计算机网络课后习题答案1.pdf
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1、1-0 3 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。1-0 8 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W A N:远程、高速、是 I n t e rn e t 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P A N:个人电子
2、设备按用户:公用网:面向公共营运。专用网:面向特定机构。1-1 4 计算机网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R T T,利用率1-1 7 收发两端之间的传输距离为1 0 0 0 k m,信号在媒体上的传播速率为2 X 1 0 8 m/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1 0 7 b i t,数据发送速率为1 0 0 k b/so(2)数据长度为1 0 3 b i t,数据发送速率为I G b/so从上面的计算中可以得到什么样的结论?解:(1)发送时延:t s=1 0 7/1 0 5=1 0 0 s传播时延 t p=1 0 6/
3、(2 X 1 0 8)=0.0 0 5 s(2)发送时延 t s=1 0 3/1 0 9=l l s传播时延:t p=1 0 6/(2 X 1 0 8)=0.0 0 5 s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。1-1 8 假设信号在媒体上的传播速度为2 X 1 0 8 m/s.媒体长度L 分别为:(1)1 0 c m (网络接口卡)(2)1 0 0 m (局域网)(3)1 0 0 k m (城域网)(4)5 0 0 0 k m (广域网)试计算出当数据率为I M b/s和 1 0 G b/s时
4、在以上媒体中正在传播的比特数。解:(1)I M b/s:传播时延=0.1/(2 X 1 0 8)=5 X 1 0-1 0比特数=5 X 1 0-1 0 X 1 X 1 0 6=5 X 1 0-4I G b/s:比特数=5 X 1 0-1 0 X 1 X 1 0 9=5 X 1 0-1(2)I M b/s:传播时延=1 0 0/(2 X 1 0 8)=5 X 1 0-7比特数=5 X 1 0-7 X 1 X 1 0 6=5 X 1 0-1I G b/s:比特数=5 X 1 0-7 X I X 1 0 9=5 X 1 0 2(3)I M b/s:传播时延=1 0 0 0 0 0/(2 X 1 0
5、8)=5 X 1 0-4比特数=5 X 1 0-4 X 1 X 1 0 6=5 X 1 0 2I G b/s:比特数=5 X 1 0-4 X 1 X 1 0 9=5 X 1 0 5(4)I M b/s:传播时延=5 0 0 0 0 0 0/(2 X 1 0 8)=2.5 X 1 0-2比特数=2.5 X 1 0-2 X 1 X 1 0 6=5 X 1 0 4I G b/s:比特数=2.5 X 1 0-2 X 1 X 1 0 9=5 X 1 0 71-1 9 长度为1 0 0 字节的应用层数据交给传输层传送,需加上2 0 字节的T C P 首部。再交给网络层传送,需加上2 0 字节的I P 首部
6、。最后交给数据链路层的以太网传送,加上首部和尾部工1 8 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1 0 0 0 字节,数据的传输效率是多少?解:(1)1 0 0/(1 0 0+2 0+2 0+1 8)=6 3.3%(2)1 0 0 0/(1 0 0 0+2 0+2 0+1 8)=9 4.5%1-2 1 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
7、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O S I中称为服务原语。1-2 2网络协议
8、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。1-2 4 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O S I和T C P/I P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
9、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(f r a m e)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。应用层直接为用户的应用进程提供服务1-2 6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。答:实体(e n t i t y)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
10、等实体进行通信的规则的集合。客户(c l i e n t)和服务器(s e r v e r)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S A P是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口
11、.体系结构:计算机网络各层及其协议的集合2-0 1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0 S I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
12、理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按0 S I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。2-0 4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。答: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
13、据。码元(c o d e):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(即仅在段频率范围内能够通过信道)。2-0 5物理层的接口有哪几个方
14、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。2-0 6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
15、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。2-0 7假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为2 0 0 0 0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*L o g2(16)=20000b/s*4=8 0000b/s2-08假定要用3K H z带宽的电话信道传送6 4k b/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=W l o g2(1+S/N)(b/s)W=3k hz,C=6 4k hz aS/N=6
16、4.2dB 是个信噪比要求很高的信源2 T 1假定有-种双绞线的衰减是0.7 dB/k m(在1 k H z时),若容许有20dB的衰减,试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长?如果要双绞线的工作距离增大到100公里,试应当使衰减降低到多少?解:使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/0.7=28.6 k m衰减应降低到20/100=0.2db2-13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。2-14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,.答:FDM(fr
17、equency division multiplexing)TDM(Time Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiplexing)DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)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
18、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)o 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=(+1-1+3+1-1+34-1+1)/8=1,A 发送 1SB=(+1-1-3-1-1-3 +1-1)/8=-1,B 发送 0S-C=(+1 +
19、1 +3+1-1-3-1-1)/8=0,C 无发送SD=(+1 +1 +3-1+1+3+1-1)/8=1,D 发送 1ADSL非对称数字用户线ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE ADSL是一种非对称的DSL技术,所谓非对称是指用户线的上行速率与下行速率不同,上行速率低,下行速率高,特别适合传输多媒体信息业务,如视频点播(V0D)、多媒体信息检索和其他交互式业务。3-0 4 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?答: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
20、传输和处理资源3-0 5 如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题?答: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3-0 7 要发送的数据为1 1 0 1 0 1 1 0 1 1。采用C R C 的生成多项式是P (X)=X 4+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,间接收端能否发现?若数据在传输过程中最后两个1都变成了 0,间接收端能否发现?采用C R C 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,1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 得余数1 1
21、1 0 ,添加的检验序列是1 1 1 0.作二进制除法,两种错误均可发展仅仅采用了 C R C 检验,缺重传机制,数据链路层的传输还不是可靠的传输。3-0 8 要发送的数据为1 0 1 1 1 0。采用C R C D 生成多项式是P (X)=X 3+1。试求应添加在数据后面的余数。答:作二进制除法,1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 添加在数据后面的余数是0 1 13-1 0 P P P 协议使用同步传输技术传送比特串0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0。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P P P 帧的数据部分是0 0 0 1
22、1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?答:0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 00 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 03-1 4 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?答:星形网,总线网,环形网,树
23、形网3-1 5 什么叫做传统以太网?以太网有哪两个主要标准?答:D I X E th e r n e t V 2 标准的局域网D I X E th e r n e t V 2 标准与 I E E E 的 8 0 2.3 标准3-1 6 数据率为l O M b/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l O M B/s,因此波特率是数据率的两倍,即20 M 波特3-18 试说明10 B A S E-T 中的“10”、“B A S E”和“T”所代表的意思。答:10 B
24、A S E-T 中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为l O M B/s,“B A S E”表示电缆上的信号是基带信号,“T”代表双绞线星形网,但 10 B A S E-T 的通信距离稍短,每个站到集线器的距离不超过10 0 m。3-20 假定1k m 长的C S M A/C D 网络的数据率为l G b/so设信号在网络上的传播速率为20 0 0 0 0 k m/so求能够使用此协议的最短帧长。答:对于1k m 电缆,单程传播时间为1/20 0 0 0 0=5 为微秒,来回路程传播时间为10 微秒,为了能够按照C S M A/C D 工作,最小帧的发射时间不能小于10 微秒,以G b/s
25、速率工作,10 微秒可以发送的比特数等于10*10 -6/1*10 -9=10 0 0 0,因此,最短帧是10 0 0 0 位或125 0 字节长3-2 8 有 10 个站连接到以太网上。试计算-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10 M b/s 以太网集线器;(2)10 个站都连接到一个10 0 M b/s 以太网集线器;(3)10 个站都连接到一个10 M b/s 以太网交换机。答:10 个站都连接到一个10 M b/s 以太网集线器:l O m b s(2)10 个站都连接到一个10 0 m b/s 以太网集线器:l O O m b s(3)10 个站都连接
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