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《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哪些服务? 答:计算机网络向用户的最重要的功能有两个,连通性和共享。

1-2 试简述分组交换的特点 答: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。

1-3 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。

1-4 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革? 答:因特网缩短了人际交往的时间和空间,改变了人们的生活、工作、学习和交往方式, 是世界发生了极大的变化。

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:第一阶段是从单个网络 ARPANRET 向互联网发展的过程。

最初的分组交换网 ARPANET 只是一个单个的分组交换网,所有要连接在 ARPANET 上的主机都直接与就近的结点交换机相 连。

而后发展为所有使用 TCP/IP 协议的计算机都能利用互联网相互通信。

第二阶段是 1985-1993 年,特点是建成了三级结构的因特网第三阶段是 1993 年至今,特点是逐渐形成了 多层次 ISP 结构的因特网。

1-6 简述因特网标准制定的几个阶段。

答: 制定英特网的正式标准要经过一下的四个阶段[RFC 2026]: (1)因特网草案 (Internet Draft) 。

(2)建议标准(Proposed Standard) 。

(3)草案标准(Draft Standard) 。

(4)因特网 标准(Internet Standard) 。

1-7 小写和大些开头的英文名字 internet 和 Internet 在意思上有何重要区别? 答:以小写字母 i 开始的 internet(互联网或互连网)是一个通用名词,它泛指由多个 计算机网络互联而成的网络。

在这些网络之间的通信协议(即通信规则)可以是任意的。

以 大写字母 I 开始的 Internet(因特网)则是一个专有名词,它指当前全球最大的、开放的、 由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则,其前身 是美国的 ARPANET。

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。

2、按传榆介质分类: ( 1) 、有线网:采用同轴电缆、双绞线,甚至利用又线电视电视电 缆来连接的计算机网络,又线网通过"载波"空间进行传输信息,需要用导线来实现。

(2) 、无 线网:用空气做传输介质,用电磁波作为载体来传播数据。

无线网包括:无线电话、语音广 播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网。

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。

5、按网络使用的目的分类: (1) 、共享资源网:使用者可共享网络中的各种资源。

(2) 、数据处理网:用于处理数据的网络。

(3) 、数据传输网:用来收集、交换、传输数据的网络。

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。

7、按企业和公司管理分类: (1) 、内部网:一般指企业内部网,自成一体形成一个独立的网络。

(2) 、内联网:一般指经改造的或新建的企业内部网,采用通用的 TCP/IP 作为通信协 议,一般具备自己的 WWW 服务器和安全防护系统,为企业内部服务,不和因特网直接进行连 接。

(3) 、外联网:采用因特网技术,有自己的 WWW 服务器,但不一定与因特网直接进行连 接的网络,同时必须建立防火墙把内联网与因特网隔离开,以确保企业内部信息的安全。

( 4) 、因特网:因特网是目前最流行的一种国际互联网,在全世界范围内得到应用,结 合多媒体的"声、图、文"表现能力,不仅能处理一般数据和文本,而且也能处理语音、声响、 静止图象、电视图象、动画和三维图形等。

1-9 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么? 答:主干网的特点:设施共享;高度综合集成,可应付高密度的业务需求量;工作在可 控环境;使用率高;技术演进迅速,以软件为主;成本逐渐下降。

本地接入网特点:设施专 用,且分散独立;接入业务种类多,业务量密度低;线路施工难度大,设备运行环境恶劣; 使用率低;技术演进迟缓,以硬件为主;网径大小不一,成本与用户有关。

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 C(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:对电路交换,当 t=s 时,链路建立;当 t=s+x/C,发送完最后一 bit;当 t=s+x/C+kd, 所有的信息到达目的地。

对分组交换,当 t=x/C, 发送完最后一 bit;为到达目的地,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/C ,所 以总 的延 迟 = x/C+(k-1)p/C+kd 所以当分组交换的时延小于电路交换 x/C+(k-1)p/C+kd < s+x/C+kd 时, (k-1)p/C<s 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 x/p,传输的总比特数:(p+h)x/p 源发送时延:(p+h)x/pb 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 总发送时延 D=源发送时延+中间发 送时延 D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b 令其对 p 的导数等于 0,求极值 p=√hx/(k-1) 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:边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。

这部分是用户直接使用的,用来进行 通信(传送数据、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。

这部分是为边缘部分服务的(连通性和交换) 。

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 方式客户(client)和服务器(server)都是指通信 中所涉及的两个应用进程。

客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

客户 是服务的请求方,服务器是服务的方。

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。

不需要特殊的硬件 和很复杂的操作系统。

一种专门用来某种服务的程序,可同时处理多个远地或本地客户

的请求。

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。

一般需要强大的硬件和高级的操 作系统支持。

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。

网络核心部分是因特网中最复杂的部分。

网络中的核心部 分要向网络边缘中的大量主机连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机 通信(即传送或接收各种形式的数据) 。

在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路 由器是实现分组交换(packetswitching)的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核 心部分最重要的功能。

路由器是实现分组交换 (packet switching)的关键构件,其任务是转 发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能 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:客户服务器方式是一点对多点的,对等通信方式是点对点的。

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)。

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