计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版

计算机网络第七版答案第一章概述1-01计算机网络可以为用户提供什么服务？答案：连接和共享1-02分组交换要点简介。回答：(1)数据包，加上由路由器(3)存储和转发的报头(2)，在目的地合并1-03尝试从多个方面比较电路交换、消息交换和分组交换的主要优点和缺点。答：(1)电路交换：由于通信资源的一致，端到端的通信质量得到可靠保证，对于大量数据的连续传输是非常有效的。(2)消息交换：不需要预留传输带宽，动态分段使用传输带宽，实现突发数据通信的高效快速通信。(3)分组交换：它的关键在于消息交换的高效性和快速性，每个分组都很小，路由灵活，网络生存性能好。1-04为什么互联网是自印刷以来人类交流中最大的变化？答：它整合了其他通信网络，在信息化进程中发挥了核心作用，提供了最佳的连通性和信息共享，并首次提供了各种媒体形式的实时交互能力。1-05互联网发展的阶段是什么？请指出这些阶段的主要特点。答：从单一网络APPANET到互联网；协议已初步形成三级互联网；它分为骨干网、区域网和校园网。互联网；具有多级互联网服务提供商结构；ISP首次出现。1-06互联网标准制定的几个阶段简介。答：(1)互联网草案)目前还不是征求建议书通告。(2)拟议标准)自该阶段以来一直是一份招标书文件。(3)标准草案(4)互联网标准1-07互联网英文名称小写和大写的重要区别是什么？答：(1)互联网(互联网或互联网):一个通用术语，指由多个计算机网络互连而成的网络。该协议并未具体提及(2)互联网：一个特殊术语，具体指使用TCP/IP协议的互联网。区别：后者实际上是前者的双向应用1-08计算机网络的类别是什么？各种类型的网络有什么特点？答：根据范围：(1)广域网广域网：远程、高速和互联网的核心网络。(2)城域网：全市范围，连接多个局域网。(3)局域网：校园、企业、机关和社区。(4)个人局域网：个人电子设备按用户：公共网络：面向公共运营。专用网络：针对特定组织。在1-09计算机网络中，主干网和本地接入网的主要区别是什么？答：主干网：提供远程覆盖、高速传输和与路由器的优化通信。本地接入网：主要支持用户访问本地，实现低速零售接入。1-10尝试在以下条件下比较电路交换和分组交换。要传输的消息总数是x(位)。从源到目的地，总共有k个链接段。每段链路的传播延迟为d(s)，数据速率为b(b/s)。在电路交换中，电路的建立时间是s(s)。在分组交换中，分组长度为p(比特)，每个节点的排队等待时间可以忽略不计。在什么情况下，分组交换比电路交换具有更少的延迟？(提示：画一个草图，观察在K段链接中有几个节点。)答：线路交换延迟：kd x/b s，分组交换延迟：kd (x/p)*(p/b) (k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示k段传输中存在(k-1)存储转发延迟。当s(k-1)*(p/b)时，电路交换延迟大于分组交换延迟，当xp相反时。1-11在上述分组交换网络中，让分组长度和分组长度分别为x和(p h)(比特)，其中p是分组的数据部分的长度，h是每个分组所携带的控制信息的固定长度，与p的大小无关。链路的数据速率为b(b/s)，但节点的传播延迟和排队时间可以忽略不计。如果总延迟要最小化，数据包的数据部分长度p是多少？(提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总延迟由哪些部分组成。)a:总延迟d表达式，分组交换延迟为：d=KD(x/p)*(p h)/b)(k-1)*(p h)/b d在推导p后，使其值等于0，并获得p=(x h)/(k-1) 0.51-12互联网的两个主要组成部分(边缘和核心)的特征是什么？他们的工作方法有什么特点？答：边缘部分由所有主机组成，用户直接处理和共享信息。到核心网络的低速连接。核心部分：每台路由器都连接到网络，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。1-13客户端服务器方法和对等通信方法的主要区别是什么？有什么共同点吗？答：前者严格区分服务和被服务，而后者没有这种区别。后者实际上是前者的双向应用。1-14计算机网络的常见性能指标是什么？答：速率、带宽、吞吐量、延迟、延迟带宽乘积、往返时间RTT、利用率1-15假设网络利用率达到90%。尝试估计当前网络延迟是其最小值的多少倍。解决方案：将网络利用率设置为u，网络延迟为d，最小网络延迟为D0U=90%；D=d0/(1-u)-d/d0=10当前网络延迟是最小值的10倍1-16计算机通信网络的非性能特征是什么？非性能特征和性能特征之间有什么区别？答：郑：宏观网络综合评价的外部表现。性能指标：具体而定量地描述网络的技术性能。1-17的发射端和接收端之间的传输距离为1000公里，介质上的信号传播速率为2108米/秒。请尝试计算以下两种情况下的传输延迟和传播延迟：(1)数据长度为107位，数据传输速率为100千字节/秒(2)数据长度为103位，数据传输速率为1 Gb/s从上面的计算中可以得出什么结论？解决方案：(1)传输延迟：ts=107/105=100s传播延迟TP=106/(2108)=0.005秒(2)传输延迟ts=103/109=1s传播延迟：tp=106/(2108)=0.005s结论：如果数据长度较大且传输速率较低，则传输时延往往大于总时延中的传播时延。然而，如果数据长度短且传输速率高，传播延迟可能是总延迟的主要组成部分。1-18假设信号在介质上的传播速度为2108米/秒。介质长度L为：(1)10厘米(网络接口卡)(2)100米(局域网)(3)100公里(城域网)(4)5000公里(广域网)当数据速率为1Mb/s和10 GB/s时，尝试计算在上述介质中传播的位数解决方案：(1)1Mb/s:传播延迟=0.1/(2108)=510-10位=510-101106=510-4 1Gb/s:位=510-101109=510-1(2)1Mb/s:传播延迟=100/(2108)=510-7位=510-71106=510-1 GB/s :位=510-71109=5102(3) 1Mb/s:传播延迟=/(2108)=510-4位=510-41106=51021Gb/s:位=510-41109=5105(4)1Mb/s:传播延迟=/(2108)=2.510-2位=2.510-21106=51041Gb/s:位=2.510-21109=5107从1到19的100字节长度的应用层数据被发送到传输层，并且需要添加20字节的TCP报头。要传输到网络层，需要添加20字节的IP报头。最后，它被传送到数据链路层进行以太网传输，加上18字节的报头和尾部。试着找出数据传输的效率。数据传输效率是指发送的应用层数据除以发送的总数据(即应用数据加上报头和报尾的各种开销)。如果应用层数据的长度是1000字节，数据传输效率是多少？解决方案：(1)100/(100 20 20 18)=63.3%(2)1000/(1000 20 20 18)=94.5%为什么1-20网络体系结构应该采用分层结构？试着引用一些类似于等级建筑的日常生活。答：分层的优点：每一层都是独立的。一层可以使用下一层提供的服务，而不知道服务是如何实现的。(2)良好的灵活性。当某一层发生变化时，只要其界面关系保持不变，该层上下的所有层都不会受到影响。(3)结构可以划分。每一层都可以采用最合适的技术实现易于实现和维护。(5)能促进标准化工作。类似于分层系统结构的思想，日常生活包括邮政系统和物流系统。1-21协议和服务有什么区别？这有什么关系？答：网络协议：为网络中的数据交换而建立的规则、标准或协议。它由以下三个要素组成：(1)语法：数据和控制信息的结构或格式。(2)语义：即需要发送什么样的控制信息，需要完成什么样的动作，需要做出什么样的响应。(3)同步：事件序列的详细描述。协议是控制两个对等实体之间通信的一组规则。在该协议的控制下，两个对等实体之间的通信使得该层能够向下一层提供服务，并且为了实现该层协议，需要使用下一层来提供服务。协议和服务概念之间的区别：1.协议的实现确保了服务可以被提供到下一个级别。该层的服务用户只能看到服务，但不能看到以下协议。以下协议对上述服务用户是透明的。2.协议是“水平的”，也就是说，协议是控制两个对等实体之间通信的规则。然而，服务是“垂直的”，即服务由下层通过层间接口提供给上层。上层必须与下层交换一些命令，以便使用所提供的服务。这些命令在OSI中被称为服务原语。1-22网络协议的三个要素是什么？每一个都意味着什么？答：网络协议：为网络中的数据交换而建立的规则、标准或协议。它由以下三个要素组成：(1)语法：数据和控制信息的结构或格式。(2)语义：即需要发送什么样的控制信息，需要完成什么样的动作，需要做出什么样的响应。(3)同步：事件序列的详细描述。1-23为什么网络协议必须考虑各种不利情况？答：因为如果网络协议没有充分考虑到不利的情况，当情况发生变化时，协议将保持在理想的状态，并会一直等待下去！就像两个朋友在电话里约会一样，下午3点在公园见面，然后预约。这个协议是非常不科学的，因为如果任何一方被延误不能来，它不能通知另一方，而另一方必须一直等待！因此，要判断一个计算机网络是否正确，不仅要看它在正常情况下是否正确，还要仔细检查协议是否能应付各种异常情况。1-24讨论了具有五层协议的网络体系结构的要点，包括每一层的主要功能。答：结合现场总线和TCP/IP的优点，采用了一种主要的体系结构。每一层的主要功能：物理层的任务是透明地传输比特流。(注：传输信息的物理介质，如双绞线、同轴电缆、光缆等。位于物理层之下，充当第0层。)物理层还应确定连接电缆插头的定义和连接方法。数据链路层的任务是在两个相邻节点之间的线路上以帧为单位无差错地传输数据。每个帧包括数据和必要的控制信息。网络层和网络层的任务是选择适当的路由，以便从发送站的传输层发送的分组能够根据地址正确找到目的站，并将其发送到目的站的运输层。传输层的任务是在上层通信的两个进程之间提供可靠的端到端服务，这样它们就看不到传输层下面的数据通信细节。应用层应用层目录答：电视、电脑视窗操作系统、工农业产品1-26尝试解释以下术语：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务接入点、客户端、服务器、客户端-服务器模式。答：实体是指能够发送或接收信息的任何硬件或软件过程。协议是控制两个对等实体之间通信的一组规则。客户端和服务器是指通信中涉及的两个应用程序进程。客户是服务的请求者，服务器是服务的提供者。客户机-服务器方法描述了服务和服务流程之间的关系。协议栈：是指计算机网络体系结构采用分层模型的结构，每一层的主要功能都是通过对等层协议的操作来实现的，因此每一层都可以用一些主要协议来表征，几个层就像一个栈一样被拉在一起。对等层：是网络体系结构中的一层，其中通信双方实现相同的功能。协议数据单元：对等实体用来交换信息的数据单元。服务接入点：是同一系统中两个相邻层的实体进行交互(即交换信息)的地方。服务接入点SAP是一个抽象概念，本质上是一个逻辑接口。1-27试着解释知识产权和知识产权的含义。TCP/IP协议可以为各种应用程序提供服务(所谓的基于IP的一切)。答：ip协议允许在由各种网络组成的互联网上运行(所谓的“一切之上的IP”)第二章物理层2-01物理层应该解决哪些问题？物理层的主要特征是什么？答：物理层要解决的主要问题是：(1)物理层应尽可能屏蔽物理设备和传输介质。不同的通信方式使数据链路层感受不到这些差异，只考虑完成该层的协议和服务。(2)使其服务用户(数据链路层)能够在物理传输介质上发送和接收比特流(通常是串行和顺序发送的比特流)。因此，物理层应该解决建立、维护和释放物理连接的问题。(3)唯一地识别两个相邻系统之间的数据电路物理层的主要特征：(1)由于在开放系统互连之前已经制定了许多物理协议或协议，并且在数据通信领域，这些物理协议已经被许多商业化的设备所采用，此外，物理层协议覆盖了广泛的领域，迄今为止还没有根据开放系统互连的抽象模型制定新的物理层协议，但是现有的物理协议被用来将物理层定义为描述与传输介质的接口的机械、电气、功能和过程特性。(2)因为有多种物理连接方式和多种类型的传输介质，所以具体的物理协议相当复杂。2-02层和协议有什么区别？答：过程具体指的是物理层协议2-03尝试给出数据通信系统的模型并解释其主要组件的功能。答：源：源设备生成要传输的数据。源点也称为源站。发射机：一般情况下，