第1章概述

1-3Theperformanceofaclient-serversystemisinfluencedbytwonetworkfactors:thebandwidth

ofthenetwork(howmanybits/secitcantransport)andthelatency(howmanysecondsittakesfor

thefirstbittogetfromtheclienttotheserver).Giveanexampleofanetworkthatexhibitshigh

bandwidthandhighlatency.Thengiveanexampleofonewithlowbandwidthandlowlatency.

客戶-服務器系統的性能會受到兩個網絡因素的影響:^6^碗(每秒可以傳輸多少位數據)和延遲(將第

T數據位從客戶端傳送到服務器端需要多少秒時間)。請給出一個網絡的例子,它具有崎寬和高延遲。然

后再給出另一個網絡的例子,它具有低帶寬和低延遲。

答：橫貫大陸的光纖連接可以有很多千兆位/秒帶寬，但是由于光速度傳送要越過數千公里，時延將也高。相

反使用56kbps調制解調器呼叫在同一大樓內的計算機則有低帶寬和較低的時延。

1-4Besidesbandwidthandlatency,whatotherparameterisneededtogiveagoodcharacterization

ofthequalityofserviceofferedbyanetworkusedfordigitizedvoicetraffic?

除了帶寬和延遲以外,針對數字化的語音流想要讓網絡提供很好的服務質?,還需要哪個參數?

聲音的傳輸需要相應的固定時間，因此網絡時隙數量是很重要的。傳輸時間可以用標準偏差方式表示。實際上，

短延遲但是大變化性比更長的延遲和低變化性更糟。

1-6Aclient-serversystemusesasatellitenetwork,withthesatelliteataheightof40,000km.

Whatisthebest-casedelayinresponsetoarequest?

一個客戶一服務器系統使用了衛星網絡,衛星的高度為40000km。在對f請求進行響應的時候,最佳情形下

的延遲是什么?

答：由于請求和應答都必須通過衛星，因此傳輸總路徑長度為160,000千米。在空氣和真空中的光速為300,000

公里/秒，因此最佳的傳播延遲為160,000/300,000秒，約533msec。

1-9Agroupof2-1routersare/nterconnectedinacentralizedbinarytree,witharouterat

eachtreenode.Router/cotmunicateswithrouterjbysendingamessagetotherootofthetree.

Therootthensendsthemessagebackdowntoj.Deriveanapproximateexpressionforthemeannumber

ofhopspermessageforlargen,assumingthatallrouterpairsareequallylikely.

在一個集中式的二叉樹上,有2-1個路由器相互膜起來;每個樹節點上都有一個路由器。路由器，為了與路由

器謎彳通信,它要給樹的根發送一條信息。然后樹根將消息送下來給j。假設所有的路由器都是等概率出現的,

請推導出當n很大時每條消息的平均跳數的fS似表達式。

答：這意味著，從路由器到路由器的路徑長度相當于路由器到根的兩倍。若在樹中，根深度為I，深度為n,

從艱到第n層需要n-l跳，在該層的路由器為0.50(50%)。

從艱到n-l層的路徑的路由器為0.25(25%)和〃-2跳步。因此，路徑長度/為：

/=0.5x(n-1)+0.25x(n-2)+0.125x(n-3)+…

或

/=￡〃(0.5)/-￡"0.5)，

i-li-1

表達式歸約為/=〃一2,平均的路由器到路由器路徑為2n4

1-11Whataretworeasonsforusinglayeredprotocols?

請說出使用分層協議的兩個理由?

答：通過協議分層可以把設計問題劃分成較小的易于處理的片段。分層意味著某一層協議的改變不會影響高層

或低層的協議。

1-13Whatistheprincipaldifferencebetweenconnectionlesscommunicationandconnection-oriented

connunication?

在無連接通信和面向連接的通信二者之間,最主要的區別是什么?

答：主要的區別有兩條。

其-：面向連接通信分為三個階段，第一是建立連接，在此階段，發出?個建立連接的請求。只有在連接成功

建立之后，才能開始數據傳輸，這是第二階段。接著，當數據傳輸完畢，必須釋放連接。而無連接通信沒有這

么多階段，它直接進行數據傳輸。

其二：面向連接的通信具有數據的保序性，而無連接的通信不能保證接收數據的順序與發送數據的順序一致。

1-14Twonetworkseachprovidereliableconnect!on-orientedservice.Oneofthemoffersareliable

bytestreamandtheotheroffersareliablemessagestream.Aretheseidentical?Ifso,whyisthe

distinctionmade?Ifnot,giveanexampleofhowtheydiffer.

兩個網絡都可以提供可靠的面向連接的服務。其中f臺可靠的字節流,另一個提供可靠的報文流。這二者

是否相同？如果你認為相同的話,為什么要有這樣的區別？如果不相同,請給出一個例子說明它們如何不同。

答：不相同。在報文流中，網絡保持對報文邊界的跟蹤；而在字節流中，網絡不做這樣的跟蹤。例如，一個進

程向一條連接寫了1024字節，稍后又寫了另外1024字節。那么接收方共讀了2048字節。對于報文流，接受

方將得到兩個報文。每個報文1024字節。而對于字節流，報文邊界不被識別。接收方把全部的2048個字節

當蚱一個整體，在此已經體現不出原先有兩個報文的事實。

1-17/nsomenetworks,thedatalinklayerhandlestransmissionerrorsbyrequestingdamagedframes

toberetransmitted.Iftheprobabilityofaframe'sbeingdamagedisp,whatisthetneannumber

oftransmissionsrequiredtosendaframe?Assumethatacknowledgementsareneverlost.

在有些網絡中,數據鏈路層交理傳輸錯誤的做法是,請求重傳被損壞的頓。如果一幀被損壞的概率為P,那么

發送一廁需要的平均傳輸次數是多少?假設確認賴姬不會丟失。

幀請求正好是k次的概率Pk,就是起初的k-1次嘗試都失敗的概率。pi,乘以第k次傳輸成功的概率。平均

傳輸次數就是

XX1

工田廣川一葉…—

I上=】1-P

1-22WhatisthemaindifferencebetweenTCPandUDP?

TCP和演之間最主要的區別是什么?

TCP是面向連接的，而UDP是一種數據報服務。

1-25WhenafiIeistransferredbetweentwocomputers,twoacknowledgementstrategiesarepossible.

Inthefirstone,thefileischoppedupintopackets,whichareindividuallyacknowledgedbythe

receiver,butthefiletransferasawholeisnotacknowledged.Inthesecondone,thepacketsare

notacknowledgedindividually,buttheentirefileisacknowledgedwhenitarrives.Discussthese

twoapproaches.

當T文件在兩臺計算機之間傳輸的時候,可能會有兩種不同的確認策略。在第一種策略中,該文件被分解成

許多個分組,接收方會獨立地確認每T分組,但是文件傳輸過程作為整體并沒有被確認。在第二種策略中,

這些分組并沒有被單獨地確認,但是當整個文件到達的時候,它會被確認。請討論這兩種方案。

如果網絡容易丟失分組，那么對每?個分組逐?進行確認較好，此時僅重傳丟失的分組。而在另?方面，如果

網絡高度可靠，那么在不發差錯的情況下，僅在整個文件傳送的結尾發送一次確認，從而減少了確認的次數，

節省了帶寬；不過，即使有單個分組丟失，也需要重傳整個文件。

1-27Howlongwasabitontheoriginal802.3standardinmeters?Useatransmissionspeedof10

^>psandassumethepropagationspeedincoaxis2/3thespeedoflightinvacuum.

在原始的802.3^準中,T立是多長(按米來計算)?請使用1%ps的傳輸速率,并且假設同軸電纜的傳播速

度是真空中光速的2/3.

波在同軸電纜中的速度是大約200JXX)km/scc,即200m/呼c.在10Mbps,傳輸一位需要O.lpscco因此這個

位在時間上持續0.1gee,在此期間傳播20metes因此，這里的一位是20米。

1-28Animageis1024x768pixelswith3bytes/pixel.Assumetheimageisuncompressed.Howlong

doesittaketotransmititovera56-kbpsmodemchannel?Overa1-i^pscablemodem?Overa10-^bps

Ethernet?Over100-MbpsEthernet?

T圖像的為1024X768像素,每個像素用3字節來標識。假設該圖像沒有被壓縮。請問,通過56kbps

的調制解調器信道來傳輸這幅圖像需要多長時間?通過曲ps的趣頻解調器(cab/emodem)呢?通過1%ps

的因特網呢?通過100Mbps的因特網呢?

圖像是1024X768X3bytes或2,359,296bytes.就是18,874,368bits.在56,000bits/sec速度卜;傳輸需要大約

337.()42sec.在1,000,000biWsec,需要大約18.874sec.在10,000,000bits/sec,需要大約1.887sec.在100,000.000

bits/sec,需要大約0.189sec.

1-30Wirelessnetworksareeasytoinstall,whichmakestheminexpensivesinceinstallationcosts

usuallyfarovershadowequipmentcosts.Nevertheless,theyalsohavesomedisadvantages.Nametwo

ofthem.

無線網絡很容易安裝,這使得它們并不非常昂貴。因為安裝費用通常會占去整個設備費用的很大比例。然而,

它們也有一些缺點。請說出兩個缺點。

一個缺點是安全性。每個碰巧在此房屋內的隨機發送者都能在網絡上監聽。另一個缺點是可靠性。無線網絡造

成大量錯誤。第三個潛在的問題是電池壽命，因為多數無線設備傾向于可移動性。

1-31Listtwoadvantagesandtwodisadvantagesofhavinginternationalstandardsfornetwork

protocols.

請列舉出網絡協議國際標準化的兩個優點和缺點。

優點1：如果每個人都使用標準，那么每個人都可以與其他任何人交流；優點2：廣泛使用標準將導致規模經濟，

比如生產大規模集成電路芯片。缺點I：為了取得標準化所需要的政治妥協經常會導致差的標準；缺點2：一旦

標準被廣泛采用了，要對它再做改變就會非常困難，即使發現了新的更好的技術或方法，也難以替換。

2-8Itisdesiredtosendasequenceofcomputerscreeninagesoveranopticalfiber.Thescreen

/s480x640pixeIs,eachpixe/being24bits.Thereare60screenimagespersecond.Howmuchbandwidth

isneeded,andhowmanymicronsofwavelengthareneededforthisbandat1.30microns?

現需要在發送一系列計算機屏幕圖像,屏幕的分辨率為480X640像素,每個像素為24位。每秒鐘有60

幅屏幕圖像。請問,需要多少帶寬?在1.30u磁長上,這段帶寬需要多少Um的波長?

答：數據速率為480x640x24x60bps,BP442Mbpsc

Af=4.42x10,

fcdfc

ArfAZ2

l,-l(1.3X10'<)2X4.42X10,

”A=-------=-------------------7------------=x.5x101Snt=2.5x106um

1?1c3X10*

需要442Mbps的帶寬，對應的波長范圍是2.5xl0-m。

2-18Asimpletelephonesystemconsistsoftwoendofficesandasingletollofficetowhicheach

endofficeisconnectedbya1-MHzfull-duplextrunk.Theaveragetelephoneisusedtomakefour

callsper8-hourworkday.Themeancalldurationis6min.Tenpercentofthecallsarelong-distance

(i.e.,passthroughthetolloffice).Whatisthemaximumnumberoftelephonesanendofficecan

support?(Assume4kHzpercircuit.)

一個簡單的電話系統包括兩個端局和fUi途局,每個端局通過一條1MHZ全雙工干線連接到長途局。在每8小

時的工作日中,平均每部電話有4次呼叫,每次呼叫平均6分鐘，10%的呼叫是長途(即通過長途局)。請問一個

端局能夠支持最多多少部電話?(假設每條線路為北也)

答：每部電話每小時做0.5次通話，每次通話6分鐘。因此一部電話每小時占用一條電路3分鐘，60/3=20,

即20部電話可共享一條線路。由于只有10%的呼叫是長途，所以200部電話占用一條完全時間的長途線路。

局間干線復用了1(X)0000/4000=250條線路，每條線路支持200部電話，因此，?個端局可以支持的電話部數

為200*250=50000。

2-22AmodemconstellationdiagramsimitartoFig.2-25hasdatapointsatthefollowingcoordinates:

(1,1),(1,-1),(-1,1),and(-1,-1).Howmanybpscanamodemwiththeseparametersachieveat

1200baud?

Figure2-25.(a)QPSK.(b)QAM-16.(c)QAM-64.

0180

270270

(a)(b)

一個類以于圖2.25的調制解調器星座圖有以下幾個坐標點(1,1).(1,-1)、(T,1)、(T,-1),請問一個

具備這些參數的調制解調器在1200波特上可以達到多少bps?

每個波特有4個合法值，因此比特率是波特率的兩倍。對應于1200波特，數據速率是2400bps。

2-28Tensignals,eachrequiring4000Hz,aremultiplexedontoasinglechannelusingFDU.Howmuch

minimumbandwidthisrequiredforthemultiplexedchanne/?Assumethattheguardbandsare400Hz

wide.

有10個信號,每個都要求4000Hz,現在用FDM將它們復用在一條信道上。對于被復用的信道,最小要求多少帶

寬？假設防護頻段為400Hz寬。

有10個4000Hz信號。我們需要9個防護頻段來避免干擾。最小帶寬需求是4000X10+400X9=43,600Hz.

2-29WhyluisthePCMsamplingtimebeensetat125psec?

以為什么PCM采樣時間被設置為儂M

答：1252的采樣時間對應于每秒8000次采樣。一個典型的電話通道為4kHz。根據奈奎斯特定理，為獲取一

個4kHz的通道中的全部信息需要每秒8000次的采樣頻率。

(實際上額定帶寬稍有些少，截止點并不清晰)

2-30WhatisthepercentoverheadonaT1carrier;thatis,whatpercentofthe1.544Mbpsarenotdeliveredtotheend

user?

30.線路上頸外開綃的白分比為多少？也就是說J.541Mbps中有白分之多少沒

有被也交給最終用戶？

每?幀中，端點用戶使用193位中的168(7*24)位，開銷占25(=193-168)位，因此開銷比例等于25/193=13%。

2-33W/iatisthedifference,ifany,betweenthedemodulatorpartofamodemandthecoderpartofacodec?(After

all,bothconvertanalogsignalstodigitalones.)

33.調制鼾調器的解憫郵分與編解碼器的編碼部分存沒有區別？如果有的話，區戕

是什么？(之所以有此何，是因為兩者都將填報信號轉換成數字信號口

咨有。編碼器接受任意的模擬信號，并從它產生數字信號。而解調器僅僅接受調制了的正弦(或余弦)波,

產生數字信號。

2-34Asignalistransmitteddigitallyovera4-kIlznoiselesschannelwithonesampleevery125nsec.Howmanybits

persecondareactuallysentforeachoftheseencodingmethods?

(a)CCITT2.048Mbpsstandard.(b)DPCMwitha4-bilrelativesignalvalue.(c)Deltamodulation.

34.一個信號在4kHz的無喚聲信道1：以數字方式進行傳輸,每125戶采樣一次，請

問?按照以下的編碼方法?每秒鐘實際發送多少位？

<c>CCITT2.048Mbp、標準.

⑹有4位相對信號值的DPCM.

(e)增自調制.

答：a.CCITT2.048Mbps標準用32個8位數據樣本組成一個⑵回勺基本幀，30個信道用于傳唁息，2個

信道用于傳控制信號。在每一個4kHz信道上發送的數據率就是

8*8(XX)=64kbpSo

b.差分脈碼調制(DPCM)是一種壓縮傳輸信息量的方法，它發送的不是每一次抽樣的二進制編碼值，而是兩

次抽樣的差值的二進制編碼。現在相對差值是4位，所以對應每個4kHz信道實際發送的比特速率為

4*8000=32bpso

c.增量調制的基本思想是：當抽樣時間間隔.“很短時，模擬數據在兩次抽樣之間的變化很小，可以選擇一個

合適的量化值？作為階距。把兩次抽樣的差別近似為不是增加一個?就是減少一個？。這樣只需用Ibit二進制

信息就可以表示一次抽樣結果，而不會引入很大誤差。因此，此時對應每個4kHz信道實際發送的數據速率為

I*8OOO=8kHz。

2-39W癡aistheessentialdifferencebetweenmessageswitchingandpacketswitching?

39.消息交換和分組交換之間的本質區別是什架

信息交換發送到數據單元可以是任意長度。分組交換有最大報文大小限制，任何大于限制的信息將被拆分成多

個報文。

2-41Threepacket-switchingnetworkseachcontainnnodes.Thefirstnetworkhasastartopology

withacentralswitch,thesecondisa(bidirectional)ring,andthethirdisfullyinterconnected,

withawirefromeverynodetoeveryothernode.Whatarethebest-average-,and-worstcase

transmissionpathsinhops?

三個分組交換網絡每個包含n個節點。第一個網絡是T星型拓撲結構,有T中心交換機;第二個網絡是一

方胸的第三個網絡是T從任何一個節點到其他的節點都有一條線路。請問從傳輸路徑的跳

數來看,哪個最好？其次？最差?

答：Thethreenetworkshavethefollowingproperties:

星型：最好為2,最差為2,平均為2；

環型：最好為I,最差為n/2,平均為n/4

如果考慮n為奇偶數，

則n為奇數時，最壞為(n-l)/2,平均為(n+l)/4

n為偶數時，最壞為ii/2,平均為府4(〃1)

全連接：最好為1，最差為1，平均為1。

2-42Comparethedelayinsendinganx-bitmessageoverak-hoppathinacircuitswitchednetwork

andina(lightlyloaded)packet-switchednetwork.Thecircuitsetuptimeisssec,thepropagation

delayisdsecperhop,thepacketsizeispbits,andthedatarateisbbps.Underwhatconditions

doesthepacketnetworkhavealowerdelay?

請比較一下在一個電路交換網絡中和在一個負載較輕的分組交換網絡中,沿著k跳到路徑發送x位消息的延遲情

況電路建立的時間為S秒,每一跳的傳播延遲為d秒,分組的大小為p位,數據傳輸率為bbps。在什么條件下

府網絡的延遲比樨?

對于“電路交換，f=s時電路建立起來；，=s+x/d時報文的最后一位發送完畢；t=s+W?+初時報文到達目的

地。而對于分組交換，最后一位在六人歷時發送完畢。

為到達最終目的地，最后一個分組必須被中間的路由器重發0次，每次重發花時間p/4所以總的延遲為

—I-(Ar—1)—+kd

bb

為了使分組交換比電路交換快，必須：

—-1)—+kd<s+-+kd

bbb

所以：

2-43Supposethatxbitsofuserdataaretobetransmittedoverak-hoppathinapacket-switched

networkasaseriesofpackets,eachcontainingpdatabitsandhheaderbits,withxp+h.The

bitrateofthelinesisbbpsandthepropagationdelayisnegligible.Whatvalueofpminimizes

thetotaldelay?

假定x位用戶數據將以一系列分組的形式,在一個分組交換網絡中沿著f共有k跳到路徑向前傳輸,每個分組

包含P位數據和h位的頭,這里線路的傳輸率為bbps,傳播延遲忽略不計。請問什么樣的P值使總延遲

最小?

答：所需要的分組總數是人%，因此總的數據加上頭信息交通最為伊+批功位。

源端發送這些位需要時間為(p+〃比，力；中間的路由器重傳最后一個分組所花的總時間為

(k-l)(p+h)/b

因此我們得到的總的延遲為

(p+方)三+(夕+方

pbb

對該函數求p的導數，得到

p-(p+h)xk-\

一-b+~

令

p-(p+h)x

p1~bb~

得到

hx_,i

7r

因為p>0，所以

nr

故

nr

p-扃

時能使總的延遲最小。

2-44Inatypicalmobilephonesystemwithhexagonalcells,itisforbiddentoreuseafrequency

bandinanadjacentcell.If840frequenciesareavailable,howmanycanbeusedinagivencell?

在一個典型的移動電話系統中,蜂窩單元為六角形,在相鄰的單元內禁止重新使用頻段。如果總共有840個頻

率可以使用的話,則任何一個給定的單元內可以使用多少個頻率?

每個單元有6個鄰居。如果中間的單元使用頻段組合A,它的六個鄰居可以分別使用的頻段組合B,CB,C,BC

換句話說，只需要3個單一的單元。因此，每個單元可以使用280個頻率。

2~50SupposethatAyB,andCaresimultaneouslytransinitting0hits,usingaCDMAsystemwiththechipsequences

ofFig.2-45(b).Whatistheresultingchipsequence?

A:(-1-1-1+1+1-1+1+1)

B:(-1-1*1-1.1*1+1-1)

C:(-1*1-1*141—1-1)

D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)

(b)HG2-45(b)

50.假設和C通過一個CDMA系統同時傳輸位5他們的時間片序列如

圖2.456)所示0請問結果得到的時間片序列是什么？

結果是通過對A、B、C求反再將這三個碼片序列相加得到的。

結果是(+3+1+11311+1).

2-53ACDMAreceivergetsthefollowingchips:(-1+1-3+1-1-3+1+1).Assumingthechipsequences

definedinFig.2-45(b),whichstationstransmitted,andwhichbitsdideachonesend?

一個CDMA接收器得到了下面的時間片(-1+1-3+1-1-3+1+1)。假設時間片序列如圖2.45b中所定義,請問那些移

動站傳輸了數據?每個站發送了什么位?

Justcomputethefournormalizedinnerpeducts:此處答案中的?疑為-號之誤?

(I+13+113+1+1)d(l11+1+11+1+1)/8=1

(I+13+1I3+1+l)d(l1+11+1+1+11)/8=1

(1+13+113+1+l)d(l+11+1+1+111)/8=0

(1+13+113+l+l)d(l+l1111-11)/8=1

結果是4和D發送了'位;B發送了。位,C沒有發送。

第3章數據鏈路層

3-1Anupper-layerpacketissplitinto10frames,eachofwhichhasan80percentchanceofarriving

undamaged.Ifnoerrorcontrolisdonebythedatalinkprotocol,howmanytimesmustthemessage

besentonaveragetogettheentirethingthrough?

的分組被切分成10幀,每一幀有80%的機會可以無損地到達。如果數據鏈路協議沒有提供錯誤控制的

話,請問,該報文平均需要發送多少次才能完整地到達接收方?

答：由于每一幀有0.8的概率正確到達，整個信息正確到達的概率為/k()H°=().107。

為使信息完整的到達接收方，發送一次成功的概率是〃，二次成功的概率是“力加，三次成功的概率為〃-p)2p,

i次成功的概率為〃-〃產p，因此平均的發送次數等于：

￡=Vzp(l-p)i=—=-?—*9.3

frP0.107

3-2Thefollowingcharacterencodingisusedinadatalinkprotocol:A:01()00111;B:11100011;FLAG:01111110;

ESC:11100000Showthebitsequencetransmitted(inbinary)forthefour-characterframe:ABESCFLAGwhen

eachofthefollowingframingmethodsareused:

(a)Charactercount,(h)Flagbyteswithbytestuffing,(c)Startingandendingflagbytes,withhitstuffing.

2.數據鋌路辦議中使用了下面的字符編碼：

A,01000111,41110001i;FLAG：OH1JJ10;ESC,11100000

為了傳堆一個包含4個字符的觸：A8ESCFLAG.請給出當使用下面的成幅方法時

所對應的位序列;用二進制表達)；

(a)—符計散,

<b>包含字節填充的標志字節。

<c)包含住填充的起始和結兒標志.

結果是

(a)0000010001000111111000111110000001111110

(b)01111110010001111110001111100000111(X)0001110000001111110

01111110

(c)011111100100011111O1(XX)1111l(XXXXX)01111101001111110

3-5Abitstring,0111101111101111110,needstobetransmittedatthedatalinklayer.Whatisthe

stringactuallytransmittedafterbitstuffing?

位串0"110""10"""0需要在數據鏈路層上被發送,請問,經過位填充之后實際被發送出去的是什么?

輸出是1110111110011111010.

3-6Whenbitstuffingisused,isitpossiblefortheloss,insertion,ormodificationofasingle

bittocauseanerrornotdetectedbythechecksum?Ifnot,whynot?Ifso,how?Doesthechecksum

lengthplayarolehere?

假設使用了位填充成幀方法,請問,因為丟失一位,插入*或者篡改一位而引起的錯誤是否有可能通過校

驗和檢測出來？如果不能的話,請問為什么？如果能的話,請問校驗和長度在這里是如何起作用的?

答：可能。假定原來的正文包含位序列01111110作為數據。位填充之后，這個序列將變成01111010。如果由

于傳輸錯誤第二個0丟失了，收到的位串又變成01111110,被接收方看成是幀尾。然后接收方在該串的前面尋

找險驗和，并對它進行驗證。如果檢驗和是16位，那么被錯誤的看成是檢驗和的16位的內容碰巧經驗證后仍

然正確的概率是1/2%如果這種概率的條件成立了，就會導致不正確的幀被接收。顯然，檢驗和段越長，傳輸

錯;吳不被發現的概率會越低，但該概率永遠不等于零。

3-16DatalinkprotocolsalmostalwaysputtheCRCinatrailerratherthaninaheader.Why?

數據鏈路協議幾乎總是將CRC放在尾部,而不是頭部,為什么?

答：CRC是在發送期間進行計算的。一旦把最后一位數據送上外出線路，就立即把CRC編碼附加在輸出流的

后面發出.如果把CRC放在幀的頭部，那么就要在發送之前把整個幀先檢查?遍來計算CRC。這樣每個字節

都要處理兩遍，第一遍是為了計算檢驗碼，第二遍是為了發送。把CRC放在尾部就可以把處理時間減半。

3-17Achannelhasabitrateof4kbpsandapropagationdelayof20msec.Forwhatrangeofframe

sizesdoesstop-and-waitgiveanefficiencyofatleast50percent?

一個信道的位速率為4kbps,傳輸延遲為20ms。請問頓的大小在什么范圍內,侯等協議才可以獲得至少50%的

效率?

答：當發送一幀的時間等于信道的傳播延遲的2倍時，信道的利用率為50%?；蛘哒f，當發送一幀的時間等于

來回路程的傳播延遲時，效率將是50%。而在幀長滿足發送時間大于延遲的兩倍時，效率將會高于5()%。

現在發送速率為4Mb/s,發送一位需要0.25四。

(20x10-3x2)-r(0.25xl0-6)=160000bit

只有在幀長不小于160kb時，停等協議的效率才會至少達到50%。

3-18A3000-km-tongT1trunkisusedtotransmit64-byteframesusingprotocol5.Ifthepropagation

speedis6fiec/km,howmanybitsshouldthesequencenumbersbe?

f3000公里長的T1骨干線路被用來傳輸64字節的幀,兩端使用了協議5.如果傳輸速度為6us/公里,則序列

號應該有多少位?

答；為了有效運行，序列空間(實際上就是發送窗口大小)必須足夠的大，以允許發送方在收到第一個確認應

答之前可以不斷發送。信號在線路上的傳播時間為

6x3000=18000即18ms。

在T1速率，發送64字節的數據幀需花的時間：

所以，發送的第一幀從開始發送起：18.33ms后完全到達接收方。確認應答又花了很少的發送時間(忽略不計)

和回程的18ms。這樣，加在一起的時間是36.33ms。發送方應該

有足夠大的窗口，從而能夠連續發送36.33ms。

36.33/0.33=110

也就是說，為充滿線路管道，需要至少110幀，因此序列號為7位。

3-191nprotocol3,isitpossiblethatthesenderstartsthetimerwhenitisalreadyrunnuiR?Ifso,howinishtthis

occur?Ifnotywhyisitimpossible?

19.在協議3中，當發送方的定時器正在運行的時候，它還能啟動定時器嗎？如

果可能的話，請問這種情況是如何發生的？如果不可能的詰,請河為什么這是不可能的，

有可能發生。假設發送方傳輸率一個幀、很快返回了一個引起誤解的確認。主循環將再次被執行，一個幀將在

定時器仍在運行的情況下被發送。

3-20Imagineaslidingwindowprotocolusingsomanybitsforsequencenumbersthatwraparoundnever

occurs.Whatrelationsmustholdamongthefourwindowedgesandthewindowsize,whichisconstant

andthesameforboththesenderandthereceiver.

想象這樣一個滑動窗口協議,它的序列號有^常多的位,所以序列號幾乎永遠不會回轉。請問4個窗口邊界和

窗口大小之間必須滿足什么樣的關系？這里的窗口大小是固定不變的,并且發送方和接收方的窗口大小相同。

令發送方窗口為接收方窗口為(R/,R“)，令窗口大小為二者必須保持的關系是:

0Su-S1+1WW1

Ru-R1+1=W

SIWRIWSu+1

3-21Iftheprocedurebetweeninprotocol5checkedfortheconditionabcinsteadofthecondition

ab<c,wouldthathaveanyeffectontheprotocol'scorrectnessorefficiency?Explainyouranswer.

如果協議5中的between過程檢查的條件是a<=b<=c,而不是a<=b<c,則對于協議的正確性和效率有影響嗎?解

的答案。

答：改變檢查條件后，協議將變得不正確。假定使用3位序列號，考慮下列協議運行過程：

A站剛發出7號幀；B站接收到這個幀，并發出捎帶應答ack。A站收到ack,并發送0?6號幀。假定所有這

些噴都在傳輸過程中丟失了。B站超時，重發它的當前幀，此時捎帶的確認號是7?？疾霢站在r.rack=7到達

時的情況，關鍵變量是ack_expected=O,r.rack=7,next_frame_to_send_=7。修改后的檢查條件將被置成"真”，

不會報告已發現的丟失幀錯誤，而誤認為丟失了的幀已被確認。另一方面，如果采用原先的檢查條件，就能夠

報告丟失幀的錯誤。所以結論是：為保證協議的正確性，已接收的確認應答號應該小于下一個要發送的序列號。

3-22Inprotocol6,whenadataframearrives,acheckismadetoseeifthesequencenumberdiffers

fromtheoneexpectedandno_nakistrue.Ifbothconditionshold,aNAKissent.Otherwise,the

auxi/iarytimerisstarted.Supposethattheelseclausewereomitted.Wouldthischangeaffectthe

protocol'scorrectness?

在協議6中,當一個數據幀到達的時候,需要執行f檢查,看它的序列號是否與期望的序列號不同,而且no_nak

為真。如果這兩個條件都成立,則發送一統,否則的話,啟動輔助定時器。假定else字句被省略掉,這種

改變會影響協議的正確性嗎?

答：可能導致死鎖。假定有一組幀正確到達，并被接收。然后，接收方會向前移動窗口。

現在假定所有的確認幀都丟失了，發送方最終會產生超時事件，并且再次發送第一幀，接收方將發送一個NAK。

然后NONAK被置成偽。假定NAK也丟失了。那么從這個時候開始，發送方會不斷發送已經被接收方接受了

的噴。接收方只是忽略這些幀，但由于NONAK為偽，所以不會再發送NAK,從而產生死鎖。如果設置輔助

計數器(實現“else”子句)，超時后重發NAK,終究會使雙方重新獲得同步。

3-23Supposethatthethree-statementwhileloopneartheendofprotocol6wereremovedfromthe

code.Wouldthisaffectthecorrectnessoftheprotocolorjusttheperformance?Explainyouranswer.

假設在協議6中接近尾部的內含三條語句的whi用循環被去掉的話,這樣會影響協議的正確性嗎？還是僅僅影響

協議的性能?請解釋答案。

答：刪除這一段程序會影響協議的正確性，導致死鎖。因為這一段程序負責處理接收到的確認幀，沒有這一段

程序，發送方會一直保持超時條件，從而使得協議的運行不能向前進展。

3-24Supposethatthecaseforchecksumerrorswereremovedfromtheswitchstatementofprotocol6.Howwould

thischangeaffecttheoperationoftheprotocol?

,24.假設從協議6的，wish語句中去掉檢杳校驗和錯誤的那個case子句.請問這

種變化將如何影響協議的操作,

這樣將使得NAK的作用失效，于是我們將退回到超時。盡管效率會降低，正確性卻不會受到影響cNAK不是

必不可少的。

3-25Inprotocol6thecodeforfr^ne_arriva!hasasectionusedforNAKs.Thissectionisinvoked

iftheincomingframeisaNAKandanotherconditionismetGiveascenariowherethepresenceof

thisotherconditionisessential.

在協議6中,針對frame.arrivaI的代碼中有一部分被用于NAK。如果收到的幀是一個NAK,并且另一個條件也滿

足的話,則這部分代碼會被調用到。請給出一個場景,在此場景下這另一個條件是非常關鍵的。

答：這里要求r.rack+1<nexi_frame」o_send?？紤]下列操作細節：

A站發送0號幀給B站。B站收到此幀，并發送ACK幀，但ACK丟失了。A站發生超時，重發0號幀。

但B站現在期待接收1號幀，應此發送NAK,否定收到的0號幀。顯然，現在A站最好不重發0號幀。由

于條件r.rack+lvnexlj'rame」o_send不成立，所以用不著選擇性重傳0號幀，可以繼續向前推進傳送I號幀。

這個例子就說明了這段程序中的另一個條件，即r.rack+1<next_frame」o_send也是重要的.

3-26Imaginethatyouarewritingthedatalinklayersoftwareforalineusedtosenddatatoyou,

butnotfromyou.TheotherendusesK)LC,witha3-bitsequencenumberandawindowsizeofseven

frames.Youwouldliketobufferasmanyout-of—sequenceframesaspossibletoenhanceefficiency,

butyouarenotallowedtomodifythesoftwareonthesendingside,isitpossibletohaveareceiver

windowgreaterthan1,andstillguaranteethattheprotocolwillneverfail?Ifso,whatisthe

largestwindowthatcanbesafelyused?

想象你正在編寫fS據鏈路層軟件,它被用在f專門給你發送數據的線路上,而不是讓你往外發送數據。

另一端使用了曲LC,3位序列號和一個可容納7頓的窗口。你希望將亂聲的幀盡可能多地緩存起來,以提高效率,

但是你又不允許修改發送方的軟件。是否有可能讓接收方的窗口大于1,并且仍然保證該協議不會失敗呢?如

果可能的話,能夠安全使用的最大窗口是多少?

答：不可以。最大接收窗口的大小就是I?，F在假定該接收窗口值變為2。開始時發送方發送。至6號幀，所

有7個幀都被收到，并作了確認，但確認被丟失?，F在接收方準備接收7號和0號幀，當重發的0號幀到達

接收方時，它將會被緩存保留，接收方確認6號幀。當7號幀到來的時候，接收方將把7號幀和緩存的0號

幀傳遞給主機，導致協議錯誤。因此，能夠安全使用的最大窗口值為I