计算机网络第七版答案.pdf
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1、计算机网络第七版答案 Prepared on 22 November 2020计计算算机机网网络络第第七七版版答答案案第一章第一章 概述概述1-021-02 简述分组交换的要点。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1-031-03 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。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
2、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。1-081-08 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。1-101-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。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)
3、,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。问在问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小怎样的条件下,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。1-141-14 计算机网络有哪些常用的性能指标计算机网
4、络有哪些常用的性能指标答:速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间RTT,利用率1-151-15 假定网络利用率达到了假定网络利用率达到了 90%90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍。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 D0U=90%;D=D0/(1-U)-D/D0=10 现在的网络时延是最小值的 10倍1-171-17 收发两端之间的传输距离为收发两端之间的传输距离为1000km1000km,信号在媒体上的传播速率为,信号在媒体上的传播速率为22108m/s108m/s。试计算以下。试计算以下两种情况的
5、发送时延和传播时延: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)=(2)发送时延 ts=103/109=1 s传播时延:tp=106/(2108)=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。1-181-18 假设信号在媒体上的传播速度为假
6、设信号在媒体上的传播速度为22108m/s.108m/s.媒体长度媒体长度 L L 分别为: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试计算出当数据率为 1Mb/s1Mb/s和和 10Gb/s10Gb/s 时在以上媒体中正在传播的比特数。时在以上媒体中正在传播的比特数。解:(1)1Mb/s:传播时延=(2108)=510-10比特数=510-101106=510-4 1Gb/s:比特数=510-101109=510-1(2)1Mb/s:传播时延=100/(2108)=510-7比特数=510-71106=
7、510-1 1Gb/s:比特数=510-71109=5102(3)1Mb/s:传播时延=100000/(2108)=510-4比特数=510-41106=51021Gb/s:比特数=510-41109=5105(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2108)=10-2比特数=10-21106=51041Gb/s:比特数=10-21109=51071-191-19 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
8、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)=%(2)1000/(1000+20+20+18)=%1-211-21 协议与服务有何区别有何关系协议与服务有何区别有何关系答: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。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
9、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: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。1-221-22 网络协议的三个要素是什么各有什么含义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
10、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。1-241-24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。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。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
11、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。1-261-26 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、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、客户客户-服务器方式。服务器方式。答:实体实体(
12、entity)(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。客户客户(client)(client)和服务器和服务器(server)(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
13、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.第二章第二章 物理层物理层2-052-05 物理层的接口有哪几个方面的特性个包含些什么内容物理层的接口有哪几个方面的特性个包含些什么内容答:(1)机械特性 明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。(2)电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。(3)功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。(4)规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2-072-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为假定某信道受
14、奈氏准则限制的最高码元速率为2000020000 码元码元/秒。如果采用振幅调制,把码元秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为的振幅划分为 1616 个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/sb/s)答:C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s2-082-08 假定要用假定要用 3KHz3KHz 带宽的电话信道传送带宽的电话信道传送 64kb/s64kb/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(分别用比值和分贝来表示这个结果说明什么问题)多高的信噪比(分别用比值
15、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=是个信噪比要求很高的信源2-092-09 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 log2(1+S/N)b/s-SN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1SN2=2*(C2/W)-1=2*(*C1/w)-1=2*(*35000/3100
16、)-1SN2/SN1=100信噪比应增大到约 100倍。C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)C3/C2=%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%左右2-132-13 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。第三章第三章 数据链路层数据链路层3-023-02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
17、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,影响传输效率。3-033-03网络适配器的作用是什么网络适配器工作在哪一层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)3-073-073-083-08要发送的数据为要发送的数据为 10111010
18、1110。采用。采用 CRCDCRCD 生成多项式是生成多项式是 P P(X X)=X3+1=X3+1。试求应添加在数据。试求应添加在数据后面的余数。后面的余数。答:作二进制除法,101110 000 10011 添加在数据后面的余数是 0113-093-09一个一个 PPPPPP 帧的数据部分(用十六进制写出)是帧的数据部分(用十六进制写出)是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试。试问真正的数据是什么(用十六进制写出)问真正的数据是什么(用十六进制写出)答:7D 5E FE 27 7D 5D 7
19、D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D3-103-103-123-12PPPPPP 协议的工作状态有哪几种当用户要使用协议的工作状态有哪几种当用户要使用PPPPPP 协议和协议和 ISPISP 建立连接进行通信需要建立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哪几种连接每一种连接解决什么问题3-143-14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总线拓扑结构而不是星形拓扑结构,但现
20、在却改为使用星形拓扑结构答: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。3-163-16数据率为数据率为 10Mb/s10Mb/s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒秒答: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,
21、即20M波特3-203-20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3-223-22假定在使用假定在使用 CSMA/CDCSMA/CD协议的协议的 10Mb/s10Mb/s 以太网中某个站在发送数据时
22、检测到碰撞,执行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退避算法时选择了随机数 r=100r=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。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/s100Mb/s 的以太网呢的以太网呢答:对于 10mb/s的以太网,以太网把争用期定为微秒,要退后100个争用期,等待时间是(微秒)*100=对于 100mb/s的以太网,以太网把争用期定为微秒,要退后100个争用期,等待时间是(微秒)*100=512微秒3-273-27假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
23、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:集线器为物理层设备,模拟了总线这一共享媒介共争用,成为局域网通信容量的瓶颈。交换机则为链路层设备,可实现透明交换局域网通过路由器与因特网相连当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份时,形成集中面向路由器的数据流,使用集线器冲突较大,采用交换机能得到改善。当本局域网内通信量占主要成份时,采用交换机改善对外流量不明显3-293-29 10Mb/s10Mb/s以太网升级到以太网升级到 100Mb/s100Mb/s、1Gb/S1Gb/S 和和 10
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