习题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？
答：
忽略排队时间和传播时延，分组交换总时延＝发送时延
共有x/p个分组，每个分组长度（p+h），故：
D=（x/p）*（p+h）/b+（k-1）*（p+h）/b
求D对p的导数为D’（p）＝－x*h/（b*p2）+（k-1）/b
令D’（p）=0解出：
，
p=√hx/（k-1）
习题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：
P8
习题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：
客户服务器有主机和客户机之分，客户机向主机发送服务请求，并有主机的地址，主机被动的接收客户的请求，给于客户请求服务。
对等通信方式没有主机和客户机之分，每个电脑都是平等的，每个电脑都可能是主机和客户机，这个主要看电脑是在请求服务还是在给于服务。
客户服务器方式和对等通信方式都是在网络上进行的，都有大量的电脑组成一个网络，并且有着相同的软件支持，都间接存在主机和客户机之分，都存在网络边缘和网络核心！
习题1-14计算机网络有哪些常用的性能的指标？
答：
P18计算机网络有七种性能指标：
1.速率 2.带宽 3.吞吐量 4.时延 5.时延带宽积 6.往返时间RTT 7.利用率
习题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？
答：
P22
习题1-16计算机网络有哪些非性能特征？
非性能特征与性能指标有什么区别？
答：
P23
习题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。
从以上计算结果可得出什么结论？
解：
（1）发送时延=107bit/（100*1003b/s）=100s
（2）发送时延=103bit/（109b/s）=
两者的传播时延都为＝1000*103m/（2*108m/s）=5ms：
结论：
若数据发度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但若数据和蔗短而发送速率高，则传播时延又可能是总时延中的主要成分。
习题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）。
试计算当数据率为1Mb.s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
答：
当媒体为0.1m，数据率为1Mb/s时，媒体中比特数计算如下：
传播时延＝0.1m/（2.3*108m/s）≈4.35*10-10s
媒体中的比特数＝4.35*10-10s*1*106b/s=4.35*10-4s
其它情况都按上述方法计算，答案如下表
媒体长度
传播时延
媒体中的比特数
数据率＝1Mb/s
数据率＝10Gb/s
0.1m
4.35*10-10s
4.35*10-4
4.35
100m
4.35*10-7s
0.435
4.35*103
100km
4.35*10-4s
4.35*102
4.35*106
5000km
0.0217s
2.17*104
2.17*108
习题1-19长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，需要加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，再加上首部和尾部共18字节。
试求数据的传输效率。
若应用层数据发度为1000字节，数据的传输效率是多少？
答：
数据长度100字节的数据传输效率＝100/（100+20+20+18）=63.3%
数据长度1000字节的数据传输效率＝1000/（1000+20+20+18）=94.5%
习题1-20网络体系结构为什么要采用分层次的结构？
试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
答：
网络体系结构采用分层次的结构，可以减少协议设计的复杂性，使得各层之间是独立的，增强灵活性，使得网络体系结构上可以分割开，易于实现和维护，同时促进标准化工作。
日常生活中，比如，甲、乙两地两个人a、b通信，a将写好的信交给甲地邮局，甲地邮局经过交通部门将信邮至乙地邮局，b再从乙地邮局取信。
这相当一个三层结构。
虽然两个用户、两个邮政局、两个运输部门分处甲、乙两地，但它们都分别对应同等机构，同属一个子系统；而同处一地的不同机构则不在一个子系统内，而且它们之间的关系是服务与被服务的关系。
习题1-21协议与服务有何区别？
有何关系？
答：
服务和协议的区别：
协议是“水平”的，服务是“垂直”的；服务是由下层向上层通过层间接口提供的；本层用户只能看到服务，而无法看到下层协议。
服务与协议的关系：
实体利用协议来实现它们的服务的定义；在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务；要实现本层协议，还要使用下面一层所提供的服务；只要不改变提供给用户的服务，实体可以任意地改变它们的协议。
习题1-22网络协议的三个要素是什么？
各有什么含义？
答：
网络协议：
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成：
（1）语法：
即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：
即事件实现顺序的详细说明。
习题1-23为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？
答：
习题1-24试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：
所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。
五层协议的体系结构见图
各层的主要功能：
（1）应用层：
确定进程之间通信的性质以满足用户的需要，即解决做什么的问题。
（2）运输层：
功能是使源端和目的端主机上的对等实体可以进行会话，即解决对方在何处的问题。
运输层只能存在于分组交换网外面的主机之中，运输层以上的各层就不再关心信息传输的问题了。
（3）网络层：
功能是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标（可能经由不同网络），即解决走那条路径的问题。
在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
（4）数据链路层：
功能是使物理层对网络层呈现为一条无错线路，即解决下一步怎么走的问题。
发送数据时，数据链路层的任务是将由网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。
每一帧包括数据和必要的控制信息。
如发现有差错，数据链路层就丢弃这个出了差错的帧，然后采取下面两种方法之一：
或者不作任何其它的处理；或者由数据链路层通知对方重传这一帧，直到正确无误地收到此帧为止。
（5）物理层：
透明地传输比特流。
物理层上传送的数据单位是比特。
物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，接收端如何识别出这是“1”而不是“0”；一个比特维持多少微秒；传输是否在两个方向上同时进行；最初的连接如何建立和完成通信后连接如何终止。
物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。
习题1-25试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
答：
习题1-26解释下列名词：
协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
答：
协议栈：
在网络中，为了完成通信，必须使用多种协议。
这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈，也称为协议族。
实体：
表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
对等层：
在网络体系结构中，通信双方实现同样功能的层，即不同机器的同一层。
协议数据单元：
在OSI参考模型中，在对等层次上传送的数据，其单位都称为该层的协议数据单元PDU。
服务访问点：
在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方。
服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实体上就是一个逻辑接口。
客户、服务器：
客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
客户-服务器方式：
客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，当客户进程需要服务器进程提供服务时就主动呼叫服务进程，服务器进程被动地等待来自客户进程的请求。
习题1-27试解释everythingoverip和IPovereverything的含义。
答：
1、everythingoverIP：
即IP为王，未来网络将由IP一统天下。
未来的通信网既已肯定以数据信息业务为重心，并普遍使用互联网规约IP，那么网上信息业务宜一律使用IP，即所谓everythingoverIP。
当然，每种信息业务都用IP后，仍要保证信息顺利传送，达到应有的QoS要求，例如IPtoPhone。
everythingoverIP的理论依据：
规模成本。
可以利用的现有投资，包括设备、软件和人才。
如果IP被替代，只有一种可能，就是某种特性IP不能满足，或者IP为了支持这种特性，需要追加的成本大大高于另一种技术的成本。
这种可能性是存在的--就是QoS问题。
2、IPovereverything：
未来的网络是everythingoverIP，是光通信网（现在是电通信网），但现阶段，"通信网内部还有重要的交换机迄今尚未完全做成对应数据通信业务、具有分组交换功能的简便装备。
而在现行宽带通信网中使用较多、技术上比较成熟的异步转移模式-ATM，其装备受到国际上广大通信厂商重视和改进，在性能和服务上又普遍为广大通信用户所接受。
虽然ATM不是专供数据通信分组交换的设施，但是它已在世界上推广使用。
因此得出权宜的结论：
目前可以让IP与ATM配合使用，称为IPoverATM。
当然，这不是最理想的办法，但在电通信网普遍存在的现阶段，它不失为一种明智的过渡方案。
""近年国际上积极试验的光通信网，已确定以波分多路WDM为基本，而不考虑利用ATM。
但如到那时，光的分组交换机尚未研制成功，或者没有找到解决光交换的其他办法，那就有必要妥慎考虑像现在电通信网那样采用权宜之计，选择IP与WDM配合应用的方案，即IPoverWDM。
""在过渡到光通信网的初期，很可能采用IPoverWDM以顺利过渡，也就是说，在发展未来的以分组数据通信为重心的新型通信网以及从电通信网过渡至光通信网的前进道路上，很可能从IPoverATM过渡至IPoverWDM，总的来说就是IPovereverything"。
第二章物理层
习题2-01物理层要解决什么问题？
物理层的主要特点是什么？
答：
（1）物理层要解决的主要问题：
1、物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。
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。
（2）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。
习题2-02规程与协议有什么区别？
答：
协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
协议是控制对等实体之间通信的规则。
规程，即规则与程序，通常指某一事项〈工作〉的操作要求及步骤。
是由某一部门或单位单方制订，执行方〈操作者〉遵守执行。
协议即合同。
即双方或多方，通过协商确定的有关各方的权利与义务，也就是有权要求对方做什么，自已应做什么，未做到须承担的责任。
比较：
规程为单方的要求，协议为双〈多〉方意思；规程是有一定强制性，而协议是完全自愿。
习题2-03试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答：
一个数据通信系统可划分为三大部分：
源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。
源系统一般包括以下两个部分：
•源点：
源点设备产生要传输的数据，又称为源站。
例如正文输入到PC机，产生输出的数字比特流。
•发送器：
通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。
例如，调制解调器将PC机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。
•接收器：
接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。
例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。
•终点：
终点设备从接收器获取传送过来的信息。
在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传轮班线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统，负责数据的传输。
习题2-04试解释以下名词：
数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信、全双工通信。
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：
取值为连续数值的数据。
模拟信号：
一种电平是连续可变的信号。
数字信号：
是用两种不同的电平去表示0,1比特序列电压脉冲的信号。
数字数据：
取值为不连续数值的数据。
单工通信：
只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信：
通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送或接收。
这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后再反过来。
全双工通信：
通信的双方可以同时发送和接收信息。
习题2-05物理层的接口有哪几个方面特性？
各包含什么内容？
答：
物理层的主要任务可描述为确定与传输媒体接口的一些标准特性。
主要有以下几方面：
（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，指明在接口上各线的电平、电流、逻辑定义（常用串行传输）。
（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，各线的功能定义（有关应答信号等）。
（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。
习题2-06数据在信道中的传输速率受哪能些因素的限制？
信噪比能否任意提高？
香农公式在数据通信中的意义是什么？
“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？
答：
传输速率受传输介质的性能指标、信道带宽等限制
信噪比可以提高
香农公式是非理想信道中速率的最大值，只有速率低于此值，才能找出一种方法保证信号准确的传送，如果高于此值，则无法保证。
每码元可携带的比特量非固定，1码元不等于一比特，所以“比特/每秒”和“码元/每利润留成”不能比较。
习题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：
2n=16→n=4
20000*4=80000b/s。
习题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（分别用比值和分贝表示）？
这个结果说明什么问题？
答：
64=3*log2（1+s/n）=>s/n=........比值表示
再由信噪比（dB）=10*log10（s/n）=>s/n=........分贝表示
习题2-09用香农公式计算一下：
假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加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再增大到10倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？
答：
根据奈氏准则，理想低通信道的最高码元传输速率=2Wbaud。
根据得农公式，计算机信道的极限信息传输速率C＝ｗlog2（1+s/n）b/s
35kb/s=3100*log2（1+s/n）=>s/n=…………..
（1）
35kb/s*160%=3100*log2（1+s/n）=>s/n=……….
（2）
（2）和
（1）值相对，得出信噪比s/n增大到约100倍。
如果在此基础上将信噪比s/n再增大到10倍，受奈氏准则限制，最大信息速率只能再增加18.5%左右。
习题2-10常用的传输媒体有那几种？
各有何特点？
答：
常见的传输媒体有以下几种：
1、双绞线：
双绞线分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。
由两根相互绝缘的导线组成。
可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，有效带宽达250kHz，通信距离一般为几到十几公里。
导线越粗其通信距离越远。
在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。
一般用作电话线传输声音信号。
虽然双绞线容易受到外部高频电磁泚的干扰，误码率高，但因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。
2、同轴电缆：
同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有一层绝缘的实心导线外，再套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。
由于其高带宽（高达300~400Hz）、低误码率、性能价格比高，所以用在LAN中。
同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。
3、光导纤维：
光导纤维以光纤作为载体，利用光的全反向原理传播光信号。
其优点是直径小、质量轻；传输频带宽、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，误码率低。
但光电接口的价格较昴贵。
光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。
4、无线电微波通信：
无线电微波通信分地面微波接力通信和卫星通信。
其主要优点是频率高，频带范围宽，通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小，传输质量高，通信比较稳定；不受地理环境影响，建设投资少、见效快。
缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限制，一般只有50km，隐蔽性和保密性较差；卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。
习题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？
如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里，问应当使衰减降低到多少？
答
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