计算机网络基础-习题解答-1、2章.ppt
习题解答解答1-03试从多个方面比较电路交换、报文试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。交换和分组交换的主要优缺点。答：（答：（1 1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。（2 2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。（3 3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。21-08计算机网络都有哪些类别？各种计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？类别的网络都有哪些特点？答：按范围：答：按范围：（1 1）广域网）广域网WANWAN：远程、高速、是：远程、高速、是InternetInternet的核的核心网。心网。（2 2）城域网：城市范围，链接多个局域网。）城域网：城市范围，链接多个局域网。（3 3）局域网：校园、企业、机关、社区。）局域网：校园、企业、机关、社区。（4 4）个域网）个域网PANPAN：个人电子设备：个人电子设备1-09计算机网络中的主干网和本地接入网计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？的主要区别是什么？答：主干网：提供远程覆盖答：主干网：提供远程覆盖 高速传输高速传输 和路和路由器最优化通信由器最优化通信本地接入网：主要支持用户的访问本地，实本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。现散户接入，速率低。1-10试试在在下下列列条条件件下下比比较较电电路路交交换换和和分分组组交交换换。要要传传送送的的报报文文共共x（bit）。从从源源点点到到终终点点共共经经过过k段段链链路路，每每段段链链路路的的传传播播时时延延为为d（s），数数据据率率为为b(b/s)。在在电电路路交交换换时时电电路路的的建建立立时时间间为为s(s)。在在分分组组交交换换时时分分组组长长度度为为p(bit)，且且各各结结点点的的排排队队等等待待时时间间可可忽忽略略不不计计。问问在在怎怎样样的的条条件件下下，分分组组交交换换的的时时延延比比电电路路交交换换的的要要小小？电电路交换时延：路交换时延：kd+x/b+skd+x/b+s,分组交换时延：分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)其中其中(k-1)*(p/b)(k-1)*(p/b)表示表示K K段传输中，有段传输中，有(k-1)(k-1)次的储存转发延迟，当次的储存转发延迟，当s(k-1)*(p/b)s(k-1)*(p/b)时，时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当电路交换的时延比分组交换的时延大，当xpxp,相反。相反。1-11在在上上题题的的分分组组交交换换网网中中，设设报报文文长长度度和和分分组组长长度度分分别别为为x和和(p+h)(bit),其其中中p为为分分组组的的数数据据部部分分的的长长度度，而而h为为每每个个分分组组所所带带的的控控制制信信息息固固定定长长度度，与与p的的大大小小无无关关。通通信信的的两两端端共共经经过过k段段链链路路。链链路路的的数数据据率率为为b(b/s)，但但传传播播时时延延和和结结点点的的排排队队时时间间均均可可忽忽略略不不计计。若若打打算算使使总总的的时时延延为为最最小小，问问分分组组的的数数据据部部分分长长度度p应应取为多大？取为多大？答：总时延答：总时延D D表达式，分组交换时延为：表达式，分组交换时延为：D=kd+(x/p)*(p+h)/b)+(k-1)*(p+h)/b D=kd+(x/p)*(p+h)/b)+(k-1)*(p+h)/b D D对对p p求导后，令其值等于求导后，令其值等于0 0，求得，求得p=(xh)/(k-1)0.5p=(xh)/(k-1)0.51-15假定网络利用率达到了假定网络利用率达到了90%。试估计一。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？解：设网络利用率为解：设网络利用率为U U。网络时延为。网络时延为D D，网络时，网络时延最小值为延最小值为D0D0U=90%;D=D0/(1-U)-D/D0=10U=90%;D=D0/(1-U)-D/D0=10 现在的网络时延是最小值的现在的网络时延是最小值的1010倍倍1-17收发两端之间的传输距离为收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒，信号在媒体上的传播速率为体上的传播速率为2108m/s。试计算以下两种情况的。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：发送时延和传播时延：（1）数据长度为数据长度为107bit,数据发送速率为数据发送速率为100kb/s。（2）数据长度为数据长度为103bit,数据发送速率为数据发送速率为1Gb/s。从上面的计算中可以得到什么样的结论？从上面的计算中可以得到什么样的结论？解：（解：（1 1）发送时延：）发送时延：ts=10ts=107 7/10/105 5=100s=100s传播时延传播时延tp=10tp=106 6/(210/(2108 8)=0.005s)=0.005s（2 2）发送时延）发送时延ts=10ts=103 3/10/109 9=1=1s s传播时延：传播时延：tp=10tp=106 6/(210/(2108 8)=0.005s)=0.005s结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发结论：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。送时延往往大于传播时延。若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延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。中的主要成分。1-18解：（解：（1 1）1Mb/s:1Mb/s:传播时延传播时延=0.1/(210=0.1/(2108 8)=510)=510-10-10 比特数比特数=510=510-10-101101106 6=510=510-4-4 1Gb/s:1Gb/s:比特数比特数=510=510-10-101101109 9=510=510-1-1（2 2）1Mb/s:1Mb/s:传播时延传播时延=100/(210=100/(2108 8)=510)=510-7-7比特数比特数=510=510-7-71101106 6=510=510-1-11Gb/s:1Gb/s:比特数比特数=510=510-7-71101109 9=510=5102 2(3)1Mb/s:(3)1Mb/s:传播时延传播时延=100000/(210=100000/(2108 8)=510)=510-4-4比特数比特数=510=510-4-41101106 6=510=5102 21Gb/s:1Gb/s:比特数比特数=510=510-4-41101109 9=510=5105 5(4)1Mb/s:(4)1Mb/s:传播时延传播时延=5000000/(210=5000000/(2108 8)=2.510)=2.510-2-2比特数比特数=2.510=2.510-2-21101106 6=510=5104 41Gb/s:1Gb/s:比特数比特数=2.510=2.510-2-21101109 9=510=5107 71-19长度为长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，字节的应用层数据交给传输层传送，需加上需加上20字节的字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加首部。再交给网络层传送，需加上上20字节的字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。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）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。若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是字节，数据的传输效率是多少？多少？（1 1）100/100/（100+20+20+18100+20+20+18）=63.3%=63.3%（2 2）1000/1000/（1000+20+20+181000+20+20+18）=94.5%=94.5%1-24 论述具有五层协议的网络体系结构论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能的要点，包括各层的主要功能答：综合答：综合OSI OSI 和和TCP/IP TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：功能：物理层物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 0 层。）层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（传送以帧（frameframe）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。网络层网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。输层。运输层运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。应用层直接为用户的应用进程提供服务。2-08假定要用假定要用3KHz带宽的电话信道传送带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比多高的信噪比？（分别用比值和分贝来表示？（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？）这个结果说明什么问题？）答：答：C=Wlog2C=Wlog2（1+S/N1+S/N）(b/s)(b/s)W=3khzW=3khz，C=64khz S/N=64.2dB C=64khz S/N=64.2dB 是个信噪是个信噪比要求很高的信源比要求很高的信源2-09用用香香农农公公式式计计算算一一下下，假假定定信信道道带带宽宽为为3100Hz，最最大大信信道道传传输输速速率率为为35Kb/，那那么么若若想想使使最最大大信信道道传传输输速速率率增增加加，问问信信噪噪比比/应应增增大大到到多多少少倍倍？如如果果在在刚刚才才计计算算出出的的基基础础上上将将信信噪噪比比/再再增增大大到到十十倍，问最大信息速率能否再增加？倍，问最大信息速率能否再增加？答：答：C=W log2(1+S/N)b/s C=W log2(1+S/N)b/s SNSN1 1=2*=2*（C1/WC1/W）-1=2*-1=2*（35000/310035000/3100）-1-1SNSN2 2=2*=2*（C2/WC2/W）-1=2*-1=2*（1.6*C1/w1.6*C1/w）-1=2*1=2*（1.6*35000/31001.6*35000/3100）-1-1SN2/SN1=100SN2/SN1=100信噪比应增大到约信噪比应增大到约100100倍。倍。C3=Wlog2C3=Wlog2（1+SN31+SN3）=Wlog2=Wlog2（1+10*SN21+10*SN2）C3/C2=18.5%C3/C2=18.5%如果在此基础上将信噪比如果在此基础上将信噪比S/NS/N再增大到再增大到1010倍，最大信息通率只倍，最大信息通率只能再增加能再增加18.5%18.5%左右左右2-11假定有一种双绞线的衰减是假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km(在在1kHz时时)，若容许有，若容许有20dB的衰减，试问使用这种的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？如果要双绞线双绞线的链路的工作距离有多长？如果要双绞线的工作距离增大到的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低公里，试应当使衰减降低到多少？到多少？解：使用这种双绞线的链路的工作距离为解：使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/0.7=28.6km=20/0.7=28.6km 衰减应降低到衰减应降低到20/100=0.2db20/100=0.2db2-12试计算工作在试计算工作在1200nm到到1400nm之间之间以及工作在以及工作在1400nm到到1600nm之间的光波之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为为2*108m/s.解：解：V=L*F F=V/L B=F2-F1=V/L1-V/L2V=L*F F=V/L B=F2-F1=V/L1-V/L2 1200nm 1200nm到到1400nm1400nm：带宽：带宽=23.8THZ=23.8THZ 1400nm 1400nm到到1600nm1600nm：带宽：带宽=17.86THZ=17.86THZ2-15码分多址码分多址CDMA为什么可以使所有用户在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？相干扰？这种复用方法有何优缺点？答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不答：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。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。占用较频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。占用较大的带宽。大的带宽。
