计算机网络课后习题答案第五版谢希仁Word格式.docx
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无线电话、语音广播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网。
3、按网络的拓扑结构分类:
(1、星型网络:
各站点通过点到点的链路与中心相连,特点是很容易在网络中增加新的站点,数据的安全性和优先级容易控制,易实现网络监控,但一旦中心节点有故障会引起整个网络瘫痪。
(2、总线型网络:
网络中所有的站点共享一条数据通道,总线型网络安装简单方便,需要铺设的电线最短,成本低,某个站点的故障一般不会影响整个网络,但介质的故障会导致网络瘫痪,总线网安全性低,监控比较困难,增加新站点也不如星型网络容易。
(3、树型网络:
是上述两种网的综合。
(4、环型网络:
环型网容易安装和监控,但容量有限,网络建成后,增加新的站点较困难。
(5、网状型网络:
网状
型网络是以上述各种拓扑网络为基础的综合应用。
4、按通信方式分类:
(1、点对点传输网络:
数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输,在一对机器之间
通过多条路径连接而成,大的网络大多采用这种方式。
(2、广播式传输网络:
数据在共用通信介质线路中传输,由网络上的所有机器共享一条通
信信道,适用于地理范围小的小网或保密要求不高的网络。
5、按网络使用的目的分类:
(1、共享资源网:
使用者可共享网络中的各种资源。
(2、数据处理网:
用于处理数据的网络。
(3、数据传输网:
用来收集、交换、传输数据的网络。
6、按服务方式分类:
(1、客户机/服务器(C/S模式:
C/S计算的模式的结构是分散、多层次和具有图形用户
接口的PC机作为客户机,不同的操作系统或不同的网络操作系统对应不同的语言和开发工
具,其工作特点是文件从服务器被下载到工作站上,然后在工作站上进行处理,而基于主机
的大型机工作特点是所有处理都发生在主机上。
(2、浏览器/服务器(B/S模式:
主要特点是它与软硬件平台的无关性,把应用逻辑和业
务处理规则放在服务器一侧。
(3、对等网或称为对等式的网络:
对等网可以不要求具备文件服务器,特别是应用在一组
面向用户的PC机,每台客户机都可以与其他每台客户机实现"
平等"
对话操作,共享彼此的
信息资源和硬件资源,组网的计算机一般类型相同,甚至操作系统也相同,这种网络方式灵
活方便,但是较难实现集中管理与控制,安全性也低。
7、按企业和公司管理分类:
(1、内部网:
一般指企业内部网,自成一体形成一个独立的网络。
(2、内联网:
一般指经改造的或新建的企业内部网,采用通用的TCP/IP作为通信协议,
一般具备自己的WWW服务器和安全防护系统,为企业内部服务,不和因特网直接进行连接。
(3、外联网:
采用因特网技术,有自己的WWW服务器,但不一定与因特网直接进行连接的
网络,同时必须建立防火墙把内联网与因特网隔离开,以确保企业内部信息的安全。
(4、因特网:
因特网是目前最流行的一种国际互联网,在全世界范围内得到应用,结合多
媒体的"
声、图、文"
表现能力,不仅能处理一般数据和文本,而且也能处理语音、声响、静
止图象、电视图象、动画和三维图形等。
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?
他们的工作方式各有什么特点?
边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频和资源共享。
核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换。
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:
客户服务器方式(C/S方式即Client/Server方式,对等方式(P2P方式即Peer-to-Peer方式客户(client和服务器(server都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。
被用户调用后运行,在打算通信时主动向远地服务器发起通信(请求服务。
因此,客户程序必须知道服务器程序的地址。
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
一种专门用来提供某种服务的程序,可同时处理多个远地或本地客户的请求。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着,被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
因此,服务器程序不需要知道客户程序的地址。
一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式,只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信(即传送或接收各种形式的数据。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router。
路由器是实现分组交换(packetswitching的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。
路由器是实现分组交换(packetswitching的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能
1-13客户服务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?
客户服务器方式是一点对多点的,对等通信方式是点对点的。
对等连接也需要知道对方的服务器地址。
1-14计算机网络有哪些常用的性能指标?
1.速率
比特(bit是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。
Bit来源于binarydigit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
速率即数据率(datarate或比特率(bitrate是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等。
速率往往是指额定速率或标称速率。
2.带宽
“带宽”(bandwidth本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或b/s(bit/s。
3.吞吐量
吞吐量(throughput表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
4.时延
传输时延(发送时延发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
5.时延带宽积
6.往返时间RTT
7.利用率
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。
网络体系结构采用分层的结构,可以减少协议设计的复杂性,使得各层之间是独立的,
增强灵活性,使得网络体系结构上可以分割开,易于实现和维护,同时促进标准化工作。
日常生活中,比如,甲、乙两地两人a、b通信,a将写好的信交给甲地邮局,甲地邮局经过交通部门将信邮至乙地邮局,b再从乙地邮局取信。
这相当于一个三层结构,如下图所示虽然两个用户、两个邮政局、两个运输部门分处甲、乙两地,但是它们都分别对应同等机构,同属一个子系统,而同处一地的不同机构则不再一个子系统内,而且它们之间的关系是服务与被服务的关系。
1-22网络协议的三个要素是什么?
各有什么含义?
在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据,就必须遵守一些事先约定好的规则。
这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。
一个网络协议要
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应答;
(3同步,即事件实现顺序的详细说明。
对于非常复杂的计算机网络协议,其结构最好采用层次式的。
1-24试述五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。
所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模
型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。
五层协议的体系结构见图1-1所示。
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层
图1-1五层协议的体系结构
各层的主要功能:
(1应用层
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。
应用层不仅要提供应用进程
所需要
的信息交换和远地操作,而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理(useragent,来完
成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。
(2运输层
任务是负责主机中两个进程间的通信。
因特网的运输层可使用两种不同的协议。
即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数
据报协议UDP。
面向连接的服务能够提供可靠的交付。
无连接服务则不能提供可靠的交付。
只是best-effortdelivery.
(3网络层
网络层负责为分组选择合适的路由,使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。
(4数据链路层
数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧(frame,在两个相邻结点间的链
路上实现帧的无差错传输。
(5物理层
物理层的任务就是透明地传输比特流。
“透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。
物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”,以及当发送端发出比特“1”时,接收端如何
识别出这是“1”而不是“0”。
物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚
如何连接。
第二章
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。
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。
基带信号:
来自信源的信号。
带通信号:
经过载波调制后的信号。
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:
在使用时间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。
2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为2000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?
80000b/s
2-10常用的传输媒体有哪几种?
各有何特点?
常见的传输媒体有以下几种
1.双绞线
双绞线分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。
由两根相互绝缘的导线组成。
可以传输模拟信号,
也可以传输数字信号,有效带宽达250kHz,通常距离一般为几道十几公里。
导线越粗其通
信距离越远。
在数字传输时,若传输速率为每秒几兆比特,则传输距离可达几公里。
一般用
作电话线传输声音信号。
虽然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
同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆,其结构是在一个包有绝缘的实心导线外,再
套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。
由于其高带宽(高达300~400Hz、低误码率、
性能价格比高,所以用作LAN中。
同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而
不同,由于易受低频干扰,在使用时多将信号调制在高频载波上。
3.光导纤维
光导纤维以光纤维载体,利用光的全反向原理传播光信号。
其优点是直径小、质量轻:
传播频带款、通信容量大:
抗雷电和电磁干扰性能好,五串音干扰、保密性好、误码率低。
但光电接口的价格较昂贵。
光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。
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。
其主要优点是频率高、频带范围宽、
通信信道的容量大;
信号所受工业干扰较小、传播质量高、通信比较稳定;
不受地理环境的
影响,建设投资少、见效快。
缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播,传输距离受到限
制,一般只有50km,隐蔽性和保密性较差;
卫星通信虽然通信距离远且通信费
用与通信距
离无关,但传播时延较大,技术较复杂,价格较贵。
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?
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,提高线路的利用率,降低网络的成本。
这种共享技术就是多路复用技
术。
频分复用(FDM,FrequencyDivisionMultiplexing就是将用于传输信道的总带
宽划分成若干个子频带(或称子信道,每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求
总频率宽度大于各个子信道频率之和,同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干
扰,应在各子信道之间设立隔离带,这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作,每一路信号传输时
可不考虑传输时延,因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
时分复用(TDM,TimeDivisionMultiplexing就是将提供给整个信道传输信息
的时间划分成若干时间片(简称时隙,并将这些时隙分配给每一个信号源使用,每
一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。
时分复用技术的特点是时隙事先规
划分配好且固定不变,所以有时也叫同步时分复用。
其优点是时隙分配固定,便于调
节控制,适于数字信息的传输;
缺点是当某信号源没有数据传输时,它所对应的信道
会出现空闲,而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道,因此会降低线路的利用率。
时分复用技术与频分复用技术一样,有着非常广泛的应用,电话就是其中最经典的例
子,此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用,如SDH,ATM,IP和HFC网
络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
2-14试写出下列英文缩写的全文,并进行简单的解释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48
FDM(frequencydivisionmultiplexing频分复用,同一时间同时发送多路信号。
所有的用
户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。
TDM(TimeDivisionMultiplexing时分复用,将一条物理信道按时间分成若干时间片轮流
地给多个用户使用,每一个时间片由复用的一个用户占用,所有用户在不同时间
占用同样的
频率宽度。
STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing统计时分复用,一种改进的时分复用。
不像
时分复用那样采取固定方式分配时隙,而是按需动态地分配时时隙。
WDM(WaveDivisionMultiplexing波分复用,在光信道上采用的一种频分多路敷衍的变种,
即光的频分复用。
不同光纤上的光波信号(常常是两种光波信号复用到一根长距离传输的
光纤上的复用方式。
DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing密集波分复用,使用可见光频谱的宽带特征在单
个光纤上同时传输多种光波信号的技术。
DWDM可以利用一根光纤同时传输多个波长,多路
高速信号可以在光纤介质中同时传输,每路信号占用不同波长。
CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing码分多址,是采用扩频的码分多址技术。
用户可
以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。
SONET(SynchronousOpticalNetwork同步光纤网,是以分级速率从155Mb/s到2.5Gb/s
的光纤数字化传输的美国标准,它支持多媒体多路复用,允许声音、视频和数据格式与不同
的传输协议一起在一条光纤线路上传输。
SDH(SynchronousDigitalHierarchy同步数字系列指国际标准同步数字系列。
SDH简化了
复用和分用技术,需要时可直接接入到低速支路,而不经过高速到低速的逐级分用,上下电
路方便。
STM-1(SynchronousTransferModule第1级同步传递模块,SDH的基本速率,相当于SONET
体系中的OC-3速率。
OC-48(OpticalCarrier第48级光载波,是SONET体系中的速率表示,对应于SDH的STM-16
速率,常用近似值2.5Gb/s.
2-16共有4个站进行码分多址CDMA通信。
4个站的码片序列为:
A:
(-1–1–1+1+1–1+1+1B:
(-1–1+1-1+1+1+1-1
C:
(-1+1–1+1+1+1-1-1D:
(-1+1–1–1-1–1+1-1
现收到这样的码片序列:
(-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1还是0?
S·
A=(+1-1+3+1-1+3+1+1/8=1,A发送1
B=(+1-1-3-1-1-3+1-1/8=-1,B发送0
C=(+1+1+3+1-1-3-1-1/8=0,C无发送
D=(+1+1+3-1+1+3+1-1/8=1,D发送1
第三章
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?
主要特点:
1、点对点协议,既支持异步链路,也支持同步链路。
2、PPP是面向字节的。
PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑:
1、若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议(如HDLC,开销就要增大。
在数据链路层
出现差错的概率不大时,使用比较简单的PPP协议较为合理。
2、在因特网环境下,PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。
假定我们采用了能实现可靠
传输但十分复杂的数据链路层协议,然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层
后,仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。
因此,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。
3、PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。
对每一个收到的帧,PPP都要使用硬件进行
CRC检验。
若发现有差错,则丢弃该帧(一定不能把有差错的帧交付给上一层。
端到端的
差错检测最后由高层协议负责。
因此,PPP协议可保证无差错接受。
PPP协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。
PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输的原因:
PPP有FCS来确保数据帧的正确性,如果
错误则上报错误信息来确保传输的可靠性。
当然它和其他L2协议一样,没有TCP的ACK机
制,这也是传输层以下协议所具有的特性,以便于提高网络的性能。
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?
添加的检验序列为1110(11010110110000除以10011数据在传输过程中最后一
个1变成了0,11010110101110除以10011,余数为011,不为0,接收端可以发现差错。
数据在传输过程中最后两个1都变成了0,11010110001110除以10011,余数为101,不为0,
接收端可以发现差错。
3-08.要发送的数据为101110。
采用CRC的生成多项式是P(X=X3+1。
试求应添加在数据
后面的余数。
解:
余数是011。
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使用星形拓扑结构,但现在却改为使用星形拓扑结构?
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。
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,而现在专用的ASIC芯片的使用可以将星形
结构的集线器做得非常可靠。
因此现在的以太网一般都是用星形结构的拓扑结构。
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。
对于1km电缆,单程传播时间为1÷
200000=5×
10-6s,即5us,来
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