第一章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理概述習(xí)題答案

（1）什么是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？P22

1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是互連的、自自治的計算機(jī)的集合。

2.“自治”是指互連的計算機(jī)系統(tǒng)彼此獨(dú)立，不存在主從或者控制與被控制的關(guān)系。

3.“互連”是指利用通信鏈路連接相互獨(dú)立的計算機(jī)系統(tǒng)。

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（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素是什么？每個要素的含義什么？P23

1.語法：定義實體之間交換信息的格式與結(jié)構(gòu)，或者定義實體之間傳輸信號的電平等。

2.語義：定義實體之間交換的信息中需要發(fā)送哪些控制信息，這些信息的具體含義，以及針對不同含義的控制信息，接收信息端應(yīng)如何響應(yīng)。

3.時序：也稱為同步，定義實體之間交換信息的順序以及如何匹配或或適應(yīng)彼此的速度。

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（3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能是什么？P24

1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能是在不同主機(jī)之間實現(xiàn)快速的信息交換。

2.通過信息交換，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)資源共享這一核心功能，包括硬件資源共享、軟件資源共享和信息資源共享。

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（4）按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分，主要有哪幾類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？各有什么特點(diǎn)？P24

1.個域網(wǎng)（PAN）：由個人設(shè)備通過無線通信技術(shù)構(gòu)成小范圍的網(wǎng)絡(luò)。通常覆蓋范圍在1~10m。

2.局域網(wǎng)（LAN）：部署在辦公室、辦公樓、校園等局部區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)高速有線或無線鏈路連接主機(jī)，實現(xiàn)局部范圍內(nèi)高速數(shù)據(jù)傳輸。通常覆蓋范圍在10m~1km。

3.城域網(wǎng)（MAN）：覆蓋一個城市的網(wǎng)絡(luò)。通常覆蓋范圍在5~50km。

4.廣域網(wǎng)（WAN）：跨越更大的地理空間，可以實現(xiàn)異地城域網(wǎng)或局域網(wǎng)的互連。通常覆蓋范圍在幾十~幾千米。

（5）按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋭澐?，主要有哪幾類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？各有什么特點(diǎn)？P25

1.星型：多用于局域網(wǎng)、個域網(wǎng)中；

優(yōu)點(diǎn)：易于監(jiān)控與管理，故障診斷與隔離容易；

缺點(diǎn)：是中央結(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)瓶頸，一旦故障，全網(wǎng)癱瘓，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受限于中央結(jié)點(diǎn)的端口數(shù)量。

2.總線型：采用廣播信道作為公共傳輸介質(zhì)，所有結(jié)點(diǎn)均與總線麗連接，通信通過總線進(jìn)行；

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，所需電纜數(shù)量少，易于擴(kuò)展；

缺點(diǎn)：通信范圍受限，故障診斷與隔離困難，容易發(fā)生沖突。

3.環(huán)形：利用通信鏈路將所有結(jié)點(diǎn)連成一個閉合的環(huán)，多見于早期的局域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)和城域網(wǎng)中；

優(yōu)點(diǎn)：所需電纜長度短，可使用光纖，易于避免沖突；

缺點(diǎn)：某結(jié)點(diǎn)故障容易引起全網(wǎng)癱瘓，新結(jié)點(diǎn)加入或撤出比較麻煩，存在等待時間問題。

4.網(wǎng)狀：結(jié)點(diǎn)通過多條鏈路與不同的結(jié)點(diǎn)直接連接。如果任一結(jié)點(diǎn)與其余所有結(jié)點(diǎn)均有直接鏈路連接，則稱為完全網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，否則稱之為非完全網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)；

優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，一條或多條鏈路故障時，網(wǎng)絡(luò)仍可聯(lián)通；

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價成本高，選路協(xié)議復(fù)雜。

5.樹型：總線拓?fù)浠蛐切屯負(fù)渚W(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展；

優(yōu)點(diǎn)：易于擴(kuò)展，故障隔離容易；

缺點(diǎn)：對根結(jié)點(diǎn)的可靠性要求高。

6.混合型：由兩種以上簡單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)混合連接而成的網(wǎng)絡(luò)。絕大多數(shù)實際網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涠紝儆诨旌贤負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，比如Internet；

優(yōu)點(diǎn)：易于擴(kuò)展，可以構(gòu)建不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)；

缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理與維護(hù)復(fù)雜。

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（6）計算機(jī)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)主要包括哪幾部分？每部分主要功能是什么？P27

1.網(wǎng)絡(luò)邊緣：為網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)

2.接入網(wǎng)絡(luò)：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)核心連接與接入的網(wǎng)絡(luò)。

3.網(wǎng)絡(luò)核心：利用數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣中主機(jī)之間的數(shù)據(jù)中繼與轉(zhuǎn)發(fā)。

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（7）簡要描述你了解的接入網(wǎng)絡(luò)，這些接入網(wǎng)絡(luò)都有什么特點(diǎn)？經(jīng)常使用的是哪類接入網(wǎng)絡(luò)？P28

①特點(diǎn)

1.電話撥號接入：利用電話網(wǎng)絡(luò)。（通過調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號調(diào)制到模擬電話線路，通過電話網(wǎng)絡(luò)的模擬語音信號作為載波傳送到遠(yuǎn)端，再利用調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號從模擬信號解調(diào)出來。）

2.非對稱數(shù)字用戶線路ADSL：利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)的用戶線路實現(xiàn)的接入網(wǎng)絡(luò)。（基于頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)，實現(xiàn)電話語音通信與數(shù)字通信，共享一條用戶線路，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的同時可以進(jìn)行電話語音通信。非對稱：是因為在用戶線路實現(xiàn)上行帶寬比下線?。?/p>

3.混合光纖同軸電纜HFC接入網(wǎng)絡(luò)：利用有線電視網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入的技術(shù)。（HFC接入網(wǎng)絡(luò)的用戶端使用電纜調(diào)制解調(diào)器連接有線電視網(wǎng)的入戶同軸電纜，同軸電纜連接到光纖結(jié)點(diǎn)，再通過光纖鏈路連接電纜調(diào)制解調(diào)端接系統(tǒng)，進(jìn)而連接網(wǎng)絡(luò)。也是基于頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)，利用有線電視網(wǎng)絡(luò)同軸電纜剩余的傳輸能力實現(xiàn)電視信號傳輸與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓蚕?。非對稱：上行帶寬比下行帶寬?。?/p>

4.局域網(wǎng)：連接所有需要接入外部網(wǎng)路的主機(jī)，通過企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或校園網(wǎng)的邊緣路由器連接網(wǎng)絡(luò)核心。

5.移動接入網(wǎng)絡(luò)：利用移動通信網(wǎng)絡(luò)。

②常用：ADSL、HFC和移動接入網(wǎng)絡(luò)。

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（8）簡述電路交換工作過程以及電路交換特點(diǎn)。P31

①過程：

1.建立電路

2.傳輸數(shù)據(jù)

3.拆除電路

②特點(diǎn)：

是有連接的，在通信時需要先建立電路連接，在通信過程中獨(dú)占一個信道，通信結(jié)束后拆除電路連接。

優(yōu)點(diǎn)：實時性高，時延和抖動都較小。

缺點(diǎn)：對于突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸，信道利用率低，且傳輸率單一。

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（9）什么是報文交換？什么是分組交換？比較兩者的優(yōu)劣。P32

1.報文交換：也稱為消息交換，發(fā)送方把發(fā)送的信息附加上發(fā)送/接收主機(jī)的地址以及其他控制信息，構(gòu)成一個完整的報文。然后以報文為單位在交換網(wǎng)絡(luò)的各結(jié)點(diǎn)之間以存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的方式發(fā)送，直至送達(dá)目的主機(jī)。

2.分組交換：將待傳送數(shù)據(jù)（即報文）分割成較小數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊附加上地址、序號等控制信息構(gòu)成數(shù)據(jù)分組，每個分組獨(dú)立傳輸?shù)侥康牡兀康牡貙⑹盏降姆纸M重新組裝，還原為報文。

3.分組的優(yōu)點(diǎn)：

①交換設(shè)備存儲容量要求低

②交換速度快

③可靠傳輸效率高

④更加公平

（10）OSI參考模型包括那幾層？每層主要功能是什么？P40

1.7層

2.功能：

應(yīng)用層：與提供給用戶的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)，包括文件傳送、電子郵件、P2P應(yīng)用等。
表示層：用于處理用于實體間交換數(shù)據(jù)的語法。
會話層：在建立會話時核實雙方身份是否有權(quán)參加會話；確認(rèn)雙方支付通信費(fèi)用；雙方
在各種選擇功能方面取得一致；在會話建立以后，需要對進(jìn)程間的對話進(jìn)行管理和控制。
傳輸層：復(fù)用/分解（區(qū)分發(fā)送和接受主機(jī)上的進(jìn)程）、端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸、連接控
制、流量控制和擁塞控制機(jī)制等。
網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與路由。
數(shù)據(jù)鏈路層：實現(xiàn)在相鄰結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)可靠而有效的傳輸。
物理層：在傳輸介質(zhì)上實現(xiàn)無結(jié)構(gòu)比特流傳輸。

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（11）TCP/IP參考模型包括幾層？每層主要包括那些協(xié)議？P44

1.4層

2.協(xié)議：

①應(yīng)用層：HTTP、FTP、SMTP、POP3

②傳輸層：面向連接、提供可靠數(shù)據(jù)流傳輸?shù)膫鬏斂刂茀f(xié)議TCP、無連接不提供可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)報協(xié)議UDP
③網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層：IP、互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMP、互聯(lián)網(wǎng)多播組管理協(xié)議IGMP、路由協(xié)議如BGP、OSPF、RIP等。
OSPF、RIP等
④網(wǎng)絡(luò)接口層:對應(yīng)OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

（12）考慮兩臺主機(jī)A和主機(jī)B由一條帶寬為R（bit/s）、長度為D（m）的鏈路互聯(lián)，信號傳
播速率為V(m/s)。假設(shè)主機(jī)A從t=0時刻開始向主機(jī)B發(fā)送分組，分組長度為L位，試求：P38

1）傳播延遲dp;
dp=D/V
2）傳輸延遲dt;
dt=L/R
3）若忽略節(jié)點(diǎn)處理延遲和排隊延遲，則端到端延遲T是多少？
T=dc+dq+dt+dp=0+0+L/R+D/V=L/R+D/V
4）若dp>dt，則t=dt時刻，分組的第一位在哪里？
V*dt=V*L/R
5）若V=250000km/s,L=512bit,R=100Mbit/s,則使時延帶寬積剛好為一個分組長度（即512bit）的鏈路長度D是多少？
G=dp*R=D/V*R

D/250000000×100000000=512
D=1280m

（13）P38

1）沒有其他流量=最大吞吐量

R1=500kbit/s=5×10^5 bit/s

R2=2Mbit/s=2×10^6 bit/s

R3=1Mbit/s=1×10^6 bit/s

Thr=min(R1，R2，R3)=5×10^5? bit/s

2）時間=文件大小/網(wǎng)絡(luò)速度

4 MB=4×10^6 Byte=4×10^6×8 bit? ??

t=（4×10^6×8）/（5×10^5）=64s

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（14）P38

L=1500B=1500×8=1.2×10^4 bit

R=2 Mbit/s=2×10^6 bit/s

V=250000 km/s=2.5×10^8 m/s

1）

dc=3ms=3×10^-3s

t1=dc+dq+dt+dp=3+0+L/R+D1/V

t2=dc+dq+dt+dpc=3+0+L/R+D2/V

t3=dc+dq+dt+dp=0+0+L/R+D3/V

t=t1+t2+t3=(D1+D2+D3)/V+3L/R+6×10^-3=0.058+0.006=0.064s=64ms

2）即采用報文交換，忽略結(jié)點(diǎn)處理時延dc，且是直通交換

t=dt+dp=L/R+(D1+D2+D3)/V=0.006+0.04=46ms

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（15）P38

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