部分习题解答

1 部分习题解答 2 1 5这个基本问题开始研究传播时延和传输时延 这是数据网络中两个重要概念 考虑两台主机A和B由一条速率为Rbit s的链路相连 假定这两台主机相隔m米 沿该链路的传播速率为sm s 主机A向主机B发送长度为L比特的分组 a 根据m和s表达传播时延dprop b 根据L和R确定分组的传输时间dtrans c 忽略处理时延和排队时延 得出端到端时延的表达式 d 假定主机A在时刻t 0开始传输该分组 在时刻t dtrans 该分组的最后一个比特在什么地方 e 假定dprop大于dtrans 在时刻t dtrans 该分组的第一个比特的何处 f 假定dproc小于dtrans 在时刻t dtrans 该分组的第一个比特的何处 g 假定s 2 5 108 L 100b R 28kb s 求出dpro等于dtrans的距离m 解答 a dprop m sb dtrans L Rc dend end dprop dtrans m s L Rd 在主机A的出链路上 正要向主机B传播 e 该分组的第一个比特在从A到B的链路上传输f 该分组的第一个比特已经到达Bg 由m s L R得m Ls R 2 5 108 0 1 28 8 93 105 3 1 13考虑在路由器缓存中的排队时延 在输出链路的前端 假定所有分组有L比特 传输速率是Rbit s 每隔LN Rs有N个分组同时到达缓存 求出分组的平均排队时延 提示 对第一个分组的排队时延是0 对第二个分组的排队时延是L R 对第三个分组的排队时延是2L R 当第二批分组到达时 第N个分组已经传输 解答 为了传输N个分组需要LN R秒 因此当第二批N个分组到达时 缓冲区已经被清空 即第一批分组已经完成传输 N个分组中的第1个分组不需要排队 可直接发送 第2个分组需要排队等待秒 第个分组需要排队等待秒 所以平均时延为 4 2 7假定你在浏览器中点击一条超链接获得Web页面 假定相关的URL的IP地址没有缓存在本地主机上 因此有必要进行DNS查询从而获得IP地址 如果主机从DNS得到IP地址之前已经访问了N个DNS服务器 相继产生的RTT依次为RTT1 RTTn 进一步假定与链路相关的Web页面只包含一个对象 即少量的HTML文本 令RTT0表示本地主机和包含对象的服务器之间的RTT值 假定该对象传输时间为零 则从客户机点击该超链接到它接收到该对象需要多长时间 解答 解析IP地址的总时间为 一旦获取IP地址 即可与服务器建立TCP连接 在三次握手中 第三次握手即可开始发送WEB对象请求 因此从获得IP地址起 经过2即可获得全部WEB对象 因此总时间为 5 2 9考虑图2 12 其中有一个机构的网络和因特网相连 假定对象的平均长度为900kb 从这个机构网的浏览器到外部服务器的平均请求率是每秒1 5个请求 还假定从访问链路的因特网一侧的路由器转发一个HTTP请求开始 到接收到其响应的平均时间是2s 参2 2 6节 将总的平均响应时间建模为平均访问时延 即从因特网路由器到机构路由器的时延 和平均因特网时延之和 对于平均访问时延 使用 1 式中 是跨越访问链路发送一个对象所需的平均时间 是对象对该访问链路的平均到达率 a 求出总的响应时间 b 现在假定在这个机构的局域网中安装了缓存 假定命中率为0 4 求出总的响应时间 解答 a 对象大小 链路带宽 900 000bits 1 500 000bits sec 0 6sec 1 5平均访问时延 1 0 6 1 0 6 1 5 6sec平均因特网时延 2sec所以总的响应时间 平均访问时延 平均因特网时延 8secb 由于内部安装了缓存 从而导致只有60 的请求需要转到因特网上去请求 从而使得平均到达率 降为1 5 0 6 0 9 而 保持不变此时平均访问时延为0 6 1 0 6 0 9 1 3sec此时访问因特网的总响应时间为1 3 2 3 3sec由于总的访问量中40 可以在本地缓存中命中 60 的需要到因特网上请求数据 所以总的响应时间 0 4 0 0 6 3 3 1 98sec备注 假定访问本地缓存的时间为0 6 3 33考虑图中TCP窗口长度作为时间的函数 假设TCPReno是一个经历如右图所示行为的协议 回答下面的问题 a 第一次慢启动在第1 6个周期 第二次慢启动在第23 26周期b TCP第一次避免拥塞是第6 16个周期 第二次避免拥塞是第17 22周期 c 是通过3个冗余ACK检测到报文丢失 d 通过一个超时检测到报文段丢失 e 32个报文段 f 21个报文段 g 13个报文段 26 2 h 第70个报文段在第7个传输周期内发送 1 2 4 8 16 32 i 均为4个报文段 8 2 7 3 21判断下面的问题 并简要说明你的结论 A 在选择重传协议中 发送方可能会收到在其当前窗口之外的报文的ACK B 在GBN协议中 发送方可能会收到落在其当前窗口之外的报文的ACK C 在发送方和接收方的窗口都为1时 比特交替协议和选择重传协议相同 D 比特交替协议与发送方和接收方窗口都为1的GBN协议相同 解答 都正确 A 示例 8 4 8考虑使用32比特主机地址的数据报网络 假定一台路由器具有4条线路 编号0到3 分组能被转发到链路接口 情况如下 a b 第一个地址的前缀匹配是第4和入口 接口3第二个地址的前缀匹配是第2和入口 接口1第三个地址的前缀匹配是第3和入口 接口2 9 4 16考虑向具有500字节的MTU的链路发送一个3000字节的数据报 假定初始数据报具有标识号422 将会产生多少个报文段 它们的特征是什么 解答 每个数据报的最大有效长度为500 20 480 因此需要的报文段数为 3000 20 480上取整为7段 其中每一段都会有标识符422 除最后一段外每一段包括IP头都是500字节 最后一个段包括IP头部是120字节 前六段标志为都为1 第七段为0 偏移量分别为0 60 120 180 240 300 360 10 4 14考虑具有前缀101 101 101 64 26的子网 给出能被分配给该网络的一个 具有形式为xxx xxx xxx xxx IP地址的例子 假定一个ISP拥有形为101 101 101 128 17的地址块 假定它要从该块产生4个子网 每块具有相同数量的IP地址 对这4个子网 其前缀 形为a b c d x 是什么 解答 a 101 101 101 65 101 101 101 127的任何一个IP地址b 4个具有相同数量的IP地址的子网为101 101 0 0 19 101 101 32 0 19 101 101 64 0 19 101 101 96 0 19 a 101 101 101 01000001 101 101 101 01111111 b 101 101 01100101 10000000 101 101 101 128 17101 101 00000000 00000000 101 101 0 0 19101 101 00100000 00000000 101 101 32 0 19101 101 01000000 00000000 101 101 64 0 19101 101 01100000 00000000 101 101 96 0 19 11 5 12a b c 12 d 1 A首先要将IP数据报发送到路由器1接口111 111 111 0022 A通过它本身的ARP表得出路由器1接口111 111 111 002的MAC地址是22 22 22 22 22 223 A的适配器创建一个以太网帧 这个帧的目的MAC地址是22 22 22 22 22 224 路由器1接收到这个以太网帧 并提取IP数据报 通过查询路由器1的转发表 转发表告诉路由器该数据报要通过路由器1的接口122 222 222 002转发 路由器1通过查表得知该数据报要发送到路由器2的接口122 222 222 0035 路由器1通过查询ARP表得出路由器2接口122 222 222 003的MAC地址55 55 55 55 55 55 然后创建一个相应的以太网帧 这个帧的目的MAC地址是55 55 55 55 55 55 路由器1把这个帧传递到它右侧的适配器6 以上过程继续知道数据报传递到节点FE 节点A的ARP必须能够确