计算机网络(第六版)谢希任课后习题答案(部分)

计算机网络（第六版）谢希任课后习题答案（部分）《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务？答：计算机网络为用户提供了两个最重要的功能：连接和共享。

1-3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缺点。

答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。

当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。

在整个通信过程中双方一直占用该电路。

它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。

但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。

电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）消息交换将用户的消息存储在交换机的内存中。

当所需的输出电路空闲时，信息被发送到接收开关或终端，接收开关或终端以“存储转发”的方式在网络中传输数据。

消息交换的优点是中继电路的利用率高，可以在一条线路上同时传输多个用户，可以实现不同速率和程序的终端之间的互通。

但它的缺点也很明显。

基于消息的存储转发具有较大的网络传输时延，占用大量的交换机存储器和外部存储器，不能满足实时性要求高的用户。

消息交换适用于传输消息短、实时性要求低的网络用户之间的通信，如公共电报网。

（3）分组交换分组交换本质上是在“存储转发”的基础上发展起来的。

它兼具电路切换和信息切换的优点。

分组交换使用动态多路复用技术来传输按一定长度分成许多小段的数据分组。

在识别每个数据包后，在物理线路上采用动态复用技术，以同时传输多个数据包。

来自用户发起人的数据临时存储在交换机的内存中，然后在网络中转发。

到达接收端后，移除数据包头并按顺序将每个数据字段重新组装成完整的消息。

分组交换比电路交换具有更高的电路利用率、更小的传输延迟和更好的交互作用。

1-5因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。

答：第一阶段是从单一网络ARPANET发展到互联网的过程。

最初的分组交换网络ARPANET只是一个单一的分组交换网络。

所有要连接到ARPANET的主机都直接连接到最近的节点交换机。

然后，它发展到所有使用TCP/IP协议的计算机都可以使用Internet进行相互通信。

第二阶段是1985年至1993年，其特点是建立了三级互联网结构。

第三个阶段是1993年至今，其特点是逐步形成多层次的互联网服务提供商结构。

1-12因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？他们的工作方式各有什么特点？答：边缘部分由连接到Internet的所有主机组成。

这一部分由用户直接用于通信（传输数据、音频或视频）和资源共享。

核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。

该部分服务于边缘部分（提供连接和交换）。

最终，系统处于网络的边缘行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式（c/s方式）即客户端/服务器模式，点对点模式（P2P模式），即点对点模式。

客户机和服务器都指通信中涉及的两个应用程序进程。

客户机-服务器模式描述服务和服务进程之间的关系。

客户机是服务的请求者，服务器是服务的提供者。

在用户呼叫后运行，并在计划通信时主动启动与远程服务器的通信（请求服务）。

因此，客户机程序必须知道服务器程序的地址。

不需要特殊的硬件和复杂的操作系统。

一种旨在提供服务的程序，可以同时处理来自多个远程或本地客户的请求。

系统启动后，自动呼叫并持续运行，被动等待并接收来自世界各地客户的通信请求。

因此，服务器程序不需要知道客户端程序的地址。

通常，需要强大的硬件和先进的操作系统支持。

本质上，对等连接模式仍然是客户机-服务器模式，但对等连接中的每个主机既是客户机又是服务器。

网络的核心部分是互联网最复杂的部分。

网络的核心部分应该为网络边缘的大量主机提供连接，以便边缘部分的任何主机都可以与其他主机通信（即，传输或接收各种形式的数据）。

路由器在网络的核心起着特殊的作用。

路由器是分组交换的关键部件。

它的任务是转发接收到的数据包，这是网络核心部分最重要的功能。

路由器是分组交换的关键部件。

它的任务是转发接收到的数据包，这是网络核心最重要的功能1-13客户服务方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？答：客户机-服务器模式为点对多点，对等通信模式为点对点。

在用户呼叫后运行，并在计划通信时主动启动与远程服务器的通信（请求服务）。

因此，客户机程序必须知道服务器程序的地址。

系统启动后，自动呼叫并持续运行，被动等待并接收来自世界各地客户的通信请求。

因此，服务器程序不需要知道客户端程序的地址。

本质上，对等连接模式仍然是客户机-服务器模式，但对等连接中的每个主机既是客户机又是服务器。

对等连接还需要知道彼此的服务器地址。

1-14计算机网络的常见性能指标是什么？回答：1级比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。

bit来源于binarydigit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。

速率的单位是b/s，或kb/s,mb/s,gb/s等。

速率往往是指额定速率或标称速率。

2.带宽“带宽”最初指信号的频带宽度，单位为赫兹（或千赫兹、兆赫、千兆赫兹等）。

现在，“带宽”是可以通过数字信道传输的“最高数据速率”的同义词。

单位为“位/秒”，或B/S（位/秒）。

3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4.延时传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

5.时延带宽积6.往返时间rtt7.利用率1-15假设网络利用率达到90%。

尝试估计所选网络延迟是其最小值的多少倍？答：d0代表网络空闲时的延迟，D代表当前网络的延迟。

U是利用率，那么：D=d0/（1-U），也就是说，D=10d0。

1-17收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2.3×108。

试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kbit/s，传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。

（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1gbit/s，传输距离和信号在媒体上的传播速率同上。

答：（1）发送延迟=107/（100）×1000）=100s传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms（2）：传输延迟=103/（109）=10-6s=1US传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms1-18。

假设信号在媒体上的传播速率为2.3×108m/s。

媒体长度L为：（1）10cm（网卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）。

当数据速率为MB/S1和10Gb/s时，尝试计算在上述介质中传输的比特数。

A：传播延迟=信道长度/信道上电磁波的传播速率延迟带宽乘积=传播延迟*带宽（1）0.1m/2.3/108×1×108b/s=0.000435bit（2）100m/2.3/108×1×108b/s=0.435bit（3）100000/2.3/108×1×108=435bit（4）5×106/2.3/108×1×108=21739bit1-19. 长度为100字节的应用层数据被传输到传输层，需要一个20字节的TCP报头。

然后将其移交给网络层进行传输，需要添加一个20字节的IP报头。

最后，它被移交给数据链路层的以太网传输，以及第一个和最后18个字节。

试着找出数据传输效率。

如果应用层数据长度为1000字节，那么数据传输效率是多少？答：数据长度为100字节时当数据长度为1000字节时，传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3%，传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%1-21协议与服务有何区别？有何关系？答：协议是水平的，服务是垂直的。

协议是“水平”的，也就是说，协议是控制对等实体之间通信的规则。

服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

协议与服务的关系在协议的控制下，上层调用下层，下层为上层服务，上层和下层与交换原语交换信息。

有时，同一层上的两个实体之间存在连接。

1-24试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：所谓五层协议的网络架构是一个五层模型，它集成了OSI的七层模型和TCP/IP的四层模型。

五层协议的架构如图1-1所示。

应用层；传输层；网络层；数据链路层；物理层图1-1五层协议架构各层主要功能：（1）应用层应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。

应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（useragent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。

(2）运输层该任务负责主机中两个进程之间的通信。

因特网的运输层可使用两种不同的协议。

即面向连接的传输控制协议tcp和无连接的用户数据报协议udp。

面向连接的服务提供可靠的交付。

无连接服务则不能提供可靠的交付。

只是best-effortdelivery.(3)网络层网络层负责为数据包选择适当的路由，以便从源主机的传输层传输的数据包可以传送到目的主机。

（4）数据链路层数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。

（5）物理层物理层的任务是透明地传输比特流。

“透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。

物理层应该考虑使用多少电压来表示“1”或“0”，以及当发送器发送比特“1”时，接收方如何识别它是“1”而不是“0”。

物理层还决定了连接电缆的插头应有多少插脚，以及每个插脚的连接方式。

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？（1）物理层需要解决的主要问题：①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。

②. 为其服务用户（数据链路层）提供在物理传输介质上传输和接收比特流（通常为串行和顺序比特流）的能力。