聲明

本書為《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):自頂向下方法》(第六版)，也就是圖片上的那本虾啦。所有的課后復(fù)習(xí)題和習(xí)題答案均為個(gè)人理解，若有錯(cuò)誤或不足的地方歡迎大家在評(píng)論中指出遣疯。

全書答案：https://pan.baidu.com/s/1mizUTNSHj2l5lQZe-8OYdQ 提取碼: ugc2

習(xí)題

P1. 設(shè)計(jì)并描述在自動(dòng)柜員機(jī)和銀行的中央計(jì)算機(jī)之間使用的一種應(yīng)用層協(xié)議清酥。你的協(xié)議應(yīng)當(dāng)允許驗(yàn)證用戶卡和口令扶镀，查詢賬目結(jié)算（這些都在中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)），支取賬目（即向用戶支付錢）焰轻。你的協(xié)議實(shí)體應(yīng)當(dāng)能夠處理取錢時(shí)賬目中錢不夠的常見(jiàn)問(wèn)題臭觉。通過(guò)列出自動(dòng)柜員機(jī)和銀行中央計(jì)算機(jī)在報(bào)文傳輸和接收過(guò)程中交換的報(bào)文和采取的動(dòng)作來(lái)定義你的協(xié)議。使用類似于圖1-2所示的圖辱志，擬定在簡(jiǎn)單無(wú)差錯(cuò)取錢情況下該協(xié)議的操作蝠筑。明確地闡述在該協(xié)議中關(guān)于底層端到端運(yùn)輸服務(wù)所作的假設(shè)。

P2.式（1-1）給出了經(jīng)傳輸速率為R的N段鏈路發(fā)送長(zhǎng)度L的一個(gè)分組的端到端時(shí)延揩懒。對(duì)于經(jīng)過(guò)N段鏈路連續(xù)地發(fā)送P個(gè)這樣的分組什乙，一般化地表示出這個(gè)公式。

如果是P個(gè)分組已球，那么最后一個(gè)分組到達(dá)的時(shí)間就是總共的時(shí)間稳强，所以我們只需要關(guān)注最后一個(gè)分組就可以了

首先第二個(gè)分組發(fā)送出去之前，第一個(gè)分組必須已經(jīng)到達(dá)第一個(gè)路由器和悦，這時(shí)候需要消耗L/R退疫，同理，第三個(gè)分組需要等待第二個(gè)分組發(fā)送到第一個(gè)路由器鸽素，也就是L/R + L/R褒繁，以此類推，第P個(gè)分組需要等待前面的分組都發(fā)送出去馍忽，也就是(P - 1) * L/R

然后第P個(gè)分組從端到端需要的時(shí)間是N * L/R

所以總共的時(shí)間也就是(N + P - 1) * L/R

P3.考慮一個(gè)應(yīng)用程序以穩(wěn)定的速率傳輸數(shù)據(jù)（例如棒坏，發(fā)送方每k個(gè)時(shí)間單元產(chǎn)生一個(gè)N比特的數(shù)據(jù)單元，其中k較小且固定）遭笋。另外坝冕，當(dāng)這個(gè)應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，它將連續(xù)運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間瓦呼∥箍撸回答下列問(wèn)題，簡(jiǎn)要論證你的回答：
a.是分組交換網(wǎng)還是電路交換網(wǎng)更為適合這種應(yīng)用央串？為什么磨澡？
b.假定使用了分組交換網(wǎng)，并且該網(wǎng)中的所有流量都來(lái)自如上所述的這種應(yīng)用程序质和。此外稳摄，假定該應(yīng)用程序數(shù)據(jù)傳輸速率的總和小于每條鏈路的各自容量。需要某種形式的擁塞控制嗎饲宿？為什么厦酬？

a. 電路交換網(wǎng)胆描，因?yàn)榘l(fā)送速率穩(wěn)定，而且運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)仗阅，用電路交換不會(huì)占用太多空閑資源袄友。

b. 不需要，因?yàn)榧俣嗽搼?yīng)用程序數(shù)據(jù)傳輸速率的總和小于每條鏈路的各自容量

P4.考慮在圖1-13中的電路交換網(wǎng)霹菊。回想在每條鏈路上有4條鏈路支竹，以順時(shí)針?lè)较驑?biāo)記四臺(tái)交換機(jī)A旋廷、B、C和D礼搁。

a.在該網(wǎng)絡(luò)中饶碘，任何時(shí)候能夠進(jìn)行同時(shí)連接的最大數(shù)量是多少？
b.假定所有連接位于交換機(jī)A和C之間馒吴。能夠進(jìn)行同時(shí)連接的最大數(shù)量是多少扎运？
c.假定我們要在交換機(jī)A和C之間建立4條連接，在交換機(jī)B和D之間建立另外4條連接饮戳。我們能夠讓這些呼叫通過(guò)這4條鏈路建立路由以容納所有8條連接嗎豪治？

a. 16，A->B四條扯罐，B->C四條负拟，C->D四條，D->A四條

b. 8歹河，A->B->C四條掩浙，A->D->C四條

c. 可以，A->B->C兩條秸歧，A->D->C兩條厨姚，B->C->D兩條，B->A->D兩條

P5.回顧在1.4節(jié)中的車隊(duì)的類比键菱。假定傳播速度還是100km/h谬墙。
a.假定車隊(duì)旅行150km：在一個(gè)收費(fèi)站前面開(kāi)始，通過(guò)第二個(gè)收費(fèi)站经备，并且在第三個(gè)收費(fèi)站后面結(jié)束芭梯。其端到端時(shí)延是多少？
b.重復(fù)（a）弄喘，現(xiàn)在假定車隊(duì)中有8輛汽車而不是10輛玖喘。

a. 3個(gè)收費(fèi)站一共旅行150km也就是說(shuō)每個(gè)收費(fèi)站距離是75km，車隊(duì)從第一個(gè)收費(fèi)站前面開(kāi)始到處理完畢需要12 * 10 = 120秒 = 2分鐘的處理時(shí)間蘑志，然后從第一個(gè)收費(fèi)站到第二個(gè)收費(fèi)站前面需要75 / 100 = 45分鐘的傳播時(shí)間累奈，然后通過(guò)第二個(gè)收費(fèi)站依然需要2分鐘處理時(shí)間贬派，再?gòu)牡诙€(gè)收費(fèi)站到第三個(gè)收費(fèi)站需要45分鐘傳播時(shí)間，最后第三個(gè)收費(fèi)站需要2分鐘處理時(shí)間澎媒。一共需要2 + 75 + 2 + 75 + 2 = 96分鐘

b. 和前一題一樣搞乏，傳播時(shí)間依然是45分鐘，而處理時(shí)間變?yōu)?2 * 8 = 96秒戒努，所以一共需要96s + 45min + 96s + 45min + 96s = 94分鐘48秒

P6.這個(gè)習(xí)題開(kāi)始探討傳播時(shí)延和傳輸時(shí)延请敦，這是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)重要概念〈⒚担考慮兩臺(tái)主機(jī)A和B由一條速率為R bps的鏈路相連侍筛。假定這兩臺(tái)主機(jī)相隔m米，沿該鏈路的傳播速率為s m/s撒穷。主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送長(zhǎng)度L比特的分組匣椰。
a.用m和s來(lái)表示傳播時(shí)延dprop。
b.用L和R來(lái)確定該分組的傳輸時(shí)間dtrans端礼。
c.忽略處理和排隊(duì)時(shí)延禽笑，得出端到端時(shí)延的表達(dá)式。
d.假定主機(jī)A在時(shí)刻t=0開(kāi)始傳輸該分組蛤奥。在時(shí)刻t=dtrans佳镜，該分組的最后一個(gè)比特在什么地方？
e.假定dprop大于dtrans凡桥。在時(shí)刻t=dtrans邀杏，該分組的第一個(gè)比特在何處？
f.假定dproc小于dtrans唬血。在時(shí)刻t=dtrans望蜡，該分組的第一個(gè)比特在何處？
g.假定s=2.5×108拷恨，L=120比特脖律，R=56kbps。求出使dproc等于dtrans的距離m腕侄。

a. m/s

b. L/R

c. m/s + L/R

d. 剛剛離開(kāi)主機(jī)A

e. 在鏈路上傳播

f. 已經(jīng)到達(dá)主機(jī)B

P7.我們考慮從主機(jī)A向主機(jī)B通過(guò)分組交換網(wǎng)發(fā)送語(yǔ)音（VoIP）小泉。主機(jī)A將模擬語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為傳輸中的64kbps數(shù)字比特流。然后主機(jī)A將這些比特分為56字節(jié)的分組冕杠。A和B之間有一條鏈路：它的傳輸速率是2Mbps微姊，傳播時(shí)延是10ms。一旦A收集了一個(gè)分組分预，就將它向主機(jī)B發(fā)送兢交。一旦主機(jī)B接收到一個(gè)完整的分組，它將該分組的比特轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)笼痹。從比特產(chǎn)生（從位于主機(jī)A的初始模擬信號(hào)起）的時(shí)刻起配喳，到該比特被解碼（在主機(jī)B上作為模擬信號(hào)的一部分）酪穿，花了多少時(shí)間？

從比特產(chǎn)生到解碼需要(56 * 8)/(64 * 10³) = 7ms

接著從解碼之后的傳輸時(shí)間需要(56 * 8)/(2 * 10⁶) = 0.224ms

然后傳播到主機(jī)B的傳播時(shí)間是10ms

最后有一個(gè)問(wèn)題是晴裹，這道題目是否考慮主機(jī)B的解碼時(shí)間被济，如果不考慮的話總時(shí)間就是7 + 10 + 0.224 = 17.224ms；如果考慮的話題目并沒(méi)有給出涧团，假設(shè)是xms只磷，那么就是(17.224 + x)ms

P8.假定用戶共享一條3Mbps的鏈路。又設(shè)每個(gè)用戶傳輸時(shí)要求150kbps泌绣，但是每個(gè)用戶僅有10%的時(shí)間傳輸钮追。（參見(jiàn)1.3節(jié)中關(guān)于“分組交換與電路交換的對(duì)比”的討論。）
a.當(dāng)使用電路交換時(shí)赞别，能夠支持多少用戶？
b.對(duì)于本習(xí)題的后續(xù)小題配乓，假定使用分組交換仿滔。求出給定用戶正在傳輸?shù)母怕省?br> c.假定有120個(gè)用戶。求出在任何給定時(shí)刻犹芹，實(shí)際有n個(gè)用戶在同時(shí)傳輸?shù)母怕势橐场＃ㄌ崾荆菏褂枚?xiàng)式分布。）
d.求出有21個(gè)或更多用戶同時(shí)傳輸?shù)母怕省?/p>

a. 3Mbps/150kbps = 20

b. p = 0.1

P9.考慮在1.3節(jié)“分組交換與電路交換的對(duì)比”的討論中腰埂，給出了一個(gè)具有一條1Mbps鏈路的例子飒焦。用戶在忙時(shí)以100kbps速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)，但忙時(shí)僅以p=0.1的概率產(chǎn)生數(shù)據(jù)屿笼。假定用1Gbps鏈路替代1Mbps的鏈路牺荠。
a.當(dāng)采用電路交換技術(shù)時(shí)，能被同時(shí)支持的最大用戶數(shù)量N是多少驴一？
b.現(xiàn)在考慮分組交換和有M個(gè)用戶的情況休雌。給出多于N用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的概率公式（用p、M肝断、N表示）杈曲。

a. 10000

P10.考慮一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的分組從端系統(tǒng)A開(kāi)始，經(jīng)3段鏈路傳送到目的端系統(tǒng)胸懈。令di担扑、si和Ri表示鏈路i的長(zhǎng)度、傳播速度和傳輸速率（i=1趣钱，2涌献，3）。該分組交換機(jī)對(duì)每個(gè)分組的時(shí)延為dproc首有。假定沒(méi)有排隊(duì)時(shí)延洁奈，根據(jù)di间唉、si、Ri(i=1利术，2呈野，3)和L，該分組總的端到端時(shí)延是什么印叁？現(xiàn)在假定該分組是1500字節(jié)被冒，在所有3條鏈路上的傳播時(shí)延是2.5×108m/s，所有3條鏈路的傳輸速率是2Mbps轮蜕，分組交換機(jī)的處理時(shí)延是3ms昨悼，第一段鏈路的長(zhǎng)度是5000km，第二段鏈路的長(zhǎng)度是4000km跃洛，并且最后一段鏈路的長(zhǎng)度是1000km率触。對(duì)于這些值，該端到端時(shí)延為多少汇竭？

套一下公式得到是64ms

P11.在上述習(xí)題中葱蝗，假定R1=R2=R3=R且dproc=0。進(jìn)一步假定該分組交換機(jī)不存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組细燎，而是在等待分組到達(dá)前立即傳輸它收到的每個(gè)比特两曼。這時(shí)端到端時(shí)延為多少？

由于比特不被留在交換機(jī)中直接被轉(zhuǎn)發(fā)玻驻，所以端到端的時(shí)延也就是最后一個(gè)比特的時(shí)延悼凑。首先最后一個(gè)比特需要被處理到鏈路上，也就是L/R璧瞬，然后需要經(jīng)過(guò)3段鏈路的時(shí)延d1/s1 + d2/s2 + d3/s3户辫。最后算出來(lái)結(jié)果是46ms

P12.一臺(tái)分組交換機(jī)接收一個(gè)分組并決定該分組應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)的出鏈路。當(dāng)某分組到達(dá)時(shí)嗤锉，另一個(gè)分組正在該出鏈路上被發(fā)送到一半寸莫，還有4個(gè)其他分組正等待傳輸。這些分組以到達(dá)的次序傳輸档冬。假定所有分組是1500字節(jié)并且鏈路速率是2Mbps膘茎。該分組的排隊(duì)時(shí)延是多少？在更一般的情況下酷誓，當(dāng)所有分組的長(zhǎng)度是L披坏，傳輸速率是R，當(dāng)前正在傳輸?shù)姆纸M已經(jīng)傳輸了x比特盐数，并且已經(jīng)在隊(duì)列中有n個(gè)分組棒拂，其排隊(duì)時(shí)延是多少？

前面等待了4.5個(gè)分組，也就是4.5 * 1500 = 6750Bytes帚屉，然后1Byte = 8bit谜诫，所以6750Bytes = 54000bit，所以排隊(duì)時(shí)延為54000/(2 * 10⁶) = 27ms

P13.
a.假定有N個(gè)分組同時(shí)到達(dá)一條當(dāng)前沒(méi)有分組傳輸或排隊(duì)的鏈路攻旦。每個(gè)分組長(zhǎng)為L(zhǎng)喻旷，鏈路傳輸速率為R。對(duì)N個(gè)分組而言牢屋，其平均排隊(duì)時(shí)延是多少且预？
b.現(xiàn)在假定每隔LN/R秒有N個(gè)分組同時(shí)到達(dá)鏈路。一個(gè)分組的平均排隊(duì)時(shí)延是多少烙无？

b. 由于LN/R比(N - 1) * L / 2R大锋谐，所以在下一次N個(gè)分組來(lái)之前，上一次N個(gè)分組已經(jīng)處理完了截酷，沒(méi)有額外排隊(duì)時(shí)延涮拗，所以平均排隊(duì)時(shí)延依然是(N - 1) * L / 2R

P14.考慮路由器緩存中的排隊(duì)時(shí)延。令I(lǐng)表示流量強(qiáng)度迂苛；即I=La/R三热。假定排隊(duì)時(shí)延的形式為IL/R（1-I），其中I<1灾部。
a.寫出總時(shí)延公式康铭，即排隊(duì)時(shí)延加上傳輸時(shí)延惯退。
b.以L/R為函數(shù)畫出總時(shí)延的圖赌髓。

b. 化簡(jiǎn)一下上式就行了

P15.令a表示在一條鏈路上分組的到達(dá)率（以分組/秒計(jì)），令μ表示一條鏈路上分組的傳輸率（以分組/秒計(jì)）催跪∷洌基于上述習(xí)題中推導(dǎo)出的總時(shí)延公式（即排隊(duì)時(shí)延加傳輸時(shí)延），推導(dǎo)出以a和μ表示的總時(shí)延公式懊蒸。

由于傳輸率是μ荣倾，所以傳輸時(shí)間為1/μ = L/R
排隊(duì)時(shí)間由上題得到是IL/R(1 - I)，然后又有I = La/R
利用這三個(gè)式子骑丸，把I舌仍、L、R全部消除然后化簡(jiǎn)就得到了1/(μ - a)

P16.考慮一臺(tái)路由器緩存前面的一條出鏈路通危。在這個(gè)習(xí)題中铸豁，將使用李特爾(Little)公式，這是排隊(duì)論中的一個(gè)著名公式菊碟。令N表示在緩存中的分組加上被傳輸?shù)姆纸M的平均數(shù)节芥。令a表示到達(dá)鏈路的分組速率。令d表示一個(gè)分組歷經(jīng)的平均總時(shí)延（即排隊(duì)時(shí)延加傳輸時(shí)延）。李特爾公式是N=a×d头镊。假定該緩存平均包含10個(gè)分組蚣驼，并且平均分組排隊(duì)時(shí)延是10ms。該鏈路的傳輸速率是100分組/秒相艇。使用李特爾公式颖杏，在沒(méi)有丟包的情況下，平均分組到達(dá)率是多少厂捞？

假設(shè)已經(jīng)被傳輸了1個(gè)分組
那么N = 10 + 1 = 11
d = 10/1000s + 1/100s = 0.02
所以a = N/d = 550

P17.
a.對(duì)于不同的處理速率输玷、傳輸速率和傳播時(shí)延，給出1.4.3節(jié)中式（1-2)的一般表達(dá)式靡馁。
b.重復(fù)(a)欲鹏，不過(guò)此時(shí)假定在每個(gè)結(jié)點(diǎn)有平均排隊(duì)時(shí)延dqueue。

P18.在一天的3個(gè)不同的小時(shí)內(nèi)臭墨，在同一個(gè)大陸上的源和目的地之間執(zhí)行Traceroute赔嚎。
a.在這3個(gè)小時(shí)的每個(gè)小時(shí)中，求出往返時(shí)延的均值和方差胧弛。
b.在這3個(gè)小時(shí)的每個(gè)小時(shí)中尤误，求出路徑上的路由器數(shù)量。在這些時(shí)段中结缚，該路徑發(fā)生變化了嗎损晤？
c.試圖根據(jù)源到目的地Traceroute分組通過(guò)的情況，辨明ISP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量红竭。具有類似名字和/或類似的IP地址的路由器應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是同一個(gè)ISP的一部分尤勋。在你的實(shí)驗(yàn)中，在相鄰的ISP間的對(duì)等接口處出現(xiàn)最大的時(shí)延了嗎茵宪？
d.對(duì)位于不同大陸上的源和目的地重復(fù)上述內(nèi)容最冰。比較大陸內(nèi)部和大陸之間的這些結(jié)果。

linux系統(tǒng)可以通過(guò)traceroute命令稀火，windows可以通過(guò)tracert命令

P19.a.訪問(wèn)站點(diǎn)www.traceroute.org暖哨，并從法國(guó)兩個(gè)不同的城市向位于美國(guó)的相同的目的主機(jī)執(zhí)行Traceroute。在這兩個(gè)Traceroute中凰狞，有多少條鏈路是相同的篇裁？大西洋沿岸國(guó)家的鏈路相同嗎？
b.重復(fù)(a),但此時(shí)選擇位于法國(guó)的一個(gè)城市和位于德國(guó)的另一個(gè)城市赡若。
c.在美國(guó)挑選一個(gè)城市达布，然后向位于中國(guó)的兩個(gè)不同城市的主機(jī)執(zhí)行Traceroute。在這兩次Traceroute中有多少鏈路是相同的斩熊？在到達(dá)中國(guó)前這兩個(gè)Traceroute分開(kāi)了嗎往枣？

如果www.traceroute.org用不了可以試試https://www.ipip.net/traceroute.php

P20.考慮對(duì)應(yīng)于圖1-20b吞吐量的例子。現(xiàn)在假定有M對(duì)客戶-服務(wù)器而不是10對(duì)。用Rs分冈、Rc和R分別表示服務(wù)器鏈路圾另、客戶鏈路和網(wǎng)絡(luò)鏈路的速率。假設(shè)所有的其他鏈路都有充足容量雕沉，并且除了由這M對(duì)客戶-服務(wù)器產(chǎn)生的流量外集乔，網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有其他流量。推導(dǎo)出由Rs坡椒、Rc扰路、R和M表示的通用吞吐量表達(dá)式。

P21.考慮圖1-19b【蟮穑現(xiàn)在假定在服務(wù)器和客戶之間有M條路徑汗唱。任兩條路徑都不共享任何鏈路。路徑k(k=1丈攒，…哩罪，M)是由傳輸速率為Rk1、Rk2巡验、…际插、RkN的N條鏈路組成。如果服務(wù)器僅能夠使用一條路徑向客戶發(fā)送數(shù)據(jù)显设，則該服務(wù)器能夠取得的最大吞吐量是多少框弛？如果該服務(wù)器能夠使用所有M條路徑發(fā)送數(shù)據(jù)，則該服務(wù)器能夠取得的最大吞吐量是多少捕捂？

P22.考慮圖1-19b瑟枫。假定服務(wù)器與客戶之間的每條鏈路的丟包概率為p，且這些鏈路的丟包率是獨(dú)立的绞蹦。一個(gè)（由服務(wù)器發(fā)送的）分組成功地被接收方收到的概率是多少力奋？如果在從服務(wù)器到客戶的路徑上分組丟失了榜旦，則服務(wù)器將重傳該分組幽七。平均來(lái)說(shuō)，為了使客戶成功地接收該分組溅呢，服務(wù)器將要重傳該分組多少次澡屡？

(1-p)ⁿ

一共需要傳1/(1-p)ⁿ次，因?yàn)榈谝淮尾粚儆谥貍鞲谰桑孕枰貍?/(1-p)ⁿ - 1次

P23.考慮圖1-19a驶鹉。假定我們知道沿著從服務(wù)器到客戶的路徑的瓶頸鏈路是速率為Rs bps的第一段鏈路。假定我們從服務(wù)器向客戶發(fā)送緊接著的一對(duì)分組铣墨，且沿這條路徑?jīng)]有其他流量室埋。假定每個(gè)分組的長(zhǎng)度為L(zhǎng)比特，兩條鏈路具有相同的傳播時(shí)延dprop。
a.在目的地姚淆，分組的到達(dá)間隔時(shí)間有多大孕蝉？也就是說(shuō)，從第一個(gè)分組的最后一個(gè)比特到達(dá)到第二個(gè)分組最后一個(gè)比特到達(dá)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間有多長(zhǎng)腌逢？
b.現(xiàn)在假定第二段鏈路是瓶頸鏈路（即Rc<Rs）降淮。第二個(gè)分組在第二段鏈路輸入隊(duì)列中排隊(duì)是可能的嗎？請(qǐng)解釋原因〔龋現(xiàn)在假定服務(wù)器在發(fā)送第一個(gè)分組T秒之后再發(fā)送第二個(gè)分組佳鳖。為確保在第二段鏈路之前沒(méi)有排隊(duì)，T必須要有多長(zhǎng)媒惕？試解釋原因系吩。

a. L/Rs

b. 是有可能的，考慮一下極端情況Rc=0妒蔚，就會(huì)發(fā)生排隊(duì)淑玫。T必須至少L/Rc - L/Rs

P24. 假設(shè)你希望從波士頓到洛杉磯緊急傳送40 x 10¹²字節(jié)數(shù)據(jù)。你有一條100Mbps專用鏈路可用于傳輸數(shù)據(jù)面睛。你是愿意通過(guò)這條鏈路傳輸數(shù)據(jù)絮蒿，還是愿意使用FedEx一夜快遞？解釋你的理由叁鉴。

如果選擇鏈路傳輸數(shù)據(jù)土涝，那么需要 40 x 10¹² x 8 / 100Mbps = 37天，所以還是選擇FedEx一夜快遞吧幌墓。但壮。

P25.假定兩臺(tái)主機(jī)A和B相隔20000km，由一條直接的R=2Mbps的鏈路相連常侣。假定跨越該鏈路的傳播速率是2.5×10⁸m/s蜡饵。
a.計(jì)算帶寬-時(shí)延積R·tprop。
b.考慮從主機(jī)A到主機(jī)B發(fā)送一個(gè)800000比特的文件胳施。假定該文件作為一個(gè)大的報(bào)文連續(xù)發(fā)送溯祸。在任何給定的時(shí)間，在鏈路上具有的比特?cái)?shù)量最大值是多少舞肆？
c.給出帶寬-時(shí)延積的一種解釋焦辅。
d.在該鏈路上一個(gè)比特的寬度（以米計(jì)）是多少？它比一個(gè)足球場(chǎng)更長(zhǎng)嗎椿胯？
e.根據(jù)傳播速率s筷登、帶寬R和鏈路m的長(zhǎng)度，推導(dǎo)出一個(gè)比特寬度的一般表示式哩盲。

a. Rt_prop = 2Mbps x 20000km/(2.5 x 10⁸)m/s = 160000

b. 160000前方，因?yàn)閹?時(shí)延積就是任一時(shí)間鏈路上具有的比特最大數(shù)量狈醉，公式如何推出來(lái)的見(jiàn)e小問(wèn)

c. 帶寬-時(shí)延積就是任一時(shí)間鏈路上具有的比特最大數(shù)量，公式如何推出來(lái)的見(jiàn)e小問(wèn)

d. 比特?cái)?shù)量是160000惠险，鏈路長(zhǎng)度是20000km舔糖，所以可以算出來(lái)一個(gè)比特是125米，應(yīng)該跟足球場(chǎng)差不多長(zhǎng)了吧莺匠。金吗。

e. 首先推一下鏈路上具有的比特最大數(shù)量，設(shè)一共有L個(gè)比特
傳播時(shí)延是m/s趣竣，傳輸時(shí)延是L/R
那么傳播時(shí)延占傳輸時(shí)延的百分比就是(m/s)/(L/R) = mR/sL摇庙，也就是說(shuō)過(guò)了mR/sL秒之后，鏈路上就占滿比特了
因?yàn)橐还灿蠰個(gè)比特遥缕，所以任一時(shí)間鏈路上具有的比特最大數(shù)量是L * mR/sL = mR/s卫袒，也就是帶寬-時(shí)延積
那么寬度就是m / (mR/s) = s/R

P26.對(duì)于習(xí)題P25，假定我們能夠修改R单匣。對(duì)什么樣的R值夕凝，一個(gè)比特的寬度能與該鏈路的長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)？

s/R = m户秤，求出來(lái)R是12.5bps

P27.考慮習(xí)題P25码秉，但現(xiàn)在鏈路的速率是R=1Gbps。
a.計(jì)算帶寬-時(shí)延積R·dprop鸡号。
b.考慮從主機(jī)A到主機(jī)B發(fā)送一個(gè)800000比特的文件转砖。假定該文件作為一個(gè)大的報(bào)文連續(xù)發(fā)送。在任何給定的時(shí)間鲸伴，在鏈路上具有的比特?cái)?shù)量最大值是多少府蔗？
c.在該鏈路上一個(gè)比特的寬度（以米計(jì)）是多少？

a. 8 x 10⁷

b. 8 x 10⁵汞窗，這里的帶寬-時(shí)延積不是任一時(shí)間鏈路上具有的比特最大數(shù)量姓赤，是因?yàn)閭鬏敃r(shí)延比傳播時(shí)延小，也就是說(shuō)比特還沒(méi)到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)候仲吏，已經(jīng)全部在鏈路上了

c. 0.25m

P28.再次考慮習(xí)題P25不铆。
a.假定連續(xù)發(fā)送，發(fā)送該文件需要多長(zhǎng)時(shí)間蜘矢？
b.假定現(xiàn)在該文件被劃分為20個(gè)分組狂男，每個(gè)分組包含40000比特综看。假定每個(gè)分組被接收方確認(rèn)品腹，確認(rèn)分組的傳輸時(shí)間可忽略不計(jì)。最后红碑，假定前一個(gè)分組被確認(rèn)后舞吭，發(fā)送方才能發(fā)送分組泡垃。發(fā)送該文件需要多長(zhǎng)時(shí)間？
c.比較（a）和（b）的結(jié)果羡鸥。

a. 0.48s

b. 2s

c. 顯然第一個(gè)更小蔑穴，主要是浪費(fèi)在傳播時(shí)延上了

P29.假定在同步衛(wèi)星和它的地球基站之間有一條10Mbps的微波鏈路。每分鐘該衛(wèi)星拍攝一幅數(shù)字照片惧浴，并將它發(fā)送到基站存和。假定傳播速率是2.4×108m/s。
a.該鏈路的傳播時(shí)延是多少衷旅？
b.帶寬-時(shí)延積R·dprop是多少捐腿？
c.若x表示該照片的大小。對(duì)于這條微波鏈路柿顶，能夠連續(xù)傳輸?shù)膞最小值是多少茄袖？

首先要知道同步衛(wèi)星距離地球的高度約為36000km（百度來(lái)的）

a. d_prop = 0.15s

b. 1500000

c. 由于衛(wèi)生每分鐘拍攝一次照片，所以在這60s之內(nèi)需要把前一行照片傳輸完畢（注意是傳輸完畢不是傳播完畢嘁锯，只要傳輸?shù)芥溌飞暇托辛讼芟椋挥玫鹊竭_(dá)地球），所以算出來(lái)是6 x 10⁸比特的傳輸時(shí)間是60秒

P30.考慮1.5節(jié)中我們?cè)诜謱佑懻撝袑?duì)航線旅行的類比家乘，隨著協(xié)議數(shù)據(jù)單元向協(xié)議棧底層流動(dòng)蝗羊，首部在增加。隨著旅客和行李移動(dòng)到航線協(xié)議棧底部仁锯，有與上述首部信息等價(jià)的概念嗎肘交？

個(gè)人理解應(yīng)該是有的，舉個(gè)栗子扑馁，你必須拿到登機(jī)牌涯呻，飛機(jī)才知道你的目的地是哪里，登機(jī)牌就算是一個(gè)“首部”

P31.在包括因特網(wǎng)的現(xiàn)代分組交換網(wǎng)中腻要，源主機(jī)將長(zhǎng)應(yīng)用層報(bào)文（如一個(gè)圖像或音樂(lè)文件）分段為較小的分組并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送复罐。接收方則將這些分組重新裝配為初始報(bào)文。我們稱這個(gè)過(guò)程為報(bào)文分段雄家。圖1-27顯示了一個(gè)報(bào)文在報(bào)文不分段或報(bào)文分段情況下的端到端傳輸效诅。考慮一個(gè)長(zhǎng)度為8×106比特的報(bào)文趟济，它在圖1-27中從源發(fā)送到目的地乱投。假定在該圖中的每段鏈路是2Mbps。忽略傳播顷编、排隊(duì)和處理時(shí)延戚炫。

a.考慮從源到目的地發(fā)送該報(bào)文且沒(méi)有報(bào)文分段。從源主機(jī)到第一臺(tái)分組交換機(jī)移動(dòng)報(bào)文需要多長(zhǎng)時(shí)間媳纬？記住双肤，每臺(tái)交換機(jī)均使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組交換施掏，從源主機(jī)移動(dòng)該報(bào)文到目的主機(jī)需要多長(zhǎng)時(shí)間？
b.現(xiàn)在假定該報(bào)文被分段為800個(gè)分組茅糜，每個(gè)分組10000比特長(zhǎng)七芭。從源主機(jī)移動(dòng)第一個(gè)分組到第一臺(tái)交換機(jī)需要多長(zhǎng)時(shí)間？從第一臺(tái)交換機(jī)發(fā)送第一個(gè)分組到第二臺(tái)交換機(jī)蔑赘，從源主機(jī)發(fā)送第二個(gè)分組到第一臺(tái)交換機(jī)各需要多長(zhǎng)時(shí)間狸驳？什么時(shí)候第二個(gè)分組能被第一臺(tái)交換機(jī)全部收到？
c.當(dāng)進(jìn)行報(bào)文分段時(shí)缩赛，從源主機(jī)向目的主機(jī)移動(dòng)該文件需要多長(zhǎng)時(shí)間锌历？將該結(jié)果與(a)的答案進(jìn)行比較并解釋之。
d.除了減小時(shí)延外峦筒，使用報(bào)文分段還有什么原因究西？
e.討論報(bào)文分段的缺點(diǎn)。

a. 4s物喷，12s

b. 5ms卤材， 都是5ms， 10ms

c. 只關(guān)注最后一個(gè)分組即可峦失，最后一個(gè)分組需要等待799個(gè)5ms才能發(fā)送扇丛，然后需要3個(gè)5ms到達(dá)目的主機(jī)，所以一共需要802個(gè)5ms尉辑，也就是4.01s帆精，比a的12s小很多。因?yàn)榉纸M交換機(jī)必須等待把一個(gè)分組都收到后才能轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)分組隧魄，如果這個(gè)分組非常非常大卓练，那么可能等待的時(shí)間很長(zhǎng)，而分成很多小分組的話购啄，就可以先把先收到的小分組轉(zhuǎn)發(fā)出去襟企，這樣就減少了等待時(shí)間。最極端的例子就是不等待整個(gè)分組再轉(zhuǎn)發(fā)狮含，而是收到一個(gè)bit就轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)bit顽悼，這樣就幾乎沒(méi)有等待的時(shí)間了。

d. 減小交換機(jī)處理分組的壓力（可能交換機(jī)的內(nèi)存很小几迄，一次不能處理整個(gè)文件那么大蔚龙，但是一次可以處理一個(gè)分組那么大）；并且當(dāng)一個(gè)很大的分組正在處理時(shí)映胁，可能后面很小的分組需要排隊(duì)等很久木羹；還有就是當(dāng)比特丟失或者錯(cuò)位時(shí)，一次需要全部重傳屿愚，如果分成若干分組的話汇跨，哪個(gè)分組比特有錯(cuò)誤就重傳這個(gè)分組就行了

e. 每個(gè)分組都需要加上一些額外的信息（比如序列號(hào)）务荆，因?yàn)榈竭_(dá)目的主機(jī)后需要重新把這些分組合并起來(lái)妆距，所以總體的大小是比以前整個(gè)文件的大小大的

P32.用本書的Web網(wǎng)站上的報(bào)文分段小Java小程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)穷遂。該程序中的時(shí)延與前一個(gè)習(xí)題中的時(shí)延相當(dāng)嗎？鏈路傳播時(shí)延是怎樣影響分組交換（有報(bào)文分段）和報(bào)文交換的端到端總時(shí)延的娱据？

Java小程序地址：https://media.pearsoncmg.com/aw/ecs_kurose_compnetwork_7/cw/content/interactiveanimations/message-segmentation/index.html

P33.考慮從主機(jī)A到主機(jī)B發(fā)送一個(gè)F比特的大文件蚪黑。A和B之間有兩段鏈路（和兩臺(tái)交換機(jī)），并且該鏈路不擁塞（即沒(méi)有排隊(duì)時(shí)延）中剩。主機(jī)A將該文件分為每個(gè)為S比特的報(bào)文段忌穿，并為每個(gè)報(bào)文段增加一個(gè)80比特的首部，形成L=80+S比特的分組结啼。每條鏈路的傳輸速率為R bps掠剑。求出從A到B移動(dòng)該文件時(shí)延最小的值S。忽略傳播時(shí)延郊愧。

暫時(shí)沒(méi)能理解為什么2臺(tái)交換機(jī)會(huì)只有兩段鏈路而不是三段朴译，不過(guò)答案是：

P34. Skype提供了一種服務(wù)，使你能用PC向普通電話打電話属铁。這意味著語(yǔ)音呼叫必須通過(guò)因特網(wǎng)和電話網(wǎng)眠寿。討論這是如何做到的。

應(yīng)該是中間有一層服務(wù)器做轉(zhuǎn)發(fā)焦蘑，網(wǎng)絡(luò)電話通過(guò)把語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理盯拱、壓縮編碼打包、透過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器例嘱，然后服務(wù)器解壓狡逢、把數(shù)字信號(hào)還原成聲音，再撥打出去