計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部分答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 作業(yè)參考答案1-01 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供那些服務(wù)？答： 連通性和共享1-08 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點(diǎn)？答：按范圍：（1）廣域網(wǎng)WAN：遠(yuǎn)程、高速、是Internet的核心網(wǎng)。（2）城域網(wǎng)：城市范圍，鏈接多個(gè)局域網(wǎng)。（3）局域網(wǎng)：校園、企業(yè)、機(jī)關(guān)、社區(qū)。按用戶：公用網(wǎng)：面向公共營(yíng)運(yùn)。專用網(wǎng)：面向特定機(jī)構(gòu)。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(bào)文共x（bit）。從源點(diǎn)到終點(diǎn)共經(jīng)過(guò)k段鏈路，每段鏈路的傳播時(shí)延為d（s），數(shù)據(jù)率為b(b/s)。在電路交換時(shí)電路的建立時(shí)間為s(s)。在分組交換時(shí)分組長(zhǎng)度為p(bit)

2、，且各結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)等待時(shí)間可忽略不計(jì)。問(wèn)在怎樣的條件下，分組交換的時(shí)延比電路交換的要??？（提示：畫(huà)一下草圖觀察k段鏈路共有幾個(gè)結(jié)點(diǎn)。）答：線路交換時(shí)延：kd+x/b+s, 分組交換時(shí)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(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)延遲，當(dāng)s>(k-1)*(p/b)時(shí)，電路交換的時(shí)延比分組交換的時(shí)延大。1-11 在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報(bào)文長(zhǎng)度和分組長(zhǎng)度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度，而h為每個(gè)分組所帶的控制信息固定長(zhǎng)度，與p的大小無(wú)關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過(guò)k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(b/s

3、)，但傳播時(shí)延和結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)間均可忽略不計(jì)。若打算使總的時(shí)延為最小，問(wèn)分組的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度p應(yīng)取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時(shí)延是由哪幾部分組成。）答：總時(shí)延D表達(dá)式，分組交換時(shí)延為：D= kd+(x/p)*(p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/bD對(duì)p求導(dǎo)后，令其值等于0，求得p=(xh)/(k-1)0.51-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延：（1） 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。（2） 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。

4、解：（1）發(fā)送時(shí)延：ts=107/105=100s傳播時(shí)延tp=106/(2×108)=0.005s（2）發(fā)送時(shí)延ts =103/109=1µs傳播時(shí)延：tp=106/(2×108)=0.005s結(jié)論：若數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大而發(fā)送速率低，則在總的時(shí)延中，發(fā)送時(shí)延往往大于傳播時(shí)延。但若數(shù)據(jù)長(zhǎng)度短而發(fā)送速率高，則傳播時(shí)延就可能是總時(shí)延中的主要成分。1-19長(zhǎng)度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部工18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸效率是指發(fā)送的應(yīng)用層數(shù)

5、據(jù)除以所發(fā)送的總數(shù)據(jù)（即應(yīng)用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾部的額外開(kāi)銷）。若應(yīng)用層數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要采用分層次的結(jié)構(gòu)？試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活。答：從以下兩個(gè)方面回答。（1）分層可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)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(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)，包括各層的主要功能。TCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接

6、口層。但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒(méi)有具體內(nèi)容，因此往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點(diǎn)，采用一種五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層 。 各層的功能如下：應(yīng)用層：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。提供一組常用的應(yīng)用程序給用戶，應(yīng)用程序和傳輸層協(xié)議相配合，完成發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。傳輸層：解決的是“端到端”的通信問(wèn)題。它的功能是使源端和目的端主機(jī)上的對(duì)等實(shí)體可以進(jìn)行會(huì)話。傳輸層定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議。第一個(gè)是傳輸控制協(xié)議TCP，第二個(gè)協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)之間通信聯(lián)系的建立、維護(hù)和結(jié)束。通過(guò)路徑選擇、流量、差錯(cuò)、順序、進(jìn)/出路由等控制，將

7、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，主要功能是在物理介質(zhì)上傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特流。提供為建立、維護(hù)和拆除物理連接所需的機(jī)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(wèn)題？物理層的主要特點(diǎn)是什么？ （1）物理層要解決的主要問(wèn)題： 物理層要盡可能屏蔽掉物理設(shè)備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺(jué)不到這些差異的存在，而專注于完成本層的協(xié)議與服務(wù)。 給數(shù)據(jù)鏈路層在一條物理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(yīng)解決物理連接的建立、維持和釋放問(wèn)題。在兩個(gè)相鄰設(shè)備

8、之間唯一地標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)鏈路。（2）物理層的主要特點(diǎn)：將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機(jī)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(xié)議相當(dāng)復(fù)雜。2-05物理層的接口有哪幾個(gè)特性？各包含什么內(nèi)容？答：（1）機(jī)械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)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(xiàn)的電壓的范圍。（3）功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。（4）過(guò)程特性：指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2-08 假定要用3kHz貸款的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無(wú)差錯(cuò)傳輸），試問(wèn)這個(gè)信道應(yīng)該具有

9、多高的信噪比（分別用比值和分貝來(lái)表示），這個(gè)結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？答：由香農(nóng)公式C=Wlog2（1+S/N）其中 W=3khz，C=64kb/s可以計(jì)算出（用比值）：S/N=.95用分貝表示為：10log10（S/N）64.22dB此結(jié)果說(shuō)明：即使在無(wú)差錯(cuò)傳輸電話信道上要達(dá)到64kb/s的數(shù)據(jù)速率，對(duì)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(diǎn)？答：常見(jiàn)的傳輸媒體有以下幾種：1.雙絞線特點(diǎn)：可以傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)；雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高；但因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，且安裝方便，既適于點(diǎn)到點(diǎn)連接，又可用于多點(diǎn)連接，故仍被廣泛應(yīng)用。2.同軸電纜特點(diǎn)：在局域網(wǎng)發(fā)展初期被

10、廣泛采用；具有很好的抗干擾性能。3.光導(dǎo)纖維優(yōu)點(diǎn)：傳輸損耗小，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸；直徑小、質(zhì)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(diǎn)：光電接口的價(jià)格較昂貴；兩根光纖連接需要專用設(shè)備。目前，光纖被廣泛用于鋪設(shè)主干通信線路。4.無(wú)線電微波通信無(wú)線電微波通信分為地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。特點(diǎn)見(jiàn)：P45-462-13 為什么要使用信道復(fù)用技術(shù)？常用的信道復(fù)用技術(shù)有哪些？ 答：信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，以共享信道資源。在一條傳輸介質(zhì)上傳輸多個(gè)信號(hào)，提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡(luò)的成本。常用的信道復(fù)用技術(shù)有：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用和碼分復(fù)用等

11、。第三章 作業(yè)參考答案3-03 網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么?網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層?答： 網(wǎng)絡(luò)適配器用來(lái)實(shí)現(xiàn)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，主要包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行串/并傳輸轉(zhuǎn)換；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存；實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)幀的傳送和接收，對(duì)幀進(jìn)行封裝等。網(wǎng)絡(luò)適配器工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。3-04 數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題(幀定界、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè))為什么都必須加以解決？答：封裝成幀是實(shí)現(xiàn)分組交換的前提，采用幀定界的方式，使收方能從收到的比特流中準(zhǔn)確地區(qū)分出一個(gè)幀的開(kāi)始和結(jié)束在什么地方；透明傳輸使得不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都必須能夠在鏈路上傳送，具體說(shuō)就是解決二進(jìn)制比特流中出現(xiàn)與幀定界符相同的位流

12、問(wèn)題；差錯(cuò)控制主要包括差錯(cuò)檢測(cè)和差錯(cuò)糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e(cuò)率，因此也必須解決。3-07 要發(fā)送的數(shù)據(jù)為。采用CRC的生成多項(xiàng)式是P（X）=X4+X+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后一個(gè)1變成了0，問(wèn)接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，問(wèn)接收端能否發(fā)現(xiàn)？采用CRC檢驗(yàn)后，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？答：（1）因?yàn)镻(x)=x4+x+1，所以p=10011。n比p少一位，所以n=4采用CRC校驗(yàn)時(shí)，被除數(shù)是：000，除數(shù)是：10011，得余數(shù)1110。即添加數(shù)據(jù)后面的余數(shù)（檢驗(yàn)序列）是1110。（2）若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后一個(gè)1變成了0，即

13、110除以10011，得余數(shù)為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。（3）若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，即110除以10011，得余數(shù)為101，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。（4）出現(xiàn)以上兩種情況，由于接收端均發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，丟棄相應(yīng)的幀，而CRC校驗(yàn)方法沒(méi)有對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制，所以，在數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是不可靠的。3-14常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆心男┓N類？現(xiàn)在最流行的是哪種結(jié)構(gòu)？為什么早期的以太網(wǎng)選擇總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而不是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在卻改為使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆校?）總線網(wǎng) （2）星形網(wǎng) （3）環(huán)形網(wǎng) （4）樹(shù)形網(wǎng)。 現(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。早期的以太網(wǎng)將多個(gè)計(jì)算機(jī)連接到

14、一根總線上，當(dāng)初認(rèn)為這種連接方法既簡(jiǎn)單又可靠，在早期人們認(rèn)為：有源器件不可靠，無(wú)源的總線結(jié)構(gòu)更加可靠，所以，早期的以太網(wǎng)選擇了總線結(jié)構(gòu)。但是實(shí)踐證明，連接有大量站點(diǎn)的總線式以太網(wǎng)很容易出現(xiàn)故障，后期出現(xiàn)的集線器采用專用的ASIC芯片，一方面可以將星形結(jié)構(gòu)做得非?？煽?。另一方面，使用雙絞線的以太網(wǎng)價(jià)格便宜、使用方便，因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)一般都是用星形結(jié)構(gòu)。3-16數(shù)據(jù)率為10Mb/s的以太網(wǎng)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(wǎng)使用曼徹斯特編碼，這就意味著發(fā)送的每一位都有兩個(gè)信號(hào)周期。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率是10Mb/s，因此波特率是數(shù)據(jù)率的兩倍，即20M碼元/秒

15、。3-22 假定在使用CSMA/CD協(xié)議的10Mb/s以太網(wǎng)中某個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)到碰撞，執(zhí)行退避算法時(shí)選擇了隨機(jī)數(shù)r=100。試問(wèn)這個(gè)站需要等待多長(zhǎng)時(shí)間后才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)？如果是100Mb/s的以太網(wǎng)呢？答：以太網(wǎng)把基本退避時(shí)間（即爭(zhēng)用期）定為：51.2微秒。所以，對(duì)于10Mb/s的以太網(wǎng)，其爭(zhēng)用期為51.2微秒，若r=100，則該站的等待時(shí)間是：51.2微秒*100=5.12毫秒對(duì)于100Mb/s的以太網(wǎng)，其爭(zhēng)用期為51.2微秒/10=5.12微秒，若r=100，則該站的等待時(shí)間是：5.12微秒*100=512微秒。3-27 假定一個(gè)以太網(wǎng)上的通信量中的80%是在本局域網(wǎng)上進(jìn)行的，而其余

16、的20%的通信量是在本局域網(wǎng)和因特網(wǎng)之間進(jìn)行的。另一個(gè)以太網(wǎng)的情況則反過(guò)來(lái)。這兩個(gè)以太網(wǎng)一個(gè)使用以太網(wǎng)集線器，而另一個(gè)使用以太網(wǎng)交換機(jī)。你認(rèn)為以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)當(dāng)用在哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)？答：集線器是物理層設(shè)備，模擬了總線這一共享傳輸媒體；交換機(jī)為數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋，為連接的主機(jī)提供獨(dú)占傳輸媒體的帶寬。局域網(wǎng)與因特網(wǎng)一般是通過(guò)路由器連接的，當(dāng)局域網(wǎng)與因特網(wǎng)之間的通信占主要時(shí)，局域網(wǎng)使用交換機(jī)互連可使每個(gè)主機(jī)獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)出口帶寬，所以，以太網(wǎng)交換機(jī)用在這樣的以太網(wǎng)，其20%通信量在本局域網(wǎng)內(nèi)，而80%的通信量到因特網(wǎng)。3-29 10Mb/s以太網(wǎng)升級(jí)到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s

17、時(shí)，都需要解決哪些技術(shù)問(wèn)題？為什么以太網(wǎng)能夠在發(fā)展的過(guò)程中淘汰掉自己的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，并使自己的應(yīng)用范圍從局域網(wǎng)一直擴(kuò)展到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)？答：需要解決的技術(shù)問(wèn)題主要是：在數(shù)據(jù)發(fā)送率提高時(shí)使參數(shù)a保持不變（或保持為較小的值）。由公式 ，L為幀長(zhǎng)，C為數(shù)據(jù)發(fā)送速率。若要保持a不變，C提高10倍，可以將L增大10倍，也可以將網(wǎng)絡(luò)電纜長(zhǎng)度減少10倍（使減少10倍）。淘汰競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的原因：（1）以太網(wǎng)是一種經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明成熟的技術(shù)，用戶原意使用；（2）以太網(wǎng)價(jià)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(gè)站點(diǎn)分別連接在三個(gè)局域網(wǎng)上，并且用網(wǎng)橋B1和B2連接起來(lái)。每一個(gè)網(wǎng)橋都有兩個(gè)接口