计算机网络谢希仁版（第七版）答案

1.01

计算机网络可以向用户提供哪些服务？
计算机网络使用户在计算机之间传送数据文件。

1.02

简述分组交换的要点：

1. 将较长的报文（message）分成多个更小的等成数据段，然后添加首部（header）构成分组（packet）作为互联网中的传送的数据单元。
2. 经路由器（router）存储转发，路由器是计算机，因此可以动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用，不用提前建立连接。
3. 有可靠的网络协议，使网络有很好的生存性。

1.03

试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点：

1. 电路交换

• 端到端建立一条专用的物理通路，需预先分配传输带宽；
• 先建立连接，在连接被释放前一直占用通信资源，用来传送计算机数据时，因为数据突发式的出现在传输线路，传输数据的时间短，被占用的通信线路绝大部分时间处于空闲状态，因此传输效率低；
• 优点：适合传输连续大量的数据，且其传输时间远大于连接建立时间的情况；

2. 报文交换

• 整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点，不需要预先分配传输带宽；
• 报文交换传输的是整个整个报文，时延长；

3. 分组交换

• 同报文交换一样，不需要预先分配传输带宽；
• 传输的分组（packet）比整个报文小，时延小，传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率；

1.07

小写和大写开头的英文名字 internet 和 Internet 在意思上有何重要区别？

1. 小写的 internet 是通用名词，泛指多个计算机网络互联而成的计算机网络；
2. 大写的 Internet 是专用名词，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定的互联网，采用 TCP/IP 协议族作为通信规则，前身为美国的 ARPNET；

1.08

计算机网络由哪些类别？各种类别的网络由哪些特点？

1、按照网络的作用范围分类

• 广域网 WAN （Wide Area Network）
  作用范围通常为几十到几千公里，有时也称远程网（long haul network）。广域网是互联网的核心部分，用于长距离（如不同国家）运送主机发送的数据。
• 城域网 MAN （Metropolitan Area Network）
  作用范围一般为一个城市，5 ~ 50km。城域网可以是一个或几个单位所有，或者是一种公共设施，用来连接多个局域网。
• 局域网 LAN （Local Area Network）
  一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连（速率通常在 10Mbit/s 以上），范围小，如 1km 左右。学校过企业大都由多个互联的局域网（常称为校园网或企业网）。
• 个人区域网 PAN （Personal Area Network）
  个人工作的地方吧属于个人使用的电子设备（如便携式电脑）用无线技术连接起来的网络，也常称为无线个人区域网 WPAN （Wireless PAN），范围小，大约在 10 m 左右。

2. 按照网络的使用者分类

• 公用网 （pubic network）
  电信公司出自建造的大型网络，只要按照规定交费即可使用。
• 专用网 （private network）
  某个部门为满足特俗工作而建造的网络，不向本单位外的人提供服务，如军队，银行等。

1.09

计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？

1. 主干网
2. 本地接入网是用来将用户接入到互联网的网络。接入网从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器（也称边缘路由器）之间的一种网络。

1.10

链路和节点：

---

数据率：

---

时延：

电路交换：需要建立连接，报文一次发送。

• 建立连接时间 = $s$(s)
• 发送时延 = $x/b$
• 传播时延 = $k\ast d$
• 总时延 = $s+x/b+k\ast d$

分组交换：不需要建立连接，在本题中，分组交换经过各个节点（路由器）时的排队时延和处理时延忽略不计，报文分为 $(x/p)$ 个包发送，经过 $k-1$ 个节点。

1. 源点处的发送时延 = $(x/p)\ast (p/b)$ = $x/b$
2. 每个节点处存储再转发的发送时延 = $(k-1)\ast (p/b)$
3. 传播时延 = $k\ast d$
4. 总时延 = $x/b+(k-1)\ast (p/b)+k\ast d$

因此，当 $(k-1)\ast (p/b)<s$ 时，分组交换的总时延小于电路交换。

1.11

忽略传播时延和排队时延后，总时延 = $\frac{x}{p}\ast (p+h)\ast b+(k-1)\ast \frac{p+h}{b}$

1.12

互联网的两大知组成部分（边缘部分和核心部分）的特点是什么？他们的工作方式各有什么特点？

主机所在的边缘部分用于信息处理；
路由器所在的核心部分，作用是按存储转发方式进行分组交换；

1.13

客户-服务器方式与 P2P 对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？

1. 客户-服务器方式
   客户（client）和服务器（server）指应用进程，描述进程之间服务与被服务之间的关系。

2. 对等连接方式（peer-to-peer, P2P）
   两台主机在通信时不区分哪个是服务请求方哪个是服务提供方。只要两台主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），双方可以平等的连接通信。

1.14

计算机网络由哪些常用的性能指标？

1. 速率
   1.09 有介绍

2. 带宽
   
   

3. 吞吐量
   

4. 时延
   1.09 有介绍

5. 时延带宽积
   
   

6. 往返时间 RTT
   

7. 利用率

• 信道利用率
  某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲则信道利用率为0。
• 网络利用率
  全网络的信道利用率的加权平均值。
• 利用率与时延
  信道利用率并非越高越好，信道利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加（类似高速公路车太多会造成堵塞，增加行车时间）。
  网络通信量增大后，由于分组在网络节点进行处理时需要排队，因此增大时延。
  

1.16

计算机通信有哪些非性能特征？非性能特征和性能指标有什么区别？

1. 费用
2. 质量
3. 标准化
4. 可靠性
5. 可扩展性和可升级性
6. 易于管理与维护

1.17

1） 发送时延 为 100s，传播时延为 5ms；
2）发送时延 1 us，传播时延 5ms；

结论：

• 如果数据长度大而发送速率低，则发送时延往往大于传播时延；
• 如果数据长度小而发送速率高，则传播时延可能是总时延的主要成分；

1.18

传播时延 = 媒体长度 / 传播速率；
传播的比特数 = 传播时延 * 数据率；

1.19

1. 数据长度为 100 字节，传输效率 = 100 / (100 + 20 + 20 + 18)$ = 63.3%
2. 数据长度为 1000 字节，传输效率 = 1000 / (100 + 20 + 20 + 18)$ = 94.5%

1.20

网络体系结构为什么要采用分层？

计算机网络是非常复杂庞大的系统，分层将复杂的问题转换为若干较小的局部问题。
计算机网络为什么要分层

1.21

协议与服务有何区别？有何关系？

协议必须把一切不利的条件事先估计到，而不能假设一切是正常和非常理想的。

1.22

网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

1.24

论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

计算机网络的各层及其协议的集合就是网络体系结构（architecture）。

五层协议：

IP地址和MAC地址的区别和联系是什么？

1.25

试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。

3.1.2 节介绍：

1.26

试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户 -服务 器方式。

1. 协议栈
   几个层次的协议堆在一起像一个栈的结构，因此叫协议栈（protocol stack）。
   给忙碌者的5G基础知识课（二二）——啥是协议栈？
2. 实体
   实体（entity）指任何可以发送或者接收信息的硬件或软件进程。许多情况下，指一个特定的软件模块。
3. 对等层
   计算机网络协议层次中，实现相同功能的两个层。
4. 协议数据单元
   对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元 PDU（Protocol Data Unit）。
5. 服务访问点

客户和服务器前面 1.13 讲过。