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一、综合题

1． 在防火墙中的分组过滤和MPLS 标记交换是否兼容？请说明理由。

【答案】防火墙中的分组过滤工作在IP 层或IP 层以上，而MPLS 标记交换则工作在IP 层之下。分组过滤就是从分组首部提取出特定的字段，然后按照事先制定好的规则对分组进行处理。防火墙本来不处理IP 层以下的MPLS 的首部，但现在的网络处理机构的功能増强了，可以从一个分组的多个首部中提取和处理多个字段。因此，MPLS 可以建立这样的显式路径，其出口结点有防火墙。

2． PPP 协议的主要特点是什么？为什么PPP 不使用帧的编号？PPP 适用于什么情况？为什么PPP 协议不能使数据链路层实现可靠传输？

【答案】（1）PPP 协议的主要特点

①点对点协议，既支持异步链路，也支持同步链路。

②PPP 是面向字节的。

（2）PPP 不使用帧的编号的原因

①在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP 协议比使用能够实现可靠传输的数据链路层协议开销小一些。

②假定采用了能实现可靠传输的数据链路层协议，然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络拥塞而被丢弃。因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。

③PPP 协议在帧格式中有帧检验序列FCS 字段。PPP 协议可以保证无差错接受。

（3）PPP 协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。

（4）可靠的传输由传输层的TCP 协议负责，数据链路层的PPP 协议只进行检错，也就是说，PPP 是不可靠传输协议，无法实现可靠传输。

3． 假定要从已知的URL 获得一个万维网文档。若该万维网的IP 地址开始时并不知道。试问：除HTTP 外，还需要什么应用层协议和运输层协议？

【答案】假定要从已知的URL 获得一个万维网文档，若该万维网的IP 地址开始时并不知道，则除HTTP 外，应用层还需要DNS 协议，而运输层需要UDP 协议（DNS 使用）和TCP 协议（HTTP 使用）。

4． 试推导公式（8-2）。

【答案】给队列i 指派一个权重w ，于是队列i 得到的平均服务时间为得到的有保证的数据率应为：

这里是对所有的非空队列的权重求和。这样，若路由器输出链路的数据率（即带宽）为R , 那么队列i 将假定漏桶i 已经装满了个权标。这就表示分组流i 不需要等待就可从漏桶中拿走个权标，因此个分组可以马上从路由器输出。但分组流i 得到的带宽是由（式8-1）给出的。这个分组中的最后一个分组所经受的时延最大，它等于传输这个分组所需的时间给出的传输速率：

5． 结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS 帧和CTS 帧的作用。RTS/CTS是强制使用还是选择使用？请说明理由。

【答案】如图所示，当A 和C 都检测不到无线信号时，以为是空的，向B 发送数据，结果B 同时收到A 和C 发送的数据，发生碰撞，这就是隐蔽站问题。使用RTS 与CTS 帧后，B 处在A 的传输范围，可以收到A 发送的RTS 。当请求允许后，B 将会向其余站点发送CTS 。当C 收到B 的CTS 后，在A 和B 通信的时间内就不能发送数据，保证了A 和B 的正常通信。

当站B 向A 发送数据，而C 又想和D 通信时，由于C 检测到了媒体上有信号，于是不能向D 发送数据。这就是暴露站问题。使用RTS 和CTS 帧后，在A 和B 通信的时间内，C 能收到B 的RTS ，但是收不到A 的CTS ，所以C 可以发送自己的数据给D 而不会干扰。

可以看到通过使用RTS 和CTS 较好的解决了隐蔽站和暴露站的问题。

即除以（式8-1）

图 隐蔽站问题和暴露站问题

RTS/CTS是选择使用的。因为当数据帧本身长度很短时，使用RTS/CTS反而会降低效率。

6． 无线局域网都由哪几部分组成？无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响？接入点AP 是否就是无线局域网中的固定基础设施？

【答案】（1）无线局域网由无线网卡、无线接入点（AP ）、计算机和有关设备组成，采用单元结构，将整个系统分成许多单元，每个单元称为一个基本服务集；

（2）“固定基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站，直接影响无线局域网的性能；

（3）接入点AP 是星形拓扑的中心点，它不是固定基础设施。

7． [1]采用漏桶机制可以控制达到某一数值的、进入网络的数据率的持续时间。设漏桶最多可容纳b 个权标。当漏桶中的权标数小于b 个时，新的权标就以每秒r 个权标的恒定速率加入到漏桶中。设分组进入网络的速率为Npkt/s（pkt 代表分组），试推导以此速率进入网络所能持续的时间T 。讨论一下为什么改变权标加入到漏桶中的速率就可以控制分组进入网络的速率。

[2]在题[1]中，设b=250token，r=5000token/s，N=25000pkt/s。试求分组用这样的速率进入网络能够持续多长时间。若N=2500pkt/s，重新计算本题。

【答案】因为在时间间隔T 内准许进入网络的分组数为：

络所能持续的时间为：T=（rt+b）/N。

[2]T=（n+b）/N=0.21s

若N=2500pkt/s，则T=2.1s。

8． 详述TCP 拥塞控制方法的原理。

【答案】（1）慢速启动算法。

慢启动算法的做法是：在连接建立时，将拥塞窗口cwnd 初始化为一个最大报文段长度MSS 的数值。此后，每收到一个对新的报文段的确认，就将拥塞窗口cwnd 增加至多一个MSS 的数值，通常表现为按指数规律增长。

为防止拥塞窗口cwnd 的增长引起网络阻塞，还需要一个状态变量，即慢开始门限ssthresh ，其用法如下：

当cwnd

当cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法，改用拥塞避免算法；

当cwnd=ssthresh时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算法。

其中，拥塞避免算法的做法是：发送端的拥塞窗口cwnd 每经过一个往返时延RTT 就增加一个MSS 的大小，通常表现为按线性规律增长。

（2）快速重传算法。

快速重传和快速恢复是对以上拥塞控制算法的改进，以避免有时一条TCP 连接会因等待重传计时器的超时而空闲很长的时间。

快速重传算法规定，发送端只要一连收到三个重复的ACK 即可断定有分组丢失了，就应立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器超时。

（3）丢包检测机制有如下两种：

①重复ACK 信令。重复ACK 有两个作用，其一，发送端可以确信该ACK 序列号之前的TCP 报文段都已经被接收端成功接收；其二，发送端可以据此判断出接收端接收到的TCP 报文段发生了乱序的情况和接收端当前期待的TCP 报文段序列号，从而触发其拥塞控制策略。

②超时重传。TCP 每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到了规定时间，但此时还没有收到确认，那么就要重传这一报文段。

因此，以此速率进入网