⑴ 計算機網路原理計算題
解答:
p20的總時延定義,總時延=發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延。
從主機A開始發送數據到主機A把數據全部發送到鏈路上所需要的時間叫發送時延。
發送時延=數據幀長度(b)/發送速率(b/s)
依題意,主機A要發送的數據幀長度為10000bit,速率是10Mbit/s即10*10^6bit/s,那麼發送時延就是:
10000bit÷10000000bit/s=0.001s=1000μs
從主機A到交換機的傳播時延是20μs
交換機接收完分組這個分組同樣需要時間,按照題意是35μs
然後交換機開始發送這個分組,又需要計算發送時延,由於分組長度和速率不變,仍然是1000μs
接著這個分組在交換機到主機B之間的鏈路傳遞,傳播時延是20μs。
關於主機B要多少時間才能接收完這個分組,依題意,「從A開始發送至B接收到該分組所需的總時間」,接收到就是主機B開始接收這個分組那一個時刻,也就是分組的第一個位元組到達鏈路末端的那個時刻,後面的時間就不管它了。
總時延就是上面所有時延的和:
1000+20+35+1000+20=2075μs
⑵ 跪求CIDR地址劃分子網方法和原則 這是一個作業題 主要是不明白答案 計算機網路 謝希仁5版 4-3
先劃分出4個子網,這樣的目的是先滿足主機數要求最多的網路。要求最大的是50台,2的6次方減2得62>50.所以地址數必須要有6位在夠,而地址位總共有8位,得出地址為可以給網路位借2位。劃分出來的網路為 192.77.33.0/26 192.77.33.64/26 192.77.33.128/26 192.77.33.192/26
每個子網能容納的有效ip地址為62個,所以可以任選一個分配給LAN1使用,這里我們就把第一個網路用在LAN1處!
還剩下3個子網可以換分,但是要求的網路數還有7個,LAN5沒有具體要求主機數量,那麼我們就將整個要求的網路滿足後把剩餘的地址再分配給它。
由於後面的子網要求都比較小,所以我們可以把剩下來的3個大的子網再細分一下:
192.77.33.64/26-------------> 192.77.33.64/27
-------------> 192.77.33.96/27
192.77.33.128/26-------------> 192.77.33.128/27
-------------> 192.77.33.160/27
192.77.33.192/26-------------> 192.77.33.192/27
-------------> 192.77.33.224/27
這樣經過再次劃分後每個子網能容納的有效主機數為2的5次方減2得30,能滿足所有剩下來的網路,但是網路數量還是不夠。再看看題目,可以發現有的網路要求的主機數其實很少,我們劃分出來的子網對於這中網路來說還是太大了,有些浪費,所以我們可以再從這些換分好的子網里在劃分一次,換分成更小的網路來提高網路的使用效率,這里就取192.77.33.64/27這個子往來劃分。得192.77.33.64/27--------------->192.77.33.64/28
--------------->192.77.33.80/28
這兩個子網能容納的有效主機數量為2的4次方減2得14,能滿足LAN2和LAN4的要求。
這樣後,整個大的網路就被劃分成了8個大小各一的小型網路,可以分別滿足各個部門的需求,剩下的就只要根據部門需要的主機數量來合理分配子網就好了!
說了這么多,希望你能看明白吧。。。。。
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⑷ 求解一道計算機網路試題
這個題目是計算機網路(第5版)謝希仁 編著 裡面的課後問答題。
主要是考【傳播時延】和【時延帶寬積】這兩個知識點。
傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。
傳播時延的計算機公式是:
傳播時延=信道長度(m)/電磁波在信道上的傳播速率(m/s)
時延帶寬積=傳播時延*帶寬(就是我們要求的正在傳播的比特數)
發送的第一個比特數即將達到終點時,發送端就已經發送了多少比特(正在發送的比特數)
長度0.1m 傳播時延4.35*10^-10s
數據率=1Mb/s 正在傳輸的比特數 4.35*10^-4
數據率=10Gb/s 正在傳輸的比特數 4.35
長度100m 傳播時延4.35*10^-7s
數據率=1Mb/s 正在傳輸的比特數 0.435
數據率=10Gb/s 正在傳輸的比特數 4.35*10^3
長度100km 傳播時延4.35*10^-4s
數據率=1Mb/s 正在傳輸的比特數 4.35*10^2
數據率=10Gb/s 正在傳輸的比特數 4.35*10^6
長度5000km傳播時延0.0217s
數據率=1Mb/s 正在傳輸的比特數 2.17*10^4
數據率=10Gb/s 正在傳輸的比特數 2.17*10^8
⑸ 運輸層知識要點——謝希仁《計算機網路》
為了在計算機網路中有條不紊地交換數據,就必須遵守一些事先約定好的規則。這些規則明確規定了所 交換數據的格式 以及有關的 同步 問題。
同步的含義:在一定條件下應當發生什麼事件,因而含有時序的意思。
網路協議:為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。
網路協議由以下三個要素組成:
1)語法:即數據與控制信息的結構或格式
2)語義:即需要發出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種反應
3)同步:即事件實現順序的詳細說明
一、運輸層協議的概述
1.1 進程之間的通信
1.2 運輸層的兩個主要協議
1.3 運輸層的埠
二、用戶數據報協議UDP
2.1 UDP概述
2.2 UDP的首部格式
三、傳輸控制協議TCP概述
3.1 TCP的最主要的特點
3.2 TCP的連接
四、可靠傳輸的工作原理
4.1 停止等待協議
4.2 連續ARQ協議
五、TCP報文段的首部格式
六、TCP可靠傳輸的實現
6.1 以位元組為單位的滑動窗口
6.2 超時重傳時間的選擇
6.3 選擇確認SACK
七、TCP的流量控制
7.1 利用滑動窗口實現流量控制
7.2 必須考慮傳輸效率
八、TCP的擁塞控制
8.1 擁塞控制的一般原理
8.2 幾種擁塞控制方法
8.3 隨機早期檢測RED
九、TCP的運輸連接管理
9.1 TCP的連接建立
9.2 TCP的連接釋放
9.3 TCP的有限狀態機
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1.1 進程之間的通信
1.只有主機的協議棧才有運輸層,而網路核心部分中的路由器在轉發分組時都只用到了下三層的功能
2.兩個主機進行通信就是兩個主機中的應用進程互相通信。從運輸層的角度看,通信的真正端點並不是主機而是主機中的進程。(IP協議能把分組送到目的主機)
網路層時為主機之間提供邏輯通信,而運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信。
3.運輸層一個重要功能——復用、分用。 (應用進程復用、分用運輸層)
1.2 運輸層的兩個主要協議
1.UDP—User Datagram Protocol 用戶數據報協議(無連接):DNS/RIP/DHCP/SNMP/NFS
TCP—Transmission Control Protocol 傳輸控制協議(面向連接):SMTP/TELNET/HTTP/ FTP
1.3 運輸層的埠
問題:為了使運行不同操作系統的計算機的應用進程能夠互相通信,就必須使用統一的方法(而這種方法必須與特定操作系統無關)對TCP/IP體系的應用進程進行標識。
為什麼不用進程號來區分?(第一,不同操作系統的進程標識符不同;第二,用功能來識別,而不是進程,例如郵件服務功能,而不管具體是哪個進程)
解決方案:在運輸層使用協議埠號,即埠。軟體埠是應用層的各種協議進程與運輸實體進行層間交互的一種地址。(埠號只具有本地意義,只是為了標識本計算機應用層中各個進程在和運輸層交互時的層間介面。)
埠分為兩大類:
1)伺服器使用的埠號:熟知埠號或系統埠號(0~1023);登記埠號(1024~49151)
2)客戶端使用的埠號:49152~65535
2.1 UDP概述
1.UDP只在IP的數據報服務至上增加了很少一點功能,就是復用、分用以及差錯檢測功能
2.特點
1)無連接
2)盡最大努力交付
3)面向報文 (不合並、不拆分、保留這些報文的邊界)
4)UDP沒有擁塞控制
5)UDP支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信
6)UDP的首部開銷小,只有8位元組
應用進程本身可以在不影響應用的實時性的前提下,增加一些提高可靠性的措施,如採用前向糾錯或重傳已丟失的報文。
2.2 UDP的首部格式
1.traceroute 讓發送的UDP用戶數據報故意使用一個非法的UDP埠號,接收方丟棄報文,並由ICMP(網路控制報文協議)發送「埠不可達」差錯報文給發送方。
2.計算檢驗和。IP數據報的校驗和只檢驗IP數據報的首部,但UDP的校驗和是把首部和數據部分一起都檢驗。(12位元組的首部+真正的首部+數據來進行校驗和的計算)
Q1.為什麼計算校驗和要加12位元組的偽首部
Q2.計算校驗和的原理是什麼?
3.1 TCP的最主要的特點
1.面向連接的運輸層協議(建立連接、傳輸數據、釋放連接)
2.點對點,每一條TCP連接只能有兩個端點
3.可靠交付(無差錯、不丟失、不重復、並且按序到達)
4.全雙工通信。TCP連接的兩端都設有發送緩存和接收緩存。
5.面向位元組流。(流指的是流入到進程或從進程流出的位元組序列;面向位元組流:TCP把應用程序交下來的數據看成是一連串的無結構位元組流。 接收方的應用程序必須有能力識別接收到的位元組流,把它還原成有意義的應用層數據。 因此TCP可以根據窗口值和當前網路狀況調整發送的報文長度。劃分短一點,或者積累到足夠多再發送出去。)
3.2 TCP的連接
1.TCP把連接作為最基本的抽象。
2.每一條TCP連接有兩個端點。TCP連接的端點叫作套接字。
套接字soket = (IP地址:埠號)
每一條TCP連接唯一地被通信兩端的兩個端點(即兩個套接字)所確定。
TCP連接 ::= {socket1, socket2}
理想的傳輸條件有以下兩個特點:
1)傳輸信道不產生差錯
2)不管發送方以多快的速度發送數據,接收方總是來得及處理收到的數據
實際的網路並不具備,因此:
1)出現差錯時,讓發送方重傳
2)接收方來不及處理時,及時告訴發送方適當降低發送數據的速度
4.1 停止等待協議
1.「停止等待」就是沒發送完一個分組就停止發送,等待對方的確認,在收到確認後再發送下一個分組。
2.超時重傳。在每發完一個分組就設置一個超時計時器,如果在超時計時器之前收到對方的確認,就撤銷已設置的超時計時器。如果未收到,就認為剛才的分組丟失,並重傳。
3.三種情況:A發送的分組出錯、丟失;B發送的確認丟失;B發送的確認遲到
確認丟失:B丟棄重復的分組,向A重傳確認
確認遲到:A丟棄重復的確認,B丟棄重復分組,並向A重傳確認
4.常稱為自動重傳請求ARQ,重傳時自動進行的(超時即重傳)
5.缺點:信道利用率太低
U=Td/(Td+RTT+Ta)
為了提高傳輸效率,發送方不使用停止等待協議,而是採用流水線傳輸。流水線傳輸就是發送發可連續發送多個分組,不必等每發完一個分組就停頓下來等待對方的確認。(連續ARQ協議和滑動窗口協議)
4.2 連續ARQ協議
1.位於發送窗口內的分組都可連續發送出去,而不需要等待對方的確認。
2.累積確認:接收方不必對收到的分組逐個發送確認,而是在收到幾個分組後,對按序到達的最後一個分組發送確認。
3.缺點:Go-back-N (發送前5個分組,第3個分組丟失,後面三個要重傳)
1.源埠和目的埠
2.序號。 每個位元組都按順序編號。
3.確認號。 期望收到對方下一個報文段的第一個數據位元組的序號。
若確認號=N,則表明:到序號N-1為止的所有數據都已正確收到。
4.數據偏移。 指出TCP報文段的數據起始處距離TCP報文段的起始處有多遠(也即TCP報文段首部長度)。由於首部中還有長度不確定的選項欄位,因此數據偏移欄位是必要的。
5.窗口。窗口欄位明確指出了現在允許對方發送的數據量。窗口值是經常在動態變化著。
6.1 以位元組為單位的滑動窗口
1.發送緩存用來暫存:
1)發送應用程序傳送給發送方TCP准備發送的數據;
2)TCP已發送但未收到確認德爾數據
2.接收緩存用來存放:
1)按序到達的、但尚未被接收應收程序讀取的數據;
2)未按序到達的數據
3.注意三點:
1)A的發送窗口是根據B的接收窗口設置的,但是在同一時刻,由於網路傳輸的滯後,A的發送窗口並不總是B的接收窗口一樣大
2)TCP通常對不按序到達的數據是先臨時存放在接收窗口中,等到位元組流中所缺少的位元組收到後,再按序交付上層的應用進程
3)TCP接收方有累計確認功能(不能過分推遲發送確認,否則會導致發送方不必要的重傳)
6.2 超時重傳時間的選擇
1.超時重傳時間設置太短,會引起很多不必要的重傳;如果設置太長,使網路的空閑時間增大,降低傳輸效率。
2.新的RTTs = (1-a)x(舊的RTTs) + ax(新的RTT樣本),其中RTT樣本的時間為:記錄一個報文段發出的時間,以及收到相應的確認時間,時間差就是報文段的往返時間RTT。
3.RTO = RTTs + 4 x RTTd,其中RTO為超時重傳時間,RTTd是RTT的偏差的加權平均值。
新的RTTd = (1-b) x (舊的RTTd)+ b x |RTTs - 新的RTT樣本|
4.一個問題:發送一個報文段,設定的重傳時間到了,還沒有收到確認。於是重傳報文段。經過一段時間,收到了確認報文段。現在的問題是:如何判定此確認報文段是對先發送的報文段的確認,還是對後來重傳的報文段的確認?
1)解決方法1,在計算加權平均值RTTs時,只要報文段重傳了,就不採用其往返時間樣本。
引入的問題:報文段的時延突然增大的情況
2)解決方法2,報文段每重傳一次,就把超時重傳時間RTO增大一些(一般是2倍)。當不在發生報文段的重傳時,再根據加權平均計算。
6.3 選擇確認SACK
SACK文檔並沒有指明發送發應當怎樣響應SACK。因此大多數的實現還是重傳所有未被確認的數據塊。
7.1 利用滑動窗口實現流量控制
1.流量控制:就是讓發送方的發送速率不要太快,要讓接收方來得及接收。
2.利用滑動窗口機制可很方便地在TCP連接上實現對發送方的流量控制。發送方的發送窗口不能超過接收方給出的接收窗口的數值。
3.死鎖情況:B向A發送了零窗口的報文段後不久,B又有了一些緩存空間,因此B向A發送rwnd = 400.然而該報文段在傳送過程中丟失。A一直等待B發送的非零窗口的通知,B也一直等待A發送的數據。( 窗口通知不超時重傳?為什麼? )
解決方法:TCP為每個連接設有一個持續計時器。只要一方收到對方的零窗口通知,就啟動計時器。計時器到期後,發送一個零窗口探測報文段,而對方就在確認這個探測報文段時給出了現在的窗口值。若仍為零,收到報文段的一方重新設置持續計時器。
7.2 必須考慮傳輸效率
1.應用程序把數據傳送到TCP的發送緩存後,剩下的發送任務就由TCP來控制了。
2.三種不同的機制來控制TCP報文段的發送時機:
1)TCP維持一個變數,它等於最大報文段長度MSS,只要緩存中的存放的數據達到MSS,就組裝成一個TCP報文段發送出去
2)由發送方的應用進程指明要求發送報文段,即TCP支持推送操作
3)發送方設置一個定時器
3.問題一、若用戶只發送一個位元組,則非常浪費帶寬。
解決方法:若發送應用程序把要發送的數據逐個位元組地送到TCP的發送緩存,則發送方就把第一個數據位元組先發送出去,把後面到達的數據位元組都緩存起來。當發送方收到對第一個數據字元的確認後,再把發送緩存中的所有數據組裝成一個報文段發送出去。(採用收到確認就發送+並開始緩存的方式;同時當到達的數據已達到發送窗口大小的一半或已達到報文段的最大長度時,就立即發送一個報文段。)
4.問題二、糊塗窗口綜合症。接收緩存已滿,應用程序一次只讀取一個位元組,然後向發送方發送確認。
解決方法:讓接收方等待一段時間,使得接收緩存已有足夠空間容納一個最長的報文段,或者等到接收緩存已有一半空閑的空間。則接收方就發出確認報文。
8.1 擁塞控制的一般原理
1.擁塞的定義:對資源的需求 > 可用資源。 在計算機網路中的鏈路帶寬、交換結點中的緩存和處理機等,都是網路中的資源。
2.擁塞解決不能靠解決某一個部分的問題。因為這會將瓶頸轉移到其他地方。問題的實質往往是整個系統的各個部分不匹配。只有所有部分都平衡了,問題才會得到解決。
3.擁塞控制與流量控制的比較。
1)擁塞控制:防止過多的數據注入到網路中,這樣可以使網路中的路由器或鏈路不致過載。
擁塞控制有個前提:網路能夠承受現有的網路負荷
擁塞控制是一個全局性過程。(發送擁塞時,不知道在某處、什麼原因造成的)
2)流量控制:點對點通信量的控制,是個端到端的問題
流量控制:抑制發送端發送數據的速率,以便使接收端來得及接收。
4.尋找擁塞控制的方案無非就是使不等式 「對資源的需求 > 可用資源 」不再成立的條件。但是必須考慮該措施帶來的其他影響。
5.計算機網路是個復雜的系統。從控制理論的角度來看擁塞控制,可以分為開環控制和閉環控制兩種方法。
1)開環控制:設計網路時事先將有關發生擁塞的因素考慮周到,力求網路在工作時不產生擁塞。但一旦系統運行起來,就不再中途改正。
2)閉環控制:基於反饋環路。
步驟一、監測網路系統以便檢測到擁塞在何時、何處發生;
步驟二、把擁塞發生的信息傳送到可採取行動的地方
步驟三、調整網路系統的運行以解決出現的問題
8.2 幾種擁塞控制方法(只考慮網路擁塞程度,即假設接收方總是有足夠大的緩存空間)
1.慢開始和擁塞避免
1)發送方維持一個擁塞窗口。
擁塞窗口的大小取決於網路的擁塞程度,並且動態地在變化。
控制擁塞窗口的原則是:只要網路沒有出現擁塞,擁塞窗口增大;如果網路出現擁塞,則減小。
2)慢開始的思路:由小到大逐漸增大擁塞窗口數值。每收到一個對新的報文段的確認,把擁塞窗口增加至多一個MSS的數值。(沒經過一個傳輸輪次,擁塞窗口cwnd就加倍)
輪次:把擁塞窗口所允許發送的報文段都連續發送出去,並收到了對已發送的最後一位元組的確認。
慢開始的「慢」並不是指cwnd的增長速率慢,而是指TCP開始發送報文段時先設置cwnd=1(一個MSS數值)。
3)慢開始門限ssthresh
為防止擁塞窗口增長過大,引入一個慢開始門限ssthresh。
當cwnd < ssthresh時,使用上述的慢開始演算法
當cwnd > ssthresh時,停止使用慢開始演算法而改用擁塞避免演算法
4)擁塞避免演算法
思路:讓擁塞窗口cwnd緩慢增大,即沒經過一個往返時間RTT就把發送方的擁塞窗口cwnd增加1,而不是加倍。
5)慢開始門限的設置
只要發送方判斷網路出現擁塞(沒有按時收到確認),就把慢開始門限ssthresh設置為出現擁塞時發送方窗口值的一半,然後把擁塞窗口cwnd重置為1,執行慢開始演算法。
6)乘法減小和加法增大
乘法減小:網路出現擁塞時,把慢開始門限ssthresh減半(當前的ssthresh的一半),並執行慢開始演算法。
加法增大:執行擁塞避免方法
2.快重傳和快恢復
1)快重傳(盡快重傳未被確認的報文段)
首先,要求接收方每收到一個失序的報文段後就立即發出重復確認。(如接收方收到了M1和M2後都分別發出了確認,但接收方沒有收到M3但接著收到了M4。此時接收方立即發送對M2的重復確認。)
其次,發送方只要一連收到三個重復確認,就應當立即重傳對方尚未收到的報文段M3.
2)快恢復
要點一、當發送方連續收到三個重復確認,就執行「乘法減小」演算法,把慢開始門限ssthresh減半。
要點二、由於發送方認為網路很可能沒有發生擁塞(因為收到了連續的重復確認),把cwnd設置為慢開始門限ssthresh減半後的值,然後開始執行擁塞避免演算法
慢開始演算法只在TCP連接建立時和網路出現超時才使用。
3.發送方的窗口
發送方窗口的上限值 = Min [rwnd, cwnd]
8.3 隨機早期檢測RED(IP層影響TCP層的擁塞控制)
1.網路層的分組丟棄策略
網路層的策略對TCP擁塞控制影響最大的就是路由器的分組丟棄策略。
如果路由器隊列已滿,則後續到達的分組將都被丟棄。這就叫做尾部丟棄策略。
2.全局同步
由於TCP復用IP,若發生路由器中的尾部丟棄,就可能會同時影響到很多條TCP連接,結果就使許多TCP連接在同一時間突然都進入到慢開始狀態。全局同步使得全網的通信量突然下降了很多,網路恢復正常後,其通信量又突然增大很多。
3.隨機早期檢測RED
使路由器的隊列維持兩個參數,即隊列長度最小門限THmin和最大門限THmax。當每一個分組到達時,RED就先計算平均隊列長度Lav。RED演算法是:
1)若平均隊列長度小於最小門限THmin,則把新到達的分組放入隊列進行排隊
2)若平均隊列長度超過最大門限THmax,則把新到達的分組丟棄
3)若平均隊列長度在最小門限THmin和最大門限THmax之間,則按照某一概率p將新到達的分組丟棄。
隨機體現在3),在檢測到網路擁塞的早期徵兆時(即路由器的平均隊列長度超過一定的門限值時),就先以概率p隨機丟棄個別的分組,讓擁塞控制只在個別的TCP連接上進行,因而避免發生全局性的擁塞控制。
4.平均隊列長度Lav和分組丟棄概率p
Lav = (1-d) x (舊的Lav) +d x (當前的隊列長度樣本)
p = ptemp / (1- count x ptemp)
ptemp = pmax x (Lav - THmin) / (THmax - THmin)
TCP時面向連接的協議。
運輸連接就有三個階段:連接建立、數據傳送和連接釋放
運輸連接的管理:使運輸連接的建立和釋放都能正常地進行。
在TCP連接建立過程中要解決以下三個問題:
1)要使每一方能夠確知對方的存在
2)要允許雙方協商一些參數(如最大窗口值、是否使用窗口擴大選項和時間戳等等)
3)能夠對運輸實體資源(如緩存大小、連接表中的項目等)進行分配
9.1 TCP的連接建立
1.TCP規定,SYN=1報文段不能攜帶數據,但消耗一個序號
2.TCP規定,ACK=1報文段可以攜帶數據,如果不攜帶數據則不消耗序號
3.為什麼A還要發送一次確認?為了防止已失效的連接請求報文突然又傳送到B,因而產生錯誤。
「已失效的連接請求報文段」
A發出第一個連接請求報文段,在網路中滯留超時,又發出了第二個連接請求。但B收到第一個延遲的失效的連接請求報文段後,就誤認為是A又發出了一次新的連接請求。於是就向A發出確認報文段,同意建立連接。假定不採用三次握手,那麼只要B發出確認,新的連接就建立。此時A不會理睬B的確認,也不會發數據,但B一直等A發送數據,B的許多資源就浪費了。
採用三次握手,A不會向B發送確認,因此B就知道A並沒有要求建立確認。
9.2 TCP的連接釋放
1.TCP規定,FIN報文段基石不攜帶數據,也消耗一個序號
2.第二次握手後,TCP通知高層應用程序,因而從A到B這個方向的連接就釋放,TCP連接處於半關閉狀態
3.為什麼A在TIME-WAIT狀態必須等待2MSL的時間
1)為了保證A發送的最後一個ACK報文段能夠到達B。因為ACK可能丟失,此時B可能會超時重傳,然後A重傳確認,並重新啟動2MSL計時器
2)防止「已失效的連接請求報文段」出現在本連接中。可以使本連接持續時間內所產生的所有報文段都從網路中消失。
9.3 TCP的有限狀態機
⑹ 謝希仁計算機網路答案
答:a=τ/T0=τC/L=100÷(2×108)×1×109/L=500/L,信道最大利用率Smax =1/(1+4.44a),最大吞吐量Tmax=Smax×1Gbit/s幀長512位元組時,a=500/(512×8)=0.122, Smax =0.6486,Tmax=648.6 Mbit/s幀長1500位元組時,a=500/(1500×8)=0.0417,Smax =0.8438 ,Tmax=843.8 Mbit/s幀長64000位元組時,a=500/(64000×8)=0.000977,Smax =0.9957,Tmax=995.7 Mbit/s可見,在端到端傳播時延和數據發送率一定的情況下,幀長度越大,信道利用率越大,信道的最大吞吐量月越大。
⑺ 計算機網路 第五版 答案
第一章 概述
傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速度
發送時延=數據塊長度/信道帶寬
總時延=傳播時延+發送時延+排隊時延
101 計算機網路的發展可劃分為幾個階段?每個階段各有何特點?
102 試簡述分組交換的要點。
103 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缺點。
104 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革?
105 試討論在廣播式網路中對網路層的處理方法。討論是否需要這一層?
106 計算機網路可從哪幾個方面進行分類?
107 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)。從源站到目的站共經過k段鏈路,每段鏈路的傳播時延為d(s),數據率為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小?
108 在上題的分組交換網中,設報文長度和分組長度分別為x 和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度,而此為每個分組所帶的控制信息固定長度,與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s),但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小,問分組的數據部分長度P應取為多大?
109 計算機網路中的主幹網和本地接入同各有何特點?
110 試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延:(1)數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s,收發
111 計算機網路由哪幾部分組成?
101 計算機網路的發展可劃分為幾個階段?每個階段各有何特點?
答:計算機網路的發展可分為以下四個階段。
(1)面向終端的計算機通信網:其特點是計算機是網路的中心和控制者,終端圍繞中心
計算機分布在各處,呈分層星型結構,各終端通過通信線路共享主機的硬體和軟體資源,計
算機的主要任務還是進行批處理,在20 世紀60 年代出現分時系統後,則具有互動式處理和
成批處理能力。
(2)分組交換網:分組交換網由通信子網和資源子網組成,以通信子網為中心,不僅共
享通信子網的資源,還可共享資源子網的硬體和軟體資源。網路的共享採用排隊方式,即由
結點的分組交換機負責分組的存儲轉發和路由選擇,給兩個進行通信的用戶斷續(或動態)
分配傳輸帶寬,這樣就可以大大提高通信線路的利用率,非常適合突發式的計算機數據。
(3)形成計算機網路體系結構:為了使不同體系結構的計算機網路都能互聯,國際標准
化組織ISO提出了一個能使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標准框架—開放系統互連基
本參考模型OSI.。這樣,只要遵循OSI標准,一個系統就可以和位於世界上任何地方的、也
遵循同一標準的其他任何系統進行通信。
(4)高速計算機網路:其特點是採用高速網路技術,綜合業務數字網的實現,多媒體和
智能型網路的興起。
102 試簡述分組交換的要點。
答:分組交換實質上是在「存儲——轉發」基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交
換的優點。在分組交換網路中,數據按一定長度分割為許多小段的數據——分組。以短的分
組形式傳送。分組交換在線路上採用動態復用技術。每個分組標識後,在一條物理線路上采
用動態復用的技術,同時傳送多個數據分組。在路徑上的每個結點,把來自用戶發端的數據
暫存在交換機的存儲器內,接著在網內轉發。到達接收端,再去掉分組頭將各數據欄位按順
序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高,比報文交換的傳輸時延小,
交互性好。
分組交換網的主要優點是:
① 高效。在分組傳輸的過程中動態分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段佔有。
② 靈活。每個結點均有智能,為每一個分組獨立地選擇轉發的路由。
③ 迅速。以分組作為傳送單位,通信之前可以不先建立連接就能發送分組;網路使用高
速鏈路。
④ 可靠。完善的網路協議;分布式多路由的通信子網。
103 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缺點。
答:(1)電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時,一方發起呼叫,獨佔一條物理
線路。當交換機完成接續,對方收到發起端的信號,雙方即可進行通信。在整個通信過程中
雙方一直佔用該電路。它的特點是實時性強,時延小,交換設備成本較低。但同時也帶來線
路利用率低,電路接續時間長,通信效率低,不同類型終端用戶之間不能通信等缺點。電路
交換比較適用於信息量大、長報文,經常使用的固定用戶之間的通信。
(2)報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路空閑時,
再將該報文發向接收交換機或終端,它以「存儲——轉發」方式在網內傳輸數據。報文交換的
優點是中繼電路利用率高,可以多個用戶同時在一條線路上傳送,可實現不同速率、不同規
程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉發,網路傳輸時延
大,且佔用大量的交換機內存和外存,不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用於傳
輸的報文較短、實時性要求較低的網路用戶之間的通信,如公用電報網。
(3)分組交換分組交換實質上是在「存儲——轉發」基礎上發展起來的。它兼有電路交
換和報文交換的優點。分組交換在線路上採用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段
的數據——分組。每個分組標識後,在一條物理線路上採用動態復用的技術,同時傳送多個
數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內,接著在網內轉發。到達接收端,
再去掉分組頭將各數據欄位按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用
率高,比報文交換的傳輸時延小,交互性好。
104 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革?
105 試討論在廣播式網路中對網路層的處理方法。討論是否需要這一層?
答:廣播式網路是屬於共享廣播信道,不存在路由選擇問題,可以不要網路層,但從OSI
的觀點,網路設備應連接到網路層的服務訪問點,因此將服務訪問點設置在高層協議與數據
鏈路層中邏輯鏈路子層的交界面上,IEEE 802 標准就是這樣處理的。
106 計算機網路可從哪幾個方面進行分類?
答:從網路的交換功能進行分類:電路交換、報文交換、分組交換和混合交換;從網路的拓撲結構進行分類:集中式網路、分散式網路和分布式網路;從網路的作用范圍進行分類:廣域網WAN、區域網LAN、城域網MAN;從網路的使用范圍進行分類:公用網和專用網。
107 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)。從源站到目的站共經過k段鏈路,每段鏈路的傳播時延為d(s),數據率為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小?
答:對於電路交換,t=s時電路建立起來;t=s+x/b 時報文的最後1 位發送完畢;t=s+x/b+kd時報文到達目的地。而對於分組交換,最後1位在t=x/b時發送完畢。為到達最終目的地,最後1個分組必須被中間的路由器重發k1 次,每次重發花時間p/b(一個分組的所有比特都接收齊了,才能開始重發,因此最後1位在每個中間結點的停滯時間為最後一個分組的發送時間),所以總的延遲為
所以:
108在上題的分組交換網中,設報文長度和分組長度分別為x 和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度,而此為每個分組所帶的控制信息固定長度,與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s),但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小,問分組的數據部分長度P應取為多大?
答:所需要的分組總數是x /p ,因此總的數據加上頭信息交通量為(p+h)x/p 位。源端發送這些位需要時間為: 中間的路由器重傳最後一個分組所花的總時間為(k1)(p+h)/b因此我們得到的總的延遲為對該函數求p的導數,得到 令 ?得到 ?因為p>0,所以 故 時能使總的延遲最小。
109 計算機網路中的主幹網和本地接入同各有何特點?
答:主幹網路一般是分布式的,具有分布式網路的特點:其中任何一個結點都至少和其它兩個結點直接相連;本地接入網一般是集中式的,具有集中式網路的特點:所有的信息流必須經過中央處理設備(交換結點),鏈路從中央交換結點向外輻射。
110 試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延:(1)數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s,收發兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。 解:發送時延= 107bit/100kbit/s =100s
傳播時延= 1000km/2×108m/s =5×103s
(2)數據長度為103bit,數據發送速率為1Gb/s。收發兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為2×108 m/s。
解:發送時延=103bit/1×109bit/s =1×106s
傳播時延= 1000km/2×108m/s =5×103s
111 計算機網路由哪幾部分組成?
答:一個計算機網路應當有三個主要的組成部分:
(1)若干主機,它們向用戶提供服務;
(2)一個通信子網,它由一些專用的結點交換機和連接這些結點的通信鏈路所組成的; (3)一系列協議,這些協議為主機之間或主機和子網之間的通信而用的。
⑻ 計算機網路謝希仁編著的第六版第四章課後習題答案
第4 章 網路層
4-01網路層向上提供的服務有哪兩種?試比較其優缺點。
答案:虛電路服務和數據報服務。
虛電路的優點:虛電路服務是面向連接的,網路能夠保證分組總是按照發送順序到達目的站,且不丟失、不重復,提供可靠的端到端數據傳輸;目的站地址僅在連接建立階段使用,每個分組使用短的虛電路號,使分組的控制信息部分的比特數減少,減少了額外開銷;端到端的差錯處理和流量控制可以由分組交換網負責,也可以由用戶機負責。虛電路服務適用於通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合。
虛電路的缺點:虛電路服務必須建立連接;屬於同一條虛電路的分組總是按照同一路由進行轉發;當結點發生故障時,所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作。
數據報的優點:數據報服務不需要建立連接;每個分組獨立選擇路由進行轉發,當某個結點發生故障時,後續的分組可以另選路由,因而提高了通信的可靠性。數據報服務的靈活性好,適用於傳輸可靠性要求不高、通信子網負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合。
數據報的缺點:數據報服務是面向無連接的,到達目的站時不一定按發送順序,傳輸中的分組可能丟失和重復,提供面向無連接的、不可靠的數據傳輸;每個分組都要有目的站的全地址;當網路發生故障是,出故障的結點可能會丟失數據,一些路由可能會發生變化;端到端的差錯處理和流量控制只由主機負責。
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書名:計算機網路
作者:謝希仁
豆瓣評分:7.9
出版社:電子工業出版社
出版年份:2008-1
頁數:402
內容簡介:
《計算機網路(第5版)》自1989年首次出版以來,於1994年、1999年和2003年分別出了修訂版。2006年8月本教材通過了教育部的評審,被納入普通高等教育「十一五」國家級規劃教材。《計算機網路》的第5版,在內容和結構方面都有了很大的修改。
全書分為10章,比較全面系統地介紹了計算機網路的發展和原理體系結構、物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、應用層、網路安全、網際網路上的音頻/視頻服務、無線網路和下一代網際網路等內容。各章均附有練習題。此外,附錄A給出了部分習題的答案和提示。隨書配套的光碟中,有全書課件和作者教學中經常遇到的150多個問題及解答,計算機網路最基本概念的演示(PowerPoint文件),以及《計算機網路(第5版)》引用的全部RFC文檔等,供讀者參閱。
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