Andrew S.Tanenbaum 《计算机网络(第五版)》的答案
### Andrew S. Tanenbaum《计算机网络(第五版)》答案解析 #### 第一章问题解答概览 根据所提供的部分章节内容,我们可以看到作者Andrew S. Tanenbaum 和 David Wetherall 在《计算机网络(第五版)》中针对第一章的问题提供了详细的解答。以下是基于给出的内容对其中几个问题进行的深入分析。 ### 1. 数据传输速率与距离的关系 **问题描述**:考虑一只狗作为数据传输媒介,它能够携带一定容量的数据,在特定速度下移动。如果该狗以18公里/小时的速度移动,并且能够携带21GB(或168Gb)的数据,则计算出其有效数据传输速率与距离之间的关系。进一步探讨当条件变化时(例如,狗的速度翻倍、磁带容量翻倍或通信线路的数据传输率翻倍)对最大传输距离的影响。 **解答**: - **初始情况**:在18公里/小时的速度下,狗每秒移动0.005公里。因此,传输21GB数据所需的时间为距离\(x\)除以0.005秒,即\(200x\)秒。因此,数据传输速率为\(\frac{168}{200x}\) Gbps 或 \(\frac{840}{x}\) Mbps。当距离小于5.6公里时,狗的传输速率高于通信线路。 - **速度翻倍**:若狗的速度翻倍至36公里/小时,则其数据传输速率为\(\frac{168}{100x}\) Gbps 或 \(\frac{1680}{x}\) Mbps,此时最大传输距离也会翻倍。 - **磁带容量翻倍**:如果狗能携带42GB(或336Gb)的数据,则数据传输速率为\(\frac{336}{200x}\) Gbps 或 \(\frac{1680}{x}\) Mbps,同样导致最大传输距离翻倍。 - **通信线路速率翻倍**:若通信线路的数据传输速率翻倍,则为了保持优势,最大传输距离需减半。 ### 2. 局域网模型的优势 **问题描述**:讨论局域网(LAN)模型相对于其他网络模型的优势。 **解答**: - **可增量扩展**:局域网可以随着需求的增长而逐步扩展,这意味着可以根据需要添加更多的设备和服务,而不会影响现有网络的稳定性。 - **容错性**:即使某一部分出现故障(假设服务器进行了冗余设置),整个网络也不会受到影响。 - **成本效益**:相比于构建复杂的广域网(WAN),构建局域网通常成本更低。 - **高性能**:局域网通常提供更高的计算能力和更好的用户交互界面,这是因为数据不需要经过远程传输,延迟更低。 ### 3. 带宽与延迟的对比 **问题描述**:比较跨大陆光纤链路与在同一栋建筑物内的56kbps调制解调器连接的带宽和延迟特性。 **解答**: - **跨大陆光纤链路**:虽然这类链路具有非常高的带宽(多个Gbps),但由于光传播的速度限制,它们的延迟相对较高。 - **56kbps调制解调器**:尽管这类连接的带宽较低(仅为56kbps),但因为是在同一栋建筑内部,所以延迟非常低。 - 结论:对于实时应用来说,低延迟通常比高带宽更重要。 ### 4. 不同类型应用对网络性能的需求 **问题描述**:讨论不同类型的网络应用对网络性能的具体需求。 **解答**: - **语音与视频**:这类应用需要均匀一致的数据包发送时间,即较低的抖动值。短延迟但较大的抖动实际上比稍微长一点的延迟和较低的抖动更糟糕。 - **金融交易流量**:对于这类流量,可靠性和安全性是极其重要的因素。即使是极小的延迟也可能导致重大的经济损失。 ### 5. 开关延迟的影响 **问题描述**:分析开关延迟是否是影响跨大陆通信的主要因素。 **解答**:信号的传播速度约为200,000公里/秒。在10微秒内,信号只能行进2公里。因此,每个开关相当于增加了额外2公里的电缆长度。即使客户端和服务器之间相隔5000公里,通过50个开关也只会增加100公里的距离,仅占总距离的2%。因此,在这种情况下,开关延迟并不是主要因素。 ### 6. 地球同步卫星的往返时间 **问题描述**:地球同步卫星位于离地面约36,000公里的高度。计算从地球上的一个站点向卫星发送请求并接收响应所需的总往返时间。 **解答**:考虑到请求和响应都需要往返一次,即共160,000公里。在空气中和真空中,光速大约为300,000公里/秒,因此总的传播延迟大约为160,000 / 300,000秒,即大约533毫秒。 ### 7. 网络设计的多因素考量 **问题描述**:在设计网络时需要考虑多种因素,包括但不限于带宽、延迟、抖动、可靠性等。 **解答**: - **综合考虑**:在设计网络时,必须综合考虑所有这些因素,以满足特定的应用需求。 - **案例分析**:具体而言,对于视频和语音应用,需要关注低延迟和低抖动;对于金融交易,则应重点关注可靠性和安全性。 - **平衡策略**:在实际应用中,通常需要找到一个平衡点,使得所有关键因素都得到合理的考虑,从而构建高效、稳定的网络系统。 以上分析展示了《计算机网络(第五版)》中第一章问题解答的部分内容,这些问题涵盖了网络设计和评估的关键方面,对于学习者理解和掌握网络的基本原理非常有帮助。
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