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计算机网络原理2018版李全龙第一章课后习题

第一章计算机网络概述

1.什么是计算机网络?

答:计算机网络是计算机技术与通信技术相互融合的产物。计算机网络是互连的、自治的计算机的集合。

2.网络协议的三要素是什么?每个要素的含义是什么?

答:(1)语法:定义实体之间交换信息的格式与结构,或者定义实体之间的传输信号的

电平等。

(2)语义:语义就是定义实体之间交换的信息中需要发送(或包含)哪些控制信息,这些信息的具体含义,以及针对不同含义的控制信息,接收信息端应如何响应。

(3)时序:时序也称为同步,定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度。

3.计算机网络的功能是什么?

答:(1)硬件资源共享。

(2)软件资源共享。

(3)信息资源共享。

4.按网络覆盖范围划分,主要有哪几类计算机网络?各有什么特点?

答:按网络覆盖范围划分,可分为以下4种类型:

(1)个域网(PAN):通常是个人设备通过无线通信技术构成小范围的网络,实现个人

设备间的数据传输,个域网通常覆盖范围在1~10m。

(2)局域网(LAN):采用高速优先或无线链路链接主机,实现局部范围内高速数据传

输。局域网通常覆盖范围在10m~1km。

(3)城域网(MAN):城域网是指覆盖一个城市范围的网络,覆盖范围通常在5~50km。

(4)广域网(WAN):广域网覆盖范围在几十到几千千米,通常跨越更大的地理空间,

可以实现异地城域网或局域网的互连。

5.按网络拓扑划分,主要有哪几类计算机网络?各有什么特点?

答:(1)星形拓扑结构:易于监控与管理,故障诊断与隔离容易;中央节点是网络的

瓶颈,一旦故障,全网瘫痪,网络规模受限于中央结点的端口数量。

(2)总线型拓扑结构:结构简单,所需电缆数量少,易于扩展;通信范围受限,故

障诊断与隔离比较困难,容易产生冲突。

(3)环形拓扑结构:所需电缆长度短,可以使用光纤,易于避免冲突;某结点的故

障容易引起全网瘫痪,新结点的加入或撤出过程比较麻烦,存在等待时间问题。

(4)网状拓扑结构:可靠性高;结构复杂,造价成本高,选路协议复杂。

(5)树形拓扑结构:易于扩展,故障易于隔离;对根结点的可靠性要求高。

(6)混合拓扑结构:易于扩展;网络结构复杂、管理与维护复杂。

6.计算机网络结构主要包括那几部分?每部分的主要功能是什么?

答:(1)网络边缘(networkedge):网络边缘为网络用户提供了网络应用服务。

(2)接入网络(accessnetwork):实现网络边缘的端系统与网络核心连接与接入的网

络。

(3)网络核心(networkcore):实现网络边缘中的主机之间的数据中继与转发。

7.简要描述你了解的接入网络,这些接入网络都有什么特点?经常使用的是哪类接入网络?

答:(1)电话拨号接入:覆盖广泛;带宽有限。

(2)非对称数字用户线路ADSL:覆盖广泛;共享线路;带宽较大。

(3)混合光纤同轴电缆HFC接入网络:总带宽较大,但受限于用户数。

(4)局域网。

(5)移动接入网络。

常用的有(2)(3)(5)。

8.请简述电路交换工作过程以及电路交换的特点。

答:电路交换过程为:

(1)建立电路。

(2)传输数据。

(3)拆除电路。

电路交换的优点是实时性高,时延和时延抖动都较小;缺点是对于突发性数据传输,信道利用率低,且传输速率单一。

9.什么是报文交换?什么是分组交换?试比较两者的优劣。

答:报文交换:发送方把要发送的信息附加上发送/接收主机的地址及其其他控制信息,

然后以报文为单位在交换网络的各结点之间以存储-转发的方式传送,直至送达目的主机。

分组交换:需要将待传输数据分割成较小的数据块,每个数据块附加上地址、序号等控制信息构成数据分组,每个分组独立传输到目的地,目的地将接收到的分组重新组装,还原为报文。

分组交换相比较于报文交换有以下优点:

(1)交换设备存储容量要求低。

(2)交换速度快。

(3)可靠传输效率高。

(4)更加公平。

10.OSI参考模型包括几层?每层的主要包括哪些协议?

答:OSI参考模型包括7层,分别为:

(1)物理层

(2)数据链路层

(3)网络层

(4)传输层

(5)会话层

(6)表示层

(7)应用层

11.TCP/IP参考模型包括几层?每层主要包括哪些协议?

答:TCP/IP参考模型包括4层:

(1)网络接口层

(2)网络互连层:BGP/OSPF/RIP/IGMP

(3)传输层:TCP/UDP

(4)应用层:HTTP/FTP/SMTP/POP3

12.考虑两台主机A和主机B由一条带宽为R(bit/s)、长度为D(m)的链路互连,信号传

播速率为V(m/s)。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组,分组长度为L位。试求:1)传播延迟(时延)d p

2)传输延迟d t

3)若忽略结点处理延迟和排队延迟,则端到端延迟T是多少?

4)若d p>d t,则t=d t时刻,分组的第一位在哪里?

5)若V=250000km/s,L=512bit,R=100Mbit/s,则使时延带宽积刚好为一个分组长度(即512bit)的链路长度D是多少?

答:1)传播延迟(时延)d p=D(m)/V(m/s)

2)传输延迟d t=L/R(bit/s)

3)端到端延迟T==d p+d t

4)

5)时延带宽积G=d p XR

G=D(m)/V(m/s)XR

512bit=D/250000km/sX100Mbit/s

D=512bitX250000km/s/100Mbit/s

=768m

13.假设主机A向主机B以存储-转发的分组交换方式发送一个大文件。主机A到达主机

路径上有3段链路,其速率分别是R1=500kbit/s,R2=2Mbit/s,R3=1Mbit/s。试求:

B的1)假设网络没有其他流量,则该文件传输的吞吐量是多少?

2)假设文件大小为4MB,则传输该文件到主机B大约需要多少时间?

答:1)Thr=min(R1,R2,R3)=R1=500kbit/s。所以该文件传输的吞吐量为

2)T=4MBX8bit/500kbit/s=64s。

500kbit/s。

14.假设主机A向主机B发送一个L=1500B的分组,主机A到达主机B的路径上有3段链路,2个分组交换机,3段链路长度分别为D1=5000km、D2=4000km、D3=1000km;每段链路的传

输速率均为R=2Mbit/s,信号传播速率为V=250000km/s,分组交换机处理每个分组的时延为

d c=3ms,试求:

1)若以存储-转发的分组交换方式,则该分组从主机A到达主机B的端到端时延是多少?

2)若d c=0,则不采取存储-转发的分组交换方式,而是分组交换机直接转发收到的每个分组

(即直通交换),则该分组从主机A到达主机B的端到端时延是多少?

i

答:1)端到端延迟

T=d n=d c1+d c2+d p1+d p2+d p3+d t1+d t2+d t3=3ms+

3ms+D1/V+D2/V+D3/V+(L/R)*3

=6ms+40ms+18ms=76ms

2)端到端延迟

i

+d p2+d p3+d t1+d t2+d t3=70ms T=d n=d p1

15.如图1.18为无限趋近于所示的网络。A在

0的小正实数)向

t=0

D

时刻开始向

发送一个

C发送一个2Mbit的文件;B在t=0.1+es(e

1Mbit的文件。忽略传播延迟和结点处理延迟

(注:k=103,M=106)。

请回答下列问题:

1)如果图中网络采用存储-转发的报文交换方式,则A将2Mbit的文件交付给C需要多长时间?B将1Mbit的文件交付给D需要多长时间?

2)如果图中网络采用存储-转发的报文分组方式,分组长度为等长的1kbit,且忽略分组头

开销以及报文的拆装开销,则A将2Mbit的文件交付给C需要大约多长时间?B将1Mbit的

文件交付给D需要大约多长时间?

3)报文交换与分组交换相比,那种交换方式更公平?

答:1)Thr=min(R1,R2,R3)=10Mbit/s。

A将2Mbit的文件交付给C需要d t=L/R=2Mbit/10Mbit/s=0.2s。

B将1Mbit的文件交付给D需要d t=L/R=1Mbit/10Mbit/s=0.1s。

2)A将2Mbit的文件交付给C需要d t=NXL/R=2Mbit/1kbitX1kbit/10Mbit/s=0.2s

B将1Mbit的文件交付给D需要d t=NXL/R=1Mbit/1kbitX1kbit/10Mbit/s=0.1s。

3)报文交换与分组交换相比,分组交换更公平。因为如果采用报文交换的方式,先将

A传输给C,需要占用0.2s,在此期间B是无法将数据传输给D的,需要等到A的文件传输

1kbit的长度,可以进行交替传

完毕后才能开始。而如果采用分组方式则将两个文件都分为

输,所以分组交换更公平。