计算机网络习题答案(冯博琴)

《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案1第一章1.计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展主要分为一下四个阶段：1)以单计算机为中心的联机系统2)计算机－计算机网络3)体系结构标准化网络4)Internet时代各个阶段特点参加课本。2.说明为什么在网络中使用通信控制处理机CCP？答：在网络中使用通信控制处理机CCP的主要目的是为了将通信功能从主机中分离出来，以减轻主机的负荷。通信控制处理机负责网络上各主机间的通信控制和通信处理，它们组成的通信子网是网络的内层，为资源子网提供信息传输服务。3.计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么？答：通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层，或骨架层，是网络的重要组成部分。网上主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网，4.为什么要研究网络体系结构与网络协议的标准化问题?答：为了保证计算机间及网络间方便、快捷的互连互通。5.一个完整的计算机网络的定义应包含哪些内容？答：1)物理结构：通过通信线路、通信设备将地理上分散的计算机连成一个整体2)逻辑结构：在网络协议控制下进行信息传输3)主要目的：资源共享6.说明在公用网络以及私用网络中计算机网络主要有哪些功能？答：服务于企业的网络•资源共享•提高可靠性•节约经费•通信手段服务于公众的网络•访问远程信息•个人间通信•交互式娱乐7.什么叫耦合度？按耦合度的不同如何区分计算机网络和其它计算机系统？答：《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案2耦合度是处理机之间连接的紧密程度。它可用处理机之间的距离及相互连接的信号线数目来表示，下表说明了按耦合度的不同计算机网络和其它计算机系统的区别。处理机间距离处理机安装的范围系统类型0.1m同一路板上数据流机1m同一系统多处理机10m同一房间局域网100m同一建筑物1km校园25km城市广域网100km国家1000km洲8.说明计算机网络由哪些元素组成的。答：计算机网络由网络软件和网络硬件两大部分组成其中：网络软件主要包括：网络协议、通信软件、网络操作系统等；网络硬件主要包括网络节点（又称网络单元）和通信链路。9.局域网、城域网与广域网的主要特征是什么?答：这三种网络主要是按照网络覆盖的地理范围来划分的：1)广域网（远程网）WAN（WideAreaNetwork）：广域网的作用范围一般为几十到几千公里。2)局域网LAN（LocalAreaNetwork）:局域网的作用范围通常为几米到几十公里。3)城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）：城域网的作用范围在WAN与LAN之间，其运行方式为LAN相似。10.网络拓扑结构是指通信子网中节点与通信线路之间的几何关系，还是指资源子网中主机与通信线路之间的关系?答：网络拓扑结构是指通信子网中节点与通信线路之间的几何关系。11.比较计算机网络的几种主要的拓扑结构的特点和适用场合。答：12.总线结构是否适合于广域网络，为什么？答：不适合。总线型拓扑结构只适合采用广播式通信方式，而由于广域网规模过大，连接节点数量过大无法使用广播式通信方式。13.计算机网络与分布式计算机系统之间的区别与联系是什么?答：两者在物理结构上是非常类似的，但是软件上有很大的差异。主要表现为：1)计算机网络以共享资源为主要目的，各计算机独立工作，向用户呈现分散系统。2)分布式系统以提高整体性能为主要目的，强调多计算机系统的整体性，各计算机协调自治工作，向用户呈现整体系统《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案3第二章1.简述数据通信系统的主要构成。答：数据通信系统的基本构成，包传输介质、传输设备（多路复用器、交换机）等及数据处理系统。2.什么叫码元速率？什么叫信息速率？两者有何关系？答：码元速率（RB）：又称为信号速率，它指每秒传送的码元数，单位为“波特”（Baud），也称波特率。信息速率（Rb）：指每秒传送的信息量。单位为“bit/s”。对M进制信号，信息速率和码元速率两者的关系是：Rh=RBlog2M3.说明模拟通信系统与数字通信系统的区别。4.在带宽为10MHz的信道上，如果使用4个电平的数字信号，每秒钟能发送多少比特？答：10×log24＝20M（bps）5.一个数字信号通过信噪比为20db的3kHz信道传送，其数据速率不会超过多少？答：根据香农定理：最大数据传输率=3×log2(1+20)≈4.39(Kbps)6.信道的通信方式有哪几种？在实际的网络中最常使用哪种方式？为什么?答：信道的通信方式主要有单工通信、半双工通信以及全双工通信。在实际的网络中最常使用半双工方式。性价比最高。7.什么叫自同步法？自同步编码有什么特点？答：自同步法是从数据信息波形的本身提取同步信号的方法。自同步编码要求在编码器进行编码信号传输系统中，从编码信号码元中提取同步信号。相位编码（或称相位调制）的脉冲信号以调相方法进行传输就是一例。8.通过比较说明双绞线、同轴电缆与光纤三种常用传输介质的特点。答：参加p46表2－1。9.无线介质与有线介质相比有何特点，在选择传输介质时应考虑哪些问题？答：无线介质与有线介质相比最大的优势在于无需布线，适合于复杂的传输环境。选择传输介质时应重点考虑满足建网要求，包括：传输容量，传输效率，安全性，可靠性，价格，网络的扩展要求等。10.数字数据的数字编码与模拟数据的数字编码有何区别？11.给出比特流011000101111的曼彻斯特码波形图，以及差分曼彻斯特码波形图。12.为何要采用多路复用？多路复用有哪几种形式，各有何特点？答：复用的基本思想是把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据。多路复用主要有以下几种形式：1）频分多路复用《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案4整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。2）时分多路复用时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛。3）波分多路复用整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案54）码分多路复用每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）。不同用户发送的信号在接收端被叠加，然后接收者用同样的地址码序列解码。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。13.什么是交换？比较说明常见的交换技术各自的特点。答：交换是按某种方式动态地分配传输线路资源，交换可节省线路投资，提高线路利用率。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。其中：1）电路交换在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接→通信→释放连接优缺点：1)建立连接的时间长；2)一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；3)无纠错机制；4)建立连接后，传输延迟小。适用：不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。2）报文交换以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。特点：传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报）。整个报文（Message）作为一个整体一起发送。优缺点：1)没有建立和拆除连接所需的等待时间；2)线路利用率高；3)传输可靠性较高；4)报文大小不一，造成存储管理复杂；5)大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；6)出错后整个报文全部重发。3）分组交换（包交换）《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案6将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。特点：数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。优缺点：1)对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快；2)转发延时小——适用于交互式通信；3)某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高；4)各分组可通过不同路径传输，容错性好。5)需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式14.说明在计算机网络中是否有真正的电路交换存在？为什么?答：不存在。在计算机网络中主要使用存储转发方式进行数据传输。15.在数据通信系统中，完整的差错控制应该包括哪两个主要内容?答：在数据通信系统中，完整的差错控制应该包括：差错的检查和差错的恢复。16.说明在网络中为什么使用检错码而不使用纠错码？答：根据海明定理可知，要纠正n位错误远比监测n位错误复杂得多，需要加更多得冗余位。为了提高信道的利用率，在网络中主要使用检错码。17.简要说明循环冗余校验码的工作原理，并分析其检错能力。答：循环冗余编码一种通过多项式除法检测错误的方法。其核心思想是将待传输的数据位串看成系数为0或1的多项式，如位串10011可表示为f(x)=x4+x+1。发送前收发双方约定一个生成多项式G(x)（其最高阶和最低阶系数必须为1），发送方在数据位串的末尾加上校验和，使带校验和的位串多项式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多项式，若有余数，则传输有错。校验和计算方法如下：1)若G(x)为r阶，原数据为m位，其多项式为M(x)，则在原始数据后面添加r个0，实际传送数据为m+r位，相应多项式xrM(x)；2)按模2除法用对应于G(x)的位串去除对应于xrM(x)的位串；3)按模2加法把xrM(x)的位串与余数相加，结果就是要传送的带校验和的数据多项式T(x)。T(x)=xrM(x)+[xrM(x)MOD2G(x)CRC的检错能力分析：若发送为：T(x)；接收为：T(x)+E(x)；则余数为((T(x)+E(x))/G(x))=0+余数(E(x)/G(x))。当余数(E(x)/G(x))=0时，则差错不能发现；否则，可以发现。18.某信道误码率为10-5，每数据报文长度为10kbits，那么：（1）若差错都是单个错，则在该信道上传送的数据报文的平均出错率是多少？（2）若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的数据报文的平均出错率是多少？答：（1）10×103×10-5＝10-1（2）10×103×10-5÷100＝10-3《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案7第三章计算机网络体系结构1.什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？答：所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。网络体系结构中基本的原理是抽象分层。2.网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。答：网络协议主要由三个要素组成：1）语义协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。2）语法语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。3）时序时序是指通信中各事件发生的因果关系。或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文