计算机网络课后习题答案Word文档格式.docx

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这样一步一步地以存储转发的方式，把分组交付到最终的目的主机

分组交换具有高效、灵活、迅速、可靠等优点，但也存产生增加了时延（排队）和传送开销（包头）等问题。

分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。

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。

（1）电路交换 

电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。

当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。

在整个通信过程中双方一直占用该电路。

它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。

但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。

电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）报文交换 

将用户的报文存储在交换机的存储器中。

当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。

报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程（规则流程）的终端间互通。

但它的缺点也是显而易见的。

以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。

报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换 

分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。

它兼有电路交换和报文交换的优点。

分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。

每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。

把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。

到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

1-04、为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？

因为因特网正在改变着我们工作和生活的各个方面，它已经给很多国家（尤其是因特网的发源地美国）带来了巨大的好处，并加速了全球信息革命的进程。

1-05、因特网的发展大致分为哪几个阶段？

请指出这几个阶段最主要的特点。

因特网的发展大致经历了三个阶段。

第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。

第一个分组交换网ARPANET最初是一个单个的分组交换网，1983年TCP/IP协议成为了ARPANET上的标准协议，使得所有用TCP/IP协议的计算机都能利用互连网相互通信。

因特网诞生了。

第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。

1985年开始，因特网过渡到以美国国家科学基金会网络NSFNET为主要组成部分。

该网络分为主干网、地区网和校园网三级，覆盖全美主要大学和研究所。

第三阶段的特点是逐渐形成了多层次的ISP结构的因特网。

1993年开始，NSFNET逐渐被若干个商用因特网主干网替代。

用户可通过不同层次的ISP接入因特网。

1-06、简述因特网标准制定的几个阶段。

因特网的正式标准要经过以下四个阶段

（1）因特网草案。

因特网草案的有效期是六个月，在这阶段还不是RFC文档

（2）建议标准。

从这阶段开始就成为RFC文档。

（3）草案标准。

（4）因特网标准。

1-07、小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要的区别？

以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。

在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以是任意的。

以大写字母I开始的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。

（Internet是internet中的一个）

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？

1、不同作用范围的网络：

（1）广域网WAN（wide）：

广域网的作用范围通常为几十到几千公里。

（2）城域网MAN（metropolitan）：

城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城市，其作用距离约为5~50km。

（3）局域网LAN（local）：

局域网一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，但地理上则局限在较小的范围（如1km左右）。

（4）个人区域网PAN（personal）：

个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络，其范围大约在10m左右。

2、不同使用者的网络：

（1）公用网：

这是指电信公司出资建造的大型网络。

（2）专用网：

这是某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。

3、用来把用户接入到因特网的网络

接入网是用户与因特网连接的“桥梁”。

1-09、计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？

主干网络一般是分布式的，具有分布式网络的特点：

其中任何一个结点都至少和其它两个结点直接相连；

而本地接入网一般是集中式的，具有集中式网络的特点：

所有的信息流必须经过中央处理设备（交换结点），链路从中央交换结点向外辐射。

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），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（bit/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？

对电路交换，当t=s时，链路建立；

当t=s+x/b，发送完最后一bit；

当t=s+x/b+kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/b，发送完最后一bit；

为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，

每次转发的时间为p/b，

所以总的延迟=x/b+（k-1）p/b+kd

所以当分组交换的时延小于电路交换

x/b+（k-1）p/b+kd＜s+x/b+kd时，

（k-1）p/b＜s

1-11、在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。

通信的两端共经过k段链路。

链路的数据率为b（bit/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？

分组个x/p，

传输的总比特数：

（p+h）x/p

源发送时延：

（p+h）x/pb

最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：

（k-1）（p+h）/b

总发送时延D=源发送时延+中间发送时延

D=（p+h）x/pb+（k-1）（p+h）/b

令其对p的导数等于0，求极值

p=√hx/（k-1）

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？

它们的工作方式各有什么特点？

（1）、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。

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式为客户服务器方式和对等方式。

（2）、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）。

核心部分主要通过路由器实现分组交换。

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？

主要区别在于客户服务器描述的是进程之间的服务与被服务的关系，客户是服务请求方，服务器是服务；

而对等通信方式并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方，只要两个主机都运行了对等连接软件，就可以进行平等的、对等连接通信。

相同的地方：

客户服务器方式和对等通信方式都是端系统运行的程序之间的通信方式。

对等连接方式从本质上看仍然是使客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。

1-14、计算机网络有哪些常用的性能指标？

（1）、速率。

速率即数据传输速率，又称为数据率或比特率，指的是每秒传输的二进制比特数，速率的单位是b/s（也表示为bps），或kb/s,Mb/s,Gb/s等。

（2）、带宽。

带宽是数字信道所能传送的“最高数据率”，单位是“比特每秒”，或b/s（bps），通常称为“传输带宽”。

（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。

（4）、时延。

时延是指数据（一个报文或分组，甚至是比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

它包括：

发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。

（5）、时延带宽积。

时延带宽积是指一段链路最多可以容纳多少个比特。

时延带宽积=传播时延⨯带宽。

（6）、往返时间RTT。

往返时间RTT表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接收方收到数据后便立即发送确认），总共经历的时间。

（7）、利用率。

利用率有信道利用率和网络利用率两种。

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。

完全空闲的信道的利用率是零。

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

1-15、假定网络的利用率到达了90%。

试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

D0/D=1-U=1-90%=0.1。

D/D0=10。

所以现在的网络时延是它的最小值的10倍。

1-16、计算机通信网有哪些非性能特征？

非性能特征与性能指标有什么区别？

计算机通信网的非性能特征有：

费用，质量，标准化，可靠性，可扩展性和可升级性，易于管理和维护。

性能指标是从不同的方面来直接度量计算机网络的性能，而非性能特征虽然与性能指标有很大的关系，对计算机网络的性能也有很大的影响，但不是直接用来度量网络性能的。

1-17收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为。

试计算以下两种情况的发送时延的传播时延：

（1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。

（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

解：

（1）发送时延：

传播时延：

（2）发送时延：

1-18、假设信号在媒体上的传播速率为2.3×

108m/s。

媒体长度l分别为：

（1）10cm（网卡）

（2）100m（局域网）

（3）100km（城域网）

（4）5000km（广域网）

试计算当带宽为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传输的比特数。

媒体长度l

传播时延

媒体中的比特数

数据率=1Mb/s

数据率=10Gb/s

（1）0.1m

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