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《计算机网络》课后习题答案（第四版）谢希仁编著2006-12-28第一章概述（P19）1、计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户段续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
2、试简述分组交换的特点答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
3、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。
计算机网络教程(第4版)习题答案习题及参考答案说明第1章1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务？解答：计算机网络是一种通信基础设施，向用户提供的最核心的服务就是信息交互服务和资源共享服务。
虽然计算机网络与电信网络和有线电视网络一样，都是一种通信基础设施，但与这两个网络最大的不同在于计算机网络的端设备是功能强大且具有智能的计算机。
利用计算机网络这个通信基础设施，计算机上运行的各种应用程序通过彼此间的通信能为用户提供更加丰富多彩的服务和应用，如文件传输、电子邮件、网络电视等待。
1-2试简述分组交换的要点。
解答：分组交换采用存储转发技术，当需要发送数据时无需在源和目的之间先建立一条物理的通路，而是将要发送的报文分割为较小的数据段，将控制信息作为首部加在每个数据段前面（构成分组）一起发送给分组交换机。
每一个分组的首部都含有目的地址等控制信息。
分组交换网中的分组交换机根据分组首部中的控制信息，把分组转发到下一个分组交换机。
用这种存储转发方式将分组转发到达最终目的地。
1-3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。
解答：电路交换通信双方独占端端固定传输带宽，其优点是适合传输大量连续实时的数据。
其缺点是对于突发数据信道利用率低。
报文交换采用存储转发方式，其优点是简单，信道利用率高。
其缺点是存储转发时延长，过长的报文误码率高不利于可靠传输，而且过长的报文占用链路时间太长，不利于资源共享。
分组交换将长的报文划分为多个短的分组减小的资源共享的粒度，提高了整个系统的平均响应时间，存储转发时延比报文交换要短，灵活的路由选择提高了网络的生存性。
其缺点是分组在各结点转发时可能排队，端到端时延不确定，网络通信量过大时会导致网络拥塞。
分组首部携带的控制信息造成一定的额外开销。
1-4为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？解答：因特网已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络，缩小了人际交往的时间和空间，大大改变着我们工作和生活的各个方面。
《计算机网络（第四版）》（谢希仁）部分习题参考题解1-10 解：电路交换所需时间T1 = s+x/b+kd，分组交换所需时间T2 = x/b+d+(k-1)(p/b+d) 根据题意应有T2<T1，即x/b+d+(k-1)(p/b+d)< s+x/b+kd移项后得(k-1)p/b< s1-11 解：总时延D = k(p+h)/b+(x/p-1)(p+h)/b = [(k-1)p+hx/p+x+kh-h]/b令D(p)′=(k-1)-hx/(bp2)= 0，解得p =[hx/(k-1)]1/22-17 解：接收码元与站A的码元内积= +8/8 = +1，故A发送了1接收码元与站B的码元内积= -8/8 = -1，故B发送了0接收码元与站C的码元内积= 0/8 = 0，故C未发送接收码元与站D的码元内积= +8/8 = +1，故D发送了13-06解：忽略帧控制信息的影响并假定信道无差错（p=0），已知对于停止等待协议有：λmax = (1-p)/t T，t T≈t f+2t p，t f = L f/C，其中C为信道容量（b/s），L f为帧长度(bits)。
则由式(3-8）和题意得ρmax =λmax t I = (1-p) t I f/ t T = t f / t T≥0.5即t f /( t f+2t p )≥0.5 →t f≥2t p→L f/C≥2t p→L f≥2t p C代入数值得L f≥160（bits）3-15解：忽略帧控制信息的影响，忽略确认帧长及其处理时间；假定信道无差错（p=0）且发送站始终有数据发送；取卫星信道时延（上行+下行）t p = 0.25 (S)；因为t T是可以连续发送帧的最小周期，故取t T为观察时间。
由已知条件可计算出：帧发送时间t f = L f/C = 2000/106 = 0.002（S），t T = t f +2 t p= 0.502（S）取λ表示帧到达率（帧/S），则在t T内的帧到达率λ(t T）= n/ t T（n为t T内实际到达的帧数），且由式（3-11）和式（3-12）知λ(t T）max≈1/ t f= C/ L f=500(帧/S)，对应n max= t Tλ(t T）max= 251(帧)由式（3-13）知归一化吞吐量（即信道利用率）ρ=λt f =（n t f）/ t T,代入数值后得ρ= n/251（1）W T =1 → n =1 →λ(t T）≈2<λ(t T）max→ρ= 1/251（2）W T =7 → n =7 →λ(t T）≈14<λ(t T）max→ρ= 7/251（3）W T =127 → n =127 →λ(t T)≈254<λ(t T)max→ρ= 127/251（4）W T=255 > n max→ρ= 14-8 解：端到端传播时延τ=5×10-6×4=0.02（ms）帧发送时间T0=1000/（5×106）= 0.2（ms）a=τ/ T0=0.02/0.2=0.1由式（4-26）知S max=1/(1+4.44a) =1/1.444≈0.69由式（4-24）S= T0/T A V ，求出成功发送一帧所需时间T A V =0.2/0.69≈0.29（ms）则系统平均最大帧发送速率= 1/ T A V≈ 3450（帧/S）每个站平均最大帧发送速率=3450/100 = 34.5（帧/S）4-9解：（1）τ= 5×10-6×1= 0.005（ms），a =τ/ T0=0.005/0.2 = 0.025S max=1/(1+4.44a)≈0.9，每个站平均最大帧发送速率=44.5（帧/S）（2）T0=1000/（10×106）= 0.1（ms），a =0.02/0.1= 0.2，S max=1/(1+4.44a)≈0.53 每个站平均最大帧发送速率= 53（帧/S）（3）T0=10000/（5×106）=2（ms），a=0.02/2 = 0.01，S max=1/(1+4.44a)≈0.958 每个站平均最大帧发送速率= 4.8（帧/S）4-4 解：以太网使用的是截断式二进制指数退避算法，其退避等待时间t=R×（2τ），R=[0,1,┄,2K-1]，K=Min[n,10]，n≤16为本帧已冲突次数。
第 1 章概述1.假设你已经将你的狗Berníe 训练成可以携带一箱3 盒8mm 的磁带，而不是一小瓶内哇地. (当你的磁盘满了的时候，你可能会认为这是一次紧急事件。
)每盒磁带的窑最为7GB 字节;无论你在哪里，狗跑向你的速度是18km/h 。
请问，在什么距离范围内Berníe的数据传输速率会超过一条数据速率为150Mbps的传输线?答：狗能携带21千兆字节或者168千兆位的数据。
18 公里/小时的速度等于0.005 公里/秒，走过x公里的时间为x / 0.005 = 200x秒，产生的数据传输速度为168/200x Gbps或者840 /x Mbps。
因此，与通信线路相比较，若x<5.6 公里，狗有更高的速度。
6. 一个客户·服务器系统使用了卫星网络，卫星的高度为40 000km. 在对一个请求进行响应的时候，最佳情形下的延迟是什么?答：由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。
在空气和真空中的光速为300，000 公里/秒，因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533 msec。
9.在一个集中式的二叉树上，有2n-1 个路出器相互连接起来:每个树节点上都布一个路由器。
路由器i 为了与路由器j 进行通信，它要给树的根发送一条消息。
然后树根将消息送下来给j 。
假设所有的路由器对都是等概率出现的，请推导出当n很大时，每条消息的平均跳数的一个近似表达式。
答：这意味着，从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍。
若在树中，根深度为1，深度为n，从根到第n层需要n-1跳，在该层的路由器为0.50。
从根到n-1 层的路径有router的0.25和n-2跳步。
因此，路径长度l为：18.OSI 的哪一层分别处理以下问题？答：把传输的比特流划分为帧——数据链路层决定使用哪条路径通过子网——网络层.28.一幅图像的分辨率为1024X 768 像素，每个像素用3 字节来表示。
ANDREW S. TANENBAUM COMPUTER NETWORKSFOURTH EDITIONPROBLEM SOLUTIONS第 1 章概述1. 答：狗能携带21千兆字节或者168千兆位的数据。
18 公里/小时的速度等于0.005 公里/秒，走过x公里的时间为x / 0.005 = 200x秒，产生的数据传输速度为168/200x Gbps或者840 /x Mbps。
因此，与通信线路相比较，若x<5.6 公里，狗有更高的速度。
2. 使用局域网模型可以容易地增加节点。
如果局域网只是一条长的电缆，且不会因个别的失效而崩溃( 例如采用镜像服务器)的情况下，使用局域网模型会更便宜。
使用局域网可提供更多的计算能力和更好交互式接口。
3. 答：横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽，但是由于光速度传送要越过数千公里，时延将也高。
相反，使用56 kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有低带宽和较低的时延。
4. 声音的传输需要相应的固定时间，因此网络时隙数量是很重要的。
传输时间可以用标准偏差方式表示。
实际上，短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。
5. 答：不，传送.速度为200,000 公里/秒或200米/ 微秒。
信号在10微秒中传送了2千米，每个交换机相当于增加额外的2 公里电缆。
如果客户和服务器之间的距离为5000 公里，平均通过50个交换机给那些总道路只增加100 公里，只是2%。
因此，交换延迟不是这些情形中的主要因素。
6. 答：由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。
在空气和真空中的光速为300，000 公里/秒，因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533 msec。
7. 显而易见，在这里没有正确的独立的答案。
但下列问题好像相关：目前的系统有它的很多惯性(检测和平衡)。
当新的团体掌握权力的时候，这惯性可保持法律、经济和社会制度的稳定。
《计算机网络》（第四版）谢希仁第1章概述作业题1-03、1-06、1-10、1-13、1-20、1-221-03．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）电路交换它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
1-06．试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。
讨论其异同点。
答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是：都是基于独立的协议栈的概念；二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，层功能大体相似。
（2）OSI和TCP/IP的不同点：①OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层、表示层和会话层；而TCP/IP具体分五层：应用层、运输层、网络层、网络接口层和物理层。
严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分②OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。
③OSI 只考虑用一种标准的公用数据网。
TCP/IP 一开始就考虑到多种异构网的互连问题，并将网际协议IP 作为TCP/IP 的重要组成部分。
1、计算机网络的发展阶段第一阶段：(20世纪60年代)以单个计算机为中心的面向终端的计算机网络系统。
这种网络系统是以批处理信息为主要目的。
第二阶段：(20世纪70年代)以分组交换网为中心的多主机互连的计算机网络系统。
它的主要特点是：①采用的是静态分配策略；②这种交换技术适应模拟信号的数据传输。
③计算机数据的产生往往是“突发式”的。
第三阶段：(20世纪80年代)具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。
第四阶段：(20世纪90年代)网络互连与高速网络。
2、简述分组交换的要点。
（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并3、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。
（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，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。
（3）分组交换：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。
4、为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
8、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：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。
本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。
9、一个计算机网络应当有三个主要的组成部分：（1）若干个主机，它们向各用户提供服务；（2）一个通信子网，它由一些专用的结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成；（3）一系列的协议。
这些协议是为在主机之间或主机和子网之间的通信而用的。
10、试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。
在电路交换时电路的建立时间为s(s)。
ANDREW S.TANENBAUM COMPUTER NETWORKS FOURTH EDITION PROBLEM SOLUTIONS第1章概述1.答：狗能携带21千兆字节或者168千兆位的数据。
18公里/小时的速度等于0.005公里/秒，走过x公里的时间为x/0.005=200x秒，产生的数据传输速度为168/200x Gbps或者840/x Mbps。
因此，与通信线路相比较，若x<5.6公里，狗有更高的速度。
2.使用局域网模型可以容易地增加节点。
如果局域网只是一条长的电缆，且不会因个别的失效而崩溃(例如采用镜像服务器)的情况下，使用局域网模型会更便宜。
使用局域网可提供更多的计算能力和更好交互式接口。
3.答：横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽，但是由于光速度传送要越过数千公里，时延将也高。
相反，使用56kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有低带宽和较低的时延。
4.声音的传输需要相应的固定时间，因此网络时隙数量是很重要的。
传输时间可以用标准偏差方式表示。
实际上，短延迟但是大变化性比更长的延迟和低变化性更糟。
5.答：不，传送.速度为200,000公里/秒或200米/微秒。
信号在10微秒中传送了2千米，每个交换机相当于增加额外的2公里电缆。
如果客户和服务器之间的距离为5000公里，平均通过50个交换机给那些总道路只增加100公里，只是2%。
因此，交换延迟不是这些情形中的主要因素。
6.答：由于请求和应答都必须通过卫星，因此传输总路径长度为160,000千米。
在空气和真空中的光速为300，000公里/秒，因此最佳的传播延迟为160,000/300，000秒，约533msec。
7.显而易见，在这里没有正确的独立的答案。
但下列问题好像相关：目前的系统有它的很多惯性(检测和平衡)。
当新的团体掌握权力的时候，这惯性可保持法律、经济和社会制度的稳定。
此外，很多人对社会问题没有真的知道事情的真相，但却具有很强烈的、引起争论的意见。
将不允许讲道理的观点写进法律也许不合适。
还必须考虑某些专业组织有影响的宣传活动。
另一主要问题是安全。
黑客可能侵入系统和伪造结果。
8.答：将路由器称为A，B，C，D和E.：则有10条可能的线路；AB,AC,AD,AE,BC,BD,BE,CD,CE,和DE。
每条线路有4种可能性(3速度或者不是线路)，这样，拓扑的总数为410=1,048,576。
检查每个拓扑需要100ms，全部检查总共需要104,857.6秒，或者稍微超过29个小时。
9.答：这意味着，从路由器到路由器的路径长度相当于路由器到根的两倍。
若在树中，根深度为1，深度为n，从根到第n层需要n-1跳，在该层的路由器为0.50。
从根到n-1层的路径有router的0.25和n--2跳步。
因此，路径长度l为：或This expression reduces to l＝n－2，The mean router-router路径为2n-4。
10.区分n-2事件。
事件1到n由主机成功地、没有冲突地使用这条信道的事件组成。
这些可能性的事件的概率为p(1－p)n-1。
事件n+1是一个空闲的信道，其概率为(1-p)n。
事件n+2是一个冲突。
由于事件n+2互斥，它们可能发生的事件必须统一合计。
冲突的可能性等于那些小部分的槽的浪费，只是11.答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。
分层意味着某一层的协议的改变不会影响高层或低层的协议。
12.答：不.，在ISO协议模型中，物理通讯只在最低的层里进行，不在每个层里。
13.无连接通信和面向连接通信的最主要区别是什么？答：主要的区别有两条。
其一：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。
只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。
接着，当数据传输完毕，必须释放连接。
而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。
其二：面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。
14.答：不相同。
在报文流中，网络保持对报文边界的跟踪；而在字节流中，网络不做这样的跟踪。
例如，一个进程向一条连接写了1024字节，稍后又写了另外1024字节。
那么接收方共读了2048字节。
对于报文流，接受方将得到两个报文。
每个报文1024字节。
而对于字节流，报文边界不被识别。
接收方把全部的2048个字节当作一个整体，在此已经体现不出原先有两个报文的事实。
15.答：协商就是要让双方就在通信期间将使用的某些参数或数值达成一致。
最大分组长度就是一个例子。
16.服务是由k层向k＋1层提供的。
服务必须由下层k提供，即，对层k的服务是由k-1层提供的。
17.The probability,Pk,of a frame requiring exactly k transmissions is the probability of the first k-1attempts failing,p k-1, times the probability of the k-th transmission succeeding,(1-p).The mean number of transmission is then just18.OSI的哪一层分别处理以下问题？把传输的比特流划分为帧——数据链路层决定使用哪条路径通过子网——网络层.19.答：帧封装包。
当一个包到达数据链路层时，整个数据包，包括包头、数据及全部内容，都用作帧的数据区。
或者说，将整个包放进一个信封(帧)里面，(如果能装入的话)。
20.一个有n层协议的系统，应用层生成长度为m字节的报文，在每层都加上h字节报头，那么网络带宽中有多大百分比是在传输各层报头？hn/(hn+m)*100%[注意：题中已说明每层都要附加报头，不要考虑实际的OSI或者TCP/IP协议]21.相似点：都是独立的协议栈的概念；层的功能也大体相似。
不同点：OSI更好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的进行替换；OSI是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然后建立描述该协议的模型；层次数量有差别；TCP/IP没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。
OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式。
22.TCP是面向连接的，而UDP是一种数据报服务。
23.如果3枚炸弹炸毁与右上角那2个节点连接的3个节点，可将那2个节点与其余的节点拆开。
系统能禁得住任何两个节点的损失。
24.Doubling every18months means a factor of four gain in3years.In9years,the gain is then43or64,leading to6.4 billion hosts.My intuition says that is much too conservative,since by then probably every television in the world and possibly billions of other appliances will be on home LANs connected to the Internet.The average person in the developed world may have dozens of Internet hosts by then.25.如果网络容易丢失分组，那么对每一个分组逐一进行确认较好，此时仅重传丢失的分组。
而在另一方面，如果网络高度可靠，那么在不发差错的情况下，仅在整个文件传送的结尾发送一次确认，从而减少了确认的次数，节省了带宽；不过，即使有单个分组丢失，也需要重传整个文件。
26.Small,fixed-length cells can be routed through switches quickly,and completely in hardware.Small,fixed-size cells also make it easier to build hardware that handles many cells in parallel.Also,they do not block transmission lines for very long, making it easier to provide quality-of-service guarantees.27.The speed of light in coax is about200,000km/sec,which is200meters/ìsec.At10Mbps,it takes0.1ìsec to transmita bit.Thus,the bit lasts0.1ìsec in time,during which it propagates20meters.Thus,a bit is20meters long here.28.The image is1024×768×3bytes or2,359,296bytes.This is18,874,368bits.At56,000bits/sec,it takes about 337.042sec.At1,000,000bits/sec,it takes about18.874sec.At10,000,000bits/sec,it takes about1.887sec.At100,000,000bits/sec,it takes about0.189sec.29.Think about the hidden terminal problem.Imagine a wireless network of five stations,A through E,such that each one is in range of only its immediate neighbors.Then A can talk to B at the same time D is talking to E.Wireless networks have potential parallelism,and in this way differ from Ethernet.30.One disadvantage is security.Every random delivery man who happens to be in the building can listen in on the network. Another disadvantage is reliability.Wireless networks make lots of errors.A third potential problem is battery life,since most wireless devices tend to be mobile.31.优点1：如果每个人都使用标准，那么每个人都可以与其他任何人交流；优点2：广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。
