计算机网络部分习题答案

1考虑在图5-8中的4比特生成多项式G，假设D的值为10101010。R的值是什么？答：由图5-8知：1001G用D除以G，过程如下：3.考虑一种GBN协议，其发送方窗口为3，序号范围为1,024。假设在时刻t，接收方期待的下一个有序分组的序号是k。假设媒体不会对报文重新排序。回答以下问题：a.在t时刻，发送方窗口内的报文序号可能是多少？为什么？b.在t时刻，在当前传播回到发送方的所有可能报文中，ACK字段中所有可能值是多少？为什么？答：一般而言，发送方窗口为N（本题中N=3）。a.一种情况是，接收方收到k-1号分组，并且对之前接收到的所有分组都进行了确认，且确认正确到达了发送方，那么发送方的窗口[k,k+N-1]。如果处于另一种极端，发送方未收到任何ACK，窗口[k-N,k-1]。因此，窗口始于[k-N,k]中某一点，大小为3。b.接收方等待分组k，收到和确认了k-1及其以前所有分组，如果这N个ACK未到达发送方，ACK范围[k-N,k-1]，由于发送方已经发送分组[k-N,k-1]，所以肯定收到了ACKk-N-1，根据累积确认原理，接收方一旦对k-N-1进行确认，则不会再对小于k-N-1号分组确认，故而ACK范围[k-N-1,k-1]。滑动窗口概念停等法(WT=WR=1)滑动窗口法：1出错全部重发(WT≤2n－1)（n次方）2出错选择重发(WR≤2n-1)（n-1次方）这个滑动窗口的概念网络上很多关于它的概念，但是都不是很清楚，我把一些难以理解的概念以问答的方式写出来来回答下：在停止等待协议中，确认帧是否需要序号？请说明理由。答：在一般情况下，确认帧不需要序号。但如果超时时间设置短了一些，则可能会出现问题，即有时发送方会分不清对哪一帧的确认。试证明：当用n个比特进行编号时，若接收窗口的大小为1，则只有在发送窗口的大小WT≤2n-1时，连续ARQ协议才能正确运行。答：（1）显然WT内不可能有重复编号的帧，所以WT≤2n。设WT=2n；（2）注意以下情况：2发送窗口：只有当收到对一个帧的确认，才会向前滑动一个帧的位置；接收窗口：只有收到一个序号正确的帧，才会向前滑动一个帧的位置，且同时向发送端发送对该帧的确认。显然只有接收窗口向前滑动时，发送端口才有可能向前滑动。发送端若没有收到该确认，发送窗口就不能滑动。（3）为讨论方便，取n=3。并考虑当接收窗口位于0时，发送窗口的两个极端状态状态1：发送窗口：0123456701234567全部确认帧收到接收窗口：0123456701234567状态2：发送窗口：0123456701234567全部确认帧都没收到接收窗口：0123456701234567（4）可见在状态2下，接收过程前移窗口后有效序列号的新范围和发送窗口的旧范围之间有重叠，致使接收端无法区分是重复帧还是新帧。为使旧发送窗口和新接收窗口之间序列号不发生重叠，有WT＋WR≤2n，所以WT≤2n-1。试证明：对于选择重传ARQ协议，若有n比特进行编号，则接收窗口的最大值受公式WR≤2n/2的约束。答：因WT＋WR≤2n，而WR≤WT，当WR=WT时，WR取最大值，为2n/2。在选择重传ARQ协议中，设编号用3bit。再设发送窗口WT=6，而接收窗口WR=3。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正常工作。答：发送端：01234567012345670接收端：01234567012345670在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而发送窗口WT=8，试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正常工作。答：发送端：01234567012345670接收端：01234567012345670在什么条件下，选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致？答：当选择重传ARQ协议WR=1时，或当连续ARQ协议传输无差错时。2.我们讨论了时隙ALOHA效率推导。本习题将继续这个推导。(a)当有N个活跃结点时，时隙ALOHA的效率是Np(1?p)表达式最大化的p值。(b)使用在(a)中求出的p值，令N接近于无穷，求出时隙ALOHA的效率。(提N(1?1/N)示：当N接近于无穷时，接近于1/e。)N?1。求出使这个(c)进一步说明纯ALOHA的最大效率是1/(2e)。答：（a）当有N个活跃结点时，时隙ALOHA的效率是Np(1-p)N-1。对该式求导，并令导数为0，可得N(1-p)N-1-Np(N-1)(1-p)N-2=0。故使表达式最大化时，p=1/N。（b）代入p=1/N，则Np(1-p)N-1=(1-1/N)N-1。当N趋向于无穷时，上式的极限为1/e。（c）N个活跃结点时，ALOHA的效率是Np(1-p)2(N-1)。对该式取极限，得协议最大效率为：1/(2e)。在5.3节中，我们提供了时隙ALOHA效率推导的概要。在本习题中，我们将完成这个推导。a.前面讲过，当有N个少活跃节点时，时隙ALOHA的效率是Np(1-p)N-1。求出这个表达式最大化的p值。3b.使用在(a)中求出的p值，令N接近于无穷，求出时隙ALOHA的效率。（提示：当N接近于无穷时，(1-1/N)N接近于1/e。）说明纯ALOHA的最大效率为(1/2e)。注意：如果你完成了习题，本题很简单。在CSMA/CD中，在第5次碰撞之后，一个节点选择的K=4的概率是多少？这种K=4的结果对应于10Mbps以太网上的多少秒时延？答：第5次碰撞后，适配器从}31210{，，，，中选择K，故K为4的概率为32/1，它对应于204.8ms的时延。43-22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，等待时间是5.12毫秒对于100Mb/s的以太网，等待时间是512微妙。前面讲过，使用CSMA/CD协议，适配器在碰撞之后等待K·512比特时间，这里K是随机选取的。对于K=100，对于一个10Mbps的以太网来说，适配器返回到第二步要等多长时间？对于100Mbps的以太网来说呢？