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课后习题
第一章概述
1-01计算机网络向用户可以提供那些服务？
答：
连通性和共享
1-02简述分组交换的要点。
答：
（1）报文分组，加首部
（2）经路由器储存转发
（3）在目的地合并
1-06简述因特网标准制定的几个阶段？
答：
（1）因特网草案（InternetDraft）——在这个阶段还不是RFC文档。
（2）建议标准（ProposedStandard）——从这个阶段开始就成为RFC文档。
（3）草案标准（DraftStandard）
（4）因特网标准（InternetStandard）
1-07小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别？
答：
（1）internet（互联网或互连网）：
通用名词，它泛指由多个计算机网络
互连而成的网络。
；协议无特指
（2）Internet（因特网）：
专用名词，特指采用TCP/IP协议的互联网络
区别：
后者实际上是前者的双向应用
1-08计算机网络都有哪些类别？
各种类别的网络都有哪些特点？
答：
按范围：
（1）广域网WAN：
远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网：
城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：
校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：
个人电子设备
按用户：
公用网：
面向公共营运。
专用网：
面向特定机构。
1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源点到
终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。
在电路交换时
电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可
忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
（提示：
画一下草
图观察k段链路共有几个结点。
）
答：
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。
1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit）,其中p为分
组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信
的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽
略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？
（提示：
参
考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。
）
答：
总时延D表达式，分组交换时延为：
D=kd+（x/p）*（（p+h）/b）+（k-1）*（p+h）/b
D对p求导后，令其值等于0，求得p=[（xh）/（k-1）]^0.5
1-15假定网络利用率达到了90%。
试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍
？
解：
设网络利用率为U。
，网络时延为D，网络时延最小值为D0
U=90%;D=D0/（1-U）---->D/D0=10
现在的网络时延是最小值的10倍
1-17收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。
试
计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？
解：
（1）发送时延：
ts=107/105=100s
传播时延tp=106/（2×108）=0.005s
（2）发送时延ts=103/109=1μs
传播时延：
tp=106/（2×108）=0.005s
结论：
若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但
若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
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%
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？
答：
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。
2-06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？
答：
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）?
答：
C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s
2-09用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，
那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚
才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？
如果在刚才计算出的基础上将信噪
比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？
答：
C=Wlog2（1+S/N）b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1
SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-10常用的传输媒体有哪几种？
各有何特点？
答：
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？
答：
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。
2-16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？
解：
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
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?
答：
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。
3-03网络适配器的作用是什么?
网络适配器工作在哪一层?
答：
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）
3-08要发送的数据为101110。
采用CRCD生成多项式是P（X）=X3+1。
试求应添加在
数据后面的余数。
答：
作二进制除法，10111000010011添加在数据后面的余数是011
3-09一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D
5E。
试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
答：
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7EFE277D7D657D
3-10PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填
充后变成怎样的比特串？
若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110
，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
答：
0110111111111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
3-12 PPP协议的工作状态有哪几种？
当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立哪几种连接？
每一种连接解决什么问题？
答：
PPP协议的工作状态分为：
“链路终止”状态，“链路静止”状态，“链路建立”状态，“鉴别”
状态，“网络层协议”状态，“链路打开”状态。
用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立的连接为：
链路静止，链路建立，鉴别，网络层协议，链路打开。
链路静止时，在用户PC机和ISP的路由器间并不存在物理层的连接。
链路建立时，目的是建立链路层的LCP连接。
鉴别时，只允许传送LCP协议的分组、鉴别协议的分组以及监测链路质量的分组。
网络层协议时，PPP链路的两端的网络控制协议NCP根据网络层的不同协议无相交换网络层特定的网络控制分组。
链路打开时，链路的两个PPP端点可以彼此向对方发送分组
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？
答：
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
3-20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。
答：
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
3-26以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。
于是按截断二进制指
数退避算法进行重传。
重传次数记为i，i=1，2，3,…..。
试计算第1次重传失败的概率
、第2次重传的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传
次数I。
答：
将第i次重传成功的概率记为pi。
显然
第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率
为0.125.平均重传次数I=1.637
3-27有10个站连接到以太网上。
试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；
（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；
（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。
答:
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：
10mbs
（2）10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：
100mbs
（3）10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：
10mbs
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
4.试简单说明下列协议的作用：
IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：
实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一
的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有
四个协议。
ARP协议：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：
是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：
提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会
因特网组管理协议IGMP：
用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
9.
（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
有三种含义
其一是一个A类网的子网掩码，对于A类网络的IP地址，前8位表示网络号，后24位表示
主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分
，最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网，对于B类网络的IP地址，前16位表示网络号，后16位表示主机
号，使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最
后8位为主机号。
第三种情况为一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
（2）一网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？
255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.
每一个子网上的主机为（2^3）=6台
掩码位数29，该网络能够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。
（3）一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个子网掩码
有何不同？
A类网络：
11111111111111111111111100000000
给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0
B类网络11111111111111111111111100000000
给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
（4）一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最
多是多少？
（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2
Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为：
2^12-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000主机数2^12-2
（5）一A类网络的子网掩码为255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？
是10111111111111110000000011111111
（6）某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81，试将其转化为点分十进制的形式。
这个地
址是哪一类IP地址？
C22F1481--à（12*16+2）.（2*16+15）.（16+4）.（8*16+1）---à194.47.20.129
C22F1481---à11000010.00101111.00010100.10000001
C类地址
（7）C类网络使用子网掩码有无实际意义？
为什么？
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如
果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的
内容,但是代价是主机数相信减少.
11.IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。
这样做的最大好处是什么？
坏
处是什么？
在首部中的错误比在数据中的错误更严重，例如，一个坏的地址可能导致分组被投寄到
错误的主机。
许多主机并不检查投递给他们的分组是否确实是要投递给它们，它们假定
网络从来不会把本来是要前往另一主机的分组投递给它们。
数据不参与检验和的计算，因为这样做代价大，上层协议通常也做这种检验工作，从前
，从而引起重复和多余。
因此，这样做可以加快分组的转发，但是数据部分出现差错时不能及早发现。
17.一个3200位长的TCP报文传到IP层，加上160位的首部后成为数据报。
下面的互联网
由两个局域网通过路由器连接起来。
但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部
分只有1200位。
因此数据报在路由器必须进行分片。
试问第二个局域网向其上层要传送
多少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）?
答：
第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片
的数据部分<1200-160（bit），由于片偏移是以8字节即64bit为单位的，所以IP数据片的
数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网
向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。
19.主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器。
试问在IP数据报的发送过程中
总共使用了几次ARP？
6次，主机用一次，每个路由器各使用一次。
20.设某路由器建立了如下路由表：
目的网络子网掩码下一跳
128.96.39.0255.255.255.128接口m0
128.96.39.128255.255.255.128接口m1
128.96.40.0255.255.255.128R2
192.4.153.0255.255.255.192R3
*（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）192.153.17
（5）192.4.153.90
（1）分组的目的站IP地址为：
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与，得
128.96.39.0，可见该分组经接口0转发。
（2）分组的目的IP地址为：
128.96.40.12。
①与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。
②与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组
经R2转发。
（3）分组的目的IP地址为：
128.96.40.151，与子网掩码255.255.255.128相与后得
128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知
，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。
与子网掩码255.255.255.128相与后得
192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0，经查路由表知，该
分组经R3转发。
（5）分组的目的IP地址为：
192.4.153.90，与子网掩码255.255.255.128相与后得
192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64，经查路由表知，该
分组转发选择默认路由，经R4转发。
21某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器，分布
在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网
掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值
4000/16=250，平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码，则每个网络所连
主机数=28-2=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码
地点：
子网号（subnet-id）子网网络号主机IP的最小值和最大值
1：
00000001129.250.1.0129.250.1.1---129.250.1.254
2：
00000010129.250.2.0129.250.2.1---129.250.2.254
3：
00000011129.250.3.0129.250.3.1---129.250.3.254
4：
00000100129.250.4.0129.250.4.1---129.250.4.254
5：
00000101129.250.5.0129.250.5.1---129.250.5.254
6：
00000110129.250.6.0129.250.6.1---129.250.6.254
7：
00000111129.250.7.0129.250.7.1---129.250.7.254
8：
00001000129.250.8.0129.250.8.1---129.250.8.254
9：
00001001129.250.9.0129.250.9.1---129.250.9.254
10：
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