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计算机通信网原理与技术-薛质-课后习题答案.pdf
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计算机通信网原理与技术_薛质_课后习题答案
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1
计算机通信网复习题
张炜
田鹤
第一章复习题 .................................................................................................................................................. 3
1
解释三个概念 计算机通信 计算机通信网 计算机网络 它们之间的相互关系是什么
..... 3
2
为什么要将计算机通信网划分为通信子网和资源子网 两者之间有什么样的关系
................. 3
3
通信子网具有哪些主要功能 包括哪些组成部分
......................................................................... 4
5
请分别解释这两组名词
INTERNET
I
NTERNET INTERCONNECTION INTERNETWORKING
........ 4
7
协议的概念是什么 怎样理解协议在计算机通信网中的地位和作用
......................................... 5
8
如何理解和认识分层次的协议体系结构 为什么说体系结构是抽象的
..................................... 5
9
OSI/RM 设置了哪些层次
每个层次的作用和功能是什么
.......................................................... 6
11
什么是 TCP/IP 模型 各层的主要功能是什么
............................................................................. 9
12
考虑 三军问题 中提高可靠性的一个方案
............................................................................. 11
13
在 OSI/RM 中 各层都有差错控制的机制 请指出 以下几种差错发生在 OSI 的哪些层
.11
第二章复习题 ................................................................................................................................................ 11
2
说明以下三个概念之间的联系和区别 实系统环境
OSI 环境
网络环境
........................... 11
4
OSI/RM 的三个核心概念是什么?对它们作简要的说明 .............................................................. 12
5
协议的三个要素是什么 它们之间有何关系
............................................................................... 14
6
数据单元共分为哪几种 画图说明它们的组成以及相互之间的关系
....................................... 14
9
什么是服务原语 服务原语可分为哪几类 它们的时序关系如何表示
................................... 15
12
在(N)层内
(N)连接与(N-1)连接具有哪几种映射关系 ............................................................. 17
14
试以服务原语的交互时序图说明连接常规释放 有序释放和异常释放这三种情况
............. 17
第三章复习题 ................................................................................................................................................ 18
1
说明数据报 虚电路和逻辑信道的含义
...................................................................................... 18
4
假设两个用户之间的传输线路由 3 段链路组成
2 个中间节点 .............................................. 19
5
在一条共享的线路上复用 15 个 9600
B
/
S
的信道 如果忽略控制开销
...................................... 20
6
令 M 表示报文平均长度
H
为报文被分割成分组后的分组头长度
.......................................... 20
11
ATM 采用的信元长度为 53 字节
这个数值比一般的分组长度短得多 请分析其原因
...... 20
14
ATM 的业务类型有哪些
各有何特点
....................................................................................... 21
第四章复习题 ................................................................................................................................................ 22
1
数据链路和物理链路的含义是什么 这两者有何区别
............................................................... 22
2
用于数据传输链路的两个最基本的差错控制方法是什么 最常用的是哪个 为什么
........... 22
6
试证明二维奇偶校验中利用算法 A 和算法 B 分别得到的块校验位的不同结果
..................... 22
7
试推导式(4-26)
(4-27)和(4-28) .................................................................................................... 23
8
一个信道的速率为 4K
B
/
S
传播时延为 20
MS
若采用等待式 ARQ 方案
............................... 26
9
考虑一个无差错的 64K
B
/
S
卫星信道 在一个方向上传送 512 字节的数据帧
......................... 27
10
假设在长度为 100 公里 传输速率为 20M
B
/
S
的链路上传输 ................................................ 27
13
设信道的误码率为 10
-5
帧长为 10K 比特
1
若差错为相互独立的单个错 则在该信道. 28
第五章复习题 ................................................................................................................................................ 28
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2
1
在由一个中央控制站和 N 个数据站组成的查询系统中
.............................................................. 28
2
N 个站共享一条 56K
B
/
S
的纯 ALOHA 信道 每一站平均每 100 秒发送 ..................................... 29
4
若时隙 ALOHA 系统有 10%的时隙是空闲的 问 .......................................................................... 29
5
设时隙 ALOHA 系统有两个站和一个主机 两个站都要和主机通信
....................................... 29
6
有 16 个站利用自适应查询竞争使用一条共享信道 如果地址为质数
P
RIME NUMBER
的 .... 30
7
一组
n
2
个站利用自适应查询来决定对一条共享信道的接入
..................................................... 31
8
一个 1 公里长 10M
B
/
S
的 CSMA/CD 局域网 其传播速率为 200 米/微秒
............................... 31
9
请解释为什么 CSMA/CD 中参数
A
必须很小
.............................................................................. 31
15
试推导 CSMA 方式中有关性能的几个结论 即式(5-22)
(5-23) (5-25)和(5-26) ................ 34
第六章复习题 ................................................................................................................................................ 34
1
如图所示的网络由五个 LAN(LAN1-LAN5) 用六个源路由网桥(B1-B6)互联而成
................ 34
5
路由选择一般有哪几种实现方法 试比较其优缺点
................................................................... 36
6
流量控制在通信网中具有什么意义 流量控制与路由选择的相互关系是什么
....................... 41
8
一个网络采用热土豆法和静态路由相结合的路由选择机制
....................................................... 42
第七章复习题 ................................................................................................................................................ 42
1
网络互联可分为哪几个层次 各层中互联设备的主要功能是什么
........................................... 42
7
如果运用图 7-14 所示的互联结构 为了缓解广域网和局域网不匹配引起的问题
.................. 43
13
请说明 MAC 地址和 IP 地址之间的关系
.................................................................................... 44
第八章复习题 ................................................................................................................................................ 44
4
试画出传输连接成功和不成功的服务原语时序图
....................................................................... 45
5
为什么要划分传输层功能的协议类别 每个协议类别的特征和功能是什么
........................... 46
6
请对以下两种 OSI 传输层设计方案作出评价
.......................................................................... 48
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3
第一章复习题
1 请解释以下三个概念 计算机通信 计算机通信网 计算机网络 它们之间的相互关系是
什么
为了协同工作的目的 在两台或多台 自治的 计算机之间经由数据通路 包括通信网络
进行的信息交换 通常称作计算机通信 关于 自治 可理解为如果一台计算机能够强迫启动
关闭或控制另一台计算机 则它们不是自治的计算机 所谓计算机通信网是指能够互换信息且独
立自治的计算机及通信子网的集合
可以形式化地描述为
{}
信子网互连自治的主机按协议经通协议计算机主机 通信子网计算机通信网
|
≡
与计算机通信网类似的概念是计算机网络
在计算机网络中 人们关心的是如何共享网络
中的资源
这也是当初把计算机互连成网的主要目的 在计算机通信和计算机网络的发展过程
中
人们也从不同侧面给出了有关的解释 但至今尚未对这两个概念给出过确切的定义 以下简
要地说明这些解释与本书中讨论的计算机通信网之间的关系
从信息传输的广义观点出发
将计算机网络的概念解释为 以计算机之间传输信息为目的而
相互连接起来
实现远程信息处理的系统 这种观点不仅包括端计算机 主机 而且也包括用
于处理通信和控制主机的计算机
如集中器 复用器 终端控制单元等 因此其涵盖面超出了本
书所要讨论的计算机通信网的范畴
从资源共享的观点出发
计算机网络被解释为 以能够相互共享资源 硬件 软件和数据
的方式连接起来 并且各自具备独立功能的计算机系统的集合体 这种观点不着眼于通信本身
主要考虑的是计算机系统的互连和共享资源的管理 网络中的资源由网络操作系统统一管理
网络操作系统为用户提供了操纵网络 共享资源的统一接口 而网络操作系统是在计算机通信
网之上运行的
因此比单机应用环境中的操作系统要复杂得多 从这个角度说 计算机通信
给计算机网络的运作提供了支撑
为其创造了信息互通和资源共享的环境
从数据通信的角度出发
计算机网络可认为是 由一个网络操作系统自动管理用户任务所需
的资源
而使整个网络就象对广大用户是透明的计算机大系统 这种观点较接近于面向终端的
分布式计算机系统
即多台主机连接多个远程或本地终端 但近来已经不属于计算机通信网的
研究范畴了
2 为什么要将计算机通信网划分为通信子网和资源子网 两者之间有什么样的关系
图1-2表示了计算机通信的基本要素
图 1-2 计算机通信的要素
计算机 B 计算机 A
应用进程
AP
通信子系统
应用进程
AP
通信子系统
计算机到计算机的通信
用户到用户的通信
数据通信系统
计算机到网络的通信
通信网
环境
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4
计算机的通信子系统是核心的要素 它包括了计算机的通信功能 通信子系统的功能之一是
决定数据发送/接收的方式
数据的封装/拆卸 传输速率等 从而将不同类型的数据转换为双方
相互认可的形式
这项功能是面向应用进程的 通信子系统的另一项更重要的功能是面向网络的
它为信息的传输确定了合适的数据通路或网络路径 包括通路的建立 维护和撤消 无差错数据
传输
差错控制 网络中的路由选择与速率匹配 流量控制 以及网络之间的互连等 这些内
容也是计算机通信网中所涉及的主要问题
我们将通信子系统之间对应的信息交互称为计算机到
计算机的通信
数据通信系统为计算机之间的信息交互提供了传输媒介
并提供可靠的数据传送能力 数据
通信系统既可以是单条的直接传输通路
如双绞线 同轴电缆 光纤 或无线信道 也可以是
互连的多条传输通路
即通信网络 应用进程的作用是为用户提供网络服务 更多地依赖于用户
业务
应用进程之间的通信称为用户到用户的通信 在应用进程与通信子系统之间必须提供相应
的接口
其作用类似于操作系统中的系统调用功能
基于以上对计算机通信之要素的分析
我们将计算机通信网按照其功能划分为信息交换和信
息处理两部分
即相应地由通信子网和资源子网两部分组成 如图1-3所示 图中通信子网的边
界
虚线所示 以内的部分属于通信子网 边界之外的部分属于资源子网 通信子网负责数据的
无差错和有序传递
包括通信处理器 集中器 复用器 路由器 网桥等设备 传输媒介可以是
电话线路
有线电缆 包括数据传输电缆 有线电视信号传输电缆等 光纤 无线 微波 卫
星等
其处理功能包括差错控制 流量控制 路由选择 网络互连等 资源子网是计算机通信的
本地系统环境
包括主机 终端和应用程序等 资源子网的主要功能是 用户资源配置 数据的
处理和管理
软件和硬件共享以及负载均衡等 当然 还必须包括一个合适的接口 以保证主机
能无缝地(seamless)接入一个通信子网
如果我们从计算机通信网的物理组成来看
网络的组成元素可分为网络节点和通信链路两部
分
网络节点又分为端节点和交换节点两种 端节点指通信的源和宿节点 例如用户主机和用户
终端
交换节点指网络通信过程中起控制 暂存和转发信息作用的节点 例如程控交换机 集中
器
路由器 网桥等 端节点是用户数据的发源地和归宿地 而交换节点本身不向用户提供新的
数据
只是对用户数据进行搬运和转移 通信链路指传输信息的通路 即通信子网中的传输媒介
其作用是在机器之间传送比特 因此 通信子网主要由交换节点 包括驻留其中的通信软件 和
通信链路组成
而资源子网中主要包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端 它们都是端
节点
但是必须明确 通信子网和资源子网是从计算机通信网的功能上进行划分的 而节点和链
路则是从物理组成角度来分类的
应该说 端节点 如用户主机 中所包含的通信子系统 参见
图1-2
是属于通信子网的范畴
综上所述
计算机通信网就是一个由通信子网承载的 传输和共享资源子网的各类信息的系
统
3 通信子网具有哪些主要功能 包括哪些组成部分
见上题 注意通信子系统并不是通信子网 它只是通信子网的一部分
5 请分别解释这两组名词 internet Internet interconnection internetworking
互连的网络集合就称为互联网(internet) 常见的互联网是通过WAN连接起来的LAN集合 需
要说明的是
互联网(internet)这个词通常只代表一般的网络互联意思 而Internet 译为因
特网
是指特定的世界范围的互联网 它被广泛地用于连接大学 政府机关 公司和个人用户,
是互联网的一个著名例子
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5
还需要说明的重要一点是 互连 interconnection)和 互联 internetworking)这两
个概念的区别
从网络的角度来看 互联主要指网络之间逻辑上的连接 这种连接是通过应用
软件和协议体现出来的
互连则是网络之间实实在在的物理连接 是指通过传输介质的连接以
及连接的级联
从本质上来看 互联就是不同协议的转换 这种协议的转换必须在对等的层次
之间实现
7 协议的概念是什么 怎样理解协议在计算机通信网中的地位和作用
所谓通信协议 简称协议 是指相互通信的双方 或多方 对如何进行信息交换所一致同
意的一整套规则
这正如人们交谈时要使用相同的语言一样 一个网络有一系列的协议 每一个
协议都规定了一特定任务的完成
总的来说 协议的作用是完成计算机之间有序的信息交换 一
个完整的计算机系统除了要有构成它的硬件设备之外
还必须有设计良好的软件才能够有序地
流畅地运行 同样 计算机通信网除了要有必要的硬件系统之外 还必须有良好的网络软件系统
才能使计算机系统之间进行信息交流 要实现计算机之间有序的信息流动 相互之间必须形成默
契
遵守一系列的规则
下面我们以完成两个端用户之间的有效通路为例
来说明建立一次连接所要遵守的一些规
则
这些规则也就是通信网设计时所要考虑的主要问题
1 为了能在两个硬件设备之间建立起连接 在该通路的各条链路上要执行某种协议
无论是模拟的还是数字的通信设备 调制解调器和数字适配器的状态必须由接到节点上的设备来
控制
这里必定有一个物理的或电气的接口来执行这种功能 执行某种适当的协议来达到这一控
制目的
2 多路接入技术必须与所使用的设备配合 也必须执行某种协议
3 将传输的比特组合成字符 帧 分组或报文等 并提供自动的差错处理 以保证所接
收到的比特流是所发送的比特流的精确复制
以上这些功能的完成 也都是由两个端设备之间运
行的协议来处理的
4 必须保证消息抵达正确的目的地 一些寻址和路由协议用来处理这项功能
5 在端节点或交换节点上存储所收到的信息 直至这些信息能够得到服务或再转发出去
缓冲器的大小 所希望的快速响应时间 对输入的信息流所需做的差错检验而无须额外的重发时
间
这些都已导致了将长报文分割成分组 并再从分组组合成一个完整的报文的技术 为了达到
这一点
两个端设备之间也要有良好的默契
6 必须进行流量控制 以避免缓冲器溢出 防止过分地拥挤 从而产生了流量控制协议
流控协议可能在网络的若干个层次上存在
7 必须保证接入通路能与用户的特性相协调一致 例如消息的格式 字符编码 器件控
制和数据库接入等
通常必须提供协议转换功能 以便处理这些不同的特性 并提供正确的数据
表达形式
应该指出
上面提到的这些功能 在通信的双方都必须具备 也就是说功能是成对的 而且
每一对的两个相同功能之间才相互通信 在某一处由协议加上去的额外的位 称为overhead 由
另一处的相应协议加以解释
例如 寻址和路由所用的数据仅仅是为了寻找目的地址和路由控制
与其他功能无关 所以只在相应的协议之间才进行对等的通信(peer-to-peer communication)
8 如何理解和认识分层次的协议体系结构 为什么说体系结构是抽象的
计算机通信网的整套协议是一个庞大复杂的体系 为了便于对协议的描述 设计和实现
现在都采用分层的体系结构 所谓体系结构 architecture 是指计算机通信网的分层 各
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