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计算机网络答案
第一章
1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为C（bit/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
答：
对电路交换，当t=s时，链路建立；
当t=s+x/C，发送完最后一bit；
当t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。
对分组交换，当t=x/C，发送完最后一bit；
为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，
每次转发的时间为p/C，
所以总的延迟=x/C+（k-1）p/C+kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/C+（k-1）p/C+kd＜s+x/C+kd时，
（k-1）p/C＜s
1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b（bit/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？
答：
分组个x/p，
传输的总比特数：
（p+h）x/p
源发送时延：
（p+h）x/pb
最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：
（k-1）（p+h）/b
总发送时延D=源发送时延+中间发送时延
D=（p+h）x/pb+（k-1）（p+h）/b
令其对p的导数等于0，求极值
p=√hx/（k-1）
1-18,假设信号在媒体上的传播速率为2.3*1000000000m/s。
媒体长度l分别为：
（1）10cm（网卡）
（2）100m（局域网）
（3）100km（城域网）
（4）5000km（广域网）
试计算当数据率为Mb/s1和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
时延带宽积=传播时延*带宽
（1）0.1m/2.3/1000000000*1*10000000b/s=0.000435bit
（2）100m/2.3/1000000000*1*10000000b/s=0.435bit
（3）100000/2.3/1000000000*1*10000000=435bit
（4）5000000/2.3/1000000000*1*10000000=21739bit
1-19,长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，再加上20字节的TCP首部。
再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。
最后交给数据链路层的以太网传递，加上首部和尾部共18字节。
试求数据的传输效率。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
解：
（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
第二章
题目:
共有4个站进行码分多址通信。
4个站的码片序列为
A：
（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：
（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）
C：
（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：
（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）
现收到这样的码片序列S：
（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。
问哪个站发送数据了？
发送数据的站发送的是0还是1？
答：
S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1
S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0
S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送
S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1
第三章
3-07要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P（x）=x4+x+1。
试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？
若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？
答：
添加的检验序列为1110（11010110110000除以10011）
数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110101110除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。
数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。
3-16数据率为10Mbit/s的以太网的码元传输速率是多少波特？
答：
以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。
标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
3-20假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
答：
对于1km电缆，单程端到端传播时延为：
τ=1÷200000=5×10-6s=5μs，
端到端往返时延为：
2τ=10μs
为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10μs，以1Gb/s速率工作，10μs可发送的比特数等于：
10×10-6×1×109=10000bit=1250字节。
3-28有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。
（1）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网集线器；
（2）10站点连接到一个100Mbit/s以太网集线器；
（3）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网交换机。
答：
（1）10个站共享10Mbit/s；
（2）10个站共享100Mbit/s；
（3）每一个站独占10Mbit/s。
9、100个站分布在4km长的总线上，协议采用CSMA/CD。
总线速率为5Mbit/s，帧平均长度为1000bit。
试估算每个站每秒种发送的平均帧数的最大值。
传播时延为5μs/km。
答：
a=τ/T0=τC/L=5μs/km×4km×5Mbit/s÷1000bit=0.1
当站点数较大时，信道利用率最大值Smax接近=1/（1+4.44a）=0.6925
信道上每秒发送的帧的最大值=Smax×C/L=0.6925×5Mbit/s/1000bit=3462
每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=34
3-2910Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s时，需要解决哪些技术问题？
在帧的长度方面需要有什么改变？
为什么？
传输媒体应当有什么改变？
答：
以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突的检测。
所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数a保持为较小的值，才能有效地检测冲突。
在帧的长度方面，几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。
100bit/s的以太网采用保持最短帧长（64byte）不变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到100m，同时将帧间间隔时间由原来的9.6μs，改为0.96μs。
1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法，用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节，同时将争用字节增大为512字节。
传输媒体方面，10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s以太网只支持光纤。
10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s时，需要解决哪些技术问题？
在帧的长度方面需要有什么改变？
为什么？
传输媒体应当有什么改变？
答：
以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突的检测。
所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数a保持为较小的值，才能有效地检测冲突。
在帧的长度方面，几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。
100bit/s的以太网采用保持最短帧长（64byte）不变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到100m，同时将帧间间隔时间由原来的9.6μs，改为0.96μs。
1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法，用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节，同时将争用字节增大为512字节。
传输媒体方面，10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s以太网只支持光纤。
欲保持10M，100M，1G的MAC协议兼容，要求最小帧长的发送时间大于最长的冲突检测时间，因而千兆以太网采用载波扩充方法。
而且为了避免由此带来的额外开销过大，当连续发送多个短帧时采用帧突发技术。
而100M以太网采用的则是保持帧长不变但将最大电缆长度减小到100m。
其它技术改进：
（1）采用专用的交换集线器，缩小冲突域
（2）发送、接收、冲突检测传输线路独立，降低对媒体带宽要求（3）为使用光纤、双绞线媒体，采用新的信号编码技术。
第四章
4-21某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0。
该单位有4000台机器，平均分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。
答：
4000/16=250，平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码，则每个网络所连主机数=28-2=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码
地点：
子网号（subnet-id）子网网络号主机IP的最小值和最大值
1：
00000001129.250.1.0129.250.1.1---129.250.1.254
2：
00000010129.250.2.0129.250.2.1---129.250.2.254
3：
00000011129.250.3.0129.250.3.1---129.250.3.254
4：
00000100129.250.4.0129.250.4.1---129.250.4.254
5：
00000101129.250.5.0129.250.5.1---129.250.5.254
6：
00000110129.250.6.0129.250.6.1---129.250.6.254
7：
00000111129.250.7.0129.250.7.1---129.250.7.254
8：
00001000129.250.8.0129.250.8.1---129.250.8.254
9：
00001001129.250.9.0129.250.9.1---129.250.9.254
10：
00001010129.250.10.0129.250.10.1---129.250.10.254
11：
00001011129.250.11.0129.250.11.1---129.250.11.254
12：
00001100129.250.12.0129.250.12.1---129.250.12.254
13：
00001101129.250.13.0129.250.13.1---129.250.13.254
14：
00001110129.250.14.0129.250.14.1---129.250.14.254
15：
00001111129.250.15.0129.250.15.1---129.250.15.254
16：
00010000129.250.16.0129.250.16.1---129.250.16.254
4-22一具数据报长度为4000字节（固定首部长度）。
现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大数据长度为1500字节。
试问应当划分为几个短些的数据报片？
各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志应为何数值？
答：
IP数据报固定首部长度为20字节
总长度（字节）
数据长度（字节）
MF
片偏移
原始数据报
4000
3980
0
0
数据报片1
1500
1480
1
0
数据报片2
1500
1480
1
185
数据报片3
1040
1020
0
370
4-29一个自治系统有5个局域网，其连接图如图6-61所示。
LAN2至LAN5上的主机数分别为：
91，150，3和15。
该项自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23。
试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。
解:
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀。
地址块30.138.118/23可写成30.138.118.0/23
写成二进制表示：
00011110100010100111011000000000
掩码11111111111111111111111000000000
LAN3有150个主机加一个路由器地址为151个地址。
地址块00011110100010100111011*********
分配地址块000111101000101001110110********
即30.138.118.0/24
LAN2有91个主机加一个路由器地址为92个地址。
分配地址块0001111010001010011101110*******
即30.138.119.0/25
LAN5有15个主机加一个路由器地址为16个地址。
需要/27地址块，可分配/26地址块。
分配地址块00011110100010100111011110******
即30.138.119.128/26
LAN4有3个主机加一个路由器地址为4个地址。
至少需要/29地址块
分配地址块00011110100010100111011111000***
即30.138.119.192/29
LAN1至少有3个IP地址供路由器用。
也分一个/29地址块
分配地址块00011110100010100111011111001***
即30.138.119.200/29
4-17一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit的首部后成为数据报。
下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。
但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的“数据”当然指局域网看见的数据）？
答：
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。
4-37某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。
现在需要进一步划分4个一样大的子网。
试问：
1、每个子网的前缀有多长？
2、每一个子网中有多少个地址？
3、每一个子网的地址块是什么？
4、每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？
一共有28位做网络地址,4位做主机地址.即掩码是/28255.255.255.240
解析：
136.23.12.64/28主机范围:
136.23.12.65--78
136.23.12.80/28:
136.23.12.81--94
136.23.12.96/28:
136.23.12.97--110
136.23.12.112/28:
136.23.12.113--126
每个子网中16个地址，其中1个网络号,一个广播地址，14个主机地址.
4-24试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码（采用连续掩码）
（1）2，
（2）6，（3）20，（4）62，（5）122，（6）250
答：
（3）20+2=22<25（加2即将不能作为子网号的全1和全0的两种，所以子网号占用5bit，所以网络号加子网号共13bit，子网掩码为前13个1后19个0，即255.248.0.0。
依此方法：
（1）255.192.0.0，
（2）255.224.0.0，（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）255.255.0.0
4-25以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？
（1）176.0.0.0，
（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0
答：
只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。
4-26有如下的四个/24地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24，212.56.133.0/24。
212.56.134.0/24，212.56.135.0/24
答：
212=（11010100）2，56=（00111000）2
132=（10000100）2，
133=（10000101）2
134=（10000110）2，
135=（10000111）2
所以共同的前缀有22位，即1101010000111000100001，聚合的CIDR地址块是：
212.56.132.0/22
4-27有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。
是否有哪一个地址块包含了另一地址块？
如果有，请指出，并说明理由。
答：
208.128/11的前缀为：
11010000100
208.130.28/22的前缀为：
1101000010000010000101，它的前11位与208.128/11的前缀是一致的，所以208.128/11地址块包含了208.130.28/22这一地址块。
4-30一个大公司有一个总部和三个下属部门.公司分配到的网络前缀是192.77.33/24.公司
的网络布局如图.总部共有五个局域网,其中LAN1～LAN4都连接到路由器R1上,
R1再通过LAN5与路由其R5相连.R5和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通
过广域网相连.每个局域网旁边标明的红色数字是局域网上主机数.试给每个局域网
分配一个合适的网络前缀.
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀,本题的答案很多种,下面是其中的一种答案.
LAN1:
192.77.33.0/26
LAN3:
192.77.33.64/27;LAN6:
192.77.33.96/27;
LAN7:
192.77.33.128/27;LAN8;192.77.33.160/27
LAN2:
192.77.33.192/28;LAN4:
192.77.33.208/28
LAN5:
192.77.33.224/29（考虑到以太网可能还要连接及个主机,故留有余地）
WAN1:
192.77.33.232/30;WAN2:
192.77.33.236/30;192.77.33.240/30
4-41假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离” ）：
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表。
解：
路由器B更新后的路由表如下：
N1 7 A 无新信息，不改变
N2 5 C 相同的下一跳，更新
N3 9 C 新的项目，添加进来
N6 5 C 不同的下一跳，距离更短，更新
N8 4 E 不同的下一跳，距离一样，不改变
N9 4 F 不同的下一跳，距离更大，不改变
4-42假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现在A收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离” ）：
N1 2
N2 1
N3 3
试求出路由器A更新后的路由表。
解：
路由器A更新后的路由表如下：
N1 3 C 不同的下一跳，距离更短，改变
N2 2 C 不同的下一跳，距离一样，不变
N3 1 F 不同的下一跳，距离更大，不改变
N4 5 G 无新信息，不改变
第五章
5-14解：
下面是打印出的十六进制格式的UDP首部
0632000D001CE217
a.源端口是什么？
b.目的地址是什么？
c.用户数据报的总长度是多少？
e.数据的总长度是多少？
d.该分组是从客户发给服务器还是反过来？
f.客户进程是什么？
源端口是0X0632=1586
目的端口是0X000D=14
总长度是是0X001C=29BYTES
UDP_HEADER
______________________________________________________
0______________________16___________________________31
___发送端口号（16bit）____|____接收端口号（16bit）_____|
_______包的长度_________|_________检查和_____________|
5-16解析：
停止等待协议中发送的数据帧是否需要编号?
需要编几位号?
为什么?
在计算机网络发展的初期，通讯网的传输质量较差，所以在数据链路层采用基于可靠传输的该协议。
现在通讯网的质量大幅度提高，该协议已停止使用，所以帧的编号位已经不使用。
但是在有些通讯原理教科书上，该协议只作为原理进行讲解，对编号位数普遍位曾提及。
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。
5-35解析：
五段链路的传播时延＝250*2+（1500/150000）*3*1000=530ms
五段链路的发送时延＝960/（48*1000）*5*1000＝100ms
所以五段链路单程端到端时延＝530+100＝630ms
5-02解析：
从通信和信息处理的角度来看，运输层向它上面的应用层提供通信服务。
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
5-03解析：
都是，这要从不同层次来看。
在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
5-06解析：
丢弃.
TCP/IP三次握手工作方式：
TCP握手协议
5-24一个TCP连接下面使用256Kb/s的链路,其端到端时延为128ms.经测试,发现吞吐
量只有120Kb/s.试问发送窗口是多少
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