《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第一章作業(yè)參考

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第一章作業(yè)參照《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第一章作業(yè)參照7/7《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第一章作業(yè)參照第一章作業(yè)參照答案1-02試簡(jiǎn)述分組交換的要點(diǎn)。答：分組交換最主要的特點(diǎn)是采用儲(chǔ)藏轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。平時(shí)把要發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)稱為一個(gè)報(bào)文。在發(fā)送報(bào)文從前，先把較長的報(bào)文劃分成一個(gè)個(gè)更小的等長數(shù)據(jù)段，在每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面增加首部組成分組，每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。因特網(wǎng)的核心部分是由好多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息辦理的，并且可以和其他主機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換。路由器每收到一個(gè)分組，先暫時(shí)儲(chǔ)藏，再檢查其首部，查找轉(zhuǎn)公布，依照首部中的目的地址，找到合適的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，把分組轉(zhuǎn)交給下一個(gè)路由器。這樣一步步地經(jīng)過若干個(gè)路由器，以儲(chǔ)藏轉(zhuǎn)發(fā)的方式，把分組交付最后目的主機(jī)。各路由器之間必定經(jīng)常交換互相掌握的路由信息，以便創(chuàng)辦和保持在路由表中的轉(zhuǎn)公布，使得轉(zhuǎn)公布可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)及時(shí)更新。答：1-08計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些種類？各種類其他網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點(diǎn)？答：按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分：2）城域網(wǎng)MAN，作用范圍一般是一個(gè)城市，可超越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市，其作用距離約為5～50公里。（3）局域網(wǎng)LAN，作用范圍限制在較小的范圍（如1公里左右）。1/7（4）個(gè)人地域網(wǎng)PAN，也稱無線個(gè)人地域網(wǎng)，作用范圍大體在10m左右。按網(wǎng)絡(luò)的使用者劃分：1）公用網(wǎng)：面向公共營運(yùn)、按規(guī)定繳納開銷的人都可使用的網(wǎng)絡(luò)。2）專用網(wǎng)：面向特定機(jī)構(gòu)、不向本單位以外的人供應(yīng)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。1-10試在以下條件下比較電路交換和分組交換。要傳達(dá)的報(bào)文共xbit），從源點(diǎn)到終點(diǎn)共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的流傳時(shí)延為d（s），數(shù)據(jù)率為b（b/s）。在電路交換時(shí)電路的成馬上間為s（s）。在分組交換時(shí)分組長度為p（bit），且各結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)等待時(shí)間可忽略不計(jì)。問在怎樣的條件下，分組交換的時(shí)延比電路交換的要??？解：對(duì)于電路交換，先建立連接需要時(shí)間是s秒；發(fā)送x比特報(bào)文的發(fā)送時(shí)延是x/b秒；k段鏈路的流傳時(shí)延是kd秒。因此電路交換總時(shí)延=連接時(shí)間+發(fā)送時(shí)延+流傳時(shí)延=s+x/b+kd。對(duì)于分組交換，不需要先建立連接。先計(jì)算分組交換的流傳時(shí)延，k段鏈路的流傳時(shí)延是kd秒。再計(jì)算分組交換的發(fā)送時(shí)延，設(shè)共有n個(gè)分組，當(dāng)x>>p時(shí)，n約等于x/p。由于采用“儲(chǔ)藏轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)分組的發(fā)送時(shí)延是p/b。因?yàn)榉纸M交換要求將n個(gè)分組全部發(fā)送給終點(diǎn)，當(dāng)?shù)趎個(gè)分組到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，則傳輸結(jié)束。因此可以僅考慮第n個(gè)分組的傳輸過程。當(dāng)?shù)趎個(gè)分組從源點(diǎn)完好進(jìn)入到第1段鏈路時(shí)，已經(jīng)過n·p/b的時(shí)延。從源點(diǎn)到終點(diǎn)共經(jīng)過k段鏈路，應(yīng)經(jīng)k－1其中間結(jié)點(diǎn)，因此第n個(gè)分組還要開銷（k－1)·p/b個(gè)發(fā)送時(shí)延才能到達(dá)終點(diǎn)。2/7因此分組交換總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+流傳時(shí)延=n·(p/b)+(k-1)(p/b)+kd·。若要分組交換總時(shí)延比電路交換總時(shí)延小，則：n·(p/b)+(k-1)(p/b)+kd<s+x/b+kd·當(dāng)x>>p時(shí)，上式即為：(x/p)(p/b)+·(k-1)(p/b)+kd<s+x/b+kd·解出s>(k-1)(p/b)·即當(dāng)s>(k-1)(p/b)·時(shí)，分組交換的時(shí)延比電路交換的時(shí)延小。1-11在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報(bào)文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit)，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為每個(gè)分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小沒關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b（b/s)，但流傳時(shí)延和結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)間均可忽略不計(jì)。若打算使總的時(shí)延為最小，問分組的數(shù)據(jù)部分長度p應(yīng)取為多大？解：本題實(shí)際上是假定整個(gè)報(bào)文恰好可以劃分為x/p個(gè)分組。依題意每個(gè)分組的發(fā)送時(shí)延是(p+h)/b，因流傳時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延忽略不計(jì)，因此總時(shí)延D=發(fā)送時(shí)延=(x/p)(p+h)/b+(k·-1)(p+h)/b·。要求出當(dāng)p取何值時(shí)，D的值為最小，需求D對(duì)p的導(dǎo)數(shù)，令D′=0，求出此時(shí)的p值即可。D′(p)=((x/p)·(p+h)/b+(k-1·p+h)/b)′=((x/p)·(p+h)/b)-′+((k1)·(p+h)/b)′=(x/p)·((p+h)/b)′+(x/p)-1)·′·p/b)(p+h)/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))1-12因特網(wǎng)的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點(diǎn)是什么？他們的工作方式各有什么特點(diǎn)？答：3/7因特網(wǎng)從其工作方式上看可以分為：(1)邊緣部分：由全部連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳達(dá)數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。(2)核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分供應(yīng)服務(wù)的（供應(yīng)連通性和交換）。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)之間的通信方式平時(shí)可劃分為兩大類：客戶-服務(wù)器方式（C/S方式）和同等方式（P2P方式）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特別作用的是路由器，因特網(wǎng)核心部分的工作方式其實(shí)也就是路由器的工作方式。其工作方式有兩種：一種是路由器的轉(zhuǎn)發(fā)分組，另一種是路由器之間不斷地交換路由信息。1-15假定網(wǎng)絡(luò)的利用率到達(dá)了90%。試估計(jì)一下現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是它的最小值的多少倍？解：依照公式D=D0/(1-U)=D0/(1-0.9)=10D0，因此現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是它最小值的10倍。1-17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號(hào)在媒體上的流傳速率為2×108m/s。試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延和流傳時(shí)延：(1)數(shù)據(jù)長度為107bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。(2)數(shù)據(jù)長度為103bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。4/7從以上計(jì)算結(jié)果中可得出什么結(jié)論？解：1）發(fā)送時(shí)延=107/105=100s，流傳時(shí)延=106/(2×108)=0.005s=5ms2）發(fā)送時(shí)延=103/109=1μs，流傳時(shí)延=106/(2×108)=0.005s=5ms結(jié)論：若數(shù)據(jù)長度大而發(fā)送速率低，則在總的時(shí)延中，發(fā)送時(shí)延經(jīng)常大于流傳時(shí)延。但若數(shù)據(jù)長度短而發(fā)送速率高，則流傳時(shí)延即可能是總時(shí)延中的主要成分。1-19長度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給運(yùn)輸層傳達(dá)，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳達(dá)，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳達(dá)，加上首部和尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。若應(yīng)用層數(shù)據(jù)長度1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？解：（1）數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸效率：100/（100+20+20+18）=63.3%2）數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸效率：1000/（1000+20+20+18）=94.5%，傳輸效率xx了。1-21協(xié)議與服務(wù)有何差異？有何關(guān)系？答：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，或簡(jiǎn)稱為協(xié)議。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由語法、語義和同步三個(gè)要素組成。5/7在協(xié)議的控制下，兩個(gè)同等實(shí)體間的通信使得本層可以向上一層供應(yīng)服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所供應(yīng)的服務(wù)。協(xié)講和服務(wù)在看法上是很不一樣樣的。第一，協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了可以向上一層供應(yīng)服務(wù)，使用本層服務(wù)的實(shí)體只漂亮見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對(duì)上面的實(shí)體是透明的。其次，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制同等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由基層向上層經(jīng)過層間接口供應(yīng)的。別的，其實(shí)不是在一個(gè)層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù)，只有那些可以被高一層實(shí)體“看得見”的功能才能稱之為“服務(wù)”。1-24試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)，包括各層的主要功能。答：五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是為便于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理而采用的綜合了OSI七層模型和TCP/IP的四層模型而獲取的五層模型，即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。各層主要功能以下：1）應(yīng)用層：經(jīng)過應(yīng)用進(jìn)度間的交互來完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。應(yīng)用層協(xié)議包括文件傳輸協(xié)議FTP、電子郵件協(xié)議SMTP、超文本傳達(dá)協(xié)議HTTP等。2）傳輸層：向兩個(gè)主機(jī)中進(jìn)度之間的通信供應(yīng)通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。主要使用兩種協(xié)議：6/7傳輸控制協(xié)議TCP，供應(yīng)面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文段；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP，供應(yīng)無連接的、盡最大努力的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸單位是用戶數(shù)據(jù)