张增科计算机网络与通信部分课后题答案

第一章概述1、什么是计算机网络？它由哪些部分构成？它的主要应用是什么？计算机网络是自治的计算机互连起来的集合。计算机网络有硬件和软件两部分组成：(1)硬件：计算机，即所谓的主机(Host)或端系统；通信设备；接口设备；传输媒体或称传输介质。(2)软件：通信协议；应用软件。主要应用于：共享资源访问；远程用户通信；网上事务处理等。第一章概述2、按覆盖地域划分，计算机网络分为哪几类？它们各自的特点是什么？根据网络覆盖的地域范围：LAN，MAN，WAN局域网（LAN）：一般地理范围在10km以内。具有数据传输速率高，数据传输可靠，误码率低，一般采用总线、环形及星形网，结构简单，一般为广播网络，通常是由单一组织所拥有和使用。城域网(MAN)：一般在10~100km的区域。IEEE802.6分布式队列双总。LAN和WAN都广泛应用到MAN领域中，弹性分组环。广域网(WAN)：覆盖地域可达100km以上。一般由主机和通信子网组成，拓朴结构多为网形、树形或它们的混合，大多是交换式网络，常常采用信道复用技术。第一章概述3、什么是互联网？什么是因特网？互联网：若干个网络由路由器连接在一起，是网络的集合。因特网：是使用TCP/IP协议族的、覆盖全球范围的、开放的互联网。8、什么是计算机网络的体系结构？两个最著名的计算机网络体系结构是什么？它们发展的结果如何？计算机网络的层次结构及各层协议的集合统称计算机网络的体系结构。两个最著名的计算机网络体系结构是开放系统互联参考模型OSI/RM和TCP/IP协议簇。OSI/RM虽然没发展成新一代的网络，但在它的影响下，使得网络标准化不断发展。83年提出TCP/IP，因特网使用的协议，成为事实上的标准。第二章计算机网络体系结构2、ISO的OSI/RM分为哪几个层次？分层的好处是什么？自下而上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。分层的方法有以下好处：简化了网络的设计与实现。具有层间无关性，系统易于更新。3、什么是数据的封装与解封？每层实体为传输数据附加协议控制信息，称为封装。如物理层封装后为比特流；数据链路层封装后为数据帧；网络层封装后为报文分组；传输层封装后为报文（段）；接收方根据协议，对每层剥离最外面的协议控制信息的过程称为解封。第二章计算机网络体系结构12、TCP/IP体系结构分为哪几个层次？试举出每层的几个主要协议？应用层：FTPSMTPHTTPDNSTFTP传输层：TCPUDP网际层：ICMPIPARPRARP网络接口层：没有具体的协议，只是一个接口。可使用各种网络发出和接收数据。13、简述五层网络体系结构各层的主要功能？物理层：为数据链路层提供透明的比特流传输服务，向下与物理媒体相连，规定连接物理媒体的网络接口规范。物理层涉及网络接口机械的、电气的、功能的和规程的规范。第二章计算机网络体系结构数据链路层：负责在单个链路上的节点间传送帧（PDU），在不太可靠的物理链路上可以实现可靠的传输，对于广播链路进行链路的访问控制，为了实现传输的可靠性，可以提供流量控制和差错控制，提供传输透明性。网络层：负责计算机间的通信，在分组交换网络上传送称为分组或包的PDU，从源结点通过中间转发结点逐跳地将分组传送到目的结点，实现网络互连，路由优化。传输层：负责应用进程间的通信，为两个应用进程之间提供端到端的数据传输服务。为应用进程提供一条端到端的逻辑信道,在源结点和目的结点的两个传输层实体之间，不涉及线路中间的路由器等中间系统。通信连接，流量控制、拥塞控制和差错控制。应用层：对应OSI的高三层，对应TCP/IP的应用层，提供面向用户的网络服务。第三章数据通信技术1、什么是传输信号？它有哪两类？什么是信道？它有哪两类传输信号是数据传输的载体，用它的特征参数表示所传输的数据。有数字信号和模拟信号二种。信道是信号传输的通道，有数字信道和模拟信道。3、P53数据传输速率C和码元传输速率B：C=Blog2MB=4000波特，M=4时：C=4000*log24=8000b/sM=8时：C=4000*log28=12000b/s第三章数据通信技术9、P5330=10Lg(S/N)S/N=1000C=200M*log2（1+1000）=200M×log2（1001）=200M*9.6≈2000（Mb/s）20=10Lg(S/N)S/N=100C=200M*log2（1+100）=200M×log2（101）≈1332（Mb/s）第三章数据通信技术17、P53说明：差分曼彻斯特要假定初始电压。19、P53为了更有效地利用通信线路，可以在一个信道上同时传输多路信号，采用信道复用技术大大节约了电缆的安装和维护费用。常用的信道复用技术有：频分复用FDM、时分复用TDM、波分复用WDM、码分复用CDM等。20、P53脉冲代码调制(PCM)的目的是将模拟数据数字化。处理过程有三个阶段：采样、量化和编码。第四章数据链路控制5、P68主要改进是：回退-NARQ的发送窗口WT1，发送方在每收到一个ACK之前不必等待，可以连续地发送窗口内的多个帧，提高了传输的吞吐量和传输效率。当某帧出错时，回退-NARQ不仅要重传此帧，而且还必须重传此帧后面所有的已发帧，这正是这种机制称为回退-NARQ的原因。7、P68回退-NARQ的发送窗口应满足：其中帧的序号是n比特。若帧的序号是3比特，则发送窗口的最大序号为7。若数据帧4的ACK丢失，它的重传定时器时间到，则要重传数据帧4，而且还必须重传此帧后面所有的已发帧。21nTW最大序号第四章数据链路控制10、P69选择重传ARQ在回退-NARQ机制的基础上作了两点改进：接收窗口WR1，这样可以接收和保存正确到达的失序的帧；出现差错时只重传出错的帧，后续正确到达的帧不再重传，从而提高了信道的利用率。选择重传ARQWT=WR1，回退-NARQWR=1选择重传ARQ的滑动窗口应该满足：2/21/2nTRWW最大序号第四章数据链路控制10、P69选择重传ARQ在回退-NARQ机制的基础上作了两点改进：接收窗口WR1，这样可以接收和保存正确到达的失序的帧；出现差错时只重传出错的帧，后续正确到达的帧不再重传，从而提高了信道的利用率。选择重传ARQWT=WR1，回退-NARQWR=1选择重传ARQ的滑动窗口应该满足：2/21/2nTRWW最大序号第四章数据链路控制13、P69因为生成多项式是5位，所以冗余码应为4位：1)发送数据10110010，对应的f(x)=1X7+0X6+1X5+1X4+0X3+0X2+1X1+0X0=X7+X5+X4+X12)采用的生成多项式G(X)＝X4+X3+X2+1=11101(K=4)3)将发送数据乘以24，那么产生的乘积f(x)24＝1011001010000＝101100100000。4)将乘积用生成多项式去除,按模2算法应为：1100（最好列出竖式）5)将余数多项式加到乘积中，得到：1011001011006)如果在数据的传输过程中没有发生传输错误，那么，接收方接收到的带有CRC校验码的接收数据，就能被相同的生成多项式整除，即余数为0第五章局域网1、P129IEEE802LAN/RM的数据链路层分成两个子层：逻辑链路控制(LLC)子层；媒体接入控制(MAC)子层。这种从功能上将LLC子层和MAC子层分开的方法，使得LLC子层的上面看不到具体的局域网。LLC子层提供与媒体接入方式无关的链路控制，包括差错控制和流量控制，提供面向连接和无连接服务。第五章局域网2、P129LAN的特点是网上的所有计算机使用一条共享信道进行广播式通信。如果多个结点同时争用信道，就会产生发送冲突。媒体接入控制方式有两种：受控接入：分为集中式控制和分散式控制如令牌环网。随机接入：如以太网。受控接入的特点是网上的各结点不能随意接入信道，必须受到一定的制约，分为集中式控制和分散式控制两种。随机接入的特点是，网上的各结点都可以根据自己的意愿随机接入信道，若两个或以上结点同时发送信息则会产生冲突。第五章局域网11、P129CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测的功能。目的是避免传播时延引起发送冲突。18、P130以太网冲突后采用截断二进制指数退避算法计算退避时间。1.将冲突发生后的时间划分为长度为2τ的时隙；2.发生第一次冲突后，各个站点等待0或1个时隙再开始重传；3.发生第二次冲突后，各个站点随机地选择等待0、1、2或3个时隙再开始重传；4.第i次冲突后，在0至2i-1随机地选择一个等待的时隙数，再开始重传；5.10次冲突后，选择等待的时隙数固定在0至1023（210-1）间；6.16次冲突后，发送失败，报告上层。随机选择重试时机有1023个。第五章局域网48、P131CSMA/CA采用截断式二进制指数退避算法调整退避时间。算法是：第i次重传时，退避时间在0~2i+2-1个时隙中随机选取，i为6时不再增加。54、P131令牌环物理上是环形拓朴结构，所有结点相连形成一个首尾相连的闭合环路，如图所示。(下页续）基于令牌的分散控制方式的受控接入技术，只有获得令牌的站点才有权在环路上发送数据。1、当令牌环网上的第一台计算机启动时，网络就产生一个令牌，并且它负责监视网络活动，以确保帧被正确地发送和接收。它要检查同一帧不能在环中循环多于一次，并且保证同一时刻环上只能有一个令牌。2、令牌沿环传递，依次通过每台计算机，直到有一台计算机想要发送数据并获取了对令牌的控制，由它发送一个数据帧。3、数据帧沿环单方向传递直至到达目的计算机。目的计算机将数据拷贝到接收缓冲区，并将帧中的状态域标志置为已接收状态。4、数据帧继续沿环传输，一直到回到发送的计算机，发送计算机得到了成功确认信息，于是将该数据帧从环中移走并向网上重发一个新令牌。第六章广域网1、P149以分组为单位进行传输，优点主要有：•由于长度小，转接中分组可缓于转发结点的内存中，提高了转发速度。•各转发结点并行进行处理，降低了传输时间。•对于传输中的错误，只需要发出错的分组，提高了效率。4、P149路由表中的默认路由代替表中所有的具有相同“下一跳”的表项。使用默认路由，可以进一步简化路由表，提高效率。第六章广域网5、P149静态路由必须人工配置和维护，需由人工更新。动态路由是指交换机不断交换路由信息，能适应网络状况。最优路径的度量指标有：距离：路径的长度。跳数：路径所经过的交换机数目。时延：分组由源站到达目的站所花费的时间。费用：借助电信等部门的通信线路需交纳费用。可靠性：链路的误码率。第六章广域网12、P149ATM层转发信元的过程如下：ATM层根据信元首部的VPI/VCI和ATM交换机的VPI/VCI转换表(路由表)转发信元。转换表是在建立连接时由信令协议在交换结点上建立的。转换表的基本信息是：(入口端口号，入口VPI/VCI；出口端口号，出口VPI/VCI)。用出口的VPI/VCI更新信元首部的VPI/VCI，并将信元由查到的端口输出。最终到达目的端。第七章网络互连5、P206借5位子网掩码为：255.255.248.0点分十进制记法每个子网上最多可有211-2台主机最小子网主机IP地址范围:166.111.8.1~166.111.15.2546、P206•借3位•子网掩码为：255.224.0.017.32.0.1~17.63.255.25417.64.0.1~17.95.255.25417.96.0.1~17.127.255.25417.128.0.1~17.159.255.25417.160.0.1~17.191.255.25417.192.0.1~17.223.255.2547-21距离矢量路由算法步骤ABCEFG初始化(no,∞)(no,∞)(no,∞)(no,∞)(no,∞)(no,∞)1(no,∞)(no,∞)(D,6)（D，8）(no,∞)(no,∞)2(no,∞)(C,8)(D,6)（D，8）(E,15)（C，10）3(G,12)(C,8)(D,6)（D，8）(E,1