計算機網(wǎng)絡(謝希仁)答案2

《計算機網(wǎng)絡》課后習題答案

第一章概述

1-1計算機網(wǎng)絡向用戶可以提供哪些服務？

答：計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能有兩個，連通性和共享。

1-2試簡述分組交換的特點

答：分組交換實質(zhì)上是在“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼有電路交

換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為

許多小段的數(shù)據(jù)——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技

術，同時傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接

著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的

報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。

1-3試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。

答：(1)電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起呼叫，獨

占一條物理線路。當交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信卒，雙方即可進行通信。

在整個通信過程中雙方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備

成本較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型

終端用戶之間不能通信等缺點，電路交換比較適用于信息量大、長報文，經(jīng)常使用

的固定用戶之間的通信。

(2)報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路

空閑時，再將該報文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳

輸數(shù)據(jù)。報文交換的優(yōu)點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳

送，可實現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的，以報

文為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡傳輸時延大，且占用大量的交換機內(nèi)存和外存，不能

滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的

網(wǎng)絡用戶之間的通信，如公用電報網(wǎng)。

(3)分組交換分組交換實質(zhì)上是在“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它

兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定

長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動

態(tài)復用的技術，同時傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存

儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝

配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，

交互性好。

1-4為什么說因特網(wǎng)是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？

答：因特網(wǎng)縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工作、學習和

交往方式，是世界發(fā)生了極大的變化。

1-5因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的特點。

答：第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANRET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。最初的分組交換

網(wǎng)ARPANET只是一個單個的分組交換網(wǎng)，所有要連接在ARPANET上的主機都直接

與就近的結(jié)點交換機相連。而后發(fā)展為所有使用TCP/IP協(xié)議的計算機都能利用互

聯(lián)網(wǎng)相互通信。第二階段是19857993年，特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)第三

階段是1993年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。

1-6簡述因特網(wǎng)標準制定的幾個階段。

答：制定英特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過一下的四個階段[RFC2026]:（1）因特網(wǎng)草

案（InternetDraft）。（2）建議標準（ProposedStandard）。（3）草案標準（Draft

Standard）。（4）因特網(wǎng)標準（InternetStandard）。

1-7小寫和大些開頭的英文名字internet和Internet在意思上有何重要區(qū)

別？

答：以小寫字母i開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它

泛指由多個計算機網(wǎng)絡互聯(lián)而成的網(wǎng)絡。在這些網(wǎng)絡之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）

可以是任意的。以大寫字母I開始的Internet（因特網(wǎng)）則是一個專有名詞，它

指當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用

TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，其前身是美國的ARPANET。

1-8計算機網(wǎng)絡都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡都有哪些特點？

答：1、按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類：（1）、局域網(wǎng)：局域網(wǎng)是計算機硬件在

比較小的范圍內(nèi)通信線路組成的網(wǎng)絡，一般限定在較小的區(qū)域內(nèi)，通常采用有線的

方式連接起來。（2）、城域網(wǎng)：城域網(wǎng)規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的范

圍從幾十公里至數(shù)百公里，城域網(wǎng)基本上是局域網(wǎng)的延伸，通常使用與局域網(wǎng)相似

的技術，但是在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍比較廣。（3）、廣域網(wǎng)：覆蓋

的地理范圍非常廣，又稱遠程網(wǎng)，在采用的技術、應用范圍和協(xié)議標準方面有所不

同。

2、按傳榆介質(zhì)分類：（1）、有線網(wǎng)：采用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線

電視電視電纜來連接的計算機網(wǎng)絡，又線網(wǎng)通過“載波”空間進行傳輸信息，需要用

導線來實現(xiàn)。（2）、無線網(wǎng)：用空氣做傳輸介質(zhì)，用電磁波作為載體來傳播數(shù)據(jù)。

無線網(wǎng)包括：無線電話、語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)。3、

按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分類：(1)、星型網(wǎng)絡：各站點通過點到點的鏈路與中心相連,

特點是很容易在網(wǎng)絡中增加新的站點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)

絡監(jiān)控，但一旦中心節(jié)點有故障會引起整個網(wǎng)絡癱瘓。(2)、總線型網(wǎng)絡：網(wǎng)絡

中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道，總線型網(wǎng)絡安裝簡單方便，需要鋪設的電線最短,

成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網(wǎng)絡，但介質(zhì)的故障會導致網(wǎng)絡癱瘓，

總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加新站點也不如星型網(wǎng)絡容易。(3)、樹型

網(wǎng)絡：是上述兩種網(wǎng)的綜合。(4)、環(huán)型網(wǎng)絡：環(huán)型網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量

有限，網(wǎng)絡建成后，增加新的站點較困難。(5)、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡：網(wǎng)狀型網(wǎng)絡是以

上述各種拓撲網(wǎng)絡為基礎的綜合應用。

4、按通信方式分類：

(1)、點對點傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)以點到點的方式在計算機或通信設備中傳輸，

在一對機器之間通過多條路徑連接而成，大的網(wǎng)絡大多采用這種方式。

(2)、廣播式傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)在共用通信介質(zhì)線路中傳輸，由網(wǎng)絡上的所有

機器共享一條通信信道，適用于地理范圍小的小網(wǎng)或保密要求不高的網(wǎng)絡。

5、按網(wǎng)絡使用的目的分類：

(1)、共享資源網(wǎng)：使用者可共享網(wǎng)絡中的各種資源。

(2)、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)：用于處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

(3)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)：用來收集、交換、傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

6、按服務方式分類：

(1)、客戶機/服務器(C/S)模式：C/S計算的模式的結(jié)構(gòu)是分散、多層次

和具有圖形用戶接口的PC機作為客戶機，不同的操作系統(tǒng)或不同的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)

對應不同的語言和開發(fā)工具，其工作特點是文件從服務器被下載到工作站上，然后

在工作站上進行處理，而基于主機的大型機工作特點是所有處理都發(fā)生在主機上。

(2)、瀏覽器/服務器(B/S)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無關性，把

應用邏輯和業(yè)務處理規(guī)則放在服務器一側(cè)。

(3)、對等網(wǎng)或稱為對等式的網(wǎng)絡：對等網(wǎng)可以不要求具備文件服務器，特

別是應用在一組面向用戶的PC機，每臺客戶機都可以與其他每臺客戶機實現(xiàn)”平

等”對話操作，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計算機一般類型相同，甚

至操作系統(tǒng)也相同，這種網(wǎng)絡方式靈活方便，但是較難實現(xiàn)集中管理與控制，安全

性也低。

7、按企業(yè)和公司管理分類：

(1)、內(nèi)部網(wǎng)：一般指企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，自成一體形成一個獨立的網(wǎng)絡。

(2)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)：一般指經(jīng)改造的或新建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，采用通用的TCP/IP作

為通信協(xié)議，一般具備自己的WWW服務器和安全防護系統(tǒng)，為企業(yè)內(nèi)部服務，不

和因特網(wǎng)直接進行連接。

(3)、外聯(lián)網(wǎng)：采用因特網(wǎng)技術，有自己的WWW服務器，但不一定與因特網(wǎng)

直接進行連接的網(wǎng)絡，同時必須建立防火墻把內(nèi)聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)隔離開，以確保企業(yè)

內(nèi)部信息的安全。

(4)、因特網(wǎng)：因特網(wǎng)是目前最流行的一種國際互聯(lián)網(wǎng)，在全世界范圍內(nèi)得

到應用，結(jié)合多媒體的”聲、圖、文”表現(xiàn)能力，不僅能處理一般數(shù)據(jù)和文本，而且

也能處理語音、聲響、靜止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。

1-9計算機網(wǎng)絡中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么？

答：主干網(wǎng)的特點：設施共享；高度綜合集成，可應付高密度的業(yè)務需求量；

工作在可控環(huán)境；使用率高；技術演進迅速，以軟件為主；成本逐漸下降。本地接

入網(wǎng)特點：設施專用，且分散獨立；接入業(yè)務種類多，業(yè)務量密度低；線路施工難

度大，設備運行環(huán)境惡劣；使用率低；技術演進遲緩，以硬件為主；網(wǎng)徑大小不一,

成本與用戶有關。

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),

從源站到目的站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d(s),數(shù)據(jù)率為C

(bit/s)o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),且各結(jié)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??？

答：對電路交換，當t二s時，鏈路建立；當t=s+x/C,發(fā)送完最后一bit;當

t=s+x/C+kd,所有的信息到達目的地。對分組交換，當t=x/C,發(fā)送完最后一bit;

為到達目的地，最后一個分組需經(jīng)過k7個分組交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，每次轉(zhuǎn)發(fā)的時間

為p/C,所以總的延遲二x/C+(k-1)p/C+kd所以當分紅交換的時延小于電路交換

x/C+(k-1)p/C+kd<s+x/C+kd時，(k-1)p/C<s

1-11在上題的分組交換網(wǎng)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(shù)據(jù)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(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(bit/s),

但傳播時延和結(jié)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(shù)據(jù)部分長度p應取為多大？

答：分組個x/p,傳輸?shù)目偙忍財?shù)：(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個分組交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，中間發(fā)送時延：(k-1)(p+h)/b總發(fā)送時延

D二源發(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的導數(shù)等于0,

求極值p=Vhx/（k-1）

1-12因特網(wǎng)的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？他們的

工作方式各有什么特點？

答：邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，

用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。核心部分由大量網(wǎng)絡和連接

這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻舴?/p>

器方式（C/S方式）即Client/Server方式，對等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer

方式客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴?/p>

務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠盏恼埱蠓剑掌?/p>

是服務的提供方。被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請

求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復

雜的操作系統(tǒng)。一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客

戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各

地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強

大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務器

方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。網(wǎng)絡核心部分是因

特網(wǎng)中最復雜的部分。網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，

使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)

據(jù)）。在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器（router）。路由器是實現(xiàn)分組交換

（packetswitching）的關鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最

重要的功能。路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)

發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能

1-13客戶服務方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒有相同的地方？

答：客戶服務器方式是一點對多點的，對等通信方式是點對點的。被用戶調(diào)用

后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信(請求服務)o因此，客戶程序

必須知道服務器程序的地址。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地

等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的

地址。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每

一個主機既是客戶又同時是服務器。對等連接也需要知道對方的服務器地址。

1-14計算機網(wǎng)絡有哪些常用的性能指標？

答：1.速率

比恃(bit)是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。

Bit來源于binarydigit,意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進

制數(shù)字中的一個1或0。速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是計算機

網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標，速率的單位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等。速

率往往是指額定速率或標稱速率。

2.帶寬

“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫(或千赫、兆

赫、吉赫等)。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單

位是“比特每秒"，或b/s(bit/s)。

3.吞吐量

吞吐量（throughput）表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)

量。吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道實際上到底有

多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡。吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。

4.時延

傳輸時延（發(fā)送時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的

時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所

需的時間。

5.E寸延帶寬積

6.往返時間RTT

7.利用率

1-15假定網(wǎng)絡的利用率到達了90%。試估算已選現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是他的最小

值的多少倍？

答：D0表示網(wǎng)絡空閑時的時延，D表示當前網(wǎng)絡的時延。U為利用率

則：D=D0/（1-U）即D=10DOo

1-16計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？計算機通信網(wǎng)性能指標與非性能特征

有什么區(qū)別？

答：計算機通信網(wǎng)非性能特征有：費用、質(zhì)量、標準化、可靠性、可擴展性和

可升級性、易于管理和維護。計算機通信網(wǎng)性能指標有：速率、帶寬、吞吐量、時

延、時延帶寬積、往返時間、利用率。性能指標指的是與通信網(wǎng)絡本身性能相關的

指數(shù)，而非性能特征與其本身無直接關系。

1-17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2.3

X108。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延：（1）數(shù)據(jù)長度為107bit,

數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s,傳播距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為2X

108m/so(2)數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s,傳輸距離和信號在

媒體上的傳播速率同上。

答：(1):發(fā)送延遲二107/(100X1000)=100s傳播延遲nooox1000/(2

X108)=5X10-3s=5ms(2)：發(fā)送延遲二103/(109)=10-6/1us傳播延遲二1000

X1000/(2X108)=5X10-3s=5ms

1-18、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3X108m/s。媒體長度I分別為：

(1)10cm(網(wǎng)卡)

(2)100m(局域網(wǎng))

(3)100km(城域網(wǎng))

(4)5000km(廣域網(wǎng))

試計算當數(shù)據(jù)率為Mb/s1和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。

答：傳播時延二信道長度/電磁波在信道上的傳播速率

時延帶寬積=傳播時延*帶寬

(1)0.1m/2.3/108X1X108b/s=0.000435bit

(2)100m/2.3/108X1X108b/s=0.435bit

(3)100000/2,3/108X1X108=435bit

(4)5X106/2.3/108X1X108=21739bit

1-19,長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP

首部。再交給網(wǎng)絡層傳送，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18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。若應用層數(shù)據(jù)長度為

1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？

答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時

傳輸效率=100/(100+20+20+18)=63.3%

數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時，

傳輸效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%

1-20網(wǎng)絡體系結(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：網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)采用分層的結(jié)構(gòu)，可以減少協(xié)議設計的復雜性，使得各層之

間是獨立的，

增強靈活性，使得網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)上可以分割開，易于實現(xiàn)和維護，同時促進標

準化工作。

日常生活中，比如，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲地郵局，

甲地郵局經(jīng)

過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當于—務三層結(jié)構(gòu)，

如下圖所示

雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但是它們都分別

對應同等機構(gòu)，

同屬一個子系統(tǒng)，而同處一地的不同機構(gòu)則不再一個子系統(tǒng)內(nèi)，而且它們之間

的關系是服務

與被服務的關系。

1-21協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關系？

答：協(xié)議是水平的，服務是垂直的。

協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務是“垂

直的“，即服務

是由下層向上層通過層間接口提供的。

協(xié)議與服務的關系

在協(xié)議的控制下，上層對下層進行調(diào)用，下層對上層進行服務，上下層間用交

換原語交換信

息c同層兩個實體間有時有連接。

1-22網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？

答：在計算機網(wǎng)絡中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好

的規(guī)則。

這些為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一

個網(wǎng)絡協(xié)議要

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應答；

(3)同步，即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。

對于非常復雜的計算機網(wǎng)絡協(xié)議，其結(jié)構(gòu)最好采用層次式的。

1-23為什么一個網(wǎng)絡協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？

答：因為網(wǎng)絡協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當清況發(fā)生變化時，協(xié)議就會保

持理想狀況，

一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，并且

約定不見不撒。

這個協(xié)議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知

對方，而另一

方就必須一直等下去！所以看一個計算機網(wǎng)絡是否正確，不能只看在正常情況

下是否王確，

而史還必須非常仔細的檢查協(xié)議能否應付各種異常情況。

1-24試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。

答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是為便于學習計算機網(wǎng)絡原理而采用的綜合

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17所

7Po

應用層

運輸層

網(wǎng)絡層

數(shù)據(jù)鏈路層

物理層

圖17五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

各層的主要功能：

(1)應用層

應用層確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進

程所需要

的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理(user

agent),來完

成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。

(2)運榆層

任務是負責主機中兩個進程間的通信。

因特網(wǎng)的運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UDPo

面向連接的服務能夠提供可靠的交付。

無連接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effortdeIivery.

(3)網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層負責為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付

到目的主機。

(4)數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的任務是將在網(wǎng)絡層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀(frame),在兩個相

鄰結(jié)點間的鏈

路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。

(5)物理層

物理層的任務就是透明地傳輸比特流。

“透明地傳送比特流”指實際電路傳送后比特流沒有發(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當有多少根

腳以及各個腳

如何連接。

1-25試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。

答：“透明”是指某一個實際存在的事物看起來卻好像不存在一樣。書上舉例

如：你看不見在

你面前有100%透明的玻璃的存在。

1-26試解釋下列名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務訪問點、

客戶、服務

器、客戶-服務器方式。

答：協(xié)議棧：指計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)采用分層模型后，每層的主要功能由對等

層協(xié)議的運行

來實現(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)。

實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多情況下，實體是

一個特定的軟

件模塊。

對等層：在網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)中，通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實體進行信息交換的數(shù)據(jù)單位。

服務訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方。

服務訪問點SAP

是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。

客戶、服務器：客戶和服務器都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻?服

務器方式所描

述的是進程之間服務和被服務的關系。客戶是服務請求方，服務器是服務提供

方。

客戶-服務器方式：客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關

系，當客戶進程

需要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地等待來自

客戶進程的請

求C

1-27試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。

答：everythingoverIP:即IP為王，未來網(wǎng)絡將由IP一統(tǒng)天下。未來的

通信網(wǎng)既已肯定

以數(shù)據(jù)信息業(yè)務為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP,那么網(wǎng)上信息業(yè)務宜一

律使用IP,即

所謂everythingoverIPo

IPovereverything:在現(xiàn)在的電通信網(wǎng)過渡到光通信網(wǎng)的過程中，IP、ATM、

WDM會配合

使用，漸漸過渡，既是IPovereverythingo

第二章物理層

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：

①.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(shù)據(jù)鏈路

層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本曾的協(xié)議與服務。

②.給其服務用戶（數(shù)據(jù)鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流

（一般為

串行按順序傳輸?shù)谋忍亓鳎┑哪芰?。為此，物理層應解決物理連接的建立、維

持和釋放問題。

③.在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標識數(shù)據(jù)電路O

（2）物理層的主要特點：

①.由于在OSI之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經(jīng)制定出來了，而且在數(shù)據(jù)通信

領域中，

這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協(xié)議涉及的范圍廣

泛，所以至今

沒有按0SI的抽象模型制定一套心的物理層協(xié)議，而是沿用已存在的物理規(guī)

程，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。

②.由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協(xié)

議相當復

雜C

2-02規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？

答：在數(shù)據(jù)通信的早期，對通信所使用的各種規(guī)則都稱為“規(guī)程”（procedure）,

后來具有

體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡開始使用“協(xié)議”（protocol）這一名詞，以前的“規(guī)

程”其實就是

“協(xié)議”，但由于習慣，對以前制定好的規(guī)程有時仍常用舊的名稱“規(guī)程”。

2-03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）、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：源點設備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機，產(chǎn)生輸出的數(shù)

字比特流。

?發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進行傳

輸。例如，調(diào)

制解調(diào)器將PC機輸出的數(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。

計算機調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器計算機

數(shù)字比特流模擬信號模擬信號數(shù)字比特流

正文正文

源點發(fā)送器傳輸系統(tǒng)接收器終點

輸入

信息

輸入

數(shù)據(jù)

發(fā)送的

信號

接收的

信號

輸出

數(shù)據(jù)

輸出

信息

源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

公用電話網(wǎng)

?終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。

2-04試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、基帶信號、帶通

信號、數(shù)字數(shù)據(jù)、數(shù)字信學、碼元、單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳

輸、并行傳輸。

答：數(shù)據(jù)：是運送信息的實體。

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)：運送信息的模擬信號。

模擬信號：連續(xù)變化的信號。

基帶信號：來自信源的信號。

帶通信號：經(jīng)過載波調(diào)制后的信號。

數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。

數(shù)字數(shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。

碼元：在使用時間域的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形

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：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當然也不

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。

基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種

文字或圖像文

件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。

帶通信號——把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻

段以便在信道

中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。

2-05物理層的接口有哪幾個特性？各包含什么內(nèi)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(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。

2-06數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香

農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？

答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個：

(1)在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會

出現(xiàn)嚴重

的碼元間串擾的問題，使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。

(2)由于噪聲會使接收端對碼元的判決產(chǎn)生錯誤(1判決為0或0判決為

1)o所以信

噪比要限制在一定范圍內(nèi)。由香農(nóng)公式可知，信息傳輸速率由上限。

信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的增加而提

高；非均

勻量化的信號量噪比，例如PCM隨編碼位數(shù)N指數(shù)規(guī)律增長，DPCM與頻率有

關等。但實際

信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數(shù)會導致接收機的成本提

高，制作工藝

復雜等。

香農(nóng)公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一

定可以找

到某種方法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。

比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鐘傳送的信息量；碼元/秒是碼元傳輸速率，

每秒鐘傳

送的碼元個數(shù)。兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要乘以log

以2為底的進

制數(shù)等于碼元傳輸速率

2-07假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000碼元/秒。如果采用

振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)

率(b/s)?

答：80000b/s

2-08假定要用3kH7貸款的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)(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(jié)果說明什

么問題？

答：S/N=64.2dB是個信噪比很高的信道

2-09用香農(nóng)公式計算一下：假定信道帶寬為3100Hz,最大信息傳輸速率為

35kb/s,那么若想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N應增大到多少倍？

如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能

否再增加20%?

答：奈氏準則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2個碼

元。香農(nóng)公式則

表明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。根

據(jù)香農(nóng)公式，

計算信道的極限信息傳輸速率C為：C=log2(1+S/N)b/s;根據(jù)公式，可以計

算出，信噪比S/N

應增大到100倍。如果在此基礎上將信噪比S/N再增大10倍，最大信息速

率只能再增加18.5%

左右。

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.雙線線

雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導線組成?？梢詡鬏?/p>

模擬信號，

也可以傳輸數(shù)字信號，有效帶寬達250kH7,通常距離一般為幾道十幾公里。

導線越粗其通信距離越遠。在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾兆比特，則傳輸距

離可達幾公里。一般用作電話線傳輸聲音信號。雖然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

同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結(jié)構(gòu)是在一個包有絕緣的實心導

線外，再

套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導線。由于其高帶寬（高達300~400Hz）、

低誤碼率、性能價格比高，所以用作LAN中。同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型

號和傳輸信號的不同而不同，由于易受低頻干擾，在使用時多將信號調(diào)制在高頻載

波上。

3.光導纖維

光導纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號。其優(yōu)點是直徑小、

質(zhì)量輕：

傳播頻帶款、通信容量大：抗雷電和電磁干擾性能好，五串音干擾、保密性好、

誤碼率低。但光電接口的價格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統(tǒng)鋪設主干線。

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。其主要優(yōu)點是頻率高、頻

帶范圍寬、

通信信道的容量大；信號所受工業(yè)干擾較小、傳播質(zhì)量高、通信比較穩(wěn)定；不

受地理環(huán)境的影響，建設投資少、見效快。缺點是地面微波接力通信在空間是直線

傳播，傳輸距離受到限制，一般只有50km,隱蔽性和保密性較差；衛(wèi)星通信雖然

通信距離遠且通信費用與通信距離無關，但傳播時延較大，技術較復雜，價格較貴。

2-11假定有一種雙絞線衰減是0.7db/k叫若容許有20db的衰減，試問使用這

種雙絞線的鏈路的工作距離有多長？如果要使這種雙絞線的工作距離增大到100

公里，問應該使衰減降低到多少？

答：在此頻率下可的傳輸距離二20/0.7g28.57(km)。

工作距離增大到100公里，衰減應該為20/100R.2db/m

2-12試計算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之間(波長)的光

波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2x10~8.

答：2x108/1200x10-2x10/1400x10=2.381x10=23.8THZ?98?9

13

2x10/1400x10-2x10/1600x10=1.786x10=17.86THZ

8?98?913

2-13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(zhì)上傳輸多個信號，提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡的成本。這種共享

技術就是多路復用技

術C

頻分復用(FDM,FrequencyDivisionMultiplexing)就是將用于傳輸信

道的總帶

寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸1路信號。頻分

復用要求

總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘?/p>

互不干

擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾（條件之

一）O

頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，每一路信?/p>

傳輸時

可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術取得了非常廣泛的應用。

時分復用（TDM,TimeDivisionMultiplexing）就是將提供給整個信道傳

輸信息

的時間劃分成若干時間片（簡稱時隙），并將這些時隙分配給每一個信號源使

用，每

一路信號在自己的時隙內(nèi)獨占信道進行數(shù)據(jù)傳輸。時分復用技術的特點是時隙

事先規(guī)

劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復用。其優(yōu)點是時隙分配固定，

便于調(diào)

節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點是當某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，它所對應

的信道

會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降低線路的

利用率。

時分復用技術與頻分復用技術一樣，有著非常廣泛的應用，電話就是其中最經(jīng)

典的例

子，此外時分復用技術在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH,ATM,IP和

HFC網(wǎng)

絡中CM與CMTS的通信都是利用了時分復用的技術。

2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。

FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48

答：

FDM(frequencydivisionmu11ipIexing)頻分復用，同一時間同時發(fā)送多路信

號。所有的用戶可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。

TDM(TimeDivisionMultiplexing)時分復用,將一條物理信道按時間分成若

干時間片輪流地給多個用戶使用，每一個時間片由復用的一個用戶占用，所有用

戶在不同時間占用同樣的頻率寬度。

STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)統(tǒng)計時分復用，一種改進的時

分復用。不像時分復用那樣采取固定方式分配時隙，而是按需動態(tài)地分配時時隙。

WDM(WaveDivisionMultiplexing)波分復用,在光信道上采用的一種頻分多

路敷衍的變種，即光的頻分復用。不同光纖上的光波信號(常常是兩種光波信號)

復用到一根長距離傳輸?shù)墓饫w上的復用方式。

DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)密集波分復用,使用可見光頻譜的

寬帶特征在單個光纖上同時傳輸多種光波信號的技術。DWDM可以利用一根光纖同

時傳輸多個波長，多路高速信號可以在光纖介質(zhì)中同時傳輸，每路信號占用不同

波長。

CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)碼分多址，是采用擴頻的碼分多址

技術。用戶可以在同一時間、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務信道。

SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng),是以分級速率從155