中南大学计算机网络作业1

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1、计算机网络第一次作业参考答案1.假设你已经将你的狗Bernie训练成不仅可以携带一小瓶白兰地，还能携带一箱三盒8毫米的磁带（当你的磁盘满了的时候，你可能会认为这是一次紧急事件）。每盒磁带的容量为7GB字节。无论你在哪里，狗跑向你的速度是18千米/小时。试问在什么距离范围内Bernie的数据传输速率会超过一条数据速率为150Mbps的传输线（不算额外开销）？试问分别在以下情况下：（1）狗的速度加倍；（2）每盒磁带容量加倍；（3）传输线路的速率加倍。上述的结果有什么变化？答：Bernie携带的数据量为7GB*3=21GB，即为21GB*8=168GbBernie的速度为18Km/h，即为18Km/

2、3600s=0.005Km/s,假设距离为xkm,则所需时间为x/0.005=200x秒那么产生的数据传输速率为168/200xGbps=168*1024/200xMbps=860/xMbps860/x150那么x5.73Km（1）狗的速率加倍，所需时间减半，数据传输速率加倍，若传输线路速率不变，x加倍；（2）磁带容量加倍，数据传输速率也加倍，若传输线路速率不变，x加倍；（3）传输线路速率加倍，其余不变，则x应减半。4. 除了带宽和延迟以外，网络若要为下列流量提供很好的服务质量，试问还需要哪个参数？（1）数字语音流量；（2）视频流量；（3）金融业务流量。答：（1）数字语音和（2）视频都需要低的

3、延迟抖动，长的延迟及低的抖动比短延迟及高抖动更好些。（3）金融业务还需要具有可靠性和安全性。5. 在存储-转发数据包交换系统中，衡量延迟的一个因素是数据包在交换机上存储和转发需要多长时间。假设在一个客户机-服务器系统中，客户机在纽约而服务器在加州，如果交换时间为10微妙，试问交换时间是否会成为影响延迟的一个主要因素？假设信号在铜线和光纤中的传输速度是真空光速的2/3.答：信号的传输速度是3*108*2/3=2*108m/s，即为200米每微秒，那么信号在10微秒中传送的距离为2Km，也就是每个交换机相当于增加额外的2Km电缆，如果客户和服务器之间的距离为5000Km，平均大概通过50个交换机，

4、那么给总线路增加的距离也就为lOOKm，大概为总线路的2%,因此交换时间不会成为影响延迟的一个主要因素。8.5个路由器通过一个点到点子网连接在一起。网络设计者可以为任何一对路由器设置一条高速线路、中速线路、低速线路或根本不设置线路。如果计算机需要100毫秒来生成并遍历每个网络拓扑，试问它需要多长时间才能遍历完所有的网络拓扑？答：5个路由器，点到点连接，则有10条可能线路，每条线路有4中可能性，那么拓扑的总数为410=1048576.检查每个拓扑需要100毫秒，则总时间需要1048576*100毫秒，稍微超过29个小时。10.试问使用层次协议的两个理由是什么？使用层次协议的一个可能缺点是什么？答

5、：通过使用分层协议可以把复杂的设计问题划分成较小的易于处理的小问题；分层意味着某一层协议的改变不会影响高层或底层的协议，具有灵活性。一个可能的缺点是分层设计的系统的性能可能会不如整体设计的系统性能。16.一个系统具有n层协议。应用层产生长度为M字节的报文，在每一层加上长度为h字节的报文头。试问报文头所占的网络带宽比例是多少？答：每一层加上长度为h字节的报文头，共有n层，则总的报文头字节数为hn，全部消息的大小为(M+hn)字节那么报文头所占的网络带宽比例为：hn/(M+hn).20.当在两台计算机之间传输一个文件时，可以采用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数据包，接收方

6、独立地确认每一个数据包，但没有对整个文件进行确认。在第二种策略中，这些数据包并没有被单独地确认，但是当整个文件到达接收方时会被确认。请讨论这两种方案。答：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，此时仅需要重传丢失的分组。如果网络高度可靠，那么仅在整个文件传送的结尾发送一次确认即可，可以减少确认的次数，节省带宽；但是，这种策略下，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。23.一幅图像的分辨率为1024*768像素，每个像素用3字节表示。假设该图像没有被压缩。试问，通过56kbps的调制解调器传输这幅图像需要多长时间？通过1Mbps的线缆调制解调器呢？通过10Mbps的以太网呢？通

7、过100Mbps的以太网呢？答：这幅图像总共的字节数是：1024*768*3=2359296字节，即是2359296*8=18874368bit那么通过56kbps的调制解调器传输此图像需要时间为：18874368/56/1024=329.14秒通过1Mbps的线缆调制解调器传输此图像需要时间为：18874368/1024/1024=18秒通过10Mbps的以太网传输此图像需要的时间为：18874368/10/1024/1024=1.8秒通过100Mbps的以太网传输此图像需要的时间为：18874368/100/1024/1024=0.18秒27. 假设实现第k层操作的算法发生了变化。试问这会

8、影响到第k-1和第k+1层的操作吗？答：采用分层的设计，每一层的目的都是向其上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽，某一层操作算法的改变不会影响高层或底层的协议，所以对第k层操作的算法发生了变化，不会影响到第k-1和第k+1层的操作。28. 假设由第k层提供的服务（一组操作）发生了变化。试问这会影响到第k-1和第k+1层的服务吗？答：第k层提供的服务发生了变化，对k-1层的服务不会产生影响，会影响到第k+1层的服务，第k+1层的操作需要重写。思考题（1）什么是计算机网络？网络的应用有哪些？答：凡地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且

9、以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统，可称为计算机网络系统。网络的应用有：1.信息检索2.现代化的通信方式3.办公自动化4.电子商务与电子政务5.企业的信息化6.远程教育与E-learning7.丰富的娱乐和消遣8.军事指挥自动化等。（2）网络协议分层的作用和意义。答：为了简化网络设计的复杂性，而将整个网络的通信功能划分为多个层次（分层描述），每层各自完一定的任务，而且功能相对独立，这样实现起来较容易。一、灵活性好：当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。此外，对某一层提供的服务还可进行修改。当某层提供的服务不再需要时，甚至可以将这层取消，更容易

10、管理。二、各层之间是独立的：.在各层间标准化接口，允许不同的产品只提供各层功能的一部分某一层不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样，整个问题的复杂度就下降了。三、易于实现和维护：这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，因为整个的系统已经被分解为若干个相对独立的子系统，减少复杂性，允许更容易编程改变或快速评估。四、能促进标准化工作：因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明，.较低的层为较高的层提供服务。（3）OSI模型

11、各层次协议的作用答：一、物理层：关注在一条通信信道上传输原始比特。1，0的表示比特维持时间是否双向同时传输连接建立撤销连接器多少引脚及其用途物理传输介质。二、数据链路层：将一个原始的传输设施转变成一条没有漏检传输错误的线路。相邻节点间。数据帧流量控制信道共享。三、网络层：控制子网的运行，如何将数据包从源端路由到接收方。路由拥塞控制异构网络互联。四、传输层：真正的端到端的层，进程与进程之间传输识别进程。五、会话层：对话控制（记录该由谁来发送数据）；令牌管理（禁止双方同时执行同一关键操作）；同步功能（设置断点，崩溃恢复）。六、表示层：传递消息的语法和语义（不同内部数据表示法编码方法压缩加密）。七、

12、应用层：应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。用户通常使用的各种各样的协议（Telnet、FTP、HTTP、SNMP等）。4）TCP协议簇各协议的功能和对应层次地址解析协议(ARP,AddressResolvingProtocol),用于网络地址到物理地址的转换。对应链路层。逆向地址解析协议(RARP,ReverseAddressResolvingProtocol)用于物理地址到网络地址的转换。对应链路层。因特网控制报文协议(ICMP,InternetControlMessageProtocol),用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。对应互连网络层。因特网组管理协议(IGM

13、P,InternetGroupManagementProtocol),用于管理多播组成员，用以支持临时组地址的分配和组成员的添加、删除。对应互连网络层。因特网协议(IP,InternetProtocol)，负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机。对应互连网络层。传输控制协议(TCP,TranportControlProtocol)，负责将一台机器发出的字节准确无误地交付到物联网上另一台机器。对应传输层。用户数据包协议(UDP,UserDatagramProtocol)，实现端到端的数据交付，但不保证准确无误。对应传输层。动态主机配置协议(DHCP，DynamicHos

14、tConfigurationProtocol,),动态配置IP地址。对应应用层。域名服务(DNS，DomainNameService)，用于主机名与IP地址的映射查找。对应应用层。超文本传输协议(HTTP,HypertextTransferProtocol)，用于浏览与发布HTML页面。对应应用层。文件传输协议(FTP,FileTransferProtocol)，用于文件传输。对应应用层。远程网络访问协议(Telnet,TeletypeovertheNetwork)，用于通过一个终端登陆到网络。对应应用层。简单邮件传输协议(SMTP,SimpleMailTransferProtocol),用来发送电子邮件。对应应用层。邮局协议(POP3,PostOfficeProtocol,version3)，用于支持使用客户端远程管理在服务器上的电子邮件。对应应用层。简单网络管理协议(SNMP,SimpleNetworkManagementProtocol),用于网络信息的收集和网络管理。对应应用层。(5)C/S模型和P2P模型的不同点？C/S模型中客户机和服务器之间是分开的,客户机之间的通信必须通过服务器,一旦服务器出现故障,整个网络将不可用。P2P模型中每个节点既是客户机也是服务器，所有节点地位相等，并没有一个中心的节点，单个节点的故障不会影响整个网络。