1、計算機網絡課后習題答案第一章 概述1-1計算機網絡向用戶可以提供哪些服務？ 答：計算機網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：分組交換實質上是在“存儲轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換在線路上采用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各數據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

2、面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。答：（1）電路交換 電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發起呼叫，獨占一條物理線路。當交換機完成接續，對方收到發起端的信號，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，再將該報文發向接收交換機或終端，它以“存儲轉發”方式在網內傳輸數據。報文交換的優點是中繼電路

3、利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉發，網絡傳輸時延大，且占用大量的交換機內存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用于傳輸的報文較短、實時性要求較低的網絡用戶之間的通信，如公用電報網。（3）分組交換 分組交換實質上是在“存儲轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換在線路上采用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收

4、端，再去掉分組頭將各數據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為什么說因特網是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？答：因特網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，是世界發生了極大的變化。1-5因特網的發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絡ARPANRET向互聯網發展的過程。最初的分組交換網ARPANET只是一個單個的分組交換網，所有要連接在ARPANET上的主機都直接與就近的結點交換機相連。而后發展為所有使用TCP/IP協議的計算機都能利用互聯網相互通信。第

5、二階段是1985-1993年，特點是建成了三級結構的因特網第三階段是1993年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP結構的因特網。1-6簡述因特網標準制定的幾個階段。答：制定英特網的正式標準要經過一下的四個階段RFC 2026：(1)因特網草案（Internet Draft）。(2)建議標準（Proposed Standard）。(3)草案標準（Draft Standard）。(4)因特網標準（Internet Standard）。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別？答：以小寫字母i開始的internet（互聯網或互連網）是一個通用名詞，它泛指由多

6、個計算機網絡互聯而成的網絡。在這些網絡之間的通信協議（即通信規則）可以是任意的。以大寫字母I開始的Internet（因特網）則是一個專有名詞，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網絡相互連接而成的特定計算機網絡，它采用TCP/IP協議族作為通信的規則，其前身是美國的ARPANET。1-8計算機網絡都有哪些類別？各種類別的網絡都有哪些特點？答：1、按網絡覆蓋的地理范圍分類：（1）、局域網：局域網是計算機硬件在比較小的范圍內通信線路組成的網絡，一般限定在較小的區域內，通常采用有線的方式連接起來。（2）、城域網：城域網規模局限在一座城市的范圍內，覆蓋的范圍從幾十公里至數百公里，城域網基本上是局域網的延

7、伸，通常使用與局域網相似的技術，但是在傳輸介質和布線結構方面牽涉范圍比較廣。（3）、廣域網：覆蓋的地理范圍非常廣，又稱遠程網，在采用的技術、應用范圍和協議標準方面有所不同。 2、按傳榆介質分類： （1）、有線網：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絡，又線網通過載波空間進行傳輸信息，需要用導線來實現。（2）、無線網：用空氣做傳輸介質，用電磁波作為載體來傳播數據。無線網包括：無線電話、語音廣播網、無線電視網、微波通信網、衛星通信網。3、按網絡的拓撲結構分類：（1）、星型網絡：各站點通過點到點的鏈路與中心相連，特點是很容易在網絡中增加新的站點，數據的安全性和優先級容易控制

8、，易實現網絡監控，但一旦中心節點有故障會引起整個網絡癱瘓。 （2）、總線型網絡：網絡中所有的站點共享一條數據通道，總線型網絡安裝簡單方便，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絡，但介質的故障會導致網絡癱瘓，總線網安全性低，監控比較困難，增加新站點也不如星型網絡容易。（3）、樹型網絡：是上述兩種網的綜合。（4）、環型網絡：環型網容易安裝和監控，但容量有限，網絡建成后，增加新的站點較困難。（5）、網狀型網絡：網狀型網絡是以上述各種拓撲網絡為基礎的綜合應用。4、按通信方式分類：（1）、點對點傳輸網絡：數據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

9、成，大的網絡大多采用這種方式。（2）、廣播式傳輸網絡：數據在共用通信介質線路中傳輸，由網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或保密要求不高的網絡。5、按網絡使用的目的分類：（1）、共享資源網：使用者可共享網絡中的各種資源。（2）、數據處理網：用于處理數據的網絡。（3）、數據傳輸網：用來收集、交換、傳輸數據的網絡。6、按服務方式分類：（1）、客戶機/服務器(CS)模式：CS計算的模式的結構是分散、多層次和具有圖形用戶接口的PC機作為客戶機，不同的操作系統或不同的網絡操作系統對應不同的語言和開發工具，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

10、型機工作特點是所有處理都發生在主機上。（2）、瀏覽器/服務器(BS)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無關性，把應用邏輯和業務處理規則放在服務器一側。（3）、對等網或稱為對等式的網絡：對等網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平等對話操作，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網的計算機一般類型相同，甚至操作系統也相同，這種網絡方式靈活方便，但是較難實現集中管理與控制，安全性也低。7、按企業和公司管理分類：（1）、內部網：一般指企業內部網，自成一體形成一個獨立的網絡。（2）、內聯網：一般指經改造的或新建的企業內部網，采用通用的TCPIP作為通

11、信協議，一般具備自己的WWW服務器和安全防護系統，為企業內部服務，不和因特網直接進行連接。（3）、外聯網：采用因特網技術，有自己的WWW服務器，但不一定與因特網直接進行連接的網絡，同時必須建立防火墻把內聯網與因特網隔離開，以確保企業內部信息的安全。 （4）、因特網：因特網是目前最流行的一種國際互聯網，在全世界范圍內得到應用，結合多媒體的聲、圖、文表現能力，不僅能處理一般數據和文本，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計算機網絡中的主干網和本地接入網的主要區別是什么？答：主干網的特點：設施共享；高度綜合集成，可應付高密度的業務需求量；工作在可控環境；使用率高；技術

12、演進迅速，以軟件為主；成本逐漸下降。本地接入網特點：設施專用，且分散獨立；接入業務種類多，業務量密度低；線路施工難度大，設備運行環境惡劣；使用率低；技術演進遲緩，以硬件為主；網徑大小不一，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過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b（bit/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小？答：對電路交換，當t=s時，鏈路建立；當t=s+x/b，發送完最后一bit；當

13、t=s+x/b+kd，所有的信息到達目的地。對分組交換，當t=x/b， 發送完最后一bit；為到達目的地，最后一個分組需經過k-1個分組交換機的轉發，每次轉發的時間為p/b，所以總的延遲= x/C+(k-1)p/b+kd所以當分組交換的時延小于電路交換x/b+(k-1)p/b+kds+x/b+kd時， (k-1)p/Cs由上式可知，當k和b一定時，p越小，分組交換的時延越小，即需要傳送少量數據時（即px），分組交換的時延較小。1-11在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和（p+h）（bit），其中p為分組的數據部分的長度，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

14、的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b（bit/s），但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？答：分組個數x/p，傳輸的總比特數：(p+h)x/p源發送時延：(p+h)x/pb最后一個分組經過k-1個分組交換機的轉發，中間發送時延：(k-1)(p+h)/b總發送時延D=源發送時延+中間發送時延D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b令其對p的導數等于0，求極值p=hx/(k-1)1-12 因特網的兩大組成部分（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上的主機組成。這部分是用戶

15、直接使用的，用來進行通信（傳送數據、音頻或視頻）和資源共享。核心部分 由大量網絡和連接 這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。在網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務器方式（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。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。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信（請求服務）。因此，客戶程

16、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。 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。系統啟動后即自動調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支持。對等連接方式從本質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。網絡核心部分是因特網中最復雜的部分。網絡中的核心部分要向網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據）。在網絡核心部分起特殊作用的是路由器(r

17、outer)。路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網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。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。系統啟動后即自動調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

18、道客戶程序的地址。對等連接方式從本質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 計算機網絡有哪些常用的性能指標？答：1.速率比特（bit）是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。Bit 來源于 binary digit，意思是一個“二進制數字”，因此一個比特就是二進制數字中的一個 1 或 0。速率即數據率(data rate)或比特率(bit rate)是計算機網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”

19、(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）。現在“帶寬”是數字信道所能傳送的“最高數據率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數據量。吞吐量更經常地用于對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。 4.時延傳輸時延（發送時延 ） 發送數據時，數據塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發送完畢所需的時間。 5.時延帶寬積6.

20、往返時間RTT7.利用率1-15 假定網絡的利用率到達了90%。試估算已選現在的網絡時延是他的最小值的多少倍？答：D0表示網絡空閑時的時延，D表示當前網絡的時延。U為利用率 則： D=D0/(1-U) 即 D=10 D0 。1-16計算機通信網有哪些非性能特征？計算機通信網性能指標與非性能特征有什么區別？答：計算機通信網非性能特征有：費用、質量、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絡本身性能相關的指數，而非性能特征與其本身無直接關系。1-17收發兩端之間的傳輸距離為1000km

21、，信號在媒體上的傳播速率為2.3108 。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延： （1） 數據長度為107bit，數據發送速率為100kbit/s，傳播距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2108m/s。 （2） 數據長度為103bit，數據發送速率為1Gbit/s，傳輸距離和信號在媒體上的傳播速率同上。 答：（1）：發送延遲=107/（1001000）=100s 傳播延遲=10001000/（2108）=510-3s=5ms （2）：發送延遲=103/（109）=10-6s=1us 傳播延遲=10001000/（2108）=510-3s=5ms1-18 、假設信號在媒體上的傳播速率

22、為2.3108m/s。媒體長度l分別為：(1) 10cm(網卡)(2) 100m(局域網)(3) 100km(城域網)(4) 5000km(廣域網)試計算當數據率為Mb/s1和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。 答：傳播時延=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/2.3/1081108b/s=0.000435bit （2）100m/2.3/1081108b/s=0.435bit （3）100000/2.3/1081108=435bit （4）5106/2.3/1081108=21739bit1-19、長度為100字節的應用層數據交給運輸層傳送

23、，需加上20字節的TCP首部。再交給網絡層傳送，需加上20字節的IP首部。最后交給數據鏈路層的以太網傳送，加上首部和尾部18字節。試求數據的傳輸效率。 若應用層數據長度為1000字節，數據的傳輸效率是多少？ 答：數據長度為100字節時 傳輸效率=100/（100+20+20+18）=63.3% 數據長度為1000字節時， 傳輸效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%1-20 網絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。答：網絡體系結構采用分層的結構，可以減少協議設計的復雜性，使得各層之間是獨立的，增強靈活性，使得網絡體系結構上可以分割開

24、，易于實現和維護，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。這相當于一個三層結構，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，同屬一個子系統，而同處一地的不同機構則不再一個子系統內，而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。1-21 協議與服務有何區別？有何關系？答：協議是水平的，服務是垂直的。協議是“水平的”， 即協議是控制對等實體之間的通信的規則。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。協議與服務的關系在協議的控制下，上

25、層對下層進行調用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有連接。1-22 網絡協議的三個要素是什么？各有什么含義？答：在計算機網絡中要做到有條不紊地交換數據，就必須遵守一些事先約定好的規則。這些為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定即稱為網絡協議。一個網絡協議要由以下三個要素組成：（1）語法，即數據與控制信息的結構或格式；（2）語義，即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答；（3）同步，即事件實現順序的詳細說明。對于非常復雜的計算機網絡協議，其結構最好采用層次式的。1-23 為什么一個網絡協議必須把各種不利的情況都考慮到？答：因為網絡協議如果不全

26、面考慮不利情況，當情況發生變化時，協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絡是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。1-24試述五層協議的網絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。答：所謂五層協議的網絡體系結構是為便于學習計算機網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。五層協議的體系結構見圖1-1所示。 圖1-1五層協議的體系結構各層

27、的主要功能：（1）應用層 應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。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）運輸層任務是負責主機中兩個進程間的通信。因特網的運輸層可使用兩種不同的協議。即面向連接的傳輸控制協議TCP和無連接的用戶數據報協議UDP。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-effort delivery.(3)網絡層網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）數據鏈路層數據鏈路層的任務是將在網絡層交下來的數據報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結點間的鏈路上實現幀的無差錯傳輸。（5）物理