《计算机网络》第五版复习笔记:广域网、分组交换与性能指标详解

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《计算机网络》第五版复习笔记是一份详细的学习资料,主要围绕谢希仁教授编写的经典教材展开,旨在帮助读者巩固和复习网络基础知识。以下是部分内容的详细解读: 1. 互联网概述:介绍互联网作为一个全球性的网络基础设施,由边缘部分(用户直接交互的端系统)和核心部分(由路由器连接的大型网络)组成。边缘部分采用客户-服务器(C/S)方式和对等(P2P)方式进行通信,如HTTP、FTP等,而核心部分则负责数据的交换和路由。 2. 交换技术:区分了电路交换、分组交换和报文交换三种技术。电路交换提供连续的带宽,但资源利用率低;分组交换通过存储转发实现高效传输,但存在时延和开销;报文交换则涉及多次转存,适合少量数据传输。 3. 网络分类:包括广域网(WAN,如因特网)、城域网(MAN,以太网为主)、局域网(LAN,如办公环境中的网络)和个人区域网(PAN,如蓝牙和Wi-Fi)。这些网络按覆盖范围和应用环境不同。 4. 网络使用者分类:根据网络的使用目的,分为公用网(如ISP提供的网络服务)和专用网(企业内部专用网络)。 5. 性能指标:介绍速率、带宽、吞吐量和时延等基本概念。速率用于衡量数据传输速度,带宽是理论上的最大传输速率,吞吐量是实际数据流量,而时延则是数据传输的时间成本,包括发送时延、传播时延和处理时延。 通过这份复习笔记,学习者可以系统地回顾计算机网络的基本原理、架构、通信方式和性能参数,这对于深入理解网络技术以及准备相关考试非常有帮助。无论是初次接触网络还是需要巩固已有知识,这份笔记都是一个宝贵的参考资料。
2023-05-25 上传
第一章: 10. 使用层次协议的两个理由是什么?使用层次协议的一个可能缺陷是什么? 答: (1)可以把难以管理的任务分解成几个较小的,易于处理的设计问题,降低网络设计 复杂性; (2)某个层次的协议可以改变而不影响它的上层和下层 缺陷:降低网络性能 16. 一个系统具有 n 层协议。应用层产生长度为 M 字节的报文,在每一层加上长度为 h 字 节的报文头。试问报文头所占的网络带宽比例是多少? 答:nh/(nh+M) 18. 图 1-25(b)中的子网被设计用来对抗核战争。试问需要多少颗炸弹才能将这些节点 炸成互不相连的集合?假设任何一颗炸弹都可以摧毁掉一个节点以及所有与它相连的链路。 答:至少需要两颗。只需炸掉其中与度最小的节点相连的节点即可 第二章: 2. 每 1 毫秒对一条无噪声 4kHz 信道采样一次。试问最大数据传输率是多少?如果信道上 有噪声,且信噪比是 30dB,试问最大数据速率将如何变化? 答:根据尼奎斯特定理,无噪声信道的最大数据速率为 2Blog2V 即 8000log2Vbps,其 中 V 为信号离散等级; 根 据 香 农 定 理 , 有 噪 声 信 道 的 最 大 数 据 速 率 为 Blog2(1+S/N) 即 4000 * log2(1+1000)=39.86 kbps。 3. 电视信道宽 6MHz。如果使用 4 级数字信号,试问每秒可发送多少个比特?假设电视信 道为无噪声的。 答:根据尼奎斯特定理,6*10^6*2*log24 = 24Mbps,故 每秒可发送 24M 个比特 17. 1984 年以前每个端局由三位数字的区域号和本地号码中的前三位命名,试问那时共有 多少个电话端局?区域号数字由 2~9 开始,第二位是 0 或者 1,最后一位数字任意取值。 本地号码的前两个数字总在 2~9 范围内,第三个数字可以是任何数字。 答:共计 8*2*10*8*8*10=102400 个电话端局 26. 试问为什么 PCM 采样时间被设置为 125 微秒? 答:采样时间为 125 微秒则 采样率为 8000Hz,根据尼奎斯特定理,这个采样率足以捕捉 一切来自 4kHz 电话信道带宽上的信息。 36. 试问一个 OC-12c 连接的用户可用带宽是多少? 答:OC-12c 帧包括 12*90=1080 列宽,9 行高。其中有 12*3=36 列的行开销和线路开 销,故 SPE 共有 1044 列,SPE 的第一列是路径开销,所以 用户数据只有 1043 列,共有 8*9*1043=75096 位。 又由于每秒发送 8000 帧, 所以用户的可用带宽为: 600.768Mbps。 37. 有三个包交换网络,每个包含 n 个节点。第一个网络采用星型拓扑结构,有一个中心 交换机;第二个网络采用双向环结构;第三个网络则采用全连通结构,每个节点都有一条线 路与其他的每个节点相连。试问,从传输路径的跳数来看,最好、平均、最差的传输路径分 别是多少? 答: 星型拓扑结构:最好 2,平均 2,最差 2 双向环结构:最好 1,平均 n/4 ,最差 n/2 全连通结构:最好 1,平均 1,最差 1 第三章: 7. 试问在什么样的环境下,一个开环协议(比如海明码)有可能比本章通篇所讨论的反馈 类协议更加适合? 答:传输延迟很长,比如 火星或金星附近的航天探测器,很显然要用纠错码; 接收者不希望因为传输而暴露自己的位置,比如 军事方面; 出错率很低,纠错码足以更正错误; 实时系统 15. 假设使用 Internet 校验和(4 位字)来发送一个消息 1001110010100011。试问校 验和的值是什么? 答:1001 + 1100 = 0101 + 1 = 0110 0110 + 1010 = 0000 + 1 = 0001 0001 + 0011 = 0100 故 校验和为 0100 18.发送一个长度为 1024 位的消息,其中包含 992 个数据位和 32 位 CRC 校验位。CRC 计算采用了 IEEE802 标准,即 32 阶的 CRC 多项式。对于下面每种情况,说明在信息传输 中出现的错误能否被接收方检测出来: a) 只有一位错误 b) 有 2 个孤立的一位错误 c) 有 18 个孤立的一位错误 d) 有 47 个孤立的一位错误 e) 有一个长度为 24 位的突发错误 f) 有一个长度为 35 位的突发错误 答:a) 可以,CRC 能检测到所有的一位错误 b) 可以,CRC 能检测出两个独立的一位错误 c) 不可以,CRC 不一定能检测出偶数个独立的一位错误 d) 可以,CRC 能检测出奇数个独立的一位错误 e) 可以,CRC 能检测出长度小于等于 32 的所有突变错误 f) 不可以,CRC 不一定能检测出长度大于 32