最新计算机网络课后答案第五版作者谢希仁课后习题答案Word文档格式.docx

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图观察k段链路共有几个结点。

）

线路交换时延：

kd+x/b+s,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，当s>

（k-1）*（p/b）时，电

路交换的时延比分组交换的时延大，当x>

>

p,相反。

1-12因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？

它们的工作方式

各有什么特点？

边缘部分：

由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;

低速连入核心网。

　核心部分：

由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。

1-13客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？

有没有相同的地方？

前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。

后者实际上是前者的双向应用。

1-14计算机网络有哪些常用的性能指标？

速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率

1-19长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。

再交给

网络层传送，需加上20字节的IP首部。

最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和

尾部工18字节。

试求数据的传输效率。

数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发

送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？

解：

（1）100/（100+20+20+18）=63.3%

（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%

1-20网络体系结构为什么要采用分层次的结构？

试举出一些与分层体系结构的思想相

似的日常生活。

分层的好处：

①各层之间是独立的。

某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实

现的。

②灵活性好。

当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均

不受影响。

③结构上可分割开。

各层可以采用最合适的技术来实现

④易于实现和维护。

⑤能促进标准化工作。

与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统。

1-21协议与服务有何区别？

有何关系？

网络协议：

为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

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。

协议和服务的概念的区分：

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。

但服务是“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。

1-22网络协议的三个要素是什么？

各有什么含义？

1-26试解释以下名词：

协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、

服务器、客户-服务器方式。

实体（entity）表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户是

服务的请求方，服务器是服务的提供方。

客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

协议栈:

指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议

的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构

对等层:

在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.

协议数据单元:

对等层实体进行信息交换的数据单位.

服务访问点:

在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点

SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.

第二章物理层

2-01物理层要解决哪些问题？

物理层的主要特点是什么？

物理层要解决的主要问题：

（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层

感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。

（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般

为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和

释放问题。

（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路

物理层的主要特点：

（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，

这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以

至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将

物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性。

（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当

复杂。

2-02归层与协议有什么区别？

规程专指物理层协议

2-03试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。

源点：

源点设备产生要传输的数据。

源点又称为源站。

发送器：

通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。

接收器：

接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。

终点：

终点设备从接收器获取传送过来的信息。

终点又称为目的站

传输系统：

信号物理通道

2-04试解释以下名词：

数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数

字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输

。

数据：

是运送信息的实体。

信号：

则是数据的电气的或电磁的表现。

模拟数据：

运送信息的模拟信号。

模拟信号：

连续变化的信号。

数字信号：

取值为有限的几个离散值的信号。

数字数据：

取值为不连续数值的数据。

码元（code）：

在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数

值的基本波形。

单工通信：

即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。

半双工通信：

即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接

收）。

这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。

全双工通信：

即通信的双方可以同时发送和接收信息。

基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。

像计算机输出的代表各种文字或图

像文件的数据信号都属于基带信号。

带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在

信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。

2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？

信噪比能否任意提高？

香农公式在

数据通信中的意义是什么？

“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制

香农公式在数据通信中的意义是：

只要信息传输速率低于信道的极限传信率

，就可实现无差传输。

比特/s是信息传输速率的单位

码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。

一个码元不一定对应

于一个比特。

*2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用振幅调制

，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

2-10常用的传输媒体有哪几种？

各有何特点？

双绞线

屏蔽双绞线STP（ShieldedTwistedPair）

无屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwistedPair）

同轴电缆

50W同轴电缆

75W同轴电缆

光缆

无线传输：

短波通信/微波/卫星通信

2-13为什么要使用信道复用技术？

常用的信道复用技术有哪些？

为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。

频分、时分、码分、波分。

2-14试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。

FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.

FDM（frequencydivisionmultiplexing）

TDM（TimeDivisionMultiplexing）

STDM（StatisticTimeDivisionMultiplexing）

WDM（WaveDivisionMultiplexing）

DWDM（DenseWaveDivisionMultiplexing）

CDMA（CodeWaveDivisionMultiplexing）

SONET（SynchronousOpticalNetwork）同步光纤网

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）同步数字系列

STM-1（SynchronousTransferModule）第1级同步传递模块

OC-48（OpticalCarrier）第48级光载波

2-15码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不

会互相干扰？

这种复用方法有何优缺点？

各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现

占用较大的带宽。

2-16共有4个站进行码分多址通信。

4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S：

（－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0还是1？

S•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1

S•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0

S•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送

S•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

2-17试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？

xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带

业务。

成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。

HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视

网。

要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网

需要相当的资金和时间。

FTTx（光纤到……）这里字母x可代表不同意思。

可提供最好的带宽和质量、但现阶

段线路和工程成本太大。

第三章数据链路层

3-01数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别?

“电路接通了”与”数

据链路接通了”的区别何在?

数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数

据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了

，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链

路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物

理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连

接不一定跟着断开连接。

3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能?

试讨论数据链路层做成可靠的链路层

有哪些优点和缺点.

链路管理

帧定界

流量控制

差错控制

将数据和控制信息区分开

透明传输

寻址

可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：

对于干扰严重的信道，可

靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；

对于优质信

道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。

3-03网络适配器的作用是什么?

网络适配器工作在哪一层?

适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件

网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）

3-04数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以

解决？

帧定界是分组交换的必然要求

透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆

差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

3-05如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？

无法区分分组与分组

无法确定分组的控制域和数据域

无法将差错更正的范围限定在确切的局部

3-06PPP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？

简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错

不使用序号和确认机制

地址字段A只置为0xFF。

地址字段实际上并不起作用。

控制字段C通常置为0x03。

PPP是面向字节的

当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一

样），当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法

PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制

3-07要发送的数据为1101011011。

采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。

试求应

添加在数据后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？

若

数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？

采用CRC检验后，数据链

路层的传输是否就变成了可靠的传输？

作二进制除法，1101011011000010011得余数1110，添加的检验序列是

1110.

作二进制除法，两种错误均可发展

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。

3-13局域网的主要特点是什么？

为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢

局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网

络

从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：

（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。

（2）地理范围有限，用户个数有限。

通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对

独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越

位10m~10km内或更大一些。

从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：

（1）低层协议简单

（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层

（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传

输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问

控制技术

在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站

点间直接构成格状网。

3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？

现在最流行的是哪种结构？

为什么早期

的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？

星形网，总线网，环形网，树形网

当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但

实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的

使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的

拓扑。

3-15什么叫做传统以太网？

以太网有哪两个主要标准？

DIXEthernetV2标准的局域网

DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准

3-16数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？

码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都

有两个信号周期。

标准以太网的数据速率是10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即

20M波特

3-19以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。

这与传统的时分复

用TDM相比优缺点如何？

传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合

不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，

但控制复杂，高负荷时信道冲突大。

3-20假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。

设信号在网络上的传播速率为

200000km/s。

求能够使用此协议的最短帧长。

对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5为微秒，来回路程传播时间为10微秒，

为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10

微秒可以发送的比特数等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短帧是10000位或1250字

节长

3-22假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，

执行退避算法时选择了随机数r=100。

试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数

据？

如果是100Mb/s的以太网呢？

对于10mb/s的以太网，以太网把争用期定为51.2微秒，要退后100个争用期，等待

时间是51.2（微秒）*100=5.12ms

对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间

是5.12（微秒）*100=512微秒

3-24假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。

这两个站点之间的传播时延为

225比特时间。

现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。

如果A发送

的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送

完毕？

换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不

会和B发送的帧发生碰撞？

在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道

上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）

设在t=0时A开始发送，在t=（64+8）*8=576比特时间，A应当发送完毕。

t=225比特

时间，B就检测出A的信号。

只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就

一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了

如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会

和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）。

3-30以太网交换机有何特点？

用它怎样组成虚拟局域网？

以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换

虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。

这些网段具有某些共同的需求。

虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记

（tag），用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。

3-31网桥的工作原理和特点是什么？

网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？

网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。

网桥具有过滤帧的功能。

当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先

检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口

转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力

以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥

3-32图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来

每一个网桥都有两个接口（1和2）。

在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。

以后

有以下各站向其他的站发送了数据帧：

A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。

试

把有关数据填写在表3-2中。

发送的帧B1的转发表B2的转发表B1的处理

（转发？

丢弃？

登记？

）B2的处理

地址接口地址接口

A→EA1A1转发，写入转发表转发，写入转

发表

C→BC2C1转发，写入转发表转发，写入转

D→CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转

B→AB1写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧

3-33网桥中的转发表是用自学习算法建立的。

如果有的站点总是不发送数据而仅仅

接受数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？

如果要向这个站点

发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？

没有与这样的站点相对应的项目;

网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的地址

第四章网络层

1.网络层向上提供的服务有哪两种？

是比较其优缺点。

网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（VirtualCircuit）服务或“无连接”数

据报服务

前者预约了双方通信所需的一切网络资源。

优点是能提供服务质量的承诺。

即所传送的

分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点

是路由器复杂，网络成本高；

后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易

2.网络互连有何实际意义？

进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？

网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区