计算机网络第四版习题答案(中文版)

第1页共40页第1章概述1-3Theperformanceofaclient-serversystemisinfluencedbytwonetworkfactors:thebandwidthofthenetwork(howmanybits/secitcantransport)andthelatency(howmanysecondsittakesforthefirstbittogetfromtheclienttotheserver).Giveanexampleofanetworkthatexhibitshighbandwidthandhighlatency.Thengiveanexampleofonewithlowbandwidthandlowlatency.客户-服务器系统的性能会受到两个网络因素的影响：网络的带宽（每秒可以传输多少位数据）和延迟（将第一个数据位从客户端传送到服务器端需要多少秒时间）。请给出一个网络的例子，它具有高带宽和高延迟。然后再给出另一个网络的例子，它具有低带宽和低延迟。答：横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽，但是由于光速度传送要越过数千公里，时延将也高。相反，使用56kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有低带宽和较低的时延。1-4Besidesbandwidthandlatency,whatotherparameterisneededtogiveagoodcharacterizationofthequalityofserviceofferedbyanetworkusedfordigitizedvoicetraffic?除了带宽和延迟以外，针对数字化的语音流量，想要让网络提供很好的服务质量，还需要哪个参数？声音的传输需要相应的固定时间，因此网络时隙数量是很重要的。传输时间可以用标准偏差方式表示。实际上，短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。1-6Aclient-serversystemusesasatellitenetwork,withthesatelliteataheightof40,000km.Whatisthebest-casedelayinresponsetoarequest?一个客户－服务器系统使用了卫星网络，卫星的高度为40000km。在对一个请求进行响应的时候，最佳情形下的延迟是什么？答：由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。在空气和真空中的光速为300，000公里/秒，因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533msec。1-9Agroupof2n-1routersareinterconnectedinacentralizedbinarytree,witharouterateachtreenode.Routericommunicateswithrouterjbysendingamessagetotherootofthetree.Therootthensendsthemessagebackdowntoj.Deriveanapproximateexpressionforthemeannumberofhopspermessageforlargen,assumingthatallrouterpairsareequallylikely.在一个集中式的二叉树上，有2n-1个路由器相互连接起来；每个树节点上都有一个路由器。路由器i为了与路由器j进行通信，它要给树的根发送一条信息。然后树根将消息送下来给j。假设所有的路由器都是等概率出现的，请推导出当n很大时每条消息的平均跳数的一个近似表达式。答：这意味着，从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍。若在树中，根深度为1，深度为n，从根到第n层需要n-1跳，在该层的路由器为0.50(50%)。从根到n-1层的路径的路由器为0.25(25%)和n--2跳步。因此，路径长度l为：或表达式归约为l＝n－2，平均的路由器到路由器路径为2n-4。1-11Whataretworeasonsforusinglayeredprotocols?请说出使用分层协议的两个理由？答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。分层意味着某一层协议的改变不会影响高层或低层的协议。第2页共40页1-13Whatistheprincipaldifferencebetweenconnectionlesscommunicationandconnection-orientedcommunication?在无连接通信和面向连接的通信二者之间，最主要的区别是什么？答：主要的区别有两条。其一：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。其二：面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。1-14Twonetworkseachprovidereliableconnection-orientedservice.Oneofthemoffersareliablebytestreamandtheotheroffersareliablemessagestream.Aretheseidentical?Ifso,whyisthedistinctionmade?Ifnot,giveanexampleofhowtheydiffer.两个网络都可以提供可靠的面向连接的服务。其中一个提供可靠的字节流，另一个提供可靠的报文流。这二者是否相同？如果你认为相同的话，为什么要有这样的区别？如果不相同，请给出一个例子说明它们如何不同。答：不相同。在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流中，网络不做这样的跟踪。例如，一个进程向一条连接写了1024字节，稍后又写了另外1024字节。那么接收方共读了2048字节。对于报文流，接受方将得到两个报文。每个报文1024字节。而对于字节流，报文边界不被识别。接收方把全部的2048个字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个报文的事实。1-17Insomenetworks,thedatalinklayerhandlestransmissionerrorsbyrequestingdamagedframestoberetransmitted.Iftheprobabilityofaframe'sbeingdamagedisp,whatisthemeannumberoftransmissionsrequiredtosendaframe?Assumethatacknowledgementsareneverlost.在有些网络中，数据链路层处理传输错误的做法是，请求重传被损坏的帧。如果一帧被损坏的概率为p，那么发送一帧所需要的平均传输次数是多少？假设确认帧永远不会丢失。帧请求正好是k次的概率Pk，就是起初的k-1次尝试都失败的概率。pk-1,乘以第k次传输成功的概率。平均传输次数就是1-22WhatisthemaindifferencebetweenTCPandUDP?TCP和UDP之间最主要的区别是什么？TCP是面向连接的，而UDP是一种数据报服务。1-25Whenafileistransferredbetweentwocomputers,twoacknowledgementstrategiesarepossible.Inthefirstone,thefileischoppedupintopackets,whichareindividuallyacknowledgedbythereceiver,butthefiletransferasawholeisnotacknowledged.Inthesecondone,thepacketsarenotacknowledgedindividually,buttheentirefileisacknowledgedwhenitarrives.Discussthesetwoapproaches.当一个文件在两台计算机之间传输的时候，可能会有两种不同的确认策略。在第一种策略中，该文件被分解成许多个分组，接收方会独立地确认每一个分组，但是文件传输过程作为整体并没有被确认。在第二种策略中，这些分组并没有被单独地确认，但是当整个文件到达的时候，它会被确认。请讨论这两种方案。如果网络容易丢失分组，那么对每一个分组逐一进行确认较好，此时仅重传丢失的分组。而在另一方面，如果网络高度可靠，那么在不发差错的情况下，仅在整个文件传送的结尾发送一次确认，从而减少了确认的次数，节省了带宽；不过，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。第3页共40页1-27Howlongwasabitontheoriginal802.3standardinmeters?Useatransmissionspeedof10Mbpsandassumethepropagationspeedincoaxis2/3thespeedoflightinvacuum.在原始的802.3标准中，一位是多长（按米来计算）？请使用10Mbps的传输速率，并且假设同轴电缆的传播速度是真空中光速的2/3.波在同轴电缆中的速度是大约200,000km/sec,即200m/μsec.在10Mbps,传输一位需要0.1μsec。因此,这个位在时间上持续0.1μsec,在此期间传播20meters。因此，这里的一位是20米。1-28Animageis1024x768pixelswith3bytes/pixel.Assumetheimageisuncompressed.Howlongdoesittaketotransmititovera56-kbpsmodemchannel?Overa1-Mbpscablemodem?Overa10-MbpsEthernet?Over100-MbpsEthernet?一幅图像的分辨率为1024×768像素，每个像素用3字节来标识。假设该图像没有被压缩。请问，通过56kbps的调制解调器信道来传输这幅图像需要多长时间？通过1Mbps的电缆调制解调器（cablemodem）呢？通过10Mbps的因特网呢？通过100Mbps的因特网呢？图像是1024×768×或2,359,296bytes.就是18,874,368bits.在56,000bits/sec速度下,传输需要大约337.042sec.在1,000,000bits/sec,需要大约18.874sec.在10,000,000bits/sec,需要大约1.887sec.在100,000,000bits/sec,需要大约0.189sec.1-30Wirelessnetworksareeasytoinstall,whichmakestheminexpensivesinceinstallationcostsusuallyfarovershadowequipmentcosts.Nevertheless,theyalsohavesomedisadvantages.Nametwoofthem.无线网络很容易安装，这使得它们并不非常昂贵。因为安装费用通常会占去整个设备费用的很大比例。然而，它们也有一些缺点。请说出两个缺点。一个缺点是安全性。每个碰巧在此房屋内的随机发送者都能在网络上监听。另一个缺点是可靠性。无线网络造成大量错误。第三个潜在的问题是电池寿命，因为多数无线设备倾向于可移动性。1-31Listtwoadvantagesandtwodisadvantagesofhavinginternationalstandardsfornetworkprotocols.请列举出网络协议国际标准化的两个优点和缺点。优点1：如果每个人都使用标准，那么每个人都可以与其他任何人交流；优点2：广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。缺点1：为了取得标准化所