计算机网络课后习题

第一章

1-03 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：实现了端对端通信，通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。

（ 2 ）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽，对突发式数据通信效率高，通信迅速。

（ 3 ）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。

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 ）。从源点到终点共经过 k 段链路，每段链路的传播时延为 d （ s ），数据率为 b(b/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？（提示：画一下草图观察 k 段链路共有几个结点。）

答：

线路交换时延： kd+x/b+s ，

分组交换时延： kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)

其中 (k-1)*(p/b) 表示 K 段传输中，有 (k-1) 次的储存转发延迟，当 s>(k-1)*(p/b) 时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当 x>>p ，相反。

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 × 10^8m /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 10^7bit ，数据发送速率为 100kb/s 。

（ 2 ） 数据长度为 10^3bit ，数据发送速率为 1Gb/s 。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：

（ 1 ）      发送时延： ts=10^7/10^5=100s

传播时延 tp=10^6/(2 × 10^8)=0.005s

（ 2 ）      发送时延 ts =10^3/10^9=1µs

传播时延： tp=10^6/(2 × 10^8)=0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-18 假设信号在媒体上的传播速度为 2 × 10^8m /s. 媒体长度 L 分别为：

（ 1 ） 10cm （网络接口卡）

（ 2 ） 100m （局域网）

（ 3 ） 100km （城域网）

（ 4 ） 5000km （广域网）

试计算出当数据率为 1Mb/s 和 10Gb/s 时在以上媒体中正在传播的比特数。

解：

（ 1 ）      1Mb/s: 传播时延 =0.1/(2 × 10^8)=5 × 10^-10

比特数 =5 × 10^-10 × 1 × 10^6=5 × 10^-4

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-10 × 1 × 10^9=5 × 10^-1

（ 2 ）      1Mb/s: 传播时延 =100/(2 × 10^8)=5 × 10^-7

比特数 =5 × 10^-7 × 1 × 10^6=5 × 10^-1

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-7 × 1 × 10^9=5 × 10^2

（ 3 ）      1Mb/s: 传播时延 =100000/(2 × 10^8)=5 × 10^-4

比特数 =5 × 10^-4 × 1 × 10^6=5 × 10^2

1Gb/s: 比特数 =5 × 10^-4 × 1 × 10^9=5 × 10^5

（ 4 ）      1Mb/s: 传播时延 =5000000/(2 × 10^8)=2.5 × 10^-2

比特数 =2.5 × 10^-2 × 1 × 10^6=5 × 10^4

1Gb/s: 比特数 =2.5 × 10^-2 × 1 × 10^9=5 × 10^7

1-19 长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上 20 字节的 TCP 首部。再交给网络层传送，需加上 20 字节的 IP 首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工 18 字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。若应用层数据长度为 1000 字节，数据的传输效率是多少？

解：

（ 1 ） 100/ （ 100+20+20+18 ） =63.3%
（ 2 ） 1000/ （ 1000+20+20+18 ） =94.5%

1-24      论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：

综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：

物理层：

物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第 0 层）。物理层主要描述传输媒体的接口特性，如机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。

数据链路层：

数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（ frame ）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。

网络层：

网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，实现数据包的转发，并交付给目的站的运输层。

运输层：

运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。

应用层：

应用层直接为用户的应用进程提供服务。

第二章

2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特 / 每秒”和“码元 / 每秒”有何区别？

答：

数据在信道中的传输速率受介质类型、质量、信噪比等因素的影响。受传输环境及介质质量等因素影响，信噪比不能任意提高。

香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。

比特 / 每秒是信息传输速率的单位，码元 / 每秒指码元传输速率，也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。

2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000 码 元 / 秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为 16 个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（ b/s ） ?

答： C=R*Log₂ 16=20000 *4=80000b/s

2-08 假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？）

答：

C=Wlog2 （ 1+S/N ） (b/s)

W=3khz ， C=64khz

S/N=64.2dB   是个信噪比要求很高的信源

2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz ，最大信道传输速率为 35kb/s ，那么若想使最大信道传输速率增加 60 ％，问信噪比 S/N 应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S/N 应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，问最大信息速率能否再增加 20 ％？

答：

C = W log₂ (1+S/N) b/s

SN1=2^ （ C1/W ） -1=2^ （ 35000/3100 ） -1=2504

SN2=2^ （ C2/W ） -1=2^ （ 1.6*C1/w ） -1=2^ （ 1.6*35000/3100 ） -1=274132

SN2/SN1=109 信噪比应增大到约 109 倍。

C3=Wlong2 （ 1+SN3 ） =Wlog2 （ 1+10*SN2 ）

3100*log₁₀ (2741320)/log₁₀ (2) = 66298

C3/C2=(66298-3100*1.6/3100*1.6) =18.38% ( 书： 18.5%)

如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，最大信息通率只能再增加 18.38% 左右

第三章

3-01  数据链路 ( 即逻辑链路 ) 与链路 ( 即物理链路 ) 有何区别 ? “ 电路接通了 ” 与 ” 数据链路接通了 ” 的区别何在 ?

答：

数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

“ 电路接通了 ” 表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是 “ 数据链路接通了

《仙剑奇侠传5》女一号-唐雨柔闪亮登场 关于dz Error: Table 'xxxxx.settings' doesn't exist 的问题