第一章作业参考答案

1. 什么是计算机网络？什么是网络协议？网络协议的要素有哪些？

答：计算机网络是指具有独立功能的计算机，通过网络通讯设备连接起来，能够实现数据通信和资源共享的计算机系统的集合。

网络协议是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。

网络协议有三个要素：语法、语义、同步(或时序)。语法，即用户数据与控制信息的结构和格式；语义，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应；时序，即对事件实现顺序的详细说明。

2. 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)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中 双方一直占用该电路。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)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。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)分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按

顺序重新装配成完整的报文。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。

3. 简述计算机网络体系结构OSI参考模型中计算机网络的分层以及TCP/IP体系结构的分层。

答：按照OSI参考模型，计算机网络体系结构将计算机网络从下到上划分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。而TCP/IP体系结构的分层则分为4层：网络接口层、网际层IP、运输层(或传输层)、应用层。

4. 计算机网络有哪些常用的性能指标？

答：计算机网络常用的性能指标有：速率、带宽、吞吐量、时延以及信道利用率等。

5. 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： (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。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？(提示：参考教材P18的时延计算公式)

解：两种情况分别计算如下：

(1) 发生时延为107bit/(100kb/s)=100s,传播时延为106m/(2*108m/s)=5ms。发送

时延远大于传播时延。

(2) 发送时延为103bit/(1Gb/s)=1微妙，传播时延为5ms，发送时延远小于传

播时延。

由此可得出的结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延又可能是总时延中的主要成分。

第二章 物理层

1. 物理层要解决哪些问题？物理层接口有哪些特性？

答：物理层考虑是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是具体的传输媒体。 物理层接口有4个方面的特性：

(1) 机械特性：指明接口所用连接器的形状和尺寸、引脚数目和排列等。 (2) 电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。 (3) 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 (4) 规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2. 计算机网络通信的基本方式有哪些？ 答：计算机网络通信的基本方式有3种：

(1) 单工通信：又称单项通信，只有一个方向通信而没有反方向的交互。无线

电广播、有线电广播、电视广播、遥控器等均属于单工通信；

(2) 半双工通信：又称双向交替通信，即通信双方都可以发送信息，但不能双

方同时发送(也不能同时接收)。即一方发送，另一方接收。

(3) 全双工通信：又称双向同时通信，即通信双方可以同时发送和接收信息。

3. 什么是复用技术？常用的复用技术有哪些？

答：复用就是通过一条物理线路同时传输多路用户的信号。

常用的信道复用技术有：时分复用，频分复用，波分复用，码分复用，统计时分复用

4. 画出以下比特流的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。101000111011

1比特流01000111011

解：题目给出的比特流对应的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码如下：

曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码101000111011

101000111011

第三章 数据链路层

1. 要发送的数据位1101011011。采用CRC的生成多项式是P(x)=X4+X+1。试求应添加在后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成0，问接收端能否发现？ 数据在传输过程中最后两个1都变成0，问接收端能否发现？ 采用CRC检验后，数据链路层的传输是否变成了可靠的传输？

答：采用CRC的生成多项式是P(x)=X4+X+1，用二进制表示就是P=10011.现在除数是5位，因此在数据后面要添加4个0就得出被除数。按不进位除法过程如下图所示：

由上图知，通过除法运算得到的余数是1110，即为应该在后面添加的序列。 若数据传输过程中最后一个1变成0，即1101011010。然后把检验序列1110接在数据1101011010后面，然后进行CRC检验，如下图所示：