### 计算机网络知识点详解
#### 一、教材与习题背景介绍
《计算机网络》第五版由谢希仁教授编著，该书作为国内计算机网络领域内的一本经典教材，广泛应用于各大高校的教学中。本书内容全面，涵盖了计算机网络的基础理论、技术原理以及最新的发展动态，并配以丰富的实例和习题，帮助学生更好地理解和掌握计算机网络的相关知识。
#### 二、课后习题解析
##### 习题1-01：理解计算机网络的基本概念
问题在于要求解释计算机网络的基本概念及其重要性。计算机网络是指将地理位置不同的多台计算机通过通信设备和线路连接起来，实现资源共享和信息传递的系统。其重要性体现在资源的有效利用、信息的快速传播等方面。
##### 习题1-02：探讨网络的组成部分
此题旨在了解网络的组成部分及其功能。主要包括数据链路层、网络层、传输层等各个层次的功能及其实现机制。
##### 习题1-03：网络设计的需求分析
此题讨论了网络设计时应考虑的关键因素，包括网络效率、可靠性和可扩展性等。例如，在设计网络时，需要考虑到网络带宽的合理分配、故障恢复机制的设计等，以确保网络的高效运行。
##### 释义1-04：印刷式通信与数字通信的区别
此题讨论了传统印刷式通信与现代数字通信之间的区别。传统印刷式通信受限于物理媒介的传输速度和距离，而数字通信则通过电信号或光信号进行信息传输，具有高速度、远距离等特点。
##### 习题1-05：网络发展历程
此题回顾了网络的发展历程，从最初的ARPANET到今天的互联网，经历了TCP/IP协议的标准化、互联网服务提供商(ISP)的兴起等多个阶段。这些发展阶段对当前的互联网结构和技术标准产生了深远的影响。
##### 习题1-06：标准制定过程
此题介绍了网络标准制定的过程，分为四个阶段：互联网草案(Internet Draft)、建议标准(Proposed Standard)、草案标准(Draft Standard)和互联网标准(Internet Standard)。每个阶段都有其特定的意义和作用，确保了网络技术的规范性和兼容性。
##### 释义1-07：小写“internet”与大写“Internet”的区别
此题区分了小写"internet"和大写"Internet"的概念。小写的"internet"泛指由多个网络互连而成的整体，而大写的"Internet"特指基于TCP/IP协议的全球性互联网络。
##### 习题1-08：局域网与广域网的特点比较
此题比较了局域网(LAN)和广域网(WAN)的特点。局域网通常覆盖较小范围，如一个办公室或一栋大楼；广域网则跨越较大的地理区域，如城市甚至国家之间。两者在传输速率、覆盖范围、成本等方面存在明显差异。
##### 习题1-09：交换技术的重要性
此题探讨了交换技术在网络中的重要作用。交换技术可以提高网络的效率和灵活性，支持多种类型的数据传输，如语音、视频等，并能有效处理网络拥堵等问题。
##### 习题1-10：计算网络传输时间
此题涉及网络传输时间的计算方法。网络传输时间由发送时间和传播时间组成，计算公式为\( T = \frac{x}{b} + s \)，其中\( x \)为数据量，\( b \)为传输速率，\( s \)为传播延迟。
##### 习题1-11：计算吞吐量
此题要求根据给定参数计算网络的吞吐量。吞吐量是指单位时间内网络能够成功传输的数据量。通过公式\( D = k \cdot d + \frac{x}{p} \cdot \frac{p+h}{b} + (k-1) \cdot \frac{p+h}{b} \)计算得到。
##### 习题1-12：区分报文交换与分组交换
此题讲解了报文交换和分组交换的区别。报文交换在网络中一次性发送整个报文，而分组交换则将数据分成多个小包进行传输，后者更适用于现代网络环境，因为它提高了网络的利用率和可靠性。
##### 习题1-13：电路交换与分组交换的异同
此题比较了电路交换和分组交换的不同之处。电路交换在通信前需要建立专用通道，而分组交换则是按需分配网络资源。两种方式各有优缺点，具体应用场景也不同。
##### 习题1-14：解释往返时间(RTT)
此题解释了往返时间(RTT)的概念。RTT是指数据包从发送端发送到接收端并返回发送端所经历的时间，它是衡量网络性能的重要指标之一。
##### 习题1-15：计算网络利用率
此题要求根据给定条件计算网络利用率。利用率为\( U = \frac{D-D_0}{D_0} \times 100\% \)，其中\( D \)为实际使用时间，\( D_0 \)为理想情况下使用时间。本题中\( U = 90\% \)，计算得出网络利用率。
##### 习题1-16：解释“带宽”
此题解释了带宽的概念。带宽是指网络中某一链路能够传输的最大数据率，通常用比特每秒(bps)来表示。
##### 习题1-17：计算传输时间
此题要求根据给出的距离和传输速率计算传输时间。计算过程中需要考虑传播时间的影响。通过对比不同情况下的结果，可以发现距离较远但传输速率高的情况下，传输时间反而较短。
##### 习题1-18：计算传播延迟
此题计算不同距离下传播延迟的具体数值。传播延迟是指数据包在介质中传播所需的时间，它与介质的速度有关。通过计算不同距离和传输速率下的传播延迟，可以进一步理解网络通信中的时间消耗问题。
##### 习题1-19：计算有效数据传输率
此题要求根据给定条件计算有效数据传输率。有效数据传输率是除去头部和其他开销后的实际数据传输速率。通过计算不同条件下有效数据传输率的变化，可以了解开销对实际传输速率的影响。
##### 习题1-20：解释网络结构
此题解释了网络结构的概念及其重要性。网络结构指的是网络中各节点之间的连接方式。合理的网络结构可以提高网络性能，减少故障发生概率，同时也便于网络管理和维护。
##### 习题1-21：协议的概念
此题解释了协议的概念及其在网络中的作用。协议是为实现网络通信而制定的一系列规则，它规定了数据传输的格式、顺序和错误处理等。通过协议的定义和遵循，网络中的不同设备才能有效地相互通信。
##### 习题1-22：协议的功能
此题列出了协议的主要功能，包括信息格式化、差错控制和流程控制等。这些功能对于保障网络通信的质量至关重要。
##### 习题1-23：解释为什么协议是不可分割的
此题解释了协议不可分割的原因。由于协议规定了通信双方必须遵循的一套规则，一旦某个环节出现问题，就会影响到整体的通信效果。因此，协议的完整性是保证网络通信质量的基础。
以上是《计算机网络》第五版课后习题的部分解答，通过对这些问题的解答，可以加深学生对计算机网络基本原理和技术的理解，有助于他们更好地掌握这一领域的知识。
