计算机网络(王相林)课后答案

1部分习题参考答案部分习题参考答案第1章1.1答：计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互联起来，实现资源共享和信息传输的系统。涉及到的知识点：1、传输介质；2、通信协议；3、不同地点.；4、计算机设备；5、资源共享；6、数据传输；7、系统。1.6答：1、数据通信。计算机网络中的计算机设备，终端与计算机、计算机与计算机之间进行通信，数据传输，实现数据和信息的传输、收集和交换。2、资源共享。用户通过计算机网络可以共享系统内的硬件、软件、数据、文档信息，以及通过信息交流获取更多的知识。3、给网络用户提供最好的性价比服务，减少重复投资。4、提供大容量网络存储，不断增加新的多媒体应用。5、提供分布式处理，使得协同操作为可能；平衡不同地点计算机系统的负荷，降低软件设计的复杂性，充分利用计算机网络系统内的资源，使得网格计算成为可能，提高计算机网络系统的效率。6、对地理上分散的计算机系统进行集中控制，实现对网络资源集中管理和分配。7、提供高可靠性的系统，借助在不同信息处理位置和数据存储地点的备份，通过传输线路和信息处理设备的冗余实现高可靠性。1.13答：计算机网络中计算机进行通信、数据交换时需要制定双方都要遵守的通信规则和约定就是协议。协议是按层次结构组织的，不同层次协议和网络层次的集合构成了协议体系结构。网络协议层次结构包含两个基本内容：1、网络实现的功能分解到若干层次，每个功能用对等层协议实现，不同系统中的对等层要遵循对等层协议，通过对等层协议理解和完成该层的功能。2、相邻层次之间通过接口交互必要的信息，构成下层为上次提供服务的关系，也成为接口关系。网络服务靠服务原语进行描述，网络协议软件根据网络协议结构进行设计和开发。1.23答：所谓透明指的是用户不必关心和知道一个具体的计算机网络系统是怎样组成的，用户只需要遵循计算机网使用的协议，由网络操作系统为用户自动管理、调用网络资源。1.24答：计算机网络的物理构成由两级子网组成，即通信子网和资源子网。通信子网用于数据的传输和通信控制，负责数据的传输和交换，通信子网由通信处理设备构成的节点和通信传输线路组成；资源子网用于数据的处理、发送和接收，向网络用户提供各种网络资源和网络服2务。第2章2.8答：网络通信协议的三个要素分别是：语法、语义、同步。1、语法，即信息格式，协议数据单元的结构或格式，包括哪些字段，字段的作用。2、语义，默写信息位组合的含义，表示通信双方可以理解的确切意义。3、同步，即发、收双方能分辨出通信的开始和结束，那些动作先执行，那些动作后执行。为完成一次通信所需要的不同数据单元之间的有操作顺序规程。总之，语法定义了怎么做，语义定义了做什么，同步时序关系定义了什么时候做。2.11答：网络服务用服务原语描述，服务原语由三部分组成：原语名；原语类型；预案语参数。原语类型有四种：1、请求，发送方希望得到某些服务；2、指示，接受方得知某个时间发生；3、响应，接受方对某个事件应答；4）证实，发送方得知请求的结果。书写时原语名用大写字母，原语类型用小写字母表示，原语参数用园括号括起。2.13答：对等层次实体通过对等层协议进行通信，直接用虚线连接，之所以用虚线连接，是因为实际通信过程是垂直的，在发送端PDU经过上层向下层的封装，通过传输介质，经过通信子网到达对方，再经由底层向上，每一次去掉对等层的协议首部，称为拆包，此时相当于对等层彼此理解对等层协议，即为对等层的通信，完成该层实现的功能。2.20答：TCP/IP协议结构分为四个层次，从底向上的层次依次是：网络接口层；IP层（也称互联网层）；TCP层（也称运输层）；应用层；其中，IP层与网络互联有关。2.35答：总共需要传输的应用层数据为100字节。传输过程中以太网帧的数据部分为100+20+20=140字节。因为140字节小于1500字节的以太网帧的数据部分字长，故用一帧传输即可不用分片。得出数据传输效率：100/（100+20+20+18）=63.3%2.37答：PDU是指协议数据单元，用来描述通信协议。PDU是一个由二进制数据0和1组成的数据块，它由控制部分和数据部分组成：控制部分由若干个字段组成，就是通信双方遵循的规则和约定；数据部分一般为上一层次的协议数据单元。2.38答：3TCP/IP没有定义数据链路层和物理层，仅给出网络接口层，目的是实现网络互连，只要低层网络可以把IP分组封装到帧中，就可以把各种网络互连起来。2.39答：当代计算机网络体系结构有5个层次，自顶向下依次为：应用层；运输层；网络层；数据链路层；物理层。对应的协议数据单元分别是：报文；报文段；分组；帧；位流。第3章3.2答：一个数据通信信息系统由源系统、传输系统、目的系统三部分组成。发送端由信源和变换器组成。信源的作用是把要传输的各种信息转换成原始电信号，变换器的作用是把原始的电信号转换成合适在信道上传输的信号。信道是传输信号的通路，信道由传输介质以及有关的传输设备、传输技术构成，如交换机、路由器。在一般讨论时，电信号是通过通信子网传递的，这里的信道表示通信子网，如电话网络、公用分组交换网等。接收端由反变换器和信宿组成，反变换器把从变换器从信到传来的信号恢复为原始的电信信号，再送给接收者。信宿际为接收者，信号传输的目的地。信宿将接收电信号，并将其转换成对应的信息。3.6答：按通信双方的交互方式有三种基本方式：1、单向通信，只能有一个方向上的通信，日常生活中的无线电广播和电视广播属于单向通信。2、双向交替通信，通信的双方都可以发信息，但不能同时发送，在某一个时刻仅存在一个方向上的通信。3、双向同时通信，通信的双方可以同时发送和接收信息。3.11答：编码规则：每一位周期中间的跳变不仅用作时钟同步，而且用来标识0或1。可以规定由高到低跳变标识为1，由低到高跳变标识为0。（编码波形图省略）3.16答：差错控制方法分为前向纠错和自动重发。1、前向纠错是在接收端不仅能检测出错的位置，而且能够纠正错。2、自动请求重发是在接受端检测出差错，然后把出错信息传给发送方，请发送方再重发一个正确的数据副本。在计算机网络和数据通信中主要采用自动请求重发。3.19答：1、传输时延为100s，传播时延为5ms。2、传输时延为1s，传播时延为5ms。若数据长度大而数据传输率低，则在总的时延中，传输时延往往大于传播时延。但若数据长度短而数据传输率高，则传播时延会是总时延中的主要成分。3.20答：41、电路交换的时延k段链路，每段链路的传播时延为d，则总的传播时延为：kd；当t=s时，链路建立；当t=s+x/b，发送完最后一bit；电路交换的时延为：电路交换的时延=s+x/b+kd，2、分组交换的时延当t=x/b，发送完最后一bit；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个节点的转发，每次转发的时间为p/b，所以采用分组交换总的时延为：分组交换的时延=x/b+(k-1)p/b+kd3、分组交换的时延小于电路交换，需要满足下面公式：x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd进一步得出：(k-1)p/b＜s3.29答：添加的检验位为1110（11010110110000除以10011得到的余数）。3.31答：发送（传输）时延：960b／48kb/s＝20ms卫星链路传播时延：250ms×2＝500ms广域网传播时延：（1500km／150000km）×3＝10ms×3＝30ms链路有5段链路，则至少经过五个转发节点，所以，该端到端总时延为＝发送时延×5＋卫星链路传播时延+广域网传播时延，得出端到端总时延：端到端总时延=20×5＋500＋30＝630ms3.36答：3.37答：在每一位周期正中间加时钟信号，出现一次跳变，便于接收端提取位同步信号。每一位用到两个信号跳变，编码效率为50%。第4章4.1答：应用层协议是网络应用的一部分。通信双方在应用层交换的协议数据单元是报文，应用层协议定义了运行在不同端系统上的应用程序进程互相传递报文的方式。应用层协议还涉及到：1、交换的报文类型，如请求报文和响应报文。2、报文的语法格式，如报文包含的字段及其字段描述。0010011基带数字信号曼彻斯特码差分曼彻斯特码1差分曼彻斯特码253、报文中字段的语义，字段中二进制位组合的含义。4、各种类型报文发送的先后顺序和规则，如哪个报文先发送，如何对报文响应，即传输或接收报文时采取的动作。4.9答：在DNS分布式数据库中存储由域名地址与IP地址映射的资源记录，一个记录占一行，一个资源记录有四个字段，格式即：Name，Value，Type，TTL。其中：Name一般为节点主机的域名，或是域的名字；Value是与Name对应得值，如对应的IP地址；Type指出记录的类型，表示这个记录是对应一个主机的IP地址或是一个名字服务器；TTL指出该记录的生存时间，一般为一天，按秒计算为86400s。4.21答：一个电子邮件系统得构成包括：电子邮件协议、用户代理、电子邮件服务器。电子邮件协议采用简单邮件传输协议SMTP和POP3或IMAP，邮件协议规定如何在两个互相通信的邮件进程之间交换信息。发送方用户代理与邮件服务器之间使用SMTP，在邮件服务器之间使用SMTP，在接收方用户代理与接收方邮件服务器之间使用POP3或IMAP。用户代理(UA)是用户与电子邮件系统的接口，是在用户上网中端系统主机上运行的软件，有时也称为电子邮件客户端软件，用户通过UA发送和接收邮件。UA提供4项功能：撰写，显示，处理，与本地邮件服务器通信。电子邮件服务器的功能是发送和接收邮件，使用SNMP发送邮件，使用POP3或IAMP接收邮件，并向邮件发送者报告邮件传送的情况。4.38答：会有这种可能。例如，对域名进行解析就会出现这样的结果。产生这样的结果是为了使Yahoo这个万维网服务器的负载得到平衡（因为每天访问这个站点的次数非常多）。因此这个网站就设有好几个计算机主机，每一个计算机都运行同样的服务器软件，这些计算机的IP地址当然都是不一样的，但它们的域名却是相同的。这样，第一个访问该网址的就得到第一个计算机主机的IP地址，而第二个访问者就可能会得到第二个计算机主机的IP地址。这样可以平衡计算机主机的负荷，实现负载均衡，也加快了对请求的响应。第5章5.1答：运输层协议处在计算机网络中的端系统之间，为应用层提供可靠的端到端的通信和运输连接，运输层为高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，如网络采用的拓扑结构、所采用的网络协议等。通过运输协议把尽力交付的不可靠的网络服务演变为可靠的网络服务。运输层要为进程提供复用和分用，为应用报文提供差错检测，包括传输数据出错、丢失，应答数据丢失、重复、时序、超时等。运输协议要为端系统提供流量控制，并对尽力交付的网络提供拥塞控制，还有运输连接建立与连接释放、连接控制和序号设置等。5.6答：当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50％，即当发送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，即：20ms×2＝40ms。6现在发送（数据传输）速率是4kb/s，即发送一位需0.25ms则帧长：40／0.25＝160(bit)5.17答：当传输无差错时，或者选择重传协议的接收窗口为1时，选择重传ARQ和连续ARQ（回退N协议）在效果上完全一致。5.34答：拥塞控制方法有两大类：开环控制；闭环控制。1、开环控制：其思想是通过良好的设计，避免拥塞问题的出现，力求网络在工作时间不会发生拥塞，事先将有关拥塞的因素考虑周到。开环控制的方法包括何时接受新的通信、何时丢弃哪些数据包等。其特点是在作出决定时，并不考虑网络当前的状况。2、闭环控制：其思想是通过反馈控制，在工作过程中动态控制拥塞。其工作包括三个部分：监视系统；报告；决策。常用的闭环控制方法一是采用闭环反馈回路，把拥塞信息反馈给源节点，调节源节点发送数据的速率。二是在协议包中设计拥塞控制位或字段，把拥塞控制信息放在协议字段中，协议包在传输过程中经过节点是，节点会知道网络中的拥塞情况。三是由网络中的节点周期性的产生一些协议包