计算机网络第4版习题答案中文版.docx

1、计算机网络第4版习题答案中文版ANDREW S. TANENBAUMCOMPUTER NETWORKSFOURTH EDITIONPROBLEM SOLUTIONS第 1 章 概述1. 答：狗能携带21千兆字节或者168千兆位的数据。18 公里/小时的速度等于0.005 公里/秒，走过x公里的时间为x / 0.005 = 200x秒， 产生的数据传输速度为168/200x Gbps或者840 /x Mbps。因此，与通信线路相比较，若x5.6 公里，狗有更高的速度。2. 使用局域网模型可以容易地增加节点。如果局域网只是一条长的电缆，且不会因个别的失效而崩溃( 例如采用镜像服务器)的情况下，使用

2、局域网模型会更便宜。使用局域网可提供更多的计算能力和更好交互式接口。3. 答：横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽， 但是由于光速度传送要越过数千公里，时延将也高。相反，使用56 kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有低带宽和较低的时延。4. 声音的传输需要相应的固定时间，因此网络时隙数量是很重要的。传输时间可以用标准偏差方式表示。 实际上，短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。5. 答：不，传送.速度为200,000 公里/秒或200米/ 微秒。信号在10微秒中传送了2千米，每个交换机相当于增加额外的2 公里电缆。 如果客户和服务器之间的距离为5000 公里，平均通过5

3、0个交换机给那些总道路只增加100 公里，只是2%。 因此，交换延迟不是这些情形中的主要因素。6. 答：由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。在空气和真空中的光速为300，000 公里/秒， 因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533 msec。7. 显而易见，在这里没有正确的独立的答案。但下列问题好像相关：目前的系统有它的很多惯性(检测和平衡)。 当新的团体掌握权力的时候，这惯性可保持法律、经济和社会制度的稳定。 此外，很多人对社会问题没有真的知道事情的真相，但却具有很强烈的、引起争论的意见。 将不允许讲道理的观点写进法律也许不合适。还必须

4、考虑某些专业组织有影响的宣传活动。另一主要问题是安全。黑客可能侵入系统和伪造结果。8. 答：将路由器称为A，B，C，D 和E.：则有10条可能的线路；AB, AC, AD, AE, BC, BD, BE, CD, CE,和DE。 每条线路有4 种可能性(3 速度或者不是线路)，这样，拓扑的总数为410 = 1,048,576。 检查每个拓扑需要100 ms，全部检查总共需要104,857. 6秒，或者稍微超过29个小时。9. 答：这意味着，从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍。 若在树中，根深度为1，深度为n，从根到第n层需要n-1跳，在该层的路由器为0.50。 从根到n-1 层的

5、路径有router的0.25和n -2跳步。 因此，路径长度l为：或This expression reduces to ln2，The mean router-router 路径为2n-4。10. 区分n-2 事件。 事件1到n由主机成功地、没有冲突地使用这条信道的事件组成。 这些可能性的事件的概率为p(1p)n-1 。事件n+1是一个空闲的信道，其概率为(1- p)n。事件n+2是一个冲突。由于事件n+2互斥，它们可能发生的事件必须统一合计。 冲突的可能性等于那些小部分的槽的浪费，只是11. 答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。分层意味着某一层的协议的改变不会影响高层

6、或低层的协议。 12. 答：不.，在ISO 协议模型中，物理通讯只在最低的层里进行，不在每个层里。13. 无连接通信和面向连接通信的最主要区别是什么？答：主要的区别有两条。其一：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。其二：面向连接的通信具有数据的保序性， 而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。14. 答：不相同。在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流中，网络不做这样的跟踪。例如，一个进程向

7、一条连接写了1024 字节，稍后又写了另外1024 字节。那么接收方共读了2048 字节。对于报文流，接受方将得到两个报文。每个报文1024 字节。 而对于字节流，报文边界不被识别。接收方把全部的2048 个字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个报文的事实。15. 答：协商就是要让双方就在通信期间将使用的某些参数或数值达成一致。最大分组长度就是一个例子。16. 服务是由k层向k1层提供的。服务必须由下层k提供，即，对层k的服务是由k- 1层提供的。17. The probability, Pk , of a frame requiring exactly k transmissions

8、is the probability of the first k-1 attempts failing, pk-1 , times the probability of the k-th transmission succeeding, (1-p) . The mean number of transmission is thenjust18. OSI 的哪一层分别处理以下问题？把传输的比特流划分为帧数据链路层决定使用哪条路径通过子网网络层.19. 答：帧封装包。 当一个包到达数据链路层时，整个数据包，包括包头、数据及全部内容，都用作帧的数据区。或者说，将整个包放进一个信封(帧)里面，( 如

9、果能装入的话)。20. 一个有n 层协议的系统，应用层生成长度为m 字节的报文，在每层都加上h 字节报头，那么网络带宽中有多大百分比是在传输各层报头？hn/(hn+m)*100%注意：题中已说明每层都要附加报头，不要考虑实际的OSI 或者TCP/IP 协议 21. 相似点：都是独立的协议栈的概念；层的功能也大体相似。不同点：OSI更好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的进行替换；OSI是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然后建立描述该协议的模型；层次数量有差别；TCP/IP 没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。

10、OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式。22. TCP 是面向连接的，而UDP 是一种数据报服务。23. 如果3 枚炸弹炸毁与右上角那2个节点连接的3 个节点，可将那2个节点与其余的节点拆开。系统能禁得住任何两个节点的损失。24. Doubling every 18 months means a factor of four gain in 3 years. In 9 years, the gain is then 43 or 64, leading to 6.4 billion host

11、s. My intuition says that is much too conservative, since by then probably every television in the world and possibly billions of other appliances will be on home LANs connected to the Internet. The average person in the developed world may have dozens of Internet hosts by then.25. 如果网络容易丢失分组，那么对每一个

12、分组逐一进行确认较好，此时仅重传丢失的分组。而在另一方面，如果网络高度可靠，那么在不发差错的情况下，仅在整个文件传送的结尾发送一次确认，从而减少了确认的次数，节省了带宽；不过，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。26. Small, fixed-length cells can be routed through switches quickly, and completely in hardware. Small, fixed-size cells also make it easier to build hardware that handles many cells in paral

13、lel. Also, they do not block transmission lines for very long, making it easier to provide quality-of-service guarantees.27. The speed of light in coax is about 200,000 km/sec, which is 200 meters/ sec. At 10 Mbps, it takes 0.1 sec to transmit a bit. Thus, the bit lasts 0.1 sec in time, during which

14、 it propagates 20 meters. Thus, a bit is 20 meters long here.28. The image is 1024 768 3 bytes or 2,359,296 bytes. This is 18,874,368 bits. At 56,000 bits/sec, it takes about 337.042 sec. At 1,000,000 bits/sec, it takes about 18.874 sec. At 10,000,000 bits/sec, it takes about 1.887 sec. At 100,000,0

15、00 bits/sec, it takes about 0.189 sec.29. Think about the hidden terminal problem. Imagine a wireless network of five stations, A through E, such that each one is in range of only its immediate neighbors. Then A can talk to B at the same time D is talking to E. Wireless networks have potential paral

16、lelism, and in this way differ from Ethernet.30. One disadvantage is security. Every random delivery man who happens to be in the building can listen in on the network. Another disadvantage is reliability. Wireless networks make lots of errors. A third potential problem is battery life, since most w

17、ireless devices tend to be mobile.31. 优点1：如果每个人都使用标准，那么每个人都可以与其他任何人交流；优点2：广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。缺点1：为了取得标准化所需要的政治妥协经常会导致差的标准；缺点2：一旦标准被广泛采用了，要对它再做改变就会非常困难，即使发现了新的更好的技术或方法，也难以替换。32. 具有国际标准的系统的例子包括CD 播放器和CD 盘片，随声听和录音磁带，照相机和35mm 胶卷等。缺乏国际标准的领域包括合适录像机和录像带（美国是NTSC VHS，欧洲是PAL），手提电话，电灯和灯泡（不同的国家使用不同的电压）

18、，影印机和纸（美国为8.5*11 英寸，其他地方为A4）等。第 2 章 物理层1. 答；本题是求周期性函数的傅立叶系数。而题面中所给出的为信号在一个周期内的解析式。即；2. 答：无噪声信道最大数据传输率公式：最大数据传输率=2Hlog2V b/s。因此最大数据传输率决定于每次采样所产生的比特数，如果每次采样产生16bits，那么数据传输率可达128kbps；如果每次采样产生1024bits，那么可达8.2Mbps。注意这是对无噪声信道而言的，实际信道总是有噪声的，其最大数据传输率由香农定律给出。3. 答：采样频率12MHz，每次采样2bit，总的数据率为24Mbps。4. 答：信噪比为20 d

19、B 即 S/N = 100.由于 log21016.658，由香农定理，该信道的信道容量为3log2(1 +100) =19.98kbps。 香农定理：Vmax=H log2 (1+ S/N)又根据乃奎斯特定理，发送二进制信号的3kHz 信道的最大数据传输速率为2*3 log22=6 kbps。所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。5. 答：为发送T1 信号，我们需要所以，在50kHz 线路上使用T1 载波需要93dB 的信噪比。6. 答：无源星没有电子器件，来自一条光纤的光照亮若干其他光纤。有源中继器把光信号转换成电信号以作进一步的处理。7. 答：因此，在0.1的频段中可以有30THz

20、。8. 答：数据速率为480 64024 60bps，即442Mbps。需要442Mbps 的带宽，对应的波长范围是。9. 答：奈奎斯特定理是一个数学性质，不涉及技术处理。该定理说，如果你有一个函数，它的傅立叶频谱不包含高于f 的正弦和余弦，那么以2 f 的频率采样该函数，那么你就可以获取该函数所包含的全部信息。因此奈奎斯特定理适用于所有介质。10. 答：3 个波段的频率范围大约相等，根据公式小的波段 也小，才能保持f 大约相等。顺便指出，3 个带宽大致相同的事实是所使用的硅的种类的一个碰巧的特性反映。11. 答：12. 答：1GHz 微波的波长是30cm。如果一个波比另一个波多行进15cm，

21、那么它们到达时将180异相。显然，答案与链路长度是50km 的事实无关。13. 答：If the beam is off by 1 mm at the end, it misses the detector. This amounts to a triangle with base 100 m and height 0.001 m. The angle is one whose tangent is thus 0.00001. This angle is about 0.00057 degrees.14. With 66/6 or 11 satellites per necklace, eve

22、ry 90 minutes 11 satellites pass overhead. This means there is a transit every 491 seconds. Thus, there will be a handoff about every 8 minutes and 11 seconds.15. The satellite moves from being directly overhead toward the southern horizon, with a maximum excursion from the vertical of 2 . It takes

23、24 hours to go from directly overhead to maximum excursion and then back.16. The number of area codes was 8 2 10, which is 160. The number of prefixes was 8 8 10, or 640. Thus, the number of end offices was limited to 102,400. This limit is not a problem.17. With a 10-digit telephone number, there c

24、ould be 1010 numbers, although many of the area codes are illegal, such as 000. However, a much tighter limit is given by the number of end offices. There are 22,000 end offices, each with a maximum of 10,000 lines. This gives a maximum of 220 million telephones. There is simply no place to connect

25、more of them. This could never be achieved in practice because some end offices are not full. An end office in a small town in Wyoming may not have 10,000 customers near it, so those lines are wasted.18. 答：每部电话每小时做0.5 次通话，每次通话6 分钟。因此一部电话每小时占用一条电路3 分钟，60/3=20，即20 部电话可共享一条线路。由于只有10%的呼叫是长途，所以200 部电话占用一

26、条完全时间的长途线路。局间干线复用了1000000/4000=250 条线路，每条线路支持200 部电话，因此，一个端局可以支持的电话部数为200*250=50000。19. 答：双绞线的每一条导线的截面积是，每根双绞线的两条导线在10km 长的情况下体积是，即约为15708cm。由于铜的密度等于9.0g/cm3，每个本地回路的质量为_915708 =141372 g，约为141kg。这样，电话公司拥有的本地回路的总质量等于1411000104= 1.41 10 9kg，由于每千克铜的价格是3 美元，所以总的价值等于3 1.410 9=4.2 109美元。20. Like a single r

27、ailroad track, it is half duplex. Oil can flow in either direction, but not both ways at once.21. 通常在物理层对于在线路上发送的比特不采取任何差错纠正措施。在每个调制解调器中都包括一个CPU 使得有可能在第一层中包含错误纠正码，从而大大减少第二层所看到的错误率。由调制解调器做的错误处理可以对第二层完全透明。现在许多调制解调器都有内建的错误处理功能。22. 每个波特有4 个合法值，因此比特率是波特率的两倍。对应于1200 波特，数据速率是2400bps。23. 相位总是0，但使用两个振幅，因此这是直

28、接的幅度调制。24. If all the points are equidistant from the origin, they all have the same amplitude, so amplitude modulation is not being used. Frequency modulation is never used in constellation diagrams, so the encoding is pure phase shift keying.25. Two, one for upstream and one for downstream. The mo

29、dulation scheme itself just uses amplitude and phase. The frequency is not modulated.26. There are 256 channels in all, minus 6 for POTS and 2 for control, leaving 248 for data. If 3/4 of these are for downstream, that gives 186 channels for downstream. ADSL modulation is at 4000 baud, so with QAM-6

30、4 (6 bits/baud) we have 24,000 bps in each of the 186 channels. The total bandwidth is then 4.464 Mbps downstream.27. A 5-KB Web page has 40,000 bits. The download time over a 36 Mbps channel is 1.1 msec. If the queueing delay is also 1.1 msec, the total time is 2.2 msec. Over ADSL there is no queue

31、ing delay, so the download time at 1 Mbps is 40 msec. At 56 kbps it is 714 msec.28. There are ten 4000 Hz signals. We need nine guard bands to avoid any interference. The minimum bandwidth required is 4000 10 4009 =43,600 Hz.29. 答：125的采样时间对应于每秒8000 次采样。一个典型的电话通道为4kHz。根据奈奎斯特定理，为获取一个4kHz 的通道中的全部信息需要每秒

32、8000 次的采样频率。(Actually the nominal bandwidth is somewhat less, but the cutoff is not sharp.)30. 每一帧中，端点用户使用193 位中的168（7*24）位，开销占25（=193-168）位，因此开销比例等于25/193=13%。31. 答：比较使用如下方案的无噪声4kHz 信道的最大数据传输率:(a) 每次采样2 比特的模拟编码 16kbps(b) T1 PCM 系统56kbpsIn both cases 8000 samples/sec are possible. With dibit encoding, two bits are sent per sample. With T1, 7 bits are sent per period. The respective data rates are 16 kbps and 56 kbps