1、第一章 作业参考答案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1-08 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。按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。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
2、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。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
3、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)/bD 对 p 求导后，令其值等于 0，求得 p=(xh)/(k-1)0.51-17 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 2108m/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103
4、bit,数据发送速率为 1Gb/s。解：（1）发送时延：ts=10 7/105=100s 传播时延 tp=106/(2108)=0.005s（2）发送时延 ts =103/109=1s 传播时延：tp=10 6/(2108)=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。1-19 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
5、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：从以下两个方面回答。（1）分层可将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。（2）分层的好处：P261-24 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。TCP/IP 是
6、四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容，因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种五层协议的体系结构，即应用层、传输层、网际层、数据链路层和物理层 。 各层的功能如下：应用层：为用户的应用进程提供服务。提供一组常用的应用程序给用户，应用程序和传输层协议相配合，完成发送或接收数据。传输层：解决的是“端到端”的通信问题。它的功能是使源端和目的端主机上的对等实体可以进行会话。传输层定义了两个端到端的协议。第一个是传输控制协议 TCP，第二个协议是用户数据报协议 UDP。网络层：负责点到点之间通信联系的建立、维护和结束。通
7、过路径选择、流量、差错、顺序、进/出路由等控制，将数据从物理连接的一端传送到另一端。物理层：利用传输媒体为数据链路层提供物理连接，主要功能是在物理介质上传输二进制数据比特流。提供为建立、维护和拆除物理连接所需的机械、电气和规程方面的特性。如传输媒体的类型、电缆插头及各引脚如何连接等。第二章 作业参考答案2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？（1）物理层要解决的主要问题： 物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。给数据链路层在一条物理的传输媒体上提供传送和接收比特流的能力。为此，物理层应解决
8、物理连接的建立、维持和释放问题。在两个相邻设备之间唯一地标识数据链路。（2）物理层的主要特点：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。由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，物理层的协议相当复杂。2-05 物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？答：（1）机械特性：指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种意义。（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2-08 假定要用 3kHz 贷款的电话信道传送
9、64kb/s 的数据（无差错传输） ，试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示） ，这个结果说明什么问题？答：由香农公式 C=Wlog2（1+S/N ）其中 W=3khz， C=64kb/s可以计算出（用比值）：S/N=2642244.95用分贝表示为：10log 10（S/N）64.22dB此结果说明：即使在无差错传输电话信道上要达到 64kb/s 的数据速率，对信噪比要求也很高。2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：常见的传输媒体有以下几种：1.双绞线特点：可以传输模拟信号和数字信号；双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高；但因为其价格便宜，且安装方便，既
10、适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。2.同轴电缆特点：在局域网发展初期被广泛采用；具有很好的抗干扰性能。3.光导纤维优点：传输损耗小，可实现长距离传输；直径小、质量轻；传播速率高、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好、误码率低。缺点：光电接口的价格较昂贵；两根光纤连接需要专用设备。目前，光纤被广泛用于铺设主干通信线路。4.无线电微波通信无线电微波通信分为地面微波接力通信和卫星通信。特点见：P45-462-13 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：信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，以共享信道资源。在一条传输介质上传输多个信号，提高线路的利
11、用率，降低网络的成本。常用的信道复用技术有：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用等。第三章 作业参考答案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： 网络适配器用来实现物理层和数据链路层的功能，主要包括对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议。同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。网络适配器工作在物理层和数据链路层。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：封装成帧是实现分组交换的前提，采用帧定界的方式，使收方能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方；透明传输使得不管所传数据是什么样的比
12、特组合，都必须能够在链路上传送，具体说就是解决二进制比特流中出现与帧定界符相同的位流问题；差错控制主要包括差错检测和差错纠正，旨在降低传输的比特差错率，因此也必须解决。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：（1）因为 P(x)=x4+x+1，所以 p=10011。n 比 p 少一位，所以 n=4采用 CRC 校验时，
13、被除数是：11010110110000，除数是：10011，得余数 1110。即添加数据后面的余数（检验序列）是 1110。（2）若数据在传输过程中最后一个 1 变成了 0，即 11010110101110 除以 10011，得余数为 011，不为 0，接收端可以发现差错。（3）若数据在传输过程中最后两个 1 都变成了 0，即 11010110001110 除以 10011，得余数为 101，不为0，接收端可以发现差错。（4）出现以上两种情况，由于接收端均发现错误，丢弃相应的帧，而 CRC 校验方法没有对应的重传机制，所以，在数据链路层的传输是不可靠的。3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种
14、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：常用的局域网的网络拓扑有（1）总线网 （2）星形网 （3）环形网 （4）树形网。现在最流行的是星形网。早期的以太网将多个计算机连接到一根总线上，当初认为这种连接方法既简单又可靠，在早期人们认为：有源器件不可靠，无源的总线结构更加可靠，所以，早期的以太网选择了总线结构。但是实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，后期出现的集线器采用专用的 ASIC芯片，一方面可以将星形结构做得非常可靠。另一方面，使用双绞线的以太网价格便宜、使用方便，因此现在的以太网一般都是用星形结构
15、。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 码元/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：以太网把基本退避时间（即争用期）定为：51.2 微秒。所以，对于 10Mb/s 的以太网，其争用期为 51.2 微
16、秒，若 r=100，则该站的等待时间是：51.2 微秒*100=5.12 毫秒对于 100Mb/s 的以太网，其争用期为 51.2 微秒/10=5.12 微秒，若 r=100，则该站的等待时间是：5.12微秒*100=512 微秒。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：集线器是物理层设备，模拟了总线这一共享传输媒体；交换机为数据链路层设备，其实质是一个多端口的网桥，为连接的主机提供
17、独占传输媒体的带宽。局域网与因特网一般是通过路由器连接的，当局域网与因特网之间的通信占主要时，局域网使用交换机互连可使每个主机独占网络出口带宽，所以，以太网交换机用在这样的以太网，其 20%通信量在本局域网内，而 80%的通信量到因特网。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：需要解决的技术问题主要是：在数据发送率提高时使参数 a 保持不变（或保持为较小的值） 。由公式 ，L 为帧长，C 为数据发送速率。若要保持 a
18、 不变，C 提高 10 倍，可以将 L 增Ta0大 10 倍，也可以将网络电缆长度减少 10 倍（使 减少 10 倍） 。淘汰竞争对手的原因：（1）以太网是一种经过实践证明成熟的技术，用户原意使用；（2）以太网价格便宜，易于安装、使用；（3）提供不同的传输速率，可满足不同的需求。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。答：B1 的转发表 B2 的转发表发送的帧站地址 端口 站地址 端口B1 的处理（转发？丢弃？登记？）B2 的处理（转发？丢弃？登记？）AE A 1 A 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表CB C 2 C 1 转发，写入转发表写入转发表，丢弃不转发DC D 2 D 2 写入转发表，丢弃不转发 转发，写入转发表BA B 1 写入转发表，丢弃不转发 接收不到这个帧
