计算机网络第一章课后答案（谢希仁第八版）

第1章 概述

习题

1-02 试简述分组交换的要点。

答：分组交换采用存储转发技术。把报文（要发送的整块数据）划分为一个个更小的等长数据段，每一个数据段的前面需要加上必要的控制信息组成的首部（header），构成一个个分组。分组的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，使得每个分组能够在互联网中独立地选择传输路径并被正确地交付到分组传输的终点。

分组交换的优点：
高效：在分组传输过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活：每一个分组独立地选择转发路由。
迅速：以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分。
可靠：保证可靠性的网络协议：分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。

分组交换的缺点：
时延：分组在各路由器存储转发时需要排队。
额外开销：分组必须携带控制信息，整个分组交换网络还需要专门的管理和控制机制。

1-03 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。

答：（1）电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点。端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障。对于连续传送大量数据时，其传送时间远大于连接建立时间，传输速率较快；但在传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性，导致线路的传输效率很低。
（2）报文交换：整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。不要预先分配传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。但报文交换的时延较长。
（3）分组交换：单个分组传送到相邻节点，存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好，相对报文交换时延较小。

1-05 互联网基础结构的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。

答：互联网基础结构的发展大致分为三个阶段，各个阶段的最主要的特点为：
第一阶段：从单个网络ARPANET向互连网发展的过程。
第二阶段：建成了三级结构的互联网，分为：主干网，地区网，校园网（或企业网）。
第三阶段：逐渐形成了全球范围的多层次ISP（Internet Service Provider 互联网服务提供商）结构的互连网。

1-07 小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别？

答：（1）以小写字母i开始的internet（互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以是任意的。
（2）以大写字母I开始的Internet（因特网）：专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络互相连接而成的特定计算机网络，并采用TCP/IP协议族作为通信规则，且其前身是美国的ARPANRT。
区别：后者实际上是前者的双向应用。

1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？

答：（1）按照网络的作用范围进行分类
广域网WAN：作用范围广、长距离、互联网核心
城域网MAN：作用范围一般是一个城市、连接多个局域网
局域网LAN：作用范围局限在很小范围、广泛使用
个人区域网PAN：作用范围很小、连接个人电子设备

（2）按照网络的使用者进行分类
公用网：提供公众使用的网络，由电信公司出资建造的大型网络。
专用网：某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。

（3）用来把用户接入到互联网的网络
接入网AN：将用户接入ISP。

1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？

答：主干网络一般是分布式的，具有分布式网络的特点：其中任何一个结点都至少和其它两个结点直接相连。
本地接入网一般是集中式的，具有集中式网络的特点：所有的信息流必须经过中央处理设备（交换结点），链路从中央交换结点向外辐射。

1-12 互联网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？

答：边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

1-13 客户-服务器方式与P2P对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？

答：区别：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。
联系：后者实际上是前者的双向应用。

1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？

答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率。

1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能指标有什么区别？

答：非性能特征：费用，质量，标准化，可靠性，可拓展性和可升级性，易于管理和维护。
区别：非性能特征：宏观整体评价网络的外在表现。性能特征：具体定量描述网络的技术性能。

1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2x108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kbit/s。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。
从以上计算结果可得出什么结论？

结论：（1）发送时延与传输信道的长度（或信号传送的距离）没有任何关系。传播时延与信号的发送速率无关，信号传送的距离越远，传播时延就越大。
（2）若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-19 长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。
若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？

答：（1）

（2）

1-21 协议与服务有何区别？有何关系？

答：区别：协议是控制对等实体之间通信的规则，是水平的；服务是下层通过层间接口向上层提供的功能，是垂直的。
关系：协议的实现保证了能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需使用下层提供的服务。

1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

1-24 试述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：

(1)物理层：物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。

(2)数据链路层：数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。

(3)网络层：网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。

(4)运输层：运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。

(5)应用层：应用层直接为用户的应用进程提供服务。

1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。

答：（1）协议栈：指计算机网络体系结构采用分层模型后，每层的主要功能由对等层协议的运行来实现，因而每层可用一些主要协议来表征，几个层次画在一起很像一个栈的结构。
（2）实体(entity)：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
（3）对等层：在网络体系结构中，通信双方实现同样功能的层。
（4）协议数据单元：对等层实体进行信息交换的数据单位。
（5）服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方。服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实体上就是一个逻辑接口。
（6）客户是服务的请求方。
（7）服务器是服务的提供方。
（8）客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

1-29 有一个点对点链路，长度为50km。若数据在此链路上的传播速率为2x108m/s，试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大？如果发送的是512字节长的分组，结果又应如何？

答：

同理可得：