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习题

推荐习题1 (opens in a new tab)

电路交换和时分复用

在电路交换网络上,从主机A到B发送一个640,000比特的文件需要多长时间?
设所有链路的速率为1.536Mbps,每条链路采用时隙数为24的TDM,建立端到端的电路需要500ms。

1.535Mbps/24=64kbps
传输时间:640kb/64kps=10s
T=10s+500ms=10.5s

端到端平均吞吐量

是当前链路上所有传输结点间最小的速率值。

延迟计算

题目:如下图所示网络。A在t=0时刻开始向C发送一个2Mbits的文件;B在t=0.1+e秒(e为无限趋近于0的小正实数)向D发送一个1Mbits的文件。忽略传播延迟和结点处理延迟。(14分)
image.png

请回答下列问题:

a. 如果图中网络采用存储-转发方式的报文交换,则A将2Mbits的文件交付给C需要多长时间?B将1Mbits的文件交付给D需要多长时间?

b. 如果图中网络采用存储-转发方式的分组交换,分组长度为等长的1kbits,且忽略分组头开销以及报文的拆装开销,则A将2Mbits的文件交付给C需要大约多长时间?B将1Mbits的文件交付给D需要大约多长时间?

c. 报文交换与分组交换相比,哪种交换方式更公平?(即传输数据量小用时少,传输数据量大用时长)
(注:1k=10^3, 1M=10^6)
参考答案 a. 由于A先发报文所以,A的报文在路由器的队列中排在B的报文前面,所以A交付2Mbits报文需要时间为:2/10+2/20+2/10=0.5s=500ms;(3分)
B将1Mbits的文件交付给D需要时间为:1/10+2/20(排队时间)+1/20+1/10=0.35s=350ms。(3分)

b. 从t=0时刻到t=0.1s,A发送了1000个分组,用时:1000×1000/10000000=0.1s, 从t=0.1s时刻起与B共享连接路由器的链路,平均各共享到带宽10Mbps,A大约再用时:1/10+2×1000/10000000=0.1002s交付剩余的1000个分组,故A向C交付2Mbits文件大约需要(0.1+0.1002)s≈0.2s;(3分)

c. B向D交付1Mbits文件需要时间大约为:1/10+2×1000/10000000=0.1002s≈0.1s。(3分) 分组交换比报文交换更公平。(2分)


题目:考虑两台主机A和主机B由一条带宽为R bps、长度为M米的链路互连,信号传播速率为V m/s。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组,分组长度为L比特。试求:

  1. 传播延迟(时延)dp;
  2. 传输延迟dt;
  3. 若忽略结点处理延迟和排队延迟,则端到端延迟de是多少?
  4. 若dp>dt,则t=dt时刻,分组的第一个比特在哪里?
  5. 若V=250000km/s,L=512比特,R=100 Mbps,则使带宽时延积刚好为一个分组长度(即512比特)的链路长度M是多少?

参考答案 d9deac31df566efd2909647e20c4031.png
带宽时延积=传播延迟×带宽


题目:假设主机A向主机B以存储-转发的分组交换方式发送一个大文件。主机A到达主机B的路径上有3段链路,其速率分别是R1=500kbps,R2=2Mbps,R3=1Mbps。试求:

假设网络没有其他流量,则传送该文件的吞吐量是多少?
假设文件大小为4MB,则传输该文件到主机B大约需要多少时间?

参考答案 传送该文件的吞吐量(最小传输速率):TH=500kbps;(3分)
传送该文件到主机B大约需要时间:T=4×8×106/(500×103)=64s。(3分)


应用层

题目:假设你在浏览某网页时点击了一个超链接,URL为“https://www.kicker.com.cn/index.html (opens in a new tab) ”,且该URL对应的IP地址在你的计算机上没有缓存;文件index.html引用了8个小图像。域名解析过程中,无等待的一次DNS解析请求与响应时间记为RTTd,HTTP请求传输Web对象过程的一次往返时间记为RTTh。请回答下列问题:

1)你的浏览器解析到URL对应的IP地址的最短时间是多少?最长时间是多少?

2)若浏览器没有配置并行TCP连接,则基于HTTP1.0获取URL链接Web页完整内容(包括引用的图像,下同)需要多长时间(不包括域名解析时间,下同)?

3 ) 若浏览器配置5个并行TCP连接,则基于HTTP1.0获取URL链接Web页完整内容需要多长时间?

4 ) 若浏览器没有配置并行TCP连接,则基于非流水模式的HTTP1.1获取URL链接Web页完整内容需要多长时间?基于流水模式的HTTP1.1获取URL链接Web页完整内容需要多长时间?

参考答案

1)若DNS缓存中有,那么最短时间是一次查询是本地查询即为RTTd,若没有,就需要本地查询、根查询、.cn查询、.com查询、kicker查询共有5RTTd。

2)HTTP1.0使用非持续式的链接,一次对象的请求是2RTTh,那么1+8即9次,就是18RTTh。

3)HTTP1.0使用非持续式的链接,最开始的链接和index需要2个RTTh,在第二轮并行RTT中,5个一组同时进行,只需要2个RTTh,后面剩余3张图并行,也是2个RTTh,所以总共需要6个RTTh。

4)HTTP1.1使用持续式链接,即不需要断开。建立和返回index需要2个RTTh,剩余8个各1个RTTh,所以需要10个RTTh。如果是流水式的,则一遇到引用就全部同时发送并全部返回。共需要3个。

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传输层

题目:假设主机A向主机B发送5个连续的报文段,主机B对每个报文段进行确认,其中第二个报文段丢失,其余报文段以及重传的第二个报文段均被主机B正确接收,主机A正确接收所有ACK报文段;报文段从1开始依次连续编号(即1、2、3……),主机A的超时时间足够长。请回答下列问题:

1).如果分别采用GBN、SR和TCP协议,则对应这三个协议,主机A分别总共发了多少个报文段?主机B分别总共发送了多少个ACK?它们的序号是什么?(针对3个协议分别给出解答)

2).如果对上述三个协议,超时时间比5RTT长得多,那么哪个协议将在最短的时间间隔内成功交付5个报文段?

参考答案 (1)
当采用GBN协议时,由GBN协议可得: 主机A共发送了9个报文段,首先发送报文段1,2,3,4,5,当报文2丢失后,重发报文段2,3,4,5共9个; 主机B共发送8个ACK,首先发送ACK1,2丢失,因此对于3,4,5都发送ACK1共4个ACK1,后对于重传的2,3,4,5,则发送ACK2,ACK3,ACK4,ACK5,一共8个ACK。

当采用SR协议时,由SR协议可得:
主机A共发送了6个报文段,首先发送报文段1,2,3,4,5,当报文2丢失后,重发报文段2共6个报文段;
主机B共发送5个ACK,首先发送ACK1,ACK3,ACK4,ACK5,对于重发的报文段2,则发送ACK2共5个ACK。

当采用TCP协议时,由TCP协议可得:
主机A共发送了6个报文段,首先发送报文段1,2,3,4,5,当报文2丢失后,重发报文段2共6个报文段;
主机B共发送5个ACK,首先发送4个ACK2(因为接收方会确认下一个期待的序号),重传后发送一个ACK6一共5个ACK。

(2)采用TCP协议可在最短的时间间隔内成功交付5个报文段,因为TCP有快速重传机制,即在未超时情况下就开始重传丢失的2号报文段。

有关子网掩码的计算

题型1 利用子网数目计算子网掩码
把B类地址172.16.0.0划分成30个子网络,它的子网掩码是多少?

解释

  1. 首先将30转为二进制表示为11110,这个数据有5位,也就是说需要借用5位来标识子网号
    注意:在转化为二进制之后,如果只有最高位为1,那么实际上只用统计为n-1位。例如10000要统计位四位,因为0000~1111刚好有10000个数字。

  2. 将B类地址的主机部分的前五位变成全1,得到新的子网掩码:(11111111.11111111.11111000.00000000),255.255.248.0 。


题型2 利用主机数目计算子网掩码
把B类地址172.16.0.0划分成若干子网络,每个子网络能容纳500台主机,它的子网掩码是多少?

解释

  1. 将500表示为2进制。111110100。
  2. 统计该数字的位数为9 。将255.255.255.255的后9位全部变为0,即255.255.254.0 。

题型3 利用子网掩码计算最大有效子网数
A类IP地址,子网掩码为255.224.0.0,它所能划分的最大有效子网数是多少?
解释 因为是A类地址,所以前8位为1,因此224就是子网号,224为11100000,所以主机号的最高位为111,那么就最多能分配8个子网。


题型4 利用子网掩码计算最大可用主机数
A类IP地址,子网掩码为255.252.0.0,将它划分成若干子网络,每个子网络中可用主机数有多少?

解释 ①将子网掩码转换成二进制表示11111111.11111100.00000000.00000000
②统计一下它的主机位共有18位
③最大可用主机数就是2的18次方减2(除去全是0的网络地址和全是1广播地址),即每个子网络最多有262142台主机可用。


题型5 利用子网掩码确定子网络的起止地址
B类IP地址172.16.0.0,子网掩码为255.255.192.0,它所能划分的子网络起止地址是多少?

解释
B类地址,子网掩码为11111111.11111111.11000000.00000000,因此子网号为2位,子网号有四位,将IP地址转换为二进制,10101100.00010000.00000000.00000000 。所以划分如下:
10101100.00010000.00000000.00000000~
10101100.00010000.00111111.11111111


10101100.00010000.01000000.00000000~
10101100.00010000.01111111.11111111


10101100.00010000.10000000.00000000~
10101100.00010000.10111111.11111111


10101100.00010000.11000000.00000000~
10101100.00010000.11111111.11111111