計算機網路嚴偉答案

Ⅶ 計算機網路 第五版 答案

第一章 概述
傳播時延＝信道長度/電磁波在信道上的傳播速度
發送時延＝數據塊長度/信道帶寬
總時延＝傳播時延＋發送時延＋排隊時延
101 計算機網路的發展可劃分為幾個階段？每個階段各有何特點？
102 試簡述分組交換的要點。
103 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
104 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
105 試討論在廣播式網路中對網路層的處理方法。討論是否需要這一層？
106 計算機網路可從哪幾個方面進行分類？
107 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源站到目的站共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b（b/s）。在電路交換時電路的建立時間為S（s）。在分組交換時分組長度為p（bit），且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？
108 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x 和（p+h）（bit），其中p為分組的數據部分的長度，而此為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b（b/s），但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度P應取為多大？
109 計算機網路中的主幹網和本地接入同各有何特點？
110 試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：（1）數據長度為107bit，數據發送速率為100kb/s，收發
111 計算機網路由哪幾部分組成？

101 計算機網路的發展可劃分為幾個階段？每個階段各有何特點？
答：計算機網路的發展可分為以下四個階段。
（1）面向終端的計算機通信網：其特點是計算機是網路的中心和控制者，終端圍繞中心
計算機分布在各處，呈分層星型結構，各終端通過通信線路共享主機的硬體和軟體資源，計
算機的主要任務還是進行批處理，在20 世紀60 年代出現分時系統後，則具有互動式處理和
成批處理能力。
（2）分組交換網：分組交換網由通信子網和資源子網組成，以通信子網為中心，不僅共
享通信子網的資源，還可共享資源子網的硬體和軟體資源。網路的共享採用排隊方式，即由
結點的分組交換機負責分組的存儲轉發和路由選擇，給兩個進行通信的用戶斷續（或動態）
分配傳輸帶寬，這樣就可以大大提高通信線路的利用率，非常適合突發式的計算機數據。
（3）形成計算機網路體系結構：為了使不同體系結構的計算機網路都能互聯，國際標准
化組織ISO提出了一個能使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標准框架—開放系統互連基
本參考模型OSI.。這樣，只要遵循OSI標准，一個系統就可以和位於世界上任何地方的、也
遵循同一標準的其他任何系統進行通信。
（4）高速計算機網路：其特點是採用高速網路技術，綜合業務數字網的實現，多媒體和
智能型網路的興起。
102 試簡述分組交換的要點。
答：分組交換實質上是在「存儲——轉發」基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交
換的優點。在分組交換網路中，數據按一定長度分割為許多小段的數據——分組。以短的分
組形式傳送。分組交換在線路上採用動態復用技術。每個分組標識後，在一條物理線路上采
用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。在路徑上的每個結點，把來自用戶發端的數據
暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各數據欄位按順
序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，
交互性好。
分組交換網的主要優點是：
① 高效。在分組傳輸的過程中動態分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段佔有。
② 靈活。每個結點均有智能，為每一個分組獨立地選擇轉發的路由。
③ 迅速。以分組作為傳送單位，通信之前可以不先建立連接就能發送分組；網路使用高
速鏈路。
④ 可靠。完善的網路協議；分布式多路由的通信子網。
103 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
答：（1）電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發起呼叫，獨佔一條物理
線路。當交換機完成接續，對方收到發起端的信號，雙方即可進行通信。在整個通信過程中
雙方一直佔用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較低。但同時也帶來線
路利用率低，電路接續時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點。電路
交換比較適用於信息量大、長報文，經常使用的固定用戶之間的通信。
（2）報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路空閑時，
再將該報文發向接收交換機或終端，它以「存儲——轉發」方式在網內傳輸數據。報文交換的
優點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規
程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉發，網路傳輸時延
大，且佔用大量的交換機內存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用於傳
輸的報文較短、實時性要求較低的網路用戶之間的通信，如公用電報網。
（3）分組交換分組交換實質上是在「存儲——轉發」基礎上發展起來的。它兼有電路交
換和報文交換的優點。分組交換在線路上採用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段
的數據——分組。每個分組標識後，在一條物理線路上採用動態復用的技術，同時傳送多個
數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，
再去掉分組頭將各數據欄位按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用
率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。
104 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
105 試討論在廣播式網路中對網路層的處理方法。討論是否需要這一層？
答：廣播式網路是屬於共享廣播信道，不存在路由選擇問題，可以不要網路層，但從OSI
的觀點，網路設備應連接到網路層的服務訪問點，因此將服務訪問點設置在高層協議與數據
鏈路層中邏輯鏈路子層的交界面上，IEEE 802 標准就是這樣處理的。
106 計算機網路可從哪幾個方面進行分類？
答：從網路的交換功能進行分類：電路交換、報文交換、分組交換和混合交換；從網路的拓撲結構進行分類：集中式網路、分散式網路和分布式網路；從網路的作用范圍進行分類：廣域網WAN、區域網LAN、城域網MAN；從網路的使用范圍進行分類：公用網和專用網。
107 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源站到目的站共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b（b/s）。在電路交換時電路的建立時間為S（s）。在分組交換時分組長度為p（bit），且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？
答：對於電路交換，t=s時電路建立起來；t=s+x/b 時報文的最後1 位發送完畢；t=s+x/b+kd時報文到達目的地。而對於分組交換，最後1位在t=x/b時發送完畢。為到達最終目的地，最後1個分組必須被中間的路由器重發k1 次，每次重發花時間p/b（一個分組的所有比特都接收齊了，才能開始重發，因此最後1位在每個中間結點的停滯時間為最後一個分組的發送時間），所以總的延遲為
所以：
108在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x 和（p+h）（bit），其中p為分組的數據部分的長度，而此為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b（b/s），但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度P應取為多大？
答：所需要的分組總數是x /p ，因此總的數據加上頭信息交通量為（p+h）x/p 位。源端發送這些位需要時間為： 中間的路由器重傳最後一個分組所花的總時間為（k1）（p+h）/b因此我們得到的總的延遲為對該函數求p的導數，得到 令 ？得到 ？因為p＞0，所以 故 時能使總的延遲最小。
109 計算機網路中的主幹網和本地接入同各有何特點？
答：主幹網路一般是分布式的，具有分布式網路的特點：其中任何一個結點都至少和其它兩個結點直接相連；本地接入網一般是集中式的，具有集中式網路的特點：所有的信息流必須經過中央處理設備（交換結點），鏈路從中央交換結點向外輻射。
110 試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：（1）數據長度為107bit，數據發送速率為100kb/s，收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。 解：發送時延＝ 107bit/100kbit/s =100s
傳播時延＝ 1000km/2×108m/s =5×103s
（2）數據長度為103bit，數據發送速率為1Gb/s。收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108 m/s。
解：發送時延＝103bit/1×109bit/s =1×106s
傳播時延＝ 1000km/2×108m/s =5×103s
111 計算機網路由哪幾部分組成？
答：一個計算機網路應當有三個主要的組成部分：
（1）若干主機，它們向用戶提供服務；
（2）一個通信子網，它由一些專用的結點交換機和連接這些結點的通信鏈路所組成的； （3）一系列協議，這些協議為主機之間或主機和子網之間的通信而用的。