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-1-计算机网络（第二版）清华大学出版社课后习题答案第一章1.计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：可以划分为四个阶段：第一阶段：20世纪50年代-------面向终端计算机技术与数据通信技术的研究与发展第二阶段：20世纪60年代-------分组交换ARPANET与分组交换技术的研究与发展第三阶段：20世纪70年代-------体系结构网络体系结构与协议标准化的研究广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用第四阶段：20世纪90年代-------InternetInternet技术的广泛应用网络计算技术的研究与发展宽带城域网与接入网技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展2.按照资源共享的观点定义的计算机网络应具备哪几个主要特征？答：建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立“自治系统”；连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。3.现代网络结构的特点是什么？答：随着微型计算机和局域网的广泛使用，使用大型机与中型机的主机-终端系统的用户减少，现代网络结构已经发生变化。大量的微型计算机是过局域网连入城域网，而城域网、广域网之间的互联都是通过路由器实现。4.广域网采用的数据交换技术主要有几种类型？它们各有什么特点？答：数据交换技术主要有两类：一类是线路交换。线路交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接；通信过程分为三步：线路连接，数据传输和线路释放。优点是通信实时性强，但存在对突发性通信不适应，系统效率低；不具备存储数据的能力，不能平滑通信量；也没有差错控制能力。还有一类就是存储转发交换。发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元进入通信子网。通信子网中的结点是通信控制处理机，负责完成数据单元的接受、差错校验、存储、路由选择和转发功能。-2-5.网络多媒体传输有哪几个主要的基本特性？请说明传输连续的音频、视频流所需要的通信带宽。答：（1）高传输带宽要求（2）不同类型的数据对传输的要求不同（3）传输的连续性与实时性要求（4）传输的低时延要求（5）传输的同步要求（6）网络中的多媒体的多方参与通信的特点音频流对通信带宽的要求不是很高，一般64Kbps带宽就可以满足需求。视频流的数据量很大，一般需要压缩才能传输，用H.261压缩后需要64Kbps-2Mbps带宽，而用MPEG1或MPEG2压缩后需要1.5Mbps或6Mbps-20Mbps带宽。6.你是如何理解“网络计算”概念？请举出移动计算网络、多媒体网络、网络并行计算、网络计算、存储区域网络与网络分布式计算等方面的几个应用实例。答：“网络计算”概念：用户可以利用网络中丰富的计算、数据、存储、传输等各类资源，来处理一些大型的复杂的问题。移动计算网络：无线局域网、远程事务处理。多媒体网络：视频点播系统、多媒体会议系统。网络并行计算：破译密码、发现素数。网格计算：桌面超级计算、智能设备、实时气象数据分析。存储区域网络：SSP提供的Internet数据存储服务。网络分布式计算：GIMPS（寻找最大的梅森素数）、RC-72（密码破解）、Folding@home（研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的相关疾病）其中网络并行计算和网络分布式计算的应用有重叠，比如发现素数，要多台电脑协同计算，所以是并行计算，同时，这些电脑是分布在全世界的，所以又是分布式计算。第二章1．请举出生活中的一个例子来说明“协议”的基本含义，并举例说明网络协议三要素“语法”、“语义”与“时序”的含义与关系。答：协议是指两个或两个以上实体为了开展某项活动，经过协商后达成的一致意见。.网络协议是指为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。三要素：语义：语义是用于解释比特流的每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及-3-完成的动作和作出的响应语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义。时序：时序是对事件实现顺序的详细说明例如，我们约定星期五中午12点乘车去花溪水库游玩。这就是一个协议，在这个协议中，“去花溪水库游玩”是协议的语义要素，它说明了要做什么；“乘车”是协议的语法要素，它说明了怎么做；“星期五中午12点”是协议的时序要素，这说明了要什么时候做。2.计算机网络采用层次结构有什么好处？计算机网络采用层次结构的模型好处：1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化。3.ISO制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么？答：网络各结点都有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口连接；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。4.如何理解OSI参考模型中“OSI环境”的概念？答：“OSI环境”即是它描述的范围，从应用层到物理层的7层与通信子网。5．请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程答：OSI环境下数据传输过程：1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层的服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单元，然后传输到会话层。依此类推，数据传输到传输层3）传输层接收后，加上本层的控制报头，构成了报文，然后传输到网络层4）网络层接收后，加上本层的控制报头，构成了分组，然后传输到数据链路层5）数据链路层接收后，加上本层的控制信息，构成了帧，然后传输到物理层6）物理层接收后，以透明比特流的形式通过传输介质传输出去6．试说明报头在网络数据传输中的作用-4-答：报头包含了控制信息，例如序列号，使得该层以下即使没有维护顺序关系，目标机器的对应层也仍然可以按照正确的顺序递交信息，在有的层上，头部还可以包含信息大小、时间和其他控制字段。7．试比较面向连接服务和无连接服务的异同点答：相同点：（1）两者对实现服务的协议的复杂性与传输的可靠性有很大的影响（2）在网络数据传输的各层都会涉及这两者的问题不同点：（1）面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的3个过程，而无连接服务不需要（2）面向连接服务在数据传输过程中，各分组不需要携带目的结点的地址，而无连接服务要携带完整的目的结点的地址（3）面向连接服务传输的收发数据顺序不变，传输可靠性好，但通信效率不高，而无连接服务目的结点接受数据分组可能乱序、重复与丢失的现象，传输可靠性不好，但通信效率较高8.TCP/IP协议的主要特点是什么？1）．开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。2）．独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网络中。3）．统一的网络地址分配方案，所有网络设备在Internet中都有唯一的地址。4）．标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。9.请比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点答：相同点：1）都是分层的2）在同层确定协议栈的概念3）以传输层为分界，其上层都是传输服务的用户不同点：（1）在物理层和数据链路层，TCP/IP未做规定（2）OSI先有分层模型后有协议规范，不偏向任何特定协议，具有通用性，TCP/IP先有协议后有模型，对非TCP/IP网络并不适用（3）在通信上，OSI非常重视连接通信，而TCP/IP一开始就重视数据报通信（4）在网络互联上，OSI提出以标准的公用数据网为主干网，而TCP/IP专门建立了互联网协议IP，用于各种异构网的互联。-5-10.Internet技术文档主要有哪二种形式？为什么说RFC文档对从事网络技术究与开发的技术人员是重要的？如果需要有关IP协议的RFC791文档，知道如何去查找吗？答：因特网草案和RFC文档；因为RFC文档是从事网络技术研究与开发的技术人员获得技术发展状况与动态重要信息的来源之一；可以输入网址：然后在提示的位置输入RFC文档的编号791即可，或者可从RFCEditor的站点或全球的几个镜象站点得到。第三章1.请举一个例子说明信息、数据与信号之间的关系。答：在通信过程中，信息的载体可以是文字、语音、图像或图形，在网络中，为了交换这些信息，就要对其进行编码，而为了传输这些二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示。2.通过比较说明双绞线、同轴电缆与光缆等三种常用传输介质的特点。答：双绞线是三种介质中最常用的一种，它是由规则螺旋结构排列的2根、4根或8根绝缘导线组成；按使用特性分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线；按传输特性分为三类线与五类线，还有六类线和七类线。同轴电缆由内导体、绝缘层、外屏蔽层及外部保护层组成，抗干扰能力强，分为基带同轴电缆与宽带同轴电缆。光纤是三种介质中传输性能最好、应用前途最广泛的一种，由纤芯、包层和外部保护层组成，分为单模和多模光纤，具有低损耗、宽频带、高速率、低误码率与安全性好的特点。3.控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的FSK、NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等四种编码方法的信号波形。答：SYN的ASCII码为0010110，FSK、NRZ、曼码及差分曼码信号如下：-6-4.对于脉冲编码调制PCM来说，如果要对频率为600HZ的某种语音信号进行采样，传送PCM信号的信道带宽为3kHz，则采样频率f取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构语音信号的所有信息。答：f≥2×600，即采样频率取大于等于1200Hz，采集的样本就可以包含足够重构的原语言信号的所有信息。【因为f=2B,B为带宽，所以f=6kHz。】【根据奈奎斯特采样定理，当采样频率f=2B或f=2fmax时（fmax为信道所能传输的最大频率），采样的样本才可以包含足够重构原语音信号的所有信息，所以有：f=2*3KHz=6kHz】5.多路复用技术主要有几种类型？它们各有什么特点？答：有三种类型，包括频分多路复用，波分多路复用和时分多路复用。频分多路复用的特点是在一条通信线路上设置多个信道，每路信道以不用的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠，就可以同时传输多路信号。波分多路复用的特点是利用一根光纤载入多路光载波信号，而且在每个信道上各自的频率范围互不重叠。时分多路复用的特点是以信道传输时间作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现多路复用。6.同步数字体系SDH发展的背景是什么？它具有哪几个主要的特点？0010110ω2ω2ω1ω2ω1ω1ω2ASCII码FSK信号NRZ信号曼彻斯特编码信号差分曼彻斯特编码信号-7-答：在传统的数字传输系统中，设备在运行过程中暴露了许多固有的弱点：数据传输速率不标准；光设备接口标准不规范；多路复用系统中的同步问题。随着用户对网络的要求不断变化，现代电信网必须能迅速地为用户提供各种新的通信服务。在此背景下，就必须去克服以前所面对的问题，从而建立了SDH体系。主要特点：1、STM-1统一了T1与E1载波两大不同的数字速率体系，使数字信号在传输过程中不再需要转换标准，真正实现了数字传输体制上的国际标准；2、SDH网兼容光纤分布式数据接口FDDI、分布队列双总线DQDB以及ATM信元；3、SDH采用同步复用方式，各种不同等级的码流在帧结构负荷内的排列有规律，而净荷与网络是同步的，因此只需利用软件即可使高速信号一次直接分离出低速复用的支路信号，降低了复用设备的复杂性；4、SDH帧结构的网络管理字节增强了网络管理能力，同时通过将网络管理功能分配到网络组成单元，可以实现分布式传输网络的管理；5、标准的开放型光接口可以在光缆上实现不同公司光接口设备的互连，这样就有效降低了组网成本。第四章1.在物理线路上传输比特流过程中出现差错的主要原因是什么？差错类型有哪两种，都有什么特点？答：在物理线路上传输过程中出现差错是不可避免的，由于在通信信道存在着噪音，因此数据信号通过通信信道到达信宿时，接收信号必然是数据信号与噪音信号电平