第1章计算机网络技术概论
1．一个系统的协议结构有N层，应用程序产生M字节长的报文，网络软件在每层都加上H字节长的报头。请问网络带宽中有多大比率用于报头信息的传输？
答案：
总共有N层，每层加H字节，在每个报文上附加的头字节的总数等于HN，因此头消耗的有关空间所占的网络带宽的比率为HN /（HN + M）。
2．以20km/h的速度骑自行车为你送来3盘各7GB容量的磁带，在什么样的距离范围内，其数据传输速率比155Mb／s的线路高？
答案：
骑自行车的那个人可以运载21GB，即168Gb。每20km/h的速度等于0.0056 km/s，跑x km 花费的时间是x/0.0056 ＝180xs，所产生的运载数据的速率等于
[ 168／（180x）] Gb／s，即[933／x ] Mb／s,
设933／x＞155，得到x＜933／155 = 6 km。
因此在6 km的距离范围内，骑自行车的那个人的数据传输速率比155Mb／s的ATM线路高。
3．有5个路由器要连成一个点到点结构的子网。在每一对路由器之间可以设置一条高速线路，或者是一条中速线路，或者是一条低速线路，也可以不设置任何线路。若产生和考察每一种拓扑计算机需用100ms的时间，那么产生和考察所有可能的拓扑需用多长的计算机时间？
答案：
设这5个路由器分别叫做A、B、C、D和E。存在10条可能的线路：AB、AC、AD、AE、BC、BD、BE、CD、CE和DE。它们中的每一条都有4种可能性，即3种速率以及没有线路；因此总的拓扑数等于410 = 1 048 576。因为每种拓扑花100ms的时间，所以总共需用的时间等于104857．6s，即约为29h。
4．举出为网络协议建立国际标准的两个优点和两个缺点。
答案：
一个优点是使用国际标准网络协议的人能与其他任何也使用国际标准网络协议的人交流。另一个优点是广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。
一个缺点是为了在不同的利益集团间达成一致所需要的妥协经常导致不能令人满意的标准。另一个缺点是一旦标准被广泛采用了，要对它再做改变就会非常困难，即使发现了新的更好的技术或方法，也难以替换。
5．在FM（调频）电台广播中，SAP（服务访问点）地址是什么？
答案：
SAP（服务访问点）地址是所使用的频率，例如103.7 MHZ 、94.2MHZ等。
6．列举使用分层协议的两条理由。
答案：
（1）．把复杂的设计问题分割为较小的简单问题；
（2）．某一层协议的改变不影响相邻的其他层协议。
7．举出OSI 参考模型和TCP ／IP 协议族的两个相同的方面和两个不同的方面。
答案：
相同的方面是，它们都基于分层协议，两者都有网络层，运输层和应用层；在两个模型中，运输服务都能够提供可靠的端到端的字节流。
不同点的方面是，二者层的数目不同，TCP ／IP 没有会话层和表示层， TCP ／IP 支持网络互连， OSI 不支持网络互连； TCP ／IP 的网络层只提供无连接服务，而OSI 在网络层中，既有面向连接的服务，也有无连接服务。
8．分组交换网中的结点交换机具有OSI 模型中哪几层的功能？它们至少应保存哪些信息？ 答案：
分组交换网中的结点交换机具有OSI 模型中物理层，数据链路层以及网络层的功能。它们至少应保存以下信息：为在数据链路层传输帧以及在网络层转发分组所需的信息，包括窗口信息和寻址信息，以及网络层的路由及拥塞控制信息等。
9．报文长x （bit ），源站到目的站经过k 段链路，每段链路传播时延为d （s ），数据率为b （b/s ）。在电路交换时电路的建立时间为s （s ）。在分组交换时分组长度为p （bit ），设各结点的排队等待时间忽略不计。在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
答案：
电路交换的时延为： s + k d + x / b
分组交换的时延为： d + ( p/b ) ( x / p ) + (p/b + d )( k – 1) = x / b + (p/b )( k – 1) + k d 分组交换的时延较电路交换时延小的条件为：
x / b + (p/b )( k – 1) + k d < s + k d + x / b
解出：(k – 1) p/b < s
10．在9题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x 和（p + h ）（bit ），其中p 为分组的数据部分的长度，而h 为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。通信的两端共经过k 段链路。链路的数据率为b （b/s ），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计，即在上题的基础上，添加条件d = 0。为使总的时延最小，分组数据部分长度p 应取何值？
答案：
写出总时延D 的表达式：
D = (( p + h)/b ) ( x / p ) +(( p + h)/b ) ( k – 1)
求D 对p 的导数： d D /d p = – (x /b) ( h / p 2) + ( k – 1) / b
令其为零： – (x /b) ( h / p 2) + ( k – 1) / b = 0
解出： )1/(-=k xh p
11．占据两边山脊的蓝军与山谷中的白军作战。假定一边山脊上的蓝军打不过白军，但两边山脊的蓝军协同作战则可战胜白军。一支蓝军准备于次日正午向白军发起攻击。于是发送电文给另一山脊上的友军。但通信线路不可靠，电文可能出错或丢失。因此要求收到电文的友军必须送回一个确认电文。但此确认电文也可能出错或丢失。能否设计出一种协议使蓝军能够实现协同作战，以保证（即100 %）取得胜利？
答案：
不可能设计出这样的协议。可以证明不存在有效解决该问题的协议。假如存在某种协议的话，那么，协议中最后一条信息要么是必需的，要么不是。如果不是，可以删除它（以及其它任何不必要的信息），直到剩下的协议中每条信息均必不可少。若最后一条信息没有安全到达目的地会怎样呢？因为这条信息是必需的，因此，如果它丢失了，进攻计划便不会实施。由于最后发出信息一方的司令永远无法确定该信息能否被安全收到，所以他便不会贸然行动。同样，另一支蓝军也明白这个道理，所以也不会发动进攻。
12．分析发送延迟与传播延迟的关系，主机1与主机2经速率为Rbps 的链路直接相连，两机相距K 千米，电磁信号在链路上的传播速率为V 千米/秒，主机1发送长L 比特的分组给主机2。
(1)．用K 和V 表示传播延迟T prop ；
(2)．用L 和R 表示分组的发送延迟T trans ；
(3)．求端到端延迟的表达式（不计在主机中的处理和排队时间）；
(4)．t=0时，主机1开始发送，求t= T trans 时，该分组最后1比特所在位置；
(5)．若T prop > T trans ，当t= T trans 时，该分组的第1比特在何处？
(6)．若T prop < T trans ，当t= T trans 时，该分组的第1比特在何处？
(7)．设V=20万km/小时，L=100比特，R=28kbps ，求使T prop ＝ T trans 的K 值。
答案：
发送延迟与传播延迟的关系如图1-1所示：
⑴ （电磁信号）传播延迟 T prop = K(km)/V(km/s) =
)(s V K ⑵ 分组的发送延迟 T trans = L(b)/R(b/s) = )(s R
L ⑶ 端到端延迟（不计主机处理和排队时间）T = T prop + T trans =
)(s R L V K ⑷ 当t = T trans 时， 最后1b 刚发出，S= 0。
图1-1 发送延迟与传播延迟的关系图
