2023年7月27日发(作者：)

计算机⽹络-⾃顶向下⽅法第⼀章课后习题答案（第七版）练习题R1.⽆不同；⼿机、智能⼿环等连⼊⽹络的都为端系统；Web服务器是端系统；R2.维基百科：外交礼仪通常被描述为⼀套国际礼仪规则。这些久经考验的规则使国家和⼈民更容易在⼀起⽣活和⼯作。协议的⼀部分⼀直是对所有在场的⼈的等级地位的承认。礼仪规则是建⽴在礼貌原则的基础上的。R3.协议中遵循标准，⼈们才能开发出相互操作、通⽤、协调的系统。R4.接⼊技术拨号DSL电缆FTTHWiFi3G/4G住宅接⼊√√√√√√√√公司接⼊⼴域⽆线接⼊R5.共享的；不可能出现碰撞。因为在下⾏通道上，所有数据包来⾃⼀个源，都是由头端发送的数据。反⽽在上⾏可能出现碰撞，因为每个家庭发送的分组都经上⾏通道向头端传输。（书P11）R6.略，百度⼀下。R7.10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps and 10 Gbps。千兆以太⽹的速度，理论上可以达到900Mbps左右。在实际使⽤中进⾏局域⽹拷贝⽂件，⼀般在300Mbps~600Mbps；主要原因是硬盘的访问速度制约了，其次是CPU处理能⼒饱和了（尤其是⽼机器）和⽹络负荷重了（⽹络其它计算机在传输）。R8.⽬前，以太⽹通常⽤光纤连接，以前双绞线⽤的⽐较多。R9.住宅接⼊技术拨号HFCDSLFTTH传输速率范围56Kbps下⾏：42.8Mbps，上⾏：30.7Mbps下⾏：24Mbps，上⾏：2.5Mbps发展很快，家庭⼀般100Mbps，上下⾏对等共享还是专⽤专⽤共享专⽤专⽤R10.⽬前最流⾏的是⽆线局域⽹WiFi和蜂窝⽹络4G/5G。⽆线局域⽹，⽆线局域⽹络英⽂全名:Wireless Local Area Networks;简写为: WLAN。它是相当便利的数据传输系统，它利⽤射频(Radio Frequency; RF)的技术，使⽤电磁波，取代旧式碍⼿碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域⽹络，在空中进⾏通信连接，使得⽆线局域⽹络能利⽤简单的存取架构让⽤户透过它，达到"信息随⾝化、便利⾛天下"的理想境界。蜂窝数据即从数据的传输到交换都采⽤分组技术，⽤户端配置⽆线分组调制解调器，通过专门的分组基站进⼊分组⽹，可以访问分组⽹上的主机、数据库，也可以呼叫另⼀个移动数据终端。这种技术主要为专门的移动数据通信系统所采⽤，只能为移动数据⽤户提供到分组交换数据⽹⽤户的连接。=R1+R2R12.电路交换的优点：专⽤通道，为通信的双⽅开辟⼀段稳定的带宽，⽬前的分组交换⽹络是不能保证稳定带宽的；FDM（频分复⽤）需要负责的模拟设备来转化信号的频率，⽽TDM（时分复⽤）不需要；R13.a) 2个⽤户，⼀⼈开⼀个1Mbps的带宽。b) 由于每个⽤户在传输时需要1Mbps，如果两个或更少的⽤户同时传输，最⼤需要2Mbps。由于共享链路的可⽤带宽为2Mbps，因此在链路之前不存在排队延迟。然⽽，如果三个⽤户同时传输，所需的带宽将是3Mbps，这⽐共享链路的可⽤带宽还要多。在这种情况下，在链接之前会有排队延迟。c)

20%。d)

0.2×0.2×0.2=0.8%。（Internet Service Provider）：互联⽹服务提供商。IXP（Internet Exchange Point）：因特⽹交换点。如果两个ISP不彼此对等，那么当它们互相发送流量时，它们必须通过提供商ISP(中介)发送流量，它们必须向该提供商⽀付传输流量的费⽤。通过直接对等，两个ISP通常不进⾏结算，即任⼀个ISP不向其对等收费。因特⽹交换点(IXP)是⼀个汇合点，多个ISP可以在这⾥连接和对等。第三⽅公司创建IXP，通过向每个连接到IXP的ISP收取相对较⼩的费⽤来赚钱，这可能取决于发送到IXP或从IXP接收的流量。R15.⾕歌的私有⽹络将所有⼤⼤⼩⼩的数据中⼼连接在⼀起。⾕歌数据中⼼之间的数据传输通过其私有⽹络⽽不是公共⽹络进⾏。许多这样的数据中⼼位于或靠近底层ISP。因此，当⾕歌向⽤户提供内容时，它通常可以绕过更⾼层次的ISP。是什么促使⾕歌创建这些私有⽹络? ⾸先，⾕歌对⽤户体验有更多的控制权，因此它必须使⽤很少的中介ISP。其次，它可以向外部供应商⽹络发送更少的流量来节省资⾦。第三，如果ISP决定向⾼利润的⾕歌收取更多费⽤（看你做⼤了，故意涨价），⾕歌就会避免这些额外的费⽤。R16.处理时延：检查分组的⾸部，做相关的封装操作，对于同⼀分组，操作时间是相同的。排队时延：如果中转路由器空闲的，排队时延接近为0，随着⽹络越来越拥挤，排队时延会变⼤。传输时延：跟分组⼤⼩和链路传输速率有关，由于是固定分组，固定路由，所以传输时延不变。传播时延：跟距离有关，由于是固定路由，距离⼤⼩不变。其中只有排队时延是不固定的，其他都为固定的。R17.⼩程序链接：组合A，在发送⽅完成传输之前，该分组的第⼀个⽐特就到了接收⽅：组合B，该分组的第⼀个⽐特到达接收⽅之前发送⽅结束了传输：R18.注意，题⽬说的是分组经过链路传输，并没涉及到路由器。2.5×106m81. 耗时2.5×10m/s=0.01s。L2. 耗时s。与传输速率没关系。R19.注意审题！这三段链路指的是串联电路，相当于中间有两个路由器。根据书中P30解释的瓶颈链路原则，该⽂件传送的吞吐量应该是链路中的最⼩速率。a) 吞吐量

=Min(R1,R2,R3)=500kbps。4×1000×8 bitb) 做除法，需要500 bit/s=64s传输。c) 计算过程相同，吞吐量：100kbps；传输时间：320sR20.端系统A将⼤⽂件分成多个块。它向每个块添加⾸部，从⽽从⽣成多个包。每个包的⾸部都包含了⽬的地(终端系统B)的IP地址。包交换机使⽤包中的⽬的地IP地址来确定出站链路。旅⾏时沿途询问⽅向，相当于⼀个数据包给定了数据包的⽬的地址，询问它应该被转发到哪个外向的链接上。R21.⼩程序链接：最⼤发送速率：500 packages/s。最⼩传输速率：350 packages/s。500对于这个速率，流量强度为350=1.43>1，所以必然会丢包。我个⼈统计，第⼀次10.05s发⽣第⼀次丢包，第⼆次9.5s发⽣丢包。但由于发射过程的随机性，损失⾸次发⽣的时间在不同的实验中有所不同。R22.封装，分段，重组，错误控制，多路复⽤。这是⼏个通⽤的任务，例如封装功能，在传输层、⽹络层、数据链路层都有。R23.应⽤层：⽹络程序以及应⽤协议存留的地⽅。传输层：将⽹络层的报⽂分成多个报⽂段，在应⽤程序端点之间传送报⽂段。⽹络层：将上层传来的数据分段，变成⼀个个数据报，封装⾸部，从源ip发送的⽬的ip。数据链路层：将上层传来的数据报封装成帧，传递给⽬标物理地址。物理层：为⽐特流的传输提供物理准备⼯作，包括保证接⼝型号、⼤⼩，电压⼤⼩，以及各部件的⼯作顺序。R24.应⽤层报⽂：应⽤程序想要发送的数据。运输层报⽂端：将报⽂分割，分别添加运输层⾸部（TCP头），形成多个报⽂段。⽹络层数据报：将报⽂段分割，分别添加⽹络层⾸部（IP头），形成多个数据报。链路层帧：将数据报分割，分别添加链路层⾸部（MAC头），形成多个帧。R25.路由器处理⽹络、链路和物理层(第1层到第3层) (现代路由器有时充当防⽕墙或缓存组件，同时还处理传输层)。链路层交换机处理链路层和物理层(第1层到第2层)。主机处理所有五层。R26.病毒是⼀种需要某种形式的⽤户交互才能⽣效的恶意软件。如某些恶意群⽂件，需要⽤户下载后双击打开，然后中毒。蠕⾍是⽆需任何明显⽤户交互就能⽣效的恶意软件。例如⽤U盘拷贝⽂件时，蠕⾍悄悄地进⼊了你的电脑，并⾃我复制和扩散。R27.创建僵⼫⽹络需要攻击者发现某些应⽤程序或系统中的漏洞。在发现漏洞后，攻击者需要扫描脆弱主机，并注⼊⼀段控制指令，让⽬标系统成为受操控地僵⼫。任何属于僵⼫⽹络的系统都可以⾃动扫描其环境并利⽤该漏洞传播。这种僵⼫⽹络的⼀个重要特性是，僵⼫⽹络的发起者可以远程控制并向僵⼫⽹络中的所有节点发出命令。因此，攻击者控制多个源并让每个源向⽬标猛烈发送流量，让受害者瘫痪。R28.脑洞⼤开1. Trudy能修改Alice和Bob发送的分组的指向，例如将Alice发送给Bob的分组⽬的指向修改为⼀个不存在的地址，这样Bob就收不到Alice的信息了。2. Trudy能修改分组中的内容，将“我们交往吧”换成“我忍了你很久，以后别烦我了，⽼⼥⼈！”。3. 伪造假分组，如伪造⼀个分组，发起者为Alice，接收者为Bob，内容是“到楼下等我，我们⼀起去吃饭”，发送给Bob后，Bob就会楼下傻傻的等Alice。习题P1.简单⽆差错取钱情况下该协议的操作。P2.P个分组经过N条链路的时延，可以把这个问题转化为：“最后⼀个分组到达⽬的地的时延”。因为最后⼀个分组肯定是最后到的。L那么，最后⼀个分组只有等前⾯P−1个分组传输出去了才能开始传输，所以这个等待时间是(P−1)×R。L然后最后⼀个分组在链路中的传输时延为N×R。L所以总时间为：(N+P−1)×R。P3.a) 电路交换⽹更适合。⾸先，这个应⽤程序需要长时间稳定传输数据，说明传输速率是已知且固定的，因此可以为应⽤程序会话保留带宽，⽽不会造成重⼤浪费。⽽且建⽴或销毁连接耗费的时间在长会话中不值⼀提。b) 不会。在最坏的情况下，所有的应⽤程序同时通过⼀个链路进⾏传输。但是，根据题意，链路有⾜够的带宽来处理所有应⽤程序数据速率的总和，因此不会出现拥塞，不需要拥塞控制机制。P4.a) 16b) 8c) 能P5.a) 有⼗辆车。第⼀个收费站服务10辆车需要120秒，也就是2分钟。每辆车在到达第⼆个收费站之前都有45分钟的传播延迟(⾏驶75公⾥)。因此，47分钟后，所有车辆都在第⼆个收费站前排队。整个过程在第⼆个和第三个收费站之间重复进⾏。第三个收费站也需要2分钟来服务10辆车。因此，总延迟是96分钟。b) 收费站之间延迟8*12秒加45分钟，即46分36秒。总延迟是这个量的两倍加上8*12秒，即94分48秒。) 传播时延

dprop=sLb) 传输时延

dtrans=RmLc) 端到端时延

dp2p=s+Rd) 分组的最后⼀个⽐特刚离开出发点e) 还在链路上，没有到达Bf) 已经到达主机B的接收缓冲区了g) 536kmP7.注意，发送的分组单位是字节，所以要乘以8来转化成⽐特。t = 收集分组时间 + 传输时延 + 传播时延 = 17.224ms。P8.a) 20个⽤户b) 10%120c)

(n)pn(1−p)120−nd)

1−P9.a) 10000个⽤户Mb) 概率为

∑n=N+1(20∑n=0(120n)pn(1−p)120−n≈0.003Mn)pn(1−p)M−nP10.三个传输时延+三个传播时延+两个交换机处理时延.dend−end=L/R1+L/R2+L/R3+d1/s1+d2/s2+d3/s3+dproc+dproc带⼊公式得，端到端时延为 64 ms。P11.如果交换机受到⽐特后⽴即传输，就只有⼀次的传输时延了（第⼀次发射过程产⽣的）。dend-end=L/R+d1/s1+d2/s2+d3/s3P12.每个分组传输时延为 6ms，有4个分组等待传输，有⼀个分组传输了⼀半，所以排队时延为 27ms。⼀般情况下，排队时延为

(nL+(L−x))/) 等差数列求和，⾸项是0（第⼀个分组不需要排队），最后⼀项是(N−1)R(0+L/R+2L/R+…….+(N−1)L/R)/N=L/(RN)∗(1+2+……+(N−1))=L/(RN)∗N(N−1)/2=LN(N−1)/(2RN)=(N−1)L/(2R)b) 和上⾯⼀样的，因为间隔LN/R秒，N个分组就都被传输完了。/RLa) 传输时延为

L/R，总时延为：R(1−I)+R=1−Ib) 略P15.L/R1/μ1L/RTotal delay=1−I=1−aL/R=1−a/μ=μ−aP16.答主看不懂题⽬，附上英⽂答案。The total number of packets in the system includes those in the buffer and the packet thatis being transmitted. So, N=10+e N = a × d , so (10+1)=a × (queuing delay + transmission delay). That is,11=a*(0.01+1/100)=a*(0.01+0.01). Thus, a=550 packets/sec.P17.a)

dend− lo-end

=b)

dend−to−endP18.略P19.略P20.吞吐量

=min{Rs,Rc,R/M}P21.答主看不懂题⽬，附上英⽂答案。Qq∑q=1[dproc+Qq∑q=1[dproc+dtrans+dprop]dtrans+dprop+dqueue]qqqqq=If only use one path, the max throughput is given by:max{min{R1,R2,…,RN},min{R1,R2,…,RN},…,min{R1,R2,…,RN}}If use all paths, the max throughput is given by

∑k=1min{R1,R2,…,RN}P22.⼀个数据包成功被接收的概率是ps=(1−p)NMkkk111222MMM1所以执⾏平均次数为ps，⽐如成功概率为⼆分之⼀，那平均发两次就能成功。1所以，重传次数为ps−1次。)

Rsb) 第⼆个数据包肯定会排队，由于Rs⽐Rc快，所以第⼀个数据包在路由器中没处理完时，第⼆个数据包就送达了。如果第⼆个数据包在T秒之后再发送，那就可以避免排队。T的计算⽅法是，当第⼀个数据包被路由器处理完时，第⼆个数据包刚刚被路由器接收。L/Rs+L/Rs+dprop+T=L/Rs+dprop+L/Rc计算得到T=L/Rc−L/RsP24.得花37天来传输数据，不可取。所以我选择FedEx。P25.a) 160,000 bitsb) 160,000 bitsc) 链路上具有的⽐特数量最⼤值。d) ⽐特的宽度

= 链路长度 / 链路最⼤⽐特数量, 所以 1bit有125⽶长，超过了⾜球场的长度。e)

s/R（答主不理解这个是怎么算得的）P26.发送⽅传输了1bit，刚好到达接收⽅时（⼀个传播时延），发送⽅才发送第⼆个bit。上题计算的传播时延

tprop=0.08 sec，所以R=1/tprop=12.5bps即可。P27.a) 80,000,000 bitsb) 800,000 bits, 因为在第⼀个⽐特传到接收⽅之前，所有的数据都在链路上了（不够看！）c) 0.25 mP28.a)

ttrans+tprop=400msec+80msec=480msecb)

20∗(ttrans+2tprop)=20∗(20msec+80msec)=2secc) 因为每个数据包及都增加了它们⾃⼰的传播延迟，所以分解⼀个⽂件需要更长的时间来传输。P29.地球同步卫星距离地球表⾯3.6万公⾥。a) 150msb) 1,500,000 bitsc) 若能够连续传输，说明60秒的时间都在传输，即⼤⼩为 10Mbps × 6 = 600,000,000 bitsP30.略P31.a) 4s; 12sb) 0.005s; 0.01s; 0.01s; 0.015sc) 最后⼀段报⽂发送完成时，⼀共耗时4s，最后⼀段报⽂还要经过两个分组交换机，每个的处理时间为0.005s，所以⼀共4.01sd) 如果不分段，报⽂如果出现错误那就得全部重发，⽽不是报⽂段重发了；如果不分段，较⼤的报⽂占有着交换机的接收空间，让⼩的数据包在后⾯排队e) 数据包必须在⽬的地按顺序放置；分段后的分组都需要装上相同的头部，需要占空间。P32.⼩程序链接：传播时延对分组交换和不分组交换的影响⼀样的。P33.S+80Fdelay=R×(S+2)P34.电路交换电话⽹络和因特⽹通过“⽹关”连接在⼀起。当Skype⽤户(连接到互联⽹)呼叫普通电话时，通过电路交换⽹络在⽹关和电话⽤户之间建⽴⼀个电路。skype⽤户的声⾳以包的形式通过互联⽹发送到⽹关。在⽹关，语⾳信号被重建，然后通过电路发送。在另⼀个⽅向，声⾳信号通过电路交换⽹络发送到⽹关。⽹关对语⾳信号进⾏分组并将语⾳包发送给Skype⽤户。第⼀章总结