最新计算机网络第4版 清华大学出版社 习题答案中文版Word文档格式.docx

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由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。

在空气和真空中的光速为300，000公里/秒，因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533msec。

7.显而易见，在这里没有正确的独立的答案。

但下列问题好像相关：

目前的系统有它的很多惯性（检测和平衡）。

当新的团体掌握权力的时候，这惯性可保持法律、经济和社会制度的稳定。

此外，很多人对社会问题没有真的知道事情的真相，但却具有很强烈的、引起争论的意见。

将不允许讲道理的观点写进法律也许不合适。

还必须考虑某些专业组织有影响的宣传活动。

另一主要问题是安全。

黑客可能侵入系统和伪造结果。

8.答：

将路由器称为A，B，C，D和E.：

则有10条可能的线路；

AB,AC,AD,AE,BC,BD,BE,CD,CE,和DE。

每条线路有4种可能性（3速度或者不是线路），这样，拓扑的总数为410=1,048,576。

检查每个拓扑需要100ms，全部检查总共需要104,857.6秒，或者稍微超过29个小时。

9.答：

这意味着，从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍。

若在树中，根深度为1，深度为n，从根到第n层需要n-1跳，在该层的路由器为0.50。

从根到n-1层的路径有router的0.25和n--2跳步。

因此，路径长度l为：

或

Thisexpressionreducestol＝n－2，Themeanrouter-router路径为2n-4。

10.区分n-2事件。

事件1到n由主机成功地、没有冲突地使用这条信道的事件组成。

这些可能性的事件的概率为p（1－p）n-1。

事件n+1是一个空闲的信道，其概率为（1-p）n。

事件n+2是一个冲突。

由于事件n+2互斥，它们可能发生的事件必须统一合计。

冲突的可能性等于那些小部分的槽的浪费，只是

11.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。

12.答：

不.，在ISO协议模型中，物理通讯只在最低的层里进行，不在每个层里。

13.无连接通信和面向连接通信的最主要区别是什么？

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。

14.答：

不相同。

在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；

而在字节流中，网络不做这样的跟踪。

例如，一个进程向一条连接写了1024字节，稍后又写了另外1024字节。

那么接收方共读了2048字节。

对于报文流，接受方将得到两个报文。

每个报文1024字节。

而对于字节流，报文边界不被识别。

接收方把全部的2048个字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个报文的事实。

15.答：

协商就是要让双方就在通信期间将使用的某些参数或数值达成一致。

最大分组长度就是一个例子。

16.服务是由k层向k＋1层提供的。

服务必须由下层k提供，即，对层k的服务是由k-1层提供的。

17.Theprobability,Pk,ofaframerequiringexactlyktransmissionsistheprobabilityofthefirstk-1attemptsfailing,pk-1,timestheprobabilityofthek-thtransmissionsucceeding,（1-p）.Themeannumberoftransmissionisthen

just

18.OSI的哪一层分别处理以下问题？

把传输的比特流划分为帧——数据链路层

决定使用哪条路径通过子网——网络层.

19.答：

帧封装包。

当一个包到达数据链路层时，整个数据包，包括包头、数据及全部内容，都用作帧的数据区。

或者说，将整个包放进一个信封（帧）里面，（如果能装入的话）。

20.一个有n层协议的系统，应用层生成长度为m字节的报文，在每层都加上h字节报头，那么网络带宽中有多大百分比是在传输各层报头？

hn/（hn+m）*100%

[注意：

题中已说明每层都要附加报头，不要考虑实际的OSI或者TCP/IP协议]

21.相似点：

都是独立的协议栈的概念；

层的功能也大体相似。

不同点：

OSI更好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的进行替换；

OSI是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然后建立描述该协议的模型；

层次数量有差别；

TCP/IP没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。

OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式。

22.TCP是面向连接的，而UDP是一种数据报服务。

23.如果3枚炸弹炸毁与右上角那2个节点连接的3个节点，可将那2个节点与其余的节点拆开。

系统能禁得住任何两个节点的损失。

24.Doublingevery18monthsmeansafactoroffourgainin3years.In9years,thegainisthen43or64,leadingto6.4billionhosts.Myintuitionsaysthatismuchtooconservative,sincebythenprobablyeverytelevisionintheworldandpossiblybillionsofotherapplianceswillbeonhomeLANsconnectedtotheInternet.TheaveragepersoninthedevelopedworldmayhavedozensofInternethostsbythen.

25.如果网络容易丢失分组，那么对每一个分组逐一进行确认较好，此时仅重传丢失的分组。

而在另一方面，如果网络高度可靠，那么在不发差错的情况下，仅在整个文件传送的结尾发送一次确认，从而减少了确认的次数，节省了带宽；

不过，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。

26.Small,fixed-lengthcellscanberoutedthroughswitchesquickly,andcompletelyinhardware.Small,fixed-sizecellsalsomakeiteasiertobuildhardwarethathandlesmanycellsinparallel.Also,theydonotblocktransmissionlinesforverylong,makingiteasiertoprovidequality-of-serviceguarantees.

27.Thespeedoflightincoaxisabout200,000km/sec,whichis200meters/ì

sec.At10Mbps,ittakes0.1ì

sectotransmitabit.Thus,thebitlasts0.1ì

secintime,duringwhichitpropagates20meters.Thus,abitis20meterslonghere.

28.Theimageis1024×

768×

3bytesor2,359,296bytes.Thisis18,874,368bits.At56,000bits/sec,ittakesabout337.042sec.At1,000,000bits/sec,ittakesabout18.874sec.At10,000,000bits/sec,ittakesabout1.887sec.At100,000,000bits/sec,ittakesabout0.189sec.

29.Thinkaboutthehiddenterminalproblem.Imagineawirelessnetworkoffivestations,AthroughE,suchthateachoneisinrangeofonlyitsimmediateneighbors.ThenAcantalktoBatthesametimeDistalkingtoE.Wirelessnetworkshavepotentialparallelism,andinthiswaydifferfromEthernet.

30.Onedisadvantageissecurity.Everyrandomdeliverymanwhohappenstobeinthebuildingcanlisteninonthenetwork.Anotherdisadvantageisreliability.Wirelessnetworksmakelotsoferrors.Athirdpotentialproblemisbatterylife,sincemostwirelessdevicestendtobemobile.

31.优点1：

如果每个人都使用标准，那么每个人都可以与其他任何人交流；

优点2：

广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。

缺点1：

为了取得标准化所需要的政治妥协经常会导致差的标准；

缺点2：

一旦标准被广泛采用了，要对它再做改变就会非常困难，即使发现了新的更好的技术或方法，也难以替换。

32.具有国际标准的系统的例子包括CD播放器和CD盘片，随声听和录音磁带，照相机和35mm胶卷等。

缺乏国际标准的领域包括合适录像机和录像带（美国是NTSCVHS，欧洲是PAL），手提电话，电灯和灯泡（不同的国家使用不同的电压），影印机和纸（美国为8.5*11英寸，其他地方为A4）等。

第2章物理层

1.

答；

本题是求周期性函数的傅立叶系数。

而题面中所给出的为信号在一个周期内的解析式。

即；

2.答：

无噪声信道最大数据传输率公式：

最大数据传输率=2Hlog2Vb/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。

采样频率12MHz，每次采样2bit，总的数据率为24Mbps。

4.答：

信噪比为20dB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*3log22=6kbps。

所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。

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。

无源星没有电子器件，来自一条光纤的光照亮若干其他光纤。

有源中继器把光信号转换成电信号以作进一步的处理。

7.答：

因此，在0.1的频段中可以有30THz。

数据速率为480×

640×

24×

60bps，即442Mbps。

需要442Mbps的带宽，对应的波长范围是。

奈奎斯特定理是一个数学性质，不涉及技术处理。

该定理说，如果你有一个函数，它的傅立叶频谱不包含高于f的正弦和余弦，那么以2f的频率采样该函数，那么你就可以获取该函数所包含的全部信息。

因此奈奎斯特定理适用于所有介质。

10.答：

3个波段的频率范围大约相等，根据公式

小的波段⊿也小，才能保持⊿f大约相等。

顺便指出，3个带宽大致相同的事实是所使用的硅的种类的一个碰巧的特性反映。

1GHz微波的波长是30cm。

如果一个波比另一个波多行进15cm，那么它们到达时将180异相。

显然，答案与链路长度是50km的事实无关。

13.答：

Ifthebeamisoffby1mmattheend,itmissesthedetector.Thisamountstoatrianglewithbase100mandheight0.001m.Theangleisonewhosetangentisthus0.00001.Thisangleisabout0.00057degrees.

14.With66/6or11satellitespernecklace,every90minutes11satellitespassoverhead.Thismeansthereisatransitevery491seconds.Thus,therewillbeahandoffaboutevery8minutesand11seconds.

15.Thesatellitemovesfrombeingdirectlyoverheadtowardthesouthernhorizon,withamaximumexcursionfromtheverticalof2ö

.Ittakes24hourstogofromdirectlyoverheadtomaximumexcursionandthenback.

16.Thenumberofareacodeswas8×

2×

10,whichis160.Thenumberofprefixeswas8×

8×

10,or640.Thus,thenumberofendofficeswaslimitedto102,400.Thislimitisnotaproblem.

17.Witha10-digittelephonenumber,therecouldbe1010numbers,althoughmanyoftheareacodesareillegal,suchas000.However,amuchtighterlimitisgivenbythenumberofendoffices.Thereare22,000endoffices,eachwithamaximumof10,000lines.Thisgivesamaximumof220milliontelephones.Thereissimplynoplacetoconnectmoreofthem.Thiscouldneverbeachievedinpracticebecausesomeendofficesarenotfull.AnendofficeinasmalltowninWyomingmaynothave10,000customersnearit,sothoselinesarewasted.

18.答：

每部电话每小时做0.5次通话，每次通话6分钟。

因此一部电话每小时占用一条电路3分钟，60/3=20，即20部电话可共享一条线路。

由于只有10%的呼叫是长途，所以200部电话占用一条完全时间的长途线路。

局间干线复用了1000000/4000=250条线路，每条线路支持200部电话，因此，一个端局可以支持的电话部数为200*250=50000。

双绞线的每一条导线的截面积是，每根双绞线的两条导线在10km长的情况下体积是，即约为15708cm。

由于铜的密度等于9.0g/cm3，每个本地回路的质量为9×

15708=141372g，约为141kg。

这样，电话公司拥有的本地回路的总质量等于141×

1000×

104=1.41×

109kg，由于每千克铜的价格是3美元，所以总的价值等于3×

1.4×

109=4.2×

109美元。

20.Likeasinglerailroadtrack,itishalfduplex.Oilcanflowineitherdirection,butnotbothwaysatonce.

21.通常在物理层对于在线路上发送的比特不采取任何差错纠正措施。

在每个调制解调器中都包括一个CPU使得有可能在第一层中包含错误纠正码，从而大大减少第二层所看到的错误率。

由调制解调器做的错误处理可以对第二层完全透明。

现在许多调制解调器都有内建的错误处理功能。

22.每个波特有4个合法值，因此比特率是波特率的两倍。

对应于1200波特，数据速率是2400bps。

23.相位总是0，但使用两个振幅，因此这是直接的幅度调制。

24.Ifallthepointsareequidistantfromtheorigin,theyallhavethesameamplitude,soamplitudemodulationisnotbeingused.Frequencymodulationisneverusedinconstellationdiagrams,sotheencodingispurephaseshiftkeying.

25.Two,oneforupstreamandonefordownstream.Themodulationschemeitselfjustusesamplitudeandphase.Thefrequencyisnotmodulated.

26.Thereare256channelsinall,minus6forPOTSand2forcontrol,leaving248fordata.If3/4ofthesearefordownstream,thatgives186channelsfordownstream.ADSLmodulationisat4000baud,sowithQAM-64（6bits/baud）wehave24,000bpsineachofthe186channels.Thetotalbandwidthisthen4.464Mbpsdownstream.

27.A5-KBWebpagehas40,000bits.Thedownloadtimeovera36Mbpschannelis1.1msec.Ifthequeueingdelayisalso1.1msec,thetotaltimeis2.2msec.OverADSLthereisnoqueueingdelay,sothedownloadtimeat1Mbpsis40msec.At56kbpsitis714msec.

28.Thereareten4000Hzsignals.Weneednineguardbandstoavoidanyinterference.Theminimumbandwidthrequiredis4000×

10+400×

9=43,600Hz.

29.答：

125的采样时间对应于每秒8000次采样。

一个典型的电话通道为4kHz。

根据奈奎斯特定理，为获取一个4kHz的通道中的全部信息需要每秒8000次的采样频率。

（Actuallythenominalbandwidthissomewhatless,butthecutoffisnotsharp.）

30.每一帧中，端点用户使用193位中的168（7*24）位，开销占25（=193-168）位，因此开销比例等于25/193=13%。

31.答：

比较使用如下方案的无噪声4kHz信道的最大数据传输率:

（a）每次采样2比特的模拟编码——16kbps

（b）T1PCM系统——56kbps

Inbothcases8000samples/secarepossible.Withdibitencoding,twobitsaresentpersample.WithT1,7bitsaresentperperiod.Therespectivedataratesare16kbpsand56kbps.

32.答：

10个帧。

在数字通道上某些随机比特是0101010101模式的概率是1/1024。

察看10个帧，若每一帧中的第一位形成比特串010*******，则判断同步成功，而误判的概率为1/1024，小于0.001。

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