計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)答案第四版

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)答案教材:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第四版） 作者:謝希仁第一章 概述習(xí)題1-01 答: 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程大致經(jīng)歷了四個階段。第一階段：(20世紀(jì)60年代)以單個計算機(jī)為中心的面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是以批處理信息為主要目的。它的缺點(diǎn)是：如果計算機(jī)的負(fù)荷較重，會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時間過長；單機(jī)系統(tǒng)的可靠性一般較低，一旦計算機(jī)發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。第二階段：(20世紀(jì)70年代)以分組交換網(wǎng)為中心的多主機(jī)互連的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了克服第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，人們開始研究如何將多臺計算機(jī)相互連接的方法。人們首先借鑒了電信部門的電路交換的思想。所謂“交換

2、”，從通信資源的分配角度來看，就是由交換設(shè)備動態(tài)地分配傳輸線路資源或信道帶寬所采用的一種技術(shù)。電話交換機(jī)采用的交換技術(shù)是電路交換(或線路交換)，它的主要特點(diǎn)是： 在通話的全部時間內(nèi)用戶獨(dú)占分配的傳輸線路或信道帶寬，即采用的是靜態(tài)分配策略； 通信雙方建立的通路中任何一點(diǎn)出現(xiàn)了故障，就會中斷通話，必須重新?lián)芴柦⑦B接，方可繼續(xù)，這對十分緊急而重要的通信是不利的。顯然，這種交換技術(shù)適應(yīng)模擬信號的數(shù)據(jù)傳輸。然而在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中還可以傳輸數(shù)字信號。數(shù)字信號通信與模擬信號通信的本質(zhì)區(qū)別在于數(shù)字信號的離散性和可存儲性。這些特性使得它在數(shù)據(jù)傳輸過程中不僅可以間斷分時發(fā)送，而且可以進(jìn)行再加工、再處理。 計算機(jī)數(shù)據(jù)

3、的產(chǎn)生往往是“突發(fā)式”的，比如當(dāng)用戶用鍵盤輸入數(shù)據(jù)和編輯文件時，或計算機(jī)正在進(jìn)行處理而未得出結(jié)果時，通信線路資源實(shí)際上是空閑的，從而造成通信線路資源的極大浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計，在計算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信中，用來傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至1%。另外，由于各異的計算機(jī)和終端的傳輸數(shù)據(jù)的速率各不相同，采用電路交換就很難相互通信。為此，必須尋找出一種新的適應(yīng)計算機(jī)通信的交換技術(shù)。1964年，巴蘭(Baran)在美國蘭德(Rand)公司“論分布式通信”的研究報告中提出了存儲轉(zhuǎn)發(fā)(store and forward)的概念。1962 1965年，美國國防部的高級研究計劃署(Advanced Research Pr

4、ojects Agency，ARPA)和英國的國家物理實(shí)驗(yàn)室(National Physics Laboratory，NPL)都在對新型的計算機(jī)通信技術(shù)進(jìn)行研究。英國NPL的戴維德(David)于1966年首次提出了“分組”(Packet)這一概念。1969年12月，美國的分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息被劃分成分組(packet)，該網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)ARPANET(當(dāng)時僅有4個交換點(diǎn)投入運(yùn)行)。ARPANET的成功，標(biāo)志著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入了一個新紀(jì)元?，F(xiàn)在大家都公認(rèn)ARPANET為分組交換網(wǎng)之父，并將分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)作為現(xiàn)代電信時代的開始。分組交換網(wǎng)是由若干節(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些交換機(jī)的鏈路組成

5、，每一結(jié)點(diǎn)就是一個小型計算機(jī)。它的工作機(jī)理是：首先將待發(fā)的數(shù)據(jù)報文劃分成若干個大小有限的短數(shù)據(jù)塊，在每個數(shù)據(jù)塊前面加上一些控制信息(即首部)，包括諸如數(shù)據(jù)收發(fā)的目的地址、源地址，數(shù)據(jù)塊的序號等，形成一個個分組，然后各分組在交換網(wǎng)內(nèi)采用“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制將數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端。由于節(jié)點(diǎn)交換機(jī)暫時存儲的是一個個短的分組，而不是整個的長報文，且每一分組都暫存在交換機(jī)的內(nèi)存中并可進(jìn)行相應(yīng)的處理，這就使得分組的轉(zhuǎn)發(fā)速度非常快。由此可見，通信與計算機(jī)的相互結(jié)合，不僅為計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段，而且也大大提高了通信網(wǎng)絡(luò)的各種性能。由此可見，采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

6、通信過程中動態(tài)分配傳輸線路或信道帶寬的一種策略。值得說明的是，分組交換技術(shù)所采用的存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理并不是一個全新的概念，它是借鑒了電報通信中基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理的報文交換的思想。它們的關(guān)鍵區(qū)別在于通信對象發(fā)生了變化。基于分組交換的數(shù)據(jù)通信是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與計算機(jī)之間或計算機(jī)與人之間的通信，其通信過程需要定義嚴(yán)格的協(xié)議；而基于報文交換的電信通信則是完成人與人之間的通信，因而雙方之間的通信規(guī)則不必如此嚴(yán)格定義。所以，分組交換盡管采用了古老的交換思想，但實(shí)際上已變成了一種嶄新的交換技術(shù)。表1-1列出了分組交換網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)。與電路交換相比，分組交換的不足之處是： 每一分組在經(jīng)過每一交換節(jié)點(diǎn)時都會產(chǎn)生一定的傳輸延時

7、，考慮到節(jié)點(diǎn)處理分組的能力和分組排隊等候處理的時間，以及每一分組經(jīng)過的路由可能不等同，使得每一分組的傳輸延時長短不一。因此，它不適用于一些實(shí)時、連續(xù)的應(yīng)用場合，如電話話音、視頻圖像等數(shù)據(jù)的傳輸； 由于每一分組都額外附加一個頭信息，從而降低了攜帶用戶數(shù)據(jù)的通信容量； 分組交換網(wǎng)中的每一節(jié)點(diǎn)需要更多地參與對信息轉(zhuǎn)換的處理，如在發(fā)送端需要將長報文劃分為若干段分組，在接收端必須按序?qū)⒚總€分組組裝起來，恢復(fù)出原報文數(shù)據(jù)等，從而降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。盡管如此，分組交換技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大大推動了當(dāng)時的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，而且也是現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。第三階段：(20世紀(jì)80年代)具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)

8、體系結(jié)構(gòu)，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日漸成熟。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用推廣，越來越多的用戶都希望將自己的計算機(jī)連網(wǎng)。然而實(shí)現(xiàn)不同系列、不同品牌的計算機(jī)互連，顯然并不是一件容易的事情。因?yàn)橄嗷ネㄐ诺挠嬎銠C(jī)必須高度協(xié)調(diào)工作，而這種協(xié)調(diào)是相當(dāng)復(fù)雜的。為了降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的復(fù)雜性，早在當(dāng)初設(shè)計ARPANET時，就有專家提出了層次模型。分層設(shè)計的基本思想就是將龐大而復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換為若干個較小的子問題進(jìn)行分析和研究。隨著ARPANET的建立，各個國家甚至大公司都建立了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如IBM公司研制的分層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA(System Network Architecture)，DE

9、C公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNS(Digital Network Architecture)。這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得一個公司生產(chǎn)的各種類型的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以非常方便地進(jìn)行互連。但是，由于各個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)都不相同，協(xié)議也不一致，使得不同系列、不同公司的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。這為全球網(wǎng)絡(luò)的互連、互通帶來了困難。20世紀(jì)80年代開始，人們著手尋找統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議的途徑。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(International Standard Organization)于1977年成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問題，并于1984年正式頒布了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI-RM(Open Systems

10、Interconnection Reference Model，簡稱OSI)。所謂“開放”，就是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)模型的任何系統(tǒng)，不論位于何地，都可以進(jìn)行互連、互通。這一點(diǎn)非常像世界范圍的電話和郵政系統(tǒng)。這里的“開放系統(tǒng)”，是指在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中與互連有關(guān)的各個部分。它也是對當(dāng)時各個封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言的。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的進(jìn)程中，另一個重要的里程碑就是出現(xiàn)了局域網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)可使得一個單位或一個校園的微型計算機(jī)互連在一起，互相交換信息和共享資源。由于局域網(wǎng)的距離范圍有限、連網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)范、協(xié)議簡單，使得局域網(wǎng)連網(wǎng)容易，傳輸速率高，使用方便，價格也便宜。所以很受廣大用戶的青睞。因此，局域網(wǎng)在20

11、世紀(jì)80年代得到了很大的發(fā)展，尤其是1980年2月份美國電氣和電子工程師學(xué)會組織頒布的IEEE802系列的標(biāo)準(zhǔn)，對局域網(wǎng)的發(fā)展和普及起到了巨大的推動作用。第四階段：(20世紀(jì)90年代)網(wǎng)絡(luò)互連與高速網(wǎng)絡(luò)。自O(shè)SI參考模型推出后，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一直沿著標(biāo)準(zhǔn)化的方向在發(fā)展，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的最大體現(xiàn)是Internet的飛速發(fā)展。Internet是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最輝煌的成就，它已成為世界上最大的國際性計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，并已影響著人們生活的各個方面。由于Internet也使用分層次的體系結(jié)構(gòu)，即TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使得凡遵循TCP/IP的各種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能相互通信。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步向著開放、高

12、速、高性能方向發(fā)展。由于Internet還存在著技術(shù)和功能上的不足，加上用戶數(shù)量猛增，使得現(xiàn)有的Internet不堪重負(fù)。1993年美國政府提出了“NGII(Next Generation Internet Initiative)行動計劃”，該計劃的目標(biāo)是：開發(fā)規(guī)模更大、速度更快的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使之端到端的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100 Mb/s甚至10 Gb/s；提供更為先進(jìn)、實(shí)時性更高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、高性能的全球通信、環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報等，NGII計劃將使用超高速全光網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)更快速的交換和路徑選擇；保證網(wǎng)絡(luò)信息的可靠性和安全性。習(xí)題1-02答：采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換技術(shù)，實(shí)

13、質(zhì)上是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程中動態(tài)分配傳輸線路或信道帶寬的一種策略。它的工作機(jī)理是：首先將待發(fā)的數(shù)據(jù)報文劃分成若干個大小有限的短數(shù)據(jù)塊，在每個數(shù)據(jù)塊前面加上一些控制信息(即首部)，包括諸如數(shù)據(jù)收發(fā)的目的地址、源地址，數(shù)據(jù)塊的序號等，形成一個個分組，然后各分組在交換網(wǎng)內(nèi)采用“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制將數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端。由于節(jié)點(diǎn)交換機(jī)暫時存儲的是一個個短的分組，而不是整個的長報文，且每一分組都暫存在交換機(jī)的內(nèi)存中并可進(jìn)行相應(yīng)的處理，這就使得分組的轉(zhuǎn)發(fā)速度非常快。分組交換網(wǎng)是由若干節(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些交換機(jī)的鏈路組成，每一結(jié)點(diǎn)就是一個小型計算機(jī)?；诜纸M交換的數(shù)據(jù)通信是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與計算機(jī)之間或計算機(jī)與人

14、之間的通信，其通信過程需要定義嚴(yán)格的協(xié)議；分組交換網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)：1、高效。在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬。2、靈活。每個結(jié)點(diǎn)均有智能，可根據(jù)情況決定路由和對數(shù)據(jù)做必要的處理。3、迅速。以分組作為傳送單位，在每個結(jié)點(diǎn)存儲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)使用高速鏈路。4、可靠。完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式多路由的通信子網(wǎng)。電路交換相比，分組交換的不足之處是： 每一分組在經(jīng)過每一交換節(jié)點(diǎn)時都會產(chǎn)生一定的傳輸延時，考慮到節(jié)點(diǎn)處理分組的能力和分組排隊等候處理的時間，以及每一分組經(jīng)過的路由可能不等同，使得每一分組的傳輸延時長短不一。因此，它不適用于一些實(shí)時、連續(xù)的應(yīng)用場合，如電話話音、視頻圖像等數(shù)據(jù)的傳輸； 由于每一分組都額外附

15、加一個頭信息，從而降低了攜帶用戶數(shù)據(jù)的通信容量； 分組交換網(wǎng)中的每一節(jié)點(diǎn)需要更多地參與對信息轉(zhuǎn)換的處理，如在發(fā)送端需要將長報文劃分為若干段分組，在接收端必須按序?qū)⒚總€分組組裝起來，恢復(fù)出原報文數(shù)據(jù)等，從而降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。?xí)題1-03答：電路交換，它的主要特點(diǎn)是： 在通話的全部時間內(nèi)用戶獨(dú)占分配的傳輸線路或信道帶寬，即采用的是靜態(tài)分配策略； 通信雙方建立的通路中任何一點(diǎn)出現(xiàn)了故障，就會中斷通話，必須重新?lián)芴柦⑦B接，方可繼續(xù)，這對十分緊急而重要的通信是不利的。顯然，這種交換技術(shù)適應(yīng)模擬信號的數(shù)據(jù)傳輸。然而在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中還可以傳輸數(shù)字信號。數(shù)字信號通信與模擬信號通信的本質(zhì)區(qū)別在于數(shù)字信號的離

16、散性和可存儲性。這些特性使得它在數(shù)據(jù)傳輸過程中不僅可以間斷分時發(fā)送，而且可以進(jìn)行再加工、再處理。 計算機(jī)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生往往是“突發(fā)式”的，比如當(dāng)用戶用鍵盤輸入數(shù)據(jù)和編輯文件時，或計算機(jī)正在進(jìn)行處理而未得出結(jié)果時，通信線路資源實(shí)際上是空閑的，從而造成通信線路資源的極大浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計，在計算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信中，用來傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至1%。另外，由于各異的計算機(jī)和終端的傳輸數(shù)據(jù)的速率各不相同，采用電路交換就很難相互通信。分組交換具有高效、靈活、可靠等優(yōu)點(diǎn)。但傳輸時延較電路交換要大，不適用于實(shí)時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。報文交換傳輸時延最大。習(xí)題1-07答：1、按交換方式：有電路交換、報文交換、分組交換、

17、幀中繼交換、信元交換等。2、按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：有集中式網(wǎng)絡(luò)、分散式網(wǎng)絡(luò)、分布式網(wǎng)絡(luò)。其中，集中式網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)信息流必須經(jīng)過中央處理機(jī)或網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)(如星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))；分布式網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是任何一個節(jié)點(diǎn)都至少和其他兩個節(jié)點(diǎn)直接相連(如網(wǎng)狀形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))，是主干網(wǎng)常采用的一種結(jié)構(gòu)；分散式網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是星形網(wǎng)和網(wǎng)狀形網(wǎng)的混合網(wǎng)。3、按作用范圍：有廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)。其中，廣域網(wǎng)的作用范圍為幾十至幾千公里，又稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)；局域網(wǎng)的作用范圍常限制在一個單位或一個校園(1 km)內(nèi)，但數(shù)據(jù)傳輸速率高(10 Mb/s以上)；城域網(wǎng)常介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，局限在一個城市(550 km)

18、內(nèi)。4按使用范圍：有公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。其中，公用網(wǎng)都是由國家的電信部門建造和控制管理的；專用網(wǎng)是某個單位或部門為本系統(tǒng)的特定業(yè)務(wù)需要而建造的，不對單位或部門以外的人員開放。習(xí)題1-09答：一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)有三個主要的組成部分：（1）若干個主機(jī)，它們向各用戶提供服務(wù)；（2）一個通信子網(wǎng)，它由一些專用的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些結(jié)點(diǎn)的通信鏈路所組成；（3）一系列的協(xié)議。這些協(xié)議是為在主機(jī)之間或主機(jī)和子網(wǎng)之間的通信而用的。習(xí)題1-10解：采用電路交換：端到端時延： 采用分組交換：端到端時延： ，這里假定 ，即不考慮報文分割成分組后的零頭。欲使 ，必須滿足 習(xí)題1-11答：分組個數(shù)x/p，傳輸?shù)目偙忍財?shù)：(

19、p+h)x/p源發(fā)送時延：(p+h)x/pb最后一個分組經(jīng)過k-1個分組交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，中間發(fā)送時延：(k-1)(p+h)/b總發(fā)送時延D=源發(fā)送時延+中間發(fā)送時延 D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b令其對p的導(dǎo)數(shù)等于0，求極值 p=hx/(k-1)習(xí)題1-13答：所謂連接，就是兩個對等實(shí)體為進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而進(jìn)行的一種結(jié)合。面向連接服務(wù)是在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接。當(dāng)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，則應(yīng)終止這個連接。面向連接服務(wù)具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個階段。在傳送數(shù)據(jù)時按序傳送的。因面面向連接服務(wù)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。在無連接服務(wù)的情況下，兩個實(shí)體之間的通信不需要先建立好一個連接

20、，因此其下層的有關(guān)資源不需要事先進(jìn)行預(yù)留。這些資源在數(shù)據(jù)傳輸時動態(tài)地進(jìn)行分配。無連接服務(wù)的另一特征是它不需要通信的兩個實(shí)體同時期是活躍的（即處于激活態(tài)）。當(dāng)發(fā)送端有實(shí)體正在進(jìn)行發(fā)送時，它才是活躍的。這時接收端的實(shí)體并不一定必須是活躍的。只有當(dāng)接收端的實(shí)體正在進(jìn)行接收時，它才必須是活躍的。無連接服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)是靈活方便和比較迅速。但無連接服務(wù)不能防止報文的丟失、重復(fù)或失序。無連接服務(wù)特別適合于傳送少量零星的報文。習(xí)題1-14答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。由以下三個要素組成：（1）語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。（2）語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做

21、出何種響應(yīng)。（3）同步：即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。協(xié)議是控制兩個對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)，而要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層提供服務(wù)。協(xié)議和服務(wù)的概念的區(qū)分：1、協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。2、協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制兩個對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層通過層間接口向上層提供的。上層使用所提供的服務(wù)必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務(wù)原語。習(xí)題1-15答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交

22、換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。由以下三個要素組成：（1）語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。（2）語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。（3）同步：即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。習(xí)題1-16答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為便于學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理而采用的綜合了OSI七層模型和TCP/IP的四層模型而得到的五層模型。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)見圖1-1所示。 圖1-1五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)各層的主要功能：（1）應(yīng)用層 應(yīng)用層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶代理（user agent),來完成一些為

23、進(jìn)行語義上有意義的信息交換所必須的功能。(2）運(yùn)輸層任務(wù)是負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個進(jìn)程間的通信。因特網(wǎng)的運(yùn)輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。面向連接的服務(wù)能夠提供可靠的交付。無連接服務(wù)則不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery.(3)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組選擇合適的路由，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機(jī)。（4）數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是將在網(wǎng)絡(luò)層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路上實(shí)現(xiàn)幀的無差錯傳輸。（5）物理層物理層的任務(wù)就是透明地傳輸比特流。 “透明地傳送比特流”指實(shí)際電路傳送后比

24、特流沒有發(fā)生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時，接收端如何識別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根腳以及各個腳如何連接。習(xí)題1-18答：協(xié)議棧：指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層模型后，每層的主要功能由對等層協(xié)議的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)，因而每層可用一些主要協(xié)議來表征，幾個層次畫在一起很像一個棧的結(jié)構(gòu)。實(shí)體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。在許多情況下，實(shí)體是一個特定的軟件模塊。對等層：在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，通信雙方實(shí)現(xiàn)同樣功能的層。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實(shí)體進(jìn)行信息交換的數(shù)據(jù)單位。服務(wù)訪問點(diǎn)：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互（即交

25、換信息）的地方。服務(wù)訪問點(diǎn)SAP是一個抽象的概念，它實(shí)體上就是一個邏輯接口?？蛻?、服務(wù)器：客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程?？蛻?服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。客戶-服務(wù)器方式：客戶-服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系，當(dāng)客戶進(jìn)程需要服務(wù)器進(jìn)程提供服務(wù)時就主動呼叫服務(wù)進(jìn)程，服務(wù)器進(jìn)程被動地等待來自客戶進(jìn)程的請求。（1）習(xí)題1-20 解：（1）發(fā)送時延： 傳播時延： （2）發(fā)送時延： 傳播時延： 第二章物理層習(xí)題2-01答：物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指連接計算機(jī)的具體的物

26、理設(shè)備或具體的傳輸媒體?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中物理設(shè)備和傳輸媒體種類繁多，通信手段也有許多不同的方式。物理層的作用正是要盡可能地屏蔽掉這些差異，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，這樣數(shù)據(jù)鏈路層只需要考慮如何完成本層的協(xié)議和服務(wù)，而不必考慮網(wǎng)絡(luò)具體的傳輸媒體是什么。物理層的重要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性。習(xí)題2-02 試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構(gòu)件的作用。答：一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、和目的系統(tǒng)（或接收端）。源系統(tǒng)一般包括以下兩個部分：?源點(diǎn)：源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機(jī)，產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流。?發(fā)送器：通常源點(diǎn)生成

27、的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。例如，調(diào)制解調(diào)器將PC機(jī)輸出的數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換成能夠在用戶的電話線上傳輸?shù)哪M信號。?接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。例如，調(diào)制解調(diào)器接收來自傳輸線路上的模擬信號，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流。?終點(diǎn)：終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送過來的信息。習(xí)題2-03答：數(shù)據(jù)：是運(yùn)送信息的實(shí)體。信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運(yùn)送信息的模擬信號。模擬信號：連續(xù)變化的信號。數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙

28、方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當(dāng)然也不能同時接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。習(xí)題2-04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意。（4）規(guī)程特性說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。習(xí)題2-11基帶信號與寬帶信號的傳輸各有什么特點(diǎn)？答：基帶信號將數(shù)字1和0直接用兩種不同的電壓表示，然后送到線路上傳輸。寬帶信號是將基帶信號調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號。

29、采用基帶信號傳輸，一條電纜只能傳輸一路數(shù)字信號，而采用寬帶信號傳輸，一條電纜中可同時傳送多路的數(shù)字信號，提高了線路的利用率。習(xí)題2-13答：56kb/s的調(diào)制解調(diào)器沒有突破了香農(nóng)的信道極限傳輸速率。這種調(diào)制解調(diào)器的使用條件是：用戶通過ISP從因特網(wǎng)上下載信息的情況下，下行信道的傳輸速率為56kb/s。（見下圖）習(xí)題2-15 答：FDM(frequency division multiplexing)TDM(Time Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiple

30、xing)DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列STM-1(Synchronous Transfer Module)第1級同步傳遞模塊OC-48(Optical Carrier)第48級光載波習(xí)題2-17 答：S?A=（11311311）8=1， A發(fā)送1S?B=（11311311）8=1， B發(fā)送0S?C=（11311311）

31、8=0， C無發(fā)送S?D=（11311311）8=1， D發(fā)送1習(xí)題2-18 假定在進(jìn)行異步通信時，發(fā)送端每發(fā)送一個字符就發(fā)送10個等寬的比特（一個起始比特，8個比特的ASCII碼字符，最后一個結(jié)束比特）。試問當(dāng)接收端的時鐘頻率和發(fā)送端的時鐘頻率相差5%時，雙方能否正常通信？解：設(shè)發(fā)送端和接收端的時鐘周期分別為X和Y。若接收端時鐘稍慢，則最后一個采樣必須發(fā)生在停止比特結(jié)束之前，即9.5Y9X。解出： 因此收發(fā)雙方頻率相差5%是可以正常工作的。第三章 數(shù)據(jù)鏈路層習(xí)題3-02 答：數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制功能有：（1）鏈路管理。（2）幀定界。（3）流量控制。（4）差錯控制。（5）將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分

32、開。（6）透明傳輸。（7）尋址。習(xí)題3-03答：“否則”是指發(fā)送方發(fā)送的幀的N（S）和接收方的狀態(tài)變量V（R）不同。表明發(fā)送方?jīng)]有收到接收方發(fā)出的ACK，于是重傳上次的幀。若“轉(zhuǎn)到（8）”，則接收方要發(fā)送NAK。發(fā)送方繼續(xù)重傳上次的幀，一直這樣下去。習(xí)題3-06解：根據(jù)下圖所示停等協(xié)議中的時間關(guān)系：在確認(rèn)幀長度和處理時間均可忽略的情況下，要使信道利用率達(dá)到至少50%必須使數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間等于2倍的單程傳播時延。即： 已知： ，其中C為信道容量，或信道速率。 為幀長（以比特為單位）。所以得幀長 bit習(xí)題3-09答：（1）顯然 WT內(nèi)不可能有重復(fù)編號的幀，所以WT2n。設(shè)WT=2n；（2）注意以

33、下情況：發(fā)送窗口：只有當(dāng)收到對一個幀的確認(rèn)，才會向前滑動一個幀的位置；接收窗口：只有收到一個序號正確的幀，才會向前滑動一個幀的位置，且同時向發(fā)送端發(fā)送對該幀的確認(rèn)。顯然只有接收窗口向前滑動時，發(fā)送端口才有可能向前滑動。發(fā)送端若沒有收到該確認(rèn)，發(fā)送窗口就不能滑動。（3）為討論方便，取n=3。并考慮當(dāng)接收窗口位于0時，發(fā)送窗口的兩個極端狀態(tài)。狀態(tài)1： 發(fā)送窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 全部確認(rèn)幀收到 接收窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 狀態(tài)2： 發(fā)送窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6

34、7 全部確認(rèn)幀都沒收到 接收窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 （4）可見在狀態(tài)2下，接收過程前移窗口后有效序列號的新范圍和發(fā)送窗口的舊范圍之間有重疊，致使接收端無法區(qū)分是重復(fù)幀還是新幀。為使舊發(fā)送窗口和新接收窗口之間序列號不發(fā)生重疊，有WTWR2n，所以WT2n-1。習(xí)題3-10答：因WTWR2n，而WRWT，當(dāng)WR= WT時，WR取最大值，為2n/2。習(xí)題3-11答：發(fā)送端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0習(xí)題3-12 答：發(fā)送端：0 1 2 3

35、 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0習(xí)題3-13 答：當(dāng)選擇重傳ARQ協(xié)議WR=1時，或當(dāng)連續(xù)ARQ協(xié)議傳輸無差錯時。習(xí)題3-16答：HDLC幀結(jié)構(gòu)如下圖： 1. 標(biāo)志域F。HDLC用一種特殊的位模式01111110作為標(biāo)志以確定幀的邊界。 同一個標(biāo)志既可以作為前一幀的結(jié)束, 也可以作為后一幀的開始。 鏈路上所有的站都在不斷地探索標(biāo)志模式, 一旦得到一個標(biāo)志就開始接收幀。 在接收幀的過程中如果發(fā)現(xiàn)一個標(biāo)志, 則認(rèn)為該幀結(jié)束了。 2. 地址域A。 地址域用于標(biāo)識從站的地址。 雖然在點(diǎn)對點(diǎn)鏈路中不需要地址,

36、 但是為了幀格式的統(tǒng)一, 也保留了地址域。 地址通常是8位長, 然而經(jīng)過協(xié)商之后, 也可以采用更長的擴(kuò)展地址。 3. 控制域C。HDLC定義了三種幀, 可根據(jù)控制域的格式區(qū)分之。 信息幀(I幀)裝載著要傳送的數(shù)據(jù), 此外還捎帶著流量控制和差錯控制的信號。4. 信息域INFO。只有I幀和某些無編號幀含有信息域。 這個域可含有表示用戶數(shù)據(jù)的任何比特序列, 其長度沒有規(guī)定, 但具體的實(shí)現(xiàn)往往限定了幀的最大長度。5. 幀校驗(yàn)和域FCS。FCS域中含有除標(biāo)志域之外的所有其他域的校驗(yàn)序列。 通常使用16 bit的CRC-CCITT標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生校驗(yàn)序列, 有時也使用CRC-32產(chǎn)生32位的校驗(yàn)序列。采用零比特填

37、充法就可傳送任意組合的比特流，或者說，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的透明傳輸。習(xí)題3-17答：分三大類。1信息幀：用于數(shù)據(jù)傳輸，還可同時用來對已收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)和執(zhí)行輪詢功能。2監(jiān)督幀：用于數(shù)據(jù)流控制，幀本身不包含數(shù)據(jù)，但可執(zhí)行對數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)，請求重發(fā)信息幀和請求暫停發(fā)送信息幀等功能。3無編號幀：主要用于控制鏈路本身，不使用發(fā)送或接收幀序號。習(xí)題3-19答：主要特點(diǎn)：（1）點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。（2）PPP是面向字節(jié)的。PPP不采用序號和確認(rèn)機(jī)制是出于以下的考慮：第一，若使用能夠?qū)崿F(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（如HDLC），開銷就要增大。在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡

38、單的PPP協(xié)議較為合理。第二，在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP的信息字段放入的數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)報。假定我們采用了能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴?fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當(dāng)數(shù)據(jù)幀在路由器中從數(shù)據(jù)鏈路層上升到網(wǎng)絡(luò)層后，仍有可能因網(wǎng)絡(luò)授擁塞而被丟棄。因此，數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。第三，PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗(yàn)序列FCS安段。對每一個收到的幀，PPP都要使用硬件進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)有差錯，則丟棄該幀（一定不能把有差錯的幀交付給上一層）。端到端的差錯檢測最后由高層協(xié)議負(fù)責(zé)。因此，PPP協(xié)議可保證無差錯接受。PPP協(xié)議適用于用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)的情況。習(xí)題3-20數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后

39、一個1變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)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(xiàn)？答：添加的檢驗(yàn)序列為1110 （11010110110000除以10011） 數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1變成了0，11010110101110除以10011，余數(shù)為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，11010110001110除以10011，余數(shù)為101，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。第四章 局域網(wǎng)4-03答：（1）假定從下往上把7層樓編號為1-7層。按樓層高4米計算。在星形網(wǎng)中，集線器放在4層中間位置（第8間房）。電纜總程度等于：7 154 （i-4）2+（j-8

40、）2=1832（m）i=1 j=1（2）對于總線式以太網(wǎng)（如10BASE2），每層需414=56（m）水平電纜，垂直電纜需46=24（m），所以總長度等于 756+24=416（m）4-04 答：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信號周期。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波特。4-06答：10BASE5，10BASE2，10BASE-T分別表示以太網(wǎng)的三種不同的物理層。10表示數(shù)據(jù)率是10Mb/s，BASE表示電纜上的信號是基帶信號，采用曼徹斯特編碼。5表示粗纜，每一段電纜的最大長度是500米。2代表細(xì)纜，每一段電纜的最大長度是185米

41、。T表示雙絞線。10BROAD36：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbit/s，“BROAD”表示電纜上的信號是寬帶信號，“36”表示網(wǎng)絡(luò)的最大跨度是3600m。FOMAU : (Fiber Optic Medium Attachment Unit) 光纖媒介附屬單元。4-07答：以太網(wǎng)升級時，由于數(shù)據(jù)傳輸率提高了，幀的發(fā)送時間會按比例縮短，這樣會影響沖突的檢測。所以需要減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，使參數(shù)a保持為較小的值，才能有效地檢測沖突。在幀的長度方面，幾種以太網(wǎng)都采用802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以太網(wǎng)最小最大幀長，使不同速率的以太網(wǎng)之間可方便地通信。100bit/s的以太網(wǎng)采用保持最短幀長（6

42、4byte）不變的方法，而將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到100m，同時將幀間間隔時間由原來的9.6s，改為0.96s。1Gbit/s以太網(wǎng)采用保持網(wǎng)段的最大長度為100m的方法，用“載波延伸”和“分組突法”的辦法使最短幀仍為64字節(jié)，同時將爭用字節(jié)增大為512字節(jié)。傳輸媒體方面，10Mbit/s以太網(wǎng)支持同軸電纜、雙絞線和光纖，而100Mbit/s和1Gbit/s以太網(wǎng)支持雙絞線和光纖，10Gbit/s以太網(wǎng)只支持光纖。4-08 10個站都連接到一個10Mb/s以太網(wǎng)集線器。（1）10個站都連接到一個100Mb/s以太網(wǎng)集線器。（2）10個站都連接到一個10Mb/s以太網(wǎng)交換機(jī)。答：（1）10

43、個站共享10Mb/s。（3）10個站共享100Mb/s。（3）每個站獨(dú)占10Mb/s。4-09 解：發(fā)送一個幀所需的平均時間為：Tav=2NR+T0+，其中NR=(1-A)/A，A是某個站發(fā)送成功的概率， ，N100時，Amax=0.369 , 總線上每秒發(fā)送成功的最大幀數(shù)： ，則得每個站每秒發(fā)送的平均幀數(shù)為3400/100=34.74-10（1）總線長度減小到1km。（2）總線速度加倍。（3）幀長變?yōu)?0000bit。答：設(shè)a與上題意義相同（1）a1=a/4=0.025，Smax1=0.9000每個站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=45總線長度減小，端到端時延就減小，以時間為單位的信道長度與幀

44、長的比也減小,信道給比特填充得更滿,信道利用率更高，所以每站每秒發(fā)送的幀更多。（2）a2=2a=0.2，Smax2=0.5296每個站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=53 總線速度加倍，以時間為單位的信道長度與幀長的比也加倍，信道利用率減?。ǖ员仍瓉淼?/2大），所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來多。 （3）a3=a/10=0.01，Smax3=0.9574每個站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=4.8 幀長加長10倍，信道利用率增加，每秒在信道上傳輸?shù)谋忍卦黾樱ǖ珱]有10倍），所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來少。4-11答：對于1km電纜，單程端到端傳播時延為：=1200000=510-6s=5s，端

45、到端往返時延為： 2=10s為了能按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)送時延不能小于10s，以1Gb/s速率工作，10s可發(fā)送的比特數(shù)等于：1010-61109=10000bit=1250字節(jié)。4-12 解：公式（4-9）為： 其中 為傳播時延， 為數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間。計算結(jié)果：距離d=25md=2500m發(fā)送速率C=10Mb/sC=10Gb/sC=10Mb/sC=10Gb/s 討論： 越大，信道利用率就越小。4-15 答：以太網(wǎng)交換機(jī)用在這樣的網(wǎng)絡(luò)，其20%通信量在本局域網(wǎng)而80%的通信量到因特網(wǎng)。4-16以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺

46、點(diǎn)如何？答：CSMA/CD是一種動態(tài)的媒體隨機(jī)接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時分復(fù)用TDM是一種靜態(tài)的劃分信道，所以對信道的利用，CSMA/CD是用戶共享信道，更靈活，可提高信道的利用率，不像TDM，為用戶按時隙固定分配信道，即使當(dāng)用戶沒有數(shù)據(jù)要傳送時，信道在用戶時隙也是浪費(fèi)的；也因?yàn)镃SMA/CD是用戶共享信道，所以當(dāng)同時有用戶需要使用信道時會發(fā)生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶發(fā)生沖突。對局域網(wǎng)來說，連入信道的是相距較近的用戶，因此通常信道帶寬較寬，如果使用TDM方式，用戶在自己的時隙內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會更多，不利于信道的充分利用。對計算機(jī)通信來說，突發(fā)式

47、的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。4-17答：a=/T0=C/L=100（2108）1109/L=500/L，信道最大利用率Smax =1/（1+4.44a），最大吞吐量Tmax=Smax1Gbit/s幀長512字節(jié)時，a=500/（5128）=0.122， Smax =0.6486，Tmax=648.6 Mbit/s幀長1500字節(jié)時，a=500/（15008）=0.0417，Smax =0.8438 ，Tmax=843.8 Mbit/s幀長64000字節(jié)時,a=500/（640008）=0.000977,Smax =0.9957，Tmax=995.7 Mbit/s可見，在端到端傳播時延和數(shù)據(jù)發(fā)

48、送率一定的情況下，幀長度越大，信道利用率越大，信道的最大吞吐量就越大。4-18答：以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個多端口網(wǎng)橋。工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機(jī)的每個端口都直接與一個單個主機(jī)或另一個集線器相連，并且一般工作在全雙工方式。交換機(jī)能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體一樣，進(jìn)行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。通信完成后就斷開連接。 區(qū)別：以太網(wǎng)交換機(jī)工作數(shù)據(jù)鏈路層，集線器工作在物理層。集線器只對端口上進(jìn)來的比特流進(jìn)行復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)，不能支持多端口的并發(fā)連接。4-19答：網(wǎng)橋的每個端口與一個網(wǎng)段相連，網(wǎng)橋從端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。每當(dāng)收到一個幀時，就先暫存在其緩沖中。若此幀未出現(xiàn)差錯，

49、且欲發(fā)往的目的站MAC地址屬于另一網(wǎng)段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。若該幀出現(xiàn)差錯，則丟棄此幀。網(wǎng)橋過濾了通信量，擴(kuò)大了物理范圍，提高了可靠性，可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網(wǎng)。但同時也增加了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網(wǎng)不適合。 網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器不同，（1）網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，而轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層；（2）網(wǎng)橋不像轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)所有的幀，而是只轉(zhuǎn)發(fā)未出現(xiàn)差錯，且目的站屬于另一網(wǎng)絡(luò)的幀或廣播幀；（3）轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)一幀時不用檢測傳輸媒體，而網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)一幀前必須執(zhí)行CSMA/CD算法；（4）網(wǎng)橋和轉(zhuǎn)發(fā)器都有擴(kuò)展局域網(wǎng)的作用，但網(wǎng)橋還能提高局域網(wǎng)的效率并連接不同M

50、AC子層和不同速率局域網(wǎng)的作用。以太網(wǎng)交換機(jī)通常有十幾個端口，而網(wǎng)橋一般只有2-4個端口；它們都工作在數(shù)據(jù)鏈路層；網(wǎng)橋的端口一般連接到局域網(wǎng)，而以太網(wǎng)的每個接口都直接與主機(jī)相連，交換機(jī)允許多對計算機(jī)間能同時通信，而網(wǎng)橋允許每個網(wǎng)段上的計算機(jī)同時通信。所以實(shí)質(zhì)上以太網(wǎng)交換機(jī)是一個多端口的網(wǎng)橋，連到交換機(jī)上的每臺計算機(jī)就像連到網(wǎng)橋的一個局域網(wǎng)段上。網(wǎng)橋采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而以太網(wǎng)交換機(jī)還可采用直通方式轉(zhuǎn)發(fā)。以太網(wǎng)交換機(jī)采用了專用的交換機(jī)構(gòu)芯片，轉(zhuǎn)發(fā)速度比網(wǎng)橋快。4-23 解：發(fā)送的幀網(wǎng)橋1的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋2的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋1的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）網(wǎng)橋2的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）站地址端口站地

51、址端口H1?H5MAC11MAC11轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H3?H2MAC32MAC31轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H4?H3MAC42MAC42寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表H2?H1MAC21寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)接收不到這個幀第五章 廣域網(wǎng)5-01 答：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報服務(wù)的區(qū)別可由下表歸納：對比的方面虛電路數(shù)據(jù)報連接的建立必須有不要目的站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號每個分組都有目的站的全地址路由選擇在虛電路連接建立時進(jìn)行，所有分組均按同一路由每個分組獨(dú)立選擇路由當(dāng)路由器出故障所有通過了出故障的路由器的虛電路均不能工作出故障的路由器可能會丟失

52、分組，一些路由可能會發(fā)生變化分組的順序總是按發(fā)送順序到達(dá)目的站到達(dá)目的站時可能不按發(fā)送順序端到端的差錯處理由通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)由主機(jī)負(fù)責(zé)端到端的流量控制由通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)由主機(jī)負(fù)責(zé)從占用通信子網(wǎng)資源方面看：虛電路服務(wù)將占用結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的存儲空間，而數(shù)據(jù)報服務(wù)對每個 其完整的目標(biāo)地址獨(dú)立選徑，如果傳送大量短的分組，數(shù)據(jù)頭部分遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)部分，則會浪費(fèi)帶寬。從時間開銷方面看：虛電路服務(wù)有創(chuàng)建連接的時間開銷，對傳送小量的短分組，顯得很浪費(fèi)；而數(shù)據(jù)報服務(wù)決定分組的去向過程很復(fù)雜，對每個分組都有分析時間的開銷。從擁塞避免方面看：虛電路服務(wù)因連接起來的資源可以預(yù)留下來，一旦分組到達(dá)，所需的帶寬和結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的容量便已具有

53、，因此有一些避免擁塞的優(yōu)勢。而數(shù)據(jù)報服務(wù)則很困難。從健壯性方面看：通信線路的故障對虛電路服務(wù)是致命的因素，但對數(shù)據(jù)報服務(wù)則容易通過調(diào)整路由得到補(bǔ)償。因此虛電路服務(wù)更脆弱。5-02答：每個分組經(jīng)過4段鏈路意味鏈路上包括5個分組交換機(jī)。虛電路實(shí)現(xiàn)方案：需在1000秒內(nèi)固定分配58=40bytes存儲空間， 存儲器使用的時間是2年，即252403600=1.5107sec每字節(jié)每秒的費(fèi)用=0.01/（1.5107）=6.710-10元總費(fèi)用，即1000秒40字節(jié)的費(fèi)用=1000406.710-10=2.710-5元數(shù)據(jù)報實(shí)現(xiàn)方案：比上述虛電路實(shí)現(xiàn)方案需多傳(15-3)4200=9600bytes，

54、每字節(jié)每鏈路的費(fèi)用=0.01/106=10-8元 總費(fèi)用，即9600字節(jié)每鏈路的費(fèi)用=960010-8=9.610-5元9.6-2.7=6.9毫分可見，本題中采用虛電路實(shí)現(xiàn)方案更為經(jīng)濟(jì)，在1000秒的時間內(nèi)便宜6.9毫分。5-03 答：有可能。大的突發(fā)噪聲可能破壞分組。使用k位的效驗(yàn)和，差錯仍然有2-k的概率被漏檢。如果分組的目的地址字段或虛電路的標(biāo)識號被改變，分組會被投遞到錯誤的目的地，并可能被接收為正確的分組。換句話說，偶然的突發(fā)噪聲可能把送往一個目的地的完全合法的分組改變成送往另一個目的地的也是完全合法的分組。 即使所有的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都工作正常，端到端的通信不一定可靠。（見5-11）5

55、-04答：層次結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行編址就是把一個用二進(jìn)制數(shù)表示的主機(jī)地址分為前后兩部分。前一部分的二進(jìn)制數(shù)表示該主機(jī)所連接的分組交換機(jī)的編號，而后一部分的二進(jìn)制數(shù)表示所連接的分組交換機(jī)的端口號，或主機(jī)的編號。采用兩個層次的編址方案可使轉(zhuǎn)發(fā)分組時只根據(jù)分組和第一部分的地址（交換機(jī)號），即在進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)時，只根據(jù)收到的分組的主機(jī)地址中的交換機(jī)號。只有當(dāng)分組到達(dá)與目的主機(jī)相連的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)時，交換機(jī)才檢查第二部分地址（主機(jī)號），并通過合適的低速端口將分組交給目的主機(jī)。采用這種方案可以減小轉(zhuǎn)發(fā)表的長度，從而減少了查找轉(zhuǎn)發(fā)表的時間。5-05 答：（1）從源主機(jī)發(fā)送的每個分組可能走1段鏈路（主機(jī)-結(jié)點(diǎn)）、2段鏈路（

56、主機(jī)-結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)）或3段鏈路（主機(jī)-結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)-主機(jī)）。走1段鏈路的概率是p，走2段鏈路的概率是p（1-p），走3段鏈路的概率是（1-p）2則，一個分組平均通路長度的期望值是這3個概率的加權(quán)和，即等于L=1p2p（1-p）3（1-p）2= p2-3 p+3注意，當(dāng)p=0時，平均經(jīng)過3段鏈路，當(dāng)p=1時，平均經(jīng)過1段鏈路，當(dāng)0p1時，可能需要多次發(fā)送。（2）一次傳送成功的概率=（1-p）2，令=（1-p）2， 兩次傳送成功的概率=（1-）， 三次傳送成功的概率=（1-）2， 因此每個分組平均傳送次數(shù)T=2（1-）3（1-）2 =/（1-）（1-）2（1-）23（1-）3因?yàn)?kqk = q/（1

57、-q）2 k=1 所以 T=/（1-）（1-）/1-（1-）2 =1/=1/（1-p）2（3）每個接收到的分組平均經(jīng)過的鏈路數(shù)HH=LT=（p2-3 p+3）/（1-p）25-06答：對時間以T秒為單位分槽。在時槽1，源結(jié)點(diǎn)交換機(jī)發(fā)送第1個分組。在時槽2的開始，第2個結(jié)點(diǎn)交換機(jī)收到了分組，但不能應(yīng)答。在時槽3的開始，第3個結(jié)點(diǎn)交換機(jī)收到了分組，但也不能應(yīng)答。這樣，此后所有的路由器都不會應(yīng)答。僅當(dāng)目的主機(jī)從目的地結(jié)點(diǎn)交換機(jī)取得分組時，才會發(fā)送第1個應(yīng)答?，F(xiàn)在確認(rèn)應(yīng)答開始往回傳播。在源結(jié)點(diǎn)交換機(jī)可以發(fā)送第2個分組之前，需兩次穿行該子網(wǎng)，需要花費(fèi)的時間等于2（n-1）T。所以，源結(jié)點(diǎn)交換機(jī)往目的主機(jī)

58、投遞分組的速度是每2（n-1）T秒1個分組。顯然這種協(xié)議的效率是很低的。5-11答：情形1：如B采用按收數(shù)據(jù)-轉(zhuǎn)發(fā)-發(fā)確認(rèn)順序工作，在把A的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給C后（隨后C接收到該數(shù)據(jù)），處理機(jī)出現(xiàn)故障，存儲器中所存信息全部丟失，無法發(fā)確認(rèn)給A；A在重發(fā)計時器到時后仍未收到確認(rèn)，就會重發(fā)，這時B已恢復(fù)工作，再轉(zhuǎn)發(fā)給C，則C收到兩個重復(fù)的數(shù)據(jù)。 情形2：如B采用接收數(shù)據(jù)-發(fā)確認(rèn)-轉(zhuǎn)發(fā)順序工作，在向A發(fā)送完確認(rèn)后（隨后A收到確認(rèn)，認(rèn)為該數(shù)據(jù)已成功交付），處理機(jī)出現(xiàn)故障，存儲器中所存信息全部丟失，無法轉(zhuǎn)發(fā)給C，而A認(rèn)為該數(shù)據(jù)已成功交付，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。因此就算所有的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都工作正常，端到端的通信不一定可

59、靠。如果采用端到端發(fā)確認(rèn)信息的方法，情形1中C在收到數(shù)據(jù)后，會給A發(fā)送確認(rèn)，A收到后不會重發(fā)數(shù)據(jù)。在情形2中，C未收到數(shù)據(jù)，沒有給A發(fā)送確認(rèn)，A在重發(fā)計時器到時后未收到確認(rèn)，就重發(fā)數(shù)據(jù)，不會造成數(shù)據(jù)的丟失。所以只有采用端到端發(fā)確認(rèn)信息的方法，才能保證在任何情況下數(shù)據(jù)都能從A經(jīng)B正確無誤地交付到C。第六章網(wǎng)絡(luò)互連6-03答：轉(zhuǎn)發(fā)器：是物理層中間設(shè)備。主要作用是在物理層中實(shí)現(xiàn)透明的二進(jìn)制比特復(fù)制，以補(bǔ)償信號衰減。網(wǎng)橋：是數(shù)據(jù)鏈路層的中間設(shè)備。主要作用是根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。路由器：網(wǎng)絡(luò)層的中間設(shè)備。作用是在互連網(wǎng)中完成路由選擇的功能。網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)絡(luò)層以上的中間

60、系統(tǒng)。作用是在高層進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換以連接兩個不兼容的系統(tǒng)。6-04答：IP協(xié)議：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。使參與互連的性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。ARP協(xié)議：完成IP地址到MAC地址的映射。RARP：使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其IP地址。ICMP：允許主機(jī)或路由器報告差錯情況和提供有關(guān)異常情況的報告。從而提高IP數(shù)據(jù)報交付成功的機(jī)會。（2）6-09答：（1）C類地址對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼值。但也可以是A類或B類地址的掩碼，即主機(jī)號由最后的8位決定。而路由器尋找網(wǎng)絡(luò)由前24位決定。（2）6個主機(jī)。（3）子網(wǎng)掩碼一樣，但子網(wǎng)數(shù)目不同。（4）最多可有4094個（不考慮全0和全1的主機(jī)號）。（5