计算机网络原理课后习题答案

第1章

PSE：分组交换设备 PAD：分组装配、拆卸装备

NCC：网络控制中心

FEP：前端处理机

IMP：接口信息处理机

PSTN：电话交换网

ADSL：非对称用户环路

DDN：数字数据网

FR：帧中继

ATM：异步转移模式

ISDN：综合服务数字网

VOD：电视点播

WAN：广域网

LAN：局域网

MAN：城域网

OSI：开放系统互连基本模型

ITU：国际电信联盟

IETF：英特网工程特别任务组

第2章

1.说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。

答：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为协议。协议三要素：

(1)语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。

(2)语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。

(3)定时：涉及速度匹配和排序等。

3.计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好处？

答：计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统分解的最好方法之一。

分层结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层的功能相对简单而且易于实现和维护。具有很大的灵活性。分层结构有利于交流、理解和标准化。

6.请比较面向连接服务和无连接服务的异同点。

答：面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的的节点的地址。面向连接数据传输的手法数据顺序不变，传输可靠性好，需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。

无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。每个分组都是要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。可靠性不是很好，通信协议相对简单、效率较高。

9.试比较OSI/RM与TCP/IP的异同点。

答：相同点：两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立，而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。

不同点：(1)OSI模型有七层，TCP/IP是四层，它们都有网络层、传输层和应用层，但其它的层并不相同。

(2)无连接和面向连接的通信范围有所不同。

第3章

3.请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤3种常用介质的特点。

答：双绞线：由螺线状扭在一起的两根、四根或八根绝缘导线组成，线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输介质，可用于模拟信号和数字信号的传输。

同轴电缆：也像双绞线一样由一对导体组成，但它们是按“同轴”形式构成线对。最里层是内芯，向外依次为绝缘层、屏蔽层，最外是起保护作用的塑料外套，内芯和屏蔽层构成一对导体。适用于点到点和多点连接。

光纤：是光导纤维的简称，它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成。多条光纤组成一束，就构成了一条光缆。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。普遍用于点到点的链路。光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰强等特点，对高速率、距离较远的局域网也是很适用的。

4（略）

5.对于脉冲编码调制PCM来说，如果要对频率为600Hz的某种语音信号进行采样，传送PCM信号的信道带宽为3KHz，那么采样频率f取什么值，采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。

答：f=2fmax=2*600hz=1200hz

7.多路复用技术有哪几种？它们各有什么特点？

答：多路复用技术分为三种：频分多路复用FDM、时分多路复用TDM、波分多路复用TDM。

频分多路复用FDM：在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号。

时分多路复用TDM：将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。

波分多路复用TDM：是频分多路复用在极高频率上的应用，每条信道有它自己的频率范围，并且所有的频率范围都是分开的。

第4章

1.数据链路层的主要功能包括哪几个方面的内容？

答：如何将数据组合成块，在数据链路层中将这种数据块称为帧，帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使之与接收方相匹配；在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理。

3.传输差错的主要原因是哪些？差错类型有哪两种？都有什么特点？

答：传输中差错都是由噪声引起的。噪声有两大类：一类是信道固有的、持续存在的随机热噪声；另外一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。

热噪声引起的差错称为随即错，所引起的某位码元的差错是孤立的，与前后码元没有关系。

冲击噪声呈突发状，由其引起的差错称为突发错。

8.若HDLC帧数据段中出现下列比特串：

“010000011111110101111110”

问比特填充后的输出是什么？

答：01000001111101101011111010

12.试比较BSC和HDLC协议的特点。

答：BSC协议用ASCII或EBCDIC字符集定义的传输控制字符来实现相应的功能。BSC协议将在链路上传输的信息分为数据报文和监控报文两类。由于BSC协议与特定的字符编码关系过于密切，故兼容性较差。为满足数据透明性而采用的字符填充法，实现起来也比较麻烦，而也依赖于所采用的字符编码集。另外，由于BSC是一个半双工协议，它的链路传输效率很低。在面向终端的网络系统中被广泛使用。

HDLC协议不依赖于任何一种字符码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。第5章

1.网络层实现的功能主要有哪些？

答：路由选择、拥塞控制、网际互联。

9.什么叫拥塞？造成拥塞的原因是什么？

答：拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象。

原因：

(1)多条流入线路有分组到达，并需要同一输出线路，此时，如果路由器没有足够的内存存放所有这些分组，那么有的分组就会丢失。

(2)路由器的慢速处理器的缘故，以致于难以完成必要的处理工作。那么，即使有多余的线路容量，分组也需要进入到队列之中。

11．网络互联设备按其工作的层次可分为几类？它们分别是什么？网际互联的意义是什么？请列出各种网络互联设备及它们工作的OSI协议层。

答：

(1)转发器，是一种低层次设备，实现网络物理层的连接。

(2)网桥，提供数据链路层上的协议转换，在不同或相同的局域网之间存储和转发帧。

(3) 路由器，作用于网络层，提供网络层上的协议转换，在不同的网络之间存储和转发分组。

(4)网关，提供传输层及传输层以上各层间的协议转换。

网际互联的目的是使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，使不同网络上的用户互相通信和交换信息。不仅有利于资源共享，也可以从整体上提高网络的可靠性。

17.与IPv4相比，IPv6有哪些改进？

答：

(1)IPv6把IP地址长度增加到128比特，使地址空间增大了296倍。

(2)灵活的IP报文头部格式。

(3)简化协议，加快报文转发。

(4)提高安全性。

(5)支持更多的服务类型。

(6)允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。

第6章

1.传输协议的要素有哪些？

答：寻址、建立连接、释放连接

2.TCP的重传策略是什么？

答：TCP协议用于控制数据段是否需要重传的依据是设立重发定时器。在发送一个数据段的同时启动一个重发定时器，如果在定时器超时前收到确认，就关闭该定时器，如果定时器超时前没有收到确认则重传该数据段。

8.TCP与UDP有什么不同之处？

答：TCP：

(1)面向连接的传输，传输数据前需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接。

(2)端到端通信，比支持广播通信。

(3) 高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序。

(4)全双工方式传输。

(5)采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。

(6)提供紧急数据传送功能。

UDP:

(1)传输数据前无须建立连接，一个应用进程如果有数据报要发送就直接发送，属于一种无连接的数据传输服务。

(2)不对数据报进行检查与修改。

(3)无须等待对方的应答。

(4)具有较好的实时性，效率高。

(5)会出现分组丢失、重复、乱序，应用程序需要负责传输可靠性方面的所有工作。

第7章

1.目前在Internet上有哪些使用比较广泛的应用？

答：超文本传输协议http、文件传输协议ftp、远程登录协议telnet、电子邮件协议SMTP和POP3、域名系统DNS等。

2.简述HTML、HTTP和URL的含义及其作用。

答：

HTML：超文本标记语言：是为了能把存放在一台电脑中的文本或图形与另一台电脑中的文本或图形方便地联系在一起，形成有机的整体，人们不用考虑具体信息是在当前电脑上还是在网络的其它电脑上。

HTTP：超文本传输协议，HTTP是客户端浏览器和Web服务器之间的应用层通信协议，也即浏览器访问Web服务器上的超文本信息时使用的协议。

URL：统一资源定位器：是为了能够使客户端查询不同的信息资源时有统一的访问方法而定义的一种地址标识方法。

5.说明域名解析的过程。

答：当应用进程需要将一个主机域名映射为IP地址时，就调用域名解析函数，解析函数将待转换的域名放在DNS请求中，以UDP报文方式发给本地域名服务器。本地的域名服务器在查找域名后，将对应的IP地址放在应答报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。若域名服务器不能回答该请求，则此域名服务器就暂时成为DNS中的另一个客户，直到找到能够回答该请求的域名服务器为止。

10.POP协议与IMAP协议有何区别？

答：邮局协议POP：电子邮件的收信人使用此协议从邮件服务器自己的邮箱中取出邮件。具有简单的电子邮件存储转发功能。

IMAP改进了POP的不足，用户可以通过浏览信件头来决定是否要下载、删除或检索新建的特定部分，还可以在服务器上创建或更改文件夹或邮箱。它除支持POP协议的脱机操作模式外，还支持联机操作和断连接操作。它为用户提供了有选择地从邮件服务器接收邮件的功能、基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。

第8章

1.在局域网体系结构中，为什么要将数据链路层分为介质访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子层？

答：局域网中的多个设备一般共享传输介质，在设备之间传输数据时，首先要解决由哪些设备占有介质的问题。所以局域网的数据链路层必须设置介质访问控制功能。由于局域网采用的介质有多种，对应的介质访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理介质和介质访问控制方法，IEEE 802 标准特意把LLC独立出来形成一个独立子层，使LLC子层与介质无关，仅让MAC子层依赖于物理介质。由于设立了MAC子层，IEEE 802 标准就具有了可扩展性，有利于接纳新的介质和介质访问控制方法。

13.简述非坚持、1-坚持及p-坚持算法的特点。

答：

非坚持：减少了多个节点等待信道空闲后同时发送数据导致冲突的概率。数据在网络中的平均延迟时间较长。

1-坚持：信号传输延迟对性能影响较大。即使不考虑传输延迟，也可能产生冲突。

p-坚持：性能依赖于概率p的选取。在检测到信道空闲后，以概率p发送数据，以概率1-p推迟到下一个时隙，目的是试图降低1-坚持中的多个节点检测到信

道空闲后同时发送的冲突概率，试图克服非坚持中由于随机等待造成延迟时间较长的缺点。

21.简述802.3 LAN、802.4LAN及802.5LAN的特点。

答：

802.3 LAN：是为了采用二进制指数退避和1-坚持CSMA/CD协议的基带总线局域网制定的标准。在低负荷时，如介质空闲时，要发送数据帧的站点能立即发送；在重负荷时，仍能保证系统的稳定性。

802.4LAN：将总线网和环网的优点集中起来，物理上采用总线结构以获得较高的物理可靠性，但在逻辑上采用令牌环的工作原理，使各站轮流获得发送权。

802.5LAN：环并不是真正的广播介质，而是有一系列点-点链路组成的闭合环路，因而可以使用双绞线、同轴电缆、光纤等多种传输介质，甚至环的各段也可以使用不同的介质，而且环是公平的，信道访问时间有一个确定的上限。

24.简述FDDI与Token Ring的异同点。

答：FDDI网络是由许多通过光传输介质连接成一个或多个逻辑的站点组成的，和Token Ring类似。

二者主要特性比较：

特性

FDDI

802.5

介质类型

光纤

屏蔽双绞线

数据速率

100Mbps

4Mbps

可靠性措施

可靠性规范

无可考性规范

数据编码

4B/5B

差分曼切斯特编码

编码效率

50%

80%

时钟同步

分布式时钟

集中式时钟

信道分配

定时令牌环时间

优先级位

令牌发送

发送后产生新令牌

接受完后产生新令牌

环上帧数

可多个

最多一个

第9章

3.帧中继与X.25相比较，帧中继有什么优缺点？如何应用？

答：帧中继与X.25相比，帧中继在操作处理上做了大量的简化。帧中继不考虑传输差错的问题，其中间节点只做帧的转发操作，不需要执行接收和请求重发等操作，差错控制和流量控制均交由高层端系统完成，所以大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的传输速率。

对于早期可靠性较差的物理传输线路来说，X.25不失为一种提高报文传输可靠性的有效手段。

7.传统的网络互联设备如网桥、路由器和交换机存在什么样的局限性？

答：网桥无法实现流量控制，广播包的转发容易导致广播风暴，使整个网络瘫痪。容易成为系统“瓶颈”，某些情况下，因网桥拥塞而丢失帧，使得网络不稳定、不可靠。

路由器的功能主要是通过软件来实现的，处理延迟过高，容易成为网络“瓶颈”；当流量经路由器的流量超过其吞吐量能力时，会使流经路由器的数据包丢失。路由器的复杂性还对网络的维护工作造成了沉重的负担。

交换机只是工作在数据链路层的设备，不具有隔离广播包的能力。

16.什么叫VPN?它有哪些特点？如何保证安全？在哪些场合应用？

答：虚拟专用网VPN:是依靠ISP和其它NSP，在公用网络中建立专用的数据通信网的技术。

特点：(1)安全保障 (2)服务质量保证 (3)可扩充性和灵活性。(4)可管理性。

主要采用四项技术来保证安全：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份证技术。

应用场合：成为当前广域网建设的最佳解决方案之一。对推动整个电子商务、电子贸易也将起到不