计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版

计算机网络第七版答案第一章 概述1-01计算机网络向用户可以提供那些服务？答： 连通性和共享1-02简述分组交换的要点答：（ 1）报文分组，加首部（ 2）经路由器储存转发（3）在目的地合并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：端对端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1-04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： 融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力1-05因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点答：从单个网络 APPANET 向互联网发展； TCP/IP 协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP 结构的 Internet；ISP 首次出现1-06简述因特网标准制定的几个阶段？答：（ 1）因特网草案 (Internet Draft)—— 在这个阶段还不是RFC 文档。

2）建议标准 (Proposed Standard) —— 从这个阶段开始就成为RFC 文档 3）草案标准 (Draft Standard) （4） 因特网标准 (Internet Standard)1-07 小写和大写开头的英文名internet 和 Internet 在意思上有何重要区别？答：（ 1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 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：按范围：（ 1）广域网 WAN ：远程、高速、是 Internet 的核心网 2）城域网：城市范围，链接多个局域网 3）局域网：校园、企业、机关、社区 4）个域网 PAN ：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运专用网：面向特定机构1-09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：提供远程覆盖高速传输 和路由器最优化通信本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低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1-11 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(b/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？ （提示：参考图 1-12 的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。

答：总时延D表达式，分组交换时延为： D=kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/bD 对 p 求导后，令其值等于 0，求得 p=[(xh)/(k-1)]^0.51-12 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？它们的工作方式各有什么特点？答：边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享 ;低速连入核心网核心部分：由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换1-13客户服务器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：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别后者实际上是前者的双向应用1-14计算机网络有哪些常用的性能指标？答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT ，利用率1-15 假定网络利用率达到了90% 试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？解：设网络利用率为U 网络时延为 D ，网络时延最小值为 D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10 现在的网络时延是最小值的 10 倍1-16计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能特征有什么区别？答：征：宏观整体评价网络的外在表现。

性能指标：具体定量描述网络的技术性能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 100kb/s 2） 数据长度为 103bit, 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=107/105=100s 传播时延 tp=106/(2 ×108)=0.005s（ 2）发送时延 ts =103/109=1 μs传播时延： tp=106/(2 ×108)=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 2×108m/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 ×108)=5×10-10 比 特 数 =5×10-10×1×106=5×10-4 1Gb/s: 比 特 数=5×10-10 ×1×109=5×10-1（ 2 ） 1Mb/s: 传 播 时 延 =100/(2 ×108)=5×10-7 比 特 数 =5×10-7×1×106=5×10-1 1Gb/s: 比 特 数=5×10-7 ×1×109=5×102(3) 1Mb/s: 传 播 时 延 =100000/(2 ×108)=5 ×10-4 比 特 数 =5×10-4 ×1×106=5×1021Gb/s: 比 特 数=5×10-4 ×1×109=5×105(4)1Mb/s: 传 播 时 延 =5000000/(2 ×108)=2.5 10×-2 比 特 数 =2.5 ×10-2 ×1×106=5×1041Gb/s: 比 特 数=2.5 ×10-2 ×1×109=5×1071-19的 IP长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上首部。

最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工20 字节的 TCP 首部再交给网络层传送，需加上 20 字节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%1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活 答：分层的好处：①各层之间是独立的某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的②灵活性好当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响③结构上可分割开各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护⑤能促进标准化工作与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统1-21 协议与服务有何区别？有何关系？ 答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定由以下三个要素组成：（ 1）语法：即数据与控制信息的结构或格式 2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

3）同步：即事件实现顺序的详细说明协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务协议和服务的概念的区分：1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议下面的协议对上面的服务用户是透明的2、协议是 “水平的 ”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则但服务是“垂直的 ”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI 中称为服务原语1-22网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定由以下三个要素组成：（ 1）语法：即数据与控制信息的结构或格式 2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应 3）同步：即事件实现顺序的详细说明1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！就如同两个朋友在电话中约会好，下午 3 点在公园见面，并且约定不见不散。

这个协议就是很不科学的，因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况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 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法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，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1-25试举出日常生活中有关 “透明 ”这种名词的例子答：电视，计算机视窗操作系统、工农业产品1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。

答：实体 (entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议 是控制两个对等实体进行通信的规则的集合客户 (client) 和服务器 (server)都是指通信中所涉及的两个应用进程客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方客户服务器方式 所描述的是进程之间服务和被服务的关系协议栈 :指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.对等层 :在网络体系结构中 ,通信双方实现同样功能的层 .协议数据单元 : 对等层实体进行信息交换的数据单位.服务访问点 :在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方 .服务访问点 SAP 是一个抽象的概念 ,它实体上就是一个逻辑接口 .1-27试解释 everything over IP和 IP over everthing 的含义 TCP/IP 协议可以为各式各样的应用提供服务（所谓的 everything over ip ）答：允许 IP 协议在各式各样的网络构成的互联网上运行（所谓的ip over everything ）第二章 物理层2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：物理层要解决的主要问题：（ 1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。

2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题 3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路物理层的主要特点： （1）由于在 OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI 的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂2-02 归层与协议有什么区别？答：规程专指物理层协议2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用答：源点：源点设备产生要传输的数据源点又称为源站发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息终点又称为目的站传输系统：信号物理通道2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。

答：数据：是运送信息的实体信号： 则是数据的电气的或电磁的表现模拟数据 ：运送信息的模拟信号模拟信号 ：连续变化的信号数字信号 ：取值为有限的几个离散值的信号数字数据 ：取值为不连续数值的数据码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形单工通信 ：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互半双工通信 ：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来全双工通信 ：即通信的双方可以同时发送和接收信息基带信号 （即基本频带信号）—— 来自信源的信号像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号带通信号 —— 把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含些什么内容？答：（ 1）机械特性明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等2）电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。

4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序2-06 数据在信道重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：码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制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/s 是信息传输速率的单位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） =20000b/s*4=80000b/s2-08 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=64à.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再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？答： C = W log2(1+S/N)b/s- àSN1=2* （C1/W ） -1=2* （ 35000/3100 ）-1SN2=2* （ C2/W ）-1=2* （1.6*C1/w ） -1=2* （1.6*35000/3100 ）-1SN2/SN1=100 信噪比应增大到约 100 倍。

C3=Wlong2 （ 1+SN3）=Wlog2 （1+10*SN2 ）C3/C2=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18.5%左右2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：双绞线 屏蔽双绞线STP (Shielded Twisted Pair) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)同轴电缆50W 同轴电缆 75 W 同轴电缆 光缆无线传输：短波通信/微波 /卫星通信2-11 假定有一种双绞线的衰减是 0.7dB/km( 在 1 kHz 时 )，若容许有 20dB 的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？如果要双绞线的工作距离增大到 100 公里，试 应当使衰减降低到多少？解：使用这种双绞线的链路的工作距离为 =20/0.7=28.6km衰减应降低到 20/100=0.2db2-12 试计算工作在 1200nm 到 1400nm 之间以及工作在 1400nm 到 1600nm 之间的光波的频带宽度假定光在光纤中的传播速率为 2*10e8m/s.解： V=L*F-àF=V/L-- àB=F2-F1=V/L1-V/L21200nm 到 1400nm：带宽 =23.8THZ1400nm 到 1600nm：带宽 =17.86THZ2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？答：为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。

频分、时分、码分、波分2-14 试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.答： FDM(frequency division multiplexing)TDM(Time Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiplexing)DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)SONET(Synchronous Optical Network) 同步光纤网SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 同步数字系列STM-1(Synchronous Transfer Module) 第 1 级同步传递模块OC-48(Optical Carrier) 第 48 级光载波2-15 码分多址 CDMA 为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现占用较大的带宽2-16共有4 个站进行码分多址通信4 个站的码片序列为A ：（－ 1－ 1－ 1＋1＋ 1－ 1＋1＋1） B：（－ 1－1＋1－ 1＋ 1＋1＋1－ 1）C：（－ 1＋ 1－1＋1＋ 1＋1－1－ 1） D：（－ 1＋1－1－ 1－ 1－1＋1－ 1）现收到这样的码片序列 S：（－ 1＋ 1－3＋1－ 1－3＋1＋1）问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是 1？解： S?A=（＋ 1－1＋3＋ 1－1＋3＋ 1＋ 1）／ 8=1，A发送 1S?B=（＋ 1－1－ 3－1－1－3＋ 1－1）／ 8=－ 1， B 发送 0S?C=（＋ 1＋1＋ 3＋1－1－3－ 1－1）／ 8=0，C 无发送S?D=（＋ 1＋1＋ 3－ 1＋1＋3＋ 1－ 1）／ 8=1，D发送12-17 试比较 xDSL 、 HFC 以及 FTTx 接入技术的优缺点？答： xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务成本低，易实现，但带宽和质量差异性大 HFC 网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。

要将现有的450 MHz单向传输的有线电视网络改造为750 MHz双向传输的HFC网需要相当的资金和时间FTTx （光纤到 ）这里字母x 可代表不同意思可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太大2-18 为什么在答：靠先进的ASDL 技术中，在不到 1MHz 的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？DMT 编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特第三章数据链路层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出链路外，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 ”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。

3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能 ?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点 . 答：链路管理帧定界流量控制 差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率3-03网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（ OSI 中的数据链里层和物理层）3-04数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06PPP 协议的主要特点是什么？为什么PPP 不使用帧的编号？ PPP 适用于什么情况？为什么PPP 协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为 0xFF 。

地址字段实际上并不起作用控制字段C 通常置为 0x03 PPP 是面向字节的当PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充 （和 HDLC的做法一样） ，当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法PPP 适用于线路质量不太差的情况下、 PPP 没有编码和确认机制3-073-08要发送的数据为 101110采用 CRCD生成多项式是P（ X ）=X3+1 试求应添加在数据后面的余数答：作二进制除法， 101110 000 10011添加在数据后面的余数是0113-09一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？答： 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 7EFE 27 7D7D65 7D3-103-11试分别讨论一下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是透明传输提示：请弄清什么是 “透明传输 ”，然后考虑能否满足其条件 1）普通的电话通信 2）电信局提供的公用电报通信 3）因特网提供的电子邮件服务。

3-12 PPP 协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP 协议和ISP建立连接进行通信需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？3-13 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 答：局域网 LAN 是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络 从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：（ 1 ）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上2）地理范围有限，用户个数有限通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：（ 1）低层协议简单（2） 不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。

3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？答：星形网，总线网，环形网，树形网 当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的ASIC 芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？答： DIX Ethernet V2 标准的局域网 DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的802.3 标准3-16 数据率为 10Mb/s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期标准以太网的数据速率是 10MB/s ，因此波特率是数据率的两倍，即20M 波特3-17 为什么 LLC 子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？答：由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是DIX Ethernet V2 而不是802.3 标准中的几种局域网，因此现在802 委员会制定的逻辑链路控制子层LLC （即 802.2标准）的作用已经不大了。

3-18 试说明 10BASE-T 中的 “ 10、”“ BASE”和“ T”所代表的意思答： 10BASE-T 中的 “10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s ， “BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双绞线星形网，但 10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m3-19 以太网使用的 CSMA/CD 协议是以争用方式接入到共享信道这与传统的时分复用TDM 相比优缺点如何？答：传统的时分复用 TDM 是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD 课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突大3-20 假定 1km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 1Gb/s设信号在网络上的传播速率为200000km/s求能够使用此协议的最短帧长答：对于1km 电缆，单程传播时间为1/200000=5 为微秒，来回路程传播时间为10 微秒，为了能够按照CSMA/CD 工作 ，最 小帧 的 发射时 间不 能小于10微秒 ，以Gb/s 速率工 作， 10 微秒可以 发送 的比特 数等于10*10^-6/1*10^-9=10000, 因此，最短帧是 10000 位或 1250 字节长3-21 什么叫做比特时间？使用这种时间单位有什么好处？100 比特时间是多少微秒？答：比特时间是发送一比特多需的时间，它是传信率的倒数，便于建立信息长度与发送延迟的关系“比特时间 ”换算成 “微秒 ”必须先知道数据率是多少，如数据率是 10Mb/s ，则 100 比特时间等于 10 微秒。

3-22 假定在使用 CSMA/CD 协议的 10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100 试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mb/s 的以太网呢？答：对于 10mb/s 的以太网，以太网把争用期定为51.2 微秒，要退后 100 个争用期，等待时间是 51.2（微秒）*100=5.12ms对于 100mb/s 的以太网，以太网把争用期定为5.12 微秒，要退后100 个争用期，等待时间是5.12（微秒） *100=512 微秒3-23 公式（ 3-3）表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关能否由此推论出：以太网的利用率也与连接在以太网的站点数无关？请说明你的理由答：实际的以太网各给发送数据的时刻是随即的，而以太网的极限信道利用率的得出是假定以太网使用了特殊的调度方法（已经不再是CSMA/CD 了），使各结点的发送不发生碰撞3-24 假定站点 A 和 B 在同一个 10Mb/s 以太网网段上这两个站点之间的传播时延为225 比特时间现假定 A 开始发送一帧，并且在 A 发送结束之前B 也发送一帧。

如果 A 发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A 在检测到和 B 发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A 所发送的帧不会和 B 发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC 帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）答：设在 t=0 时 A 开始发送，在 t=（ 64+8）*8=576比特时间， A 应当发送完毕 t=225比特时间， B 就检测出 A 的信号只要 B 在 t=224 比特时间之前发送数据，A 在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了如果A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A 所发送的帧不会和 B 发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）3-25 在上题中的站点 A 和 B 在 t=0 时同时发送了数据帧当t=255 比特时间， A 和 B 同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273 比特时间完成了干扰信号的传输A 和 B 在 CSMA/CD 算法中选择不同的r 值退避假定 A 和 B 选择的随机数分别是 rA=0 和 rB=1 。

试问 A 和 B 各在什么时间开始重传其数据帧？A 重传的数据帧在什么时间到达B？A 重传的数据会不会和 B 重传的数据再次发生碰撞？B 会不会在预定的重传时间停止发送数据？答：t=0 时， A 和 B 开始发送数据 T1=225 比特时间 ,A 和 B 都检测到碰撞（tau）T2=273 比特时间 ,A 和 B 结束干扰信号的传输（T1+48）T3=594 比特时间 ,A 开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96 ）T4=785比特时间， B 再次检测信道T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则 B 在 T5=881比特时间发送数据、否则再退避 T5=T4+96 ）A 重传的数据在 819 比特时间到达 B ，B 先检测到信道忙，因此 B 在预定的 881 比特时间停止发送3-26 以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞于是按截断二进制指数退避算法进行重传重传次数记为 i ， i=1，2， 3, ..试计算第1 次重传失败的概率、第2 次重传的概率、第3 次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I 答：将第i 次重传成功的概率记为pi 。

显然第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率为0.125.平均重传次数I=1.6373-27 假定一个以太网上的通信量中的 80%是在本局域网上进行的，而其余的 20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的另一个以太网的情况则反过来这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机你认为以太网交换机应当用在哪一个网络？答：集线器为物理层设备，模拟了总线这一共享媒介共争用，成为局域网通信容量的瓶颈交换机则为链路层设备，可实现透明交换局域网通过路由器与因特网相连当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份时，形成集中面向路由器的数据流，使用集线器冲突较大，采用交换机能得到改善 当本局域网内通信量占主要成份时，采用交换机改善对外流量不明显3-28 有 10个站连接到以太网上试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽1）10个站都连接到一个 10Mb/s以太网集线器；（ 2）10 个站都连接到一个 100Mb/s 以太网集线器；（ 3） 10 个站都连接到一个10Mb/s 以太网交换机答 :（ 1）10个站都连接到一个 10Mb/s 以太网集线器： 10mbs（2）10 个站都连接到一个100mb/s 以太网集线器：100mbs（3） 10 个站都连接到一个 10mb/s 以太网交换机： 10mbs3-29 10Mb/s 以太网升级到 100Mb/s 、 1Gb/S 和 10Gb/s 时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？答：技术问题：使参数a 保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小长度在100mb/s的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆的度减小到100m，帧间时间间隔从原来9.6 微秒改为现在的0.96微秒吉比特以太网仍保持一个网段的最大长度为100m，但采用了 “载波延伸 ”的方法，使最短帧长仍为64 字节（这样可以保持兼容性）、同时将争用时间增大为512 字节。

并使用 “分组突发 ”减小开销10 吉比特以太网的帧格式与10mb/s，100mb/s 和 1Gb/s 以太网的帧格式完全相同吉比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体，它使用长距离（超过 km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广3-30以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答：以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组这些网段具有某些共同的需求虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4 字节的标识符，称为VLAN标记(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网3-31网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？答：网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发网桥具有过滤帧的功能当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥3-32图 3-35 表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和 B2 连接起来。

每一个网桥都有两个接口（1和 2）在一开始，两个网桥中的转发表都是空的以后有以下各站向其他的站发送了数据帧：A 发送给 E， C 发送给B ， D 发送给 C，B 发送给 A 试把有关数据填写在表3-2 中发送的帧B1 的转发表B2的转发表B1的 处 理（转发？丢弃？登记？）B2 的处理（转发？丢弃？登记？）地址 接口 地址 接口A→EA1A1转发，写入转发表转发，写入转发表 C→BC2C1转发，写入转发表转发，写入转发表D→CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表 B→A B1写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧3-33 网桥中的转发表是用自学习算法建立的如果有的站点总是不发送数据而仅仅接受数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？答：没有与这样的站点相对应的项目 ;网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的地址第四章 网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点网络层向运输层提供 “面向连接 ”虚电路（ Virtual Circuit ）服务或“无连接 ”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。

优点是能提供服务质量的承诺即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继 (relay)系统物理层中继系统：转发器 (repeater)数据链路层中继系统：网桥或桥接器 (bridge) 网络层中继系统：路由器 (router) 网桥和路由器的混合物：桥路器 (brouter) 网络层以上的中继系统：网关 (gateway)4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP 、RARP 和 ICMP IP 协议：实现网络互连使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。

网际协议IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一，与IP 协议配套使用的还有四个协议ARP 协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址和硬件地址的映射问题RARP ：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP 地址的映射问题ICMP ：提供差错报告和询问报文，以提高IP 数据交付成功的机会因特网组管理协议 IGMP ：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系5.IP 地址分为几类？各如何表示？IP 地址的主要特点是什么？分为ABCDE5 类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号hos。