《计算机网络》第一章作业参考

《计算机网络》第一章作业参照《计算机网络》第一章作业参照7/7《计算机网络》第一章作业参照第一章作业参照答案1-02试简述分组交换的要点。答：分组交换最主要的特点是采用储藏转发技术。平时把要发送的整块数据称为一个报文。在发送报文从前，先把较长的报文划分成一个个更小的等长数据段，在每一个数据段前面增加首部组成分组，每一个分组的首部都含有地址等控制信息。因特网的核心部分是由好多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。主机是为用户进行信息办理的，并且可以和其他主机经过网络交换信息。路由器是用来转发分组的，即进行分组交换。路由器每收到一个分组，先暂时储藏，再检查其首部，查找转公布，依照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组转交给下一个路由器。这样一步步地经过若干个路由器，以储藏转发的方式，把分组交付最后目的主机。各路由器之间必定经常交换互相掌握的路由信息，以便创办和保持在路由表中的转公布，使得转公布可以在整个网络拓扑发生变化时及时更新。答：1-08计算机网络都有哪些种类？各种类其他网络都有哪些特点？答：按网络的作用范围划分：2）城域网MAN，作用范围一般是一个城市，可超越几个街区甚至整个城市，其作用距离约为5～50公里。（3）局域网LAN，作用范围限制在较小的范围（如1公里左右）。1/7（4）个人地域网PAN，也称无线个人地域网，作用范围大体在10m左右。按网络的使用者划分：1）公用网：面向公共营运、按规定缴纳开销的人都可使用的网络。2）专用网：面向特定机构、不向本单位以外的人供应服务的网络。1-10试在以下条件下比较电路交换和分组交换。要传达的报文共xbit），从源点到终点共经过k段链路，每段链路的流传时延为d（s），数据率为b（b/s）。在电路交换时电路的成马上间为s（s）。在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？解：对于电路交换，先建立连接需要时间是s秒；发送x比特报文的发送时延是x/b秒；k段链路的流传时延是kd秒。因此电路交换总时延=连接时间+发送时延+流传时延=s+x/b+kd。对于分组交换，不需要先建立连接。先计算分组交换的流传时延，k段链路的流传时延是kd秒。再计算分组交换的发送时延，设共有n个分组，当x>>p时，n约等于x/p。由于采用“储藏转发”技术，一个结点发送一个分组的发送时延是p/b。因为分组交换要求将n个分组全部发送给终点，当第n个分组到达终点时，则传输结束。因此可以仅考虑第n个分组的传输过程。当第n个分组从源点完好进入到第1段链路时，已经过n·p/b的时延。从源点到终点共经过k段链路，应经k－1其中间结点，因此第n个分组还要开销（k－1)·p/b个发送时延才能到达终点。2/7因此分组交换总时延=发送时延+流传时延=n·(p/b)+(k-1)(p/b)+kd·。若要分组交换总时延比电路交换总时延小，则：n·(p/b)+(k-1)(p/b)+kd<s+x/b+kd·当x>>p时，上式即为：(x/p)(p/b)+·(k-1)(p/b)+kd<s+x/b+kd·解出s>(k-1)(p/b)·即当s>(k-1)(p/b)·时，分组交换的时延比电路交换的时延小。1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit)，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小没关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b（b/s)，但流传时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？解：本题实际上是假定整个报文恰好可以划分为x/p个分组。依题意每个分组的发送时延是(p+h)/b，因流传时延和排队时延忽略不计，因此总时延D=发送时延=(x/p)(p+h)/b+(k·-1)(p+h)/b·。要求出当p取何值时，D的值为最小，需求D对p的导数，令D′=0，求出此时的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因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？他们的工作方式各有什么特点？答：3/7因特网从其工作方式上看可以分为：(1)边缘部分：由全部连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传达数据、音频或视频）和资源共享。(2)核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分供应服务的（供应连通性和交换）。在网络边缘的端系统之间的通信方式平时可划分为两大类：客户-服务器方式（C/S方式）和同等方式（P2P方式）。在网络核心部分起特别作用的是路由器，因特网核心部分的工作方式其实也就是路由器的工作方式。其工作方式有两种：一种是路由器的转发分组，另一种是路由器之间不断地交换路由信息。1-15假定网络的利用率到达了90%。试估计一下现在的网络时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，因此现在的网络时延是它最小值的10倍。1-17收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的流传速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和流传时延：(1)数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s。(2)数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。4/7从以上计算结果中可得出什么结论？解：1）发送时延=107/105=100s，流传时延=106/(2×108)=0.005s=5ms2）发送时延=103/109=1μs，流传时延=106/(2×108)=0.005s=5ms结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延经常大于流传时延。但若数据长度短而发送速率高，则流传时延即可能是总时延中的主要成分。1-19长度为100字节的应用层数据交给运输层传达，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传达，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传达，加上首部和尾部18字节。试求数据的传输效率。若应用层数据长度1000字节，数据的传输效率是多少？解：（1）数据长度为100字节的数据传输效率：100/（100+20+20+18）=63.3%2）数据长度为1000字节的数据传输效率：1000/（1000+20+20+18）=94.5%，传输效率xx了。1-21协议与服务有何差异？有何关系？答：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，或简称为协议。一个网络协议由语法、语义和同步三个要素组成。5/7在协议的控制下，两个同等实体间的通信使得本层可以向上一层供应服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所供应的服务。协讲和服务在看法上是很不一样样的。第一，协议的实现保证了可以向上一层供应服务，使用本层服务的实体只漂亮见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的实体是透明的。其次，协议是“水平的”，即协议是控制同等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由基层向上层经过层间接口供应的。别的，其实不是在一个层内完成的全部功能都称为服务，只有那些可以被高一层实体“看得见”的功能才能称之为“服务”。1-24试述五层协议的网络系统结构的要点，包括各层的主要功能。答：五层协议的网络系统结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而获取的五层模型，即应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。各层主要功能以下：1）应用层：经过应用进度间的交互来完成特定网络应用。应用层协议包括文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、超文本传达协议HTTP等。2）传输层：向两个主机中进度之间的通信供应通用的数据传输服务。主要使用两种协议：6/7传输控制协议TCP，供应面向连接的、可靠的数据传输服务，数据传输单位是报文段；用户数据报协议UDP，供应无连接的、尽最大努力的数据传输服务，数据传输单位是用户数据