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計算機網(wǎng)絡原理 謝希仁(第8版)第一章習題答案

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1-01 計算機網(wǎng)絡可以向用戶提供哪些服務?

1-02 試簡述分組交換的要點。

答:采用了存儲轉發(fā)技術,即將報文(要發(fā)送的整塊數(shù)據(jù))劃分為幾個較小的等長數(shù)據(jù)段,在每個數(shù)據(jù)段前加上必要的控制信息組成的首部,這些帶有首部的數(shù)據(jù)段就構成了分組。首部中包含了目的地址和源地址等重要控制信息。
分組交換在傳輸數(shù)據(jù)之前不必占用一條端到端的通信資源,路由器接收分組后,先臨時存儲下來,檢查其首部,查找轉發(fā)表,按照首部中的目的地址,通過適當接口轉發(fā)給下一個路由器。
分組在傳輸時逐段占用通信資源,省去了建立鏈接和釋放鏈接的開銷,傳輸效率更高。
優(yōu)點:
高效:在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬,對通信鏈路逐段占用。
靈活:每一個分組獨立地選擇最合適的轉發(fā)路由。
迅速:以分組作為傳輸單位,不先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組。
可靠:保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議,分布式多路由的分組交換網(wǎng),使網(wǎng)絡有很好的生存性。
缺點:
失序:當分組采用數(shù)據(jù)報服務時,分組可能出現(xiàn)失序、丟失或重復。
時延:分組在各路由器存儲轉發(fā)時需要排隊。
開銷:分組必須攜帶控制信息,整個分組交換網(wǎng)絡還需要專門的管理和控制機制。

1-03 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。

電路交換:
特點:通信有三個階段:建立連接、通信、釋放連接,通信過程始終占用物理信道。

優(yōu)點:

  • 靜態(tài)分配傳輸帶寬,建立連接后,通信雙方所需的傳輸帶寬不會再改變。
  • 雙方通信不受其他用戶影響,占用通信資源的時間不受限制。

缺點:

  • 通信線路的利用率較低。
  • 整個連接中只要有一條鏈路或一個交換機出現(xiàn)故障,就會引發(fā)通信中斷。

分組交換:
特點:以分組作為傳輸單位,采用存儲轉發(fā)技術。

優(yōu)點:

  • 沒有建立連接和釋放連接階段,傳送數(shù)據(jù)比較迅速。
  • 動態(tài)分配傳輸帶寬,逐段占用通信線路,能夠比較合理的利用各鏈路的傳輸帶寬。
  • 采用分布式的路由選擇協(xié)議,當網(wǎng)絡中某個節(jié)點或鏈路出現(xiàn)故障,分組傳送的路由可以動態(tài)改變,使數(shù)據(jù)能夠繼續(xù)傳輸。

缺點:

  • 路由器存儲轉發(fā)時需要排隊,造成時延。
  • 因為動態(tài)分配傳輸帶寬,各段鏈路寬帶不同,當網(wǎng)絡某處通信量突然增大,可能在網(wǎng)絡中某處產(chǎn)生擁塞,延長數(shù)據(jù)傳輸時間。
  • 分組必須攜帶控制信息,產(chǎn)生額外開銷。整個分組交換網(wǎng)絡還需要專門的管理和控制機制。

報文交換:
特點:采用存儲轉發(fā)技術,傳輸單位為整個報文。

優(yōu)點:

  • 省去劃分為分組的步驟,終點節(jié)省了重裝報文的過程。

缺點:

  • 靈活性不如分組交換,時延較大。

1-04 為什么說互聯(lián)網(wǎng)是自印刷術發(fā)明以來人類在存儲和交換信息領域的最大變革?

1-05 因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段?請指出這幾個階段的主要特點。

第一階段是從單個網(wǎng)絡 ARPANET 到互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。從單個的分組交換網(wǎng)向多種網(wǎng)絡互聯(lián)發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)也因此產(chǎn)生。
第二個階段是建成了三級結構的互聯(lián)網(wǎng)即 NFSNET。分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)(或企業(yè)網(wǎng))。
第三個階段是建成了多層次 ISP 結構的互聯(lián)網(wǎng)。NFSNET 被若干個商用互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)替代,由 ISP 提供互聯(lián)網(wǎng)服務。

1-06 簡述因特網(wǎng)標準指定的幾個階段?

(1) 互聯(lián)網(wǎng)草案——有效期只有六個月。這個階段還不能是 RFC 文檔。
(2) 建議標準——從這個階段開始就成為 RFC 文檔。
(3) 互聯(lián)網(wǎng)標準——經(jīng)過長期的檢驗,某個建議標準能稱為互聯(lián)網(wǎng)標準,就分配標準編號。

1-07 小寫和大寫開頭的英文名 internet 和 Internet 在意思上有何重要區(qū)別?

internet,通用名詞,由多個計算機網(wǎng)絡互聯(lián)而成的網(wǎng)絡,網(wǎng)絡間通信協(xié)議可以是任意的。
Internet,專用名詞,指全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡互聯(lián)而成的計算機網(wǎng)絡,采用 TCP/IP 協(xié)議。

1-08 計算機網(wǎng)絡都有哪些類別?各種類別的網(wǎng)絡都有哪些特點?

按范圍:
(1)廣域網(wǎng) WAN:遠程、通過高速鏈路相連、是 Internet 的核心網(wǎng)。
(2)城域網(wǎng) MAN:城市范圍,連接多個局域網(wǎng)。
(3)局域網(wǎng):范圍小,通過高速線路相連。
(4)個域網(wǎng) PAN:無線連接個人個人電子設備的小范圍網(wǎng)絡。
按使用者分類:
(1)公用網(wǎng),電信公司出資建設的大型網(wǎng)絡,交錢即可用。
(2)專用網(wǎng),某個部門的網(wǎng)絡,內(nèi)部人員可用。
按交換技術來分:
(1)電路交換網(wǎng)。
(2)分組交換網(wǎng)。
(3)混合交換網(wǎng)。

1-09 計算機網(wǎng)絡中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么?

主干網(wǎng)由許多高速鏈路和路由器組成,能迅速傳送數(shù)據(jù)。
本地接入網(wǎng)把用戶接入互聯(lián)網(wǎng),速率低。

1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共 x(bit)。從源點到終點共經(jīng)過 k 段鏈路,每段鏈路的傳播時延為 d(s),數(shù)據(jù)率為 b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為 s(s)。在分組交換時分組長度為 p(bit),且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下,分組交換的時延比電路交換的要?。浚ㄌ崾荆寒嬕幌虏輬D觀察 k 段鏈路共有幾個結點。)

電路交換:
發(fā)送時延: x b \frac{x} bx?
傳播時延: k d kd kd
電路建立時間: s s s
總時延: x b + k d + s \frac{x} + kd + s bx?+kd+s
分組交換:
主機發(fā)送時延: ? x p ? p b \lceil \frac{x}{p} \rceil \frac{p} ?px??bp?
傳播時延: k d kd kd
節(jié)點處發(fā)送時延: ( k ? 1 ) p b (k - 1)\frac{p} (k?1)bp?
總時延: ? x p ? p b + k d + ( k ? 1 ) p b \lceil \frac{x}{p} \rceil \frac{p} + kd + (k - 1)\frac{p} ?px??bp?+kd+(k?1)bp?

條件: x b + k d + s < ? x p ? p b + k d + ( k ? 1 ) p b \frac{x} + kd + s <\lceil \frac{x}{p} \rceil \frac{p} + kd + (k - 1)\frac{p} bx?+kd+s<?px??bp?+kd+(k?1)bp?

x > > p x >>p x>>p x = k p , k 為整數(shù) x = kp,k為整數(shù) x=kp,k為整數(shù) 時,條件為: ( k ? 1 ) p b > s (k-1)\frac{p} > s (k?1)bp?>s

1-11 在第10題的分組交換網(wǎng)中,設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度,h為每個分組所添加的首部長度,與p的大小無關。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(bit/s),但傳播時延和節(jié)點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小,問分組的數(shù)據(jù)部分長度p應取為多大?

主機發(fā)送時延: x p p + h b \frac{x}{p} \frac{p + h} px?bp+h?
節(jié)點處發(fā)送時延: ( k ? 1 ) p + h b (k - 1)\frac{p + h} (k?1)bp+h?
總時延D: x p p + h b + ( k ? 1 ) p + h b \frac{x}{p} \frac{p + h}+(k - 1)\frac{p + h} px?bp+h?+(k?1)bp+h?
對 p 求導: d D d p = k ? 1 b ? x h b p 2 \frac{dD}{dp} = \frac{k - 1} - \frac{xh}{bp^{2}} dpdD?=bk?1??bp2xh?,令其為 0。
得: p = x h k ? 1 p = \sqrt{\frac{xh}{k - 1}} p=k?1xh? ?

1-12 因特網(wǎng)的兩大組成部分(邊緣部分與核心部分)的特點是什么?它們的工作方式各有什么特點?

邊緣部分:由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機組成,用戶用來進行通信和資源共享的。
工作方式:C/S方式和P2P方式。
核心部分:由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成,為邊緣部分提供連通性和交換服務。
工作方式:路由器連接網(wǎng)絡,利用存儲轉發(fā)技術轉發(fā)分組;路由器之間交換路由信息。

1-13 客戶-服務器方式與P2P對等通信方式的主要區(qū)別是什么?有沒有相同的地方?

客戶-服務器方式:客戶請求服務,服務器提供服務。客戶需要知道服務器地址,不需要特殊硬件和復雜操作系統(tǒng)。服務器不需要知道客戶地址,需要特殊硬件和復雜操作系統(tǒng)。兩者的通信是雙向的。
P2P方式:兩個主機平等的進行通信。

1-14 計算機網(wǎng)絡有哪些常用的性能指標?

速率:數(shù)據(jù)的傳送速率。
帶寬:單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡中某一點到另一點所能通過的最高數(shù)據(jù)率。
吞吐量:單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)量。
時延:數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的一段到另一端的時間。
時延帶寬積:傳播時延和帶寬的乘積。
往返時間RTT:發(fā)送數(shù)據(jù)到接受確認的時間
利用率:

  • 信道利用率:信道有百分之幾的時間被利用。
  • 網(wǎng)絡利用率:全網(wǎng)絡信道利用率的加權平均值。

1-15 假定網(wǎng)絡利用率達到了90%。試估計一下現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是它的最小值的多少倍?

D = D 0 1 ? U = D 0 0.1 = 10 D 0 D = \frac{D_0}{1-U}=\frac{D_0}{0.1} =10 D_0 D=1?UD0??=0.1D0??=10D0?
10倍

1-16 計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征?非性能特征與性能特征有什么區(qū)別?

1-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為 1000 k m 1000km 1000km,信號在媒體上的傳播速率為 2 × 1 0 8 m / s 2\times10^8m/s 2×108m/s。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延:
(1) 數(shù)據(jù)長度為 1 0 7 b i t 10^7bit 107bit, 數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 100 k b / s 100kb/s 100kb/s。
(2) 數(shù)據(jù)長度為 1 0 3 b i t 10^3bit 103bit, 數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 1 G b / s 1Gb/s 1Gb/s。
從上面的計算中可以得到什么樣的結論?

(1)發(fā)送時延: 1 0 7 / 1 0 5 = 100 s 10^{7}/10^{5} = 100s 107/105=100s,傳播時延: 1 0 6 / ( 2 × 1 0 8 ) = 0.005 s 10^{6}/(2\times10^8) = 0.005s 106/(2×108)=0.005s
(2)發(fā)送時延: 1 0 3 / 1 0 9 = 1 μ s 10^{3}/10^9 = 1\mu s 103/109=1μs, 傳播時延: 1 0 6 / ( 2 × 1 0 8 ) = 0.005 s 10^{6}/(2\times10^8) = 0.005s 106/(2×108)=0.005s
數(shù)據(jù)量大,發(fā)送速率低時,主要時延由發(fā)送時延引起;數(shù)據(jù)量少,發(fā)送速率高時,主要時延由傳播時延引起。

1-18 假設信號在媒體上的傳播速度為 2.3 × 1 0 8 m / s 2.3\times10^8m/s 2.3×108m/s.媒體長度 l 分別為: (1)10cm(網(wǎng)絡接口卡)(2)100m(局域網(wǎng))(3)100km(城域網(wǎng))(4)5000km(廣域網(wǎng)) 現(xiàn)連續(xù)傳輸數(shù)據(jù),試計算出當數(shù)據(jù)率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。

(1)傳播時延 = 0.1 / ( 2.3 × 1 0 8 m / s ) = 4.35 × 1 0 ? 10 s 0.1/(2.3\times10^8m/s) = 4.35\times10^{-10}s 0.1/(2.3×108m/s)=4.35×10?10s。

  • 1Mb/s:比特數(shù) 1 0 6 × 4.35 × 1 0 ? 10 = 4.35 × 1 0 ? 4 b i t 10^6 \times4.35\times10^{-10} = 4.35\times10^{-4}bit 106×4.35×10?10=4.35×10?4bit
  • 10Gb/s:比特數(shù) 1 0 10 × 4.35 × 1 0 ? 10 = 4.35 b i t 10^{10}\times4.35\times10^{-10} = 4.35bit 1010×4.35×10?10=4.35bit
    其他計算方法類似。

1-19 長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送,需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡層傳送,需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送,加上首部和尾部工18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸效率是指發(fā)送的應用層數(shù)據(jù)除以所發(fā)送的總數(shù)據(jù)(即應用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾部的額外開銷)。若應用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié),數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少?

100/(100+20+20+18)=63.3%
1000/(1000+20+20+18)=94.5%

1-20 網(wǎng)絡體系結構為什么要采用分層次的結構?試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。

分層可以將復雜問題劃分為若干個較小問題,便于研究和處理。

1-21 協(xié)議與服務有何區(qū)別?有何關系?

協(xié)議概念: 為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定被稱為網(wǎng)絡協(xié)議。協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。協(xié)議語法定義信息格式,語義定義操作。

關系: 協(xié)議控制本層向上層提供服務,本層協(xié)議的實現(xiàn)要使用下層提供的服務。
區(qū)別:

  • 協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。
  • 協(xié)議是“水平的”,即協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則。但服務是“垂直的”,即服務是由下層通過層間接口向上層提供的。

1-22 網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素是什么?各有什么含義?

(1)語法:即數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式。
(2)語義:即需要發(fā)出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種響應。
(3)同步:即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。

1-23 為什么一個網(wǎng)絡協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到?

提高協(xié)議面對異常情況的能力。

1-24 論述具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構的要點,包括各層的主要功能。

綜合OSI 和TCP/IP 的優(yōu)點,采用一種原理體系結構。
(1)物理層:透明傳輸比特流。
(2)數(shù)據(jù)鏈路層:把網(wǎng)絡層交下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀,在兩個相鄰節(jié)點間的鏈路上透明地傳輸幀。
(3)網(wǎng)絡層:把運輸層產(chǎn)生的報文段或用戶數(shù)據(jù)報封裝成分組或包,通過路由器傳送給目的主機。
(4)運輸層:向兩臺主機中進程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務。主要使用傳輸控制協(xié)議(TCP) 或 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。
(5)應用層:直接為用戶的應用進程提供服務。

1-25 試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。

1-26 試解釋以下名詞:協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶-服務器方式。

協(xié)議棧:主機或路由器中的協(xié)議層稱為協(xié)議棧。
實體:任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。
對等層:網(wǎng)絡體系結構中,通信雙方實現(xiàn)相同功能的層。
協(xié)議數(shù)據(jù)單元:對等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位,PDU。
服務訪問點:同一系統(tǒng)中相鄰兩層交互的接口。
客戶:通信的應用進程中的服務請求方。
服務器:通信的應用進程中的服務提供方。
客戶-服務器方式:客戶請求服務,服務器提供服務的通信方式,此外還有P2P方式。

1-27 試解釋everything over IP 和IP over everthing 的含義。

TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應用提供服務 (所謂的everything over ip)
允許IP協(xié)議在各式各樣的網(wǎng)絡構成的互聯(lián)網(wǎng)上運行(所謂的ip over everything)

1-28 假定要在網(wǎng)絡上傳送 1.5MB 的文件。設分組長度為 1KB,往返時間RTT=80ms。傳送數(shù)據(jù)之前還需要有建立TCP連接的時間,這時間時2*RTT=160ms。試計算在以下幾種情況下接收方收完該文件的最后一個比特需要的時間。
(1)數(shù)據(jù)發(fā)送速率為10Mbit/s,數(shù)據(jù)分組可以連續(xù)發(fā)送。
(2)數(shù)據(jù)發(fā)送速率為10Mbit/s,但每發(fā)送完一個分組后要等待一個RTT時間才能在發(fā)送下一個分組。
(3)數(shù)據(jù)發(fā)送速率極快,可以不考慮發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時間。但規(guī)定在每一個RTT往返時間內(nèi)只能發(fā)送20個分組。
(4)數(shù)據(jù)發(fā)送速率極快,可以不考慮發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時間。但在第一個RTT往返時間內(nèi)只能發(fā)送一個分組,在第二個RTT內(nèi)可以發(fā)送兩個分組,在第三個RTT內(nèi)可以發(fā)送四個分組。

M B = 2 20 B = 1048576 B , K B = 2 10 = 1024 B , 1 B = 8 b MB = 2^{20}B = 1048576B, KB = 2^{10} =1024B, 1B = 8b MB=220B=1048576B,KB=210=1024B,1B=8b
(1)這里沒有說經(jīng)過幾段鏈路,節(jié)點的發(fā)送時延就不考慮了。

  • 發(fā)送時延: 1.5 × 1048576 × 8 / 1 0 7 = 1.258 s 1.5\times1048576\times8/10^7 =1.258s 1.5×1048576×8/107=1.258s
  • 傳播時延: 0.5 × R T T = 40 m s 0.5×RTT=40ms 0.5×RTT=40ms
  • 總時間: 2 × R T T + 1.258 + 0.5 × R T T = 0.16 + 1.258 + 0.04 = 1.458 s 2×RTT+1.258+0.5×RTT=0.16+1.258+0.04=1.458s 2×RTT+1.258+0.5×RTT=0.16+1.258+0.04=1.458s

(2)

  • 發(fā)送時延: 1.5 × 1048576 × 8 / 1 0 7 = 1.258 s 1.5\times1048576\times8/10^7 =1.258s 1.5×1048576×8/107=1.258s
  • 傳播時延: 0.5 × R T T = 40 m s 0.5×RTT=40ms 0.5×RTT=40ms
  • 等待的RTT總時間: ( 1.5 M B / 1 K B ? 1 ) × R T T = 1535 × R T T = 1535 × 0.08 = 122.8 ( s ) (1.5MB/1KB - 1)\times RTT = 1535×RTT=1535×0.08=122.8(s) (1.5MB/1KB?1)×RTT=1535×RTT=1535×0.08=122.8s(發(fā)送完最后一個分組不需要再發(fā)送,所以要減一)
  • 總時間: 1.258 + 0.04 + 122.8 + 0.16 = 124.258 s 1.258+0.04+122.8+0.16=124.258s 1.258+0.04+122.8+0.16=124.258s

(3)

  • 傳播時延: 0.5 × R T T = 40 m s 0.5×RTT=40ms 0.5×RTT=40ms
  • 分組數(shù): 1.5 M B / 1 K B = 1536 1.5MB/1KB = 1536 1.5MB/1KB=1536
  • 需要的RTT: ? 1536 20 ? = 76 \lfloor \frac{1536}{20}\rfloor = 76 ?201536??=76
  • 剩余 1536 ? 76 × 20 = 16 1536 - 76 \times 20 = 16 1536?76×20=16個分組不受規(guī)定約束直接發(fā)送完。
  • 總時間: 76 × R T T + 0.16 + 0.04 = 6.28 s 76\times RTT + 0.16 + 0.04 = 6.28s 76×RTT+0.16+0.04=6.28s

(4)

  • 若n=10,那么只發(fā)送了 2n-1=1023個分組。10個RTT不夠。
    若n=11,那么能發(fā)送了 2n-1= 2047個分組。11個RTT夠了。
  • 現(xiàn)在總共需要的時間= ( 2 + 10 + 0.5 ) × R T T = 12.5 × 0.08 = 1 s (2+10+0.5)\times RTT=12.5\times0.08=1s 2+10+0.5)×RTT=12.5×0.08=1s
    剩余 513 513 513個分組不受規(guī)定約束直接發(fā)送完。

1-29 有一個對點鏈路,長度為50KM。若數(shù)據(jù)在此鏈路上的傳播速率為 2 × 1 0 8 m / s 2\times10^8m/s 2×108m/s,試問鏈路的帶寬為多少才能使傳播時延和發(fā)送100字節(jié)的分組的發(fā)送時延一樣大?如果發(fā)送的是512字節(jié)長的分組,結果又是如何?

傳播時延: 5 × 1 0 4 / ( 2 × 1 0 8 ) = 2.5 × 1 0 ? 4 s 5\times10^4 /(2\times10^8)=2.5\times10^{-4}s 5×104/(2×108)=2.5×10?4s
寬帶:

  • 100字節(jié): 100 × 8 / ( 2.5 × 1 0 ? 4 ) = 3.2 × 1 0 6 b i t / s 100\times8/(2.5\times10^{-4})=3.2\times10^6bit/s 100×8/(2.5×10?4)=3.2×106bit/s
  • 512字節(jié): 512 × 8 / ( 2.5 × 1 0 ? 4 ) = 1.6384 × 1 0 7 b i t / s 512\times8/(2.5\times10^{-4})=1.6384\times10^7bit/s 512×8/(2.5×10?4)=1.6384×107bit/s

1-30 有一個點對點鏈路,長度為 20000 km。數(shù)據(jù)的發(fā)送速率是 1kbit/s。要發(fā)送的數(shù)據(jù)有100bit。數(shù)據(jù)在此鏈路上的傳播速度為 2 × 1 0 8 m / s 2\times10^8m/s 2×108m/s; 假定我們可以看見在線路上傳播的比特,試畫出我們看到的線路上的比特(畫兩個圖,一個在100 bit 剛剛發(fā)送完時,另一個是再經(jīng)過 0.05 s 后)。

發(fā)送時延: 100 / 1000 = 0.1 s 100/1000=0.1s 100/1000=0.1s
傳播時延: 2 × 1 0 7 / 2 × 1 0 8 = 0.1 s 2\times10^7/2\times10^8 = 0.1s 2×107/2×108=0.1s
剛發(fā)送完最后一個bit發(fā)送完第一個bit剛好到,0.05s后傳播一半,還剩一半bit在信道里。

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1-31 條件同上題。但數(shù)據(jù)的發(fā)送速率改為1Mbit/s。和上題的結果相比較,你可以得出什么結論?

發(fā)送時延: 100 / 1000000 = 0.0001 s 100/1000000=0.0001s 100/1000000=0.0001s
傳播時延: 2 × 1 0 7 / 2 × 1 0 8 = 0.1 s 2\times10^7/2\times10^8 = 0.1s 2×107/2×108=0.1s
剛發(fā)送完最后一個bit發(fā)送完第一個bit走了20km
0.05s后傳播一半,還最后一個bit在10000km處。計算機網(wǎng)絡第八版謝希仁課后答案,計算機網(wǎng)絡,網(wǎng)絡,網(wǎng)絡協(xié)議,服務器
結論:提高發(fā)送速率能一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

1-32 以1 Gbit/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。試問在以距離或時間為橫坐標時,一個比特的寬度分別是多少?

時間: 1 / 1 0 9 = 1 0 ? 9 s 1/10^9=10^{-9}s 1/109=10?9s
距離: 1 0 ? 9 × 2 × 1 0 8 = 0.2 m 10^{-9}\times2\times10^8=0.2m 10?9×2×108=0.2m

1-33 我們在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)常是從某個源點傳送到某個終點,而并非傳送過去再傳送回來。那么為什么往返實際RTT是一個很重要的性能指標呢?

有些協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)時需要對方的確認。

1-34 主機A向主機B發(fā)送一個長度為 1 0 7 10^7 107 比特的報文。中間要經(jīng)過兩個節(jié)點交換機,即一共經(jīng)過三段鏈路。設每條鏈路的傳輸速率為2Mbit/s。忽略傳播、處理和排隊時延。
(1)如果采用報文交換,即整個報文不分段,每臺節(jié)點交換機收到整個的報文后再轉發(fā)。問從主機A把報文傳送到第一個節(jié)點交換機需要多少時間?從主機A把報文傳送到主機B需要多長時間?

(2)如果采用分組交換。報文被劃分為1000個等長的分組,并連續(xù)發(fā)送。節(jié)點交換機能夠邊接受邊發(fā)送。試問從主機A把第一個分組傳送到第一個節(jié)點交換機需要的時間?從主機A把第一個分組傳送到主機B需要多少時間?從主機A把1000個分組傳送到主機B需要多少時間?

(3)就一般情況而言,比較用整個報文來傳送和用劃分多個分組來傳送的優(yōu)缺點。

(1)

  • 到交換機:即發(fā)送時延: 1 0 7 / ( 2 × 1 0 6 ) = 5 s 10^7/(2\times10^6)=5s 107/(2×106)=5s
  • 到B:三段發(fā)送時延:15s

(2)

  • 第一個分組傳送到第一個節(jié)點交換機需要的時間: 1 0 4 / ( 2 × 1 0 6 ) = 5 × 1 0 ? 3 s 10^4/(2\times10^6)=5\times10^{-3}s 104/(2×106)=5×10?3s
  • 從主機A把1000個分組傳送到主機B需要的時間:
    5 × 1 0 ? 3 × 1000 + 2 × 5 × 1 0 ? 3 = 5.01 s 5\times10^{-3}\times1000+2\times5\times10^{-3}=5.01s 5×10?3×1000+2×5×10?3=5.01s (1000個分組的發(fā)送時延加上經(jīng)過(3-1)個節(jié)點的發(fā)送時延。)

(3)分組交換:快;如果某個分組出錯,只重傳那一個即可;可使某些分組通過不擁堵的鏈路傳輸。但缺一個分組其他分組就不能重組;首部帶來額外開銷。
報文交換:沒有額外開銷。但只要有一個bit出錯就要全部重傳。

1-35 主機A向主機B連續(xù)傳送一個600000bit的文件。A和B之間有一條帶寬為1Mbit/s的鏈路相連,距離為5000KM,在此鏈路上的傳播速率為 2.5 × 1 0 8 m / s 2.5\times10^8m/s 2.5×108m/s.
(1)鏈路上的比特數(shù)目的最大值是多少?
(2)鏈路上每比特的寬度是多少?
(3)若想把鏈路上每比特的寬度變?yōu)?000KM,這時應把發(fā)送速率調(diào)整到什么數(shù)值?

(1)傳播時延: 5 × 1 0 6 / ( 2.5 × 1 0 8 ) = 2 × 1 0 ? 2 s 5\times10^6/(2.5\times10^8)=2\times10^{-2}s 5×106/(2.5×108)=2×10?2s
最大比特數(shù): 2 × 1 0 ? 2 × 1 0 6 = 2 × 1 0 4 b i t 2\times10^{-2}\times10^6=2\times10^{4}bit 2×10?2×106=2×104bit
(2)一比特的持續(xù)時間: 1 0 ? 6 s 10^{-6}s 10?6s
距離: 1 0 ? 6 × 2.5 × 1 0 8 = 250 m 10^{-6}\times2.5\times10^{8}=250m 10?6×2.5×108=250m
(3)持續(xù)時間: 5 × 1 0 6 / ( 2.5 × 1 0 8 ) = 2 × 1 0 ? 2 s 5\times10^6/(2.5\times10^8)=2\times10^{-2}s 5×106/(2.5×108)=2×10?2s
發(fā)送速率: 1 / ( 2 × 1 0 ? 2 ) = 50 b i t / s 1/(2\times10^{-2})=50bit/s 1/(2×10?2)=50bit/s

1-36 主機A到主機B的路徑有三段路,其速率分別為2Mbit/s,1Mbit/s和500kbit/s?,F(xiàn)在A向B發(fā)送一個文件。
(1)試計算該文件傳送的吞吐量。

(2)設文件長度為10MB,而網(wǎng)絡上沒有其他流量。試問該文件從A傳送到B大約需要多少時間?為什么這里只是計算大約的時間?

(1)由最小速率鏈路決定,即為 500kbit/s

(2)整個鏈路的傳輸速率按吞吐率計算,所以大約時間: 8 × 1 0 7 b i t / 5 × 1 0 5 b i t / s = 160 s 8×10^7 bit/5×10^5bit/s=160s 8×107bit/5×105bit/s=160s文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-778550.html

到了這里,關于計算機網(wǎng)絡原理 謝希仁(第8版)第一章習題答案的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!

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