《计算机网络与通信》作业册(参考答案)2011.7

第1章 计算机网络概述

一、单项选择题与填空 1 B 11 B 21 C 2 D 12 D 22 B 3 A 13 C 23 A 4 B 14 B 24 C 5 C 15 D 25 C 6 A 16 D 26 D 7 A 17 D 27 A 8 B 18 C 28 D 9 D 19 C 10 C 20 D 29、语法、语义

30、网络层、进程到进程、数据链路层 二、简答与计算

1、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。（参见教材习题1-03） 答案：电路交换的优点：适用于连续传送大量数据。

电路交换的缺点：电路建立连接时间长，线路利用率低。信息传输延时小，就给定的连续路由来说，传输延时是固定不变的。信息编码方法、信息格式以及传输控制程序都不受限制，即可向用户提供透明的通路。报文交换的优点是采用了存储转发技术，线路利用率高，缺点是延时长。 分组交换的优点：分组动态分配带宽，且对网络逐段占用，提高通信线路使用效率。分组独立选择路由，使结点之间数据交换比较灵活。分组大大压缩结点所需的存储容量，也缩短了网络延时。较短的报文分组比较长的报文可大大减少差错的产生，提高传输可靠性。

分组交换的缺点：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。当网络通信量过大时，这种时延也可能会很大。同时，各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。 2、试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。（参见教材习题1-24） 答案：所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。五层协议的体系结构见图1-1所示。

应用层运输层网络层数据链路层物理层 图1-1五层协议的体系结构 各层的主要功能：

（1）应用层

应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（user agent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。

4 3 2 数 1

（2）运输层

任务是负责主机中两个进程间的通信。

因特网的运输层可使用两种不同的协议。即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。

面向连接的服务能够提供可靠的交付。

无连接服务则不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery. （3）网络层

网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。 （4）数据链路层

数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。

（5）物理层

物理层的任务就是透明地传输比特流。

“透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。

物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，接收端如何识别出这是“1”而不是“0”。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。 3、计算发送延时与传播延时。

条件：结点之间的传播介质长度为D=1000km，电磁波传播速度为2.3×108m/s 1数据长度为1×103bit，数据发送率为100kbps。 ○

2数据长度为1×107bit，数据发送率为1Gbps。 ○

1发送时延为10ms 传播时延为4.3ms 答案：○

2发送时延为10ms 传播时延为4.3ms ○

4、计算传播时延带宽积。

条件：信号在传输介质上的传播速度为2×108m/s,介质长度为10000m。 1发送速率为10Mbps ○

2发送速率为10Gbps ○

2 500000bit 答案：○1 500bit ○

5、如果网络的带宽是1Gbps，那么4.5KB的报文（一封电子邮件）的传播时延和发送时延分别是多少？假定发送方和接收方之间的距离是14400 km，光以速度2.4×108 m/s传输。 答： 传播时延=距离/传输速率=14400×1000 (m)/2.4×108 (m/s)=60 ms

发送时延=报文长度/带宽=4500(KB)×8 (b)/109 (bps)= 0.36 ms

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第2章 物理层

一、单项选择题与填空 1 D 11 D 21 D 2 D 12 A 22 D 3 D 13 A 23 C 4 C 14 A 24 B 5 D 15 D 25 B 6 D 16 A 26 B 7 B 17 C 27 C 8 C 18 D 9 B 19 B 10 C 20 C 28、采样、量化、编码 。 29、时分复用、波分复用。 30、发送时延、传播时延。 二、简答与计算

1、数据通信按照传输方向的不同分为单工通信、半双工通信和全双工通信？请分别解释它们的含义，并举出它们在实际生活中的应用例子。 答：

*单工通信：指两个通信终端之间只能由一方向另一方发送信息，即一方为发送端，一方为接受端； 例如：电视广播、发报机、键盘等；

*半双工通信：指两个通信端可以互传信息，但在同一时间任何一方不能即发送又接受数据，只能一方发送，一方接收； 例如：对讲机

*全双工通信：指两个通信端可以在两个方向上同时进行数据的收发；例如：电话网络。 2、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）？（参见教材习题2-07）

L答案：比特率?码元速率?log2，在公式中L是指表示数据的信号电平的数量，在本题中为16，

中给出的码元速率为20000码元/秒，因此数据率为20000?log2?80000?b/s?。

163、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？（参见教材习题2-08）

c答案：根据香农公式C?W?log2?1?S/N64000??b/s?，得到S/N?2?1结合题中的条件

wC?64000bs,W?3000Hz，则SN?210lgSN3000?1?2642245。用分贝表示为

?10lg2642245?64.2dB。 结果说明这是一个信噪比很高的信道。

4、一个用于发送二进制信号的3KHz的信道，其信噪比为20dB，则该信道的最大数据传输速率是多少？ 答： S/N(dB)=20, S/N=10

S/N(dB)/10

=10

20/10

=100

根据奈奎斯特定理，信道最大传输速率：

3

Rmax=2×B×log2

V

=2×3000×Log22=6(kb/s) =3×log2（1+100）=19.975(kb/s)

根据香农定理，信道最大传输速率：

Rmax=B×log2

（1+S/N）

第3章 数据链路层

一、单项选择题与填空 1 B 11 C 21 B 2 D 12 D 22 D 3 C 13 A 23 D 4 B 14 C 24 D 5 C 15 A 25 20M码元/秒 6 D 16 B 7 C 17 C 8 B 18 A 9 B 19 B 10 D 20 A 二、简答与计算

1、请简述网络适配器（网卡）的作用是什么？ （参见教材习题3-03）

答：网络适配器的作用：

（1）计算机通过适配器和局域网进行通信； （2）进行数据串行传输和并行传输的转换；

（3）当适配器收到有差错的帧时，就把这个帧丢弃；如果收到正确的帧时，就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层；

（4）当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈IP数据报向下交给适配器，组装成帧后发送到局域网。网络适配器工作在：物理层。

2、要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式是P(X)=X3+1。 （参见教材习题3-08） （1）试求应添加在数据后面的余数R。 （写出计算过程）

（2）请给出发送方发送到接收方的比特序列。 （3）采用CRC检验后，数据链路层的传输是否变成了可靠的传输？ 解：

（1）已知P（x）多项式得除数P=1001，被除数2nM, M=101110，n=3, 所以根据公式： 被除数/除数=101110000/1001，得余数011。 （2）将余数比特序列加到乘积中，得101110011。

（3）在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这不是可靠的传输。 ．．

3、条件：Ethernet总线长度为1000m，数据传输速率为10Mbps，信号在总线上的传播速度为2×

4

108m/s。计算：能够使CSMA/CD算法成立的最短帧长度为多少？

计算：

1传播时间Δt=L/V=1000/（2×108）=5（μs） ○

2冲突窗口2Δt=10（μs） ○

3最短帧长度Lmin=1×107×10×10-6=100（bit）=12.5（B） ○

答案：最短帧长度100（bit）或12.5（B）

4、以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？ 答：

以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。

区别：以太网交换机工作数据链路层，集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发，不能支持多端口的并发连接。

第4章 网络层

一、单项选择题与填空 1 B 11 C 21 D 填空题：

1、 最小长度是 20 字节，最大长度值达到 60 字节。 2、 发送时间超时报文。

3、10兆标准以太网中帧总长度的最小值是64字节，最大值是1518字节。 4、 最大子网个数为 32 ， 地址个数为 6 。

5、 RIP是基于距离向量的路由选择协议，而OSPF是基于链路状态的路由选择协议。 6、IPv6地址FF02:3：：5:1的“：：”之间被压缩了 64 位0。 二、简答与计算

1、简述虚电路服务和数据报服务的区别。

答：数据报：不需要链路的建立；每个分组都有目的站的全地址并且每个分组独立选择路由；到达目的站时可能不按发送顺序；端到端的差错处理和流量控制由主机负责完成。

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2 B 12 B 22 D 3 B 13 D 23 B 4 D 14 B 24 B 5 D 15 D 25 C 6 B 16 C 7 D 17 A 8 C 18 D 9 D 19 B 10 D 20 C

网桥具有过滤帧的功能。能使用生成树算法建立无回路拓扑。

路由器：网络层的连接设备。作用是在互连网中完成路由选择的功能。

第6章 应用层

一、单项选择题与填空 1 B 11 C 2 B 12 A 3 C 13 D 4 C 14 B 5 D 15 C 6 B 16 D 7 D 17 C 8 C 18 D 9 D 19 A 10 D 20 A 二、简答与计算

1、域名系统的主要功能是什么？ 域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器有何区别？ （参见教材习题6-2）

答: 域名系统的主要功能是实现域名到IP地址的解析。域名系统中的根服务器是指当今存在与因特网上的是几个根域名服务器，也是最重要的域名服务器，所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。顶级域名服务器负责管理在该顶级服务器注册的所有二级域名。权限服务器是主机本地ISP的一个域名服务器。本地域名服务器也称默认域名服务器。本地因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本单位的域名划分为若干个域名服务器管辖区，一般就在个管辖区中设置有相应的权限域名服务器。

2、什么是动态文档？试举出万维网使用动态文档的一些例子。 （参见教材习题6-12） 答案： 动态文档指文档的内容是在浏览器访问万维网服务器时才由应用程序动态创建。

万维网利用动态文档的例子很多，常见的包括利用动态文档报告股市行情、天气预报或民航售票等。 3、试述电子邮件的最主要的组成部件。用户代理UA的作用是什么？（参见教材习题6-20） 答：电子邮件系统的主要组成部件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协议。

用户代理UA就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下就是在用户PC机中运行的程序。邮件服务器是电子邮件系统的核心构件，因特网上所有的ISP都有邮件服务器。邮件服务器所使用的协议主要有用户发送邮件的SMTP协议，另一个协议是用于接收邮件的POP协议。

用户代理的功能主要有：（1）撰写，给用户提供方便地编辑信件的环境；（2）显示，能方便地在计算机屏幕上显示出来信；（3）处理，处理包括发送邮件和接收邮件。

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