《计算机网络》第一章 作业参考答案
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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。
答:(1)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-1 计算机网络向用户可以提供哪些服务?答:计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个,连通性和共享。
1-2 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。
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。
答:(1)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
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)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
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。
1.什么是计算机网络,试比较计算机网络与分布式系统的异同。
2.按传输技术网络可以分为几类?简述各自特点。
3.按地域划分,网络分为几类?简述各自特点。
4.协议在计算机网络中的概念是什么?论述其三要素。
5.论述协议分层。
6.简述协议栈的工作原理。
7.面向连接与面向非连接的区别。
8.服务与协议的关系是什么?有何区别。
?9.描述数据在网络体系结构中的流动。
10.OSI的七层是什么?概述其各层的功能。
11.结合课本图1-16,试述互联网数据传输的情形。
12.比较OSI与TCP/IP模型。
1.答:计算机网络系统包括软件系统,又包括硬件系统;而分布式系是建立在网络平台上的软件系统。
分布式系统中,多台自主计算机的存在对用户是透明的。
用户觉察不到多个处理器的存在,用户面对的是一台虚拟的单处理机,而网络对用户是不透明的,用户必须明确指出文件传输的源和目的地。
2答:计算机网络按照传输技术可分为点对点式网络与广播式网络两大类。
广播式的特点有:1.所有机器共享公共信道;2.适应于小型网络;3.速度快;4同一时刻只能有一台计算机发送数据,所有计算机都可以收到信号。
点到点式的特点有:1.计算机间连线相对复杂,有一条线多条连接;2.存在路内选择;3.适应于大型网络;4.数据在到达目的过程中可能经过一点中间结点,所以速度慢;5.允许多台计算机同时发送数据。
3答:按地域分,计算机网络可分为:局域网,城域网,广域网;(1)局域网:1.覆盖范围比较小;2.用一条电缆连接所有机器;3.有多和拓扑结构;4.一般采用广播式;5.速度非常快,错误率低。
(2)城域网:城域网通常使用与LAN相似的技术,是一种大型的LAN。
通常采用IEEE802.6标准,即分布式队列双总线穿绕于城市,站点同时连接于两条线之上。
在发送信息之前,站点必须知道目的站点位于其左方还是右方,方可确定采用总线A还是B进行发送。
数据通过硬件或电路输入到相应总线中,因此,一个站点失效不会造成整个网络终止。
第一章作业参考答案1. 什么是计算机网络?什么是网络协议?网络协议的要素有哪些?答:计算机网络是指具有独立功能的计算机,通过网络通讯设备连接起来,能够实现数据通信和资源共享的计算机系统的集合。
网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
网络协议有三个要素:语法、语义、同步(或时序)。
语法,即用户数据与控制信息的结构和格式;语义,即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应;时序,即对事件实现顺序的详细说明。
2. 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)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
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)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
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。
习题一问答题:1.计算机网络的发展可以划分为几个阶段?每个阶段都有什么特点?答:可以划分为四个阶段:第一阶段可以追溯到20世纪50年代。
那时,人们开始将彼此独立发展的计算机技术与通信技术结合,完成了数据通信技术与计算机通信网络的研究,为计算机网络的产生做好了准备,并奠定了理论基础。
第二阶段应该从20世纪60年代,美国的ARPANET与分组交换技术谈起。
ARPANET 是计算机网络技术发展中的一个里程碑,它的研究成果对促进网络技术发展起到重要的作用,并为Internet的形成奠定了基础。
第三阶段可以从20世纪70年代中期谈起。
70年代中期,广域网、局域网与公用分组交换网发展迅速,各计算机厂商纷纷发展自己的计算机网络,随之而来的是网络体系结构与网络协议的标准化问题。
国际标准化组织在推动开放系统互连参考模型与网络协议的研究方面做了大量工作,对计算机网络理论体系的形成与网络技术的发展起到重要的作用,但它同时也面临着TCP/IP的严峻挑战。
第四阶段要从20世纪90年代谈起。
这个阶段的典型技术是Internet与异步传输模式。
Internet作为世界性的信息网络,在当今经济、文化、科研、教育等方面发挥越来越重要的作用。
以A TM技术为代表的高速网络技术发展,为全球信息高速公路的建设提供了技术准备。
2.什么是公用数字网PDN?为什么要发展公用数字网?答:在20世纪70年代中期,世界上开始出现由邮电部门或通信公司组建和管理的公用分组交换网,即公用数据网PDN。
公用分组交换网为计算机网络发展提供良好的外部通信条件,它可以为更多的用户提供数据通信服务。
3.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:(1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。
(2)互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”。
(3)联网激素啊你之间的通信必须遵循共同的网络协议。
4.通信子网与资源子网的联系与区别是什么?答:从计算机网络组成的角度看,典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两部分。
第一章计算机网络的基本概念一、选择题1、完成路径选择功能是在OSI模型的()。
A.物理层B.数据链路层C.网络层D.运输层2、在TCP/IP协议簇的层次中,保证端-端的可靠性是在哪层上完成的?()A.网络接口层B.互连层C.传输层D.应用层3、在TCP/IP体系结构中,与OSI参考模型的网络层对应的是()。
A.网络接口层B.互联层C.传输层D.应用层4、在OSI七层结构模型中,处于数据链路层与传输层之间的是()。
A.物理层B.网络层C.会话层D.表示层5、计算机网络中可以共享的资源包括()。
A.硬件、软件、数据B.主机、外设、软件C.硬件、程序、数据D.主机、程序、数据6、网络协议组成部分为()。
A.数据格式、编码、信号电平B.数据格式、控制信息、速度匹配C.语法、语义、定时关系D.编码、控制信息、定时关系二、填空题1、按照覆盖的地理范围,计算机网络可以分为________、________和________。
2、Internet采用_______协议实现网络互连。
3、ISO/OSI中OSI的含义是________。
4、计算机网络是利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来,使其能够和________ 和________。
5、TCP/IP协议从上向下分为________、________、________和________4层。
6、为了实现对等通信,当数据需要通过网络从一个节点传送到到另一个节点前,必须在数据的头部(和尾部)加入____________,这种增加数据头部(和尾部)的过程叫做____________或____________。
7、计算机网络层次结构划分应按照________和________的原则。
8、ISO/OSI参考模型将网络分为从低到高的________、________、________、________、________、________和________七层。
9、建立计算机网络的目的是___________和____________。
第一章概述(P33)1、计算机网络向用户可以提供哪些服务?答:(1)连通性,使上网用户之间都可以交换信息,好像这些用户的计算机彼此直接连通一样。
(2)资源共享,包括软件、硬件、数据资源的共享。
2、简述分组交换的要点答:(1)采用存储--转发技术,信道可以为多对会话动态复用,比电路交换资源利用率高。
(2)限制通过网络的数据分组的大小,如果发送报文超出限制,则发送方将报文分割成一个个小分组,每个分组以存储--转发方式独立传输。
当所有分组到达接收方后,接收方将它们重新拼接成报文。
(3)传输特点:延迟较小,且相对稳定,适合计算机应用。
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。
答:(1)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
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)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储—转发”方式在网内传输数据。
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。
第一章作业参考答案1-02 试简述分组交换的要点。
答:分组交换最主要的特点是采用存储转发技术。
通常把要发送的整块数据称为一个报文。
在发送报文之前,先把较长的报文划分成一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面添加首部构成分组,每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘部分。
主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。
路由器是用来转发分组的,即进行分组交换。
路由器每收到一个分组,先暂时存储,再检查其首部,查找转发表,按照首部中的目的地址,找到合适的接口转发出去,把分组转交给下一个路由器。
这样一步步地经过若干个路由器,以存储转发的方式,把分组交付最终目的主机。
各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息,以便创建和维持在路由表中的转发表,使得转发表能够在整个网络拓扑发生变化时及时更新。
1-07 小写和大些开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别?答:以小写字母i开始的internet(互联网或互连网)是一个通用名词,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。
以大写字母I开始的Internet(因特网)则是一个专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用TCP/IP协议族作为通信的规则,其前身是美国的ARPANET。
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:按网络的作用范围划分:(1)广域网WAN,作用范围通常为几十到几千公里,也称为远程网,是Internet的核心部分。
(2)城域网MAN,作用范围一般是一个城市,可跨越几个街区甚至整个城市,其作用距离约为5~50公里。
(3)局域网LAN,作用范围局限在较小的范围(如1公里左右)。
(4)个人区域网PAN,也称无线个人区域网,作用范围大约在10m左右。
作业:计算机网络第一章1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务?答:连通性:用户在计算机网络上可以相互间交换信息,就好像彼此计算机直接连通一样。
共享:信息共享、软件共享、硬件共享等资源共享。
1-2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。
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。
答:(1电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
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报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
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。
第一章作业参考答案1. 简述计算机网络发展的几个阶段及其特点。
答:计算机网络的发展可分为三个阶段(三代网络):1. 以主机为中心的联机终端系统---“计算机-终端”系统2. 以通信子网为中心的主机互连---“计算机-计算机”网络3. 体系结构标准化网络-------层次化结构,并对每层进行了精确定义2. 什么是计算机网络?与分布式计算机系统之间的区别与联系是什么?答:计算机网络是相互连接的自治计算机的集合。
所谓自治即能独立运行,不依赖于其他计算机;所谓互连即以任何可能的通信连接方式相连接。
分布式计算机系统指的是在分布式操作系统统一调度下,多台计算机协调工作,共同完成一项任务,而用户面对的是一台逻辑上的计算机,各计算机怎样协同工作,对用户透明,其用途主要是科学计算和事务处理。
与分布式计算机系统相比,一般的计算机网络是非协调性的、松散耦合的网络。
各计算机对用户非透明,用户必须指定资源的位置,而且其用途主要是资源共享。
3. 计算机网络的主要功能是什么?答:(1)数据通信(Communication Medium):文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐;(2)资源共享(Resource Sharing):软件、硬件、数据(数据库);(3)提供高可靠性服务(High Reliability)-利用可替代的资源,提供连续的高可靠服务;(4)节省投资(Saving Money)-替代昂贵的大中型机系统;(5)分布式处理(Distributed Processing)。
4. 可以从哪些角度对计算机网络进行分类?答:按地域范围分类:局域网(Local Area Network , LAN)范围:小,<20KM传输技术:基带,10-1000Mbps,延迟低,出错率低(10-11)拓扑结构:总线,环城域网(Metropolitan Area Network , MAN)范围:中等,<100KM传输技术:宽带/基带拓扑结构:总线广域网(Wide Area Network , WAN)范围:大,>100KM传输技术:宽带,延迟大,出错率高拓扑结构:不规则,点到点按拓扑结构分类:星形、树形、总线、环形、全连接、不规则(网状)。
第一章作业参考答案1-02 试简述分组交换的要点。
答:分组交换最主要的特点是采用存储转发技术。
通常把要发送的整块数据称为一个报文。
在发送报文之前,先把较长的报文划分成一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面添加首部构成分组,每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘部分。
主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。
路由器是用来转发分组的,即进行分组交换。
路由器每收到一个分组,先暂时存储,再检查其首部,查找转发表,按照首部中的目的地址,找到合适的接口转发出去,把分组转交给下一个路由器。
这样一步步地经过若干个路由器,以存储转发的方式,把分组交付最终目的主机。
各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息,以便创建和维持在路由表中的转发表,使得转发表能够在整个网络拓扑发生变化时及时更新。
1-07 小写和大些开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别?答:以小写字母i开始的internet(互联网或互连网)是一个通用名词,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。
以大写字母I开始的Internet(因特网)则是一个专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用TCP/IP协议族作为通信的规则,其前身是美国的ARPANET。
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:按网络的作用范围划分:(1)广域网WAN,作用范围通常为几十到几千公里,也称为远程网,是Internet的核心部分。
(2)城域网MAN,作用范围一般是一个城市,可跨越几个街区甚至整个城市,其作用距离约为5~50公里。
(3)局域网LAN,作用范围局限在较小的范围(如1公里左右)。
(4)个人区域网PAN,也称无线个人区域网,作用范围大约在10m左右。
按网络的使用者划分:(1)公用网:面向公共营运、按规定缴纳费用的人都可使用的网络。
(2)专用网:面向特定机构、不向本单位以外的人提供服务的网络。
1-10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)。
在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?解:对于电路交换,先建立连接需要时间是s秒;发送x比特报文的发送时延是x/b秒;k段链路的传播时延是kd秒。
因此电路交换总时延=连接时间+发送时延+传播时延=s+x/b+kd。
对于分组交换,不需要先建立连接。
先计算分组交换的传播时延,k段链路的传播时延是kd秒。
再计算分组交换的发送时延,设共有n个分组,当x>>p时,n约等于x/p。
由于采用“存储转发”技术,一个结点发送一个分组的发送时延是p/b。
因为分组交换要求将n个分组全部发送给终点,当第n个分组到达终点时,则传输结束。
所以可以仅考虑第n个分组的传输过程。
当第n个分组从源点完全进入到第1段链路时,已经过n·p/b的时延。
从源点到终点共经过k段链路,应经过k-1个中间结点,所以第n个分组还要花费(k-1)·p/b个发送时延才能到达终点。
因此分组交换总时延=发送时延+传播时延=n·(p/b)+ (k-1)·(p/b)+kd。
若要分组交换总时延比电路交换总时延小,则:n·(p/b)+ (k-1)·(p/b)+kd<s+x/b+kd当x>>p时,上式即为:(x/p)·(p/b)+ (k-1)·(p/b)+kd<s+x/b+kd解出s >(k-1)·(p/b)即当s >(k-1)·(p/b)时,分组交换的时延比电路交换的时延小。
1-11 在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为x和(p+h) (bit),其中p为分组的数据部分的长度,而h为每个分组所带的控制信息固定长度,与p的大小无关。
通信的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b(b/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小,问分组的数据部分长度p应取为多大?解:本题实际上是假定整个报文恰好可以划分为x/p个分组。
依题意每个分组的发送时延是(p+h)/b,因传播时延和排队时延忽略不计,所以总时延D=发送时延=(x/p)·(p+h)/b+(k-1)·(p+h)/b。
要求出当p取何值时,D的值为最小,需求D对p的导数,令D′=0,求出此时的p值即可。
D′(p)=((x/p)·(p+h)/b+(k-1)·(p+h)/b)′=((x/p)·(p+h)/b)′+((k-1)·(p+h)/b)′=(x/p)·((p+h)/b)′+(x/p)′·(p+h)/b+((k-1)·p/b)′+((k-1)·h/b)′=x/(pb)-x(p+h)/(p2b)+(k-1)/b=(k-1)/b-xh/(p2b)=0解出p=(xh/(k-1))1/21-12 因特网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?他们的工作方式各有什么特点?答:因特网从其工作方式上看可以分为:(1) 边缘部分:由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。
(2) 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)。
在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可划分为两大类:客户-服务器方式(C/S 方式)和对等方式(P2P 方式)。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器,因特网核心部分的工作方式其实也就是路由器的工作方式。
其工作方式有两种:一种是路由器的转发分组,另一种是路由器之间不断地交换路由信息。
1-15 假定网络的利用率到达了90%。
试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?解:根据公式D=D0/(1-U)=D0/(1-0.9)=10D0,所以现在的网络时延是它最小值的10倍。
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2×108m/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100kb/s。
(2)数据长度为103bit ,数据发送速率为1Gb/s。
从以上计算结果中可得出什么结论?解:(1)发送时延=107/105=100s,传播时延=106/(2×108)=0.005s=5ms(2)发送时延=103/109=1µs,传播时延=106/(2×108)=0.005s=5ms结论: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18字节。
试求数据的传输效率。
若应用层数据长度为1000字节,数据的传输效率是多少?解:(1)数据长度为100字节的数据传输效率:100/(100+20+20+18)=63.3%(2)数据长度为1000字节的数据传输效率:1000/(1000+20+20+18)=94.5%,传输效率明显提高了。
1-21 协议与服务有何区别?有何关系?答:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议,或简称为协议。
一个网络协议由语法、语义和同步三个要素组成。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务。
协议和服务在概念上是很不一样的。
首先,协议的实现保证了能够向上一层提供服务,使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的实体是透明的。
其次,协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
另外,并非在一个层内完成的全部功能都称为服务,只有那些能够被高一层实体“看得见”的功能才能称之为“服务”。
1-24 试述五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。
答:五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型,即应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
各层主要功能如下:(1)应用层:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
应用层协议包括文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、超文本传送协议HTTP等。
(2)传输层:向两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
主要使用两种协议:传输控制协议TCP,提供面向连接的、可靠的数据传输服务,数据传输单位是报文段;用户数据报协议UDP,提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务,数据传输单位是用户数据报。
(3)网络层:传输层产生的报文段或用户数据报在网络层被封装成分组( IP数据报)或包进行传送;选择合适的路由,使源主机传输层所传下来的分组能够通过网络中的路由器找到目的主机。
最重要的协议是网际协议IP。
(4)数据链路层:将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上传送帧。
(5)物理层:透明地传输比特流,确定与传输媒体的接口有关的一些特性。