谢希仁计算机网络第五版(第一到第六章)课后习题答案-2012-5(改正)

《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-3试从多个方面比较电路交换、报文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）报文交换:将用户的报文存储在交换机的存储器中。

当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。

报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。

但它的缺点也是显而易见的。

以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。

报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。

（3）分组交换:分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。

它兼有电路交换和报文交换的优点。

分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。

每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。

把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。

到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。

1-8计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：1、按网络覆盖的地理范围分类：（1）局域网：局域网是计算机硬件在比较小的范围内通信线路组成的网络，一般限定在较小的区域内，通常采用有线的方式连接起来。

（2）城域网：城域网规模局限在一座城市的范围内，覆盖的范围从几十公里至数百公里，城域网基本上是局域网的延伸，通常使用与局域网相似的技术，但是在传输介质和布线结构方面牵涉范围比较广。

（3）广域网：覆盖的地理范围非常广，又称远程网，在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。

3、按网络的拓扑结构分类：（1）星型网络：各站点通过点到点的链路与中心相连，特点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控，但一旦中心节点有故障会引起整个网络瘫痪。

（2）总线型网络：网络中所有的站点共享一条数据通道，总线型网络安装简单方便，需要铺设的电线最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络，但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网络容易。

（3）树型网络：是上述两种网的综合。

（4）环型网络：环型网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，增加新的站点较困难。

（5）网状型网络：网状型网络是以上述各种拓扑网络为基础的综合应用。

4、按通信方式分类：（1）点对点传输网络：数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输，在一对机器之间通过多条路径连接而成，大的网络大多采用这种方式。

（2）广播式传输网络：数据在共用通信介质线路中传输，由网络上的所有机器共享一条通信信道，适用于地理范围小的小网或保密要求不高的网络。

6、按服务方式分类：（1）客户机/服务器(C／S)模式：C／S计算的模式的结构是分散、多层次和具有图形用户接口的PC机作为客户机，不同的操作系统或不同的网络操作系统对应不同的语言和开发工具，其工作特点是文件从服务器被下载到工作站上，然后在工作站上进行处理，而基于主机的大型机工作特点是所有处理都发生在主机上。

（2）浏览器/服务器(B／S)模式：主要特点是它与软硬件平台的无关性，把应用逻辑和业务处理规则放在服务器一侧。

（3）对等网或称为对等式的网络：对等网可以不要求具备文件服务器，特别是应用在一组面向用户的PC机，每台客户机都可以与其他每台客户机实现"平等"对话操作，共享彼此的信息资源和硬件资源，组网的计算机一般类型相同，甚至操作系统也相同，这种网络方式灵活方便，但是较难实现集中管理与控制，安全性也低。

*1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。

要传送的报文共x（bit），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为被b（bit/s）。

在电路交换时电路的建立时间为s（s）。

在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。

问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？答：(1)对电路交换，需要建立好链路后才能发送数据。

当链路建立时间t1=s时，链路建立；当发送数据时间t2=x/b，发送完最后1个bit；K段链路的传播时间t3=kd；故:总时间t = t1+t2+t3=s+x/b+kd，所有的信息到达目的地。

(2)对分组交换，不需要建立链路就发送数据。

当发送数据时间m1=x/b，发送完最后1个bit；当为了到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，每次转发的时间为p/b，存储转发的时间m2=(k-1)p/b；K段链路的传播时间m3=kd；故：总时间m =m1+m2+m3= x/b+(k-1)p/b+kd；所以当分组交换的时延小于电路交换有：x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd，得出 (k-1)p/b＜＜s （当x>>p时）*1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。

通信的两端共经过k段链路。

链路的数据率为b（bit/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？答：分组个数=x/p （个），传输分组的总比特数=(p+h)x/p （bit）,源点发送时延=(p+h)x/pb (s)最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延=(k-1)(p+h)/b (s)则总发送时延D=源点发送时延+中间发送时延=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b求D对p的导数（令D等于0），求得p=(hx/(k-1))(1/2)1-12（1）在网络边缘的端系统中运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Client/Server方式，对等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式。

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：(1)客户服务器方式是一点对多点的，对等通信方式是点对点的。

(2)被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。

因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。

系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。

因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。

对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。

对等连接也需要知道对方的服务器地址。

1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？答：1.速率比特（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 binary digit，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(data rate)或比特率(bit rate)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”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。

现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。

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.时延传输时延（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。

传播时延:电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

*注意比较传输时延和传播时延的不同。

处理时间排队时延5.时延带宽积6.往返时间RTT7.利用率*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2×108m/s。

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。

（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。

答：（1）发送延迟=107/（100×1000）=100s传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms（2）发送延迟=103/（109）=10-6s=1us传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms*1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2.3×108m/s。

媒体长度L分别为：(1) 10cm(网卡)(2) 100m(局域网)(3) 100km(城域网)(4) 5000km(广域网)试计算当数据率（带宽）为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

答：传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率时延带宽积=传播时延×带宽媒体中传播比特数=(信道长度/电磁波在信道上的传播速率)×带宽1、当数据率（带宽）为1Mb/s:（1）(0.1m/2.3×108)×1×106=0.000435 bit（2）(100m/2.3×108)×1×106=0.435 bit（3）(100000/2.3×108)×1×106=435 bit（4）(5×106/2.3×108)×1×106=21739 bit2、当数据率（带宽）为10Gb/s:（1）(0.1m/2.3×108)×1×1010=4.35 bit（2）(100m/2.3×108)×1×1010=4350 bit（3）(100000/2.3×108)×1×1010=4350000 bit（4）(5×106/2.3×108)×1×1010=217390000 bit*1-19 长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP首部。