計算機網(wǎng)絡(luò)第一章習(xí)題解答

1、第一章 概述1-01 計算機網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供那些服務(wù)？答： 連通性和共享1-02 試簡述分組交換的要點。答：采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換技術(shù)，實質(zhì)上是在計算機網(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)”機制將數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端，到達目的端后再按照一定的方式方法進行組裝成一個數(shù)據(jù)塊。分組交換網(wǎng)是由若干節(jié)點交換機和連接這些交換機的鏈路組成，每一結(jié)點就是一個小型計算機?；诜纸M

2、交換的數(shù)據(jù)通信是實現(xiàn)計算機與計算機之間或計算機與人之間的通信，其通信過程需要定義嚴格的協(xié)議。分組交換網(wǎng)的主要優(yōu)點：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)點時都會產(chǎn)生一定的傳輸延時，考慮到節(jié)點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，它不適用于一些實時、連續(xù)的應(yīng)用場合，如電話

3、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省?-03 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。（教材1115）1-04 為什么說因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革？答： 融合其他通信網(wǎng)絡(luò)，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。1-05 因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的

4、主要特點。答：（1）從單個網(wǎng)絡(luò)APPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展；TCP/IP協(xié)議的初步成型；（2）建成三級結(jié)構(gòu)的Internet；分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)；（3）形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的Internet；ISP首次出現(xiàn)。1-06 簡述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個階段？答：（1）因特網(wǎng)草案(Internet Draft) 在這個階段還不是 RFC 文檔。（2）建議標(biāo)準(zhǔn)(Proposed Standard) 從這個階段開始就成為 RFC 文檔。（3）草案標(biāo)準(zhǔn)(Draft Standard)（4）因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Internet Standard) 1-07小寫和大寫開頭的英文名字 internet 和Interne

5、t在意思上有何重要區(qū)別？答：（1） internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）：通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)，協(xié)議無特指。 （2）Internet（因特網(wǎng)）：專用名詞，特指采用 TCP/IP 協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1-08 計算機網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點？答：按范圍：（1）廣域網(wǎng)WAN：遠程、高速、是Internet的核心網(wǎng)。（2）城域網(wǎng)：城市范圍，鏈接多個局域網(wǎng)。（3）局域網(wǎng)：校園、企業(yè)、機關(guān)、社區(qū)。（4）個域網(wǎng)PAN：個人電子設(shè)備按用戶：公用網(wǎng)：面向公共營運。專用網(wǎng)：面向特定機構(gòu)。1-09 計算機網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么？（參考資料11）答：主干網(wǎng)：

6、提供遠程覆蓋高速傳輸和路由器最優(yōu)化通信本地接入網(wǎng)：主要支持用戶的訪問本地，實現(xiàn)散戶接入，速率低。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(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)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)，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?。浚ㄌ崾荆寒嬕幌虏輬D觀察k段鏈路共有幾個結(jié)點。）（參考資料17）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/

7、b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉(zhuǎn)發(fā)延遲，當(dāng)s(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當(dāng)xp,相反。1-11 在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)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(guān)。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(b/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(yīng)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。）（參考資料17）答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*(p+

8、h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D對p求導(dǎo)后，令其值等于0，求得p=(xh)/(k-1)0.51-12 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？它們的工作方式各有什么特點？答：邊緣部分：由各主機構(gòu)成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網(wǎng)。核心部分：由各路由器連網(wǎng)，負責(zé)為邊緣部分提供高速遠程分組交換。1-13 客戶服務(wù)器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：前者嚴格區(qū)分服務(wù)和被服務(wù)者，后者無此區(qū)別。后者實際上是前者的雙向應(yīng)用。1-14 計算機網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)？答：速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，信道利用率1-1

9、5 假定網(wǎng)絡(luò)利用率達到了90%。試估計一下現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時延是它的最小值的多少倍？解：設(shè)網(wǎng)絡(luò)利用率為U。，網(wǎng)絡(luò)時延為D，網(wǎng)絡(luò)時延最小值為D0U=90%;D=D0/(1-U)-D/ D0=10現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時延是最小值的10倍1-16 計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？非性能特征與性能特征有什么區(qū)別？答：非性能特征：費用，質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)化，可靠性，可擴展性和可升級性，易于管理和維護。非性能特征：宏觀整體評價網(wǎng)絡(luò)的外在表現(xiàn)。性能指標(biāo)：具體定量描述網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性能。1-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km(106米)，信號在媒體上的傳播速率為2108m/s。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)

10、長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s（105b/s）。（2） 數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s(109b/s)。從上面的計算中可以得到什么樣的結(jié)論？解：（1）發(fā)送時延：ts=107/105=100s傳播時延tp=106/(2108)=0.005s（2）發(fā)送時延ts =103/109=1s傳播時延：tp=106/(2108)=0.005s結(jié)論：若數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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。1-18 假設(shè)信號在媒體上的傳播速度為2108m/s.媒體長度L分別為：（1）10cm（網(wǎng)絡(luò)接

11、口卡）（2）100m（局域網(wǎng)）（3）100km（城域網(wǎng)）（4）5000km（廣域網(wǎng)）試計算出當(dāng)數(shù)據(jù)率分別為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。解：（1）1Mb/s:傳播時延=0.1/(2108)=510-10 比特數(shù)=510-101106=510-4 1Gb/s: 比特數(shù)=510-101109=510-1（2）1Mb/s: 傳播時延=100/(2108)=510-7比特數(shù)=510-71106=510-11Gb/s: 比特數(shù)=510-71109=5102(3) 1Mb/s: 傳播時延=/(2108)=510-4比特數(shù)=510-41106=51021Gb/s: 比特數(shù)=510-

12、41109=5105(4)1Mb/s: 傳播時延=/(2108)=2.510-2比特數(shù)=2.510-21106=51041Gb/s: 比特數(shù)=2.510-21109=51071-19 長度為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，加上首部和尾部共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)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銷）。若應(yīng)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？解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3% （2）100

13、0/（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：分層的好處：各層之間是獨立的。某一層可以使用其下一層提供的服務(wù)而不需要知道服務(wù)是如何實現(xiàn)的。靈活性好。當(dāng)某一層發(fā)生變化時，只要其接口關(guān)系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。結(jié)構(gòu)上可分割開。各層可以采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn)易于實現(xiàn)和維護。能促進標(biāo)準(zhǔn)化工作。 與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活有郵政系統(tǒng)，物流系統(tǒng)。1-21 協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？有何關(guān)系？答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進行網(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)

14、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：即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)，而要實現(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體進行通信的規(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

15、，這些命令在OSI中稱為服務(wù)原語1-22 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？答：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進行網(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出何種響應(yīng)。（3）同步：即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。1-23 為什么一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？答：因為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當(dāng)情況發(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，并且約定不見不散。這個協(xié)議就是很不科學(xué)的，因為任何一方如果有事耽擱了而來不了，就無法通知

16、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(luò)是否能正確運行，不能只看在正常情況下是否正確運行，而且還必須非常仔細的檢查協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。1-24論述具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。答：綜合OSI 和TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種原理體系結(jié)構(gòu)。各層的主要功能：物理層： 物理層的任務(wù)就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當(dāng)做第0 層。） 物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。數(shù)據(jù)鏈路層： 數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在兩個相鄰結(jié)點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制

17、信息。網(wǎng)絡(luò)層： 網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇合適的路由，使發(fā)送站的運輸層所傳下來的分組能夠正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運輸層。運輸層： 運輸層的任務(wù)是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端服務(wù)，使它們看不見運輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細節(jié)。應(yīng)用層： 應(yīng)用層直接為用戶的應(yīng)用進程提供服務(wù)。1-25 試舉出日常生活中有關(guān)“透明”這種名詞的例子。答：電視，計算機視窗操作系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品1-26 試解釋以下名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務(wù)訪問點、客戶、服務(wù)器、客戶-服務(wù)器方式。 答：實體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。 協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。 客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進程?？蛻羰欠?wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。協(xié)議棧:指計算機網(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)議的運行來實現(xiàn),因而每層可用一些主要協(xié)議來表征