计算机网络第四版课后习题英文+习题答案中英文.docx
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计算机网络第四版课后习题英文+习题答案中英文
ANDREWS.TANENBAUM
------COMPUTERNETWORKSFOURTHEDITIONPROBLEMSOLUTIONS
CollectedandModifiedByYanZhenXing,MailTo:
zxyan@
Classify:
EàEasy,MàMiddle,HàHard,DàDelete
Green:
ImportantRed:
MasterBlue:
VIOthers:
KnowGrey:
Unnecessary
Chapter1IntroductionProblems
2.AnalternativetoaLANissimplyabigtimesharingsystemwithterminalsfor
allusers.Givetwoadvantagesofaclient-serversystemusingaLAN.(M)
使用局域网模型可以容易地增加节点。
如果局域网只是一条长的电缆,且不会因个别的失效而崩溃(例如采用镜像服务
器)的情况下,使用局域网模型会更便宜。
使用局域网可提供更多的计算能力和更好交互式接口。
3.Theperformanceofaclient-serversystemisinfluencedbytwonetworkfactors:
thebandwidthofthenetwork(howmanybits/secitcantransport)andthelatency
(howmanysecondsittakesforthefirstbittogetfromtheclienttotheserver).Give
anexampleofanetworkthatexhibitshighbandwidthandhighlatency.Thengive
anexampleofonewithlowbandwidthandlowlatency.(E)
横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽,但是由于光速度传送要越过数
千公里,时延将也高。
相反,使用56kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有低带宽和较低的
时延。
4.Besidesbandwidthandlatency,whatotherparameterisneededtogiveagood
characterizationofthequalityofserviceofferedbyanetworkusedfordigitized
voicetraffic?
(M)
声音的传输需要相应的固定时间,因此网络时隙数量是很重要的。
传输时间可以
用标准偏差方式表示。
实际上,短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。
6.Aclient-serversystemusesasatellitenetwork,withthesatelliteataheightof
40,000km.Whatisthebest-casedelayinresponsetoarequest?
(E)
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。
8.Acollectionoffiveroutersistobeconnectedinapoint-to-pointsubnet.
Betweeneachpairofrouters,thedesignersmayputahigh-speedline,a
medium-speedline,alow-speedline,ornoline.Ifittakes100msofcomputertime
togenerateandinspecteachtopology,howlongwillittaketoinspectallof
them?
(E)
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),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.Agroupof2n-1routersareinterconnectedinacentralizedbinarytree,witha
routerateachtreenode.Routericommunicateswithrouterjbysendingamessage
totherootofthetree.Therootthensendsthemessagebackdowntoj.Derivean
approximateexpressionforthemeannumberofhopspermessageforlargen,
assumingthatallrouterpairsareequallylikely.(H)
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:
l=0.5*(n-1)+0.25*(n-2)+0.125*(n-3)……
结果化简为l=n-2,平均路由路径为2n-4。
10.Adisadvantageofabroadcastsubnetisthecapacitywastedwhenmultiple
hostsattempttoaccessthechannelatthesametime.Asasimplisticexample,
supposethattimeisdividedintodiscreteslots,witheachofthenhostsattemptingto
usethechannelwithprobabilitypduringeachslot.Whatfractionoftheslotsare
wastedduetocollisions?
(H)
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
1-np(1-p)n-1-(1-p)n
11.Whataretworeasonsforusinglayeredprotocols?
(M)
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
13.Whatistheprincipaldifferencebetweenconnectionlesscommunicationand
connection-orientedcommunication?
(E)
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。
第二阶段,只有在连接成功建立之后,保持连接状态,才能开始数据
传输。
第三阶段,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.Twonetworkseachprovidereliableconnection-orientedservice.Oneofthem
offersareliablebytestreamandtheotheroffersareliablemessagestream.Are
theseidentical?
Ifso,whyisthedistinctionmade?
Ifnot,giveanexampleofhow
theydiffer.(E)
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.Whatdoes''negotiation''meanwhendiscussingnetworkprotocols?
Givean
example.(E)
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.InFig.1-19,aserviceisshown.Areanyotherservicesimplicitinthisfigure?
Ifso,where?
Ifnot,whynot?
(E)
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.Insomenetworks,thedatalinklayerhandlestransmissionerrorsby
requestingdamagedframestoberetransmitted.Iftheprobabilityofaframe'sbeing
damagedisp,whatisthemeannumberoftransmissionsrequiredtosendaframe?
Assumethatacknowledgementsareneverlost.(M)
假设某帧传到第k次才传输成功,起初k-1次传输皆尝试失败,概率为pk-1,第k
次传输成功,概率为(1-p),则发送一帧成功的平均传输次数为:
1.WhichoftheOSIlayershandleseachofthefollowing:
a.(a)Dividingthetransmittedbitstreamintoframes.
b.(b)Determiningwhichroutethroughthesubnettouse.(E)
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.Iftheunitexchangedatthedatalinkleveliscalledaframeandtheunit
exchangedatthenetworkleveliscalledapacket,doframesencapsulatepacketsor
dopacketsencapsulateframes?
Explainyouranswer.(E)
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)。
21.ListtwowaysinwhichtheOSIreferencemodelandtheTCP/IPreference
modelarethesame.Nowlisttwowaysinwhichtheydiffer.(M)
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.WhatisthemaindifferencebetweenTCPandUDP?
(E)
TCP是面向连接的,而UDP是一种数据报服务。
25.Whenafileistransferredbetweentwocomputers,twoacknowledgement
strategiesarepossible.Inthefirstone,thefileischoppedupintopackets,whichare
individuallyacknowledgedbythereceiver,butthefiletransferasawholeisnot
acknowledged.Inthesecondone,thepacketsarenotacknowledgedindividually,
buttheentirefileisacknowledgedwhenitarrives.Discussthesetwoapproaches.
(E)
-2-
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。
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.WhydoesATMusesmall,fixed-lengthcells?
(E)
因为这样可以迅速地经由交换机转发,并且这是在硬件上完成的。
这样的设计使
得制造可以同时并行处理多个CELLS的硬件设备更加容易。
另外,它们不会阻碍
传输线路很久,更加容易保证提供出高质量的服务。
28.Animageis1024x768pixelswith3bytes/pixel.Assumetheimageis
uncompressed.Howlongdoesittaketotransmititovera56-kbpsmodemchannel?
Overa1-Mbpscablemodem?
Overa10-MbpsEthernet?
Over100-Mbps
Ethernet?
(E)
该图像大小为1024*768*3*8=18,874,368bits.
传输速率为56Kbits/sec,需要18,874,368/56,000=337.042sec.
传输速率为1Mbits/sec,需要18,874,368/106=18.874sec.
传输速率为10Mbits/sec,需要18,874,368/107=1.887sec.
传输速率为100Mbits/sec,需要18,874,368/108=0.189sec.
29.Ethernetandwirelessnetworkshavesomesimilaritiesandsomedifferences.
OnepropertyofEthernetisthatonlyoneframeatatimecanbetransmittedonan
Ethernet.Does802.11sharethispropertywithEthernet?
Discussyouranswer.(E)
想象一下隐藏终端的问题。
假设一个无线网络里有五台终端,从A至E,使它们
每一台都只可以联系到与其相邻的两个邻居之一,那么A在与B通讯的同时D可
以与E进行通讯。
因此无线网络有潜在的并行性,这与以太网上不同的。
30.Wirelessnetworksareeasytoinstall,whichmakestheminexpensivesince
installationcostsusuallyfarovershadowequipmentcosts.Nevertheless,theyalso
havesomedisadvantages.Nametwoofthem.(E)
无线网络的缺点:
一是安全性,偶然出现在无线网络内的人都能监听到网络上传
递的消息;再有就是可靠性,无线网络在传输过程中会出现很多错误;另外,因为
许多无线设备需要移动,电池使用寿命不长也是其缺点之一。
Chapter2ThePhysicalProblems
2.Anoiseless4-kHzchannelissampledevery1msec.Whatisthemaximumdata
rate?
(E)
由尼奎斯特定理,无噪声信道最大数据传输率=2Hlog2Vb/s。
依题有带宽H=
4kHz,因此最大数据传输率决定于每次采样所产生的比特数(log2V)。
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。
3.Televisionchannelsare6MHzwide.Howmanybits/seccanbesentif
four-leveldigitalsignalsareused?
Assumeanoiselesschannel.(E)
依题有带宽H=6MHz,每次采样log2V=2bit
由尼奎斯特定理,可发送的最大数据传输率为2Hlog2V=24Mbps。
4.Ifabinarysignalissentovera3-kHzchannelwhosesignal-to-noiseratiois20
dB,whatisthemaximumachievabledatarate?
(M)
由香农定理信道比为S/N的有噪声信道的最大数据传输率=Hlog2(1+S/N)。
依题知带宽H=3kHz,信噪比为10lgS/N=20dB,知S/N=100
由于log2101≈6.658,该信道的信道容量为3log2(1+100)=19.98kbps
再根据尼奎斯特定理,发送二进制信号的3kHz信道的最大数据传输速率为
2Hlog2V=2*3log22=6kbps综上,可以取得的最大数据传输速率为6kbps。
5.Whatsignal-to-noiseratioisneededtoputaT1carrierona50-kHzline?
(M)
T1信号的带宽=1.544*106Hz,为发送T1信号,由香农定理,最大数据传输率
=Hlog2(1+S/N)=1.544*106Hz,依题知带宽H=50kHz,解得S/N=231–1
再由尼奎斯特定理2Hlog2V=2Hlog2S/N=93dB
所以,在50kHz线路上使用T1载波需要93dB的信噪比。
7.Howmuchbandwidthistherein0.1micronofspectrumatawavelengthof1
micron?
(M)
依题知频段为0.1,波长为1
因此,在0.1的频段中可以有30THz。
-3-
8.Itisdesiredtosendasequenceofcomputerscreenimagesoveranopticalfiber.
Thescreenis480x640pixels,eachpixelbeing24bits.Thereare60screenimages
persecond.Howmuchbandwidthisneeded,andhowmanymicronsofwavelength
areneededforthisbandat1.30microns?
(M)
12.Multipathfadingismaximizedwhenthetwobeamsarrive180degreesoutof
phase.Howmuchofapathdifferenceisrequiredtomaximizethefadingfora
50-km-long1-GHzmicrowavelink?
(E)
传输数据的速率为480×\u61472X640×24×\u61472X60bps,即442Mbps。
由公式
,这里光速c=300000km/s,依题f=1GHz,所以微波的波长是30cm。
需要442Mbps的带宽,对应的波长范围是
。
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。
18.Asimpletelephonesystemconsistsoftwoendofficesandasingletollofficeto
whicheachendofficeisconnectedbya1-MHzfull-duplextrunk.Theaverage
telephoneisusedtomakefourcallsper8-hourworkday.Themeancalld
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