### 计算机网络（第4版） 清华大学版 中文版课后答案解析
#### 第1章 概述
本章涉及基础概念、网络模型、性能度量及网络设计原则等内容。
##### 1. 数据传输速率比较
题目讨论了通过不同介质传输数据的能力。假设一只狗能够携带21GB或168Gb的数据，并以18公里/小时的速度移动。通过计算得出，当距离小于5.6公里时，狗的数据传输速率高于一般的通信线路。这一对比突出了近距离传输中物理介质的潜在优势。
**解析:** 这个例子形象地展示了数据传输速率的概念，并通过具体的数字计算帮助理解距离对传输速率的影响。实际应用中，我们需要综合考虑多种因素来选择最合适的传输方案。
##### 2. 局域网的优势
题目指出使用局域网模型可以轻松扩展网络节点，尤其是在长电缆组成的网络中，即使单个节点出现故障也不会导致整个网络瘫痪，这使得局域网模型更具成本效益。
**解析:** 这一点强调了局域网(LAN)在扩展性和可靠性方面的优势。通过冗余设计（如镜像服务器），可以在不影响整个网络的前提下增加更多计算资源和提高用户交互体验。
##### 3. 带宽与时延的关系
题目比较了跨大陆光纤连接与本地56kbps调制解调器连接的差异。虽然光纤提供了极高的带宽，但由于物理距离较长，时延也会相应增加；而56kbps连接虽然带宽较低，但时延较短。
**解析:** 这个例子突出了带宽与时延之间的重要区别。在网络设计时，需要根据具体的应用场景来权衡这两者之间的关系，以满足特定需求。
##### 4. 网络时延的重要性
题目指出，声音传输需要固定的时间，因此网络时延的大小对用户体验至关重要。短时延但大的变化性可能比长时延和低变化性更糟糕。
**解析:** 本例强调了时延稳定性的重要性。在网络通信中，除了关注平均时延之外，还需要关注时延的变化范围，因为不稳定会导致用户体验变差。
##### 5. 交换机的延迟效应
题目通过计算表明，尽管通过多个交换机增加了传输路径长度，但对于跨越几千公里的通信来说，这种增加的路径长度对总体延迟的影响很小。
**解析:** 这一点解释了为什么在远距离通信中，尽管经过多个交换机会增加路径长度，但这种增加对总体时延影响有限，因此交换机延迟不是主要因素。
##### 6. 卫星通信的时延问题
题目分析了通过卫星进行数据传输时的最佳传播延迟。考虑到卫星的高度以及光速，计算得出最佳的传播延迟大约为533毫秒。
**解析:** 这个例子展示了卫星通信的一个关键挑战——传播延迟。由于卫星距离地面较远，即使光速很快，信号往返一次也需要一定的时间，这对于实时应用来说是一个重要的限制因素。
##### 7. 社会网络的复杂性
题目提出了一个开放式问题，探讨了当前社会网络系统的复杂性和惯性，以及新技术带来的挑战。其中包括安全问题、意见表达的多样性以及专业组织的影响力等。
**解析:** 本例反映了社会网络和技术发展之间的相互作用。随着技术的进步，如何平衡技术创新与社会稳定成为了一个值得深思的问题。
##### 8. 网络拓扑结构的数量
题目通过计算表明，一个包含5个路由器的网络中，可能的拓扑结构总数为1,048,576种。这说明了网络拓扑结构的多样性和复杂性。
**解析:** 这一点展示了在设计网络时面临的复杂度。随着路由器数量的增加，可能的网络配置呈指数级增长，这给网络规划带来了挑战。
##### 9. 路由器间路径长度的计算
题目给出了一个计算公式，用于确定路由器间平均路径长度的方法。通过分析路由器与根节点之间的距离关系，得出了平均路径长度的数学表达式。
**解析:** 这个计算公式揭示了网络中路由器之间平均路径长度的计算方法。通过数学模型来理解网络结构和路径选择是非常有用的。
##### 10. CSMA/CD算法的分析
题目解释了CSMA/CD算法中，主机成功发送数据的不同情况。包括成功发送、信道空闲和冲突发生等情况，并计算了冲突概率。
**解析:** CSMA/CD是一种常用的介质访问控制协议，用于解决共享介质网络中的冲突问题。本题通过对不同事件的概率分析，加深了对CSMA/CD工作原理的理解。
##### 11. 协议分层的好处
题目指出了协议分层的主要好处之一是将复杂的设计问题分解成更小、更易于管理的部分。每一层协议相对独立，更改其中一层不会影响其他层。
**解析:** 协议分层是网络设计中的基本原则之一。通过分层，可以更好地组织和管理网络功能，同时也便于标准化和模块化设计。
##### 12. ISO七层模型的特点
题目澄清了一个常见的误解，即物理通信只发生在ISO七层模型的最低层，而不是每一层都有物理通信。
**解析:** 这一点强调了ISO七层模型的层次性。每一层都有其特定的功能和职责，而物理通信仅限于最低层，其他层处理的是逻辑上的通信过程。
##### 13. 面向连接通信与无连接通信的区别
题目总结了面向连接通信和无连接通信之间的两个主要区别。面向连接通信需要建立和释放连接的过程，而无连接通信则没有这个过程；同时，面向连接通信保证了数据的顺序传输，而无连接通信不保证。
**解析:** 这两点区别是理解这两种通信模式的关键。面向连接通信适用于需要可靠传输的场合，而无连接通信则适用于对实时性和灵活性要求较高的场景。
##### 14. 报文流与字节流的区别
题目对比了报文流和字节流的特点。报文流保留了消息边界，而字节流则不保留。这导致在接收端处理时存在差异。
**解析:** 这个例子突出了报文流和字节流在处理数据时的不同之处。报文流更适合于需要完整消息单位的应用，而字节流则更适合于处理大量连续数据流的情况。
##### 15. 协商机制的作用
题目解释了协商机制的作用是为了在通信过程中就某些参数达成一致。例如，最大分组长度就是一个需要协商的参数。
**解析:** 协商机制确保了通信双方能够在数据传输前就各种参数达成一致，从而避免了不必要的错误和冲突。
##### 16. 层间服务的提供
题目说明了服务是由下一层向上一层提供的，即k层的服务是由(k-1)层提供的。
**解析:** 这一点强调了网络分层模型中层间服务传递的基本原则。每一层都依赖于下一层的服务，同时也为上一层提供服务。
这些知识点涵盖了计算机网络领域的基础概念、网络模型、性能度量、网络设计原则等方面，对于深入理解和掌握计算机网络原理具有重要意义。
