计算机网络习题解答第五版.docx

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计算机网络习题解答第五版

第一章概述

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（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：

画一下草图观察k段链路共有几个结点。

）

答：

线路交换时延：

kd+x/b+s,分组交换时延：

kd+（x/p）*（p/b）*（k-1）

其中（k-1）*（p/b）表示K段传输中，每个分组有（k-1）次的储存转发延迟

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（b/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？

（提示：

参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。

）

答：

总时延D表达式，分组交换时延为：

D=kd+（x/p）*（（p+h）/b）+（k-1）*（p+h）/b

D对p求导后，令其值等于0，求得p=[（xh）/（k-1）]^0.5

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？

答：

边缘部分：

由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。

　核心部分：

由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。

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？

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。

1-15假定网络利用率达到了90%。

试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

解：

设网络利用率为U。

，网络时延为D，网络时延最小值为D0

U=90%;D=D0/（1-U）---->D/D0=10

　现在的网络时延是最小值的10倍

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2×108m/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。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：

（1）发送时延：

ts=107/105=100s

传播时延tp=106/（2×108）=0.005s

（2）发送时延ts=103/109=1µs

传播时延：

tp=106/（2×108）=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2×108m/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（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

解：

（1）1Mb/s:

传播时延=0.1/（2×108）=5×10-10

比特数=5×10-10×1×106=5×10-4

1Gb/s:

比特数=5×10-10×1×109=5×10-1

（2）1Mb/s:

传播时延=100/（2×108）=5×10-7

比特数=5×10-7×1×106=5×10-1

1Gb/s:

比特数=5×10-7×1×109=5×102

（3）1Mb/s:

传播时延=/（2×108）=5×10-4

比特数=5×10-4×1×106=5×102

1Gb/s:

比特数=5×10-4×1×109=5×105

（4）1Mb/s:

传播时延=/（2×108）=2.5×10-2

比特数=2.5×10-2×1×106=5×104

1Gb/s:

比特数=2.5×10-2×1×109=5×107

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%

第二章物理层

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）。

2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

答：

C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

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=64khz----àS/N=64.2dB是个信噪比要求很高的信源

2-09用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？

如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？

如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？

答：

C=Wlog2（1+S/N）b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1

SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1

SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。

C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）

C3/C2=18.5%

如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右

2-11假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km（在1kHz时），若容许有20dB的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？

如果要双绞线的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低到多少？

解：

使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/0.7=28.6km

衰减应降低到20/100=0.2db

2-14试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。

FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.

答：

FDM（frequencydivisionmultiplexing）

TDM（TimeDivisionMultiplexing）

STDM（StatisticTimeDivisionMultiplexing）

WDM（WaveDivisionMultiplexing）

DWDM（DenseWaveDivisionMultiplexing）

CDMA（CodeWaveDivisionMultiplexing）

SONET（SynchronousOpticalNetwork）同步光纤网

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）同步数字系列

STM-1（SynchronousTransferModule）第1级同步传递模块

OC-48（OpticalCarrier）第48级光载波

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

第三章数据链路层

3-03网络适配器的作用是什么?

网络适配器工作在哪一层?

答：

适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件

网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）

3-04数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？

答：

帧定界是分组交换的必然要求

透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆

差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

3-05如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？

答：

无法区分分组与分组

无法确定分组的控制域和数据域

无法将差错更正的范围限定在确切的局部

3-06PPP协议的主要特点是什么？

为什么PPP不使用帧的编号？

PPP适用于什么情况？

为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？

答：

简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制

地址字段A只置为0xFF。

地址字段实际上并不起作用。

控制字段C通常置为0x03。

PPP是面向字节的,当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样），当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法

PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制

3-07要发送的数据为。

采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。

试求应添加在数据后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？

若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？

采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？

答：

作二进制除法，000010011得余数1110，添加的检验序列是1110.

作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

3-08要发送的数据为。

采用CRCD生成多项式是P（X）=X3+1。

试求应添加在数据后面的余数。

答：

作二进制除法，00010011添加在数据后面的余数是011

3-09一个PPP帧