第一篇：计算机网络(王相林)课后答案
部分习题参考答案
部分习题参考答案
第1章
1.1答：
计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互联起来，实现资源共享和信息传输的系统。
涉及到的知识点：
1、传输介质；
2、通信协议；
3、不同地点.；
4、计算机设备；
5、资源共享；
6、数据传输；
7、系统。
1.6答：
1、数据通信。计算机网络中的计算机设备，终端与计算机、计算机与计算机之间进行通信，数据传输，实现数据和信息的传输、收集和交换。
2、资源共享。用户通过计算机网络可以共享系统内的硬件、软件、数据、文档信息，以及通过信息交流获取更多的知识。
3、给网络用户提供最好的性价比服务，减少重复投资。
4、提供大容量网络存储，不断增加新的多媒体应用。
5、提供分布式处理，使得协同操作为可能；平衡不同地点计算机系统的负荷，降低软件设计的复杂性，充分利用计算机网络系统内的资源，使得网格计算成为可能，提高计算机网络系统的效率。
6、对地理上分散的计算机系统进行集中控制，实现对网络资源集中管理和分配。
7、提供高可靠性的系统，借助在不同信息处理位置和数据存储地点的备份，通过传输线路和信息处理设备的冗余实现高可靠性。
1.13答：
计算机网络中计算机进行通信、数据交换时需要制定双方都要遵守的通信规则和约定就是协议。协议是按层次结构组织的，不同层次协议和网络层次的集合构成了协议体系结构。网络协议层次结构包含两个基本内容：
1、网络实现的功能分解到若干层次，每个功能用对等层协议实现，不同系统中的对等层要遵循对等层协议，通过对等层协议理解和完成该层的功能。
2、相邻层次之间通过接口交互必要的信息，构成下层为上次提供服务的关系，也成为接口关系。网络服务靠服务原语进行描述，网络协议软件根据网络协议结构进行设计和开发。
1.23答：
所谓透明指的是用户不必关心和知道一个具体的计算机网络系统是怎样组成的，用户只需要遵循计算机网使用的协议，由网络操作系统为用户自动管理、调用网络资源。
1.24答：
计算机网络的物理构成由两级子网组成，即通信子网和资源子网。通信子网用于数据的传输和通信控制，负责数据的传输和交换，通信子网由通信处理设备构成的节点和通信传输线路组成；资源子网用于数据的处理、发送和接收，向网络用户提供各种网络资源和网络服 1 务。
第2章 2.8答：
网络通信协议的三个要素分别是：语法、语义、同步。
1、语法，即信息格式，协议数据单元的结构或格式，包括哪些字段，字段的作用。
2、语义，默写信息位组合的含义，表示通信双方可以理解的确切意义。
3、同步，即发、收双方能分辨出通信的开始和结束，那些动作先执行，那些动作后执行。为完成一次通信所需要的不同数据单元之间的有操作顺序规程。
总之，语法定义了怎么做，语义定义了做什么，同步时序关系定义了什么时候做。
2.11答：
网络服务用服务原语描述，服务原语由三部分组成：原语名；原语类型；预案语参数。原语类型有四种：
1、请求，发送方希望得到某些服务；
2、指示，接受方得知某个时间发生；
3、响应，接受方对某个事件应答； 4）证实，发送方得知请求的结果。
书写时原语名用大写字母，原语类型用小写字母表示，原语参数用园括号括起。
2.13答：
对等层次实体通过对等层协议进行通信，直接用虚线连接，之所以用虚线连接，是因为实际通信过程是垂直的，在发送端PDU经过上层向下层的封装，通过传输介质，经过通信子网到达对方，再经由底层向上，每一次去掉对等层的协议首部，称为拆包，此时相当于对等层彼此理解对等层协议，即为对等层的通信，完成该层实现的功能。
2.20答：
TCP/IP协议结构分为四个层次，从底向上的层次依次是：网络接口层；IP层（也称互联网层）；TCP层（也称运输层）；应用层；
其中，IP层与网络互联有关。
2.35 答：
总共需要传输的应用层数据为100字节。
传输过程中以太网帧的数据部分为 100+20+20=140字节。
因为140字节小于1500字节的以太网帧的数据部分字长，故用一帧传输即可不用分片。得出数据传输效率：
100/（100+20+20+18）=63.3%
2.37 答：
PDU是指协议数据单元，用来描述通信协议。PDU是一个由二进制数据0和1组成的数据块，它由控制部分和数据部分组成：控制部分由若干个字段组成，就是通信双方遵循的规则和约定；数据部分一般为上一层次的协议数据单元。
2.38 答： TCP/IP没有定义数据链路层和物理层，仅给出网络接口层，目的是实现网络互连，只要低层网络可以把IP分组封装到帧中，就可以把各种网络互连起来。
2.39 答：
当代计算机网络体系结构有5个层次，自顶向下依次为：应用层；运输层；网络层；数据链路层；物理层。对应的协议数据单元分别是：报文；报文段；分组；帧；位流。
第3章 3.2答：
一个数据通信信息系统由源系统、传输系统、目的系统三部分组成。
发送端由信源和变换器组成。信源的作用是把要传输的各种信息转换成原始电信号，变换器的作用是把原始的电信号转换成合适在信道上传输的信号。
信道是传输信号的通路，信道由传输介质以及有关的传输设备、传输技术构成，如交换机、路由器。在一般讨论时，电信号是通过通信子网传递的，这里的信道表示通信子网，如电话网络、公用分组交换网等。
接收端由反变换器和信宿组成，反变换器把从变换器从信到传来的信号恢复为原始的电信信号，再送给接收者。信宿际为接收者，信号传输的目的地。信宿将接收电信号，并将其转换成对应的信息。
3.6答：
按通信双方的交互方式有三种基本方式：
1、单向通信，只能有一个方向上的通信，日常生活中的无线电广播和电视广播属于单向通信。
2、双向交替通信，通信的双方都可以发信息，但不能同时发送，在某一个时刻仅存在一个方向上的通信。
3、双向同时通信，通信的双方可以同时发送和接收信息。
3.11答：
编码规则：每一位周期中间的跳变不仅用作时钟同步，而且用来标识0或1。可以规定由高到低跳变标识为1，由低到高跳变标识为0。（编码波形图省略）
3.16答：
差错控制方法分为前向纠错和自动重发。
1、前向纠错是在接收端不仅能检测出错的位置，而且能够纠正错。
2、自动请求重发是在接受端检测出差错，然后把出错信息传给发送方，请发送方再重发一个正确的数据副本。
在计算机网络和数据通信中主要采用自动请求重发。
3.19答：
1、传输时延为100s，传播时延为5 ms。
2、传输时延为1 s，传播时延为5 ms。
若数据长度大而数据传输率低，则在总的时延中，传输时延往往大于传播时延。但若数据长度短而数据传输率高，则传播时延会是总时延中的主要成分。
3.20答：
1、电路交换的时延
k段链路，每段链路的传播时延为d，则总的传播时延为：kd；
当t=s时，链路建立；当t=s+x/b，发送完最后一bit；电路交换的时延为：
电路交换的时延=s+x/b+kd，2、分组交换的时延
当t=x/b，发送完最后一bit；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个节点的转发，每次转发的时间为p/b，所以采用分组交换总的时延为：
分组交换的时延= x/b+(k-1)p/b+kd
3、分组交换的时延小于电路交换，需要满足下面公式：
x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd 进一步得出：
(k-1)p/b＜s
3.29答：
添加的检验位为1110（11010110110000除以10011得到的余数）。
3.31答：
发送（传输）时延：960b／48kb/s＝20ms
卫星链路传播时延：250ms×2＝500ms 广域网传播时延：（1500km／150000km）×3＝10ms×3＝30ms 链路有5段链路，则至少经过五个转发节点，所以，该端到端总时延为＝发送时延×5＋卫星链路传播时延+广域网传播时延，得出端到端总时延： 端到端总时延=20×5＋500＋30＝630 ms
3.36答：
基带数字信号 曼彻斯特码 差分曼彻斯特码1
0
0
0
0
差分曼彻斯特码
23.37答：
在每一位周期正中间加时钟信号，出现一次跳变，便于接收端提取位同步信号。每一位用到两个信号跳变，编码效率为50%。
第4章 4.1答：
应用层协议是网络应用的一部分。通信双方在应用层交换的协议数据单元是报文，应用层协议定义了运行在不同端系统上的应用程序进程互相传递报文的方式。应用层协议还涉及到：
1、交换的报文类型，如请求报文和响应报文。
2、报文的语法格式，如报文包含的字段及其字段描述。
3、报文中字段的语义，字段中二进制位组合的含义。
4、各种类型报文发送的先后顺序和规则，如哪个报文先发送，如何对报文响应，即传输或接收报文时采取的动作。
4.9答：
在DNS分布式数据库中存储由域名地址与IP地址映射的资源记录，一个记录占一行，一个资源记录有四个字段，格式即：
Name，Value，Type，TTL。
其中：Name一般为节点主机的域名，或是域的名字；Value是与Name对应得值，如对应的IP地址；Type指出记录的类型，表示这个记录是对应一个主机的IP地址或是一个名字服务器；TTL指出该记录的生存时间，一般为一天，按秒计算为86400s。
4.21答：
一个电子邮件系统得构成包括：电子邮件协议、用户代理、电子邮件服务器。电子邮件协议采用简单邮件传输协议SMTP和POP3或IMAP，邮件协议规定如何在两个互相通信的邮件进程之间交换信息。发送方用户代理与邮件服务器之间使用SMTP，在邮件服务器之间使用SMTP，在接收方用户代理与接收方邮件服务器之间使用POP3或IMAP。
用户代理(UA)是用户与电子邮件系统的接口，是在用户上网中端系统主机上运行的软件，有时也称为电子邮件客户端软件，用户通过UA发送和接收邮件。UA提供4项功能：撰写，显示，处理，与本地邮件服务器通信。
电子邮件服务器的功能是发送和接收邮件，使用SNMP发送邮件，使用POP3或IAMP接收邮件，并向邮件发送者报告邮件传送的情况。
4.38答：
会有这种可能。例如，对域名www.xiexiebang.com进行解析就会出现这样的结果。产生这样的结果是为了使Yahoo这个万维网服务器的负载得到平衡（因为每天访问这个站点的次数非常多）。因此这个网站就设有好几个计算机主机，每一个计算机都运行同样的服务器软件，这些计算机的IP地址当然都是不一样的，但它们的域名却是相同的。这样，第一个访问该网址的就得到第一个计算机主机的IP地址，而第二个访问者就可能会得到第二个计算机主机的IP地址。这样可以平衡计算机主机的负荷，实现负载均衡，也加快了对请求的响应。
第5章 5.1答：
运输层协议处在计算机网络中的端系统之间，为应用层提供可靠的端到端的通信和运输连接，运输层为高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，如网络采用的拓扑结构、所采用的网络协议等。通过运输协议把尽力交付的不可靠的网络服务演变为可靠的网络服务。运输层要为进程提供复用和分用，为应用报文提供差错检测，包括传输数据出错、丢失，应答数据丢失、重复、时序、超时等。运输协议要为端系统提供流量控制，并对尽力交付的网络提供拥塞控制，还有运输连接建立与连接释放、连接控制和序号设置等。
5.6答：
当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50％，即当发送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，即：20ms×2＝40ms。
现在发送（数据传输）速率是4kb/s，即发送一位需0.25ms 则帧长：40／0.25＝160(bit)
5.17答：
当传输无差错时，或者选择重传协议的接收窗口为1时，选择重传ARQ和连续ARQ（回退N协议）在效果上完全一致。
5.34答：
拥塞控制方法有两大类：开环控制；闭环控制。
1、开环控制：其思想是通过良好的设计，避免拥塞问题的出现，力求网络在工作时间不会发生拥塞，事先将有关拥塞的因素考虑周到。开环控制的方法包括何时接受新的通信、何时丢弃哪些数据包等。其特点是在作出决定时，并不考虑网络当前的状况。
2、闭环控制：其思想是通过反馈控制，在工作过程中动态控制拥塞。其工作包括三个部分：监视系统；报告；决策。
常用的闭环控制方法一是采用闭环反馈回路，把拥塞信息反馈给源节点，调节源节点发送数据的速率。二是在协议包中设计拥塞控制位或字段，把拥塞控制信息放在协议字段中，协议包在传输过程中经过节点是，节点会知道网络中的拥塞情况。三是由网络中的节点周期性的产生一些协议包，询问或通告网络中的拥塞情况。
5.52答：
1、发送（传输）时延=1000b/50kbps=20ms，传播时延=500ms，则：
t=发送时延+传播时延=520ms
2、若采用停等协议，线路利用率是：
3、20/520=3.8% 往返传播时延=500ms，传输时延=20ms，若使用选择连续ARQ，发送方在收到一个帧的应答前最多能发送帧数：
500/20+1=26个
5.64答：
往返时延RTT只是对运输层的TCP协议才很重要，因为TCP要根据平均往返时延RTT的值来设置超时计时器的超时时间。
UDP没有确认和重传机制，因此RTT对UDP没有什么意义。
因此不要笼统地说“往返时延RTT对运输层来说很重要”，因为只有TCP才需要计算RTT，而UDP不需要计算RTT。
5.65答：
计算机网络中的地址有：域名地址；端口地址；IP地址；MAC地址（网卡地址），依次对应于：应用层；运输层；网络层；数据链路层。
域名地址、端口地址、IP地址是逻辑地址。MAC地址是物理地址。
第6章
6.2答：
网络层提供的主要功能和服务包括：
1、基于数据链路层的提供的服务，通过网络层向运输层提供面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务；
2、源节点和端节点之间的网络传输（中间经过多个节点）；
3、路由选择（选择合理路径、协议转换、存储转发）；
4、流量控制、拥塞控制；
5、网络寻址；
6、网络互连。
虚电路服务是网络层向传输层提供的一种使所有分组按顺序到达目的端
系统的可靠的数据传送方式。进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为它们服务的虚电路。上述虚电路的服务是网络层向传输层提供的服务。
而数据报服务是无连接服务，分组携带完整的目的地址在网络中传输，提供尽力交付的服务，因特网中采用的就是数据报服务。
6.9答：
每个分组经过4段链路，即5个分组交换机。
1、虚电路实现方案：
需在1000秒内固定分配存储空间：5×8=40B 存储器使用时间：2×52×40×3600≈1.5×10s，每字节每秒的费用：0.01/（1.5×107）=6.7×10-10元
总费用（1000秒40字节的费用）：1000×40×6.7×10=2.7×10元
2、数据报实现方案：
比虚电路实现方案多传(15-3)×4×200=9600B
每链路每字节的费用：0.01/106=10-8元
总费用（9600字节每链路的费用）：9600×10-8=9.6×10-5元 两种方案比较：9.6×10-5-2.7×10-5=6.9×10-5元，可以看出，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9×10-5元。
6.15答：
链路状态算法（也称最短路径算法）发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。
距离向量算法（也称为Bellman-Ford算法）则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到相邻结点上。
从本质上来说，链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处，而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。由于链路状态算法收敛更快，因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。
但另一方面，链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间，因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别，两种算法在大多数环境下都能很好地运行。
6.18答：
内部路由协议IRP（又称内部网关协议，IGP），即在一个自治系统内部使用的路由选择协议，而这与在互连网中的其他自治系统选用什么路由选择协议无关。
7 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中，这样的协议就是外部路由协议ERP（又称外部网关协议EGP）。
6.27答：
网络互连设备与网络层次对应，有4种网络互连设备：中继器对应在物理层实现互连；网桥对应在数据链路层实现互连；路由器对应在网络层实现互连；协议转换器对应在运输层及以上层实现互连。
网络互连设备呈现出包含关系，即在较高层次上实现互连的设备，可以完全实现在较低层次上实现互连设备的功能。；例如在网络层实现互连的设备完全可以实现中继器和网桥实现的互连功能。
6.35答：
IP协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是使连接到因特网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。
任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网相互连通。各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。
IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现连通，即具有“开放性”的特点。
6.40答：
下一跳分别为接口：0、R2、R4、R3、R4。
6.49答：
路由器B更新后的路由表如下：
N7
A 没有新信息，不改变 N
5C 相同的下一跳，更新
N9
C 新项目加入路由表
N6
C 下一跳不同，选择距离更短的，更新 N8
4E 下一跳不同，距离一样，不改变 N9
F 下一跳不同，距离更大，不改变
6.68答：
因特网中的内部路由协议有RIP和OSPF。RIP采用距离矢量（向量）路由选择算法，OSPF采用链路状态路由选择算法。
RIP的路由度量值由跳数给出，OSPF的路由度量值由时延（链路状态）给出。
6.69答：
IP协议提供无连接、“尽力交付”的数据报服务。IP地址用于标识网络中的一个连接（节点、主机）。一般说来，IP地址包括网络标识和主机标识两个部分，网络标识用于表示该连接是属于哪个网络，主机标识用于表示该连接是 8 属于网络中的哪个主机。
6.70答：
路由器中路由表的表项字段主要有：IP地址；前缀；下一跳地址。（也可以是：IP地址；子网掩码；下一跳地址）
默认路由是当路由表中的表项都不匹配时，可以选择的路由。
6.71答：
IP首部中的源IP地址也可能出错，让错误的源地址重传数据报是没有意义的。不使用CRC的原因是CRC运算较慢，使用校验和可以减少路由器进行校验的时间。
6.72答：
虚电路的“虚”的含义是每条虚电路都不是专用的，不同虚电路号的分组轮流传送。虚电路的号只是从节点得到的对应下一节点双向都未分配出去的最小逻辑信道号。一个节点所处理的多条虚电路用不同的虚电路号来区分。
第7章 7.2答：
数据链路层最基本的功能是将物理层为传输原始比特流而提供的可能出现差错的链路改造成为逻辑上无差错的数据链路。数据链路层的主要功能有:
1、链路管理，对数据链路的建立、维持和释放；
2、实施和管理帧同步，接收节点如何从物理层收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束，即确定帧的边界位置；
3、差错控制，检错码和自动请求重传；
4、流量控制，通过接收方的反馈来控制发送方发送数据的速率；
5、透明传输，管链路上传输的是何种形式的比特组合，都不会影响数据传输的正常进行；
6、物理寻址，在帧的首部中包含源节点和目的节点的物理地址。
7.10答：
根据链路的误码率，可得数据帧的误码率为
pf1(1p)lf1(1106)1(C16384C1638410016220488C163841012)
0.016251正确传送一个数据帧所需要的平均时间t为：
ttT(1pf)1000(210)(10.016251)0.0212s
5由于有两条链路和33个帧，总的平均发送时间为：0.0212×33×2＝1.4s 直接发送所需要的时间为：（64×1024×8）/(1.5×10)=0.35s 所以比直接发送要多（1.4/0.35）-1=4-1=3倍的时间。
7.20答：
二进制数指数退避算法是按“后进先出”（List In First Out，LIFO）的次序控制的，即未9 发生冲突或很少发生冲突的数据帧，具有优先发送的概率；而发生过多次冲突的数据帧，发送成功的概率就更少。
“二进制数指数退避算法”的规则如下：
对每个帧，当第一次发生冲突时，设置参数L＝2。退避重发时间在1～L个时隙中随机抽取； 当帧再次冲突时，L加倍，即L＝2L。退避重发时间仍在1～L个时隙中随机抽取； 当冲突n次，L＝2n。设置一个最大重传次数，超过此值，不再重发，并报告出错。
7.22答：
地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）工作在网络层，通过接口与数据链路层和硬件联系，同时对IP层提供服务。
ARP的工作原理如下：
1、首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区(ARP Cache)中建立一个 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。
2、当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己 ARP列表中是否存在该 IP地址对应的MAC地址，如果有，就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发送一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包中包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。
3、网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP响应数据包，告诉发送方它需要查找的MAC地址；
4、源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。
7.30答：
a=τ/t0=τ×C/L=5μs/km×4km×5Mbit/s÷1000bit=0.1
当站点数较大时，信道利用率最大值Smax接近=1/（1+4.44a）=0.6925 信道上每秒发送的帧的最大值= Smax×C/L=0.6925×5Mbit/s/1000bit=3462 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=34
7.48答：
1、相同点：
CSMA/CD和CSMA/CA都是局域网中的媒体接入技术，CSMA/CD是 带有冲突检测的载波侦听多路访问，发送包的同时可以检测到信道上有无冲突；CSMA/CA是带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量“避免”；
2、不同点：
1）两者的传输介质不同,CSMA/CD用于有线以太网，而CSMA/CA则用于无线局域网802.11b；
2.）检测方式不同，CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式；
3）无线局域网中，对某个节点来说，其刚刚发出的信号强度要远高于来自其他节点的 信号强度，也就是说它自己的信号会把其他的信号给覆盖掉。
7.58答：
数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，数据传输并不可靠。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。此后由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输。
当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
7.59答：
当数据链路层出错的概率不大时，采用比较简单的PPP协议较为合理，而使用可靠传输的数据链路层协议，例如HDLC，开销就要增大。
在因特网环境中，PPP协议的数据字段中的内容是IP数据报。当数据帧在路由器的拆封过程中，从数据链路层向上到网络层时，仍然会有可能因拥塞而被丢弃，因为IP协议仅提供无连接、尽力交付的服务。数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的，这说明采用能实现可靠传输的复杂数据链路层协议并没有必要。
第8章 8.3答：
物理层的主要特点有：
1、由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。
2、由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
8.6答：
DTE英文全称Data Terminal Equipment，数字终端设备，指一般的终端或是计算机。可能是大、中、小型计算机，也可能是一台只接收数据的打印机。
DCE英文全称Data Circuit-terminating Equipment，数字端接设备，通常指调制解调器，多路复用器或数字设备。
两者区别：DCE提供时钟，DTE不提供时钟，但它依靠DCE提供的时钟工作。比如PC机和Modem之间的连接。PC机就是一个DTE，Modem是一个DCE。DTE可以从硬件上区别它的接口为针式（插头），DCE的接口为孔式（插座）。
8.13答：
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
SDH的特点有：
1）SDH对两大数字速率体系T1和E1标准进行统一，数字信号在传输过程中不再需 要转换标准；
2）SDH网络与光纤分布式数据接口FDDI、分布式队列双总线DQDB、ATM信元交换网络兼容；
3）SDH采用同步复用方式，各种级别的码元流有规律的排列在帧结构的负荷内，净荷与网络是同步的，可以利用软件把高次信号一次直接分离出低速复用的支路信号，降低了复用设备的复杂性；
4）SDH帧结构中的管理字节增强了网络管理功能，通过将网络管理功能分配到网络组成单元，实现了分布式网络管理；
5）实现了光接口的开放性，实现了光接口设备的互连。
8.15答：
传输介质并不是物理层。传输介质在物理层的下面。由于物理层是体系结构的第一层，因此有时称传输介质为0层。在传输介质中传输的是信号，但传输介质并不知道所传输的信号代表什么意思。也就是说，传输介质不知道所传输的信号什么时候是1什么时候是0。但物理层由于规定了电气特性，因此能够识别所传送的比特流。
第二篇：计算机网络原理课后答案
以单计算机为中心的远程联机系统，通过通信线路将信息汇集到一台中心计算机进行集中处理，从
而开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试，这类简单的“终端—通信线路—计算机”系统，形成
了计算机网络的雏形。
ARPANET 在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络技术的发展起到了重要的作用，并为
internet 的形成奠定一定基础。
OSI/RM 的提出，开创了一个具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代，ＯSI 标准不仅确保了各厂商生产的计算机间的互连，同时也促进了企业的竞争，大大加速了计算机网络 的发展。
7． 计算机网络的功能
硬件资源共享：可以在全国范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享。
软件资源共享：允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库，可以得到网络文件传送服务、远地
进程管理服务和远程文件访问服务，从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮，也便于 集中管理。
用户间信息交换：计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。8． 缩写名词解释：
PSE:分组交换设备 ＰAD:分组装配／拆卸设备 NCC:网络控制中心 FEP:前端处理机 IMP:接口信息处理机 PSTN:电话交换网 ADSL:非对称用户环路 DDN:数字数据网 FR:帧中继网 ATM:自动取款机
ISDN:综合服务数字网 VOＤ:点播电视 WAN:广域网 ＬAN:局域网
MAN:城域网 OSI:开放系统互连
ITU:国际电信联盟 IETF:因特网工程特别任务组
第 2 章节 计算机网络体系结构
1． 说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。为计算机网络中进行数据交换而建立的规则，标准或约定的集合就称为网络协议。主要由下列三个 要素组成：
语义（Semantics）：涉及用于协调与差错处理的控制信息。
语法（Syntax）：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。定时（Timing）：涉及速度匹配和排序等。2． 协议与服务有何区别？又有何关系？
网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。二者的区别在于： 首先协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看到服务而无法看到下面的协 议，下面的协议对上面的服务用户是透明的，其次，协议是控制对等实体之间的通信的规则，而服务是
由下层向上层通过层间接口提供的。二者的关系在于：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要
实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
3． 计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好外？
计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后
“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统的最好方 法之一。
不同之处有两点：首先，OSI 模型有七层，而TCP/IP 只有四层，它们都有网络层（或者称互连网层）、传输层和应用层，但其它的层并不相同。其次，在于无连接的和面向连接的通信范围有所有同，OSI 模型的网络层同时支持无连接和面向连接 的通信，但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP 模型的网络层只有一种模式即无连接通信，但是
在传输层上同时支持两种通信模式。
第 3 章节 物理层
1． 物理层协议包括哪些内容？
包括：EIA RS232C 接口标准、EIA RS 449 及RS-422 与 RS-423 接口标准、100 系列和200 系
列接口标准、X.21 和X.21bis 建议四种。
RS232C 标准接口只控制DTE 与DCE 之间的通信。
RS-449 有二个标准的电子标准：RS-422(采用差动接收器的平衡方式)与 RS-423(非平衡方式)这些标准重新定义了信号电平，并改进了电路方式，以达到较高的传输速率和较大的传输距离。
系列接口标准的机械特性采用两种规定，当传输速率为：200bps~9600bps 时，采有V.28 建
议；当传输速率为 48Kbps 时，采用34 芯标准连接器。200 系列接口标准则采用25 芯标准连接器。
X.21 是一个用户计算机的DTE 如何与数字化的DCE 交换信号的数字接口标准，以相对来说比较简
单的形式提供了点-点的信息传输，通过它能够实现完全自动的过程操作，并有助于消除传输差错。
2． 比较 RS-232 与RS-449 的电气特性。
RS-232 规定逻辑“1”的电平为：-15 ~-5，逻辑“0”的电平为 +5 ~+15。两设备的最大距离也仅
为 15 米，而且由于电平较高，通信速率反而影响。接口通信速率小于等于20Kbps。RS-422 由于采用完全独立的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。又由于信号电平定义为正负6 伏，当传输距离为 10m 时，速率可达10Mbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达100Kbps。RS-423，电气标准是非平衡标准。它采用单端发送器和差动接收器。当传输距离为 10m 时，速率可
达 100Kbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达10Kbps。
3． 请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤3 种常用传输价质的特点。
双绞线是最常用的传输介质。双绞线芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。既可以用于传输模拟信
号也可以用于传输数字信号。双绞线分为两种：无屏幕和屏蔽。无屏蔽双绞线使用方便，价格便宜，但
易受外部电磁场的干扰。屏蔽双绞线是用铝箔将双绞线屏蔽起来，以减少受干扰，但价格贵。同轴电缆分基带同轴电缆（50）和宽带同轴电缆(75)。基带同轴电缆可分为粗缆和细缆二种，都
用于直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用 的高数字信号和模拟信号传输。同轴电缆适用于点到点和多点连接，传输距离取决于传输的信号形式和
传输的速度，同轴电缆的抗干扰性能比双绞线强，安装同轴电缆的费用比双绞线贵，但比光纤便宜。
光纤是光导纤维的简称，它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成。光纤适合于在几个建
筑物之间通过点到点的链路连接局域网络。光纤具有有不受电磁干扰或噪声影响的特征，适宜有长距离
内保持高数据传输率，而且能够提供很好的安全性。
4． 控制字符 SYN 的ASCII 码编码为0010110,请画出SYN 的FSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯
特编码等四种编码方法的信号波形。
10、计算下列情况的时延（从第一个比特发送到最后一个比特接收）：
11、假设在地球和一个火星探测车之间架设了一条128Kbps 的点到点的链路，从火星到地球的距离(当它们
离得最近时)大约是55gm，而且数据在链路上以光速传播，即3*108m/s。
12、下列情况下假定不对数据进行压缩，对于(a)~(d)，计算实时传输所需要的带宽: 第 4 章节 数据链路层
1．数据链路层的主要功能包括哪几个方面的内容？ 帧同步功能：为了使传输中发生差错后只将出错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组织成为
帧为单位传送。常用的帧同步方法有：使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾标志法、违法
编码法、字节计数法。
差错控制功能：通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，并采取措施纠正之，使差错控制在所
能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制的过程，也是数据链路层的主要功能之一。流量控制功能：由于收发双方各自使用的设备工作速率和缓冲存储空间的差异，可能出现发送方发送
7．若ＢＳＣ帧数据中出现下列字符串：
“Ａ
答： “Ａ
8、若 HDLC 帧数据段中出现下列比特串：”***011111110” 问比特填充后的输出是什么？ 答：
9．用ＢＳＣ规程传输一批汉字（双字节），若已知采用不带报头的分块传输，且最大报文块长为129 字节，共传输了 5 帧，其中最后一块报文长为101 字节。问每个报文最多能传多少汉字？该批数据共有多少汉字？
（假设采用单字节的块检验字符。）
10．用HDLC 传输１２个汉字（双字节）时，帧中的信息字段占多少字节？总的帧长占多少字节？
答： HDLC 的帧格式如下：
它的信息字段的数据为：12*2=24 字节 总的帧长为：24+6=30 字节。
11．简述HDLC 帧中控制字段各分段的作用。
HDLC 帧中控制字段的第1 位或第2 位表示传输帧的类型。第5 位是Ｐ/F 位，即轮询／终止位。当
P/F 位用于命令帧（由主站发出）时，起轮询的作用，即不该位为1 时，要求被轮询的从站给出响应，所
以此时 P/F 位可被称为轮询位（或者说Ｐ位）；当Ｐ／Ｆ位用于响应帧（由从站发出）时，称为终止位（或
选择包括两个基本操作，即最佳路径的判定和网间信息包的传送（交换）。两者之间，路径的判定相对 复杂。拥塞控制：拥塞控制是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以
致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象。网际互连：网际互连的目的是使用一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，使不同网络上的用户
互相通信和交换信息。这不仅有利于资源共享，也可以从整体上提高网络的可靠性。
2、虚电路中的“虚”是什么含义？如何区分一个网络节点所处理的多个虚电路？ 在虚电路操作方式中，为了进行数据传输，网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑通路，因为这条逻辑通路不是专用的，所以称之为“虚”电路。
为使节点能区分一个分组属于哪条虚电路，每个分组必须携带一个逻辑信道号；同样，同一条虚电路 的分组在各段逻辑信道上的逻辑信道号可能也不相同，传输中，当一个分组到达节点时，节点根据其携带 的逻辑信道号查找虚电路表，以确定该分组应该应发往的下一个节点及其下一段信道上所占用的逻辑信道
号，用该逻辑信道号替换分组中原先的逻辑信道号后，再将该分组发往下一个节点。
3、简述虚电路操作与数据报操作的特点、虚电路服务与数据报服务的特点。
虚电路操作的特点：在虚电路操作方式中，为了进行数据传输，网络的源节点和目的节点之间先要建 立一条逻辑通路，因为这条逻辑通路不是专用的，所以称之为“虚”电路。每个节点到其它任一节点之间
可能有若干条虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输。两个端系统之间也可以有多条虚电路为不同 的进程服务，这些虚电路的实际路径可能相同也可能不相同，各节点的虚电路表是在虚电路建立过程中建
立的。各节点的虚电路表空间和逻辑信道号都是网络资源，当虚电路拆除时必须回收。数据报操作的特点：在数据报操作方式中，每个分组被称为一个数据报，若干个数据报构成一次要传
送的报文或数据报。每个数据报自身携带有足够的信息，它的传送是被单独处理的。整个数据报传送过种
中，不需要建立虚电路，但网络节点要为每个数据报做路由选择。虚电路服务的特点：虚电路服务是网络层向传输层提供的一种使所有分组按顺序到达目的可靠的数据 传送方式。进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为它们服务的虚电路。提供这种虚电路服务的通信
子网内部既可以是虚电路方式的，也可以是数据报方式的。数据报服务的特点：数据报服务一般仅由数据报交换网来提供。端系统的网络层同网络节点中网络层
之间，一致地按照数据报操作方式交换数据。当端系统要发送数据时，网络层给该数据附加上地址、序号
等信息，然后作为数据报发送给网络节点。目的端系统收到的数据报可能不是按序到达的，也可能有数据 报的丢失。
4、考虑下面虚电路服务实现涉及的设计问题。如果虚电路用在子网内部，每个数据报文必须有一个3 字节 的含义，每个路由器必须留有8 个字节的空间来标识虚电路。如果内部使用数据报，则需要使用一个15 字节的分组头。假定每站段传输带宽的费用为第106 字节1 元人民币；路由器存储器的价格为每字节0.1 元人民币，并且在未来两年会下降。平均每次会话长度为1000 秒，传输200 分组；分组平均需传4 个站
段。试问子网内部采用虚电路或数据报哪个便宜？便宜多少？
5、考虑图5-5(a)中的子网。该子网使用了距离矢量路由算法，下面的矢量刚刚到达路由器C，来自B 的矢量
为（5,0,8,12,6,2）；来自D 的矢量为（16，12，6，0，9，10）；来自E 的矢量为（7，6，3，9，0，4）经
测量，到B、D 和E 的延迟分别为6、3、5。请问C 新路由表将会怎么样？请给出将使用的输出线路及
期望（预计）的延迟。
18、计算如图5-8(a)所示子网中的路由器的一个多点播送生成树。
3源路由选择的缺点是：使用它的前提是互联网中的每台机器都知道所有其它机器的最佳路径。获取
路由算法的基本思想是：如果不知道目的地地址的位置，源机器就发一个广播帧，询问它在哪里。每个
网桥都会转发此帧，这样查找帧就可以到达互连网的第一个LAN。当应答回来时，途径的网桥将它们自
己的标识记录在应答帧中，于是广播帧的发送者就可得到确切的路由，并从中选取最佳者。
14、一台主机的RIP 协议可以是主动方式吗？说明理由。不可以。主机中实现的ＲＩＰ工作在被动状态，它不会传递自己的路由表的信息给别的路由器，它
只是接收其它ＲＩＰ路由器广播的路由信息，并且根据收到的路由信息更新自己的路由表。
15、简述ＡＲＰ协议和ＲＡＲＰ协议的要点。为了正确地向目的站传送报文，必须把目的站的32 位ＩＰ地址转换成48 位以太网目的地址ＤＡ。
这就需要在互连层有一组服务将ＩＰ地址转换为相应物理网络地址。这组协议即是ＡＲＰ。在进行报文
发送时，如果源互连层所给的报文只有ＩＰ地址，而没有对应的以太网地址，则互连层广播ＡＲＰ请求
以获取目的站信息，而目的站必须回答该ＡＲＰ请求。地址转换协议ＡＲＰ使主机可以找出同一物理网
络中任一个物理主机的物理地址，只需给出目的主机的 IP 地址即可。如果站点初始化以后，只有自己的物理网络地址而没有ＩＰ地址，则它可以通过ＲＡＲＰ协议，发
出广播请求，征求自己的ＩＰ地址，而ＲＡＲＰ服务器负责回答。这样，无ＩＰ地址的站点可以通过
ＲＡＲＰ协议取得自己的ＩＰ地址，这个地址在下一次系统重新开始以前都是有效的，不用连续广播请
求，ＲＡＲＰ广泛用于无盘工作站的ＩＰ地址。
16、多播和广播有何异同？若要路由器支持多播，还需要添加哪些功能？ 局域网中可以实现对所有网络节点的广播，但对于有些应用，需要同时向大量接收者发送信息，这
些应用的共同特点就是一个发送方对应多个接收方，接收方可能不是网络中的所有主机，也可能没有位
于同一子网。这种通信方式介于单播和广播之间，被称为组播或多播。多播需要特殊的多播路由器支持，多播路由器可以兼有普通路由器的功能。因为组内主机的关系是 动态的，因此本地的多播路由器要周期性地对本地网络中的主机进行轮询（发送一个目的地址为
224.0.0.1 的多播报文），要求网内主机报告其进程当前所属的组，各方机会将其感兴趣的Ｄ类地址返回，多播路由器以此决定哪些主机留在哪个组内。若经过几次轮询在一个组内已经没有主机是其中的成员，多播路由器就认为该网络中已经没有主机属于该组，以后就不再向其它的多播路由器通告组成员的状况。
17、与IPv4 相比，IPv6 有哪些改进？
Ａ、IPv6 把IP 地址长度增加到128 比特，使地址空间增长296 倍
B、灵活的ＩＰ报文头部格式。IPv6 采用一种新的报文格式，使用一系列固定格式的扩展头部取代了
ＩＰv4 中可变长度的选项字段。C、简化协议，加快报文转发。IPv6 简化了报文头部格式。将字段从IPv4 的13 个减少到7 个，报文分
段也只是在源主机进行，这些简单化使路由器可以更快地完成对报文的处理和转发，提高了吞吐量。
Ｄ、提高安全性。
Ｅ、支持更多的服务类型。
Ｆ、允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来的发展。
18、IPv6 有哪些特点？下一代网络为什么要使用IPv6 ? 无论从计算机技术的发展还是从因特网的规律和网络的传输速率来看，IPv4 都已经不适用了，主要
原因就是 32 比特的ＩＰ地址空间已经无法满足迅速膨胀的因特网规模。IPv6 的主要目标包括：
Ａ、扩大ＩＰ地址空间，即使地址利用率不高，也能支持上百亿台主机。Ｂ、减小路由选择表的长充，提供路由选择速度。
Ｃ、简化协议，使路由器处理分组更迅速。Ｄ、提供更好的安全性。Ｅ、增加对服务类型的支持，特别是实时的多媒体数据。Ｆ、通过定义范围来支持多点播送的实现。
Ｇ、主机可以在不改变ＩＰ地址的情况下实现漫游。
5Ａ、面向连接的传输。Ｂ、端到端通信，不支持广播通信。Ｃ、高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。
Ｄ、全双工方式传输。Ｅ、采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。Ｆ、提供紧急数据的传送功能。
（二）端口号分配具体细节参考第4 题(2)。(三)socket 通常也称作“套接字”，用于描述ＩＰ地址和端口是一个通信链的句柄。应用程序通常
通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。一个完整的 socket 有一个本地唯一的socket 号，由 操作系统分配。
(四)TCP/IP 的主要应用场合：TCP 是应用于大数据量传输的情况。
7、TCP 的连接建立与释放分别采用几次握手?为何要这样的步骤? TCP 的连接建立与释放采用三次握手。
这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到目标主机,因而产生错误.。源主机发出连接 请求，但因在某些网络结点滞留的时间太长，源主机未收到确认，再次重传一次请求报文段。第一个已
经失效的报文段达到目标主机，目标主机误认为源主机又一次发出新的连接请求，于是就向源主机发送
确认报文段，同意建立连接。这样许多资源就白白浪费。
8、TCP 的重传策略是什么？
TCP 协议用于控制数据段是否需要重传的依据是设立重发定时器。在发送一个数据段的同时启动一
个重发定时器，如果在定时器超时前收到确认，就关闭该定时器，如果定时器超时前没有收到确认，则
重传该数据段。这种重传策略的关键是对定时器初值的设定。
9、TCP 与UDP 有什么不同之处？ 传输数据前TCP 服务需要建立连接，UDP 无须建立连接；TCP 应用于大数据量的传输，UDP 运用
于一次只传输少量数据的情况下；TCP 具有高可靠性；UDP 服务中应用程序需要负责传输的可靠性。
10、简述TCP 与UDP 的服务模型。TCP 提供的服务具有以下主要特征：
a)面向连接的传输，传输数据前需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接。b)端到端通信，不支持广播通信。
c)高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。d)全双工方式传输。
e)采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。如果字节流太长，将其分段。
f)提供紧急数据的传送功能，即当有紧急数据需要发送时，发送进程会立即发送，接收方收到后会
暂停当前工作，读取紧急数据并做相应处理。UDP 提供的服务具有以下主要特征：
（１）传输数据前无须建立连接，一个应用进程如果有数据报要发送就直接发送，属于一种无连接的数 据传输服务。
（２）不对数据报进行检查与修改。（３）无须等待对方的回答。
（４）正因为以上的特征，使其具有较好的实时性，效率高。
11、TCP 与UDP 对于端口号的使用有什么规定？ ＵＤＰ的端口分配规则与ＴＣＰ相同。段结构中端口地址是16 比特，可以有在０～65535 范围
内的端口号，对于这 65535 个端口号有以下的使用规定：
1、端口号小于256 的定义为常用端口，服务器一般都是通过常用端口来识别的。２、客户端通常对他所选用的端口号并不关心，只需保证该端口号在本机上是唯一的就可以了。客
户端口号因存在时间很短暂又称作监时端口号。
３、大多数ＴCP/IP 实现给临时端口分配1024~5000 之间的端口号。大于5000 的端口号是为其它服
72)客户端向服务器发送 hello 命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送mail 命令。3)服务器端以 ok 作为响应，表明准备接受。
4)客户端发送 RCPT 命令（标识单个的邮件接收人，常在mail 命令后面）,以标识该电子邮件的计
划接收入，可以有多个 RCPT 行。
5）服务器端则表示是否愿意为收件人接受邮件。
6）协商结束，发送邮件，用命令DATA(在单个或多个RCPT 命令后，表示所有的邮件接收人已标
识，并初始化数据传输)发送输入内容。
7)结束此次发送，用QUIT(结束会话)命令退出。
8、简单说明 POP3 的工作原理
POP3 操作开始时，服务器通过侦听TCP 端口110 开始服务。当客户主机需要使用服务时，它将与
服务器主机建立连接。当TCP 连接建立后，POP3 发送确认消息。客户和POP3 服务器相互（分别）交换
命令和响应，这一过程一直要持续到连接终止。
POP3 遵循存储转发机制，用户可按需要在客户级与保存邮件的服务器之间建立连接。
9、说明IMAP4 的特点。
Internet 消息访问协议（IMAP4）是一个功能更强大的电子邮件协议。常的版本4。用户可以通过
浏览信件头来决定是否要下载、删除或检索信件的特定部分，还可以在服务器上创建或更改文件夹或
邮箱。它除支持POP3 协议的脱机操作模式外，还支持联机操作和断连接操作。它为用户提供了有选择
地从邮件服务器接收邮件的功能、基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。IMAP4 提供离线、在线
和断开连接的 3 种工作方式。
选择使用IMP4 协议提供邮件服务的代价是要提供大量的邮件存储空间。与POP3 协议类似，IMAP4 协议仅提供面向用户的邮件收发服务，邮件在Internet 上的收发借助SMTP 协议的计算机完成的。
10、POP 协议与IMAP 协议有何区别？
POP 协议是离线式工作协议，POP3 为邮件系统提供了一种接收邮件的方式，使用可以直接将邮件下
载到本地计算机，在自己的客户端阅读邮件。IMPA 协议除了支持POP3 协议的脱机操作模式外，还支持联机操作和断连接操作。它为用户提供了
有选择的从邮件服务器接收邮件的功能、基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。IMAP 协议提供
了离线、在线和断开连接 3 种工作方式。
11、说明文件传输协议的原理
FTP 实际上是一套文件传输服务软件，它以文件传输为界面，使用简单的get 或put 命令进行文件 的下载或上传，如同在 Internet 上执行文件复制命令一样。
12、访问一个FTP 服务器，下载软件或文献。（略）
13、什么是域名服务？
Internet 上的域名由域名系统DNS 统一管理。DNS 是一个分布式数据系统，由域名空间、域名服
务器和地址转换请求程序三部分组成。
它是一种用来实现域名和IP 地址直接转换的映射机制，域名采用层次机构的基于“域”的命名方
案，任何一个连在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名，域名是一个逻
辑概念，并不反映出计算机所在的物理地点。
14、目前有哪些国际能用域名？ 现在顶级域名有3 类：
1）国家顶级域名，如 cn(中国)、us（美国）、uk（英国）等。有一些地区也有顶级域名，如hk(香港)、tw(台湾)。95、1 万个站点正在竟争使用一时分ALOHA 信道，信道时隙为125us。如果每个站点平均每小时发出18 次
请求，试计算机总的信道载荷G。
6、N 个站点共享56Kbps 纯ALOHA 信道，各站点平均每100 秒送出一个长度为1000 比特的数据帧，而不
管前一个数据帧是否已经发送出去（假设站点有发送缓冲区）。试计算机N 的最大值。
7、某个局域网采用二进制计数法的信道分配策略，在某一时刻，10 个站点的虚站号为8，2，4，5，1，7，3，6，9，0。接下来要进行数据发送的是4，3，9 三个站点。当三个站点全部完成发送后，各站点的新的 虚站号是什么？
8、２N 个站点采用适应树搜索协议来仲裁对一条共享信道的访问。在某一时刻，其中两个站点准备发送。
设，试分别计算搜索该树的最小、最大和平均时隙。
9、一栋7 层的办公楼，每层有15 间办公室，每间办公室的墙上设有一个终端插座，所有的插座在一个垂
直面上构成一个正方形栅格，相邻插座间的垂直和水平距离均为4 米。假定任意两个插座间都允许连上电
缆（垂直、水平、斜线连接均可）。试计算在下面3 种情况下连接所有插座所需的电缆长度：(1)采用集线器的星形网；（2）采用总线以太网；（3）采用令牌环网（不设线路中心）
114、长1km、10Mbps 的基带总线ＬＡＮ，信号传播速度为200m/us，计算一个1000 比特的帧从发送开始到
接收结束的最大时间是多少？若两相距最远的站点在同一时刻发送数据，则经过多长时间两站发现冲 突。15、100 个站点的时槽环，任意两站间的平均距离为10m，数据传输速率为10Mmps，信号传播速度为200m /us，若每个站引入1 位延迟，试计算：（1）两站点间链路的位长度为多少位？（2）整个环路的有效位
长度为多少位？（3）此环上最多允许有几个37 位长的时槽？
16、当数据传输速率为5Mbps，传播速度为200m/us 时，令牌环接口中的一个比特时延等价于多少米的电缆？
17、长1km、10Mbps、50 个站点的令牌环，每个站点引入1 位延迟，信号传播速度为200m/us。令牌长8 位，数据帧长度为256 位（包括32 位开销），确认在数据帧捎带，问该环不包括开销的有效数据速率为 多少？
18、长10Km、16Mbps、100 个站点的令牌环，每个站引入1 位延迟，信号传播速度为200m/us。问：(1)该
环上 1 位的延迟相当于多少米长度的电缆？（2）该环的有效位长度为多少位？
19、长1Km、4Mbps、50 个站点的令牌环，每个站引入1 位延迟，信号传播速度为200m/us。设数据帧最大
3FDDI 协议规定发送站发送完帧后，可立即发送新的令牌帧，而802.5 规定当发送出去的帧的前沿回
送至发送站时，才发送新的令牌帧。因此，FDDI 协议具有较高的利用率的特点，特别在大的环网中显得 更为明显。
24、简述FDDI 与Token Ring 的异同点。
FDDI ＭＡＣ帧与802.5 的ＭＡＣ帧十分相似，二者都采用令牌传递的协议。
不同之处是FDDI 帧含有前导码，这对高数据速率下的时钟同步十分重要；允许在网内使用16 位和４８位地址，比802.5 更灵活；令牌帧也有不同，没有优先位和预约位，而用别的方法分配信道 使用权。
FDDI 协议规定发送站发送完帧后，可立即发送新的令牌帧，而８02.5 规定当发送出去的帧的前
沿回送至发送站时，才发送新的令牌帧。因此，FDDI 协议具有较高利用率的特点，特别在大的环网
中显得更为明显。
25、FDDI 采用何种编码技术？该编码技术有何特点？
FDDI 采用一种称为4B/5B 编码技术，在这种编码技术中每次对４位数据进行编码，每４位数据编码
成５位符号，用光的存在和不存在表示５位符号中每一位是１还是０。
为了得到信号同步，可以采用二级编码的方法。即先按4B/5B 编码，然后再利用一种称为倒相的不归
零制ＮＲＺＩ编码。该编码确保无论４比特符号为何组合（包括全“０”），其对应的５比特编码中至少有 位”１”，从而保证在光纤传输的光信号至少发生两次跳变，以利于接收端的时钟提取。按ＮＲＺＩ编码原理，信号中至少有两次跳变，因此接收端可得到足够的同步信息。26、10Mbps 的传统以太网升级到100Mbps、1Gbps 甚至10Gbps 时，需要解决哪些技术问题？试说明10Mbps、100Mbps、1Gbps 和10Gbps 以太网的异同。
5（5）FR 具有按需分配带宽的特点，用户支付了一定的费用购买“承诺信息率”，当突发数据发生时，在网
络允许的范围内，可以使用更高的速率；（6）使用FR，用户接入费用相应减少。
帧中继既可作为公用网络的接口，也可作为专门网络的接口。这两类网络中，连接用户设备和网络
装置的电缆可以用不同速率传输数据。一般速率在56Kbps 到E1 的速率(2.048Mbps)间。帧中继的常见应用简介如下： 局域网的互连。语音传输 文件传输
4、简述帧中继的工作原理。为什么帧中继的层次结构中只有物理层和数据链路层？ 帧中继的工作原理：帧中继技术首先是淡化了交换设备上的层次概念，将数据链路层进行了融合。
融合的目的一方面减少了层次之间接口处理；另一方面，也可以通过对融合的功能进行分析，发现
冗余项，并进行简化。“优化”交换设备性能的另一方面是简化流量控制的功能。上述的优化使得帧
中继成为一种极为精简的协议，仅仅需要提供帧、路由选择和高速传输的功能，从而可以获得较高 的性能和有效性。
帧中继保留了X.25 链路层的HDLC 帧格式，但不采用HDLC 的平衡链路接入规程LAPB，而采用D 通道接入规程LAPD。LAPD 规程能在链路层实现链路的复用和转接，而X.25 只能在网络层实现该功能
由于帧中继可以不用网络层而只使用链路层来实现复用不和转接，所以帧中继的层次结构中只有物理层 和链路层。
5、简述 ATM 的工作原理及其信元的结构。并说明信元头部各字段的作用和意义。
ATM的工作原理：ATM 是一种转换模式（即前面所说的传输方式），在这一模式中信息被组织成信
元(Cell)，包含一段信息的信元并不需要周期性地出现在信道上，从这个意义上来说，这种转换模式是 异步的。
ATM的信元结构：ATM 的信元具有固定长度，即总是53 个字节。其中5 个字节是信头，48 个字节
是信息段。信头包含各种控制信息，主要是表示信元去向的逻辑地址，另外还有一些维护信息、优先级
及信头的纠错码，信息段中包含来自各种不同业务的用户数据，这些数据透明地穿越网络。信头各字段的含义及功能：
GFC：一般流量控制字段，用以确定发送顺序的优先级。VPI： 虚路径标识字段/虚通道标识字段，用作路由选择。
PT：负荷类型字段，用以标识信元头部数据字段所携带的数据的类型。
CLP：信元丢失优先级字段，用于拥塞控制。当网络出现拥塞时，首先丢弃CLP 最小值的信元。
HEC：信头差错控制字段，用以检测信头中的差错，并可纠正其中的1 比特错。HEC 的功能在物
理层实现。
6、简要说明 ATM 的传输过程。ATM采用异步时分复用方式工作，来自不同信息源的信元汇集到一起，在一个缓冲器内排队，队
列中的信元逐个输出到传输线路，在传输线路上形成首尾相连的信元流。信元的信头中写有信息的标志
（如 A 和B），说明该信元去往的地址，网络根据信头中的标志来转移信元。
7、传统的网络互连设备如网桥、路由器和交换机存在什么样的局限性？
网桥工作在数据链路层，网桥没有路由功能，无法实现流量控制，广播包的转发容易导致广播风暴，在某些情况下，因网桥拥塞而丢失帧，使得网络不稳定，不可靠。
路由器的功能主要是通过软件来实现的，处理延迟过高，容易成为网络“瓶颈”；路由器的复杂性
还对网络的维护工作造成了沉重的负担。
交换机工作在数据链路层，可以看作是对多端口桥扩展。交换机可以用来分割LAN，连接不同的
LAN，或扩展LAN 的覆盖范围。它同网桥一样，也不具有隔离广播包的能力。
7缺点是其性能问题，对报文中的网络地址进行检查将比对帧中的MAC 地址进行检查开销更大。
15、简述虚拟局域网的互连方式。
1)边界路由：指的是将路由功能包含在位于主干网络边界的每一个 LAN 交换设备中。2)“独臂”路由器：这种路由器一般接在主干网的一个交换设备上，以使得网络中的大部分报文
在通过主干网时无须通过路由器进行处理，而且配置和管理起来也比较方便。
3)MPOA 路由：MPOA 的目的是给可能属于不同路由子网的多个用ATM 网络连接的设备提供直接 的虚拟连接，也就是说，MPOA 将使得多个属于不同VLAN 的站点通过ATM 网络直接进行通 信，而用不着经过一个中间的路由器。
4）第三层交换：具有智能可编程ASIC 的第三层交换机，它既包括第二层和第三层的交换功能，而
且还具备路由寻址功能。
16、什么是 VPN？它有哪些特点？如何保证安全？在哪些场合应用？
VPN 指的是依靠ISP 和其它NSP，在公共网络中建立专用的数据通信网络的技术。VPN 的特点包括安全保障、服务质量保证（QOS）、可扩充性和灵活性、可管理性。
目前VPN 主要采用如下四项技术来保证安全：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与
设备身份认证技术。
VPN 技术将称为当前广域网建设的最佳解决方案之一，它不仅大大节省了广域网的建设和运行维护
费用，而且增强了网络的可靠性和安全性。同时，VPN 将加快企业网的建设步伐，使得集团公司不仅只
是建设内部局域网，而且能够很快的把全国各地分公司的局域网连起来，从而真正发挥整个网络的作用。
VPN 对推动整个电子商务、电子贸易也将起到无可低估的作用。
17、网络管理包含如些基本功能？
ISO 建议网络管理包含以下基本功能：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理
故障管理：必须具备快速和可靠的故障诊断、监测和恢复功能。计费管理：计费管理的根本依据是网络用户资源的情况。
配置管理：配置管理功能至少应包括识别被管理网络的拓扑结构、识别网络中的各种现象、自
动修改指定设备的配置、动态维护网络配置数据库等内容。性能管理：性能管理有监测和控制两大功能。
安全管理：目的是确保网络资源不被非法使用，防止网络资源由于入侵者攻击而遭受破坏。
18、简述网络安全的概念。
从广义上讲，术语“网络安全”和“信息安全”是指确保网络上的信息和资源不被非授权用户所使
用，通常把为了保护数据及反黑客而设计的工具的集合称为计算机安全。网络安全是为了在数据传输期间保护这些数据并且保证数据的传输是可信的，它强调是网络中信息
或数据的完整性、可用性以及保密性。
19、简述对称数据加密技术和非对称数据加密技术的工作原理。
对称加密技术的加密码和解密过程采用同一把密钥，即加密密钥和解密密钥相同。非对称数据加密技术的加密和解密过程采用不同的密钥，即加密密钥和解密密钥不同。发送方只
知道加密密钥，而解密密钥只有接收方自己知道。20、简述认证和数字签名的工作原理和应用。
要保护数据不受主动攻击（数据的伪造和变动）则有不同的要求。防止此类攻击的保护措施称为报 文认证。
报文的认证过程使通信各方面能够证实接收到的报文是可信的。有两个重要的内容需要证实，一方
面是报文的内容没有被改变，另一方面报文的来源是可信的。
所谓数字签名，就是附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元作的密码变换，也就是信息的
发送者使用公开密钥算法的主要技术产生的别人无法伪造的一段数据串。发送者用自己的私有密钥将数
9-据加密后传送给接收者，接收者用发送者的公钥解开数据后，就可确定消息来自于谁，这也是对发送者
发送消息真实性的一个证明，发送者对所发的信息不能反悔。在电子商务安全保密系统中，数字签名技术有着特别重要的地位，在电子商务安全服务中的源认
证、完整性服务、不可否认服务中都要用到数字签名技术。
应用广泛的数字签名方法有三种，即RSA 签名、DSS 签名、Hash 签名。Wuxiaoyan99 制作 4/14/2010 由于时间短，文本中有一些文字错误，请大家自行纠正__
第三篇：自考计算机网络原理第三章课后答案
1． 物理层协议包括哪些内容？
包括：EIA RS232C 接口标准、EIA RS 449 及RS-422 与 RS-423 接口标准、100 系列和200 系
列接口标准、X.21 和X.21bis 建议四种。
RS232C 标准接口只控制DTE 与DCE 之间的通信。
RS-449 有二个标准的电子标准：RS-422(采用差动接收器的平衡方式)与 RS-423(非平衡方式)这些标准重新定义了信号电平，并改进了电路方式，以达到较高的传输速率和较大的传输距离。
系列接口标准的机械特性采用两种规定，当传输速率为：200bps~9600bps 时，采有V.28 建
议；当传输速率为 48Kbps 时，采用34 芯标准连接器。200 系列接口标准则采用25 芯标准连接器。
X.21 是一个用户计算机的DTE 如何与数字化的DCE 交换信号的数字接口标准，以相对来说比较简
单的形式提供了点-点的信息传输，通过它能够实现完全自动的过程操作，并有助于消除传输差错。
2． 比较 RS-232 与RS-449 的电气特性。
RS-232 规定逻辑“1”的电平为：-15 ~-5，逻辑“0”的电平为 +5 ~+15。两设备的最大距离也仅
为 15 米，而且由于电平较高，通信速率反而影响。接口通信速率小于等于20Kbps。RS-422 由于采用完全独立的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。又由于信号电平定义为正负6 伏，当传输距离为 10m 时，速率可达10Mbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达100Kbps。RS-423，电气标准是非平衡标准。它采用单端发送器和差动接收器。当传输距离为 10m 时，速率可
达 100Kbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达10Kbps。
3． 请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤3 种常用传输价质的特点。
双绞线是最常用的传输介质。双绞线芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。既可以用于传输模拟信
号也可以用于传输数字信号。双绞线分为两种：无屏幕和屏蔽。无屏蔽双绞线使用方便，价格便宜，但
易受外部电磁场的干扰。屏蔽双绞线是用铝箔将双绞线屏蔽起来，以减少受干扰，但价格贵。同轴电缆分基带同轴电缆（50）和宽带同轴电缆(75)。基带同轴电缆可分为粗缆和细缆二种，都
用于直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用 的高数字信号和模拟信号传输。同轴电缆适用于点到点和多点连接，传输距离取决于传输的信号形式和
传输的速度，同轴电缆的抗干扰性能比双绞线强，安装同轴电缆的费用比双绞线贵，但比光纤便宜。
光纤是光导纤维的简称，它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成。光纤适合于在几个建
筑物之间通过点到点的链路连接局域网络。光纤具有有不受电磁干扰或噪声影响的特征，适宜有长距离
内保持高数据传输率，而且能够提供很好的安全性。
4． 控制字符 SYN 的ASCII 码编码为0010110,请画出SYN 的FSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯
特编码等四种编码方法的信号波形。
5． 对于脉冲编码制PCM 来说，如果要对频率为600Hz 的某种语音信号进行采样，传送PCM 信号的信
道带宽为 3KHz，那么采样频率f 取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。
根据采样定理，只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍，则采样值便可包含原始信
号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。所以f=2*600Hz=1200KHz 6． 请说明调制解调器的基本工作原理。
当一台计算机希望通过模拟拨号线路发送数字数据的时候，这些数据首先必须转换成模拟的形式，才能通过本地回路进行传输。这个转换过程是通过一种称为调制解调器的设备来完成的。在电话公司的
端局中，这些模拟数据又通过编解码器转换成数字形式，以便通过长途干线进行传输。如果另一端也是一台带调制解调器的计算机，则必须再由编解码器进行相反的转换过程（从数字到
模拟），以便通过目的地的一段本地回路。然后由目的地的调制解调器将模拟形式的数据反转换成计算机
能接受的数字信号。
7． 多路复用用技术有哪几种？它们各有什么特点？ 频分多路复用ＦＤＭ：在物理信道的可用宽带超过单个原始信号所需要带宽情况下，可将该物理信
道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一种信号，这
就是频分多路复用。时分多路得分ＴＤＭ：若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，就可采用时 分多路得分ＴＤＭ技术也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。同步
时分多路得分ＴＤＭ，它的时间片是预先分配好的，而且是固定不变的，因此各种信号源的传输定时是 同步的。异步时分多路得分ＴＤＭ允许动态地分配传输介质的时间片。时分多路得分ＴＤＭ不仅仅局限
于传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号。
波分多路复用技术只不过是频分多路复用的极高频率上的应用而已。只要每条信道有它自己的频率
（也就是波长）范围，并且所有的频率范围都是分开的，他们都可以被复用到长距离光纤上。8． 广域网采用的数据交换技术有哪几种？它们各有什么特点？
电路交换：在数字传送之前必须先设置一条专用的通路，在线路释放之前，该通路由一对用户完全
占用。对于突发式的通信，电路交换效率不高
报文交换：报文从源点传送到目的地采有“存储――转发”的方式，在传送报文时，一个时刻仅占
用一段通道。在交换节点中需要绶冲存储，报文需要排队，故报文交换不能满足实时通信的要求。
分组交换：交换方式和报文交换方式类似。但报文被分组传送，并规定了最大的分组长度。在数据
报分组交换中，目的地需要重新组装报文；在虚电路分组交换中，数据传送之前必须通过虚呼叫设置一
条虚电路，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。
9、考虑一条长度为50Km 的点到点链路，对一个100 字节的分组，带宽为多大时其传播延迟（速度为2*108 m/s）等于发送延迟？对于512 字节的分组，情况又如何？ 传播延迟：50Km/(2*10~8m/s)=250μs 100字节的分组：100*8/R=250μs，则R=3.2Mbps 512字节的分组：512*8/R=250μs，则R=16384kbps
10、计算下列情况的时延（从第一个比特发送到最后一个比特接收）：
11、假设在地球和一个火星探测车之间架设了一条128Kbps 的点到点的链路，从火星到地球的距离(当它们
离得最近时)大约是55gm，而且数据在链路上以光速传播，即3*108m/s。
12、下列情况下假定不对数据进行压缩，对于(a)~(d)，计算实时传输所需要的带宽:
第四篇：计算机网络课后总结
计算机网络（第五版）课后习题答案(第一章)专业学习——网络基础 2009-12-21 20:44:51 阅读633 评论2 字号：大中小
计算机网络（第五版）课后习题答案(第一章)
第一章 概述
1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？
答： 连通性和共享
1-02 简述分组交换的要点。答：（1）报文分组，加首部
（2）经路由器储存转发
（3）在目的地合并
1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分
组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方
面最大的变革？
答： 融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP
协议的初步成型
建成三级结构的Internet；分为主干网、地
区网和校园网；
形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次
出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？
答：（1）因特网草案(Internet Draft)——在这个阶段还不是 RFC 文档。（2）建议标准(Proposed Standard)——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)
（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？
答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；
协议无特指
（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络 区别：后者实际上是前者的双向应用
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络
都有哪些特点？
答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是
Internet的核心网。
（2）城域网：城市范围，链接多个局域
网。（3）局域网：校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备 按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特
定机构。
1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要
区别是什么？
答：主干网：提供远程覆盖高速传输和路由器最
优化通信
本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户
接入，速率低。
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个
结点。）答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)
其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
1-11 在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）
答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+(k-1)*(p+h)/b
D对p求导后，令其值等于0，求得
p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？ 答：边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。
核心部分：由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？
答：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？
答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往
返时间RTT，利用率
1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？
解：设网络利用率为U。，网络时延为D，网络时
延最小值为D0
U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10
现在的网络时延是最小值的10倍 1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能特征有什么区别？
答：征：宏观整体评价网络的外在表现。性能指标：具体定量描述网络的技术性能。
1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为107bit,数据发送速率为
100kb/s。
（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？ 解：（1）发送时延：ts=107/105=100s
传播时延tp=106/(2×108)=0.005s（2）发送时延ts =103/109=1µs 传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s
结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：
（1）10cm（网络接口卡）
（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）
试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：（1）1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特数=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1（2）1Mb/s: 传播时延=100/(2×108)=5×10-7
比特数=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s: 比特数=5×10-7×1×109=5×102(3)1Mb/s: 传播时延=100000/(2×108)=5×10-4
比特数=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s: 比特数=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s: 传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特数=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率
是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5% 1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生
活。
答：分层的好处：
①各层之间是独立的。某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。②灵活性好。当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。③结构上可分割开。各层可以采用最合适的技术来
实现
④易于实现和维护。⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系
统，物流系统。
1-21 协议与服务有何区别？有何关系？
答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。协议和服务的概念的区分：
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服
务原语。
1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含
义？ 答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情
况都考虑到？
答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！就如同两个朋友在电话中约会好，下午3点在公园见面，并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的，因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情
况。
1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。答：综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：
物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞
线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及
连接法。
数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使
发送站的运输层所传下来的分组能够
正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端
服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细
节。应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
答：电视，计算机视窗操作系统、工农业产品 1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
答：实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬
件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方，服务器
是服务的提供方。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和
被服务的关系。
协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很
像一个栈的结构.对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单
位.服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.1-27 试解释everything over IP 和IP over
everthing 的含义。
TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务（所谓的everything over ip）
答：允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行（所谓的ip over everything）
计算机网络(第五版)课后习题答案(第二章)专业学习——网络基础 2009-12-21 20:46:02 阅读319 评论1 字号：大中小
计算机网络(第五版)课后习题答案(第二章)
第二章 物理层
2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点
是什么？
答：物理层要解决的主要问题：
（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电
路
物理层的主要特点：
（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性。
（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
2-02 归层与协议有什么区别？
答：规程专指物理层协议
2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组
成构建的作用。
答：源点：源点设备产生要传输的数据。源点又称
为源站。
发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。
接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。终
点又称为目的站
传输系统：信号物理通道
2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串
行传输，并行传输。
答：数据：是运送信息的实体。
信号：则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：运送信息的模拟信号。
模拟信号：连续变化的信号。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。
全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信
息。
基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据
信号都属于基带信号。
带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含
些什么内容？
答：（1）机械特性
明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
（2）电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性
指明某条线上出现的某一电平的电压表示
何意。
（4）规程特性
说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2-06 数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？
答：码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速
率受香农公式的限制
香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。
比特/s是信息传输速率的单位
码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?
答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s 2-08 假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什
么问题？）
答：C=Wlog2（1+S/N）(b/s)
W=3khz，C=64khz----àS/N=64.2dB 是个信噪
比要求很高的信源
2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加
２０％？ 答：C = W log2(1+S/N)b/s-àSN1=2*（C1/W）
-1=2*（35000/3100）-1
SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*
（1.6*35000/3100）-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）
C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
答：双绞线
屏蔽双绞线 STP(Shielded Twisted Pair)无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair)
同轴电缆 50 W 同轴电缆 75 W 同轴电缆
光缆
无线传输：短波通信/微波/卫星通信
2-11假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km(在 1 kHz时)，若容许有20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？如果要双绞线的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低到多少？
解：使用这种双绞线的链路的工作距离为
=20/0.7=28.6km
衰减应降低到20/100=0.2db
2-12 试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2*10e8m/s.解：
V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L
21200nm到1400nm：带宽=23.8THZ
1400nm到1600nm：带宽=17.86THZ
2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复
用技术有哪些？ 答：为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。
频分、时分、码分、波分。
2-14 试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解
释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SON
ET,SDH,STM-1 ,OC-48.答：FDM(frequency division multiplexing)
TDM(Time Division Multiplexing)
STDM(Statistic Time Division Multiplexing)
WDM(Wave Division Multiplexing)
DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)
SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤
网
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系
列 STM-1(Synchronous Transfer Module)第1级同
步传递模块
OC-48(Optical Carrier)第48级光载波
2-15 码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。占用较大的带宽。
2-16 共有4个站进行码分多址通信。4个站的码
片序列为
A：（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）
C：（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）现收到这样的码片序列S：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发
送的是0还是1？
解：S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／
8=1，A发送1
S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B
发送0
S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C
无发送
S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D
发送1
2-17 试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？
答：xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。
HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网需要相当的资金和时间。
FTTx（光纤到……）这里字母 x 可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程
成本太大。
2-18为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？答：靠先进的DMT编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特
第三章 数据链路层
3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?
答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件
和软件。“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连
接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点
和缺点.答：链路管理
帧定界
流量控制 差错控制
将数据和控制信息区分开
透明传输
寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开
销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器
工作在哪一层?
答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）
3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？
答：帧定界是分组交换的必然要求
透明传输避免消息符号与帧定界符号相混
淆
差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发
生什么问题？
答：无法区分分组与分组
无法确定分组的控制域和数据域
无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠
错
不使用序号和确认机制
地址字段A 只置为 0xFF。地址字段实际上
并不起作用。
控制字段 C 通常置为 0x03。
PPP 是面向字节的
当 PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和 HDLC 的做法一样），当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法 PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有
编码和确认机制
3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传
输？
答：作二进制除法，1101011011 0000 10011 得余数1110，添加的检验序列是1110.作二进制除法，两种错误均可发展
仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。
3-08 要发送的数据为101110。采用CRCD 生成多项式是P（X）=X3+1。试求应添加在数据后面的余数。
答：作二进制除法，101110 000 10011 添加在数据后面的余数是011 3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D
3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串***0。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是***1110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
答：011011111 11111 00
***000 ***1110110 000111011111 11111 110
3-11 试分别讨论一下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是透明传输。（提示：请弄清什么是“透明传输”，然后考虑能否满足其条
件。）
（1）普通的电话通信。
（2）电信局提供的公用电报通信。（3）因特网提供的电子邮件服务。
3-12 PPP协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？ 3-13 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 答：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络
从功能的角度来看，局域网具有以下几个特
点：
（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
（2）地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些。从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也
有自己的特点：
（1）低层协议简单
（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层
（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术
在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格
状网。
3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改
为使用星形拓扑结构？
答：星形网，总线网，环形网，树形网
当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓
扑。
3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两
个主要标准？
答：DIX Ethernet V2 标准的局域网
DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准 3-16 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？
答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特
3-17 为什么LLC子层的标准已制定出来了
但现在却很少使用？
答：由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了。
3-18 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”
和“T”所代表的意思。
答：10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。3-19 以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用TDM
相比优缺点如何？
答：传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲
突大。
3-20 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。答：对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5为微秒，来回路程传播时间为10微秒，为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以发送的比特数等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短帧是10000
位或1250字节长
3-21 什么叫做比特时间？使用这种时间单位有什么好处？100比特时间是多少微秒？ 答：比特时间是发送一比特多需的时间，它是传信率的倒数，便于建立信息长度与发送延迟的关系
“比特时间”换算成“微秒”必须先知道数据率是多少，如数据率是10Mb/s，则100比特时间等于
10微秒。
3-22 假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mb/s的以
太网呢？ 答：对于10mb/s的以太网，以太网把争用期定为51.2微秒，要退后100个争用期，等待时间是51.2（微秒）*100=5.12ms
对于100mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间是5.12（微秒）
*100=512微秒
3-23 公式（3-3）表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关。能否由此推论出：以太网的利用率也与连接在以太网的站点数无
关？请说明你的理由。
答：实际的以太网各给发送数据的时刻是随即的，而以太网的极限信道利用率的得出是假定以太网使用了特殊的调度方法（已经不再是CSMA/CD了），使各结点的发送不发生碰撞。
3-24 假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）答：设在t=0时A开始发送，在t=（64+8）*8=576比特时间，A应当发送完毕。t=225比特时间，B就检测出A的信号。只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）
3-25 在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？A重传的数据帧在什么时间到达B？A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？B会不会在预定的重传时间停止发送数据？ 答：t=0时，A和B开始发送数据
T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（tau）T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输
（T1+48）
T3=594比特时间,A 开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96）
T4=785比特时间，B再次检测信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则B在T5=881比特时间发送数据、否则再退避。（T5=T4+96）A重传的数据在819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送 3-26 以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。于是按截断二进制指数退避算法进行重传。重传次数记为i，i=1，2，3,…..。试计算第1次重传失败的概率、第2次重传的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重
传次数I。
答：将第i次重传成功的概率记为pi。显然 第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率为0.125.平均重
传次数I=1.637
3-27 假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当
用在哪一个网络？
答：集线器为物理层设备，模拟了总线这一共享媒介共争用，成为局域网通信容量的瓶颈。交换机则为链路层设备，可实现透明交换
局域网通过路由器与因特网相连
当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份时，形成集中面向路由器的数据流，使用集线器冲突较大，采用交换机能得到改善。
当本局域网内通信量占主要成份时，采用交换机改善对外流量不明显 3-28 有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线
器；
（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。答:（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线
器：10mbs
（2）10个站都连接到一个100mb/s以太网集
线器：100mbs
（3）10个站都连接到一个10mb/s以太网交
换机：10mbs
3-29 10Mb/s以太网升级到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？
答：技术问题：使参数a保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小长度 在100mb/s的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆的度减小到100m，帧间时间间隔从原来9.6微秒改为现在的0.96
微秒
吉比特以太网仍保持一个网段的最大长度为100m，但采用了“载波延伸”的方法，使最短帧长仍为64字节（这样可以保持兼容性）、同时将争用时间增大为512字节。并使用“分组突发”减小开销 10吉比特以太网的帧格式与10mb/s，100mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同
吉比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体，它使用长距离（超过km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广
3-30 以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚
拟局域网？ 答：以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交
换
虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
3-31 网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？
答：网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口
转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有
过滤能力
以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥 3-32 图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来。每一个网桥都有两个接口（1和2）。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站向其他的站发送了数据帧：A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。试把有关数据填写在表3-2中。
发帧 表 B
1表
B
2B1的处
理
（转发？
（转发？丢弃？登记？）
转发，写入转发表
转发，写入转发表
转发，写B2的处送的的转发的转发理
地接地接
丢弃？登址 口 址 口
记？）A→E
C→B
D→C
B→A B 1
发 D 2 C 2 A 1
A 1 C 1 D 2
发
写入转发
转发，写转发，写写入转发
入转发表 入转发表
表，丢弃不转入转发表
接收不到
表，丢弃不转这个帧
3-33 网桥中的转发表是用自学习算法建立的。如果有的站点总是不发送数据而仅仅接受数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？
答：没有与这样的站点相对应的项目;
网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的地
址
第四章 网络层
1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优
缺点。
网络层向运输层提供 “面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务
前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高； 后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互
易
2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？
网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信
区域
进行网络互连时，需要解决共同的问题有：
不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制
不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务）
不同的管理与控制方式
3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有
何区别？
中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。网络层以上的中继系统：网关(gateway)。4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP
和ICMP。
IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据
交付成功的机会
因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域
网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要
特点是什么？ 分为ABCDE 5类;
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。
各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
特点：
（1）IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等
级的好处是：
第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
（2）实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）
和一条链路的接口。
当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed
host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。
第五篇：计算机网络课后作业以及答案(中英文对照)
Chapter1 1-11.What are two reasons for using layered protocols?(请说出使用分层协议的两个理由)答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。分层意味着某一层的协议的改变不会影响高层或低层的协议。
1-13.What is the principal difference between connectionless communication and connection-oriented communication?(在无连接通信和面向连接的通信两者之间，最主要的区别是什么？)答：主要的区别有两条。
其一：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。
其二：面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。
1-20.A system has an n-layer protocol hierarchy.Applications generate messages of length M bytes.At each of the layers, an h-byte header is added.What fraction of the network bandwidth is filled with headers?(一个系统有n层协议的层次结构。应用程序产生的消息的长度为M字节。在每一层上需要加上一个h字节的头。请问，这些头需要占用多少比例的网络带宽)答：hn/(hn+m)*100%
1-28.An image is 1024 x 768 pixels with 3 bytes/pixel.Assume the image is uncompressed.How long does it take to transmit it over a 56-kbps modem channel? Over a 1-Mbps cable modem? Over a 10-Mbps Ethernet? Over 100-Mbps Ethernet?(一幅图像的分辨率为1024 x 768像素，每个像素用3字节来表示。假设该图像没有被压缩。请问，通过56kbps的调制解调器信道来传输这幅图像需要多长时间？通过1Mbps的电缆调制解调器呢？通过10Mbps的以太网呢？通过100Mbps的以太网呢?)答：The image is 1024*768*3 bytes or 2359296 bytes.This is 18874368 bit.At 56,000 bits/sec, it takes about 337.042 sec.At 1,000,000 bits/sec, it takes about 18.874 sec.At 10,000,000 bits/sec, it takes about 1.887 sec.At 100,000,000 bits/sec, it takes about 0.189 sec.Chapter2 2-2.A noiseless 4-kHz channel is sampled every 1 msec.What is the maximum data rate?(一条无噪声4kHz信道按照每1ms一次进行采样，请问最大数据传输率是多少？)答：无噪声信道最大数据传输率公式：最大数据传输率=2Hlog2V b/s。因此最大数据传输率决定于每次采样所产生的比特数，如果每次采样产生16bits，那么数据传输率可达128kbps；如果每次采样产生1024bits，那么可达8.2Mbps。注意这是对无噪声信道而言的，实际信道总是有噪声的，其最大数据传输率由香农定律给出。
2-4.If a binary signal is sent over a 3-kHz channel whose signal-to-noise ratio is 20 dB, what is the maximum achievable data rate?(如果在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB，则最大可达到的数据传输率为多少？)答：信噪比为20 dB 即 S/N =100由于 log2101≈6.658，由香农定理，该信道的信道容量为3log2(1+100)=19.98kbps。
又根据乃奎斯特定理，发送二进制信号的3kHz 信道的最大数据传输速率为 2*3*log22=6kbps。
所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。
2-5.What signal-to-noise ratio is needed to put a T1 carrier on a 50-kHz line?(在50kHz的线路上使用1T线路需要多大的信噪比？)答：为发送T1 信号，我们需要
所以，在50kHz 线路上使用T1 载波需要93dB 的信噪比。
2-34.A signal is transmitted digitally over a 4-kHz noiseless channel with one sample every 125 µsec.How many bits per second are actually sent for each of these encoding methods?(a)CCITT 2.048 Mbps standard.(b)DPCM with a 4-bit relative signal value.(c)Delta modulation.（一个信号在4kHz的无噪声信道上以数字方式进行传输，没125us采样一次。请问，按照以下的编码方法，每秒钟实际发送多少位？（a）CCITT 2.048Mbps标准。（b）有4位相对信号值的DPCM。（c）增量调制。）答：a．CCITT 2.048Mbps 标准用32 个8 位数据样本组成一个125的基本帧，30 个信道用于传信息，2 个信道用于传控制信号。在每一个4kHz 信道上发送的数据率就是 8*8000=64kbps。
b．差分脉码调制（DPCM）是一种压缩传输信息量的方法，它发送的不是每一次抽样的二进制编码值，而是两次抽样的差值的二进制编码。现在相对差值是4 位，所以对应每个4kHz 信道实际发送的比特速率为4*8000=32bps。
c．增量调制的基本思想是：当抽样时间间隔s t 很短时，模拟数据在两次抽样之间的变化很小，可以选择一个合适的量化值作为阶距。把两次抽样的差别近似为不是增加一个就是减少一个。这样只需用1bit 二进制信息就可以表示一次抽样结果，而不会引入很大误差。因此，此时对应每个4kHz 信道实际发送的数据速率为1*8000=8kHz。
2-43.Suppose that x bits of user data are to be transmitted over a k-hop path in a packet-switched network as a series of packets, each containing p data bits and h header bits,with x >> p+h.The bit rate of the lines is b bps and the propagation delay is negligible.What value of p minimizes the total delay?(假定x位用户数据将以一系列分组形式，在一个分组交换网络中沿着一条共有k跳的路径向前传播，每个分组包含p位数据和h位的头，这里x>>p+h。线路的传输率为b bps，传播延迟忽略不计。请问，什么样的p值使总延迟最小？)答：所需要的分组总数是x /p，因此总的数据加上头信息交通量为(p+h)*x/p位。源端发送这些位需要时间为(p+h)*x/pb
中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为(k-1)*(p+h)/ b 因此我们得到的总的延迟为
对该函数求p 的导数，得到
令
得到
因为p＞0，所以
故
时能使总的延迟最小。2-53.A CDMA receiver gets the following chips:(-1 +1-3 +1-1-3 +1 +1).Assuming the chip sequences defined in Fig.2-45(b), which stations transmitted, and which bits did each one send?(一个CDMA接收器得到了下面的时间片：(-1 +1-3 +1-1-3 +1 +1)。假设时间片序列如图2.45（b）中所定义，请问哪些移动站传输了数据？每个站发送了什么位?)答：Just compute the four normalized inner products:（1+1 3+1 1 3+1+1）d（1 1 1+1+1 1+1+1）/8=1（1+1 3+1 1 3+1+1）d（1 1+1 1+1+1+1 1）/8=1（1+1 3+1 1 3+1+1）d（1+1 1+1+1+1 1 1）/8=0（1+1 3+1 1 3+1+1）d（1+1 1 1 1 1+1 1）/8=1 The result is that A and D sent 1 bits, B sent a 0 bit, and C was silent.Chapter3 3-3.The following data fragment occurs in the middle of a data stream for which the byte-stuffing algorithm described in the text is used: A B ESC C ESC FLAG FLAG D.What is the output after stuffing?(数据片断（A B ESC C ESC FLAG FLAG D）出现在一个数据流的中间，而成帧方式采用的是本章介绍的字节填充算法，请问经过填充之后的输出时什么？)答：After stuffing, we get A B ESC ESC C ESC ESC ESC FLAG ESC FLAG D.3-15.A bit stream 10011101 is transmitted using the standard CRC method described in the text.The generator polynomial is x3 + 1.Show the actual bit string transmitted.Suppose the third bit from the left is inverted during transmission.Show that this error is detected at the receiver's end.(利用本章中介绍的标准多项式CRC方法来传输位流1001101。生成器多项式为x3+1。请给出实际被传输的位串。假设在传输过程中左边第三位变反了。请证明，这个错误可以在接收端被检测出来。)答：The frame is 10011101.The generator is 1001.The message after appending three zeros is 10011101000.The remainder on dividing 10011101000 by 1001 is 100.So, the actual bit string Transmitted is 10011101100.The received bit stream with an error in the third bit from the left is 10111101100.Dividing this by 1001 produces a remainder 100, which is different from zero.Thus, the receiver detects the error and can ask for a retransmission.3-18.A 3000-km-long T1 trunk is used to transmit 64-byte frames using protocol 5.If the propagation speed is 6 µsec/km, how many bits should the sequence numbers be?(一条3000公里长的T1骨干线路被用来传输64字节的帧，两端使用了协议5。如果传输速度为6us/公里，则序列号应该有多少位？)答：为了有效运行，序列空间（实际上就是发送窗口大小）必须足够的大，以允许发送方在收到第一个确认应答之前可以不断发送。信号在线路上的传播时间为 6×3000=18000us，即18ms。在T1 速率，发送64 字节的数据帧需花的时间：64×8÷(1.536×106)= 0.33us。所以，发送的第一帧从开始发送起，18.33ms 后完全到达接收方。确认应答又花了很少的发送时间（忽略不计）和回程的18ms。这样，加在一起的时间是36.33ms。发送方应该 有足够大的窗口，从而能够连续发送36.33ms。36.33/0.33=110 也就是说，为充满线路管道，需要至少110 帧，因此序列号为7 位。
3-22.In protocol 6, when a data frame arrives, a check is made to see if the sequence number differs from the one expected and no_nak is true.If both conditions hold, a NAK is sent.Otherwise, the auxiliary timer is started.Suppose that the else clause were omitted.Would this change affect the protocol's correctness?(在协议6中，当一个数据帧到达的时候，需要执行一个检查，看它的序列号是否与期望的序列号不同，并且no_nak为真。如果这两个条件都成立，则发送一个NAK。否则的话，启用辅助定时器。假定else子句被省略掉。这种改变会影响协议的正确性吗？)答：可能导致死锁。假定有一组帧正确到达，并被接收。然后，接收方会向前移动窗口。
现在假定所有的确认帧都丢失了，发送方最终会产生超时事件，并且再次发送第一帧，接收方将发送一个NAK。然后NONAK 被置成伪。假定NAK 也丢失了。那么从这个时候开始，发送方会不断发送已经被接收方接受了的帧。接收方只是忽略这些帧，但由于NONAK 为伪，所以不会再发送NAK，从而产生死锁。如果设置辅助计数器（实现“else”子句），超时后重发NAK，终究会使双方重新获得同步。
3-31.Consider an error-free 64-kbps satellite channel used to send 512-byte data frames in one direction, with very short acknowledgements coming back the other way.What is the maximum throughput for window sizes of 1, 7, 15, and 127? The earth-satellite propagation time is 270 msec.（考虑在一个无错误的64kbps卫星信道上单向发送512字节的数据帧，有一些非常短的确认从另一个方向回来。对于窗口大小为1、7、15、和27的情形，最大的吞吐量分别是多少？从地球到卫星的传输时间为270ms。）答：使用卫星信道端到端的传输延迟为270ms，以64kb/s 发送，周期等于604ms。发送一帧的时间为64ms，我们需要604/64=9 个帧才能保持通道不空。对于窗口值1，每604ms 发送4096 位，吞吐率为4096/0.604=6.8kb/s。
对于窗口值7，每604ms 发送4096*7 位，吞吐率为4096*7/0.604=47.5kb/s。对于窗口值超过9（包括15、127），吞吐率达到最大值，即64kb/s。
Chapter4 4-5.A large population of ALOHA users manages to generate 50 requests/sec, including both originals and retransmissions.Time is slotted in units of 40 msec.(a)What is the chance of success on the first attempt?(b)What is the probability of exactly k collisions and then a success?(c)What is the expected number of transmission attempts needed?(一大群ALOHA用户每秒钟产生50个请求，包括原始的请求和重传的请求。时槽单位是40ms。(a)首次发送成功的几率是多少？(b)恰好k次冲突之后成功的概率是多少？(c)所需要传送次数的期望值是多少？ 答：
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