1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。
1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。
接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D信道（16kb/s或64kb/s）；
（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。
网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。
1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，
每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。
1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程
开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。
1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度
和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，ATM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。
1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数
据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。
它们的对应关系如下：
OSI模型TCP/IP参考模型
1.10
()()Y t t X +=π2cos 2
()()Y Y X c o s 22c o s 21=+=π
()[]102
1
2211=?+?=
X E ()()Y X t X cos 201==
()()()Y Y X t X cos 22cos 212=+==π
()()[]()()[][][]
2
2102114 cos 4cos 2cos 21022221=??? ?
?
?+?==?==Y E Y Y E X X E t X t X E
1.11解：()()[]()()()0cos 2cos =+=
?+==??+-
+-θθπ
θθθπ
ππ
πd t w A
d f t w A t X E t m c
c X
()()()[]()()[]()()[]τθπτθτθ
θθτθττπ
π
π
π
c c c c c c X w A
d w w t w A
d f t w A t w A t X t X E t t R c o s 2
21c o s 22c o s 21 cos cos ,2
2
=?+++=?++?+=+=+??+-
+-
[
]
()+∞<==2
0)
(2
2
A R t X E X
显然，()t X 的均值为常数，相关函数仅与时差τ有关，且为二阶矩过程，所
以该随机过程是广义平稳的。
()()()0
s i n c o s ..c o s c o s 2.. s i n s i n c o s c o s 2..c o s 21..===-=+=∞→-∞→-∞→-∞→???T w T w A m i l t d t w T A
m i l dt
t w t w T A m i l dt t w A T m i l t X c c T T T c T T
T
c c T T T c T θθθθθ
()()()()[]()[]τ
τθτθτθτc T
T c c c T T
T
c c T w A dt w w t w T A m i l dt
t w t w T A m i l t X t X cos 2
1
cos 22cos 4..
cos cos 2..222=++=+++=+??-∞→-∞→ 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性，()t X 是各态历经过程。 1.12解：定义：称计数过程(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 过程，如果：
（1）()00=N ；（2）(){}0,≥t t N 是平稳的独立增量过程； （3）()t N t , 0≥?服从参数为t λ的Poisson 分布，
()()() ,2,1,0 !
===-k e k t k t N P t
k λλ
()[]()()()()
!1!
!
11
1
≥=??=-?===-∞
=--∞
=-∞
=-∑∑
∑
t t e e t k t e t e k t k e
k t k t N E t t k k t
k t
k k t k λλλλλλλλλλλ
()()[]()[]
()[]2
2t N E t N E t N D t D N -==
()[]
()()()()[]()()()[]()[]
()()()()()
()()t
t t e e t t k t e t t e k t k k t N E t N t N E t N t N t N E t N E t t k k t
k t k λλλλλλλλλλλλλ+=+=+-??=+-?=+-=+-=-∞
=--∞
=-∑∑2222202 !2!1 11 ()()()t t t t t D N λλλλ=-+=∴2
2
不妨设t s ≤，则
()()()[]()()()()()()()[]()()()()()()[]()[]
()[]()()()[]()[]()[]()
()()t s st s st s s s t s s N E s N D s N t N E s N E s N E s N t N N s N E s N s N t N N s N E t N s N E t s R N ,min 0 0,222
22
2λλλλλλλλλ+=+=++-=++-=+--=+--==
()() ,m i n ,
2t s st t s R N λλ+=∴ 1.13 解：由(){}0,≥t t N 是强度为λ的poisson 过程及题设知，(){}0,≥t t Y 和
(){}0,≥t t Z 是一零初值的平稳的独立增量过程。又0>?t ，
()()()()()()()
()()()()[]()()()[]()
2,1,0 !
!
1!
!1!
1!
0==-=--=-======-∞
=-∞=∞
=----∞
=∑
∑
∑∑k
e k pt m t p e
k pt k i t p e
k pt p p C e i t i t N k t Y P i t N P k t Y P pt k m m t
k k
i k
i k i t k k
i k k i
t i i λλλλλλλλλλ
即0>?t ，()(),^pt t Y λπ故(){
}0,≥t t Y 是强度为λp 的poisson 过程。
()()()()()()()
()()()()()()
()()()()()()
2,1,0 !
1!
!
1 !!11!
10
=-=-=--=-======--∞
=-∞
=∞
=----∞
=∑
∑
∑∑k e k t p m pt e
k t p k i pt e
k t p p p C e i t i t N k t Z P i t N P k t Z P t
p k m m
t
k k
i k i k
i t
k k
i k k i
t i i λλλλλλλλλλ
即0>?t ，()()(),1^t p t Z -λπ故(){}0,≥t t Z 是强度为()λp -1的poisson 过程。 1.14解： ()()() ,2,1,0 !
===-k e k t k t N P t
k λλ
3=λ
（1）()() 04124
--===e e N P t t
＝λ
（2）定理：设(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 分布，{}
,2,1,=n n τ是其到达时间序列，则() ,2,1=n n τ服从Γ分布，即n τ的概率密度函数为：
()()() 0 00 !
11
??
???<≥-=--t t n t e
t f n t n λλλτ
()t t e e t f λτλ--==∴33 1 ()()0 100
1≥-=-=--==--∞---??t e
e d e d e
t F t
t t
t λλτλτλτ
τλττλ
()0 1331≥-=-=t e t F t λτ
1.15解：知道过程现在的条件下，其“将来”的分布不依赖于“过去”。
状态转移图如下：
一步转移概率矩阵如下：
????
??
? ??01009
/19/49/4009/49/49/10010
1.16解：Prim —Dijkstra ：
Kruskal ：
2.1答：有三种，分别是面向字符，面向比特，采用长度计数的组帧技术，其中
采用长度计数的组帧方式开销最小。
2.2答：接收字符串为：C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D
DC DB DC C0
恢复为：10 36 87 C0 C0 DC DD DB . 7C 8D DC C0
2.3答：插入后：011011111 0 0011111 0 101011111 0 11111 0 01111010
恢复：01111110 11111 0 110011111 0 011111 0 11111 0 1100 01111110 Flag Flag 1011111 0
2.4答：在接收端，收到015后，如果下一位是“0”，就将该“0”删去，如果 是“1”，就表示一帧结束。按此规则： 011 011111 0 111111 011111 0 1 01111110 015 015 Flag 2.5
该码的最小距离为4。
2.6解：()()()
324345734411D D D D D D D D D D D D S D ++++=++=++=
33
4
5
6
7
3
3456724 0
001D D
D D D D D D D D D D D D D +++++++++++
()()
D g D S D 4
∴余数为 3D 2.7证明：（1）已知()()()()???
?????=???????=+D g D
mainder
D g D D mainder D C L i L i i Re Re 一个任意的数据多项式()∑-=----=++++=1
01
12
21
1K i i i K K K K D S S D S D
S D
S D S
其CRC 多项式()()()()()()
()
∑∑∑-=+-=-==??????=?????
????????=???????=10
1010
Re Re Re K i i i L i K i i L K i i i L D C S D g D S m ainder D g D D S m ainder
D g D D S m ainder D C （2）将()
()()
()
()
i i L i L i C D C D
C D C
011
1+++=-- 代入到()()()∑-==1
K i i i D C S D C 中，得
()()()()
[]
()()()()i K i i i K i i L i L K i i L i L K i i K i i i L i L i C S D C S D
C S
D C S C D C D
C S
D C 010
110
221
1110
10
0111 ∑∑∑∑∑-=-=---=---=-=--++++=+++=
又有 ()012211C D C D C D C D C L L L L ++++=---- 对应可得 ()L j C S C K i i j i j <≤=∑-=0 1
2.8
A
A
B
在这种情况下，由于时延的影响，分组B 出错却导致分组C 重发，最终分组B 丢失。
2.9证：根据停等式ARQ 协议，当序号采用模2表示时仍可正常运行。描述如 下： 发端A ：（1）置SN ＝0；（2）若从高层接收到一个分组，则将SN 指配给该
分组，若没有分组则等待；（3）将第SN 个分组装入物理帧中发送给接收节点B ；（4）若从B 接收到R N ≠SN ，则将SN 模2加1，返回（2），若在规定时间内，并未收到B 的R N ≠SN 的应答，则返回（3）。
收端B ：（1）置RN ＝0；（2）无论何时从A 端收到一个SN=RN 的分组，将该
分组传送给高层，并将RN 模2加1；（3）在接收到分组的规定有限时长内将RN 放入一帧的RN 域发送给A ，返回（2）。
2.10解：设任意一个分组平均需要发送N 次才能成功，而一个分组发送i 次成功 的概率为()1
1--i ρρ，从而有
()∑∞
==
-=1
1
1i i
i N ρ
ρρ
成功发送一个分组所需要的时间为r NT ，故r
r T NT ρλ==
1max
2.11与课本上图2－11 的a ，c 图基本相同，只需将A ，B 名字交换。
2.13答：s T P 05.010*******=?= s T A C K 02.01064128
3
=?= s 015.0=τ （1）
4102
820
=?++τACK P T T 个
（2）
()61192
820
=?++τACK P T T 个
（3）当节点连续发送时，可以发送的帧最多
a.1640005.0820
=帧 0.082s 后可收到应答； b.
15769052
.0820
=帧 0.0132s 后可收到应答。 2.14答：停等式ARQ α
211max +-=P
U
返回n －ARQ ()()()()()()
()????
???+<-++-+≥-+-=
21 1121121
111αααn P n P n n P n P
U
选择重传ARQ ()()()()???
??+<+-+≥-= 21
21121
1αααn P n n P U
ARPANET ARQ ()()()()????
???
>+<+-≤+≥-= 27218 211827218 1ααααα即即P P U
这里D
P
T T =
α, 所以U 与误帧率及信道传播时延与数据帧的传输时延的比值 有关。
当()α21+≥n 时，α211+-=
P U 与()P
n P U 111-+-=均小于P -1； 当()α21+ ()()()()()α αα21111211211+-<-++-<+-P n P n P n P 所以，当n 和8均大于α21＋时，选择重传式ARQ 和ARPANET ARQ 链路 利用率都最高，当8>n 时选择重传式ARQ 链路利用率高，当8 在各种可能的差错下： 可见，不论发生哪一种差错，每个节点最终都会认为链路处于DOWN 状态。 （2）有两种可能情况 2.19答：（1） （2） 2.20解：假定有n个节点交换机，在题中所给的条件下，传输一个分组（从 源端到目的端）需要(n-1)T 秒，传输两个分组需要(n+1)T秒，如此类推，传输m个分组需要(n-1+2(m-1))T秒，速率为m/(n-1+2(m-1))T .若m>>n，可以认为分组交付给目的地的速率最快为1/2T分组/秒。 2.21答：(1) 采用收数据－转发－发确认的机制，假定B做完第二件事即转发后出现故障，则A由于没有收到B发回的确认，在定时器溢出后将重发上一分组，B将这个分组作为新分组转发给C，但C已在B出故障那次收到了该分组。因此，造成C接收重复分组。 （2）采用收数据－发确认－转发的机制，假定B做完第二件事即发确认后出现故障，则B不会向C转发该分组。而实际上A又收到了B发回的确认，所以A 继续发送下一分组。由此造成C丢失B故障前的那个分组。 只有采用端到端的发确认消息的方法，在AC之间建立起一对SN,RN（在运输层， 参看课本P77），才能保证在任何情况下数据都能从A 经B 正确无误地交付到C 。在第一种情况下，即使A 重发B 故障前那一分组，C 收到后也能根据AC 之间的SN,RN 辨认出这一重复分组而将其丢弃。在第二种情况下，只要A 没有收到C 对B 故障前那一分组的确认，就会重复发送这一分组，直到收到C 对这一数据的确认。 2.23解：设窗口为n kb ，则吞吐量为 128.02256 2120?+=+= n n T T n P D 解出窗口为58≈n 2.24答：经六次变化后窗口为11KB 。 3690 1 2 5438 7 6 9KB 传送次数/次 拥塞窗口长度/K B 12 2.25答：网络层和数据链路层差错控制的主要差别在于： a.使用的位置不同。数据链路层的差错控制是用于一条物理链路的两端，而网络层的差错控制是用于网络中的任意两节点之间。通常网络中的任意两个节点之间的传输路径会由多条链路串联而成。 b.分组编号的方式不同。在网络层是对一个session 中的分组（或者字节，或者消息）进行统一编号。而在链路层上是对不同session 中所有分组进行顺序编号。 c.传输顺序的差别。在链路层，所有的帧都是按顺序传输的；而在网络层中，相同源和目的节点的分组可能会经过不同的路径，分组的传输可能会出现乱序现象。 d.时延不同。在链路层，传输时延（包括传播时延、处理时延、帧传输的时延）在小范围内变化；而在网络层，传输时延会在大范围内变化。 当然在链路层和网络层，传输时延会在大范围内变化。 2.26答：在差错控制时，ARQ 协议用于保证分组的正确传输，它侧重于分组的 内容；在流控时，ARQ 用于减缓网络中分组的发送速度，侧重于网络的状 态。 3.1解：顾客到达率为 5＝λ 人/分钟 平均每个顾客的服务时间为 ()1505.0205.05=?+?＋＝T 分钟 根据little 定理，得快餐店内的平均顾客数为 75==T N λ 人 3.2解：节点3处理一个文件结束后才会再向节点1或2请求另一个文件，说明 节点3处没有排队，任何时刻都最多只有一个文件在接收服务。根据little 定理，应有 ()()1222111≤+++P R P R λλ 3.3解：min 39 4.603030 30155 053030 =++=??∞--dt e t dt e T t t 3.5解：（1）①10个相等容量的时分复用系统： 对于一个session 而言，平均服务时间为 s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/2 5 60150== λ。 在系统中的平均分组数为：12 /552 /5=-= -= λ μλN 根据little 定理，得分组的平均时延为：s N T 5 22/51== = λ 队列中的平均分组数为：21 5152251=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q ②统计复用： 平均服务时间为 s 50 1 105010001 3=?= μ ，分组到达率为 秒分组/256015010=?=λ。 125 5025 =-= -= λ μλN s N T 251== λ 21501251 251=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q （2）①时分复用： 对于分组到达率为250分组/分钟的session ，平均服务时间为s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/6 2560250== λ。 56 /2556 /25=-= -= λ μλN s N T 566/255=== λ 625 51566251=??? ??-?=???? ? ?-==μλλT W N Q 对于分组到达率为50分组/分钟的session ，平均服务时间为s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/6 5 6050== λ。 5 1 6/556/5=-= -= λ μλN s N T 2566/55/1=== λ 301 51256651=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q ②统计复用： 平均服务时间为 s 501 10 5010001 3 =?=μ ，分组到达率为 秒分组/2556 5 5625=?+?= λ。 125 5025 =-= -= λ μλN s N T 251== λ 21501251 251=??? ??-?=???? ? ?-==μλλT W N Q 3.7解：离散型M/M/1系统可用与连续型M/M/1系统类似的马尔可夫链描述。参照课本上90页图3－4。区别在于转移概率为λ，μ，以及μλ--1，没有时间因子δ。计算所得全局平衡方程与连续时相同，系统稳态概率分布也完全一样。 3.13证明：设第i 个用户到达系统时，第l 个用户正在接收服务，其剩余服务时 间为i R ，此时等待队列中有i N 个用户。 设第k 个用户的服务时间为k X ，用户i 的等待时间为： i i i N R W +=个用户的服务时间∑--=+ =1 i N i k k i i X R 求平均 {}{}{}i i i N i k k i i N E X R E x E R E W i ?+=? ?? ???+=∑--=1 令i i W W i ∞ →=∞→lim ,，有 W R W R N R N X R W Q Q ρλμ μ +=+ =+ =?+=1 1 ρ -=∴1 R W 假定系统有稳态解，且具有各态历经性，则剩余服务时间()τr 可用下图表示： τ r(τ 在[]t ,0区间平均剩余服务时间为： ()()∑?===t M i i t t X t d r t R 1202 111ττ ()() () 221 21 212121μ λλ?== ? ?=∑=X t M X t t M R t M i i i () ρμρρμλ-=-=∴1211 21 2W 3.14证：（1）M/G/1系统中，系统繁忙的概率为X λμ λρ＝＝ {P ∴系统空闲}X λρ－＝－＝11 （2）忙区间之间的平均长度为闲期间的平均长度。由于闲期间是系统处于 一顾客被服务后，下一个顾客到达之间的时期，即顾客到达的时间间隔，所 以闲期间服从参数为λ的指数分布，所以忙区间之间的平均长度为λ1 。 （3）设忙区间平均长度为Y ,则 ρ ρλ-=1/1Y X X Y λρ ρ λ -= -=111 （4）在一个忙区间内服务的平均顾客数＝ X λ－＝平均服务时间忙区间平均长度11 3.15证：ρ -= 1R W ()()()()()()()() () t L V t t L t M X t t M V t X t d r t R t L i i t M i i t L i i t M i i t ∑∑∑∑?====??+??=+==1 2 12 121202121 2 112111ττ ()t t L 为休假的到达率 分组所占的比例为 ρμ λ ＝ ∴ 空闲期所占的比例为()ρ－1 休假期所占的比例为()I V ρ－1 休假期的到达率为 I ρ －1 2212121 V I X R ρλ-?+=∴ ()I V X R W 2121 2 2+ -=-=∴ρλρ 忙区间的平均长度： X X λ-1 ρλ-=-+ ∴11 X X I I ()() X X I λρρ--= ∴11 3.17解：ACE ：100个/分 ADE ：200个/分 BCEF ：500个/分 BDEF ：600个/分 ∑=+++==s s x r 1400600500200100个/分3 70 = 个/秒 100=AC λ个/分 200 =AD λ个/分 500=BC λ个/分 600=BD λ个/分 600=CE λ个/分 800=DE λ个/分 1100=EF λ个/分 ()3000100060/50=÷?=bit s s kb ij μ个/分 2911003000100 =-=∴AC N 41 =CE N 1911 =EF N 141 =AD N 114 =DE N 41 =BD N 5 1 =BD N () 748.119 11 415111414141291,=++++++= =∑j i ij N N 个 s r N T 075.0/3 70748.1＝秒个个== 分组的平均时延：s ms T T 077.02=+=' s m s m s m s N m s N T CE CE CE AC AC AC ACE 050.02501415012501291501 211211=+?? ? ??+?+??? ??+?=+???? ??+?++???? ??+?=μμμμ s T ADE 053.0= s T B C E F 087.0= s T B D E F 090.0= 3.18解： 110=+++m P P P 0210 00220112101 ,P P P P P P P m m m m λ λλλλλλλλλλλλλ=----=????===++++= 011 P P λλ= ∴ 022 P P λ λ= 0 P P m m λλ= 00000μλ μλρP == 101111μλμλρP P == m m m m m P P μλμλρ0 == ()()()()()()()() m n m n n m m m n P n P n P n n n P n P ρρρρρρ ---===111 ,11 00 10,1010 CPU 和I/O 队列中平均任务数为： 0001ρρ-= N 11 11ρρ-=N m m m N ρρ-=1 系统中总任务数为： m m m N N N N ρρρρρρ-+-+-= ++=11111 0010 系统中任务的平均时延为： λ λλμλλμλμλλμλμλλμλ λ-+-+-= ???? ? ?-+???? ??-+???? ??-==m m m m m S S S P P P P P P P P P P N T 111 11110001011010000 其中，000μP S = 1 101P P S μ= m m m P P S μ 0= 4.1答：固定多址接入协议可以保证每个用户之间的公平性（每个用户都分配了 固定的资源）以及数据的平均时延。它适合于恒定比特流的业务的传输，对于用户数较少且数量大致固定，每个用户业务量较大的情形是一种有效的方法。它对于突发性数据业务的传输，通常会有较大时延。若已分配固定信道的用户没有通信，那么这些资源就会浪费，若有限的信道资源被分配完毕，那么新的用户将不能通信。 4.3解：通过率 167 .075.05.175 .02===-=-e Ge S G G 纯ALOHA 系统负荷为： 501.0167 .09600804 =? 4.4解：每个节点发送数据的速率是： s bit s bit /101001000= 纯ALOHA 系统最大通过率为184.021 =e ()s bit /4.1766184.09600 =?∴有效的信道速率为 ()个17610 4 .1766 == ∴N 时隙ALOHA 系统的最大通过率为 368.01 =e ()s bit /8.3532368.09600 =?∴有效的信道速率为 ()个35310 8 .3532 == ∴N 4.5答：稳定的多址协议是指对于给定到达率，多址协议可以保证每个分组的平均时延是有限的。 伪贝叶斯算法的时隙ALOHA 协议对任何e 1 <λ的到达率都是稳定的。根据该 算法，()1=n G ，其稳定的最大通过率为e 1 。 4.6答：CSMA 协议的基本原理是：节点在发送分组之前先侦听信道，判断是否有用户正在传输，进而确定信道的忙闲状态，然后再决定分组是否发送。 CSMA 是ALOHA 协议的改进，它采用了附加的硬件装置，每个节点都能检测到信道上有无分组传输。如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点可以等待信道空闲后再传输，这样可以减少要发送的分组与正在传输分组之间的碰撞，减少发送的盲目性，提高系统利用率。 4.7答：CSMA 系统主要在分组到达时若信道忙，是否持续侦听信道及在获得空闲信道后怎样发送分组的处理上区分三种不同的CSMA 协议的，也即对冲突问题的处理决策上来区分的。 三种形式： 非坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则分组的发送将被延迟，且节点不再跟踪信道的状态（即节点暂时不检测信道），延迟结束后节点再次检测信道状态，并重复上述过程，如此循环，直到将该分组发送成功为止。 1-坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则该节点一直坚持检测信道状态，直至检测到信道空闲后，立即发送该分组。 p-坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则该节点一直检测信道的状态，在检测到信道空闲后，以概率p 发送该分组。 4.8答：CSMA 方法要求收发共享一个信道，时延小。 因为卫星信道的传播时延非常大，因而在不同的监测点上同一信号出现或消失的时刻是不同的。在CSMA 协议中，影响系统性能的最重要的参数是载波检测时延τ，因此CSMA 不适于卫星信道。 4.9解：由于吞吐量是关于归一化载波侦听时延β的函数，所以只要LAN 和MAN 有相同的β就会有相同的吞吐量。由L C ? =τβ知 1000 1031050100010510310183683x ???=???? 得s bit x /105= 4.10解： P 是竞争时隙节点发送的概率 ∴在一个时隙发生竞争的概率为： ()() []()()[] 1 1 1 00111 111---+--=-+--=k k k k k k P kP P P P C P P C P 争 设竞争的时隙数为i ∴ 平均的竞争时隙数为：() ∑∞ =-==02 1i i P P iP N 争 争 争 ()() () () [] ()() () () [] 2 910 9 1010 2 11 1101111011111111 P P P P P P P kP P P kP P N k k k k k --------= --------= ∴=-- 归一化的竞争周期的平均持续时间：N t β=' 去归一化： ()()()()[] 2 9 109 10 5811011110111061103500P P P P P P N N N C L C L t --------?=?==??=ττ 稳态时的通过率 β 31.311 += S L L C L 350101010350068=???==τ β 当100=L 时，644.06 1 31.311 6 1 11=? +=S ＝β 当1000=L 时，948.060 1 31.311 60 1 11=? +=S ＝ β 5.3答：区别：广域网路由主要解决子网内分组传输的问题，而互连网路由主要解决不同子网之间的路由。 联系：实现网络之间的互连，通常采用三种设备：网关，网桥，路由器。可以用两种观点来看待一个互连网络，一是将互连的设备看成一个附加的网络节点，它与网络中其他节点地位相同，所有的节点组成一个更大的网络，二是把每个子网看成是一个节点，这样网络分为两层，高层由互连设备和子网组成，低层是各子网内部网络。 5.6答：距离矢量法收敛速度慢，时延的度量主要考虑队长，并没有考虑后来链路带宽的增长，链路状态法克服了这些缺点。 5.8答：（1）ij ij F d = ＋ε ＋ε ＋ε （2）1 ＝＋ααij ij F d = a. ＋ ε ＋ ε b. ＋ε 答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM 网络，分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中 继，吞吐量大，速率为64kb/s ，s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包 括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际 分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支 持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层， 运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 解： ()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π 第1章 PSE：分组交换设备 PAD：分组装配、拆卸装备 NCC：网络控制中心 FEP：前端处理机 IMP：接口信息处理机 PSTN：电话交换网 ADSL：非对称用户环路 DDN：数字数据网 FR：帧中继 ATM：异步转移模式 ISDN：综合服务数字网 VOD：电视点播 WAN：广域网 LAN：局域网 MAN：城域网 OSI：开放系统互连基本模型 ITU：国际电信联盟 IETF：英特网工程特别任务组 第2章 1.说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。 答：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为协议。协议三要素： (1)语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 (2)语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 (3)定时：涉及速度匹配和排序等。 3.计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好处？ 答：计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统分解的最好方法之一。 分层结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层的功能相对简单而且易于实现和维护。具有很大的灵活性。分层结构有利于交流、理解和标准化。 6.请比较面向连接服务和无连接服务的异同点。 答：面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的的节点的地址。面向连接数据传输的手法数据顺序不变，传输可靠性好，需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。 无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。每个分组都是要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。可靠性不是很好，通信协议相对简单、效率较高。 9.试比较OSI/RM与TCP/IP的异同点。 答：相同点：两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立，而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。 不同点：(1)OSI模型有七层，TCP/IP是四层，它们都有网络层、传输层和应用层，但其它的层并不相同。 (2)无连接和面向连接的通信范围有所不同。 第3章 3.请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤3种常用介质的特点。 答：双绞线：由螺线状扭在一起的两根、四根或八根绝缘导线组成，线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输介质，可用于模拟信号和数字信号的传输。 同轴电缆：也像双绞线一样由一对导体组成，但它们是按“同轴”形式构成线对。最里层是内芯，向外依次为绝缘层、屏蔽层，最外是起保护作用的塑料外套，内芯和屏蔽层构成一对导体。适用于点到点和多点连接。 第一章 1.你对信息技术如何理解？信息时代的概念是什么？ 答：信息技术是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生和控制的技术，是解放、扩展人的信息功能的技术。概念是信息技术为核心推动经济和社会形态发生重大变革。 2.NII GII的含义是什么？ 答：NII国家信息基础结构行动计划。GII全球信息基础设施。 3.现代通信的基本特征是什么？它的核心是什么？ 答：现代通信的基本特征是数字化，核心是计算机技术。 4.数字通信与模拟通信的主要区别是什么？试举例说明人们日常生活中的信息服务，哪些是模拟通信，哪些是数字通信。 答：模拟信号的电信号在时间上、瞬时值上是连续的，模拟信号技术简单，成本低，缺点是干扰严重，频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成和设备庞大等。数字信号在时间，瞬时值上是离散的，编为1或0的脉冲信号。 5.数字通信的主要特点有哪些？ 答：数字通信便于存储、处理；数字信号便于交换和传输；数字信号便于组成多路通信系统；便于组成数字网；数字化技术便于通信设备小型化、微型化；数字通信抗干扰性强，噪声不积累。 6.为什么说数字通信抗干扰性强？噪声不积累？ 答：在模拟通信中，由于传输的信号是模拟信号，因此 很难把噪声干扰分开而去掉，随着传输距离的增加，信号的传输质量会越来越恶化。在数字通信中，传输的是脉冲信号，这些信号在传输过程中，也同样会有能量损失，受到噪声干扰，当信噪比还未恶化到一定程度时，可在适当距离或信号终端经过再生的方法，使之恢复原来的脉冲信号，消除干扰和噪声积累，就可以实现长距离高质量的通信。 7.你对网络全球化如何理解？它对人类生活将带来什么样的影响？ 答：我认为网络全球化是以内特网为全球范围的公共网，用户数量与日俱增，全球各大网络公司抢占内特网网络资源，各国政府高度重视，投资研发的网络，全球网络化的发展趋势是即能实现各国国情的应用服务，又能实现突破地区、国家界限的世界服务，使世界越来越小。 8.什么是现代通信？它与信息网关系如何？ 答：现代通信就是数字通信系统与计算机融合，实现信源到信宿之间完成数字信号处理、传输和交换全过程。 信息网是多种通信系统综合应用的产物，信息网源于通信系统，但高于通信系统，通信系统是各种网不可缺少的物质基础。通信系统可以独立地存在并组成网络，而通信网不可能离开系统而单独存在。 9.信息网的网络拓扑结构有哪几种类型，各自有何特点？ 答：有星型网，以一中点向四周辐射，现在的程控交换局与其所在的各电话用户的连线就是这种结构。 第一章 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D 信道（16kb/s或64kb/s）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，A TM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5（ATM Adaptation Layer）,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。 1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI模型TCP/IP参考模型 1.10 1.11)0=θd 显然，的均值为常数，相关函数仅与时差有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性， ()t X 是各态历经过程。 第三章课后习题答案 一.填空题 1、核心层汇聚层接入层 2、路由表 3、园区网广域网远程连接 4、10M基带信号500m 5、8 6、网段中继设备第1、2、5 7、PVC SVC 8、租用专线业务帧中继业务话音/传真业务 9、分段管理灵活安全性 10、144kbit/s 64kbit/s B 16kbit/s D 11、隧道技术 12、30 13、带宽时延信道可信度信道占用率最大传输单元 二.问答题 1、分层设计的原则有两条：网络中因拓扑结构改变而受影响的区域应被限制到最小程度；路曲器应传输尽量少的信息。 2、核心层设计应该注意：不要在核心层执行网络策略：核心层的所有设备应具有充分的可达性。 3、汇聚层设计U标有：隔离拓扑结构的变化；通过路山聚合控制路山表的大小。 4、绘制网络拓扑结构图时注意：选择合适的图符来表示设备；线对不能交义、串接，非线对尽量避免交义；终结处及芯线避免断线、短路；主要的设备名称和商家名称要加以注明；不同连接介质要使用不同的线型和颜色加以注明：标明制图日期和制图人。 3、ATM论坛规定了恒定比特率、实时可变比特率、非实时可变比特率.不指明比特率和可用比特率等5种服务类型。 6、划分VLAN的方式有基于端口划分VLAN；基于MAC地址划分VLAN；基于协议规则划分VLAN；基于网络地址划分VLAN。 7、减少Man网络覆盖时的工程建设成本（利用现有的基站架高）、同时减少网络规划费用 8、1. Q0S【流控技术领域】2.数据缓存【数据缓存技术领域】3.传输协议优化【协议优化技术领域】4.数据压缩 9、开放性原则可扩展性原则先进性与实用兼顾原则安全与可靠原则可维护性原则。 10、（1）园区网是网络的基本单元，是网络建设的起点，它连接本地用户，为用户联网提供了本地接入设施（2）园区网较适合与采用三层结构设计，通常规模较小的园区网只包括核心层和接入层，分布层被划入了核心层，尤其是在交换网络中是如此考虑的（3）园区网对线路成本考虑较少，对设备性能考虑的较多，追求较高的带宽和良好的扩展性（4）园区网的结构比较规整，有很多成熟的技术，如以太网、快速以太网、FDDI,也有许多新兴的技术，如吉比特以太 1.3计算机通信的本质 计算机通信与传统的电话通信、电报通信不同，计算机通信是实现计算机与计算机（包括服务器），或人（通过终端、微机或计算机）与计算机之间的数据信息的生成、传送、交换、存储和处理，其实质是计算机进程之间的通信。 1.8现代电信网的组成 现代电信网是一个复杂的通信系统。从通信模型的角度分，现代电信网的组成可包含三个部分:终端子系统、交换子系统和传输子系统。其主要功能是面向公众提供全程、全网的数据传送、交换和处理服务。 从网络角度来分，传输系统可分为两大类：中继传输系统和用户传输系统。从传输信息特征来分，可分为模拟传输系统和数字传输系统两种。 1.15物联网：指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力，计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间的信息交换需求的互联。 2.4网络协议：计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题，为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议，简称为协议。 网络协议的3个基本要素： 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 语法：数据与控制信息的结构或格式。 定时规则：明确实现通信的顺序、速率、速配及排序。 2.7OSI服务与协议的关系及区别： 关系：首先，协议的实现保证了能够向它上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。其次，协议是水平的且协议是控制对对等实体之间通信的规则，但服务是垂直的；另外，并非在一个层内完成的全部功能称为服务。 区别：服务是网络体系结构中各层想他的上层提供的一组原语（操作）。服务描述两层之间的接口，下层是服务的提供者，上层是服务用户；而协议是定义同层对等实体间交换帧，数据包的格式和意义的一组规则。 2.9协议数据单元（PDU）：在不同的开放系统的对等实体间交换信息是在相关层的通信规程控制下完成的，这类信息传送单元称为协议数据单元（PDU）。它由两部分组成：上一层的服务数据单元（SDU）、本层的协议控制信息（PCI）。 OSI各层的协议数据单元（PDU）分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 物理层：主要功能是完成相邻接点原始比特流的传输； 数据链路层：主要功能是加强物理层传输比特的主要功能使之对网络层显现为一条无错线路。 网络层：主要功能是完成网络中主机间的报文传输，其关键问题之一是使用数据链路层的服务将每个报文分组从源端传输到目的端； 传输层：主要功能是从会话层接收数据且在必要时把它分成较小的单元。 《计算机网络基础与应用配套练习》参考答案 （2017年7月改） 模块一计算机网络基础 任务一认识网络 一、填空题 1．通信设备、线路、资源共享、数据通信 2．资源共享、数据通信 3．终端 4．局域网、城域网 5．地址围、传输介质、建筑物、单位 6．网络启动芯片 7．工作站、服务器 8．对等网、工作站/服务器网 9．传输介质、拓扑结构、访问控制方式 10．LAN 11．远程网、局域网 12．Internet、信息系统 三、判断题 四、解答题 1．什么是计算机网络？它有哪些功能？举例说明计算机网络的应用。 答：计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络要实现资源共享和数据通信功能；主要应用有网络会议、电子商务、网上办公、网上交流、网络影音等。 2．计算机网络可分为几类？网络系统可由哪些系统构成？ 答：计算机网络按其拓扑结构分为星形结构、总线形结构、环形结构、树形结构 星形：传输快，网络构形简单，建网容易，便于控制和管理，但可靠性低，网络共享能力差。 总线形：网络结构简单、灵活，可扩充性能好，可靠性高，速度快，成本低，但实时性较差。 环形：结构简单，可靠性高，但不便于扩充，系统响应延时长，信息传输效率相对较低。 树形：网络成本低，结构简单，扩充方便、灵活。 3．典型的局域网络硬件由哪些部分组成？并说出各部分的作用。 答：局域网硬件包括交换机、网卡、路由器等。 网卡是网络接口卡的简称，是计算机与网络之间的连接设备； 交换机是组成网络系统的核心设备，用于实现计算机之间的连接； 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备。 4．简述计算机网络软硬件的基本组成。 答：计算机网络硬件由计算机或终端设备、传输介质、网络设备组成；计算机网络软件由网络操作系统、网络协议和网络应用软件组成。 5．通信网中常用的通信传输介质有哪几种？ 答：常见的通信传输介质有：同轴电缆、双绞线、光纤、无线微波、低轨卫星信号、蓝牙。 任务二认识网络标识及通信协议 一、填空题 1．国际标准化组织 2．逻辑链路子层、媒体访问控制子层 3．TCP/IP 4．传输控制协议/网际协议 5．网络号、主机号 6．IP地址 7．32、128 8．网络号、主机号 9．网络层、应用层 10．802.3 三、判断题 四、解答题 1．什么是计算机网络协议？其作用是什么？ 答：网络通信协议就是网络设备进行正常通信的一套规则，这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。它是网络中设备以何种方式交换信息的一系列规定的组合，它对信息交换的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等许多参数做出定义。 2．什么是计算机局域网？它由哪几部分组成的？ 答：局域网指在有限的地理围构作的计算机网络，它是计算机硬件和传输介质的结合，典型特征是位 1、为什么说交换是通信网的核心 答：因为交换设备主要是为网络中的任意用户之间构建通话连接，主要完成信号的交换，以及节点链路的汇集、转接、分配，所以交换设备是通信网的核心。 3、交换性能的差别对业务会造成什么影响 答：交换性能对业务的影响主要体现在业务开放种类、接续速度和接续成功率等方面。 5、分组交换与电路交换在交换思想上有什么本质的区别二者有哪些缺点，有哪些可以进行改进的方法 答：（1）电路交换采用面向连接且独占电路的方式，是固定资源分配方式。分组交换对链路的使用时采用统计复用，不是独占的方式，即动态资源分配方式。（2）改进方法：在根据具体的应用兼顾到时延与开销两方面选择分组长度。 第二章1、PCM的时分复用中，随着复用路数的增加，每帧中包含的子支路书增加，其每帧的时间长度是否会随着增加为什么 答：每帧的时间长度不会随之增加，例如，对于语音信号而言，采样频率为8000Hz，则采样周期为1S/8000=125us，这就是一个帧的时间长度，分帧包含的子支路数影响每个时隙的时间长度。 2、利用单向交换网络能否实现用户的双向通信 答：可以，通过分别建两条相互独立的来、去方向通路来实现双向通信。 3、T接线器和S接线器的主要区别是什么 答:S连接器即是空间连接器，只能完成不同总线上相同时隙之间的交换，不能满足任意时隙之间的交换要求，T接线器即是时间连接器可以实现在一条复用线上时隙之间交换的基本功能。 4、为什么说TST网络是有阻塞的交换网络 答：因为TST网络中S连接器的出、入线上必须具有相同的、同时空闲的时隙号时方可接通，否则，S接续器某入线上的时隙会由于无对应时隙号而发生阻塞。 第三章1、为什么数字中继中需要做帧同步和复帧同步 答：帧同步可以使收发两端的各个话路时隙保持对齐；复帧同步则可以解决各路标志信令的错路问题。 2、若出现电话机摘机拨号后，其拨号音不能停止的情况，请分析可能出现的原因。 答：（1）发号制式不正确；（2）DTMF收号器发生故障或资源不够、没有接收到用户拨号信息；（3）处理机故障，当收号器收到用户拨出的号码并上交处理机，但处理机故障不能拆除拨号连接；（4）用户接口电路故障。 4、为什么采用多级链表结构存储字冠分析数据比采用顺序表节约空间 答：顺序表针对每个字冠在内存中都会对应有分析字冠并存放分析结果的记录，即使有些字冠前面有些位数的数字是相同的，因此占用很大的存储空间，空间利用效率低，而采用多级链表结构时，对于前面有相同数字的字冠就可以共同分析至不同位数为止，由于相同数字部 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X.25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2） 帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组 都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在 实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为 支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为： 应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π 计算机网络原理 第一章课后习题： 一，什么是计算机网络 计算机网络就是互联的，自治的计算机的集合。 二，网络协议的三要素是什么含义各是什么 网络协议的三要素是语法，语义，时序。 语法就是定义实体之间交换信息的格式和结构，或者定义（比如硬件设备）之间传播信号的电平等。 语义就是定义实体之间交换信息中需要发送(或包含）哪些控制信息。这种信息的具体含义，以及针对不同含义的控制信息，接收信息端应如何响应。 时序也称同步。定义实体之间交换信息的顺序，以及如何匹配或适应彼此的速度。 > 三，计算机网络的功能是什么 在不同主机之间实现快速的信息交换，通过信息交换，计算机网络可以实现资源共享这一核心功能。 四，按网络覆盖范围划分，主要有哪几类计算机网络各自的特点 主要有个域网，局域网，城域网，广域网。 个域网是近几年随着穿戴设备，便携式移动设备的快速发展而提出的网络类型，是由个人设备通过无线通信技术，构成小范围的网络，实现个人设备间的数据传输，比如蓝牙。范围控制在1到10米。 局域网通常部署在办公室，办公楼，厂区等局部区域内。采用高速有线或无线链路，连接主机实现局部范围内高速数据传输范围。十米到一公里。 城域网覆盖一个城市范围内的网络，5到50公里。 广域网覆盖通常跨越更大的地理空间，几十公里至几千公里，可以实现异地城域网或局域网的互连。 | 五，按网络拓扑划分，主要有哪几类，各有什么特点 星形拓扑结构，总线拓扑结构，环形拓扑结构，网状拓扑结构，树形拓扑结构，混合拓扑结构。 1.星形拓扑包括一个中央结点，网络中的主机通过点对点通信链路与中央结点连接，中央结点通常是集线器、交换机等设备，通信通过中央结点进行。 多见于局域网个域网中。 优点，易于监控与管理，故障诊断与隔离容易。 缺点，中央结点是网络中的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量。 2.总线拓扑结构采用一条广播信道作为公共传输介质，称为总线。所有结点均与总线连接，结点间的通信均通过共享的成分进行。 多见于早期局域网。 优点，结构简单，所需电缆数量少，易于扩展。 ~ 2.2 求M/M/m （n ）中，等待时间w 的概率密度函数。 解： M/M/m （n ）的概率分布为： 1 1010011!)(!)(--=--?? ????--+=∑m r m n m k m m p k m p ρρρρ ??? ? ???>≤≤-≤≤=n k n k m p k m m k p k m p k m k k 0!10!)(00ρρ 假定n>m ，n ≥0，现在来计算概率P{w>x}，既等待时间大于x 的概率。 ∑=>?=>n j j j x w P p x w P 0 }{}{ 其中，P j {w>x}的概率为： n j m x w P n j m i x m e x w P m j x w P j m j i i x m j j ≤≤=>-≤≤? = >-≤≤=>∑-=-1 }{1! )(}{1 00 }{0 μμ 可得： x m m n n i m m n i i x m m n m j n m j i i x m j m n n m j m j i i x m j e m m P x w P 则 若n P i x m e P m m i x m e P m m P i x m e P x w P )(010 010010 ! )(1}{1!)(!!)(!! )(}{λμμμμρρρρρμρμρμ--+--=--=-=--=-=-?-=>∞→+--?=??????+??=+??=>∑∑∑∑∑ 特别的，新到顾客需等待的概率为： ! )(1}0{0m m P W P m ρρ? -=> ] )! 1() ()!1()(!)()([)1(!)(而 1 2 10--------=----=---∑m n m m m n x m i x m e m P m x f m n n m n i m n m i m x m m w μλμρλμρλλμρρμ n m k k x m m m w P w P P w P 注： e m m P m x f 在n =∞===--=∞→∑-=--}{}0{)() 1(!)(10 )(0 λμλμρρ 2.4求M/D/1排队问题中等待时间W 的一、二、三阶矩m 1、m 2、m 3，D 表示服务时间为定值b ，到达率为λ。 解： ) () 1()(S B s s s G λλρ+--= 其中 sb st e dt e b t s B -∞ -=-= ? )()(δ 从而 sb e s s s G -+--=λλρ)1()( 又 ∑∞ ==0 )(i i i s g s G )1(!)(00ρλλ-=??? ? ??-?+-??? ??∴∑∑∞ =∞=s j sb s s g j j i i i b g λρ--=110 221)1(2)1(b b g λρλ---= 3 4232) 1(12)2)(1(b b b g λλλρ-+-= 3 4 332 3 222 114 43)1(4)21(6)0()1(6)2(2)0()1(2)0() () 1(24)1)(21(ρλρρλρρλρλλλρλ-+= ?='''-=-+= ?=''=-= -='-==--+-=b g G m b g G m b g G m b b b b g 2.5 求M/B/1，B/M/1和B/B/1排队问题的平均等待时间W ，其中B 是二阶指数分布： 100 ,)1()(212121<<>-+=--αλλλααλλλt t e e t f 附录：习题参考答案 习题1 1.1什么是计算机网络？ 计算机网络是以资源共享和信息交换为目的，通过通信手段将两台以上的计算机互联在一起而形成的一个计算机系统。 1.2独立的个人计算机与连网的计算机各自的优缺点是什么？ 独立的个人计算机的优点是：不受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较高；缺点是：资源不能提供共享；也不能共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很困难。 连网的个人计算机的优点是：资源可以提供共享；也可以共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很方便。缺点是：容易受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较低。 1.3计算机网络发展有哪几个阶段？ 面向终端的联机系统阶段、具有通信功能的计算机网络阶段、具有统一网络体系结构并遵从国际化标准化协议的标准化网络阶段和网络互联阶段。 1.4网络的基本用途是什么？ (1) 信息共享与办公自动化、(2) 电子邮件、(3) 电子公告与广告、(4) IP电话、(5) 在线新闻、(6) 在线游戏、(7) 网上交友与实时聊天、(8) 电子商务及商业应用、(9) 虚拟时空、(10) 文件传输、(11) 网上教学与远程教育、(12) 万维网冲浪WWW、(13) 超并行计算机系统、(14) 网格计算机系统。 1.5网络操作系统的主要功能是什么? 协调用户。提供网络通信服务。控制用户访问。文件管理。系统管理。提供资源共享服务。 1.6网卡有什么作用？是否所有上网的计算机都需配置网卡？ (1)数据转换功能。(2) 数据缓存功能。(3) 通信服务功能。 不是所有上网的计算机都需配置网卡，比如采用电话拨号上网的计算机就不需配置网卡。 1.7线路控制器的主要功能是什么？ 由终端发送数据时，将并行数据转换成串行数据送到调制解调器； 接收数据时，将由调制解调器送来的串行数据转换成并行数据； 产生定时信号，并用硬件确定本机的地址号，以便与主机交换信息。 1.8调制解调器的主要功能是什么？在什么场合必须使用调制解调器？ 当计算机发送信息时，将计算机送来的数字信号转换成可以在电话线传输的模拟信号（这一转换过程称为调制过程），再通过电话线发送出去；收端接收信息时，把电话线上传送来的模拟信号转换成数字信号后再传送给计算机，供其接收和处理（这一转换过程称为解调过程）。 第一章 1、您对信息技术如何理解？信息时代的概念就是什 么？ 答: 信息技术就是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生与控制的技术 , 就是解放、扩展人的信息功能的技术。概念就是信息技术为核心推动经济与社会形态发生重大变革。 2、NII GII 的含义就是什么？ 答 :NII 国家信息基础结构行动计划。 GII 全球信息基础设施。 3、现代通信的基本特征就是什么？它的核心就是什 么？ 答: 现代通信的基本特征就是数字化 ,核心就是计算机技术。 4、数字通信与模拟通信的主要区别就是什么？试举例 说明人们日常生活中的信息服务, 哪些就是模拟通信 , 哪些 就是数字通信。 答: 模拟信号的电信号在时间上、瞬时值上就是连续的 , 模拟信号技术简单 ,成本低 , 缺点就是干扰严重 , 频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成与设备庞大等。数字信号在时间 , 瞬时值上就是离散的 , 编为 1 或 0 的脉冲信号。 5、数字通信的主要特点有哪些？ 答: 数字通信便于存储、处理 ; 数字信号便于交换与传输数字信号便于组成多路通信系统 ; 便于组成数字 网 ; 数字化技术便于通信设备小型化、微型化 ; 数字通信抗干扰性强 , 噪声不积累。 6、为什么说数字通信抗干扰性强？噪声不积累？ 答:在模拟通信中 , 由于传输的信号就是模拟信号 ,因此很难把噪声干扰分开而去掉 , 随着传输距离的增加 , 信号的传输质量会越来越恶化。在数字通信中, 传输的就是脉冲信 号 , 这些信号在传输过程中 , 也同样会有能量损失 , 受到噪声干扰 ,当信噪比还未恶化到一定程度时 , 可在适当距离或信号终端经过再生的方法 , 使之恢复原来的脉冲信 号 , 消除干扰与噪声积累 , 就可以实现长距离高质量的通信。 7、您对网络全球化如何理解？它对人类生活将带来什么样的影响？ 答: 我认为网络全球化就是以内特网为全球范围的公共网, 用户数量与日俱增 , 全球各大网络公司抢占内特网网络资源, 各国政府高度重视 , 投资研发的网络 ,全球网络化的发展趋势就是即能实现各国国情的应用服务, 又能实现突破地 区、国家界限的世界服务 , 使世界越来越小。 《计算机网络》（第四版）谢希仁 第1章概述作业题1-03、1-06、1-10、1-13、1-20、1-22 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。 答：（1）电路交换它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。 （2）报文交换报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。 （3）分组交换分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。 1-06．试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同点。答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是：都是基于独立的协议栈的概念；二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，层功能大体相似。 （2）OSI和TCP/IP的不同点： ①OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层、表示层和会话层；而TCP/IP具体分五层：应用层、运输层、网络层、网络接口层和物理层。严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分 ②OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必 第一章习题解答 1.1 什么是计算机网络？ 答：我们可以把计算机网络定义为：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 1.2 试分析阐述计算机网络与分布式系统的异同点。答：计算机网络是把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，实现资源的共享；分布式系统是在分布式计算机操作系统或应用系统的支持下进行分布式数据处理和各计算机之间的并行工作，分布式系统在计算机网络基础上为用户提供了透明的集成应用环境。所以，分布式系统和计算机网络之间的区别主要在软件系统。 1.3 计算机网络的拓扑结构种类有哪些？各自的特点是什么？ 答：网络的拓扑（Topology）结构是指网络中各节点的互连构形，也就是连接布线的方式。网络拓扑结构主要有五种：星形、树形、总线形、环形和网络形，如图1.1 所 示。 星形结构的特点是存在一个中心节点，其他计算机与中心节点互连，系统的连通性与中心节点的可靠性有很大的关系。树形结构的特点是从根节点到叶子节点呈现层次性。总线形结构的特点是存在一条主干线，所有的计算机连接到主干线上。环形结构是将所有计算机连接到一个环形的线路，每两个计算机之间有两条线路相连。网络型是一种不规则的连接，事实上，目前的因特网就是这种拓扑结构。 1.4从逻辑功能上看，计算机网络由哪些部分组成？各自的内涵是什么？ 答：根据定义我们可以把一个计算机网络概括为一个由通信子网和终端系统组成的通信系统 终端系统：终端系统由计算机、终端控制器和计算机上所能提供共享的软件资源和数据源（如数据库和应用程序）构成。计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。终端用户通常是通过终 《计算机网络基础（第二版）》 习题参考答案 第一章 1 ?填空题 ⑴ 计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和广域网 （2）从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为通信子网和—资源—子网。 ⑶计算机网络的拓扑结构有星型、树型、总线型、环型和网状型。 2 ?简答题 ⑴计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ 答: 单机系统:在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统， 被称为第一代网络。多机系统:将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理 机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体构的第三代网系结络。In ternet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。 （2）什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？ 答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来， 以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的 系统。 主要功能：1.数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件； 2.资源 共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3.提高系统的可靠性： 通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。 4.分布式网络处理和负载均 衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。 （3）计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？ 答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。 资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。 主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备 组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机也称为网络节点，实现通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。通信线路包括电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。 ⑷计算机网络的拓扑结构有哪些？它们各有什么优缺点？ 答：1. 星型拓扑网络:优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络的瘫痪。 2. 树型拓扑网络:树型拓扑网络层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。 3. 总线型拓扑网络:结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。 4. 环型拓扑网络:结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。 5. 网状型拓扑网络：优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。 广域网基本上采用网状型拓扑结构。 计算机网络原理课后题答 案 第一章 PSE 分组交换设备PAD:分组装配、拆卸装备 NCC网络控制中心 FEP前端处理机 IMP:接口信息处理机 P STN电话交换网 ADSL 非对称用户环路 DDN 数字数据网 FR 帧中继 ATM 异步转移模式 ISDN 综合服务数字网 VOD 电视点播 WAN 广域网 LAN 局域网 MAN 城域网 OSI 开放系统互连基本模型 ITU 国际电信联盟 IETF 英特网工程特别任务组第2章 1. 说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。答为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为协议。 协议三要素 (1)语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 (2)语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 (3)定时：涉及速度匹配和排序等。 3. 计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好处？答：计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统分解的最好方法之一。 分层结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层的功能相对简单而且易于实现和维护。具有很大的灵活性。分层结构有利于交流、理解和标准化。 6. 请比较面向连接服务和无连接服务的异同点。 答：面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的 3个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的的节点的地址。面向连接数据传输的手法数据顺序不变，传输可靠性好，需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。 无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。每个分组都是要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接和释放连接的 3 个过程；目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。可靠性不是很好，通信协议相对简单、效率较高。 9.试比较OSI/RM与TCP/IP的异同点。 答：相同点：两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立， 而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。 不同点：(1)OSI模型有七层，TCP/IP是四层，它们都有网络层、传输层和应用层，但其它的层并不相同。 (2) 无连接和面向连接的通信范围有所不同。 第3章 3. 请说明和比较双绞线、同轴电缆与光纤 3 种常用介质的特点。 答：双绞线：由螺线状扭在一起的两根、四根或八根绝缘导线组成，线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输介质，可用于模拟信号和数字信号的传输。 同轴电缆：也像双绞线一样由一对导体组成，但它们是按“同轴”形式构成线对。通信网络基础(李建东盛敏)课后习题答案
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