《计算机网络》习题参考答案(1-4章)
习题参考答案
第一章
1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）采用存储转发技术。
（1）基于标记。（参见教材P165解释）
（2）即可使用面向连接的连网方式，又可使用无连接的连网方式。
1-03 比较电路交换、报文交换、分组交换的优缺点。
答：可从以下几方面比较：
（1）信道利用率。
（2）灵活性。结点是否有路由选择功能。
（1）传输速度。
（2）可靠性。
1-06 比较TCP/IP和OSI体系结构的异同点。
答：相同点：均是计算机网络体系结构，采用了协议分层的思想。
不同点：
（1）层次的划分不同。
（2）TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互连问题，它是从实际协议出发。
（3）TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重。而O S I 开始只强调面向连接服务。
（4）OSI参考模型产生在协议发明之前，所以它没有偏向于任何协议，它非常通用；而TCP/IP参考模型首先出现的是协议，
模型实际上是对已有协议的描述，但该模型不适合其他协议
栈。
1-13 面向连接和无连接服务的特点是什么？
答：参见教材27页
1-14 协议和服务有何区别？有何联系？
答：区别：
（1）本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
（2）协议是“水平的”，服务是“垂直的”。协议是控制对等实体之间通信的规则，而服务是由下层向上层通过层间接口提供
的。
联系：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。
1-15 网络协议的三要素。（参见教材P21页）
1-20 解：发送时延=数据长度/发送速率
传输时延=信道长度/信道上的传输速率
（1）发送时延=107/100*103=100(S) 传输时延=1000/2*108=5ms （2）发送时延=103/109=1(us) 传输时延=1000/2*108=5ms
结论：若总时延由两部分组成，并不能说发送速率快，总的时延就小。
1-21 解：时延带宽积=传输时延*带宽
传输时延=信道长度/信道上的传输速率
对10cm网卡，传输时延=0.1/(2.3*108)=4.35*10-10
时延带宽积=4.35*10-10*106=4.35*10-4
1-22 解：
答：数据长度为100字节时
传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3%
数据长度为1000字节时，
传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%
第二章
2-05 奈氏准则和香农定理的作用？比特和波特的区别。
答：奈氏准则与香农公式的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，只是两者作用的范围不同。
奈氏准则给出了每赫带宽的理想低通信道的最高码元的传输速率是每秒2个码元。香农公式则推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N），其中W为信道的带宽
（以赫兹为单位），S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。
比特和波特是两个完全不同的概念，比特是信息量的单位，波特是码元传输的速率单位。但信息的传输速率“比特/每秒”一般在数量上大于码元的传输速率“波特”，且有一定的关系，若使1个码元携带n比特的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输率为M×n bit/s，但某些情况下，信息的传输速率“比特/每秒”在数量上小于码元的传输速率“波特”，如采用内带时钟的曼切斯特编码，一半的信号变化用于时钟同步，另一半的信号变化用于信息二进制数据，码元的传输速率“波特”是信息的传输速率“比特/每秒”的2倍。
2-06 解：
2-07：常用的导向传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆2-08 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
例：
2-13
答：没有突破。原因参见教材P52.
第三章
3-01 数据链路与链路有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”有何区别？
答：链路就是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点；数据链路是指物理链路和控制数据在链路上传输数据的协议的总和，即实现在物理联路上传输数据的硬件和软件的集合，其上可以有交换结点。数据链路接通了表示发送方和接收方可以正常的交换数据，而电路接通仅表示有可能传输数据。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？
答：1）链路管理：进行数据链路的建立、维持和释放。
2）帧定界：从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束，从而可以发现错传的帧，从而可以避免误码扩散。
3）流量控制：保证发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。 4）差错控制：为了获得低误码率而采取的措施。
5）将数据和控制信息区分开。
3-07 在停等协议中，确认帧是否需要编号，为什么?
答：若不会出现两个或多个确认帧同时
到达发送端的情况，就不需要为确认帧
进行编号。但若出现了超时设置过短，
便有可能出现两个确认帧同时到达发送
端，如图。
3-12 在连续ARQ协议中，设编号为3bit，而发送窗口Wt=8，试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。
收端正确接收了8个数据帧，但收端发出的确认帧却全部丢失了，发送端就会重新发送0——7号帧，而接收端分不出它们是新的还是旧的。
3-13 在什么条件下，选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致?
答：
只要有一帧出错，其后的各帧都重传。
仅重传出错误的帧。
(1) 无差错传输。
(2) 接收窗口为1。连续ARQ相当于接收窗口为1的选择ARQ. 3-19 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧编号？ppp 适用什么情况？
答：主要特点：
（1）有差错检测机制，但采取的处理措施是接收或丢弃。
（2）是面向字节的，帧长度是整数个字节。
（3）支持不同的网络层协议。
适合于通信线路质量不太差的情况。
不使用帧编号的原因：
(1) 在数据链路层出现差错率较小时，才可使用PPP协议。
(2) 数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输是可靠的。
(3) PPP帧中有校验字段，不会把有错误的帧递交给主机，所以
PPP协议可保证无差错接受。
3-20 CRC校验，发送数据是1101011011，P=X4+X+1,求余数。
1101011011——〉1101011010，1101011011——〉1101011000 答：M(X)=X9+X8+X6+X4+X3+X+1
x4M(x)= X13+X12+X10+X8+X7+X5+ x4
x4M(x)/P(X)=
应填入1011=〉11010110111110
3-21 PPP帧7D 5E FE 27 7D 5D 65 7D 5E，真正数据是什么？
答：每一个0x7E字节转变成(0x7D,0x5E)；信息字段中出现一个0x7D，则将其转变成(0x7D, 0x5D)；即小于0x20的字符)，则在该字符前面要加入一个0x7D字节。
7E FE 27 7D 65 7E
3-23零比特填充
0110111111111100 （发送）——〉011011111011111000 0001110111110111110110（接收）——〉00011101111111111110
第四章
4-01 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？
答：（1）网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限的网络。
（2）局域网内的计算机数目较少，所以采用广播的方式传输分组，不会对网络的性能（负载）造成很大的影响；但广域网是由多个局域网组成，网上的主机数目可能很多，若采用广播的方式传输分组，会使分组在广域网上的所有局域网传输，这样就会导致网络的性能急剧下降，甚至会出现广播风暴。
4-04 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元速率是多少波特？
解：以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
4-08解：见书103页和117页
∵当用集线器组成以太网时，得到的是共享以太网；使用交换机组成以太网时，在通信时，每个用户独占传输媒体的带宽。
∴若10个站都连到一个10Mb/s的集线器上，则每个站得到的带宽平均为1Mb/s；10个站都连到一个100Mb/s的集线器上，则每个站得到
的带宽平均为10Mb/s；10个站都连到一个10Mb/s的交换机上，则每个站得到的带宽平均为10Mb/s。
4-16以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？
答：CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，只要信道空闲，用户就会把数据送入信道。而传统的时分复用TDM是一种静态的划分信道。TDM中每一个用户有规律的占用信道，只有在分配的时隙内才能传输数据。
（1）网络效率: 网络负载较轻时，采用CSMA/CD的信道利用率较高；网络负载较重时，采用TDM的信道利用率较高。
（2）灵活性：采用CSMA/CD较TDM灵活。
4-18
答：以太网交换机的实质是一个多端口的网桥，它工作在数据链路层，它的每个端口即可直接与一个单机相连，又可与一个集线器相连。当主机需要通信是，交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞的传输数据。
集线器直接与主机相连，它工作在物理层，使用集线器的以太网在逻辑上仍然是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。网络中的各计算机必须竞争对传输媒体的控制，某时刻至多只有一台计算机能够发送数据。
4-21 见书P125
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