计算机网络第四版(课后练习+答案)
单个错吗? 2 位错误呢? 3 位错误呢?
答：单个错误将引起水平和垂直奇偶检查都出错。两个错误，无论是否同行或者同列，也容易被检测到。对于有三位错误的情况，就有可能无法检测了。for example, if some bit is inverted along with its row and column parity bits. Even the corner bit will not catch this.
18. 一条3000 公里伏的Tl 骨千线路被用来传输64 字节的帧，两端使用了协议5 。如果传输速度为6μs/ 公.里，则序列号应该有多少位?
答：为了有效运行，序列空间（实际上就是发送窗口大小）必须足够的大，以允许发送方在收到第一个确认应答之前可以不断发送。信号在线路上的传播时间为 6×3000=，即18ms。
在T1 速率，发送64 字节的数据帧需花的时间：= 0.33。 所以，发送的第一帧从开始发送起，18.33ms 后完全到达接收方。确认应答又花了很少的发送时间（忽略不计）和回程的18ms。这样，加在一起的时间是36.33ms。发送方应该有足够大的窗口，从而能够连续发送36.33ms。
36.33/0.33=110也就是说，为充满线路管道，需要至少110 帧，因此序列号为7 位。 29. 利用地球向步卫军在一个1Mb ps 的信道L 发送1000位的帧.该信道离开地球的传输延迟为270ms. 确认信息总是被捎带在数据帧上， 头部非常短，并且使用3位序列号。在下面的协议中， 最大可获得的信道利用率是多少? (a) 停-等协议. (b) 协议5. (c) 协民6.
答：对应三种协议的窗口大小值分别是1、7 和4。
使用卫星信道端到端的典型传输延迟是270ms，以1Mb/s 发送，1000bit 长的帧的发送时间为1ms。我们用t=0 表示传输开始的时间，那么在t=1ms 时，第一帧发送完毕；t=271ms时，第一帧完全到达接收方；t=272ms，对第一帧的确认帧发送完毕；t=542ms，带有确认的帧完全到达发送方。因此一个发送周期为542ms。如果在542ms 内可以发送k 个帧，由于每一个帧的发送时间为1ms，则信道利用率为k/542，因此：
（a） k=1，最大信道利用率=1/542=0.18% （b） k=7，最大信道利用率=7/542=1.29% （c） k=4，最大信道利用率=4/542=0.74%
32. 一条100公里长的电缆运行线在T 1 数据速率上。电缆的传输速度是真空中光速的2/ 3。请问电缆中可以容纳多少位?
答：在该电缆中的传播速度是每秒钟200 000km，即每毫秒200km，因此100km 的电缆将会在0.5ms 内填满。T1 速率125传送一个193 位的帧，0.5ms 可以传送4 个T1 帧，即193*4=772bit。
第四章
1.在这个练习中，请使用本章中的一种规则(方案) ，但是在计算之前请先声明这种
规则。在一个100Mbps 的信道上，待传输的帧随机地到达。如果当一帧到达的时候该信 道正忙，那么它必须排队等待。帧的长度里指数分布，均值为每帧10 000 位。对于下列 每一种帧到达率，请给出平均一帧的延迟，包括排队时间和传输时间。 (a) 90 帧/秒 (b) 900 帧/秒
计算机网络第四版(课后练习+答案)
(c) 9000 帧/秒
答：The formula is the standard formula for Markov queueing given in section 4.1.1, namely, . Here C =, so sec. For the three arrival rates, we get (a) 0.1 msec,(b) 0.11 msec, (c) 1 msec. For case (c) we are operating a queueing system with , which gives the 10×delay.
4. 10000个航线预定站正在竞争使用一个分槽的ALOHA 信道。这些站平均每小时发出18 次请求。时槽为125μS. 总的信道载荷大约是多少?
答：每个终端每200（=3600/18）秒做一次请求，总共有10 000 个终端，因此，总的负载是200 秒做10000 次请求。平均每秒钟50 次请求。每秒钟8000 个时隙，所以平均每个时隙的发送次数为50/8000=1/160。
5. 一大群ALOHA 用户每秒钟产生50 个请求，包括原始的请求和重传的请求。时槽单位为40ms.
(a) 首次发送成功的几率是多少?
(b) 恰好k 次冲突之后成功的概率是多少? (c) 所需传送次数的期望值是多少?
答：（a）在任一帧时间内生成k 帧的概率服从泊松分布
生成0 帧的概率为e-G
对于纯的ALOHA，发送一帧的冲突危险区为两个帧时，在两帧内无其他帧发送的概率是e-G×e –G=e-2G
对于分隙的ALOHA，由于冲突危险区减少为原来的一半，任一帧时内无其他帧发送的概率是e-G 。
现在时隙长度为40ms，即每秒25 个时隙，产生50 次请求，所以每个时隙产生两个
-2
请求，G=2。因此，首次尝试的成功率是：e= 1/ e2
（b）
（c）尝试k 次才能发送成功的概率（即前k-1 次冲突，第k 次才成功）为：
那么每帧传送次数的数学期望为
17. 画出位流0001110101 的曼彻斯特编码。
答：该信号是一个正方形波具有两个值，高（H）和低（L）。模式LHLHLHHLHLHLLHHLLHHL。 18. 画出上一个问题中的位流的差分曼彻斯特编码。假设线路的初始状态为低电压。
答： The pattern this time is HLHLHLLHHLLHLHHLHLLH.
21.考虑在一条lkm 长的电缆(无中继器)上建立一个lGbps 速率的CSMA/CD 网 络。信号在电缆中的速度为200000km/s。请问最小的帧长度为多少?
-6
答：对于1km 电缆，单程传播时间为=5×10 s，即5，来回路程传播时间为2t =10。为了能够按照CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能小于10。以1Gb/s
计算机网络第四版(课后练习+答案)
速率工作，10可以发送的比特数等于：
因此，最小帧是10 000 bit 或1250 字节长。
26. 千兆以太网每秒钟能够处理多少帧?请仔细想一想，并考虑所有有关的情形。提示:请考虑干兆位以太同的实质。
答：最小的以太网帧为512位，所以在1 Gbps的得到1953125或200万帧/秒。然而，这仅适用于帧爆裂操作时。没有帧爆裂，短帧填充到4096位，在这种情况下的最大数目是244140。对于最大的帧（12144位），可以有多达82345帧/秒。
29. 假设一个l1Mbps 的802.1] b LAN 正在通过无线电信道传送一批连续的64字节的帧，位错误率为10-7 。请问平均每秒钟将有多少帧被损坏?
6
答：每秒传送的帧数:11*10÷(64*8)=19531(帧)
-7-7
每秒出错的概率：p=64×8×10=512×10
每秒损坏的帧数;r=n×p=1(帧)
40. 一个专门为了用于快速以太网而设计的交换机有一块可以传送10Gbps 的底板。请问在最差情况下，它每秒钟可以处理多少帧?
答：最坏的情况是64字节（512位）帧的无限流.。如果背板可以处理109个基点，它可以处理的帧的数目是109 / 512。这是1953125帧/秒。
第五章
2. 请问有没有可能发生这样的情形：面向连接的服务也会(或者至少应该)以乱序的方式递交分组?请解释原因。
答：有。中断信号应该跳过在它前面的数据，进行不遵从顺序的投递。典型的例子是当一个终端用户键入退出（或kill）健时。由退出信号产生的分组应该立即发送，并且应该跳过当前队列中排在前面等待程序处理的任何数据（即已经键入但尚未被程序读取的数据）。
5. 请考虑以下涉及到实现虚电路服务的设计问题。如果在子网内部使用虚电路，那么，每个数据分组必须有一个3 字节的头，每台路由器必须提供8 字节的存储空间用于电路标识。如果子网内部使用数据报，那么，每个数据分组需要一个15 字节的头，但是不要求路由器的表宅间。假设每一跳每106 字节的传输开销为1 美分。快速路由器内存的价格是每字节1 美分， 2 年以后就贬值了，这里假设每周的工作时间为40 小时。平均每个会话的持续时间为1000秒，在这段时间中平均传输200 个分组。平均每个分组要求4跳。请问哪种实现方法更加便宜，便宜多少?
答：虚电路实现需要在1000 秒内固定分配5*8=40 字节的存储器。数据报实现需要比虚电路实现多传送的头信息的容量等于(15-3 ＝9600字节-跳段。现在的问题就变成了40000 字节-秒的存储器对比9600 字节-跳段的电路容量。如果存储器的使用
7
期为两年，即3600×8×5×52×2=1.7×107秒，一个字节-秒的代价为1/( 1.5×10=
-8
6.7×10 分，那么40000 字节-秒的代价为2.7 毫分。另一方面，1 个字节-跳段代价是-6-6-3
10 分，9600 个字节-跳段的代价为10 ×9600=9.6×10分，即9.6 毫分，即在这1000 秒内的时间内便宜大约6.9 毫分。
7. 请考虑图S. 7 中的网络，但是忽略线路上的权值。假设宫使用扩散法作为路也算法。如
计算机网络第四版(课后练习+答案)
果一个从A 发向D 的分组的最大跳计数值为3 ，请列出它将要走的所有路径。同时也说明官需要消挺多少跳带宽。
答：它将遵循下列路线: ABCD, ABCF, ABEF, ABEG, AGHD, AGHF, AGEB, and AGEF. 使用的跳数为24。
9. 考虑图5.13(a) 中的子网。该子网使用了距离矢量路由算法，下面的矢量刚刚到达路由器C: 来自B的矢量为(5,0,8,12,6,2); 来自D的矢量为(16,12,6,0,9,10);
来自E的矢量(7,6,3,9,0,4)。经测量，到B、D 和E的延迟分别为6 、3 和5。请问C的新路由表将会怎么样?清给出将使用的输出线路以及期望的延迟。
答：通过B 给出（11，6，14，18，12，8） 通过D 给出（19，15，9，3，12，13） 通过E 给出（12，11，8，14，5，9）
取到达每一目的地的最小值（C 除外）得到：（11，6，0，3，5，8） 输出线路是：（B，B，-，D，E，B）
12. 对于4800 台路由器的三层次分级路由，请问应该选择多大的区域和群才可以将路由表的尺寸降低到最小?一个好的起点是，假设在方案中k 台路由器构成一个区域，k个区域构成一个群，并且总共有k 个群，这样的方案接近于最优的方案。这意味着k 大约是4800 的立方根(约等于16) 。请试验所在这三个参数在16 附近的各种组合。
答：所谓分级路由，就是将路由器按区（REGION）进行划分，每个路由器只须知道在自己的区内如何为分组选择路由到达目的地的细节，而不用知道其他区的内部结构。对于大的网络，也许两级结构是不够的，还可以把区组合成簇（CLUSTER），把簇再组合成域（ZONE），对于等级式路由，在路由表中对应所有的本地路由器都有一个登录项，所有其他的区（本簇内）、簇（本域内）和域都缩减为单个路由器，因此减少了路由表的尺寸。
在本题中，4800=15*16*20。当选择15 个簇、16 个区，每个区20 个路由器时（或等效形式，例如20 个簇、16 个区，每个区15 个路由器），路由表尺寸最小，此时的路由表尺寸为15+16+20=51。
The minimum occurs at 15 clusters, each with 16 regions, each region having 20 routers, or one of the equivalent forms, e.g., 20 clusters of 16 regions of 15 routers. In all cases the table size is 15 + 16 + 20 = 51. 16. 如图5.72 的子网所示，一个组的成员分布在路由器A 、B 、C 、D 、E 、F 、I 和K 上， 请计算路由器C 的多播生成树。