計算機網(wǎng)絡(luò)清華版_吳功宜(第三版)課后習(xí)題解答(第14章)

1、 計算機網(wǎng)絡(luò)-清華版-吳功宜（第三版）課后習(xí)題解答第1-4章第一章計算機網(wǎng)絡(luò)概論P42請參考本章對現(xiàn)代Internet結(jié)構(gòu)的描述，解釋“三網(wǎng)融合”發(fā)展的技術(shù)背景。答：基于Web的電子商務(wù)、電子政務(wù)、遠程醫(yī)療、遠程教育，以及基于對等結(jié)構(gòu)的P2P網(wǎng)絡(luò)、3G/4G與移動Internet的應(yīng)用，使得Internet以超常規(guī)的速度發(fā)展。“三網(wǎng)融合”實質(zhì)上是計算機網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與電視傳輸網(wǎng)技術(shù)的融合、業(yè)務(wù)的融合。請參考本章對Internet應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的描述，解釋“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展技術(shù)背景。答：物聯(lián)網(wǎng)是在Internet技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用射頻標簽、無線傳感與光學(xué)傳感等感知技術(shù)自動獲取物理世界的各種信息，構(gòu)建

2、覆蓋世界上人與人、人與物、物與物的智能信息系統(tǒng)，促進了物理世界與信息世界的融合。請參考本章對于城域網(wǎng)技術(shù)特點的描述，解釋“寬帶城域網(wǎng)”發(fā)展技術(shù)背景。答：寬帶城域網(wǎng)是以IP為基礎(chǔ)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)、電信網(wǎng)的三網(wǎng)融合，形成覆蓋城市區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)通信平臺，以語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻傳輸與大規(guī)模的用戶接入提供高速與保證質(zhì)量的服務(wù)。請參考本章對WPAN技術(shù)的描述，舉出5個應(yīng)用無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的例子。答：家庭網(wǎng)絡(luò)、安全監(jiān)控、汽車自動化、消費類家用電器、兒童玩具、醫(yī)用設(shè)備控制、工業(yè)控制、無線定位。5.請參考本章對于Internet核心交換、邊緣部分劃分方法的描述，舉出身邊5種端系統(tǒng)設(shè)備。答：PDA、

3、智能手機、智能家電、無線傳感器節(jié)點、RFID節(jié)點、視頻監(jiān)控設(shè)備。7長度8B與536B的應(yīng)用層數(shù)據(jù)通過傳輸層時加上了20B的TCP報頭,通過網(wǎng)絡(luò)層時加上60B的IP分組頭，通過數(shù)據(jù)鏈路層時加上了18B的Ethernet幀頭和幀尾。分別計算兩種情況下的數(shù)據(jù)傳輸效率。（知識點在：P33）解：長度為8B的應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸效率：8/（8+20+60+18）xl00%=8/106xl00%=7.55%長度為536B的應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸效率：536/（536+20+60+18）x100%=536/634x100%=84.54%計算發(fā)送延時與傳播延時。條件：主機之間傳輸介質(zhì)長度D=1000km。電磁波傳

4、播速度為2x108m/so（1）數(shù)據(jù)長度為1x103bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbps。（2）數(shù)據(jù)長度為1x107bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為10Gbps。（知識點在：P33）解題思路：總延時=發(fā)送延時+傳播延時+排隊延時+處理延時解：(1)發(fā)送延時為：N/S=1000/100X103=0.01s=10ms傳播延時為：D/V=1000X103/2X108=5X10-3s=5ms(2)發(fā)送延時為：N/S=1X108/(10X103X106)=0.01s=10ms傳播延時為：D/V=1000X103/2X108=5X10-3s=5ms在如圖1-29所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，主機A要向主機B發(fā)送一個長度為300

5、KB的報文，發(fā)送速率為10Mbps,傳輸路徑上要經(jīng)過8個路由器，連接路由器的鏈路長度為100km，信號在鏈路上的傳播速度為2108m/s。每個路由器的排隊等待延時為1ms。路由器發(fā)送速率也為10Mbps。忽略：主機接入到路由器的鏈路長度，路由器排隊等待延時與數(shù)據(jù)長度無關(guān)，并假設(shè)信號在鏈路上傳輸沒有出現(xiàn)差錯和擁塞。請計算：采用報文交換方法，報文頭長度為60B，報文從主機A到主機B需要多長時間？采用報文分組交換方法，分組頭長度為20B時，分組數(shù)據(jù)長度為2KB,所有報文分組從主機A到主機B需要多長時間？解題思路：報文交換是一個完整的數(shù)據(jù)包從源結(jié)點一直傳輸?shù)侥康慕Y(jié)點。延時時間為：主機A發(fā)送時間+8個路

6、由器的發(fā)送時間+8個路由器的排隊等待延時時間+鏈路的傳播時間。報文分組交換方法：就是一個一個包跟著傳輸下去，300KB分為2kb的數(shù)據(jù)包，有150個，從主機A到最后一個路由器發(fā)出最后一個包，相當(dāng)于2KB數(shù)據(jù)包發(fā)送了9+149=158次，延時時間二發(fā)送時間X158+8個路由器等待延時時間+鏈路傳播時間。另外,Mbps是Millionbitspersecond的縮寫，1Mbps代表每秒傳輸1,000,000位(bit)。解：(300 x1024+60)x8/10000000 x9x103+(100 x1000)/2X108x7x103+8x1=2223.8ms(2)(2x1024+20)x8/10

7、000000 x9x103+(100 x1000)/2X108x7x103+8x1+(2x1024+20)x8/10000000 x149x103=26.39+246.51=272.9ms第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議P621請舉出生活中的一個例子來說明“協(xié)議”的基本含義，并舉例說明網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素“語法”、“語義”與“時序”的含義與關(guān)系協(xié)議是一種通信規(guī)則例：信件所用的語言就是一種人與人之間交流信息的協(xié)議，因為寫信前要確定使用中文還是其他語言，否則收信者可能因語言不同而無法閱讀三要素：語法：用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)順序語義：解釋比特流的每一部分含義，規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，

8、以及完成的動作和作出的響應(yīng)時序：對實現(xiàn)順序的詳細說明2計算機網(wǎng)絡(luò)采用層次結(jié)構(gòu)的模型有什么好處？）各層之間相互獨立）靈活性好）各層都可采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn)，各層實現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他層）易于實現(xiàn)和維護）有利于促進標準化ISO在制定OSI參考模型時對層次劃分的主要原則是什么？1）網(wǎng)中各結(jié)點都具有相同的層次2）不同結(jié)點的同等層具有相同的功能3）不同結(jié)點的同等層通過協(xié)議來實現(xiàn)對等層之間的通信4）同一結(jié)點內(nèi)相鄰層之間通過接口通信5）每個層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)如何理解OSI參考模型中的OSI環(huán)境的概念？OSI環(huán)境即OSI參考模型所描述的范圍，包括聯(lián)網(wǎng)計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用層到物理層的

9、7層與通信子網(wǎng)，連接結(jié)點的物理傳輸介質(zhì)不包括在內(nèi)請描述在OSI參考模型中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^程1）應(yīng)用進程A的數(shù)據(jù)傳送到應(yīng)用層時，加上應(yīng)用層控制報頭，組織成應(yīng)用層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元，然后傳輸?shù)奖硎緦?）表示層接收后，加上本層控制報頭，組織成表示層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元，然后傳輸?shù)綍拰?。依此類推，?shù)據(jù)傳輸?shù)絺鬏攲?）傳輸層接收后，加上本層的控制報頭，構(gòu)成了報文，然后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層4）網(wǎng)絡(luò)層接收后，加上本層的控制報頭，構(gòu)成了分組，然后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層5）數(shù)據(jù)鏈路層接收后，加上本層的控制信息，構(gòu)成了幀，然后傳輸?shù)轿锢韺?）物理層接收后，以透明比特流的形式通過傳輸介質(zhì)傳輸出去TCP/IP協(xié)議的主要特點是什么？1）開放

10、的協(xié)議標準，可免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)2）獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互聯(lián)網(wǎng)中3）統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址4）標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)Internet技術(shù)文檔主要有哪兩種形式？為什么說RFC文檔對從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與研究與開發(fā)的技術(shù)人員是重要的？如果需要有關(guān)IP協(xié)議的RFC791文檔，知道如何去查找嗎?（知識點在：P56）答：因特網(wǎng)草案和RFC文檔。因為RFC文檔是從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與開發(fā)的技術(shù)人員獲得技術(shù)發(fā)展狀況與動態(tài)重要信息的來源?？梢暂斎刖W(wǎng)址:草編編源行去去也也也出獲然編答出示的位去

11、位答RF出文編的編號791即可，當(dāng)然也可從RFCEditor的站點或全球的幾個鏡象站點得到。第三章物理層P103已知：電話線路帶寬B=3000Hz，根據(jù)奈奎斯特準則，求：無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？（知識點在：P85）解：2x3000Hz=6000bps（奈奎斯特準則，公式Rma=2B）已知：S/N=30db,帶寬B=4000Hz,根據(jù)香農(nóng)定理，求：有限帶寬、有熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？（知識點在：P85-86）解：信噪比通常以分貝(db)表示，如果信噪比S/N為1000,根據(jù)信噪比計算公式：S/N(db)=10lg(S/N)因此：30=10lg(S/N)S/N=1000香農(nóng)

12、定理，公式R=Blog2(1+S/N)得：R=4000 xlog2(1+1000)=4000 x10=40000bpsmax2max2=40kbps其中：S/N信噪比，是指信號功率S與噪聲功率N之比。已知：數(shù)據(jù)傳輸速率為14400bps，多相調(diào)制的相數(shù)k=16.求：調(diào)制速率。(知識點在：P80)解：比特率S(單位為bps)與調(diào)制速率B(單位為baud)之間關(guān)系可以表示為：S=Blog2k，式中k為多相調(diào)制的相數(shù)。14400bps=Bxlog216，得3600baud。已知：S/N=30db，帶寬B=3000Hz,采用QPSK-16調(diào)制方式。求：最大調(diào)制速度是多少？(知識點在：P85-86)解：

13、QPSK正交相移鍵控，QPSK-16是：16相調(diào)相。信噪比通常以分貝(db)表示，如果信噪比S/N為1000,根據(jù)信噪比計算公式：S/N(db)=10lg(S/N)因此：30=10lg(S/N)S/N=1000香農(nóng)定理，公式R=Blog2(1+S/N)得：R=3000 xlog2(1+S/N)，所以有：TOC o 1-5 h zmax2max2Rmax=3000 xlog2(1+1000)=3000 x10=30000bpsmax2(公式R=Blog2K)得：30000=Blog216所以：B=7500baud。maxmax2max2max請根據(jù)QAM調(diào)制中波特率與相數(shù)，計算對應(yīng)的比特率值。(

14、S=Blog2K)(知識點在：P81)調(diào)制速率B(baud)多相調(diào)制的相數(shù)K數(shù)據(jù)傳輸速率(bps)3600QPSK-8108003600QPSK-16144003600QPSK-64216003600QPSK-25628800解：QAM調(diào)制相正交振幅調(diào)制。已知：系統(tǒng)的一條通信線路的帶寬為，每一路信號帶寬為，相鄰信道之間的隔離帶寬為。求:這條線路可以傳輸多少路信號？(知識點在:P89)解：系統(tǒng)是頻分多路復(fù)用系統(tǒng)，它是以信道頻率為對象，通過設(shè)置多個頻帶互不重疊的信通，達到同時傳輸多路信號的目的。200/(4.2+0.8)=40條即：可以容納40條傳輸信道。已知：A=01011011.畫出A的差分曼

15、徹斯特編碼的波形。(知識點在：P81)解：8如果主機的數(shù)據(jù)發(fā)送速率達到，采用曼徹斯特編碼，那么相應(yīng)的時鐘頻率應(yīng)該為多少？（知識點在：P82）解：當(dāng)采用曼徹斯特編碼時，在每個調(diào)制的周期內(nèi)，波形將會跳動兩次，則數(shù)據(jù)傳送速率將是波特率的二分之一。如果設(shè)波特率是xbaud，貝V：0.5x=100,所以：x=200baud.即：數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps,如果采用曼徹斯特編碼，波特率將達200Mbps,也就是說,傳輸信號的信道帶寬至少為200MHz。也就是說:相應(yīng)的時鐘頻率應(yīng)該為200MHz。9.已知：定義的OC-1速率為。計算：STM-4對應(yīng)的速率為多少？（知識點在：P91）解：SONET同步光纖網(wǎng)

16、；SDH同步數(shù)字體系；OC定義的是光纖上傳輸?shù)墓庑盘査俾?。STS定義的是數(shù)字電路接口的電信號傳輸速率；STM是電話主干線路的數(shù)字信號速率標準。OC-1第1級光載波。TOC o 1-5 h z因為：SONET定義的線路速率標準是以第1級同步傳輸信號STS-1（）為基礎(chǔ)的，與其對應(yīng)的是第1級光載波OC-1（）,以SONET為基礎(chǔ)，制定SDH。SDH信號中最基本的模塊是STM-1，對應(yīng)STS-3,速率為X。更高等級的STM-n是將STM-1同步復(fù)用而成。4個STM-1構(gòu)成1個STM-4。所以有：X。答：STM-4速率為622.080Mbps。在系統(tǒng)中，個站的碼片序列分別為：現(xiàn)在接受到碼片序列為：（）

17、。請判斷：是哪個站發(fā)送的數(shù)據(jù)？發(fā)送的二進制數(shù)是還是？（知識點在：P99）解：碼分多址，基本思想：給每一個用戶手機（簡稱為“站”分配一種經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，使得不同站可以在同一時刻、使用同一個信道而不互相干擾。下面計算向量內(nèi)積：xS/8=0站沒有發(fā)送xS/8=-8/8=-1站發(fā)送了xS/8=1站發(fā)送了xS/8=l站發(fā)送了綜上所述，結(jié)論如下()站沒有發(fā)送()站發(fā)送了()站發(fā)送了()站發(fā)送了第四章數(shù)據(jù)鏈路層Pl331.如果數(shù)據(jù)字段為11100011,生成多項式G(X)=X5+X4+X+1。請寫出發(fā)送的比特序列,并畫出曼徹斯特編碼序號波形圖。解：G(X)110010f(x).xk=11100011

18、00000f(x).xk/G(X)的余數(shù)是：11010 # 所以，發(fā)送的比特序列：1110001111010曼徹斯特編碼序號波形圖是：答案：發(fā)送的比特序列：對應(yīng)的編碼波形：2某個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用校驗方式，并且生成多項式的二進制比特序列為0目的主機接收到的二進制比特序列為(含檢驗碼)。請判斷傳輸過程是否出現(xiàn)了差錯？為什么？解:用目的主機接收的比特序列110111001除以G(x)的比特序列11001,余數(shù)為：10,不能整除，所以出現(xiàn)傳輸差錯。在后退重傳()方式中，發(fā)送方已經(jīng)發(fā)送了編號為的幀。當(dāng)計時器超時之時，只收到編號的幀，那么發(fā)送方需要重發(fā)哪幾個幀？解：后退重傳(GBN)，發(fā)送方需要重發(fā)編號為17的共7個幀。在選擇重傳（）方式中，發(fā)送方已經(jīng)發(fā)送了編號為的幀，當(dāng)計時器超時之時，只收到編號的幀，那么發(fā)送方需要重發(fā)哪幾個幀？解：選擇重傳（SR）:發(fā)送方需要重發(fā)編號為1、3、7三個幀。在數(shù)據(jù)傳輸速率為的衛(wèi)星鏈路上傳輸長度為的幀。如果采取捎帶確認的方法，幀序號長度為，接受方也用同樣長度的數(shù)據(jù)幀捎帶確認。請計算下面兩種情況下的最大信道利用率。（1）停止-等待協(xié)議。（2）連續(xù)傳輸協(xié)議。解：本題有問題，主要是缺少傳播延時。不知答案是怎么來的？（1）停止-等待協(xié)議的信道最大利用率為3.57%。（2）連續(xù)傳輸協(xié)議的信道最大利用率為12.90%。外地子公司租用與公司