计算机网络 课后答案 第一章、第二章（部分）
第一章
1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答: (1)电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
(2)报文交换:无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
(3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-05因特网的发展大致分为哪几个阶段?请指出这几个阶段的主要特点。
答:第一阶段是从单个网络APPANET向互联网发展，TCP/P协议的初步成型；第二阶段，建成三级结构的互联网，分为主干网、地区网和校园网；第三阶段，形成多层次ISP结构的互联网，ISP 首次出现。
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Intemnet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。
(4)个域网PAN:个人电子设备
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(/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: 画下草图观察k段链路共有几个结点。)
答: 电路交换时延: 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，当x>>p,相反。
1-13客户服务器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?
答:前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。
1-17收发两端之间的传输距高为1000km,信号在媒体上的传播速率为2x10^8m/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10^7bit,数据发送速率为100kbit/s
(2)数据 长度为10^3bit,数据发送速率为1Gbit/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论?
解: (1)发送时延: ts=10^7/10^5=100s 传播时延tp=10^6/(2x10^8)=0.005s
(2)发送时延ts =10^3/10^9=1μs传播时延: tp=10^6/(2x10^8)=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。
1-18假设信号在媒体上的传播速度为2x10^8m/s.媒体长度L分别为:
(1) 10cm (网络接口卡) (2) 100m (局域网)
(3) 100km (城域网) (4) 5000km (广城网)
试计算出当数据率为1Mbit/s和10Gbit/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解: (1) 传播时延=0.1/(2x10^8)=5x10^(-10)
1Mb/s: 比特数=5x10^(-10)x1x10^6=5x10^(-4)；
1Gb/s: 比特数=5x10^(-10)x1x10^9-5x10^(-1)
(2) 传播时延=100/(2x10^8)=5x10^(-7)
1Mb/s：比特数: 5x10^(-7)x1x10^6=5x10^(-1)
1Gb/s：比特数=5x10^(-7)x1x10^9=5x10^2
(3) 传播时延100000/(2x108)=5x10^(-4)
1Mb/s：比特数=5x10^(-4)x1x10^6=5x10^2
1Gb/s：比特数=5x10^(-4)x1x10^9=5x10^5
(4) 传播时延=5000000/(2x10^8)=2.5×10^(-2)
1Mb/s：比特数=2.5x10^(-2)x1x10^6=5x10^4
1Gb/s：比特数=2.5x10^(-2)x1x10^9=5x10^7
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%
1-24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。
答:综合OSI和TCP/IP的优点，采用一一种原理体系结构。
各层的主要功能:
物理层：物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。)物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层：数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层：网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层：运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层：应用层直接为用户的应用进程提供服务。
第二章
2-01物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?
答:
物理层要解决的主要问题：(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。(2) 给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
物理层的主要特点: (1)由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，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。(2)由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物
理协议相当复杂。
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。
答:
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。
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(code): 在使用时间域(或简称为时域)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。
带通信号：把基带 信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率 范围内能够通过信道)。
2-05物理层的接口有哪几个方面的特性?个包含些什么内容?
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意。(4) 规程特性：说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带宽的电话信道传送64kb/s 的数据(无差错传输)，试问这个信道应具有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题? )
答: C=Wlog2 (1+S/N) (b/s)
W=3khz, C=64kb/s 则S/N=64.dB是个信噪比要求很高的信源
2-10常用的传输媒体有哪几种?各有何特点?
答:双绞线：屏蔽双绞线STP，无屏蔽双绞线UTP；同轴电缆：50W同轴电缆，75 w同轴电缆；光缆；非引导型（无线）传输：短波通信/微波/卫星通信
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?
答:为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。频分、时分、码分、波分。
2-16共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为
A: (-1-1-1+1+1-1+1+1) B: (-1-1+1-1+1+1+1-1)
C: (-1+1-1+1+1+1-1-1) D: (-1+1-1-1-1-1+1-1)
现收到这样的码片序列s:(-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是0还是1?
解: S·A= (+1-1+3+1-1+3+1+1) /8=1，A 发送1
S·B= (+1-1-3-1-1-3+1-1) /8=-1， B发送0
S·C= (+1+1+3+1-1-3-1-1) /8=0，C 无发送
S·D= (+1+1+3-1+1+3+1-1) /8=1，D 发送1
