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计⽹第三章作业Chapter 3注:括弧中标题号为第四版教材中对应得习题号1.(R14)Suppose Host A sends two TCP segments back to back to Host B over a TCPconnection、The first segment has sequence number 90; the second has sequence number 110、a、How much data is in the first segment?b、Suppose that the first segment is lost but the second segment arrives at B、In theacknowledgment that Host B sends to Host A, what will be the acknowledgment number?答:a.[90,109]=20bytesb.ack number=90,对第⼀个报⽂段确认2.(R15)True or false?a、The size of the TCP RcvWindow never changes throughout the duration of the connection、b、suppose Host A is sending Host B a large a TCP connection、The number ofunacknowledged bytes that A sends cannot exceed the size of the receive buffer、c、Host A is sending Host B a large a TCP connection、Assume Host B has no data tosend Host A、Host B will not send acknowledgments to Host A because Host B cannot piggyback the acknowledgment on data、d、The TCP segment has a field in its header for RcvWindow、e、Suppose Host A is sending a large Host B over a TCP connection、If the sequencenumber for a segment of this connection is m, then the sequence number for the subsequent segment will necessarily be m + 1、f、Suppose that the last SampleRTT in a TCP connection is equal to 1 sec、The currentvalue of TimeoutInterval for the connection will necessarily be>=1 sec、g、Suppose Host A sends one segment with sequence number 38 and 4 bytes of data over aTCP connection to Host B、In this same segment the acknowledgment number is necessarily42、答:a、Fb、Tc、F:即使没有数据传送,也会进⾏单独确认d、Te、F:按字节编号,不按报⽂段编号f、Fg、F:B->A得确认号不⼀定为38+4=423.(R17)True or false? Consider congestion control in TCP、When the timer expires at thesender, the threshold is set to one half of its previous value、答:F:应为当前拥塞窗⼝得⼀半,⽽不就是阈值得⼀半。
第3章
◆名词解释
流量控制：发送方发送数据的速率必须使接收方来得及接收，当收方来不及接收时，就必须及时控制发方发送数据的速率。
◆简答题
3．数据链路层协议几乎总是把FCS（冗余码）放在尾部，而不是放在头部，为什么？
答；CRC是在发送期间进行计算的。
一旦把最后一位数据送上外出线路，就立即把CRC编码附加在输出流的后面发出。
如果把CRC放在帧的头部，那么就要在发送之前把整个帧先检查一遍来计算CRC。
这样每个字节都要处理两遍，第一遍是为了计算检验码，第二遍是为了发送。
把CRC放在尾部就可以把处理时间减半。
4．滑动窗口怎样工作？
答；发送方每发送一帧后，待确认帧的数目便增1，相当于打开一个窗口。
每收到一个确认信息后，待确认帧的数目便减1，相当于关闭一个窗口。
当待确认帧的数目等于发送窗口尺寸时，发送方便停止发送新帧，以此来控制流量。
接收方准备接收一个帧也相当于打开一个窗口，正确接收一个帧相当于关闭一个窗口。
这样一发一收，使得发送方和接收方的打开的窗口位置一直在滑动，所以形象地称为滑动窗口。
☆计算ARQ协议的信道利用率
3-06 信道利用率：50%，帧长：160 bit
3-15 (1)1/251 (2)7/251 (3)127/251 (4)1。
第三章数据链路层嵌入18-1杜国龙20180307008 3-01数据链路(即逻辑链路)与链路{即物理链路)有何区别?“电路接通了”与"数据链路接通了”的区别何在?答:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是"数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不- -定跟着断开连接。
3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论收据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答:链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境:对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损:对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪- -层?答:适配器(即网卡)来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层(OSI 中的数据链里层和物理层)3-04数据链路层的3三个基本问(帧定界、透明传轴和差错检测)为什么都必须加以解决? 答:帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题?答:无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主特点是什么?为什么PPP不使用帧的编号? PPP适用于什么情况?为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输?答:简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A只置为0xFF.地址字段实际上并不起作用。
第三章作业1、计算下列情况的时延（从第一个比特发送到最后一个比特接收）：（a）1Gbps以太网，其路径上有一个存储转发交换机，分组长度为5000比特。
假定每条链路的传播延迟为10ms，并且交换机在接收完分组后立即开始转发该分组。
（b）同（a），但是有三个交换机。
（c）同（b），但是假定交换机实现“直通式”转发：可以在收到分组的头128比特后就开始转发该分组。
解：（a）传输延迟=5000/(109)=0.005 ms总延迟=两个传输延迟+两个传播延迟=2*0.005+2*10=20.01 ms（b）此时有三个交换机四条链路，T=4*0.005+4*10=40.02 ms（c）一个交换机在转发之前只需要解码前128位数据，T=传输延迟+3个直通解码延迟+4个传播延迟 =0.005+3*(128b/1Gbps)+ 4*10 =40.005384 ms2、对图1中给出的扩展LAN，假设网桥B1遭遇到灾难性的故障。
指出当经过恢复过程并形成新树后，哪些端口不会被生成树算法所选择。
图1答：因为B1节点故障，则B2节点为根,可以连接A、B、D；B3节点可以连接E、F、G、H；B4节点可以连接I；B5节点可以连接B、F但是不会被选择；B6节点可以连接J；B7节点则被用来连接C。
3、考虑图2给出的学习型网桥的布局，假设所有网桥被初始化为空，在经过以下传输后，给出网桥B1~B4的每一个的转发表。
（a）D发到C。
（b）C发到D。
（c）A发到C。
图2答：（a）当D发送数据到C时，所有的转发表是空的，于是所有的节点都可以看到D的数据，并记录从D转发的数据的接口。
B1：B2接口，D；B2：B4接口，D ；B3：B2接口，D； B4：D接口，D （b）当C发送数据到D时，B1中的转发表已经可以查找到D，数据包被直接传送到D，其中B1不学习C。
B2：B3接口，C ； B3：C接口，C ；B4：B2接口，C（c）同理，当A到C发送的数据包路由B2只朝B3，其中B4不学习A。
第三章习题及答案一、书后练习：3.2，3.3，3.5，3.7，3.10，3.14，3.17，3.21，3.22，3.23，3.29，二、补充习题：（一）选择题：1、采用异步传输方式，设数据位为7位，1位校验位，1位停止位，则其通信效率为( )A. 30%B. 70%C. 80%D. 20%2、对于选择性重传的滑动窗口协议，若序号位数为n，则发送窗口最大尺寸为( )A. 2n-1B. 2nC. 2n-1D. 2n-13、数据链路层中的数据传输基本单位是（）。
A. 比特B. 数据帧C. 分组D. 报文4、下列哪种说法正确（）。
A. 虚电路与电路交换中的电路没有实质不同B. 在通信的两站点间只能建立一条虚电路C. 虚电路也有连接建立、数据传输、连接释放三阶段D. 虚电路的各个结点需要为每个分组单独进行路径选择判定5、HDLC是（）。
A．面向比特型的同步协议B．面向字符型的同步协议C．同步协议D．面向字符计数的同步协议6、若循环冗余码字中信息位为L位，编码时外加冗余位r位，则编码效率为( )A. r/(r+L)B. (r+L)/LC. L/(r+L)D. (r+L)/r7、若数据链路的发送窗口尺寸WT=7，在发送4号帧、并接到2号帧的确认帧后，发送方还可连续发送（）（A）4帧（B）5帧，（C）6帧，（D）3帧8、无论是SLIP还是PPP协议都是( )协议。
(A)物理层(B)数据链路层(C)网络层(D)运输层（二）填空题：1、有两种基本的差错控制编码，即检错码和纠错码，在计算机网络和数据通信中广泛使用的一种检错码为___ _____。
3、采用海明码校验方法，若信息位为15位，则冗余位至少为___ _____位。
4、若HDLC帧数据段中出现比特串“0101111101111110”，则比特填充后的输出为_________ __ _。
5、HDLC有三种不同类型的帧，分别为信息帧、____ ___和____ ______。
《计算机网络技术》课程作业参考答案第3章数据链路层3.1 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？解析：本题考查的是对数据链路和链路概念的理解，以及相应术语的区别。
答案：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除本身是一条链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。
因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
(2)“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。
但是，数据传输并不可靠。
在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。
此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输。
当数据链路断开连接时，物理连接不一定跟着断开。
3.4 数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？答案：数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）的作用如下：（1）帧定界的作用是使收方能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束都在什么地方。
（2）透明传输指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
其作用是防止出现帧定界的判断错误。
（3）差错检测的作用是为了保证数据传输的可靠性。
数据链路层的基本功能是将数据帧通过单条通信链路从一个结点“移动”到邻近的结点，从以上帧定界、透明传输和差错检测各自作用的分析来看，它们三者都是数据链路层基本功能实现的基本保障措施。
因此，都必须加以解决。
3.6 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？解析：本题主要考查的是对目前使用最多的数据链路层协议——点对点协议PPP（Point－to—Point Protocol）的主要特点、工作原理以及适用范围这三方面的内容，为进一步更好的使用该协议奠定基础。
3-3 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？作用：来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件。
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层。
3-73-8 要发送的数据为101110.采用CRC的生成多项式P(X)=X^3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
3-9.一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。
试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？(1)当信息字段中出现0x7E字节转变为2字节序列(0x7D,0x5E)(2)当信息字段中出现一个0x7D字节转变为2字节序列(0x7D,0x5D)3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？以太网：符合DIX Ethernet V2 标准的局域网标准：DIX Ethernet V2 标准、 IEEE 的 802.3 标准3-18 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。
3-20 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
3-223-25t=0时，A和B开始发送数据T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（tau）T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输（T1+48）T3=594比特时间,A 开始发送（T2+Tau+rATau+96）T4=785比特时间，B再次检测信道。
（T4+T2+Tau+RbTau）如空闲，则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。
（T5=T4+96）A重传的数据在819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送。
计算机网络第三章课后答案第三章3-01 数据链路( 即逻辑链路) 与链路( 即物理链路) 有何区别?“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能? 试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI 中的数据链里层和物理层）3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求，透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆，差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组，无法确定分组的控制域和数据域，无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP 不使用帧的编号？PPP 适用于什么情况？为什么PPP 协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为 0xFF。
第三章作业参照答案3-03网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？答：网络适配器功能主要包含：对数据进行串/并传输变换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功能；同时能够实现帧的传递和接收，对帧进行封装等。
网络适配器工作在物理层和数据链路层。
3-04数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为何都一定加以解决？答：封装成帧就是在一段数据的前后分别增添首部和尾部（在首部和尾部里面有很多必需的控制信息）组成一个帧。
接收端能从收到的比特流中正确地域分出一个帧的开始和结束在什么地方；透明传输使得不论所传数据是什么样的比特组合，都一定能够正确经过数据链路层，详细说就是解决二进制比特流中出现与帧定界符同样的位流问题；差错检测能够检测出有差错的帧，并将其抛弃掉，进而降低了数据传输的比特差错率。
3-07要发送的数据为1101011011。
采纳CRC的生成多项式是P(x)=x4+x+1。
试求应增添在数据后边的余数。
数据在传输过程中最后一个1变为了0，问接收端可否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变为了0，问接收端可否发现？采纳CRC查验后，数据链路层的传输能否变为了靠谱的传输？答：（1）因为P(x)=x4+x+1，所以p=10011。
n比p少一位，所以n=4采纳CRC校验时，被除数是：，除数是：10011，得余数1110。
即增添数据后边的余数（帧查验序列）是1110。
2）若数据在传输过程中最后一个1变为了0，即除以10011，得余数为0011，不为0，接收端能够发现差错。
3）若数据在传输过程中最后两个1都变为了0，即除以10011，得余数为0101，不为0，接收端能够发现差错。
（4）出现以上两种状况，因为接收端均发现错误，抛弃相应的帧，而CRC校验方法没有对应的重传体制，数据链路层其实不可以保证接收方接到的和发送方发送的完整一致，所以，在数据链路层的传输是不行靠的。
3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？此刻最流行的是哪一种构造？为何初期的以太网选择总线拓扑构造而不使用星形拓扑构造，但此刻却改为使用星形拓扑构造？答：常用的局域网的网络拓扑有：星形网、环形网和总线网。
Chapter 3注:括弧中标题号为第四版教材中对应得习题号1.(R14)Suppose Host A sends two TCP segments back to back to Host B over a TCPconnection、The first segment has sequence number 90; the second has sequence number 110、a、How much data is in the first segment?b、Suppose that the first segment is lost but the second segment arrives at B、In theacknowledgment that Host B sends to Host A, what will be the acknowledgment number?答:a.[90,109]=20bytesb.ack number=90,对第一个报文段确认2.(R15)True or false?a、The size of the TCP RcvWindow never changes throughout the duration of the connection、b、suppose Host A is sending Host B a large a TCP connection、The number ofunacknowledged bytes that A sends cannot exceed the size of the receive buffer、c、Host A is sending Host B a large a TCP connection、Assume Host B has no data tosend Host A、Host B will not send acknowledgments to Host A because Host B cannot piggyback the acknowledgment on data、d、The TCP segment has a field in its header for RcvWindow、e、Suppose Host A is sending a large Host B over a TCP connection、If the sequencenumber for a segment of this connection is m, then the sequence number for the subsequent segment will necessarily be m + 1、f、Suppose that the last SampleRTT in a TCP connection is equal to 1 sec、The currentvalue of TimeoutInterval for the connection will necessarily be>=1 sec、g、Suppose Host A sends one segment with sequence number 38 and 4 bytes of data over aTCP connection to Host B、In this same segment the acknowledgment number is necessarily42、答:a、Fb、Tc、F:即使没有数据传送,也会进行单独确认d、Te、F:按字节编号,不按报文段编号f、Fg、F:B->A得确认号不一定为38+4=423.(R17)True or false? Consider congestion control in TCP、When the timer expires at thesender, the threshold is set to one half of its previous value、答:F:应为当前拥塞窗口得一半,而不就是阈值得一半。
4.(P3)UDP and TCP use 1s plement for their checksums、Suppose you have the followingthree 8-bit bytes: 01101010, 01001111, 、What is the 1s plement of the sum of these 8-bit byte? (Note that although UDP and TCP use 16-bit words in puting the checksum, for this problem you are being asked to consider 8-bit sums、) Show all work、、Why is it that UDP takes plement of the sum; that is, why not just use the sum? With the 1s plement scheme, howdoes the receiver detect errors? Is it possible that a 1-bit error will go undetected? How abouta 2-bit error?答:01101010+01001111=11000101, 11000101+01110011=00010001取反为。
为了发现错误,接收端增加4个字组(3个原始得,1个取反后得),如果总数包含0,即有错误。
所有得一位错误会发现,但两位错误有可能不会被发现。
5.(P7)Draw the FSM for the receiver side of protocol rdt3、0、答:6.(P13)Consider a reliable data transfer protocol that uses only negative acknowledgements、Suppose the sender sends data only infrequently、Would a NAK-only protocol be preferable to a protocol to that uses ACKs? Why? Now suppose the sender has a lot of data to send and the end-to-end connection experiences few losses、In this second case, would a NAK-only protocol be preferable to a protocol that uses ACKs? Why?答:在仅使用NAK得协议中,只有当接收到分组x+1时才能检测到分组x得丢失。
如果传输x与传输x+1之间有很长得延时,那么在此协议中修复分组x需要很长得时间;如果要发送大量得数据,在仅有NAK得协议中修复速度很快;如果错误很少,那么NAK只偶尔发送ACK,则会明显减少反馈时间。
7.(P14)Consider the cross-country example shown in Figure 3、17、How big would the windowsize have to be for the channel utilization to be greater than 80 percent?答:U=n×L/R/(RTT+L/R)≥80%n≥30018.(P19)Answer true or false to the following questions and briefly justify your answer:a、With the SR protocol, it is possible for the sender to receive an ACK for a packet that fallsoutside of its current windowb、With GBN, it is possible for the sender to receive an ACK for a packet that falls outside ofits current window、c、The alternating-bit protocol is the same as the SR protocol with a sender and receiverwindow size of 1、d、The alternating-bit protocol is the same as the GBN protocol with a sender and receiverwindow size of 1、答:a.T:在t0时刻发送方窗口3发送包1,2,3;在t1时刻接收方接收ACKs1,2,3;在t2时刻发送方延时并重新发送1,2,3;在t3时刻接收方接收包并重新发送确认1,2,3;在t4时刻发送方接收接收方在t1时刻发送得ACKs并进入窗口4,5,6;在t5时刻发送方接收接收方在t2时刻发送得ACKs1,2,3。
这些ACKs在窗口之外。
b.T:见ac.Td.T:在窗口1时,SR,GBN,the alternating bit protocol 在功能上就是一样得,窗口1会自动排除有可能无序得包。
9.(P23)Consider transferring an enormous L bytes from Host A to Host B、Assume an MSSof 1,460 bytes、a.What is the maximum value of L such that TCP sequence numbers are not exhausted?Recall that the TCP sequence number fields has 4 bytes、b.For the L you obtain in (a), find how long it takes to transmit the file、Assume that atotal of 66 bytes of transport, network, and data-link header are added to each segment before the resulting packet is sent our over a 100 Mbps link、Ignore flow control and congestion control so A can pump out the segments back to back and continuously、答:a.TCP序号范围为4bytes,LMAX=232bytesb.传输速度=155Mbps,每段加66bytes大小得头,共分段:232bytes/1460bytes=2941758段;头大小与=2941758×66=194156028bytes;总共需传输194156028+232bytes=4489123324bytes=35912986592bits得数据;用10Mbps得速度传输则时间为3591s。
