第11章广域网习题答案.docx

第11章广域网习题答案 ; 第十一章习题广域网1、试从多个方面比拟虚电路和数据报这两种效劳的优缺点答：虚电路效劳和数据报效劳的区别可由下表归纳：比照的方面 连接的建立 目的站地址 路由选择 当路由器出故障 虚电路 必须有 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由 所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作 总是按发送顺序达到目的站 由通信子网负责数据报 不要 每个分组都有目的站的全地址 每个分组独立选择路由 出故障的路由器可能会丧失分组，一些路由可能会发生变化达到目的站时可能不按发送顺序由主机负责由主机负责分组的顺序端到端的过失处理 端到端的流量控制由通信子网负责从占用通信子网资源方面看：虚电路效劳将占用结点交换机的存储空间，而数据报效劳对每个 其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头局部远大于数据局部，那么会浪费带宽从时间开销方面看：虚电路效劳有创立连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报效劳决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销从拥塞防止方面看：虚电路效劳因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组达到，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些防止拥塞的优势。

而数据报效劳那么很困难从健壮性方面看：通信线路的故障对虚电路效劳是致命的因素，但对数据报效劳那么容易通过调整路由得到补偿因此虚电路效劳更脆弱2、设有一分组交换网假设使用虚电路，那么每一分组必须有3字节的分组首部， 而每个网络结点必须为虚电路保存8字节的存储空间来辨认虚电路但假设使用数据报，那么每个分组需有15字节的分组首部，而结点就不需要保存转发表的存储空间设每段链路每传1MB需0.01元购置结点存储器的代价为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间〔每周工作40小时〕假定一条虚电路的每次平均时间为1000s，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路试问采用哪种计划〔虚电路或数据报〕更为经济？相差多少？答：每个分组经过4段链路意味链路上包括5个分组交换机 虚电路实现计划：需在1000秒内固定分配5×8=40bytes存储空间，存储器使用的时间是2年，即2×52×40×3600=1.5×107sec 每字节每秒的费用=0.01/〔1.5×107〕=6.7×10-10元总费用，即1000秒40字节的费用=1000×40×6.7×10-10=2.7×10-5元 数据报实现计划：比上述虚电路实现计划需多传(15-3)×4×200=9600bytes， 每字节每链路的费用=0.01/106=10-8元总费用，即9600字节每链路的费用=9600×10-8=9.6×10-5元 9.6-2.7=6.9毫分可见，此题中采用虚电路实现计划更为经济，在1000秒的时间内廉价6.9毫分。

3、假定分组交换网中所有结点的处理机和主机均正常工作，所有的软件也正常无误试问一个分组是否可能被投送到错误的目的结点〔不论这个概率有多小？〕 如果一个网络中所有链路的数据链路层协议都能正确工作，试问从源结点到目的结点之间的端到端通信是否一定也是可靠的〔见5-11〕？答：有可能大的突发噪声可能破坏分组使用k位的效验和，过失仍然有2-k的概率被漏检如果分组的目的地址字段或虚电路的标识号被改变，分组会被投递到错误的目的地，并可能被接收为正确的分组换句话说，偶然的突发噪声可能把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组即使所有的数据链路层协议都工作正常，端到端的通信不一定可靠〔见5-11〕4、广域网中的主机为什么采用层次结构方式进行编址？答：层次结构方式进行编址就是把一个用二进制数表示的主机地址分为前后两局部前一局部的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号，而后一局部的二进制数表示所连接的分组交换机的端口号，或主机的编号采用两个层次的编址计划可使转发分组时只根据分组和第一局部的地址〔交换机号〕，即在进行分组转发时，只根据收到的分组的主机地址中的交换机号只有当分组达到与目的主机相连的结点交换机时，交换机才检查第二局部地址〔主机号〕，并通过适宜的低速端口将分组交给目的主机。

采用这种计划可以减小转发表的长度，从而减少了查找转发表的时间5、一个数据报分组交换网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃设结点丢弃一个分组的概率为p现有一个主机经过两个网络结点与另一个主机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过3段链路当传送数据报时，只要任何一个结点丢弃分组，那么源点主机最终将重传此分组试问： 〔1〕每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？ 〔2〕每一个分组平均要传送几次？〔3〕目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输，平均需要经过几段链路？答：〔1〕从源主机发送的每个分组可能走1段链路〔主机-结点〕、2段链路〔主机-结点-结点〕或3段链路〔主机-结点-结点-主机〕 走1段链路的概率是p， 走2段链路的概率是p〔1-p〕， 走3段链路的概率是〔1-p〕2那么，一个分组平均通路长度的冀望值是这3个概率的加权和，即等于 L=1×p＋2×p〔1-p〕＋3×〔1-p〕2= p2-3 p+3注意，当p=0时，平均经过3段链路，当p=1时，平均经过1段链路，当0〔2〕一次传送成功的概率=〔1-p〕2，令α=〔1-p〕2，两次传送成功的概率=〔1-α〕α，三次传送成功的概率=〔1-α〕2α，……因此每个分组平均传送次数T=α＋2α〔1-α〕＋3α〔1-α〕2＋=［α/〔1-α〕］［〔1-α〕＋2〔1-α〕2＋3〔1-α〕3＋……］因为∞∑ kqk = q/〔1-q〕2k=1所以T=［α/〔1-α〕］×〔1-α〕/［1-〔1-α〕］2 =1/α=1/〔1-p〕2 〔3〕每个接收到的分组平均经过的链路数H H=L×T=〔p2-3 p+3〕/〔1-p〕25、一个分组交换网其内部采用虚电路效劳，沿虚电路共有n个结点交换机，在交换机中每一个方向设有一个缓存，可寄存一个分组。

在交换机之间采用停止等待协议，并采用下列措施进行拥塞控制结点交换机在收到分组后要发回确认，但条件是：①接收端已成功收到了该分组；②有空闲的缓存设发送一个分组需T秒〔数据或确认〕，传输的过失可忽略不计，主机和结点交换机之间的数据传输时延也可忽略不计试问：交付给目的主机的速率最快为多少？答：对时间以T秒为单位分槽在时槽1，源结点交换机发送第1个分组在时槽2的开始，第2个结点交换机收到了分组，但不能应答在时槽3的开始，第3个结点交换机收到了分组，但也不能应答这样，尔后所有的路由器都不会应答仅当目的主机从目的地结点交换机取得分组时，才会发送第1个应答现在确认应答开始往回传播在源结点交换机可以发送第2个分组之前，需两次穿行该子网，需要花费的时间等于2〔n-1〕T所以，源结点交换机往目的主机投递分组的速度是每2〔n-1〕T秒1个分组显然这种协议的效率是很低的 6、有AB和BC两条链路A经过B向C发送数据假设B收到A发来的数据时，可以先向C转发再向A发确认，也可以把这顺序反过来也就是说，B要做的三件事的顺序是：按收数据-转发-发确认，或：接收数据-发确认-转发现假定B在做完第二件事后处理机出现故障，存储器中所存信息全部丧失，但很快又恢复了工作。

试证明：只有采用端到端发确认信息的办法〔即从C向A发确认信息〕，才能保证在任何情况下数据都能从A经B正确无误地交付到C答：情形1：如B采用按收数据-转发-发确认顺序工作，在把A的数据转发给C后〔随后C接收到该数据〕，处理机出现故障，存储器中所存信息全部丧失，无法发确认给A；A在重发计时器到时后仍未收到确认，就会重发，这时B已恢复工作，再转发给C，那么C收到两个重复的数据情形2：如B采用接收数据-发确认-转发顺序工作，在向A发送完确认后〔随后A收到确认，认为该数据已成功交付〕，处理机出现故障，存储器中所存信息全部丧失，无法转发给C，而A认为该数据已成功交付，导致数据丧失 因此就算所有的数据链路层协议都工作正常，端到端的通信不一定可靠 如果采用端到端发确认信息的办法，情形1中C在收到数据后，会给A发送确认，A收到后不会重发数据在情形2中，C未收到数据，没有给A发送确认，A在重发计时器到时后未收到确认，就重发数据，不会造成数据的丧失所以只有采用端到端发确认信息的办法，才能保证在任何情况下数据都能从A经B正确无误地交付到C7、作为中间系统转发器、网桥、路由器和网关有何区别？答：转发器：是物理层中间设备。

主要作用是在物理层中实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减网桥：是数据链路层的中间设备主要作用是根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发网桥具有过滤帧的功能路由器：网络层的中间设备作用是在互连网中完成路由选择的功能 网关：网络层以上的中间系统作用是在高层进行协议的转换以连接两个不兼容的系统 8、试简单表明以下协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP答：IP协议：实现网络互连使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好似是一个统一的网络ARP协议：完成IP地址到MAC地址的映射RARP：使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址ICMP：允许主机或路由器报告过失情况和提供有关异常情况的报告从而提高IP数据报交付成功的时机 。