中南大学计算机网络作业1

计算机网络第一次作业参考答案

1. 假设你已经将你的狗Bernie 训练成不仅可以携带一小瓶白兰地，还能携带一箱三盒8 毫米的磁带（当你的磁盘满了的时候，你可能会认为这是一次紧急事件）。每盒磁带的

容量为7GB 字节。无论你在哪里，狗跑向你的速度是18 千米/小时。试问在什么距离范围内Bernie 的数据传输速率会超过一条数据速率为150Mbps 的传输线（不算额外开销）？试问分别在以下情况下：（1）狗的速度加倍；（2）每盒磁带容量加倍；（3）传输

线路的速率加倍。上述的结果有什么变化？

答：Bernie 携带的数据量为7GB*3=21GB，即为21GB*8=168Gb

Bernie 的速度为18Km/h，即为18Km/3600s=0.005Km/s,假设距离为x km，则所需时间

为x/0.005=200x 秒

那么产生的数据传输速率为168/200x Gbps = 168*1024/200x Mbps = 860/x Mbps

860/x >150 那么x<5.73 Km

(1) 狗的速率加倍，所需时间减半，数据传输速率加倍，若传输线路速率不变，x 加倍；

(2) 磁带容量加倍，数据传输速率也加倍，若传输线路速率不变，x 加倍；

(3) 传输线路速率加倍，其余不变，则x 应减半。

4. 除了带宽和延迟以外，网络若要为下列流量提供很好的服务质量，试问还需要哪个参数？（1）数字语音流量；（2）视频流量；（3）金融业务流量。

答：（1）数字语音和（2）视频都需要低的延迟抖动，长的延迟及低的抖动比短延迟及高抖动更好些。（3）金融业务还需要具有可靠性和安全性。

5. 在存储-转发数据包交换系统中，衡量延迟的一个因素是数据包在交换机上存储和转发需要多长时间。假设在一个客户机-服务器系统中，客户机在纽约而服务器在加州，如

果交换时间为10 微妙，试问交换时间是否会成为影响延迟的一个主要因素？假设信号

在铜线和光纤中的传输速度是真空光速的2/3.

答：信号的传输速度是3*108*2/3 = 2*108m/s，即为200 米每微秒，那么信号在10 微秒中传送的距离为2Km，也就是每个交换机相当于增加额外的2Km 电缆，如果客户和服务器

之间的距离为5000Km，平均大概通过50 个交换机，那么给总线路增加的距离也就为

100Km，大概为总线路的2%，因此交换时间不会成为影响延迟的一个主要因素。

8. 5个路由器通过一个点到点子网连接在一起。网络设计者可以为任何一对路由器设置一

条高速线路、中速线路、低速线路或根本不设置线路。如果计算机需要100 毫秒来生成

并遍历每个网络拓扑，试问它需要多长时间才能遍历完所有的网络拓扑？

答：5个路由器，点到点连接，则有 10 条可能线路，每条线路有4 中可能性，那么拓扑的总数为410=1048576.检查每个拓扑需要100 毫秒，则总时间需要1048576*100 毫秒，稍

微超过29个小时。

10. 试问使用层次协议的两个理由是什么？使用层次协议的一个可能缺点是什么？

答：通过使用分层协议可以把复杂的设计问题划分成较小的易于处理的小问题；分层意味着某一层协议的改变不会影响高层或底层的协议，具有灵活性。

一个可能的缺点是分层设计的系统的性能可能会不如整体设计的系统性能。

16. 一个系统具有n 层协议。应用层产生长度为M 字节的报文，在每一层加上长度为h 字节的报文头。试问报文头所占的网络带宽比例是多少？

答：每一层加上长度为h 字节的报文头，共有n 层，则总的报文头字节数为hn，全部消息

的大小为（M+hn）字节

那么报文头所占的网络带宽比例为：hn/(M+hn).

20. 当在两台计算机之间传输一个文件时，可以采用两种不同的确认策略。在第一种策略中，该文件被分解成许多个数据包，接收方独立地确认每一个数据包，但没有对整个文件进

行确认。在第二种策略中，这些数据包并没有被单独地确认，但是当整个文件到达接收

方时会被确认。请讨论这两种方案。

答：如果网络容易丢失分组，那么对每一个分组逐一进行确认较好，此时仅需要重传丢失的分组。如果网络高度可靠，那么仅在整个文件传送的结尾发送一次确认即可，可以减少

确认的次数，节省带宽；但是，这种策略下，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文

件。

23.一幅图像的分辨率为1024*768 像素，每个像素用3 字节表示。假设该图像没有被压缩。试问，通过56kbps 的调制解调器传输这幅图像需要多长时间？通过1Mbps 的线缆调制解

调器呢？通过10Mbps 的以太网呢？通过100Mbps 的以太网呢？

答：这幅图像总共的字节数是：1024*768*3=2359296 字节，即是2359296*8=18874368 bit

那么通过56kbps 的调制解调器传输此图像需要时间为：18874368/56/1024=329.14 秒

通过1Mbps 的线缆调制解调器传输此图像需要时间为：18874368/1024/1024=18 秒

通过10Mbps 的以太网传输此图像需要的时间为：18874368/10/1024/1024=1.8 秒

通过100Mbps 的以太网传输此图像需要的时间为：18874368/100/1024/1024=0.18 秒

27. 假设实现第k 层操作的算法发生了变化。试问这会影响到第k-1 和第k+1 层的操作吗？答：采用分层的设计，每一层的目的都是向其上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服

务的细节对上一层加以屏蔽，某一层操作算法的改变不会影响高层或底层的协议，所以

对第k 层操作的算法发生了变化，不会影响到第k-1 和第k+1 层的操作。

28. 假设由第k 层提供的服务（一组操作）发生了变化。试问这会影响到第k-1 和第k+1 层的服务吗？

答：第k 层提供的服务发生了变化，对k-1 层的服务不会产生影响，会影响到第k+1 层的服务，第k+1 层的操作需要重写。

思考题

（1）什么是计算机网络？网络的应用有哪些？

答：凡地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统，可称为计算机网络系统。

网络的应用有：1. 信息检索 2.现代化的通信方式 3.办公自动化 4.电子商务与电子政务 5.企业的信息化 6.远程教育与E-learning 7.丰富的娱乐和消遣 8.军事指挥自动化等。 （2）网络协议分层的作用和意义。

答：为了简化网络设计的复杂性，而将整个网络的通信功能划分为多个层次（分层描述），每层各自完一定的任务，而且功能相对独立，这样实现起来较容易。