计网习题——第一章
!!!R2 “协议” 一词常被用于描述外交关系。（协议的定义）
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序，以及在报文发送或接收其他事件所采取的动作。
R3.标准对于协议为什么重要？
通过标准，人们可以创建可以相互操作的网络系统和产品
R4.列出6种接人技术。将它们分类为住宅接人、公司接入或广域无线接入。
家庭接入：DSL、FTTH、拨号
企业接入：以太网、WIFI
广域网接入：3G、4G、5G
R5. HFC带宽是专用的，还是用户间共享的？在下行HFC信道中，有可能发生碰撞吗？为什么？
HFC带宽在用户间共享，在下游通道上，所有数据包均来自单一来源，即前端。因此，在下游通道中没有冲突。
!!!R7.以太LAN的传输速率是多少？
10 Mbps 100Mbps 1Gbps 10Gbps
R9.拨号调制解调器、HFC、DSL和FTTH都用于住宅接人。对于这些技术中的每一种，给出传输速率的范围，并讨论有关带宽是共享的还是专用的。
拨号调制解调器：专用。
DSL： 专用。数字用户线路，是以电话线为传输介质的传输技术组合。
HFC：共享。混合光纤同轴电缆，是一种结合光纤与同轴电缆的宽带接入网。
FTTH：光纤到户，是一种光纤通信的传输方法。
!!!R10.描述今天最为流行的无线因特网接人技术。对它们进行比较和对照。
WIFI在无线LAN中，无限用户在几十米的半径范围内从N个基站发送或接受数据，基站链接到有线网，因此，可以实现无线用户链接到有线网络。
3G和4G广域无线接入网络。在这些系统中，数据包与蜂窝电话使用的相同无线基础设施上传输，因此基站由电信供应商管理。这为基站方圆数十公里的用户提供了无线访问。
!!!R12.与分组交换网络相比，电路交换网络有哪些优点？在电路交换网络中，TDM比FDM有哪些优点？
电路交换网络可以在通话期间保证一定量的端到端带宽，适合实时应用。数据报网络无法控制端到端时延。
FDM可能会造成带宽资源的浪费，当某时，链路上只有一个用户进行传输，该用户还是只能使用自己的频段，从而造成资源的浪费。
!!!R13.假定用户共享一条2Mbps链路。同时假定当每个用户传输时连续以1Mbps传输，但每个用户仅传输20%的时间。
a. 当使用电路交换时，能够支持多少用户？
2个
b. 作为该题的遗留问题，假定使用分组交换。为什么如果两个或更少的用户同时传输的话，在链路前面基本上没有排队时延？为什么如果3个用户同时传输的话，将有排队时延？
假设有两个以下的用户，每个以1MBPS的速率进行传输，链路2MBPS可以满足。当三个用户同时传输时，总速率为3MBPS，链路无法提供，所有会出现排队
c. 求出某指定用户正在传输的概率。
1/5
d. 假定现在有3个用户。求出在任何给定的时间，所有3个用户在同时传输的概率。求出队列增长的时间比率。
1/125
!!!R16.考虑从某源主机跨越一条固定路由向某目的主机发送一分组。列出端到端时延中的时延组成成分。 这些时延中的哪些是固定的，哪些是变化的？
处理时延，传输时延，传播时延，排队时延
只有排队时延是变化的
!!!R19.假定主机A要向主机B发送一个大文件。从主机A到主机B的路径上有3段链路，其速率分别为 R1= 500kbps, R2 = 2Mbps，R3= 1 Mbps
a. 假定该网络中没有其他流量，该文件传送的吞吐量是多少？
500KBPS
b. 假定该文件为4MB。传输该文件到主机B大致需要多长时间？
48106/5105=46
c. 重复（a）和（b），只是这时R2减小到100kbps。
吞吐量：100Kbps
传输时间：48106/10105=320
R20.假定端系统A要向端系统B发送一个大文件。在一个非常高的层次上，描述端系统怎样从该文件生成分组。当这些分组之一到达某分组交换机时，该交换机使用分组中的什么信息来决定将该分组转发到哪一条链路上？因特网中的分组交换为什么可以与驱车从一个城市到另一个城市并沿途询问方向相类比？
系统A将要发送的数据封装应用层头部，形成应用层报文，将应用层报文交给运输层。
运输层为其封装运输层首部，形成报文段，发送给网络层。
网络层为其封装网络层首部，形成数据报，发送给连路层。
链路层为其封装链路层首部，形成链路层帧，然后交由物理层进行物理传输。
对于网络层，分组交换机根据IP地址进行转发。
对于链路层，分组交换机根据MAC地址进行转发。
!!!R22.列出一个层次能够执行的5个任务。这些任务中的一个（或两个）可能由两个（或更多）层次执行吗？
五个通用任务是错误控制、流控制、分段和重组、多路复用和链接建立。
!!!R23.因特网协议栈中的5个层次有哪些？在这些层次中，每层的主要任务是什么？
应用层：提供各种网络应用。（传输应用报文）
运输层：在应用程序的客户机和服务器之间提供传输应用层报文服务。（传输报文段）
网络层：主机和主机之间传输网络层分组。（数据报）
链路层：在邻近单元之间传输数据。（帧）
物理层：在节点之间传输比特流。
R24.什么是应用层报文？什么是运输层报文段？什么是网络层数据报？什么是链路层帧？
应用层报文：应用程序要发送并传输到传输层的数据。
报文段：封装了运输层首部的应用层消息。
网络层：封装了网络层首部的运输层消息。
帧：装了链路层首部的网络层消息。
R25.路由器处理因特网协议栈中的哪些层次？链路层交换机处理的是哪些层次？主机处理的是哪些层次？
路由器：网络层、链路层、物理层
交换机：链路层、物理层
主机：五层。
!!!R26.病毒和蠕虫之间有什么不同？
病毒是一种需要某种形式的用户交互来感染用户设备的恶意软件。典型的例子是包含恶意可执行代码的电子邮件附件。
蠕虫是一种无需任何明显用户交互就能进入设备的恶意软件。在某些情况下，没有用户的任何干预，该应用程序可能从因特网接收恶意软件并运行它，生成了蠕虫。
!!!P6.这个习题开始探讨传播吋延和传输吋延，这是数据网络中的两个重要概念。考虑两台主机A和B由一条速率为Rbps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s m/s. 主机A向主机B发送长度L比特的分组。
a.用m和S来表示传播时延d_prop
b.用L和R来确定该分组的传输时时延d_tran。
c.忽略处理和排队吋延，得出端到端时延的表达式。
d.假定主机A在时刻1=0开始传输该分组。在时刻f=d_tran，该分组的最后一个比特在什么地方？
e.假定d_prop大于d_tarn。在吋刻t=d_tran，该分组的第一个比特在何处？
f. 假定d_prop小于d_tarn。在吋刻t=d_tran，该分组的第一个比特在何处？
g.假定s=2.5xl08, L= 120比特，R=56kbps。求出使d_prop等于d_tarn的距离m。
!!!P8.假定用户共享一条3Mbps的链路。又设每个用户传输时要求150kbps,但是每个用户仅有10%的时间传输。
a. 当使用电路交换时，能够支持多少用户？
b. 对于本习题的后续小题，假定使用分组交换。求出给定用户正在传输的概率。
c. 假定有120个用户。求出在任何给定时刻，实际有a个用户在同时传输的概率。（提示：使用二项
式分布。）
d. 求出有21个或更多用户同时传输的概率。
!!!P25.假定两台主机A和B相隔20 000km，由一条直接的R= 2Mbps的链路相连。假定跨越该链路的传播速率是 2.5xl08m/s。
a.计算带宽时延积R*d_prop
b. 考虑从主机A到主机B发送一个800 000比特的文件。假定该文件作为一个大的报文连续发送。 在任何给定的时间，在链路上具有的比特数量最大值是多少？
c. 给出带宽-时延积的一种解释。
d. 在该链路上一个比特的宽度（以米计）是多少？它比一个足球场更长吗？
e. 根据传播速率s、带宽R和链路m的长度，推导出一个比特宽度的一般表示式。
!!!P31.在包括因特网的现代分组交换网中，源主机将长应用层报文（如一个图像或音乐文件）分段为较小 的分组并向网络发送。接收方则将这些分组重新装配为初始报文Q我们称这个过程为报文分段。 图显示了一个报文在报文不分段或报文分段情况下的端到端传输。考虑一个长度为8xl06比特的报文，它在图中从源发送到目的地。假定在该图中的每段链路是2M bps 。忽略传播、排队 和处理时延。
a. 考虑从源到目的地发送该报文且没有报文分段。从源主机到第一台分组交换机移动报文需要多长时间？记住，每台交换机均使用存储转发分组交换，从源主机移动该报文到目的主机需要多长时间？
b. 现在假定该报文被分段为800个分组，每个分组10000比特长。从源主机移动第一个分组到第一台交换机需要多长时间？从第一台交换机发送第一个分组到第二台交换机，从源主机发送第二个分组到第一台交换机各需要多长时间？什么时候第二个分组能被第一台交换机全部收到？
c. 当进行报文分段时，从源主机向目的主机移动该文件需要多长时间？将该结果与（a ） 的答案进 行比较并解释之。
d. 除了减小时延外，使用报文分段还有什么原因？
有的协议能承载大的数据报，有的协议只能承载小分组。如果不分组，一些大的数据包就可能无法被发送
e. 讨论报文分段的缺点。
需要为分组封装额外的头部信息，增加了复杂度。