計算機網(wǎng)絡(第五版)課后答案

《計算機網(wǎng)絡》課后習題答案

第一章概述

1-1計算機網(wǎng)絡向用戶可以提供哪些服務？

答：計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能有兩個，連通性和共享。

1-2試簡述分組交換的特點

答：分組交換實質(zhì)上是在“存儲一一轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼

有電路交換和報文交換

的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為

許多小段的數(shù)據(jù)——分

組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，同時

傳送多個數(shù)據(jù)分組。把

來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉發(fā)。到

達接收端，再去掉分組

頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換

的電路利用率高，比報

文交換的傳輸時延小，交互性好。

1-3試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。

答：(1)電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起

呼叫，獨占一條物理線

路。當交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信。

在整個通信過程中雙

方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較

低。但同時也帶來線路

利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不

能通信等缺點。電路交

換比較適用于信息量大、長報文，經(jīng)常使用的固定用戶之間的通信。

(2)報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸

出電路空閑時，再將

該報文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲一一轉發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳

輸數(shù)據(jù)。報文交換的優(yōu)

點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實

現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程

的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲

轉發(fā)，網(wǎng)絡傳輸時延大，

且占用大量的交換機內(nèi)存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。

報文交換適用于傳輸?shù)?/p>

報文較短、實時性要求較低的網(wǎng)絡用戶之間的通信，如公用電報網(wǎng)。

(3)分組交換分組交換實質(zhì)上是在“存儲——轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來

的。它兼有電路交換

和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定

長度分割為許多小段的

數(shù)據(jù)——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的

技術，同時傳送多個數(shù)

據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)

內(nèi)轉發(fā)。到達接收端，

再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換

比電路交換的電路利用

率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。

1-4為什么說因特網(wǎng)是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？

答：因特網(wǎng)縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工作、

學習和交往方式，是

世界發(fā)生了極大的變化。

1-5因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的

特點。

答：第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANRET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。最初的分

組交換網(wǎng)ARPANET只

是一個單個的分組交換網(wǎng)，所有要連接在ARPANET上的主機都直接與

就近的結點交換機和

連。而后發(fā)展為所有使用TCP/IP協(xié)議的計算機都能利用互聯(lián)網(wǎng)相互通

彳言°

第二階段是1985-1993年，特點是建成了三級結構的因特網(wǎng)

第三階段是1993年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP結構的因特網(wǎng)。

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1-6簡述因特網(wǎng)標準制定的兒個階段。

答：制定英特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過一下的四個階段［RFC2026］：

(1)因特網(wǎng)草案(InternetDraft)。

(2)建議標準(ProposedStandard)。

(3)草案標準(DraftStandard)。

(4)因特網(wǎng)標準(InternetStandard)。

1-7小寫和大些開頭的英文名字internet和Internet在意思上有何

重要區(qū)別？

答：以小寫字母i開始的inte:rnet(互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng))是一個通用名

詞，它泛指由多個計

算機網(wǎng)絡互聯(lián)而成的網(wǎng)絡。在這些網(wǎng)絡之間的通信協(xié)議(即通信規(guī)則)

可以是任意的。

以大寫字母I開始的Internet(因特網(wǎng))則是一個專有名詞，它指當

前全球最大的、開放

的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用TCP/IP協(xié)議

族作為通信的規(guī)則，

其前身是美國的ARPANET。

1-8計算機網(wǎng)絡都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡都有哪些特點？

答：1、按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類：

(1)、局域網(wǎng)：局域網(wǎng)是計算機硬件在比較小的范圍內(nèi)通信線路組成

的網(wǎng)絡，一般限定在較

小的區(qū)域內(nèi)，通常采用有線的方式連接起來。

(2)、城域網(wǎng)：城域網(wǎng)規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的范圍從

幾十公里至數(shù)百公里，

城域網(wǎng)基本上是局域網(wǎng)的延伸，通常使用與局域網(wǎng)相似的技術，但是

在傳輸介質(zhì)和布線結構

方面牽涉范圍比較廣。

(3)、廣域網(wǎng)：覆蓋的地理范圍非常廣，又稱遠程網(wǎng)，在采用的技術、

應用范圍和協(xié)議標準

方面有所不同。

2、按傳榆介質(zhì)分類：

(1)、有線網(wǎng)：采用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線電視電視電纜

來連接的計算機網(wǎng)絡，

又線網(wǎng)通過''載波〃空間進行傳輸信息，需要用導線來實現(xiàn)。

(2)、無線網(wǎng)：用空氣做傳輸介質(zhì)，用電磁波作為載體來傳播數(shù)據(jù)。

無線網(wǎng)包括：無線電話、

語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)。

3、按網(wǎng)絡的拓撲結構分類：

(1)、星型網(wǎng)絡：各站點通過點到點的鏈路與中心相連，特點是很容

易在網(wǎng)絡中增加新的站

點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控，但一旦中心

節(jié)點有故障會引起整個

網(wǎng)絡癱瘓。

(2)、總線型網(wǎng)絡：網(wǎng)絡中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道，總線型網(wǎng)

絡安裝簡單方便，需要

鋪設的電線最短，成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網(wǎng)絡，

但介質(zhì)的故障會導致網(wǎng)

絡癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加新站點也不如星型網(wǎng)

絡容易。

(3)、樹型網(wǎng)絡：是上述兩種網(wǎng)的綜合。

(4)、環(huán)型網(wǎng)絡：環(huán)型網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡建成后,

增加新的站點較困難。

(5)、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡：網(wǎng)狀型網(wǎng)絡是以上述各種拓撲網(wǎng)絡為基礎的綜合

應用。

4、按通信方式分類：

(1)、點對點傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)以點到點的方式在計算機或通信設備中

傳輸，在一對機器之間

通過多條路徑連接而成，大的網(wǎng)絡大多采用這種方式。

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(2)、廣播式傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)在共用通信介質(zhì)線路中傳輸，由網(wǎng)絡上

的所有機器共享一條通

信信道，適用于地理范圍小的小網(wǎng)或保密要求不高的網(wǎng)絡。

5、按網(wǎng)絡使用的目的分類：

(1)、共享資源網(wǎng)：使用者可共享網(wǎng)絡中的各種資源。

(2)、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)：用于處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

(3)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)：用來收集、交換、傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

6、按服務方式分類：

(1)、客戶機/服務器(C/S)模式：C/S計算的模式的結構是分散、

多層次和具有圖形用戶

接口的PC機作為客戶機，不同的操作系統(tǒng)或不同的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)對應

不同的語言和開發(fā)工

具，其工作特點是文件從服務器被下載到工作站上，然后在工作站上

進行處理，而基于主機

的大型機工作特點是所有處理都發(fā)生在主機上。

(2)、瀏覽器/服務器(B/S)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無

關性，把應用邏輯和業(yè)

務處理規(guī)則放在服務器一側。

(3)、對等網(wǎng)或稱為對等式的網(wǎng)絡：對等網(wǎng)可以不要求具備文件服務

器，特別是應用在一組

面向用戶的PC機，每臺客戶機都可以與其他每臺客戶機實現(xiàn)〃平等〃對

話操作，共享彼此的

信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計算機一般類型相同，甚至操作系統(tǒng)也

相同，這種網(wǎng)絡方式靈

活方便，但是較難實現(xiàn)集中管理與控制，安全性也低。

7、按企業(yè)和公司管理分類：

(1)、內(nèi)部網(wǎng)：一般指企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，自成一體形成一個獨立的網(wǎng)絡。

(2)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)：一般指經(jīng)改造的或新建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，采用通用的

TCP/IP作為通信協(xié)議，

一般具備自己的WWW服務器和安全防護系統(tǒng)，為企業(yè)內(nèi)部服務，不和

因特網(wǎng)直接進行連接。

(3)、外聯(lián)網(wǎng)：采用因特網(wǎng)技術，有自己的WWW服務器，但不一定與

因特網(wǎng)直接進行連接的

網(wǎng)絡，同時必須建立防火墻把內(nèi)聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)隔離開，以確保企業(yè)內(nèi)

部信息的安全。

(4)、因特網(wǎng)：因特網(wǎng)是目前最流行的一種國際互聯(lián)網(wǎng)，在全世界范

圍內(nèi)得到應用，結合多

媒體的〃聲、圖、文”表現(xiàn)能力，不僅能處理一般數(shù)據(jù)和文本，而且也

能處理語音、聲響、靜

止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。

1-9計算機網(wǎng)絡中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么？

答：主干網(wǎng)的特點：設施共享；高度綜合集成，可應付高密度的業(yè)務

需求量；工作在可控環(huán)

境；履用率高；技術演進迅速，以軟件為主；成本逐漸下降。

本地接入網(wǎng)特點：設施專用，且分散獨立；接入業(yè)務種類多，業(yè)務量

密度低；線路施工難度

大，設備運行環(huán)境惡劣；使用率低；技術演進遲緩，以硬件為主；網(wǎng)

徑大小不一，成本與用

戶有關。

1-10試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共X

(bit),從源站到目的

站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d(s),數(shù)據(jù)率為C

(bit/s)o在電路交換時電

路的建立時間為s(s)o在分組交換時分組長度為p(bit),且各結

點的排隊等待時間可忽

略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要??？

答：對電路交換，當t=s時，鏈路建立；

當土=$+乂/(3,發(fā)送完最后一bit；

當1=$+乂九+1?1,所有的信息到達目的地。

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對分組交換，當1=乂/。發(fā)送完最后一bit；

為到達目的地，最后一個分組需經(jīng)過k-1個分組交換機的轉發(fā)，

每次轉發(fā)的時間為P/C,

所以總的延遲=x/C+(k-l)p/C+kd

所以當分組交換的時延小于電路交換

x/C+(k-1)p/C+kd<s+x/C+kd時，

(k-1)p/C<s

1-11在上題的分組交換網(wǎng)中，設報文長度和分組長度分別為x和

(p+h)(bit),其中p為

分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，

與P的大小無關。通

信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(bit/s)，但傳播時延

和結點的排隊時間均可

忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數(shù)據(jù)部分長度P應取

為多大？

答：分組個x/p,

傳輸?shù)目偙忍財?shù)：(p+h)x/p

源發(fā)送時延：(p+h)x/pb

最后一個分組經(jīng)過kT個分組交換機的轉發(fā)，中間發(fā)送時延：（k-

1）（p+h）/b

總發(fā)送時延D=源發(fā)送時延+中間發(fā)送時延

D=（p+h）x/pb+（k-l）（p+h）/b

令其對P的導數(shù)等于0,求極值

p=Jhx/（kT）

1-12因特網(wǎng)的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？

他們的工作方式各有

什么特點？

答：邊或部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接

使用的，用來進行通

信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。

核心部分由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣

部分提供服務的（提

供連通性和交換）。

在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱?/p>

類：客戶服務器方式

（C/S方式）即Client/Server方式，對等方式（P2P方式）即Peer-

to-Peer方式

客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用進程。

客戶服務器方式所描

述的是進程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠盏恼埱蠓?，服務器

是服務的提供方。被用

戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服

務）。因此，客戶程序必

須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。

一種專門用來提供某

種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后

即自動調(diào)用并一直不斷

地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服

務器程序不需要知道客

戶程序的地址。一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。對等連

接方式從本質(zhì)上看仍然

是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同

時是服務器。

網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡

邊緣中的大量主機提供

連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信(即傳

送或接收各種形式的數(shù)

據(jù))。在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實

現(xiàn)分組交換(packet

switching)的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部

分最重要的功能。路由

器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收

到的分組，這是網(wǎng)絡核

心部分最重要的功能

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1-13客戶服務方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒有相同的

地方？

答：客戶服務器方式是一點對多點的，對等通信方式是點對點的。被

用戶調(diào)用后運行，在打

算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信(請求服務)。因此，客戶程序

必須知道服務器程序的

地址。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等待并接

受來自各地的客戶的通

信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。對等連接方

式從本質(zhì)上看仍然是使

用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是

服務器。對等連接也需

要知道對方的服務器地址。

1-14計算機網(wǎng)絡有哪些常用的性能指標？

答：1.速率

比特(bit)是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的

單位。

Bit來源于binarydigit,意思是一個"二進制數(shù)字”，因此一個比

特就是二進制數(shù)字中的

一個1或0。

速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是計算機網(wǎng)絡中最重要

的一個性能指標。速

率的單位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等。

速率往往是指額定速率或標稱速率。

2.帶寬

“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫(或千

赫、兆赫、吉赫等)。

現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位

是“比特每秒"，或b/s

(bit/s)o

3.吞吐量

吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(或信道、接口)

的數(shù)據(jù)量。

吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道實際

上到底有多少數(shù)據(jù)量能

夠通過網(wǎng)絡。

吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。

4.時延

傳輸時延(發(fā)送時延)發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結點進入到傳輸媒體所

需要的時間。

也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送

完畢所需的時間。

5.時延帶寬積

6.往返時間RTT

7.利用率

1-15假定網(wǎng)絡的利用率到達了90%。試估算已選現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是他

的最小值的多少倍？

答：D0表示網(wǎng)絡空閑時的時延，I)表示當前網(wǎng)絡的時延。U為利用率

則：D=DO/(1-U)即D=10DOo

1-16計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？計算機通信網(wǎng)性能指標與非性

能特征有什么區(qū)別？

答：計算機通信網(wǎng)非性能特征有：費用、質(zhì)量、標準化、可靠性、可

擴展性和可升級性、易

于管理和維護。

計算機通信網(wǎng)性能指標有：速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、

往返時間、利用率。

性能指標指的是與通信網(wǎng)絡本身性能相關的指數(shù)，而非性能特征與其

本身無直接關系。

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廠17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為

2.3X108o試計算

以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延：

(1)數(shù)據(jù)長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s,傳播距離為

1000km,信號在

媒體上的傳播速率為2X108m/s。

(2)數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為IGbit/s,傳輸距離和信號

在媒體上的傳

播速率同上。

答：(1)：發(fā)送延遲=107/(100X1000)=100s

傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5X10-3s=5ms

(2)：發(fā)送延遲=103/(109)=10-6s=lus

傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5X10-3s=5ms

1-18、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3X108m/s。媒體長度1分

別為：

(1)10cm(網(wǎng)卡)

(2)100m(局域網(wǎng))

(3)100km(城域網(wǎng))

(4)5000km(廣域網(wǎng))

試計算當數(shù)據(jù)率為Mb/sl和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。

答：傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率

時延帶寬積=傳播時延*帶寬

(1)0.lm/2.3/108X1X108b/s=0.000435bit

(2)100m/2.3/108X1X108b/s=0.435bit

(3)100000/2,3/108X1X108=435bit

(4)5X106/2,3/108X1X108=21739bit

1-19.長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)

的TCP首部。再交給

網(wǎng)絡層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太

網(wǎng)傳送，加上首部和

尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。

若應用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？

答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時

傳輸效率=100/(100+20+20+18)=63.3%

數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時，

傳輸效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%

1-20網(wǎng)絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體

系結構的思想相似

的日常生活。

答：網(wǎng)絡體系結構采用分層的結構，可以減少協(xié)議設計的復雜性，使

得各層之間是獨立的，

增強靈活性，使得網(wǎng)絡體系結構上可以分割開，易于實現(xiàn)和維護，同

時促進標準化工作。

日常生活中，比如，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲

地郵局，甲地郵局經(jīng)

過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當于一個

三層結構，如下圖所示

雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但是它

們都分別對應同等機構，

同屬一個子系統(tǒng)，而同處一地的不同機構則不再一個子系統(tǒng)內(nèi)，而且

它們之間的關系是服務

與被服務的關系。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

7

1-21協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關系？

答：協(xié)議是水平的，服務是垂直的。

協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務

是“垂直的”，即服務

是由下層向上層通過層間接口提供的。

協(xié)議與服務的關系

在協(xié)議的控制下，上層對下層進行調(diào)用，下層對上層進行服務，上下

層間用交換原語交換信

息。同層兩個實體間有時有連接。

1-22網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？

答：在計算機網(wǎng)絡中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事

先約定好的規(guī)則。

這些為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網(wǎng)絡

協(xié)議。一個網(wǎng)絡協(xié)議要

由以下三個要素組成：

(1)語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式；

(2)語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應

答；

(3)同步，即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。

對于非常復雜的計算機網(wǎng)絡協(xié)議，其結構最好采用層次式的。

1-23為什么一個網(wǎng)絡協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？

答：因為網(wǎng)絡協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當情況發(fā)生變化時，協(xié)

議就會保持理想狀況，

一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面,

并且約定不見不撒。

這個協(xié)議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就

無法通知對方，而另一

方就必須一直等下去！所以看一個計算機網(wǎng)絡是否正確，不能只看在

正常情況下是否正確，

而且還必須非常仔細的檢查協(xié)議能否應付各種異常情況。

1-24試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。

答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構是為便于學習計算機網(wǎng)絡原理而采

用的綜合了OSI七層模

型和TCP/IP的四層模型而得到的五層模型。五層協(xié)議的體系結構見圖

1-1所示。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

8

應用層

運輸層

網(wǎng)絡層

數(shù)據(jù)鏈路層

物理層

圖IT五層協(xié)議的體系結構

各層的主要功能：

(1)應用層

應用層確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應用層不僅要提

供應用進程所需要

的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代

理(useragent),來完

成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。

(2)運輸層

任務是負責主機中兩個進程間的通信。

因特網(wǎng)的運輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議

TCP和無連接的用戶數(shù)

據(jù)報協(xié)議UDP。

面向連接的服務能夠提供可靠的交付。

無連接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effortdelivery.

(3)網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層負責為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組

能夠交付到目的主機。

(4)數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的任務是將在網(wǎng)絡層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀(frame),

在兩個相鄰結點間的鏈

路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。

(5)物理層

物理層的任務就是透明地傳輸比特流。

“透明地傳送比特流”指實際電路傳送后比特流沒有發(fā)生變化。

物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當發(fā)送端發(fā)出比

特“1”時,接收端如何

識別出這是“1”而不是“0”o物理層還要確定連接電纜的插頭應當

有多少根腳以及各個腳

如何連接。

1-25試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。

答：“透明”是指某一個實際存在的事物看起來卻好像不存在一樣。書

上舉例如:你看不見在

你面前有100%透明的玻璃的存在。

1-26試解釋下列名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務

訪問點、客戶、服務

器、客戶-服務器方式。

答：協(xié)議棧：指計算機網(wǎng)絡體系結構采用分層模型后，每層的主要功

能由對等層協(xié)議的運行

來實現(xiàn)，因而每層可用一些主要協(xié)議來表征，幾個層次畫在一起很像

一個棧的結構。

實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多情況下,

實體是一個特定的軟

件模塊。

對等層：在網(wǎng)絡體系結構中，通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實體進行信息交換的數(shù)據(jù)單位。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

9

服務訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）

的地方。服務訪問點SAP

是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。

客戶、服務器：客戶和服務器都是指通信中所涉及的兩個應用進程。

客戶-服務器方式所描

述的是進程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠照埱蠓?，服務器是

服務提供方。

客戶-月展*器方式：客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服

務的關系，當客戶進程

需要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地

等待來自客戶進程的請

求。

1-27試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。

答：everythingoverIP：即IP為王，未來網(wǎng)絡將由IP一統(tǒng)天下。

未來的通信網(wǎng)既已肯定

以數(shù)據(jù)信息業(yè)務為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP,那么網(wǎng)上信息業(yè)

務宜一律使用IP,即

所謂everythingoverIP0

IPovereverything：在現(xiàn)在的電通信網(wǎng)過渡到光通信網(wǎng)的過程中,

IP、ATM、WDM會配合

使用，漸漸過渡，既是IPovereverythingo

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

10

第二章物理層

2-01物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？

(1)物理層要解決的主要問題：

①.物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使

上面的數(shù)據(jù)鏈路

層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本曾的協(xié)議與服務。

②.給其服務用戶(數(shù)據(jù)鏈路層)在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收

比特流(一般為

串行按順序傳輸?shù)谋忍亓?的能力。為此，物理層應解決物理連接的

建立、維持和釋放問題。

③.在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標識數(shù)據(jù)電路。

(2)物理層的主要特點：

①.由于在0SI之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經(jīng)制定出來了，而且在數(shù)

據(jù)通信領域中，

這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協(xié)議涉及

的范圍廣泛，所以至今

沒有按0SI的抽象模型制定一套心的物理層協(xié)議，而是沿用已存在的

物理規(guī)程，將物理層確

定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。

②.由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的

物理協(xié)議相當復

雜。

2-02規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？

答：在數(shù)據(jù)通信的早期，對通信所使用的各種規(guī)則都稱為“規(guī)程”

(procedure),后來具有

體系結構的計算機網(wǎng)絡開始使用“協(xié)議”(protocol)這一名詞，以

前的“規(guī)程”其實就是

“協(xié)議”，但由于習慣，對以前制定好的規(guī)程有時仍常用舊的名稱

“規(guī)程”。

2-03試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構件的作用。

答：一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：

源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡）、和目的系統(tǒng)（或接

收端）。

源系統(tǒng)一般包括以下兩個部分：

?源點：源點設備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機，產(chǎn)生輸

出的數(shù)字比特流。

?發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中

進行傳輸。例如，調(diào)

制解調(diào)器將PC機輸出的數(shù)字比特流轉換成能夠在用戶的電話線上傳輸

的模擬信號。

?接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉換為能夠被目的設

備處理的信息。例如，

調(diào)制解調(diào)器接收來自傳輸線路上的模擬信號，并將其轉換成數(shù)字比特

流。

計算機調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器計算機

數(shù)字比特流模擬信號模擬信號數(shù)字比特流

正文正文

源點發(fā)送器傳輸系統(tǒng)接收器終點

輸

入

信

息

輸

入

據(jù)

數(shù)

送

發(fā)

的

號

信

收

接

的

號

信

出

輸

據(jù)

數(shù)

出

輸

息

信

源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

公用電話網(wǎng)

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

11

?終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。

2-04試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、基帶信號、

帶通信號、數(shù)字數(shù)

據(jù)、數(shù)字信號、碼元、單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳

輸、并行傳輸。

答：數(shù)據(jù)：是運送信息的實體。

信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。

模擬數(shù)據(jù)：運送信息的模擬信號。

模擬信號：連續(xù)變化的信號。

基帶信號：來自信源的信號。

帶通信號：經(jīng)過載波調(diào)制后的信號。

數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。

數(shù)字數(shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。

碼元：在使用時間域的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基

本波形

單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。

半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送

（當然也不能同時接收）。

這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。

全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。

基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的

代表各種文字或圖像文

件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。

帶通信號一一把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到

較高的頻段以便在信道

中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。

2-05物理層的接口有哪兒個特性？各包含什么內(nèi)容？

答：（1）機械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)

目和排列、固定和鎖定裝

置等等。

（2）電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。

（3）功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。

(4)規(guī)程特性：說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

2-06數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提

高？香農(nóng)公式在數(shù)

據(jù)通信中的意義是什么？“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？

答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個：

(1)在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限,

就會出現(xiàn)嚴重

的碼元間串擾的問題，使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。

(2)由于噪聲會使接收端對碼元的判決產(chǎn)生錯誤(1判決為或0判決

為)。所以信

噪比要限制在一定范圍內(nèi)。由香農(nóng)公式可知，信息傳輸速率由上限。

信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的

增加而提高；非均

勻量化的信號量噪比，例如PCM隨編碼位數(shù)N指數(shù)規(guī)律增長，DPCM與

頻率有關等。但實際

信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數(shù)會導致接收機

的成本提高，制作工藝

復雜等。

香%公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速

率，就一定可以找

到某種方法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。

比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鐘傳送的信息量；碼元/秒是碼元傳

輸速率，每秒鐘傳

送的碼元個數(shù)。兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要

乘以log以2為底的進

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

12

制數(shù)等于碼元傳輸速率

2-07假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000碼元/秒。如

果采用振幅調(diào)制，把

碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率

(b/s)?

答：80000b/s

2-08假定要用3kHz貸款的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無差錯傳

輸），試問這個信道應

該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示），這個結果說明什

么問題？

答：S/N=64.2dB是個信噪比很高的信道

2-09用香農(nóng)公式計算一下：假定信道帶寬為3100Hz,最大信息傳輸速

率為35kb/s,那么

若想使最大信息傳輸速率增加60猊問信噪比S/N應增大到多少倍？如

果在剛才計算出的基

礎上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能否再增加

20%?

答：奈氏準則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2

個碼元。香農(nóng)公式則

表明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就

越高。根據(jù)香農(nóng)公式，

計算信道的極限信息傳輸速率C為：C=log2（l+S/N）b/s;根據(jù)公式，

可以計算出，信噪比S/N

應增大到100倍。如果在此基礎上將信噪比S/N再增大10倍，最大信

息速率只能再增加18.5%

左右。

2-10常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？

答：常見的傳輸媒體有以下幾種

L雙絞線

雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導線組成。

可以傳輸模擬信號，

也可以傳輸數(shù)字信號，有效帶寬達250kIIz,通常距離一般為兒道十兒

公里。導線越粗其通

信距離越遠。在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾兆比特，則傳輸距

離可達兒公里。一般用

作電話線傳輸聲音信號。雖然雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾,

誤碼率高，但因為其

價格便宜，且安裝方便，既適于點到點連接，又可用于多點連接，故

仍被廣泛應用。

2.同軸電纜

同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結構是在一個包有絕緣

的實心導線外，再

套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導線。由于其高帶寬（高達

300~400Hz）、低誤碼率、

性能價格比高，所以用作LAN中。同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型

號和傳輸信號的不同而

不同，由于易受低頻干擾，在使用時多將信號調(diào)制在高頻載波上。

3光導纖維

光導纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號。其優(yōu)點是

直徑小、質(zhì)量輕：

傳播頻帶最、通信容量大：抗雷電和電磁干擾性能好，五串音干擾、

保密性好、誤碼率低。

但工電接口的價格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統(tǒng)鋪設主干線。

4.無線電微波通信

無線電微波通信分為地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。其主要優(yōu)點是頻

率高、頻帶范圍寬、

通信信道的容量大；信號所受工業(yè)干擾較小、傳播質(zhì)量高、通信比較

穩(wěn)定；不受地理環(huán)境的

影響，建設投資少、見效快。缺點是地面微波接力通信在空間是直線

傳播，傳輸距離受到限

制，一般只有50km,隱蔽性和保密性較差；衛(wèi)星通信雖然通信距離遠

且通信費用與通信距

離無關，但傳播時延較大，技術較復雜，價格較貴。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

13

2-11假定有一種雙絞線衰減是0.7db/km,若容許有20db的衰減，試問

使用這種雙絞線的鏈

路的工作距離有多長？如果要使這種雙絞線的工作距離增大到100公

里，問應該使衰減降

低到多少？

答：在此頻率下可的傳輸距離=20/0.7弋28.57（km）o

工作距離增大到100公里，衰減應該為20/100=0.2db/m

2-12試計算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之間（波長）

的光波的頻帶寬度。

假定光在光纖中的傳播速率為2x10o

8

答：2x10/1200x10-2x10/14008x10=2.381x10=23.8THZ

-98-913

2x10/1400x10-2x10/1600x10=1.786x10=17.86THZ

8-98-913

2-13為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？

答：信道復用的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上，以共享信

道資源。在一條傳輸

介質(zhì)上傳輸多個信號，提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡的成本。這種共享

技術就是多路復用技

術。

頻分復用（FDM,FrequencyDivisionMultiplexing）就是將用于傳

輸信道的總帶

寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸1路信號。

頻分復用要求

總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳

輸?shù)男盘柣ゲ桓?/p>

擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾

（條件之一）。

頻A復用技術而特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，?/p>

一路信號傳輸時

可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術取得了非常廣泛的應用。

時分復用（TDM,TimeDivisionMultiplexing）就是將提供給整個信

道傳輸信息

的時間劃與成若干時間片（簡稱時隙），并將這些時隙分配給每一個

信號源使用，每

一路信號在自己的時隙內(nèi)獨占信道進行數(shù)據(jù)傳…時分復用技術的特

點是時隙事先規(guī)

劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復用。其優(yōu)點是時隙分

配固定，便于調(diào)

節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點是當某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，

它所對應的信道

會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降

低線路的利用率。

時分復用技術與頻分復用技術一樣，有著非常廣泛的應用，電話就是

其中最經(jīng)典的例

子，此外時分復用技術在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH,ATM,

IP和HFC網(wǎng)

絡中CM與CMTS的通信都是利用了時分復用的技術。

2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。

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

答：

FDM(frequencydivisionmultiplexing)頻分復用，同一時間同時發(fā)

送多路信號。所有的用

戶可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。

TDM(TimeDivisionMultiplexing)時分復用，將一條物理信道按時間

分成若干時間片輪流

地給多個用戶使用，每一個時間片由復用的一個用戶占用，所有用戶

在不同時間占用同樣的

頻率寬度。

STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)統(tǒng)計時分復用，一種

改進的時分復用。不像

時分復用那樣采取固定方式分配時隙，而是按需動態(tài)地分配時時隙。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

14

WDM(WaveDivisionMultiplexing)波分復用,在光信道上采用的一種

頻分多路敷衍的變種，

即光的頻分復用。不同光纖上的光波信號(常常是兩種光波信號)復

用到一根長距離傳輸?shù)?/p>

光纖上的復用方式。

DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)密集波分復用，使用可見

光頻譜的寬帶特征在單

個光纖上同時傳輸多種光波信號的技術。DWDM可以利用一根光纖同時

傳輸多個波長，多路

高速信號可以在光纖介質(zhì)中同時傳輸，每路信號占用不同波長。

CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)碼分多址,是采用擴頻的碼

分多址技術。用戶可

以在同一時間、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務信道。

SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng)，是以分級速率從

155Mb/s到2.5Gb/s

的光纖數(shù)字化傳輸?shù)拿绹鴺藴?，它支持多媒體多路復用，允許聲音、

視頻和數(shù)據(jù)格式與不同

的傳輸協(xié)議一起在一條光纖線路上傳輸。

SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數(shù)字系列指國際標準同步

數(shù)字系列。SDH簡化了

復用和分用技術，需要時可直接接入到低速支路，而不經(jīng)過高速到低

速的逐級分用，上下電

路方便。

STM-1(SynchronousTransferModule)第1級同步傳遞模塊,SDH的

基本速率，相當于SONET

體系中的0C-3速率。

OC-48(OpticalCarrier)第48級光載波，是SONET體系中的速率表示,

對應于SDH的STMT6

速率，常用近似值2.5Gb/s.

2-15碼分CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶

進行通信而不會相互

干擾？這種復用方法有何優(yōu)缺點？

答:因為用戶在使用CDMA通信時，各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼

型傳送信息時，用一個

帶寬遠大于信號帶?的高速偽隨機碼進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬

被擴展，再經(jīng)載波調(diào)制

并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號

作相關處理，把帶寬信

號換成原信息書籍的窄帶信號即解擴、以實現(xiàn)信息通信。各用戶之間

不會造成干擾。

這種復用方法的優(yōu)點：頻譜利用率高，容量大；覆蓋范圍大；有很強

的抗干擾能力，其頻

譜類似于白噪聲，傳送的信號不易被敵人發(fā)現(xiàn)；采用CDMA可提高通信

的話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳

輸?shù)目煽啃?，減少對通信的影響；網(wǎng)絡成本低；降低手機的平均發(fā)射

功率等等。

缺點是：需要為各站分配不同互相正交的碼片序列；地域受線路影響,

不是每個地方都能用，

安裝時間長等。

2-16共有4個站進行碼分多址CDMA通信。4個站的碼片序列為：

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)

現(xiàn)收到這樣的碼片序列：(T+1-3+1-1-3+1+1)o問哪個站

發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)

的站發(fā)送的1還是0?

答：S?A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1,A發(fā)送1

S?B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B發(fā)送0

S,C=(+1+1+3+1—1—3—1—1)/8=0,C無發(fā)送

S?D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1,D發(fā)送1

2-17試比較xDSL,HFC以及FTTx接入技術的優(yōu)缺點。

答：xDSL技術就是用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使

它能夠承載寬帶業(yè)務。

成本低，易實現(xiàn)，但帶寬和質(zhì)量差異性大。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

15

HFC網(wǎng)的最大的優(yōu)點具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經(jīng)有相當大的

覆蓋面的有線電視網(wǎng)。

要將現(xiàn)有的450MHz單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡改造為750MHz雙向傳

輸?shù)腍FC網(wǎng)需要相

當?shù)馁Y金和時間。

FTTx(光纖到……)這里字母x可代表不同意思?？商峁┳詈玫膸?/p>

和質(zhì)量、但現(xiàn)階段線

路和工程成本太大。

2-18為什么ADSL技術中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳遞速率高達

每秒兒個兆比？

答：靠先進的編碼，使得每秒傳送一個碼元就相當于每秒傳送多個比

特。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

16

第三章數(shù)據(jù)鏈路層

301

數(shù)據(jù)鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區(qū)別？“電路接

通了”與“數(shù)

據(jù)

鏈路接通了”的區(qū)別何在？

答：（1）數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路除鏈路外，還必須有一

些必要的規(guī)程來控

制數(shù)據(jù)的傳輸。因此，數(shù)據(jù)鏈路比鏈路多了實現(xiàn)通信規(guī)程所需要的硬

件和軟件。

（2）“電路接通了”表示鏈路兩端的結點交換機已經(jīng)開機，物理連接

已經(jīng)能夠傳送比

特流了。但是，數(shù)據(jù)傳輸并不可靠。在物理連接基礎上，再建立數(shù)據(jù)

鏈路連接，才是“數(shù)據(jù)

鏈路接通了"。此后，由于數(shù)據(jù)鏈路連接具有檢.、確.和重傳等功

能，才使不太可靠的物

理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。當數(shù)據(jù)鏈路斷開

連接時，物理電路連接

不一定跟著斷開連接。

3-02,數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能？試討論數(shù)據(jù)鏈路層做

成可靠的鏈路層有哪

些優(yōu)點和缺點。

答：數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制包括以下功能：鏈路管理；幀同步，流

量控制；差錯控制；

將數(shù)據(jù)和控制信息分開；透明傳輸；尋址。

數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層的優(yōu)點和缺點：所謂“可靠傳輸”就是:

數(shù)據(jù)鏈路層的

發(fā)送端發(fā)送什么，在接收端就收到什么。這就是收到的幀并沒有出現(xiàn)

比特差錯，但卻出現(xiàn)了

幀丟失、幀重復或幀失序。以上三種情況都屬于“出現(xiàn)傳輸差錯”，

但都不是這些幀里有“比

特差錯”?！盁o比特差錯”

與“無傳輸差錯”并不是同樣的概念。在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗，

能夠實現(xiàn)無比特差

錯的傳輸，但這不是可靠的傳輸。

3-03、網(wǎng)絡適配器的作用是什么？網(wǎng)絡適配器工作在哪一層？

答：絡適配器能夠對數(shù)據(jù)的串行和并行傳輸進行轉換,并且能夠對緩存

數(shù)據(jù)進行出來,實現(xiàn)

以太網(wǎng)協(xié)議，同時能夠實現(xiàn)幀的傳送和接受,對幀進行封閉等.網(wǎng)絡適配

器工作在物理層和數(shù)

據(jù)鏈路層。

3-04,數(shù)據(jù)鏈路層的三個基本問題（幀定界、透明傳輸和差錯檢測）

為什么都必須加以解

決？

答：幀定界使收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀的開始和

結束在什么地方；

透明傳輸使得不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路

上傳送，因此很重

要.

差3昔控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e率,

因此也必須解決。

3-05、如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行幀定界，會發(fā)生什么問題？

答：如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行幀定界，將發(fā)生幀數(shù)據(jù)錯誤，造成數(shù)據(jù)

混亂，通信失敗。

3-06>PPP協(xié)議的主要特點是什么？為什么PPP不使用幀的編號？PPP

適用于什么情況？為

什么PPP協(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸？

答：主要特點：

1、點對點協(xié)議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。

2、PPP是面向字節(jié)的。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

17

PPP不采用序號和確認機制是出于以下的考慮：

1、若使用能夠實現(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（如IIDLC）,開銷就要

增大。在數(shù)據(jù)鏈路層

出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡單的PPP協(xié)議較為合理。

2、在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP的信息字段放入的數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)報。假定

我們采用了能實現(xiàn)可靠

傳輸?shù)謴碗s的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當數(shù)據(jù)幀在路由器中從數(shù)據(jù)

鏈路層上升到網(wǎng)絡層

后，仍有可能因網(wǎng)絡授擁塞而被丟棄。因此，數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸

并不能保證網(wǎng)絡層的傳

輸也是可靠的。

3、PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗序列FCS安段。對每一個收到的幀，

PPP都要使用硬件進行

CRC檢驗。若發(fā)現(xiàn)有差錯，則丟棄該幀(一定不能把有差錯的幀交付

給上一層)。端到端的

差錯檢測最后由高層協(xié)議負責。因此，PPP協(xié)議可保證無差錯接受。

PPP協(xié)議適用于用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)的情況。

PPP協(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍篜PP有FCS來確保

數(shù)據(jù)幀的正確性，如果

錯誤則上報錯誤信息來確保傳輸?shù)目煽啃?。當然它和其他L2協(xié)議一樣,

沒有TCP的ACK機

制，這也是傳輸層以下協(xié)議所具有的特性，以便于提高網(wǎng)絡的性能。

3-07要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項式是

P(x)=x4+x+lo試求應添加

在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1變成了0,問接收端能否發(fā)現(xiàn)？

若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0,問接收端能否發(fā)現(xiàn)？

答：添加的檢驗序列為nio(lioioiioiioooo除以looii)數(shù)據(jù)在傳

輸過程中最后一

個1變成了0,11010110101110除以10011,余數(shù)為011,不為0,接收

端可以發(fā)現(xiàn)差錯。

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0,11010110001110除以10011,

余數(shù)為101,不為0,

接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。

3-08.要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項式是P(X)=X3+1。

試求應添加在數(shù)據(jù)

后面的余數(shù)。

解：余數(shù)是011。

3-09.一個PPP幀的數(shù)據(jù)部分(用十六進制寫出)是7D5EFE277D

5D7D5D657D5E。

試問真正的數(shù)據(jù)是什么(用十六進制寫出)？

答：7EFE277D7D657E。

3-10.PPP協(xié)議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100。試

問經(jīng)過零比特填充后

變成怎樣的比特串？若接收端收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是

0001110111110111110110,問刪

除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？

答：第一個比特串：經(jīng)過零比特填充后編程oiioiiuioiiinooo（加

上下劃線的o是填充

的）。另一個比特串：刪除發(fā)送端加入的零比特后變成000111011111-

11111-110（連字符表

示刪除了0）。

3-11.試分別討論以下各種情況在什么條件下是透明傳輸，在什么條

件下不是透明傳輸。

（提示：請弄清什么是“透明傳輸”，然后考慮能否滿足其條件。）

（1）普通的電話通信。

（2）電信局提供的公用電報通信。

（3）因特網(wǎng)提供的電子郵件服務。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

18

答：（1）由于電話系統(tǒng)的帶寬有限，而且還有失真，因此電話機兩端的

輸入聲波和輸出聲波

是有差異的。在“傳送聲波”這個意義上講，普通的電話通信不是透

明傳輸。但對“聽懂說

話的意思”來講，則基本上是透明傳輸。但也有時個別語音會聽錯，

如單個的數(shù)字1和7.

這就不是透明傳輸。

（2）一般說來，由于電報通信的傳輸是可靠的，接收的報文和發(fā)送的

報文是一致的，因此

應當是透明傳輸。但如果有人到電信局發(fā)送“1849807235”這樣的報

文，則電信局會根據(jù)有

關規(guī)定拒絕提供電報服務（電報通信不得為公眾提供密碼通信服務）。

因此，對于發(fā)送讓一

般人看不懂意思的報文，現(xiàn)在的公用電報通信則不是透明通信。

（3）一般說來，電子郵件時透明傳輸。但有時不是。因為國外有些郵

件服務器為了防止垃

圾郵件，對來自某些域名（如.cn）的郵件一律阻攔掉。這就不是透明傳

輸。有些郵件的附件

在接收人的電腦上打不開。這也不是透明傳輸。

3-12.PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有哪兒種？當用戶要使用PPP協(xié)議和ISP

建立連接進行通信需要

建立哪兒種連接？每一種連接解決什么問題？

答：PPP協(xié)議的工作狀態(tài)分為：“鏈路終止”狀態(tài)，“鏈路靜止”狀

態(tài)，“鏈路建立”狀態(tài)，“鑒

別”狀態(tài)，“網(wǎng)絡層協(xié)議”狀態(tài)，“鏈路打開”狀態(tài)。

用戶要使用PPP協(xié)議和ISP建立連接進行通信需要建立的連接為：鏈

路靜止，鏈路建立，

鑒別，網(wǎng)絡層協(xié)議，鏈路打開。鏈路靜止時，在用戶PC機和ISP的路

由器之間并不存在物

理層的連接。鏈路建立時，目的是建立鏈路層的LCP連接。

鑒別時，只允許傳送LCP協(xié)議的分組、鑒別協(xié)議的分組以及監(jiān)測鏈路

質(zhì)量的分組。網(wǎng)絡層協(xié)

議時，PPP鏈路的兩端的網(wǎng)絡控制協(xié)議NCP根據(jù)網(wǎng)絡層的不同協(xié)議無

相交換網(wǎng)絡層特定的網(wǎng)

絡控制分組。鏈路打開時，鏈路的兩個PPP端點可以彼此向對方發(fā)送

分組。

3-13局域網(wǎng)的主要特點是什么？為什么局域網(wǎng)采用的廣播通信通信方

式而廣域網(wǎng)不采

用呢？

答：（1）局域網(wǎng)的主要特點。

從功能的角度來看，局域網(wǎng)具有以下幾個特點：

共享傳輸信道。在局域網(wǎng)中，多個系統(tǒng)連接到一個共享的通信媒體上;

1.地理范圍有限，用戶個數(shù)有限。通常局域網(wǎng)僅為一個單位服務，只

在一個相對獨立的局

部范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，如一座樓或兒種的建筑群內(nèi)。一般來說，局域網(wǎng)的覆

蓋范圍約為10m~10km

內(nèi)或更大一些；

2.傳輸速率高。局域網(wǎng)的傳輸速率一般為l~100Mb/s,能支持計算機

之間的告訴通信，所

以時延較低。

3.誤碼率低，因近距離傳輸，所以誤碼率很低，一般在10-8?10T1

之間。

4.多采用分布式控制和廣播式通信。在局域網(wǎng)中各站是平等關系而不

是主從關系，可以進

行廣播或組播。

從網(wǎng)絡的體系結構和傳輸控制規(guī)程來看，局域網(wǎng)也有自己的特點：

1.底層協(xié)議簡單。在局域網(wǎng)中，由于距離短、時延小、成本低、傳輸

速率高、可靠性高，

因此信道利用率已不是人們考慮的主要因素，所以底層協(xié)議較簡單。

2.不單獨設立網(wǎng)絡層。局域網(wǎng)的拓撲結構多采用總線型、環(huán)型和星型

等共享信道，網(wǎng)內(nèi)一

般不需要中間轉接，流量控制和路由選擇功能大為簡化，通常在局域

網(wǎng)不單獨設立網(wǎng)絡

層。因此，局域網(wǎng)的體系結構僅相當于OSI/RM的最低兩層。

3.采用多種媒體訪問控制技術。由于采用共享廣播信道，而信道又可

用不同的傳輸媒體，

所以局域網(wǎng)面對的是多源、多目的鏈路管理的問題。由此引發(fā)出多種

媒體訪問控制技術。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

19

(2)局域網(wǎng)采用廣播通信是因為局域網(wǎng)中的機器都連接到同一條物理

線路，所有主機的數(shù)據(jù)

傳輸都經(jīng)過這條鏈路，采用的通信方式是將主機要發(fā)送的數(shù)據(jù)送到公

用鏈路上，發(fā)送至所有

的主機，接收端通過地址對比，接收法網(wǎng)自己的數(shù)據(jù)?，并丟棄其他數(shù)

據(jù)的方式。廣域網(wǎng)是由

更大的的地理空間、更多的主機構成的，若要將廣播用于廣域網(wǎng)，可

能會導致網(wǎng)絡無法運行。

首先，主機間發(fā)送數(shù)據(jù)時、將會獨自占用通信鏈路，降低了網(wǎng)絡的使

用率；另一方面，主機

A向主機B發(fā)送數(shù)據(jù)時，是想網(wǎng)絡中所有的主機發(fā)送數(shù)據(jù)，當主機數(shù)

目非常多時，將嚴重消

耗主機的處理能力。同時也造成了數(shù)據(jù)的無效流動；再次，極易產(chǎn)生

廣播風暴，是網(wǎng)絡無法

運行。

3-14常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲有哪些種類？現(xiàn)在最流行的是哪種結構?

為什么早期的

以太網(wǎng)選擇總線拓撲結構而不使用星形拓撲結構，但現(xiàn)在卻改為使用

星形拓撲結構？

答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲有（1）總線網(wǎng)（2）星形網(wǎng)（3）環(huán)形網(wǎng)

（4）樹形網(wǎng)。

現(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。

當時很可靠的星形拓撲結構較貴。人們都認為無源的總線結構更加可

靠，但是實踐證明，連

接有大量站點的總線式以太網(wǎng)很容易出現(xiàn)故障，而現(xiàn)在專用的ASIC芯

片的使用可以將星形

結構的集線器做得非?？煽?。因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)一般都是用星形結構

的拓撲結構。

3-15什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個主要標準？

答：以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準，組建于

七十年代早期。

Ethernet（以太網(wǎng)）是一種傳輸速率為10Mbps的常用局域網(wǎng)（LAN）標

準。在以太網(wǎng)中，所

有計算機被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測的載波感應多處

訪問（CSMA/CD）方法，

采用競爭機制和總線拓樸結構?；旧?，以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如

雙絞線電纜或同軸電纜

和多端口集線器、網(wǎng)橋或交換機構成。在星型或總線型配置結構中，

集線器/交換機/網(wǎng)橋通

過電纜使得計算機、打印機和工作站彼此之間相互連接。

有DIXEthernetV2標準和802.3標準。

3-16數(shù)據(jù)率為10Mb/s的以太網(wǎng)在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少

碼元/秒？

答：碼元傳輸速率即為波特率。以太網(wǎng)使用曼徹斯特編碼，這就意味

著發(fā)送的每一位都有兩

個信號周期。標準以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率是10Mb/s,因此波特率是數(shù)據(jù)率

的兩倍,即20M波特。

3-17為什么LLC子層的標準已制定出來了但現(xiàn)在卻很少使用？

答：為了是數(shù)據(jù)鏈路層能更好的使用多種局域網(wǎng)標準，802委員會就

將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層

拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體介入控制MAC子層。

與接入到傳輸媒體有關

的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何

種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC

子層來說都是透明的。

由于現(xiàn)在TCP/IP體系經(jīng)常是用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是

802.3標準中的兒

種局域網(wǎng)。因此現(xiàn)在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層的作用已經(jīng)

不大了，很多廠商生產(chǎn)

的網(wǎng)卡上都僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以LLC子層的標準現(xiàn)

在已經(jīng)很少使用了。

3-18試說明10BASE-T中的“10”、“BASE”和T所代表的意思。

答：10BASE-T：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mb/s,“BASE”表示電纜上的

信號是基帶信號，“T”

表示使用雙絞線的最大長度是500m。

《計算機網(wǎng)絡》第五版課后習題解答

20

3-19以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與

傳統(tǒng)的時分復用

TDM相比優(yōu)缺點如何？

答：CSMA/CD是一種動態(tài)的媒體隨機接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時

分復用TDM是一種靜態(tài)

的劃分信道，所以對信道的利用，CSMA/CD是用戶共享信道，更靈活,

可提高信道的利用率，

不像TDM,為用戶按時隙固定分配信道，即使當用戶沒有數(shù)據(jù)要傳送時,

信道在用戶時隙也

是浪費的；也因為CSMA/CD是用戶共享信道，所以當同時有用戶需要

使用信道時會發(fā)生碰撞，

就降低信道的利用率，而丁網(wǎng)中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶

發(fā)生沖突。對局域網(wǎng)來

說，連入信道的是相距較近的用戶，因此通常信道帶寬較寬，如果使

用TDM方式，用戶在自

己的時隙內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會更多，不利于信道的充分利用。

對計算機通信來說，突發(fā)式的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。

3-20假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)率為IGb/s。設信號在網(wǎng)絡上

的傳播速率為

200000km/so求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。

答:對于1km電纜，單程傳播時間為1?200000=5><10-6S,即5us,來

回路程傳播時間為10us。

為了能夠按照CSMA/CD工作，最短幀的發(fā)射時間不能小于10us。以

IGb/s速率工作,10us

可以發(fā)送的比特數(shù)等于：

10000

110

1010

9

6

X

X

因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長。

3-21什么叫做比特時間？使用這種時間單位有什么好處？100比特時

間是多少微秒？

答：比特時間是指傳輸Ibit所需要的時間。種時間單位與數(shù)據(jù)率密切

相關，用它來計量時

延可以將時間與數(shù)據(jù)量聯(lián)系起來。

“比特時間”換算成“微秒”必須先知道數(shù)據(jù)率是多少。如數(shù)據(jù)率是

100Mb/s,則100比特

時間等于10us。

3-22假定在使用CSMA/CD協(xié)議的10Mb/s以太網(wǎng)中某個站在發(fā)送數(shù)據(jù)

時檢測到碰撞，執(zhí)行

退避算法時選擇了隨機數(shù)r=100.試問這個站需要等多長時間后才能再

次發(fā)送數(shù)據(jù)？如果

是lOOMb/s的以太網(wǎng)呢？

答：對于10Mb/s的以太網(wǎng)，等待時間是5.12毫秒