計算機網絡應用技術部分答案

1、第一章 作業(yè)參考答案1- 01 計算機網絡向用戶可以提供那些服務？答： 連通性和共享1- 08 計算機網絡都有哪些類別？各種類別的網絡都有哪些特點？答：按范圍：(1) 廣域網 WAN遠程、高速、是In ternet 的核心網。( 2)城域網：城市范圍，鏈接多個局域網。( 3)局域網：校園、企業(yè)、機關、社區(qū)。按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。1- 10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x( bit )。從源點到終點共經過 k 段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d (s)，數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為 p(bit

2、) ，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電 路交換的要??？(提示：畫一下草圖觀察 k 段鏈路共有幾個結點。)答：線路交換時延： kd+x/b+s, 分組交換時延： kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)其中(k-1)*(p/b) 表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發(fā)延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大。1- 11在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit), 其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過 k段鏈路。鏈路

3、的數據率為 b(b/s) ，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數 據部分長度p應取為多大？(提示：參考圖 1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。)答：總時延 D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*(p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/bD對p求導后，令其值等于 0，求得p=(xh)/(k-1)F0.51- 17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為 1000km,信號在媒體上的傳播速率為 2 x 108m/s。試計算以下兩種情 況的發(fā)送時延和傳播時延： (1) 數據長度為 107bit, 數據發(fā)送速率為 100kb/s 。(2) 數據長

4、度為 103bit, 數據發(fā)送速率為 1Gb/s。解：(1)發(fā)送時延：ts=107/10 5=100s 傳播時延 tp=106/(2 x 108)=0.005s(2) 發(fā)送時延 ts =10 3/10 9=1 ys傳播時延：tp=106/(2 x 108)=0.005s結論：若數據長度大而發(fā)送速率低，則在總的時延中，發(fā)送時延往往大于傳播時延。但若數據長度短而 發(fā)送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。1-19長度為100字節(jié)的應用層數據交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網絡層傳送，需加上 20字節(jié)的 IP 首部。最后交給數據鏈路層的以太網傳送，加上首部和尾部工18字節(jié)。

5、試求數據的傳輸效率。數據的傳輸效率是指發(fā)送的應用層數據除以所發(fā)送的總數據(即應用數據加上各種首部和尾部的額外開銷)。若應用層數據長度為 1000 字節(jié),數據的傳輸效率是多少？解：( 1) 100/(100+20+20+18) =63.3%(2) 1000/ ( 1000+20+20+18) =94.5%1-20 網絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。 答：從以下兩個方面回答。( 1)分層可將龐大而復雜的問題轉化為若干較小的局部問題,而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。( 2)分層的好處： P261-24 論述具有五層協議的網絡體系結構的要點，

6、包括各層的主要功能。TCP/IP 是四層的體系結構：應用層、運輸層、網際層和網絡接口層。但最下面的網絡接口層并沒有具 體內容，因此往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種五層協議的體系結構，即應 用層、傳輸層、網際層、數據鏈路層和物理層 。各層的功能如下：應用層： 為用戶的應用進程提供服務。 提供一組常用的應用程序給用戶， 應用程序和傳輸層協議相配合， 完成發(fā)送或接收數據。傳輸層：解決的是“端到端”的通信問題。 它的功能是使源端和目的端主機上的對等實體可以進行會話。 傳輸層定義了兩個端到端的協議。第一個是傳輸控制協議TCP,第二個協議是用戶數據報協議 UDP網絡層

7、：負責點到點之間通信聯系的建立、維護和結束。通過路徑選擇、流量、差錯、順序、進/ 出路由等控制，將數據從物理連接的一端傳送到另一端。物理層：利用傳輸媒體為數據鏈路層提供物理連接，主要功能是在物理介質上傳輸二進制數據比特流。 提供為建立、維護和拆除物理連接所需的機械、電氣和規(guī)程方面的特性。如傳輸媒體的類型、電纜插頭及各 引腳如何連接等。第二章 作業(yè)參考答案2- 01 物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？（1）物理層要解決的主要問題： 物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數據鏈路層感覺不到這些 差異的存在，而專注于完成本層的協議與服務。 給數據鏈路層在一條物理

8、的傳輸媒體上提供傳送和接收比特流的能力。為此，物理層應解決物理連 接的建立、維持和釋放問題。 在兩個相鄰設備之間唯一地標識數據鏈路。（2）物理層的主要特點： 將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。 由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，物理層的協議相當復雜。2- 05 物理層的接口有哪幾個特性？各包含什么內容？ 答：（1）機械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。（2）電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。（3）功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。（4）過程特性：指明對于不同功能的各種

9、可能事件的出現順序。2- 08假定要用3kHz貸款的電話信道傳送 64kb/s的數據（無差錯傳輸），試問這個信道應該具有多高的信噪 比（分別用比值和分貝來表示） ,這個結果說明什么問題？答：由香農公式 C=Wlog 2（ 1+S/N ）其中 W=3khz , C=64kb/s 可以計算出（用比值） ：S/N=2642244.95用分貝表示為：lOlogio （S/N ）= 64.22dB 此結果說明：即使在無差錯傳輸電話信道上要達到 64kb/s 的數據速率,對信噪比要求也很高。2- 10 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？ 答：常見的傳輸媒體有以下幾種：1雙絞線特點：可以傳輸模擬信號和數字

10、信號；雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高；但因為其 價格便宜,且安裝方便,既適于點到點連接,又可用于多點連接,故仍被廣泛應用。2同軸電纜特點：在局域網發(fā)展初期被廣泛采用；具有很好的抗干擾性能。3. 光導纖維 優(yōu)點：傳輸損耗小，可實現長距離傳輸；直徑小、質量輕；傳播速率高、通信容量大；抗雷電和電磁干擾性 能好，保密性好、誤碼率低。缺點：光電接口的價格較昂貴；兩根光纖連接需要專用設備。 目前，光纖被廣泛用于鋪設主干通信線路。4. 無線電微波通信無線電微波通信分為地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。特點見： P45-462- 13 為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？ 答：信道復用

11、的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上，以共享信道資源。在一條傳輸介質上傳輸多 個信號，提高線路的利用率，降低網絡的成本。常用的信道復用技術有：頻分復用、時分復用、波分復用和碼分復用等。第三章 作業(yè)參考答案3- 03 網絡適配器的作用是什么 ?網絡適配器工作在哪一層 ?答： 網絡適配器用來實現物理層和數據鏈路層的功能，主要包括對數據進行串/ 并傳輸轉換；對數據進行緩存；實現以太網協議。同時能夠實現幀的傳送和接收，對幀進行封裝等。網絡適配器工作在物理層和數據鏈路層。3- 04 數據鏈路層的三個基本問題 (幀定界、透明傳輸和差錯檢測 ) 為什么都必須加以解決？ 答：封裝成幀是實現分組交換的前提，

12、采用幀定界的方式，使收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀 的開始和結束在什么地方；透明傳輸使得不管所傳數據是什么樣的比特組合， 都必須能夠在鏈路上傳送， 具體說就是解決二進制比 特流中出現與幀定界符相同的位流問題；差錯控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸的比特差錯率，因此也必須解決。3- 07要發(fā)送的數據為1101011011。采用CRC勺生成多項式是 P (X) =X4+X+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個 1 變成了 0，問接收端能否發(fā)現？若數據在傳輸過程中最后兩個 1 都變成了 0，問接收端能否發(fā)現？采用CRC僉驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的

13、傳輸？答：( 1 )因為 P(x)=x 4+x+1 ，所以 p=10011 。 n 比 p 少一位，所以 n=4采用CRC校驗時，被除數是：，除數是：10011，得余數1110。即添加數據后面的余數(僉驗序列)是 1110。(2) 出現以上兩種情況，由于接收端均發(fā)現錯誤，丟棄相應的幀，而CRC校驗方法沒有對應的重傳機制， 所以，在數據鏈路層的傳輸是不可靠的。3- 14 常用的局域網的網絡拓撲有哪些種類？現在最流行的是哪種結構？為什么早期的以太網選擇總線拓撲 結構而不是星形拓撲結構，但現在卻改為使用星形拓撲結構？答：常用的局域網的網絡拓撲有( 1)總線網 (2)星形網(3)環(huán)形網 (4)樹形網。

14、現在最流行的是星形網。早期的以太網將多個計算機連接到一根總線上， 當初認為這種連接方法既簡單又可靠， 在早期人們認為： 有源器件不可靠，無源的總線結構更加可靠，所以，早期的以太網選擇了總線結構。但是實踐證明，連接有大量站點的總線式以太網很容易出現故障，后期出現的集線器采用專用的ASIC芯片，一方面可以將星形結構做得非?？煽?。另一方面，使用雙絞線的以太網價格便宜、使用方便，因此現 在的以太網一般都是用星形結構。3- 16數據率為10Mb/s的以太網在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元/秒？答：碼元傳輸速率即為波特率。以太網使用曼徹斯特編碼，這就意味著發(fā)送的每一位都有兩個信號周期。標準以太網的數據

15、速率是 10Mb/s，因此波特率是數據率的兩倍，即20M碼元/秒。3-22 假定在使用CSMA/CD協議的10Mb/s以太網中某個站在發(fā)送數據時檢測到碰撞，執(zhí)行退避算法時選擇 了隨機數r=100。試問這個站需要等待多長時間后才能再次發(fā)送數據？如果是100Mb/s的以太網呢？答：以太網把基本退避時間（即爭用期）定為： 51.2微秒。所以，對于10Mb/s的以太網，其爭用期為51.2微秒，若r=100，則該站的等待時間是：51.2微秒*100=5.12 毫秒對于100Mb/s的以太網，其爭用期為51.2微秒/10=5.12微秒，若r=100，則該站的等待時間是：5.12微秒*100=512微秒。3

16、-27假定一個以太網上的通信量中的80%是在本局域網上進行的，而其余的20%勺通信量是在本局域網和因特網之間進行的。 另一個以太網的情況則反過來。這兩個以太網一個使用以太網集線器，而另一個使用以太網交換機。你認為以太網交換機應當用在哪一個網絡？答：集線器是物理層設備，模擬了總線這一共享傳輸媒體；交換機為數據鏈路層設備，其實質是一個多端口 的網橋，為連接的主機提供獨占傳輸媒體的帶寬。局域網與因特網一般是通過路由器連接的，當局域網與因特網之間的通信占主要時，局域網使用交換機互連可使每個主機獨占網絡出口帶寬，所以，以太網交換機用在這樣的以太網， 其20%通信量在本局域網內，而80%的通信量到因特網。

17、3-29 10Mb/s以太網升級到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s時，都需要解決哪些技術問題？為什么以太網能夠 在發(fā)展的過程中淘汰掉自己的競爭對手，并使自己的應用范圍從局域網一直擴展到城域網和廣域網？ 答：需要解決的技術問題主要是：在數據發(fā)送率提高時使參數a保持不變（或保持為較小的值）。由公式 a , L為幀長，C為數據發(fā)送速率。若要保持a不變，C提咼10倍，可以將L增T0LC L大10倍，也可以將網絡電纜長度減少10倍（使.減少10倍）。淘汰競爭對手的原因：（1）以太網是一種經過實踐證明成熟的技術，用戶原意使用；（2）以太網價格便宜，易于安裝、使用；（3）提供不同的傳輸速率，可滿足不同的需求。3-32 圖3-35表示有五個站點分別連接在三個局域網