24 ms + 1.024 * n B/4 Mbps ) = 2.048 ms 在电路交换中，总时延：
7、 D = 链路建立时延 +传输时延 = 2 * (Tpkt * 5 + Tp * 6 + T 在这里, Tpkt = 2.048 ms, Tp = 2 ms, T = Tpkt * 12 + Tp * 18 + T 因此, D = 2.048 * 12 + 2 * 18 + 1 * 10 + n B / 4Mbps = 70.58 ms + n B / 4Mbps 为了使电路交换在时延上比分组交换的效率更高 27.24 ms + 1.024 * n B/4 Mbps 70.58 ms + n B / 4Mbp n 902917 因为 s 为 1000 比特的整数倍 关于上述问题的 matlab
8、 数值分析的仿真结果为 (c)把数据包的大小设置为 ： 传输时延= 2 * 分组持续时间+ 传输时延 * 6 + Ts * 5 + Tpkt) + (Tp * 6 + Tt ) = 2 ms, Ts = 1 ms, Tt = n B / 4Mbps * 18 + Ts * 10 + Tt , D = 2.048 * 12 + 2 * 18 + 1 * 10 + n B / 4Mbps = 70.58 ms + n B / 4Mbps 为了使电路交换在时延上比分组交换的效率更高，需满足 27.24 ms + 1.024 * n B/4 Mbps 70.58 ms + n B / 4Mbps n
9、902917 比特的整数倍，所以 n 903000 Byte 数值分析的仿真结果为： 把数据包的大小设置为 s， 数据包头部长度比例为 a， 则数据包头部长度为 则数据包头部长度为 s*a 分组交换的长度= n / (s s*a) * s * a + n = n / (1-a) 电路交换的长度 = 2*s + n 把交换机的数目设置为 k，带宽为 b,则 分组交换的时延 = (Tp + Tpkt +Ts)*k + (Tp + Tt ) = (Tp + Ts) * k + s*k/b + n/(1-a)*b) + Tp 电路交换的时延 = 2 * (Tp + Tpkt +Ts)*k + (Tp
10、+ Tpkt ) + (Tp * (k+1) + Tt ) = (3Tp + 2Ts) * k + 2s*k/b + 2s/b + n/b + 3Tp 总结: (PS=分组交换, CS=电路交换) 参数 对需要的传输的影响 对获得的时延的影响 交换机的数量 (k) PS: 没有影响 CS: 没有影响 PS: k 越大，延时越大 CS: k 越大，延时越大 平均链路带宽 (b) PS: 没有影响 CS: 没有影响 PS: k 越大，延时越小 CS: k 越大，延时越小 数据包头部长度比例 (a) PS: a 越大，传输的数据越 多 CS: 没有影响 PS: k 越大，延时越大 CS: 没有影响
11、关于上述关于时延的影响的 matlab 仿真结果如下图： (d)本题给出的网络模型能够准确反映电路交换和分组交换的优缺点。 这里也 有很多被忽略了的因素，例如： (i)交换机的存储量和数据处理能力，这能产生很多的时延； (ii)复杂的网络拓扑结构，这可能带来分组交换的多路径传输。 第二章 2-6假设一条链路上到达比特序列1101011111010111110010111110110，给出去掉任 意填充比特之后的帧，指出可能出现引入帧的任何差错。 解答解答：HDLC 和 PPP 协议的帧标志位 01111110,。0 比特位填充法用来确认一个数 据的的开始和结束。如果这里有五个连续的 1，发送方
12、将会增加一个 0 作为填充 比特。如果接收方接收到 7 个连续的 1，那么在数据帧的尾部一定产生了差错。 我们将五个 1 之后的 0 用红色表示。 接收的序列: 1101011111010111110010111110110 去掉填充物 0: 1101011111101111101011111110 在这里，没有连续的七个没有被填充物 0 阻断的 1，因此接收方不能检测出 任何差错。 2-18假设我们想要传输消息 11001001，并用 CRC 多项式 x3 + 1 防止它出错. (a)使用多项式长除法确定应传输的消息。 (b)假设由于传输链路上的噪声使得消息最左端的比特发生发转。接收方的 C
13、RC 的计算结果是什么，接收方如何知道发生了一个差错？ 解答解答：(a)原始的信息是 M=11001001 CRC 多项式为C(x)=x3+1,所以 C=1001;然后给 M 附加 000 得到 T=11001001000， 商为 11010011， 余数为 R=011 (b)接收到的信息为 T=01001001011 CRC 多项式为 C=1001，然后我们用 从这个 CRC 结果上看，计算的商为 整除，即，余数不为 0，接收方将会发现在接受的数据中一定出现了差错 2-24假设你为到月球的一个 时延为 1.25 秒。假设每帧携带 解答解答：时延带宽积 1Mbps * ( 2 * 1.25 s
14、ec) = 2.5Mb = 312500 Byte 这相当于 312500B / 1024 (B/pkt) = 305.2 pkt 滑动窗口应该长度应该大于 的 2 倍， 即，610 个数据包的长度 位用来作序号。 2-29给出当接收方用完缓冲区空间时 少 SWS 来扩充带有流量控制的滑动窗口协议的一些细节 都是 4， 链路速度是瞬时的， 并且接收方能够以每秒一个的速率释放缓冲区 收方是瓶颈)；用传输的一条时间线说明你的协议 会发生什么？ 解答解答：我们假设 ACK 携带了一个额外的变量 空间。在接收到 k 之后，发送方能够用它 将停止发送。 在这种情况下， 发送方的发送速率将会完全被接收方缓
15、冲区剩余的 空间控制，实现了流控制的功能 R=011， 我们传输的是附加了 R 的 M， 即， 11001001011 T=01001001011 然后我们用 C 除 T 计算的商为 01000001，余数为 010。因为 T没有被 接收方将会发现在接受的数据中一定出现了差错 假设你为到月球的一个 1Mbps 点到点链路设计一个滑动窗口协议 假设每帧携带 1KB 数据，最少需要多少比特作序号？ 1Mbps * ( 2 * 1.25 sec) = 2.5Mb = 312500 Byte 312500B / 1024 (B/pkt) = 305.2 pkt 滑动窗口应该长度应该大于 305 数据包
16、的长度， 产生的序号应该是这个长度 个数据包的长度. 因为 29 3/4 P(赢得竞争 i) 1 1/2i-1 因此, P(A 赢得三次退避之后的每一次 3/4 因为没有无序的到达方式，所以 DATA0 将永远不会到达。. 是不充分的 我们假设发送方发送 DATA0 , DATA1, , DATA4 ，并且全部到达 ACK5作为反馈，接收方的窗口将会移动到 DATA5, , 丢失了，然后发送方在一定时间范围内没有收到 。当接收方希望接收数据 DATA7时，7 和 0 绝对值的计算上区分开来，因此接收方将会把 DATA0当做 DATA7接收 SWS + RWS 是试图在一个以太网上传输的两个站。每个站有一个准备发送的 的帧被编号为 A1、A2，等等，B 的帧类似。令 T=51.2s ，导致冲突，并分别发生选择退避时间 0*T 和 在竞争中获胜并传输 A1 而 B 等待。在这次传输结束时，B 将试图重 这种首次尝试又会冲突，但现在 A 退避 0*T
