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《计算机网络》课后习题详解与讨论
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更新于2024-07-21
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"这是一份与谢希仁教授编写的《计算机网络》教材配套的课后习题答案,目的是为了帮助使用者提高学习效率。网站提供了包括大学、中学、考研及各类考试的答案资源,致力于为学生提供学习分享和交流的平台。" 在《计算机网络》一书中,我们关注的核心知识点包括: 1. 计算机网络服务:书中提到,计算机网络主要为用户提供连通性和资源共享两大服务。连通性使得不同地理位置的计算机能够互相通信,而资源共享则允许用户访问网络上的各种资源,如文件、硬件设备和信息。 2. 分组交换:这是一种数据通信的方法,它结合了电路交换和报文交换的优点。分组交换将大的数据流分割成较小的数据包(分组),每个分组独立地在物理线路上传输,并在目的节点重新组装。这种方式提高了线路利用率,减少了传输时延,且具有较好的交互性。 3. 电路交换、报文交换和分组交换的比较: - 电路交换:适用于需要稳定带宽和低时延的通信,如电话系统。它预先建立连接,一直占用线路,但可能导致线路资源浪费。 - 报文交换:不需预先建立连接,适合于不同速率和规程的终端间通信。报文交换可提高线路利用率,但时延较大,不适合实时通信。 - 分组交换:介于两者之间,既提高了线路利用率,又能提供相对较小的时延,适合大多数数据通信需求。 这些概念是计算机网络基础中的关键点,理解它们有助于深入学习网络原理、设计和管理。通过解答书中的习题,学生可以巩固这些知识,提高对计算机网络运作的理解。例如,第1-1题强调了网络的基本服务,第1-2题解释了分组交换的工作机制,而第1-3题则要求对比三种交换方式的优缺点。这些习题解答可以帮助学生更好地掌握这些核心概念。
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《计算机网络》第五版课后习题解答
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2-11假定有一种双绞线衰减是0.7db/km,若容许有20db的衰减,试问使用这种双绞线的链
路的工作距离有多长?如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里,问应该使衰减降
低到多少?
答:在此频率下可的传输距离=20/0.7≈28.57(km
) 。
工作距离增大到100公里,衰减应该为20/100=0.2db/m
2-12试计算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之间(波长)的光波的频带宽度。
假定光在光纤中的传播速率为2x10。
8
答:2x10/1200x10-2x10/1400x10=2.381x10=23.8THZ
8
9 −
8
9 −
13
2x10/1400x10-2x10/1600x10=1.786x10=17.86THZ
8
9 −
8
9 −
13
2-13为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?
答:
信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上,以共享信道资源
。
在一条传输
介质上传输多个信号,提高线路的利用率,降低网络的成本。这种共享技术就是多路复用技
术。
频分复用(FDM,FrequencyDivisionMultiplexing)就是将用于传输信道的总带
宽划分成若干个子频带(或称子信道) ,每一个子信道传输1路信号。频分复用要求
总频率宽度大于各个子信道频率之和, 同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干
扰,应在各子信道之间设立隔离带,这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一) 。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作, 每一路信号传输时
可不考虑传输时延,因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
时分复用(TDM,TimeDivisionMultiplexing)就是将提供给整个信道传输信息
的时间划分成若干时间片(简称时隙) ,并将这些时隙分配给每一个信号源使用,每
一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。 时分复用技术的特点是时隙事先规
划分配好且固定不变,所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定,便于调
节控制,适于数字信息的传输;缺点是当某信号源没有数据传输时,它所对应的信道
会出现空闲, 而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道, 因此会降低线路的利用
率。
时分复用技术与频分复用技术一样,有着非常广泛的应用,电话就是其中最经典的例
子,此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用,如SDH,ATM,IP和HFC网
络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
2-14试写出下列英文缩写的全文,并进行简单的解释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48
答:
FDM(frequencydivisionmultiplexing)频分复用, 同一时间同时发送多路信号。 所有的用
户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。
TDM(TimeDivisionMultiplexing)时分复用,将一条物理信道按时间分成若干时间片轮流
地给多个用户使用, 每一个时间片由复用的一个用户占用, 所有用户在不同时间占用同样的
频率宽度。
STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)统计时分复用, 一种改进的时分复用。 不像
时分复用那样采取固定方式分配时隙,而是按需动态地分配时时隙。
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《计算机网络》第五版课后习题解答
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WDM(WaveDivisionMultiplexing)波分复用, 在光信道上采用的一种频分多路敷衍的变种
,
即光的频分复用。 不同光纤上的光波信号 (常常是两种光波信号) 复用到一根长距离传输的
光纤上的复用方式。
DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)密集波分复用, 使用可见光频谱的宽带特征在单
个光纤上同时传输多种光波信号的技术。DWDM可以利用一根光纤同时传输多个波长,多路
高速信号可以在光纤介质中同时传输,每路信号占用不同波长。
CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)码分多址,是采用扩频的码分多址技术。用户可
以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。
SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纤网,是以分级速率从155Mb/s到2.5Gb/s
的光纤数字化传输的美国标准, 它支持多媒体多路复用, 允许声音、 视频和数据格式与不同
的传输协议一起在一条光纤线路上传输。
SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步数字系列指国际标准同步数字系列。 SDH简化了
复用和分用技术, 需要时可直接接入到低速支路, 而不经过高速到低速的逐级分用, 上下电
路方便。
STM-1(SynchronousTransferModule)第1
级同步传递模块,
SDH的基本速率, 相当于SONET
体系中的OC-3速率。
OC-48(OpticalCarrier)第48级光载波, 是SONET体系中的速率表示, 对应于SDH的STM-16
速率,常用近似值2.5Gb/s.
2-15码分CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会相互
干扰?这种复用方法有何优缺点?
答:因为用户在使用CDMA通信时, 各用户使用经过特殊挑选的不同码型传送信息时, 用一个
带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制, 使原数据信号的带宽被扩展, 再经载波调制
并发送出去。 接收端由使用完全相同的伪随机码, 与接收的带宽信号作相关处理, 把带宽信
号换成原信息书籍的窄带信号即解扩、以实现信息通信。各用户之间不会造成干扰。
这种复用方法的优点:频谱利用率高,容量大;覆盖范围大;有很强的抗干扰能力,其频
谱类似于白噪声,传送的信号不易被敌人发现;采用CDMA可提高通信的话音质量和数据传
输的可靠性,减少对通信的影响;网络成本低;降低手机的平均发射功率等等。
缺点是: 需要为各站分配不同互相正交的码片序列; 地域受线路影响, 不是每个地方都能
用,
安装时间长等。
2-16共有4个站进行码分多址CDMA通信。4个站的码片序列为:
A
: (
-1–1–1+1+1–1+1+1)B
: (
-1–1+1-1+1+1+1-1)
C
: (
-1+1–1+1+1+1-1-1)D
: (
-1+1–1–1-1–1+1-1)
现收到这样的码片序列: (-1+1–3+1-1–3+1+1) 。问哪个站发送数据了?发送数据
的站发送的1还是0?
答:S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1,A发送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B发送0
S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0,C无发送
S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1,D发送1
2-17试比较xDSL,HFC以及FTTx接入技术的优缺点。
答:
xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造, 使它能够承载宽带业务
。
成本低,易实现,但带宽和质量差异性大。
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HFC网的最大的优点具有很宽的频带,并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。
要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网需要相
当的资金和时间。
FTTx(光纤到……)这里字母x可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、但现阶段线
路和工程成本太大。
2-18为什么ADSL技术中,在不到1MHz的带宽中却可以传递速率高达每秒几个兆比?
答:靠先进的编码,使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特。
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第三章数据链路层
301数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?“电路接通了”与“数
据
链路接通了”的区别何在?
答:(1)数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外,还必须有一些必要的规程来控
制数据的传输。因此,数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
(2
)
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比
特流了。但是,数据传输并不可靠。在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是“数据
链路接通了
”
。此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能,才使不太可靠的物
理链路变成可靠的数据链路, 进行可靠的数据传输。 当数据链路断开连接时, 物理电路连接
不一定跟着断开连接。
3-02、数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪
些优点和缺点。
答:数据链路层中的链路控制包括以下功能:链路管理;帧同步;流量控制;差错控制;
将数据和控制信息分开;透明传输;寻址。
数据链路层做成可靠的链路层的优点和缺点:所谓“可靠传输”就是:数据链路层的
发送端发送什么, 在接收端就收到什么。 这就是收到的帧并没有出现比特差错, 但却出现了
帧丢失、 帧重复或帧失序。 以上三种情况都属于“出现传输差错”, 但都不是这些帧里有“比
特差错”。“无比特差错”
与“无传输差错”并不是同样的概念。 在数据链路层使用CRC检验, 能够实现无比特差
错的传输,但这不是可靠的传输。
3-03、网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?
答:络适配器能够对数据的串行和并行传输进行转换,并且能够对缓存数据进行出来,实现
以太网协议,同时能够实现帧的传送和接受,对帧进行封闭等.网络适配器工作在物理层和数
据链路层。
3-04、数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解
决?
答:帧定界使收方能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方;
透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合, 都应当能够在链路上传送, 因此很重
要;
差错控制主要包括差错检测和差错纠正, 旨在降低传输的比特差错率, 因此也必须解
决。
3-05、如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题?
答:如果在数据链路层不进行帧定界,将发生帧数据错误,造成数据混乱,通信失败。
3-06
、
PPP协议的主要特点是什么?为什么PPP不使用帧的编号?PPP适用于什么情况?为
什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输?
答:主要特点:
1、点对点协议,既支持异步链路,也支持同步链路。
2、PPP是面向字节的。
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