计算机网络（第4版） 清华大学出版社 习题答案（中文版）(7)

第 5 章 网络层

1. 答：文件传送、远程登录和视频点播需要面向连接的服务。另一方面，信用卡验证和其他的销售点终端、电子资金转移，以及许多形式的远程数据库访问生来具有无连接的性质，在一个方向上传送查询，在另一个方向上返回应答。

2. 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）。

3. 答：不对。为了从任意源到任意目的地，为连接建立的分组选择路由，虚电路网络肯定需要这一能力。

4. 答：在连接建立的时候可能要协商窗口的大小、最大分组尺寸和超时值。

5. 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 ) ×4×200＝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/( 1.5×107) = 6.7×10-8 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10-6 分，9600 个字节-跳段的代价为10-6 × 9600=9.6×10-3分，即9.6 毫分，即在这1000 秒内的时间内便宜大约6.9 毫分。

6. 答：有可能。大的突发噪声可能破坏分组。使用k 位的检验和，差错仍然有2的概率被漏检。如果分组的目的地段或虚电路号码被改变，分组将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。

7. It will follow all of the following routes: ABCD, ABCF, ABEF, ABEG, AGHD, AGHF, AGEB, and AGEF. The number of hops used is 24.

8. 答：使用最短通路搜索算法选择一条路径，然后，删除刚找到的路径中的使用的所有的弧（对应各条链路）。接着，再运行一次最短通路搜索算法。这个第2 条路径在第1 条路径中有线路失效的情况下，可以作为替代路径启用；反之亦然。

9. 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）

-k

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）

10. 答：路由表的长度等于8*50=400bit。该表每秒钟在每条线路上发送2 次，因此400*2=800b/s，即在每条线路的每个方向上消耗的带宽都是800 bps。

11. 答：这个结论总是成立的。如果一个分组从某条线路上到达，必须确认包的到达。 如果线路上没有分组到达，它就是在发送确认。情况00 ( 没有分组到达并且不发送确认)和11 (到达和返回)逻辑上错误，因此不存在。

12. 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.

13. Conceivably it might go into promiscuous mode, reading all frames dropped onto the LAN, but this is very inefficient. Instead, what is normally done is that the home agent tricks the router into thinking it is the mobile host by responding to ARP requests. When the router gets an IP packet destined for the mobile host, it broadcasts an ARP query asking for the 802.3 MAC-level address of the machine with that IP address. When the mobile host is not around, the home agent responds to the ARP, so the router associates the mobile user’s IP address with the home agent’s 802.3 MAC-level address.

14. 答：在一个子网中，从所有的源到一个指定的目的地的最佳路由的集合形成一棵以该目的地为根的树。这样的树就称作汇集树。汇集树不必是唯一的，其他具有相同通路长度的树可能存在。所有路由选择算法的目标都是要为所有的路由器寻找和使用汇集树。在广播形式的应用中，源主机需要向所有其他的主机发送报文。在称为反向通路转发的广播路由选择中，当广播分组到达路由器时，路由器对此分组进行检查，查看该分组是否来自于通常用于发送分组到广播源的线路，如果是，则此广播分组本身非常有可能是从源路由器来的第一个拷贝。

在这种情况下，路由器将此分组复制转发到进入线路以外的所有线路。然而，如果广播分组到来的线路不是到达源端的线路，那么分组就被当作副本而扔掉。

（1）反向通路转发算法，算法进行到5 个跳段后结束，总共产生28 个分组。

（2）使用汇集树算法，需要4 个跳段，总共产生14 个分组。

15. Node F currently has two descendants, A and D. It now acquires a third one, G, not circled because the packet that follows IFG is not on the sink tree. Node G acquires a second descendant, in addition to D, labeled F. This, too, is not circled as it does not come in on the sink tree.

16. Multiple spanning trees are possible. One of them is:

17. When H gets the packet, it broadcasts it. However, I knows how to get to I, so it does not broadcast.

18. Node H is three hops from B, so it takes three rounds to find the route.

19. It can do it approximately, but not exactly. Suppose that there are 1024 node identifiers. If node 300 is looking for node 800, it is probably better to go clockwise, but it could happen that there are 20 actual nodes between 300 and 800 going clockwise and only 16 actual nodes between them going counterclockwise.

The purpose of the cryptographic hashing function SHA-1 is to produce a very smooth

distribution so that the node density is about the same all along the circle. But there will always be statistical fluctuations, so the straightforward choice may be wrong.

20. The node in entry 3 switches from 12 to 10.

21. 答：对时间以T 秒为单位分时隙。在时隙中，源路由器发送第一个分组。在时隙2 的开始，第2 个路由器收到了分组，但不能应答。在时隙3 的开始，第3 个路由器收到了分组，但也不能应答。这样，此后所有的路由器都不会应答。仅当目的地主机从目的地路由器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。在源路由器可以发送第2 个分组之前，需要两次穿行该子网，需要花费的时间等于2(n-1)T 秒/分组，显然，这种协议的效率是很低的。

22. 答：（1）由源主机发送的每个分组可能行走1 个跳段、2 个跳段或3 个跳段。走1 个跳段的概率为p ，走2 个跳段的概率为（1- p）p ，走3 个跳段的概率为（1- p）2 p。那么，一个分组平均通路长度的期望值为：

即每次发送一个分组的平均跳段数是 p-3 p++3。

（2）一次发送成功（走完整个通路）的概率为( 1- p )2，令a = ( 1- p)2，两次发射

2

成功的概率等于 ( 1- a) a，三次发射成功的概率等于 ( 1- a) a ，…，因此一个分组平均发送次数为：

2

即一个分组平均要发送1/(1- p )次。

（3）最后，每一个接收到的分组行走的平均跳段数等于

23. First, the warning bit method explicitly sends a congestion notification to the source by setting a bit, whereas RED implicitly notifies the source by simply dropping one of its packets. Second, the warning bit method drops a packet only when there is no buffer space left, whereas RED drops packets before all the buffer are exhausted.

24. 答：通常计算机能够以很高的速率产生数据，网络也可以用同样的速率运行。然而，路由器却只能在短时间内以同样高的速率处理数据。对于排在队列中的一个分组，不管它有多大，路由器必须做大约相同分量的工作。显然，处理10 个100 字节长的分组所作的工作比处理1 个1000 字节长的分组要做的工作多得多。

25. 答：不可以发送任何大于1024 字节的分组。

26. 答：每5产生一个令牌，1 秒中可以发送200 000 个信元。每个信元含有48 个数据字节，即8×48= 384bit。

384×2×105 =76.8 × 106b/s

所以，最大的可持续的净数据速率为76.8Mb/s。

27. 答：本题乍看起来，似乎以6Mb/s 速率发送用4/3 秒的时间可以发送完桶内8Mb 的数据，使漏桶变空。然而，这样回答是错误的，因为在这期间，已有更多的令牌到达。正确的答案应该使用公式S＝ C /(M-P )，这里的S表示以秒计量的突发时间长度，M 表示以每

2

秒字节计量的最大输出速率，C 表示以字节计的桶的容量，P 表示以每秒字节计量的令牌到达速率。则：

因此，计算机可以用完全速率6Mb/s 发送1.6 s 的时间。

28. 答：令最大突发时间长度为? t 秒，在极端情况下，漏桶在突发期间的开始是充满的（1MB），在突发期间另有10? t MB 进入桶内。在传输突发期间的输出包含50? t MB。由等式1+10? t=50? t，得到? t=1/40s，即25ms。因此，以最大速率突发传送可维持25ms 的时间。

29. The bandwidths in MB/sec are as follows: A: 2, B: 0, C: 1, E: 3, H: 3, J: 3, K:2, and L: 1.

30. Here is 2 million and is 1.5 million, so is 0.75, and from queueing theory, each packet experiences a delay four times what it would in an idle system. The time in an idle system is 500 nsec, here it is 2sec. With 10 routers along a path, the queueing plus service time is 20 sec.

31. There is no guarantee. If too many packets are expedited, their channel may have even worse performance than the regular channel.

32. 答：在这两种情况下都需要分割功能。即使在一个串接的虚电路网络中，沿通路的某些网络可能接受1024 字节分组，而另一些网络可能仅接受48字节分组，分割功能仍然是需要的。

33. 答：可以。只需把分组封装在属于所经过的子网的数据报的载荷段中，并进行发送。

34. The initial IP datagram will be fragmented into two IP datagrams at I1. No other fragmentation will occur.

Link A-R1:

Length = 940; ID = x; DF = 0; MF = 0; Offset = 0 Link R1-R2:

(1) Length = 500; ID = x; DF = 0; MF = 1; Offset = 0 (2) Length = 460; ID = x; DF = 0; MF = 0; Offset = 60 Link R2-B:

(1) Length = 500; ID = x; DF = 0; MF = 1; Offset = 0

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