1、計算機網(wǎng)絡(luò)書后習(xí)題解答第六章習(xí)題習(xí)題28：考慮在一條具有10毫秒來回路程時間的線路上采用慢啟動擁塞控制而不發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞情況下的效應(yīng)。此時，接收窗口為24KB，且最大數(shù)據(jù)段長為2KB。請問，需要多長時間才能發(fā)送第一個完全窗口。解題思路：本題主要的考點在于傳輸層慢啟動擁塞控制的原理。慢啟動擁塞控制算法使得傳輸層的發(fā)送方在每次向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時都要考慮兩個潛在的問題，即網(wǎng)絡(luò)容量和接收方容量。為此，每個發(fā)送方都維持兩個窗口，接收窗口和擁塞窗口。而發(fā)送方每次可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)是由這兩個窗口的最小值決定的。當(dāng)建立一條連接時，發(fā)送方要確定接收窗口的初始值和擁塞窗口的初始值。其中，l 接收窗口初始值由接收方通過T

2、CP頭部的窗口域告知24KB（本題）；l 擁塞窗口初始值1個TCP報文2KB（1個報文的長度）。因為，擁塞窗口 接收窗口，所以，發(fā)送方將采用擁塞窗口規(guī)定的2KB開始發(fā)送數(shù)據(jù)。有了上述的初始工作，就可以開始解題了。解題如下：T=0，第1次發(fā)送，發(fā)送窗口擁塞窗口2KB（1個TCP報文），發(fā)送2KB；t=10毫秒，得到確認(rèn)（題目中提示不發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞），所以擁塞窗口變?yōu)?KB（2個TCP報文）；T=10毫秒，第2次發(fā)送，發(fā)送窗口4KB；t=20毫秒，得到確認(rèn)，擁塞窗口變?yōu)?KB（4個TCP報文）；t=20毫秒，第3次發(fā)送，發(fā)送窗口8KB；t=30毫秒，得到確認(rèn)，擁塞窗口變?yōu)?6KB（8個TCP報文）；

3、t=30毫秒，第4次發(fā)送，發(fā)送窗口16KB；t=40毫秒，得到確認(rèn)，擁塞窗口變?yōu)?2KB（8個TCP報文）；t=40毫秒，第5次發(fā)送，發(fā)送窗口MIN(擁塞窗口，接收窗口)24KB，因此，需要40毫秒才能發(fā)送第一個完全窗口。習(xí)題29：假設(shè)TCP的擁塞窗口被設(shè)置為18KB，并且發(fā)生了一個超時。如果接下來的4次傳輸全部成功的話，則窗口將是多大？假設(shè)最大數(shù)據(jù)段長度為1KB。解題思路：在TCP的慢啟動擁塞控制算法中，除了使用慢啟動的接收窗口和擁塞窗口外，還使用了第3個參數(shù)，閾值（常規(guī)情況下，初始值為64KB）。當(dāng)發(fā)生超時時，閾值當(dāng)前擁塞窗口值的一半，而擁塞窗口則重新1個最大TCP報文。閾值的作用是，發(fā)送

4、窗口 閾值，則發(fā)送窗口擁塞窗口以線性方式增長。本題將先利用上面的分析，重新確定發(fā)生超時后，擁塞窗口和閾值的取值，然后再利用習(xí)題28的解題思路就可以完成了。解答如下：發(fā)生超時，則閾值發(fā)生超時時擁塞窗口值/218KB/29KB；擁塞窗口1個TCP報文1KB。重新發(fā)送，第1次， 發(fā)送窗口1KB，得到確認(rèn)后擁塞窗口2KB；第2次， 發(fā)送窗口2KB，得到確認(rèn)后擁塞窗口4KB；第3次， 發(fā)送窗口4KB，得到確認(rèn)后擁塞窗口8KB；第4次， 發(fā)送窗口8KB，得到確認(rèn)后擁塞窗口9KB；則4次發(fā)送后，窗口8KB。習(xí)題31：一臺TCP機器在1Gbps的通道上使用65535字節(jié)的發(fā)送窗口，單程延遲時間等于10ms。請

5、問可以得到的最大吞吐率是多少？線路效率是多少？解答如下：先算發(fā)送一次的時間 10ms 2 20 ms；每20ms可以發(fā)送一個窗口大小的數(shù)據(jù)（包括確認(rèn)），則每秒50個窗口。最大吞吐率（在IP層上計算）：65535850 26.214Mbps線路的利用率：26.214Mbps / 1Gbps 2.6%習(xí)題32：一臺主機在一條線路上發(fā)送1500字節(jié)的TCP凈荷，其中最大分組生存期為120s，要想不讓序號回繞，該線路的最快速度為多少？將TCP、IP和以太網(wǎng)的開銷都考慮進(jìn)去，假設(shè)以太網(wǎng)幀可以被連續(xù)發(fā)送。解題思路：需要考慮的問題有：1） 重復(fù)TCP數(shù)據(jù)報文：由于TCP中，是面向字節(jié)流的傳送，即編號也是按照

6、字節(jié)分發(fā)的，所以對于32位的序列號空間，有232個字節(jié)可以在一輪中被編號。如果在120s的生存期內(nèi)，由于發(fā)送速度太快使得需要回繞，則就會有相同編號的兩個字節(jié)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，繼而引發(fā)網(wǎng)絡(luò)問題。所以，在120s內(nèi)，最大只能出現(xiàn)232個字節(jié)。2） 開銷問題：在傳輸層，TCP固定頭部20字節(jié)； 在網(wǎng)絡(luò)層，IP頭部20字節(jié)；在數(shù)據(jù)鏈路層，以太網(wǎng)開銷26個字節(jié)；總開銷66字節(jié)。解答如下：在120s內(nèi)，最多只能出現(xiàn)232個字節(jié)；在1s內(nèi)，最多只能出現(xiàn)（232字節(jié)）/120個字節(jié)；本題中，一個TCP凈荷長度為1500個字節(jié)，所以上述字節(jié)可以被分成23861個TCP凈荷。考慮到開銷，則在1s內(nèi)，共有23861個數(shù)

7、據(jù)幀，而每個幀的長度為1566個字節(jié)；所以，速度 1566823861 299Mbps。允許的最大速度是299Mbps，比這個速度快，就要有在同一時間里出現(xiàn)兩個序號相同的TCP報文的危險。習(xí)題33：在一個網(wǎng)絡(luò)中，最大的TPDU長度為128字節(jié)，最大的TPDU生存期為30s，序號為8位，請問每個連接的最大數(shù)據(jù)率是多少？解題思路：本題區(qū)別于習(xí)題32，因為本題不是TCP協(xié)議，因此不是采用按字節(jié)進(jìn)行編號方式，而是給每個TPDU進(jìn)行編號。解答如下：在30s內(nèi)，最多只能出現(xiàn)28個TPDU；在1s內(nèi)，最多只能出現(xiàn)28/30 個TPDU，每個TPDU128字節(jié)，所以速率 128（28/30）8 8704bps

8、。最大速率8.704Kbps。第五章習(xí)題習(xí)題6：假設(shè)所有的路由器和主機都正常工作，并且它們的軟件也都沒有錯誤，請問一個分組被遞交到錯誤目的地的可能性有沒有（無論可能性有多少）？解答如下：有可能。習(xí)題9：考慮圖5.13(a)中的子網(wǎng)。該子網(wǎng)使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達(dá)路由器C；來自B的矢量為（5,0,8,12,6,2）;來自D的矢量為（16，12，6，0，9，10）；來自E的矢量為（7，6，3，9，0，4）。經(jīng)測量，到B,D和E的延遲分別為6，3和5。請問C的新路由表將會怎么樣？請給出將使用的輸出線路以及期望的延遲。解題思路：按照下面的步驟來計算路由表。1） 對于C先放棄原有的路由

9、表；2） C開始測量到鄰居節(jié)點的延遲；3） 利用鄰居節(jié)點發(fā)過來的矢量，計算路由表。矢量表的格式如下，以從B獲得的矢量表為例。目的地ABCDEF延遲5081262特點是，鄰居B只告訴C，它能到達(dá)A,B,C,D,E,F以及分別的延遲是多少，而通過那個路由器到達(dá)沒有告訴C。矢量表的這種格式，決定了C只是“傻傻”地接收了信息，而計算出的路由表可能是帶有回路錯誤的。4） 不斷操作3），最后計算出新路由表，格式如下：路由表的格式如下， 目的地ABCDEF延遲1160358下一跳BB-DEB特點是，比矢量表多來轉(zhuǎn)發(fā)項（下一條）。可以看出每個路由器發(fā)給鄰居的矢量表，就是在自己的老路由表基礎(chǔ)上，去掉轉(zhuǎn)發(fā)項（下一

10、跳）后產(chǎn)生的。解答如下：1） C將原有的路由表，去掉轉(zhuǎn)發(fā)項變成矢量表后，發(fā)給它的鄰居；然后刪除這個路由表；2） 從題目已知中獲得，到達(dá)鄰居B的延遲6，到D3，到E5；3） 利用B發(fā)過來的矢量表，得到路由表路由表的格式如下， 目的地ABCDEF延遲1161418128下一跳BBBBBB利用D發(fā)過來的矢量表，得到路由表路由表的格式如下， 目的地ABCDEF延遲1915931213下一跳DDDDDD利用E發(fā)過來的矢量表，得到路由表路由表的格式如下， 目的地ABCDEF延遲121181459下一跳EEEEEE從上述路由表中找出最小值，（包括C到達(dá)自己）得到新路由表路由表的格式如下， 目的地ABCDEF

11、延遲1160358下一跳BB-DEB習(xí)題10：假設(shè)在一個50臺路由器的網(wǎng)絡(luò)中，用8比特記錄延遲信息，并且每秒鐘交換延遲矢量兩次，請問，分布式路由算法需要在每條（全雙工）線路上消耗多少帶寬？假設(shè)每臺路由器有三條線路連接到其他的路由器。解答如下：路由器每次將矢量表發(fā)送給其鄰居節(jié)點，根據(jù)習(xí)題9的介紹，矢量表格的結(jié)構(gòu)使得本題中每次發(fā)送的矢量表表項應(yīng)該有50個，每個8bit，所以矢量表的大小408400bit；在一條線路上，因為是全雙工的，所以在每個方向上都能發(fā)和收。在一個方向上，每秒發(fā)送兩次延遲，每次400bit，所以共發(fā)送4002=800比特。習(xí)題22：一個數(shù)據(jù)報子網(wǎng)允許路由器在必要的時候丟棄分組。

12、一臺路由器丟棄一個分組的概率為P。請考慮這樣的情形：源主機連接到源路由器，源路由器連接到目標(biāo)路由器，然后目標(biāo)路由器連接到目標(biāo)主機。如果任一臺路由器丟掉了一個分組，則源主機最終會超時，然后再重試發(fā)送。如果主機至路由器以及路由器至路由器之間的線路都計為一跳，那么：(a)一個分組每次傳輸中的平均跳數(shù)是多少？(b)一個分組的平均傳輸次數(shù)是多少？(c)每個接收到的分組平均要求多少跳？解答如下：先畫出之間的連接圖，然后分析：(a) 一個分組每次傳輸中的平均跳數(shù)是多少？一個分組，從主機發(fā)送出來，可能到源路由器時就被丟棄了，則跳數(shù)為1跳，概率為P；一個分組，從主機發(fā)送出來，過了源路由器（概率為（1P），到目標(biāo)

13、路由器時就被丟棄了，則跳數(shù)為2跳，概率為（1P）P；一個分組，從主機發(fā)送出來，經(jīng)過源路由器轉(zhuǎn)發(fā)（概率1P），到目標(biāo)路由器也未被丟棄（概率為（1P），成功到達(dá)目的主機，則跳數(shù)為3跳，概率為（1P）2；則利用加權(quán)平均，計算出平均跳數(shù)1P2（1P）P3（1P）2P23P3；(b) 一個分組的平均傳輸次數(shù)是多少？一個分組，如果一次成功的到達(dá)目的地主機，必然要經(jīng)過3跳，概率（1P）2；令A(yù)（1P）2；則兩次才成功的概率為（1A）A； 3次才成功的概率為（1A）2A利用加權(quán)平均，計算一個分組的平均發(fā)送次數(shù)（傳輸次數(shù)）TTA2（1A）A3（1A）2A1/（1P）2；(c) 每個接收到的分組平局要求多少跳？平

14、均跳數(shù) 平均發(fā)送次數(shù) 平均跳數(shù)(P23P3)/ （1P）2；習(xí)題27：在一個6Mbps的網(wǎng)絡(luò)上，有一臺主機通過一個令牌桶進(jìn)行流量調(diào)整。令牌桶的令牌到達(dá)速率為1Mbps。初始時候它被填充到8Mb的容量。請問該計算機以6Mbps的全速率可以傳輸多長時間？解題思路：本題就是考察同學(xué)們對令牌桶原理的理解。解這類題可從下面的步驟進(jìn)行分析計算：當(dāng)大量突發(fā)性數(shù)據(jù)到來時，如果令牌桶是滿的，并且到來的數(shù)據(jù)令牌桶容量，則：1） 先以全速率發(fā)送，利用公式SC/(M-P)可計算機出全速的發(fā)送時間；2） 當(dāng)令牌桶中的令牌全部用完，而還有數(shù)據(jù)剩下要發(fā)送，則剩下的發(fā)送速率將令牌到達(dá)的速率勻速發(fā)送。本題只用到了第一個步驟就可

15、以了。解答如下：套用公式SC/(M-P)1.6s;習(xí)題28：與習(xí)題27解題思路類似，略。習(xí)題34：假設(shè)主機A被連接到一臺路由器R1上，R1又連接到另一臺路由器R2上，R2又被連接到主機B。假定一條TCP消息包含900字節(jié)的數(shù)據(jù)和20字節(jié)的TCP頭，現(xiàn)在該消息被傳遞給主機A的IP代碼，請它遞交給主機B。請寫出在三條鏈路上傳輸?shù)拿總€分組中IP頭部的Total lenghth、Identification、DF、MF和Fragment offset域。假定鏈路AR1可以支持的最大幀長度為1024字節(jié)，其中包括14字節(jié)的幀頭；鏈路R1-R2可以支持的最大幀長度為512字節(jié)，其中包括8字節(jié)的幀頭；鏈路R

16、2B可以支持的最大幀長度為512字節(jié)，其中包括12字節(jié)的幀頭。解題思路：本題其實考察的是同學(xué)們網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)運行模式以及對分片的理解。1）先分析網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：這是一個典型的應(yīng)用層TCP傳輸層IP網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層的模型，其中在應(yīng)用層和物理層不需要考慮頭部的開銷，其他層都需要。通過數(shù)據(jù)鏈路層給出的條件，例如：AR1的鏈路：最大幀長度1024字節(jié)，去掉頭部14字節(jié)，則可得出凈荷部分IP的數(shù)據(jù)包最大長度1024141010字節(jié)；同理：R1R2 凈荷部分IP的數(shù)據(jù)包最大長度5128504字節(jié)；R2B 凈荷部分IP的數(shù)據(jù)包最大長度51212500字節(jié)；上面得到的各個鏈路的最大IP數(shù)據(jù)包長度，是進(jìn)行

17、分片的重要依據(jù)。另外，用戶數(shù)據(jù)在傳輸層的數(shù)據(jù)包長度凈荷頭部90020920；交給IP網(wǎng)絡(luò)層后，IP數(shù)據(jù)包長度IP頭部凈荷（TCP數(shù)據(jù)包長度）20920940字節(jié)。這就是將要分片的原始數(shù)據(jù)包。2進(jìn)行分片處理在AR1上，主機將IP數(shù)據(jù)包，長度940字節(jié)交給路由器，而路由器能接收的IP數(shù)據(jù)包最大長度1010，所以這個940字節(jié)的IP數(shù)據(jù)包是不需要分片的；l Length = 940, ID= x, DF=0, MF=0, Offset0；在R1R2上，只能支持504字節(jié)的數(shù)據(jù)包，而用戶數(shù)據(jù)包為940字節(jié)，所以必須分片；在IP中規(guī)定，除了最后一片外，其他的分片的凈荷長度必須是8的整數(shù)倍數(shù)，所以對于只能

18、支持504字節(jié)的IP包，凈荷部分為50420484，取整為480（8的倍數(shù)），第一片的凈荷長度為480，則剩下的凈荷為94020480440484，不必再分；l Length = 500, ID= x, DF=0, MF=0, Offset0；l Length = 460, ID= x, DF=0, MF=0, Offset60；同理在R2B上，上述的兩片也要通過比較判斷是否要進(jìn)一步被分片經(jīng)過比較，都不需要進(jìn)行分片了。第四章習(xí)題習(xí)題2：略習(xí)題4：略習(xí)題5：一大群ALOHA用戶每秒鐘產(chǎn)生50個請求，包括原始的請求和重傳的請求，時槽為40ms。（a）首次發(fā)送成功的概率是多少？（b）恰好K次沖突之后成功的概率是多少？(c)所需傳送次數(shù)的期望是多少？解題思路：習(xí)題37：解題思路：要理解網(wǎng)橋的兩大工作法寶：擴散方法和逆向?qū)W習(xí)方法。a) a向d發(fā)送幀1