计算机网络(第六版)谢希仁著课后习题答案(共16页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 概述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1-03 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。答:(1)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。(2)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。(3)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。1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段?请指出这几个阶段的主要特点。答:从单个网络APPANET向互联网发展;TCP/IP协议的初步
2、成型建成三级结构的Internet;分为主干网、地区网和校园网;形成多层次ISP结构的Internet;ISP首次出现。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1-10 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
3、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xp,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?答: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
4、;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?答: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。1-17 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2108m/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/(2108)=
5、0.005s(2)发送时延ts =103/109=1s传播时延:tp=106/(2108)=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。1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2.3108 m/s.媒体长度L分别为:(1)10cm(网络接口卡)(2)100m(局域网)(3)100km(城域网)(4)5000km(广域网)试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。解:媒体长度l传播时延媒体中的比特数 数据率 = 1 Mb/s数据率 = 10 Gb/s(1)0.
6、1m 4.35*10-10 s4.35*10-44.35(2)100m 4.35*10-7 s0.4354.35*103(3)100km 4.35*10-4 s4.35*1024.35*106(4)5000km 0.0217 s2.17*1042.17*108 计算公式:传播时延=信道长度(s)/ 电磁波在信道上的传播速率(m/s)比特数= 传播时延 * 数据率1Mb/s = 106 1Gb/s=1091-19 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
7、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%1-22 网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?答: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。1-24论述具有五层协议的网络体系结构的要点
8、,包括各层的主要功能。答:综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。各层的主要功能: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 层。) 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:数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)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
9、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:应用层直接为用户的应用进程提供服务。1-27 试解释everything over IP 和IP over everthing 的含义。TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务 (所谓的everything over ip)答:允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行(所谓的ip over everything)第二章 物理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
10、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
11、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)=
12、20000b/s*4=80000b/s2-08 假定要用3KHz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多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)答:C=Wlog2(1+S/N)(b/s)W=3khz,C=64khz-S/N=64.2dB是个信噪比要求很高的信源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/,那么若想使最大信道传输速率增加,问信噪比/应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比/应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比/再增大到十倍,问最大信息速率能否再增加? 答:C = W
13、 log2(1+S/N) b/s-SN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1SN2/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 (Shielded Twisted Pair)、无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted P
14、air)、同轴电缆、50 W 同轴电缆、75 W 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。2-15 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?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。 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:(11111111)
15、B:(11111111) C:(11111111) D:(11111111) 现收到这样的码片序列S:(11311311)。问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的是0还是1?解:SA=(11311311)8=1, A发送1SB=(11311311)8=1, B发送0SC=(11311311)8=0, C无发送SD=(11311311)8=1, D发送12-17 试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点? 答: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
16、大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 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? 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
17、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. 答: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
18、率。3-07要发送的数据为。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?答:作二进制除法, 0000 10011 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。3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串11100。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,问删除发
19、送端加入的零比特后变成怎样的比特串?答:第一个比特串: 经过零比特填充后变成 (有下划线的0是填充的)。另一个比特串:删除发送端加入的零比特后变成1-11111-110(连字符表示删除了0)。 11111 001 11111 1103-18试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。答:10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s,“BASE”表示电缆上的信号是基带信号,“T”代表双绞线星形网,但10BASE-T的通信距离稍短,每个站到集线器的距离不超过100m。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
20、速率为km/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/=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?答: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
21、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3-26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=1.6373-27假
22、定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的,而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器,而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络?答:以太网交换机用在这样的以太网,其20%通信量在本局域网内,而80%的通信量到因特网。3-28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
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