计算机网络（第七版）

P2P即对等连接，是指两个主机在通信时并不区分服务请求方和服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件，就可以进行平等的对等连接通信。这与传统的C/S方式差别十分明显。

实际上，对等连接方式本质上是通信双方的主机既是服务请求方也是服务提供方。

按网络的作用范围由大到小依次分为：广域网、城域网、局域网等三类。其中，广域网的作用范围最大，一般是可以共享使用的高速骨干网；城域网的作用范围介于广域网和局域网之间，一般由多个相关的局域网用专线连接而成；局域网的作用范围相对最小，一般由某个单位所拥有，属于单位专用网络。

按网络的使用者可以把计算机网络分为：公用网和专用网等两类。其中，公用网面向公共营运；而专用网面向特定机构。

按网络所用的交换技术可以分为电路交换网、报文交换网和分组交换网等三类。互联网就是一种分组交换网络。

边缘部分主要由主机构成，用户直接通过主机进行信息处理和信息共享，边缘部分的资源共享方式主要有C/S模式和P2P模式。

核心部分主要由路由器和通信网络构成，负责为边缘部分提供高速远程数据交换，主要数据交换方式分为线路交换、报文交换和分组交换。

协议即网络协议，是指为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。协议由以下三个要素组成：

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；

（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

协议和服务的区别：

（1）协议的实现保证了能够向上一层提供服务，本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的；

（2）协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则，而服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的，上层使用下层所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

五层网络体系结构综合了OSI 和TCP/IP 的优点，是一种原理体系结构，从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

各层的主要功能如下：

物理层的主要功能是透明地传送比特流（bit），具体包括确定连接电缆插头的定义及连接方法等；

数据链路层的主要功能是在两个相邻结点之间的链路上无差错地传送数据帧（frame），每一帧包括数据和必要的控制信息；

网络层的主要功能是在任意结点之间尽力而为地传输数据分组（packet），具体包括路由选择、寻址等；

运输层的主要功能是在两个进程之间提供可靠的端到端的报文段（segment）传送服务；

应用层的功能是直接为用户进程提供各种报文（message）传送服务。

（1）会话层

（2）网络层

（3）数据链路层

（4）运输层（或传输层）

（5）IP、ICMP、ARP、RARP

传播时延：（3.8×105km）÷（3.0×105km/s）= 1.3s

发送端发送时延：501.3-1.3 = 500s

照片大小：（200kbps×500s）÷8 = 12500×103B = 12500000/1024/1024MB = 11.9MB

传播时延+发送时延+电路建立时间

线路交换时延：kd+x/b+s

传播时延+所有分组依次发送的发送时延+存储转发延迟

分组交换时延：kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟。

分组交换无需建立连接，但有存储转发的消耗

当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大。

(1)数据发送速率为10 Mbit/s, 数据分组可以连续发送。

(2)数据发送速率为10 Mbit/s, 但每发送完一个分组后要等待一个RTT时间才能再发送下一个分组。

(3)数据发送速率极快，可以不考虑发送数据所需的时间。但规定在每一个 RTT往返时间内只能发送20个分组。

(4)数据发送速率极快，可以不考虑发送数据所需的时间。但在第一个RTT往返时间内只能发送一个分组，在第二个RTT内可发送两个分组，在第三个RTT内可发送四个分组(即2^(3-1)= 2^2 = 4个分组)。(这种发送方式见教材第5章TCP的拥塞控制部分。)

（1）发送这些比特所需时间

1.5×2^20×8bit / (10×10^6bit/s)=1.258s。

最后一个分组的传播时间还需要

0.5×RTT=40ms。

总共需要的时间为：

TCP时间+发送时间+最后一个分组的传播时间

=2×RTT+1.258+0.5×RTT

=0.16+1.258+0.04

=1.458s。

（2）分组数=1.5MB/1KB=1536。

第一个分组发送前不需要等待，所以

等待时间=（分组数-1）*RTT=(1536-1)*0.08=122.8(s)。

总共需要的时间=发送时间+TCP时间+最后分组传播时间+等待时间

=1.258+0.16+0.04+122.8=124.258(s)。

（3）每一个RTT往返时间内只能发送20个分组。1536个分组，需要76个RTT，76个RTT可以发送76×20=1520个分组，最后剩下16个分组一次发送完。但最后一次发送的分组到达接收方也需要0.5×RTT。

因此，总共需要的时间=76.5×RTT+2×RTT=6.12+0.16=6.28(s)。

（4）由题意，在第n个RTT内可发送2^(n-1)个分组，则

前n个RTT内共可发送1+2+4+8+…+2^(n-1)=2n-1个分组，而

分组数共有1536个，因为，1023(2^{10-1)<1536<2047(2}11-1)，

所以，(2^10-1)<(2n-1)<(2^11-1)，故，

共发送11次，其中10个RTT+半个RTT传播时间，得，

总时间=80ms/次*10次+最后一次传播时间+TCP时间

=80*10+80/2+160=1000(ms)=1s。

物理层的接口有以下四个方面的特性。包含的内容如下：

四调相方式意味着一个脉冲携带log24个比特信息，数据传输速率为12*log24 Mbps，即24 Mbps。

根据采样定理，采样频率是带宽的2倍，故信道带宽是6MHz。

波特率为RB（码元速率），则根据奈氏准则有：比特率Rb=RB·log2V，

所以，数据率Rb=RB·log2V=20000·log216=20000*4=80000(bit/s)

理想状态下使用奈奎斯特准则求解信道最大数据传输速率

C = 2Hlog2N

将H = 4kHz，N = 4代入得C = 16kbps。

有噪声干扰时使用香农公式求解信道最大数据传输速率

C = Hlog2(1+S/N)

又10log10(S/N) = 30dB，可求得S/N = 1000。

将H = 4kHz，S/N = 1000代入香农公式得C = 40kbps。

信噪比(dB)=20dB= 10 log10(S/N) =>S/N=100

根据香农公式C = W log2(1+S/N) =>C=3log2(1+100)=36.66=19.98(kb/s)

根据奈奎斯特定理Rmax = 2Wlog2V=23*log22=6(kb/s)

最大数据率取最小值为6kb/s。

根据奈奎斯特准则，信号在无噪声信道上的传输速率为2Wlog2N（W——信道带宽，N——信号可能存在的状态数），将W的值16MHz和N的值2带入，求得信号在信道上的传输速率C=32Mb/s。

发送200B数据的发送时延t = (200×8b)÷32Mb/s = 50μs

200B数据在链路上的传播时延也是这个值，即50μs。

又知信道的传播速率为2×108m/s，因此，链路的长度=2×108m/s×50μs=10km。

当单个信源的数据传输速率较低而所使用的信道的带宽较大时，为了充分利用信道，可以通过共享信道的方式，让多个信源复用一个信道。

常用的信道利用技术有：频分复用，时分复用和统计时分复用，波分复用，码分复用等。

2.9 共有四个站进行码分多址CDMA通信，四个站的码片序列为：

A:(-1-1-1+1+1-1+1+1)，

B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)，

C:(-1+1-1+1+1+1-1-1)，

D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)。

现收到这样的码片序列: ( -1+1-3+1-1-3+1+1)。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是1还是0?

接收到的码片序列S=(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1) , 根据如下公式：

分别计算各站码片序列与接收码片序列S的规格化内积，结果为0表明没有数据发送；结果为1表明发送的是1；结果为-1表明发送的是0。

分别计算如下：

S·A=（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1） · （－1 －1 －1 ＋1 ＋1 －1 ＋1 ＋1）/8=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A发送1

S·B=（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1） · （－1 －1 ＋1 －1 ＋1 ＋1 ＋1 －1）/8=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B发送0

S·C=（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1） · （－1 ＋1 －1 ＋1 ＋1 ＋1 －1 －1）/8=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C无发送

S·D=（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1） · （－1 ＋1 －1 －1 －1 －1 ＋1 －1）/8=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D发送1

结果是A和D发送比特1，B发送比特0，而C未发送数据。

EIA/TIA的布线标准中规定RJ-45插头上的排序方式有两种。

第一种是T568A线序，用于网络设备需要交叉互连的场合。“交叉”是指网线的一端按T568A线序连接，而另一端按T568B线序连接。交叉用于连接两台同类设备，例如两台计算机、集线器或交换机。

第二种是T568B线序，用于网络设备直通互连的场合。“直通”是指网线两端都使用T568B线序连接。直通用于连接两台不同类设备，例如计算机与交换机、计算机与集线器。

T568A线序：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。

T568B线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。

交换机工作在数据链路层，该层基于MAC地址转发数据。交换机MAC地址转发数据依赖MAC地址表，MAC地址表的生成即MAC地址学习的过程。

假定以太网交换机有4个接口，分别连接了主机A、B、C、D。一开始，交换机中的MAC地址表是空的。现在主机A向主机B发送数据帧，从接口1进入交换机。交换机收到数据帧后，先查找地址表，没有查到应从哪个接口转发数据帧。这时，交换机会把数据帧的源MAC地址A和接口1写入到MAC地址表中，然后向除接口1以外的所有接口广播这个数据帧。主机C和D收到后会丢弃该帧，因为目的地址不对。主机B收下该帧，主机B回复数据帧给A，交换机将主机B的MAC地址和连接的接口2写入到MAC地址表。

随着数据帧的多次转发，交换机就逐渐建立了比较完整的MAC地址表。

经零比特填充后所得的比特序列是011011111011111000。

发送方，只要有5个连续的比特1，就填充一个比特0

经还原后得到的比特序列是00011101111111111110。

接收方，只要发现5个连续的比特1，就把其后的1个比特0删除

因为MAC帧最小帧长是64字节，MAC帧头占18字节，因此数据部分长度不能小于46字节。如果小于则进行字节填充。本题中，数据帧的数据字段有效字节长度是13字节（由字符个数决定），故还需要填充33字节。

网络适配器（即网卡）是实现数据链路层和物理层协议的硬件和软件。

主要作用有：数据缓存，串行数据和并行数据的转换，设备驱动，实现以太网协议等。

网络适配器工作在OSI的数据链路层和物理层，工作在TCP/IP的网络接口层。

根据生成多项式G(X) = X4 + X3 + X2 + 1，知除数为11101，又信息位是1010101，则被除数是10101010000。两者按照模2除法得余数1001，即FCS码为1001，实际发送的比特序列是10101011001。

生成多项式最高次为X3，信息位为10011101，故被除数为10011101000，除数为1001，模2相除得R(X) = 100。故发送的码组是10011101100。

若码组第3位变反，则收到的码组序列是10111101100，模2除1001得R’(X) = 100。余数不为0，即两者没能整除，表明收到的数据有差错。

信息码1010001101，对应的多项式M(X) = X9+X7+X3+X2+1，生成多项式G(X)最高次为X5，故被除数为X5·M(X) = X14+X12+X8+X7+X5，对应的二进制序列为101000110100000。

除数G(X) = X5+X4+X2+1，对应的二进制序列为110101。两者模2相除，得

R(X) = 01110

故线路上传送的码组是101000110101110。

已知：M= 1101011011，P= 10011，n=4

M后面补4个0，作二进制除法，

被除数：1101011011 0000

除数：10011

（计算过程）

得余数R：1110 ，添加的检验序列是1110。

（1）作二进制除法（计算过程） 得余数为：11，不为0，所以错误可发现。

（2）作二进制除法（计算过程） 得余数为：101，不为0，所以错误可发现。

（3）仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

已知：M= 101110，P= 1001 ，n=3

M后面补3个0，作二进制除法，

被除数： 101110 000

除数： 1001

（计算过程）得到余数：011

对于1km电缆，单程端到端传播时延为：t=1km÷200000km/s=5×10-6s=5us，

端到端往返时延为：2t=10us

按照CSMA/CD工作原理，数据帧的发送时延不能小于10us，

以1Gb/s速率工作，10us可发送的比特数等于：

(10×10^-6s)×(1×109bit/s)=10000bit=1250B

因此，最短帧长是10000bit或1250B。

当主机甲和主机乙同时向对方发送数据时，信号在信道中发生冲突后，冲突信号继续向两个方向传播。这种情况下，两台主机均检测到冲突需要经过的时间最短，等于单程的传播时延，其值如下

τ短 = 2km÷200000km/s = 0.01ms

主机甲（或乙）先发送一个数据帧，当该数据帧即将到达主机乙（或甲）时，主机乙（或甲）也开始发送一个数据帧。这时主机乙（或甲）将立刻检测到冲突，而主机甲（或乙）要等到冲突信号从主机乙（或甲）传播到主机甲（或乙）才能检测到冲突。这种情况下，两台主机均检测到冲突所需要经过的时间最长，等于往返的传播时延，其值如下

τ长 = 2τ短 = 0.02ms

在下面表中的“动作” 一栏中，表示先后发送了4个帧。假定在开始时，以太网交换机的交换表是空的。试把该表中其他栏目都填写完。

（1）128.36.199.3

（2）21.12.240.17

（3）183.194.76.253

（4）192.12.69.248

（5）89.3.0.1

（6）200.3.6.2

(2)和(5)是A类,(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类。

N1 7 A

N2 2 C

N6 8 F

N8 4 E

N9 4 F

现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）：

N2 4

N3 8

N6 4

N8 3

N9 5

试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

① 首先将得到的路由信息的下一跳地址改为C，并且将距离加1，得：

N2 5 C

N3 9 C

N6 5 C

N8 4 C

N9 6 C

② 将上一步得到的路由信息，逐一按照以下算法与原有信息对比处理：

目的网络地址相同，下一跳地址相同的记录，直接更新；

否则，如果是新的目的网络地址，增加；

否则，目的网络地址相同，下一跳不同，距离更短，更新；

否则，无操作。

③ 得更新后的路由表：

目的网络 距离 下一跳路由器

N1 7 A

N2 5 C

N3 9 C

N6 5 C

N8 4 E

N9 4 F

(1) 0000:0000:0F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332

(2) 0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD

(3) 0000:0000:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398

(4) 2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271

(1) ::F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332

(2) ::4D:ABCD

(3) ::AF36:7328:0:87AA:398

(4) 2819:AF::35:CB2:B271

IPv4的地址分为ABCDE等共5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中网络号标志主机（或路由器）所连接到的网络，主机号标志该主机（或路由器）。

IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}

各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。

IP地址的主要特点：

（1）IP 地址是一种分等级的地址结构。

（2）IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。

（3）具有同样网络号的主机构成一个网络，不同网络通过路由器连接。

（4）所有分配到网络号 net-id 的网络都是平等的。

(1)111.56.045.78

(2)221.34.7.8.20

(3)74.45.301.14

(4)11100010.23.14.67

(1) 错误，045（不能有0开头的数）；

(2) 错误，5个字节（应为4个字节）；

(3) 错误，301（不超过255）；

(4) 错误，11100010（不允许二进制和十进制混合使用）。

因为IP数据报固定首部长度为20字节，所以IP数据报的数据部分长度为4000-20=3980字节；又因为网络能传送的最大数据长度为1500字节（包括首部），即一个数据报片的数据部分长度为1500-20=1480字节；由3980/1480=2…1020得，该IP数据报应当划分为3个数据报片。

各数据报片的总长度、数据字段长度、MF标志位、片偏移字段的值如下表所示：

总长度(字节) 数据长度(字节) MF 片偏移 片偏移字段

原始数据报 4000 3980 0 0

数据报片1 1500 1480 1 0

数据报片2 1500 1480 1 185

数据报片3 1040 1020 0 370

地址192.24.0.0到192.31.255.0用十进制和二进制混合书写表示为：192.00011000.0000000.00000000—192.00011111.11111111.00000000，这2048个C类地址块中，前面13位是相同的，以相同的部分作为网络号，其他位为主机号，形成网络号为192.24.0.0，作为汇聚路由器中路由表的一行，子网掩码取值为11111111.11111000.00000000.00000000，即255.248.0.0。

目的网络 子网掩码 下一跳

128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0

128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1

128.96.40.0 255.255.255.128 R2

192.4.153.0 255.255.255.192 R3

*（默认） —— R4

现共收到5个分组，其目的地址分别为：

（1）128.96.39.10

（2）128.96.40.12

（3）128.96.40.151

（4）192.4.153.17

（5）192.4.153.90

试分别计算其下一跳。

（1）分组的目的IP地址为：128.96.39.10，和第一条路由的子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，与第一条路由的网络地址相等，所以，该分组经接口m0转发。

（2）分组的目的IP地址为：128.96.40.12，和子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.40.0，与第三条路由的网络地址相等，所以，该分组经R2转发。

（3）分组的目的IP地址为：128.96.40.151，和子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.40.128；和子网掩码255.255.255.192相与，得128.96.40.128，与前面四条路由都不匹配，所以，该分组转发选择默认路由，经R4转发。

（4）分组的目的IP地址为：192.4.153.17，和子网掩码255.255.255.128相与，得192.4.153.0，与前三条路由都不匹配；和第四条路由的子网掩码255.255.255.192相与，得192.4.153.0，与第四条路由的网络地址相等， 所以，该分组经R3转发。

（5）分组的目的IP地址为：192.4.153.90，和子网掩码255.255.255.128相与，得192.4.153.0，和子网掩码255.255.255.192相与，得192.4.153.64，与前面四条路由都不匹配，所以， 该分组转发选择默认路由，经R4转发。

这个地址块的地址数为：2^(32-27)= 2^5=32，

可用的（可分配的）地址数为：32-2=30。

将167.199.170.82的第四字节表示为二进制，即 (82)10= (01010010)2；

取167.199.170. (01010010)2的前27位为：167.199.170. (01000000)2，

所以地址块的首地址（本网地址）为：167.199.170. (01000000)2=167.199.170.64；

地址块的末地址（广播地址）为：167.199.170. (01011111)2=167.199.170.95。

​ 由地址块140.120.84.24/20可知，第三个字节的8位被分成了2部分，把第三个字节转换为二进制后，得到的地址块形式为：140.120.(0101 0100).24/20。由此可以得到：

最小地址是：140.120.(0101 0000).0/20，即140.120.80.0/20

最大地址是：140.120.(0101 1111).255/20，即140.120.95.255/20

掩码是：255.255. (1111 0000).0，即255.255.240.0

地址数是：2^{12=4096，相当于2}12/2^8=16个C类地址。

一个子网中IP地址从61.8.0.1变化到61.15.255.254，后三个字节写成二进制即61.00001000.00000000.00000001—61.00001111.11111111.11111110，把不变的部分作为网络号，变化部分作为主机号，子网掩码为255.11111000. 0.0即255.248. 0.0。

请计算首部中校验和字段的数值，并填入表中。

一行32位，一个小格4位，中格8位，大格16位,校验和先为0

首部校验和规则：对首部每16位二进制位求和，进位和运算结果相加，最后求出二进制反码，即是校验和字段的值。

为了便于计算，本题中可先写出各组的十六进制形式，

0x4500 0x001C

0x0001 0x0000

0x0411 0x0000

0x0A0C 0x0E05

0x0C06 0x0709

写二进制也行，会算就好：

求和得0x744E，对应的二进制形式为0111010001001110，反码得1000101110110001这里直接按位取反，其十进制形式为35761，将其填入表中。

三报文握手算法的工作原理如下：

①发送方向接收方发送建立连接的请求报文。

②接收方向发送方回应一个对建立连接请求报文的确认报文。

③发送方再向接收方发送一个对确认报文的确认报文。

这是可能的，但这要由应用层自己来完成可靠传输。例如，应用层自己使用可靠传输协议。当然，这还是需要相当大的工作量的。

发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给网络层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并也不拆分，而是保留这些报文的边界。也就是说，应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发送一个报文。接收方的UDP对网络层交上来的UDP数据报，在去除首部后就原封不动地交付给应用层。也就是说UDP向上层一次交付一个完整的报文。

TCP无论是发送还是接收报文，都将报文数据块视为无边界的字节流，按顺序一个字节一个字节地发送或接收。

（1）在发送方的发送窗口中可能出现的序号组合有哪些？

（2）接收方已经发送出的、但在网络中（即还未到达发送方）的确认分组可能有哪些？说明这些确认分组是用来确认哪些序号的分组。

（1）4号之前的分组都已收到，若发送方收到了4号的确认，则发送窗口是5、6、7；若2、3、4号的确认都丢失了，则发送窗口是2、3、4。故，发送窗口可能有：2、3、4，3、4、5，4、5、6，5、6、7。

（2）接收方期望收到5号，说明2、3、4号都已收到，且发送了确认，对2、3、4号的确认号应该是3、4、5（期望收到的下一个分组的序号），这些确认都有可能滞留在网络中，它们分别是用来确认2、3、4号分组的。

（1）第一个报文段携带了多少字节的数据？

（2）主机B收到第一个报文段后，发回的确认中的确认号应当是多少？

（3）如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？

（4）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认。试问这个确认号应为多少？

TCP首部中的字段值指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

（1）第一个报文段的数据序号是70到99，共30字节的数据。

期待对方收到的下一个报段的第一个数据字节的序号

（2）确认号应为100。

（3）80字节。

若确认号为N，则表示到序号N-1位置的所有数据都已经正确收到

（4）应为70。

（1）拥塞窗口大小分别为：1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9。

（2）当cwnd值≤ssthresh=8时，执行乘法增大算法（1，2，4，8），超过ssthresh值时执行加法增大算法（9，10，11，12），发生拥塞时窗口值为12，故将ssthresh值减半变为6，且开始慢开始乘法增大算法（1，2，4，6），cwnd值达到6时，再将执行拥塞避免算法，窗口值加法增大（7，8，9）。

UDP有两个字段，分别是数据字段和首部字段（8字节）

以太网MAC帧最大长度是1518字节（数据载荷占1500字节）

包括首部，用户数据报UDP的实际长度是8200B。根据以太网的帧格式，其数据部分最大长度是1500B。因此，网络层的IP数据报的长度是1500B，若去掉IP首部的20B，则IP数据报的数据部分最多只能有1480B。为此，需要将该UDP报文划分成6个IP数据报，前5个IP数据报分片的数据部分为1480B，最后一个IP数据报分片的数据部分为800B。各IP数据报分片中的片偏移值分别是0、185、370、555、740和925。

TCP固定首部20字节

设报文长度为L，信道带宽为C，传播时延为Td，则：

L=65535×8+40×8=524600(bit)

C=1Gbit/s=10^9bit/s

L/C=524600/(10^9)=0.0005246(s)

Td=10ms=10×10^-3s=0.01s

最大吞吐量= L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246≈25.56(Mbit/s)

信道利用率=(25.56Mbit/s)/(1Gbit/s)=25.56/1000=2.556%。

在IP数据报中，总长度指首部长度和数据长度之和。本题中，总长度字段内容为十六进制数04B0，对应的十进制数是1200，即IP数据报总长度为1200B。

IP数据报总长度减去IP首部长度，得IP数据部分长度为1180B。再减去TCP首部长度的32B，可得TCP数据长度为1148B。

TCP的窗口初始值从1开始，启用慢开始算法，每一次窗口的值增长2倍。

第1次，拥塞窗口值为2；

第2次，拥塞窗口值为4；

第3次，拥塞窗口值为8；

第4次，拥塞窗口若是增长2倍，将超过阈值16，此时启用拥塞避免算法，拥塞窗口值为10，每一次窗口的值增长1；

第5次，拥塞窗口值为11；

第6次，拥塞窗口值为12；

第7次，拥塞窗口值为13；

第8次，拥塞窗口值为14；

第9次，拥塞窗口值为15；

第10次，拥塞窗口值为16，发送端检测出超时，将重启慢开始算法，并将阈值设置为8。

第11次，拥塞窗口值为1；

第12次，拥塞窗口值为2；

第13次，拥塞窗口值为4；

第14次，拥塞窗口值为8，此时达到阈值，启用拥塞避免算法；

第15次，拥塞窗口值为9。

源端口：0632H=1586

目的端口：0045H=69

UDP用户数据报总长度：001CH=28字节

数据部分长度：总长度-头部长度=28-8=20字节。

此UDP用户数据报是从客户发给服务器（因为目的端口号<1023，是熟知端口）。

由目的端口号69得服务器程序是TFTP。

当一个主机发出域名解析请求时，这个请求首先被送往默认的（本地）域名服务器。本地域名服务器通常距离用户较近，一般不超过几个路由的距离。当所要解析的域名属于同一个本地子域时，本地域名服务器就能立即解析到IP地址，并返回给发出请求的主机。否则就需要以客户端的身份向其他域名服务器发出域名解析请求。

是指通向某类综合性互联网信息资源，并提供有关信息服务的应用系统。

域名解析是为了解决数字化的IP地址不便于记忆的问题而引入的一种层次型命名机制，完成名字到地址的映射。

访问www.ecjtu.jx.cn的域名解析过程：⑴在浏览器地址栏输入地址www.ecjtu.jx.cn。⑵先在本机域名解析的缓存中查找该域名，若找到则可以立即获取对应的IP地址。⑶若不在本机缓存中则向本地DNS服务器（202.101.208.3）发送IP报文，请求解析该域名，DNS收到请求后查找自己的缓存及其映射表，若查到则发送响应报文给发送请求的主机，若没有找到则向上级DNS服务器提出请求，直到解析成功或返回错误信息。

域名系统的主要功能：将域名解析为主机能识别的IP地址。

域名服务器按照域名的层次来安排。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有四种不同类型的域名服务器：本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器、权限域名服务器（也称为授权域名服务器）。

这四各域名服务器的区别和关系如下：

当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。若根域名服务器有被查询主机的信息，就发送DNS回答报文给本地域名服务器，然后本地域名服务器再回答发起查询的主机。但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时，它一定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的所属顶级域名服务器的IP地址。

根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换，但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。

通常，一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一个域名服务器。授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。

应用层协议除了HTTP，还需要DNS。

传输层需要的协议有UDP（DNS使用）和TCP（HTTP使用）。

TCP/IP 体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下：

收信人邮箱名@邮箱所在主机的域名。

其中，符号“@”读作“at”，表示“在”的意思。

例如，电子邮件地址 xiexiren@tsinghua.org.cn

在base64编码方案中，24比特的组被分成4个6比特单位，每个单位都作为一个合法的ASCII字符发送。编码规则是A表示0，B表示1等等，接着是26个小写字母表示26到51，10个数字表示52到61，最后+和/分别表示62和63.=和==分别用来指示最后一组仅包含8位或16位。回车和换行被忽略不计，因此可以任意插入它们来保持一行足够短。在本题中，base64编码将报文划分成1024个单元，每个单元3字节长。每个单元被编码为4个字节，所以共有4096个字节。如果把这些字节每80个字节划分为一行，将需要52行，所以需要增加52个CR和52个LF。

综合可得：3072/68+(3072/68)/802=4096+522=4200。

所以，该二进制文件用base64编码将会有4200字节长。

请规划设计：（1）工作组名称、计算机名称；（2）各计算机的IP地址、子网掩码和默认网关；（3）说明如何测试计算机之间的连通性。

（1）根据题目描述，组建的是教学机房，可将局域网的工作组命名为jiaoxuegroup，或使用系统默认的工作组名称workgroup，或其它名称。80台计算机可划分为8组（采用字母编号，分别为A、B、C、D、E、F、G、H），每组10台（使用数字序号标识，分别是01、02、03、04、05、06、07、08、09、10）。这样每一台计算机的名称就由“字母+数字序号”构成，例如，A01、H10。

（2）由于是局域网，故使用专用IP地址。建议采用的IP地址范围是192.168.0.1～192.168.0.254，子网掩码是255.255.255.0。其中192.168.0.254用作默认网关，其他主机根据计算机名称分配IP地址。例如，A01分配IP地址192.168.0.1，A10分配IP地址192.168.0.10，B01分配IP地址192.168.0.11，B10分配IP地址192.168.0.20，依次类推。

（3）所有一切做好（包括连接网线、配置IP地址）后，先观测主机桌面右下角是否有红叉，如果没有，说明网络物理上已经连通。否则需要进一步检查是网线问题还是网卡问题。接下来可以使用ping命令测试主机之间逻辑上是否连通。