计算机网络基础第3版习题答案 1文档格式.docx
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它一方面作为资源子网的主机和终端的接口节点，另一方面又担负通信子网中的报文分组的接收、校验、存储、转发等任务，从而将源主机的报文准确地发送到目的主机。
3）计算机网络
第二代计算机网络是将若干个联机系统中的主机互联，为用户提供服务，以达到资源共享的目的，它和第一代网络的区别在于多个主机都具有自主处理能力，它们之间不存在主从关系，第二代计算机网络的典型代表是Internet的前身ARPA网。
2．
计算机网络种类很多，性能各有差异，可以从不同的角度对计算机网络进行分类，主要有以下几种分类方法：
．按覆盖范围可分为广域网（远程网），局域网（本地网），城域网（市域网）；
.根据通信子网的信道类型可分为点到点式网络和广播式网络；
．按传输速率可分为低速网、中速网、高速网；
．按信息交换方式可分为电路交换网、分组交换网、报文交换网和综合业务数字网等；
．按网络的拓扑结构又可分为总线型、星型、树型、环形型、网状型网络、混合型、全连型和不规则型网络；
．按传输介质分为双绞线、同轴电缆、光纤、无线和卫星网等；
.按照带宽分为基带网络和宽带网络；
．按配置可分为同类网、单服务器网和混合网；
．按对数据的组织方式可分为分布式、集中式网络系统；
．按使用范围可分为公用网和专用网；
.按网络使用环境可分成校园网、内部网、外部网和全球网等；
．按网络组件的关系可分为对等网络、基于服务器的网络。
3．
计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节点之间的连线（链路）的物理布局（只考虑节点的位置关系而不考虑节点间的距离和大小）。
即将网络中的具体设备，如计算机、交换机等网络单元抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象为线。
这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了点和线组成的几何图形，这就是网络的拓扑结构，也就说网络拓扑结构是一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理图形布局。
计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构，分为总线型、环型、星型、树型、网状型等几种类型。
1）总线结构的优点是：
结构简单，价格低廉、安装使用方便；
连线总长度小于星型结构，若需增加长度，可通过中继器增加一个网段；
可靠性高，网络响应速度快；
设备少，价格低，安装使用方便；
共享资源能力强，便于广播式工作。
缺点是故障诊断和隔离比较困难，总线任务重，易产生冲突碰撞问题。
这种结构一般适用于局域网，其典型代表是共享式以太网。
2）环型结构的优点是：
信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间仅有惟一通路，简化了路径选择控制；
每个节点收发信息均由环接口控制，控制软件较简单，传输延迟固定，实时性强，传输速率高，传输距离远，容易实现分布式控制；
环型结构的缺点是由于信息是串行通过多个节点，当节点过多时，影响传输效率，同时使网络响应时间变长；
环节点的加入和撤出过程都很复杂，由于环路封闭，环的某处断开会导致整个系统的失效。
3）星型结构的优点是：
通信协议简单，单个站点故障不会影响全网，结构简单，增删节点及维护管理容易；
故障隔离和检测容易，网络延迟时间较短；
一个端节点或链路的故障不会影响到整个网络。
缺点是每个站点需要有一个专用链路连接到中心节点，成本较高，通信资源利用率低；
网络性能过于依赖中心节点，一旦中心节点出现故障将导致整个网络崩溃。
这种结构也常用于局域网，如交换式以太网。
4）树型结构的优点：
结构比较简单，成本低；
网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输；
扩充节点方便灵活。
缺点是除叶节点及其相连的链路外，任何一个节点或链路产生故障会影响网络系统的正常运行；
对根的依赖性太大，如果根节点发生故障，则全网不能正常工作。
因此这种结构的可靠性问题和星型结构相似。
目前的内部网大都采用这种结构。
5）网状结构的优点是具有较高的可靠性。
缺点是由于各个节点通常和多个节点相连，结构复杂，需要路由选择和流控制的功能，网络控制软件比较复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。
4．
广域网是利用公共通信设施，在远程用户之间进行信息交换的系统。
其特点是分布范围广，一般从数公里到数千公里，可以覆盖几个城市、几个国家甚至全球。
广域网内用于通信的传输介质和设备，一般由电信部门提供，网络是由多个部门或多个国家联合组建而成，可以通过串行接口工作在不同的速率。
WAN一般不具备规则的拓扑结构，特点是速度慢、延迟大，入网的站点不参与网络的管理，它的管理工作由复杂的互联设备（如交换机、路由器）处理。
局域网的特点是地理范围有限，规模较小，通常局限于一个单位或一幢大楼内，最大节点数为几百到几千个，适用于企业、机关、学校等单位。
局域网组建方便，建网周期短，见效快，成本低，使用灵活，社会效益大，是目前计算机网络发展最活跃的分支。
局域网传输距离较近，一般不超过十公里。
数据传输速率高，误码率低，传输延迟低，
城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络，通常覆盖一个城市或地区，距离从几十公里到上百公里。
它是在局域网逐步扩大应用范围后出现的新型网络，是局域网的延伸。
城域网设计的目标是满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。
5．
点到点网络中的每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点交换机），发送的数据在信道另一端只有惟一的一个设备接收。
点到点式的拓扑结构中，因为没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但点到点信道浪费一些带宽。
广播式网络中，所有节点共享一个通信信道，任何一个节点发送报文信息时，所有其它节点都会接收到该信息。
6．
网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标准或约定）。
协议定义了通信内容是什么、如何进行通信及何时进行通信等。
7．
OSI/RM从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
8．
通信子网提供网络通信功能，能完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作，由通信控制处理机CCP、通信线路和其它通信设备组成的数据通信系统。
资源子网为用户提供了访问网络的能力，它由主机系统、终端控制器、请求服务的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源（如数据库和应用程序）构成。
它负责网络的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。
9．
发送进程发送给接收进程的数据时，先经过发送方各层从上到下传送到物理传输媒体，通过物理媒体传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。
在发送方从上到下逐层传递的过程中，每经过一层都对数据附加一个具有各种控制信息的信息头部，即封装，分别为H7、H6、...、H1（统称为报头）。
而各层的功能正是通过相应层的信息头部来实现的，因此，发送的数据会越来越大，直到物理层构成由“0”或“1”组成的二进制数据流，然后再转换为电或光信号在物理媒体上传输至接收方。
接收方在向上传递时过程正好相反，各层要去除发送方在相应层加上的控制信息，并进行相应的协议操作。
发送方和接收方的对等实体看到的信息是相同的，就好像这些信息通过虚通道直接传送到了对方一样，同层节点之间通过协议实现对等层之间的通信。
10．
1）什么是计算机网络体系结构
现代计算机网络都采用了层次化体系结构，分层及其协议的集合称为计算机网络体系结构，它是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。
2）为什么要分层
分层结构有如下优点：
（1）由于系统被分解为相对简单的若干层，因此易于实现和维护；
（2）各层功能明确，相对独立，下层为上层提供服务，上层通过接口调用下层功能。
而不必关心下层所提供服务的具体实现细节，因此各层都可以选择最合适的实现技术；
（3）当某一层的功能需要更新或被替代时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层都不受影响，因此灵活性好，这有利于技术进步和模型的改进；
（4）分层结构易于交流、理解和标准化。
3）分层原则
网络体系结构分层时有以下几个原则：
层数要适中，过多则结构过于复杂，各层组装困难，而过少则层间功能划分不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂；
层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。
另外，划分时把应用程序和通信管理程序分开，还需要将通信管理程序分为若干模块，把专用的通信接口转变为公用的、标准化的通信接口，这样能使网络系统的构建更加简单。
11．
TCP/IP和OSI/RM比较如下：
1）OSI/RM以公用数据网为基础，TCP/IP是以计算机网络为基础的。
OSI/RM结构严密，理论性强，学术价值高，各种网络、硬件设备和学术文献都参考它，具有更高的科学性和学术性。
而TCP/IP相对简单，更多地体现了网络的设计、实现，因而其实用性更强。
2）OSI模型比TCP/IP具有更好的隐藏性，在技术发生变化时每层的实现能比较容易被替换掉，这也是把协议分层的主要目的之一。
OSI中高层只能调用和它相邻的低层所提供的服务，而TCP/IP可以跨层调用，即上级可以越级调用更低一些的下级所提供的服务，提高了协议的效率。
3）TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将IP作为TCP／IP的重要组成部分。
但ISO最初只考虑到用一种公共数据网将各种不同的系统互联在一起，只是在认识到IP协议的重要性后，在网络层划分出一个子层来完成类似IP的作用。
4）TCP/IP一开始就对面向连接服务和面向无连接服务同样重视，而OSI很晚才开始制定无连接服务的有关标准。
5）对可靠性的强调不同。
OSI对可靠性的强调是第一位的，协议的所有各层都要检测和处理错误。
TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应该由传输层来解决，由主机来承担，这样做的效果使TCP/IP成为效率很高的体系结构。
但如果通信子网可靠性较差，使用TCP/IP协议的主机负担将会加重。
6）系统中体现智能的位置不同。
OSI的智能性问题如监视数据流量、控制网络访问、记账收费，甚至路径选择、流量控制等都由通信子网解决。
TCP/IP则要求主机参与几乎所有的智能性活动。
7）TCP/IP有很好的网络管理功能，OSI/RM后来才考虑这个问题。
12．
TCP/IP协议分为四级，自下而上依次是：
网络接口层、网际层、传输层和应用层。
网际层协议有：
IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP
传输层协议有：
TCP、UDP
应用层协议有：
HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telnet、RPC、DNS、Ping等
13．
发送方在发送数据时，应用程序将要发送的数据加上应用层头部交给传输层，TCP或UDP再将数据分成大小一定的数据段，然后加上本层的报文头。
传输层报文头部包含数据所属上层协议或应用程序的端口号。
紧接着再将数据交给网络层，网络层对来自传输层的数据进行一定的处理，如利用协议号区分传输层协议是TCP还是UDP。
然后寻找下一跳地址，解析数据链路层地址，并加上本层的IP报文头部，转换为数据包，发送给网络接口层。
接收方去除封装的过程和发送方相反，从网络接口层到应用程序层，逐层去除封装，最后将数据传递给应用程序处理。
14．
1）基带网络
在计算机网络中，原始数字信号所固有的频带（没有加以调制的）叫基本频带，简称基带，这种原始的数字信号称为基带信号。
数字数据直接在信道中传输，或者说只传输数字信号的，称为基带传输，其网络称为基带网络。
2）宽带网络
宽带网络采用模拟传输的技术。
把不同频率的多种调制信号在同一传输线路中传输称为称宽带传输，相应的网络称为宽带网。
电信界定义的宽带含义不同，当网络的传输速率超过2Mbps时，称为宽带网，而传输速率低于2Mbps时，称为窄带网。
15．
我们在90年代陆续建造了基于Internet技术并接入Internet的四大全国范围的公用计算机网络，它们分别是：
中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）、中国教育和科研计算机网（CERNET）和中国科学技术网（CSTNET）
除了这四大网络外，还有中国科学院高能物理研究所计算中心网（GLOBALNET）、中国科学院计算机网络信息中心网（NCFC）等网络，它们都是所谓的“自治系统”。
后来又陆续开通了几个网络，分别是中国联通互联网（UNINET）、中国网通宽带数据网（CNCNET）、中国移动互联网（CMNET）、中国国际经济贸易互联网（CIENET）、中国长城互联网（CGWNET）、中国卫星集团互联网（CSNET）和利用军队资源的数据网等。
16
衡量网络的性能最主要的参数是带宽和延迟等。
带宽（bandwidth）是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意节点的信息量。
可以用链路每秒钟能传输的比特数（bps）表示。
延迟（delay）是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的时间。
17．
逻辑链路控制（LLC）子层不是针对特定的传输介质，对各种类型的局域网它都是相同的。
LLC包含了和终端用户相关的部分，如逻辑地址、控制信息和数据等。
LLC子层具有帧的收、发功能，并向高层提供一个和多个逻辑接口，协议采用是的高级数据链路控制HDLC（High-LevelDataLinkControl）规程的子集。
LLC子层和介质访问控制方法无关，对高层提供统一的界面。
介质访问控制（MAC）子层包含许多不同的模块，它对不同类型的局域网（如Ethernet、TokenRing、TokenBus）都是不同的。
它主要完成介质访问控制功能，解决共享传输介质而引起的争用介质问题。
它包含了将信源传送到信宿所需的同步、标志、流量和差错控制的规范，并实现帧的寻址和识别。
第2章习题答案
1．B 2.D 3.B 4.A 5.A 6．B 7．B 8．A 9．D 10．A 11．C 12．C 13．D 14．A 15．B 16．B 17．D 18．C 19．A 20．A 21．A 22.A 23.A 24．C 25．C 26．C
1．PAM（脉冲振幅调制），PCM（脉码调制）
2．2
3．半双工，全双工
4．FDM，TDM，WDM，DWDM
5．并行，串行
6．异步
三﹑问答题
模拟信号是一种随时间而连续变化的量值波形，数字信号则是那些不连续变化的离散量值波形。
使用模/数转换装置实现模拟信号和数字信号之间的相互转换。
一般数字信号比模拟信号要经济些，抗干扰能力也强，失真较小，但信号衰减相对大一些，所以传输距离也短一些。
数据（Data）是把事件的某些属性规范化后的表现形式，它分为模拟数据和数字数据两种。
信号（Signal）是数据的具体物理表现，是表达信息的一种载体，如电信号、光信号等。
数据通信中根据数据表示方式不同，信号分为模拟信号和数字信号两种形式。
比特率也称信息速率，用S表示，S用于衡量数字信号的传输速率，它是指单位时间内所传送的二进位序列的位（bit）数，是度量通信系统每秒传送的信息量。
波特率也称为调制速率、波形速率或码元速率，用B来表示。
B是指数字信号经过调制后的传输速率，或者是说每秒传输的脉冲（波形）信号个数。
波特率它是指每秒通过信道传输的码元数，通常用于调制解调器传输信号的速率。
对于模拟信道，带宽是指信道所能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。
对于数字信道，带宽是用数据传输速率表示，单位是bps。
数据传输速率指单位时间内所传送的二进位序列的位（bit）数。
带宽一般用来表示传输介质和模拟信道的传输能力，例如，电话信道的带宽是3100Hz。
而数据传输速率一般表示数字通信系统的传输能力，例如，百兆以太网的数据传输速率为100Mbps。
带宽和数据传输速率都是用来度量实际传输能力的。
因为一个物理信道常既可以作为模拟信道，也可作为数字信道，因此，信道的带宽大，信道容量也大，传输速率相应也高。
编码是将模拟数据或数字数据变换成数字信号，而调制是将模拟数据或数字数据变换成模拟信号。
数字数据的数字信号编码主要有单极性不归零编码（NRZ）、双极性不归零码（BNRZ）、双极性归零编码（BRZ）、双相位编码（biphaseencoding）等，另外还有非归零反相编码NRZ-I、单极性归零码RZ、交替双极性归零码、双极性8连0替换编码（B8ZS）和3阶高密度双极性编码（HDB3）等。
5．（略）
B=1/T=1/（833x10–6）=1200（Baud）
S=1/T*log24=1/（833x10–6）*log24=2400（bps）
模拟数据的数字信号编码过程如下：
首先使用脉冲振幅调制PAM对原始的模拟信号每间隔一个相等的时间进行采样一次，然后用脉码调制PCM将PAM所产生的采样结果修改成二进制数值。
最后需要对这些二进制数值进行数字数据的数字信号编码。
PCM工作过程是：
先对PAM的脉冲值进行量化，量化是一种对采样结果赋予一个特定范围内的整数值的方法。
然后将这些量化值进行数字化变换，每一个值都被转换为相应的七位二进制数值，第八位（最高位）表示符号。
数字数据的模拟调制可以采用幅移键控法、频移键控法、相移键控法和正交调幅等方法。
1）幅移键控法（ASK）ASK技术的传输速度受传输介质物理特性限制，另外，噪声（热、电磁感应等）也影响振幅，所以ASK是受噪声影响最大的调制技术。
2）频移键控法（FSK）相比ASK来说，不容易受噪声干扰的影响。
它的技术限制因素是载波的物理容量。
3）相移健控法（PSK）也不像ASK那样容易受噪声干扰的影响，也受带宽限制。
相
4）正交调幅（QAM）是将PSK和ASK以某种方式结合起来（振幅和相各有多种变化），使得在每一位、双位、三位、四位组等之间具有最大的反差。
它是解决相移数已达到上限但还要提高传输速率的有效方法，由于振幅变化比相位变化容易受噪声的影响，因此QAM中相位变化比振幅变化数要多。
模拟调制有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种调制技术，最常用是调幅和调频技术。
计算机网络中有物理信道和逻辑信道之分，物理信道是传输信号的物理通路，由传输介质及相关通信设备组成，也称为通信链路。
逻辑信道也是一种通路，它建立在物理信道基础上，一个物理信道可以提供多个逻辑信道，后面介绍的多路复用技术就是这种情况。
物理信道按传输信号类型可分为模拟信道和数字信道，模拟信道中传输的是模拟信号，而数字信道中直接传输二进制数字脉冲信号。
数字信号通过调制解调设备也可在模拟信道中传输，而模拟信号进行数字化后也可在数字信道中传输。
并行传输是指数据以成组的方式在多个并行的信道上同时传输，相应地需要若干根传输线。
并行传输优点是速度快，缺点是费用高。
因为并行传输需要一组传输线，所以并行传输一般用在短距离范围且传输速度要求高的场合。
例如计算机和打印机之间的通信就是并行传输，它以字符（８个二进制位）为单位，一次传送一个字节的信号，所以传输信道需要８根数据线。
城市道路上同一方向可以有多个车道，也是并行传输的例子。
串行传输是指数据在信道上一位一位的逐个传输，从发送端到接收端只需一根传输线，成本少，易于实现，是计算机网络中普遍采用的传输方式。
数据通信采用串行传输方式时，发送端需要通过并/串转换装置将并行数据位流变为串行数据位流，然后送到信道上传输，在接收端再通过串/并转换，还原成８位并行数据流。
例如，PC机使用Modem通过串行端口（COM）和外界进行串行通信，就是串行传输。
火车头拉着许多车厢在铁路上行驶也是串行传输的例子。
单工通信只允许传送的信息始终向一个方向流动，就像道路交通上的单行道一样。
例如，听广播和看电视，信息只能从广播电台和电视台发射（传输）到用户，而用户不能将数据传输到电台或电视台。
例如，BP机也是单工通信的。
半双工通信允许信息流向两个方向的都可传输，但同一时刻只能朝一个方向传输，不能同时进行双向传输。
例如，无线电对讲机就是半双工通信。
全双工通信是指在同一时刻，能同时进行双向通信，即通信的一方在发送信息的同时也能接收信息。
例如，常用的电话系统就是全双工通信。
同步技术是为了保证接收的二进制序列与发送的数据一致，并将其组合成字符。
同步技术主要解决的是何时发送数据、双方传输速率是否一致、每个比特持续时间、比特间的时间间隔等问题，同步技术直接影响通信质量。
同步传输方式传输时是将一个大的数据块一起发送。
同步传输时，需要在传送的数据块前面放上两个或两个以上的同步信号字符SYN，在数据块结束加上后同步信号。
接收端接收时首先寻找同步字符SYN，如果检验出两个或两个以上的SYN，那么后续的就是传送的字符，直至后同步信号为止。
数据块和前后的同步信号一起构成了一个数据单位，称为帧。
异步传输方式允许码字之间存在不确定的空闲时间，即码字之间没有确定的时间关系。
异步传输也叫做起止式传输，它以字符为单位，在每个字符前增加一个起始位，字符代码后增加１位、1.5位、２位停止位。
因为每个字符都带有起始位和停止位，所以可随时发送字符，当没有数据发送时，传输线一直处于高电平状态，一旦接收端检测到传输线上有1到0的跳变，意味着发送端已开始发送字符。
接收端利用这个电平从高到低的跳变，启动定时机构按发送的速率顺序接收字符，一个字符发送结束，发送端又使传输线处于高电平，直到发送下一个字符为止。
同步传输效率高于异步传输，缺点是线路控制比较复杂，要有发送检测同步字符的线路，如果时钟失步，会破坏整个数据块的正确性。
而异步传输以串行方式发送，并附有起止位，字符间通过空号（高电平）分割，设备简单，技术容易，费用不高，但速率较低，即使有一次时钟失步（实际是不太可能的）也只影响一个字符的正确接收。
通信系统中所指的基带传输是指：
在传输信号时，如果用表示信息的原有信号形式（模拟数据用模拟信号传输，数字数据用数字信号传输）进行。
而在计算机网络中，在信道中直接传输基带信号的传输方式就称为基带传输，或者说基带传输是数字数据直接在信道中传输。
因此，计算机网络和通信中的基带概念虽然名字相同，但含义不同。
频带传输是首先将基带信号变换为较高频率范围的频带信号，频带信号是模拟
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