计算机网络习题解答

3. 如果在本地域名服务器、根服务器和顶级域名服务器均无法找到某公司的域名,请阐述解析该公司域名的过程。域名服务器中的高速缓存能够减少域名系统的查找次数吗?

答:主机要经过如下过程:(1)DNS查询报文发向本地DNS服务器,它将查询转发到权威DNS服务器;(2)DNS权威服务器将查询转发到顶级域名服务器;(3)顶级域名服务器将查询转发到根域名服务器;(4)跟域名服务器在com顶级域名服务器解析该公司的权威服务器;(5)由权威服务器就可以解析到该公司的本地域名服务器。

域名服务器中的高速缓存可以通过缓存前面查询到的IP地址和域名对信息,从而不必每次都经历上述那样遍历整个域名系统的查询,进而大大减少域名系统查找次数和查找时间。

4. 对同一个域名向DNS服务器发出好几次的DNS请求报文后,每一次得到IP地址都不一样,这可能吗?试例举一种可能的应用例子。

答:如果一个域名与多个IP地址对应,这是可能的。这种技术可用于负载均衡场合,例如,在一个大型门户网站应用中,由于访问的用户数量可能非常大,使一台计算机难以处理巨大的Web流量,而用多台相同的计算机充当Web服务器。这时,当用户请求DNS服务器服务时,DNS就可以根据用户使用情况轮流用该集合中不同计算机的IP地址应答,从而实现了负载分配。

5. 文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的?主进程和从属进程各起什么作用?

答:FTP采用客户/服务器模式工作,在TCP之上传送文件。当FTP客户进程向远程主机的FTP服务器进程发起一个FTP会话前,FTP客户机首先在21号端口向FTP服务器发起一个控制连接。FTP服务器从该连接上收到文件传输命令后,就在20号端口上发起一个到客户的数据连接。FTP在该数据连接上传送一个文件,并在传输完成后关闭该链接。如果用户还想传送另外一个文件,FTP则可打开另一个数据连接进行。FTP控制连接则贯穿于用户会话期间,而会话中的每个文件传输则都需要建立一个新的数据连接。

其中主进程用于控制,从属进程用于传输文件。

6-21讲

1. 假设从服务器向客户传送一个Web页面,该页面含有一个基本HTML文件、8个JPEG图形和5个视频文件,这14个对象位于同一台服务器上,并且视频文件比JPEG和HTML文件都大得多。请你设计一种同时使用持续HTTP和非持续HTTP的方案,使传输时间较短并且连接数量较少。

答:对于持续HTTP连接方案,比较适合用于同一个TCP连接连续传送传输多个较小的对象,而对于非持续HTTP连接方案,以并行的方式同时传输多个较大对象更为合适。由此,我们可以设计如下方案:

(1)由于JPEG文件较小,下载一个JPEG文件的时间为tJ,下载HTML文件的时间为tHTML,采用持续连接对这9个Web对象件进行下载。

(2)5个视频文件较大,采用非持续连接进行并行下载,所需最长时间为2RTT+max(tv)。

因此,该下载该网页所需的时间大致为:2RTT+max{8?tJ+tHTML, 2RTT+max(tv)},需要的连接数目为6。

2. 参照习题6-9,假定在同一服务器上某HTML文件引用了3个非常小的对象。忽略发送时间,在下列情况下需要多长时间:

a. 没有并行TCP连接的非持续HTTP? b. 有并行连接的非持续HTTP? c. 有流水线的持续HTTP?

答:如果主机从DNS得到IP地址之前,已经访问了n个DNS服务器;相继产生的RTT依次为RTT1、….、RTTn,令RTT0表示本地主机和包含对象的服务器之间的RTT值。当在同一服务器上某HTML文件引用了3个非常小的对象,设用户与服务器之间的往返时延为RTT,传输HTML基本文件连同3个小对象的时间为t1:

a.获取IP地址的总时间为:RTT1+ RTT2+…+ RTTn.

一旦获取了IP地址,需要RTT0的时间去建立HTTP连接,然后需要2RTT0的时间去请求和获取对象。因此总的反应时间为:2RTT0+ RTT1+ RTT2+…+ RTTn+t1.

使用没有并行TCP连接且用非持续HTTP ,对每个对象都要打开一个HTTP连接,即需要时间:8*RTT0+ RTT1+ RTT2+…+ RTTn+3*t1。

b. 使用有并行连接的非持续HTTP ,在获取IP地址的总时间后,先打开基本HTML文件,需时2RTT0;然后并行打开3个连接,需时2RTT0 +t1,因此共需时4RTT0 +t1。因此总的反应时间为:

4*RTT0+ RTT1+ RTT2+…+ RTTn+ t1

c. 使用有流水线的持续HTTP时,在获取IP地址的总时间后,先建立连接后再顺序传输3个小对象,即2RTT0+3t1。因此总的反应时间为:

2*RTT0+ RTT1+ RTT2+…+ RTTn.+3 t1

3. 在图6-11中用cookie跟踪用户状态的例子中,如果此时用户张红又同时在亚马逊(amazon)公司网站上购买了图书,该网站为她分配了识别码5678。试说明当张红同时访问阿里巴巴和亚马逊网站时,这些识别码不会被误用。

答:这些识别码是不会被误用。因为在用户端系统中保留有一个cookie文件,用户的浏览器管理本用户在不同网站中的识别码。当用户与某网站连接时,HTTP是通过TCP连接与该网站连接,并在HTTP请求报文中填写对应该网站cookie首部行的识别码,如Set-cookie:1678。因此,不会误用网站的识别码的。

4. 考虑图6-12,其中有一个园区网和因特网相连。假定对象的平均长度为5M比特,从这个园区网的浏览器到初始服务器的平均请求率是每秒2个请求。还假定从访问链路的因特网一侧的路由器转发一个HTTP请求开始,到接收到其响应的平均时间是2秒。将总的平均响应时间建模为平均访问时延(即从因特网路由器到机构路由器的时延)和平均因特网时延之和。对于平均访问时延,使用 ,式中 是跨越访问链路发送一个对象所需的平均所需时间, 是对象对该访问链路的平均到达率。

a. 求出总的响应时间。

b. 现在假定在这个园区网LAN中安装了一个缓存器。假定命中率为0.4,求出总的响应时间。

答:a. 跨越速率为R的链路,发送一个长度为L的对象的时间为:L/R。因此: ?= (5MB)/100Mbps=0.4s,流量强度为:??β=0.4?2=0.8,因此平均访问时间为:?/(1-?β)=0.4/(1-0.8)=2s。因此,总的访问时间为:2s+2s=4s。

b. 假如在园区内安装了缓存器,命中率为40%,因此链路的流量强度将减少40%。因此,平均的访问时间为:0.4/(1-0.8?0.6)=0.78s。因此,总响应时间为:0.78+2s=2.78s。平均的访问时间为:0.4?0ses+0.6?2.78sec = 1.67s。

6-22讲

1. 多媒体应用是如何分类的?这些类型的应用各有哪些特点?

答:多媒体网路应用分为三类:流式存储音频和视频、流式实况音频和视频以及实时交互音频和视频。

这几种多媒体应用都具有时延敏感、丢包容忍的特点。此外,流式存储音频和视频应用中,客户根据需求请求存储在服务器上的被压缩的音频和视频文件。多媒体的内容已经预先录制,并以存储媒体的形式存储在服务器上。流式实况音频和视频应用中,多媒体内容不再存储,而是来源于实况电视和无线电广播。在实时交互音频和视频应用中,允许人们使用音频/视频互相实时通信,这类应用对时延及其时延抖动要求最高。

2. 在目前的因特网中,为了缓解多媒体应用的QoS问题,通常采用的是应用层解决方案。在应用层解决方案中,有哪些重要的技术?

答:在因特网上,所有通信都是基于IP的尽力而为的传送服务,无法确保

多媒体应用的QoS,因此只能采用应用层解决方案。其中包括:采用UDP而不是TCP作为运输层协议,避免拥塞控制的影响;设置客户缓冲区有效地改善时延抖动产生的影响;服务器调用适当副本以匹配客户带宽;使用丢包恢复技术,应对丢包;采用内容分发网络技术,以分散流量传输。

3. 在6.6.3节因特网电话的例子中,设h是添加到每个块首部的字节总数,包括UDP和IP首部。

a. 假设每20 s发出一个IP数据报,求该应用端产生的数据报的传输速率,以每秒比特为单位。

b. 当使用RTP时,h的典型值是什么?

答:a. 在20ms内发送160+h字节的数据,因此平均的传输速率为:

(160?h)?820kbps=(64+0.4h)kbps。

b. 当使用RTP时,因为IP首部为20字节,UDP首部为8字节,RTP首部为12字节,因此h=40字节。

6-23讲

1. 简述电子邮件的最主要的组件。这些组件之间交互使用了哪些协议?用户代理的作用是什么?没有用户代理是否可行?

答:电子邮件系统最重要的具有3个组件是:用户代理(UA)、邮件服务器和应用协议如SMTP和POP3等。用户代理是用户与电子邮件系统的接口,用户代理又称为电子邮件客户软件,它是运行在用户端系统的一个软件程序。邮件服务器包括发送方邮件服务器和接收方邮件服务器。

发送方用户代理向发送方邮件服务器,以及发送方邮件服务器向接收方邮件服务器发送邮件使用的是SMTP协议。接收方用户代理从接收方邮件服务器读取邮件则使用了POP3或是互联网邮件访问协议IMAP。

如果用户熟悉电子邮件应用层命令和规则,可以直接通过telnet直接操作邮件过程,此时没有用户代理也可以。

2. 引入MIME有何作用?MIME与SMTP的关系如何?

答:为了解决SMTP只支持7比特ASCII码传输的问题,在使用SMTP传输邮件之前,将二进制数据转换为ASCII编码数据,并在使用SMTP传输后再将ASCII码数据还原回二进制数据。

为了使电子邮件系统能够用SMTP传输非ASCII数据的内容,发送方用户代理必须在报文首部中包括多用途互联网邮件扩展(MIME)首部行。这样,用

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