习题1-01 计算机网络向用户可以提供哪些服务？

答: 数据传输：网络间个计算机之间互相进行信息的传递。

    资源共享：进入网络的用户可以对网络中的数据、软件和硬件实现共享。

    分布处理功能：通过网络可以把一件较大工作分配给网络上多台计算机去完成

 

习题1-02 简述分组交换的要点。

答：1.报文分组，加首部；

    2.采用路由器存储转发；

    3.传输时不占用通信资源；

    4. 在目的地合并.

 

习题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：电路交换，它的主要特点：1.建立连接->通话->释放连接，2.在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占有端到端的通信资源，3.线路的传输效率很低，通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而重要的通信是不利的。4. 计算机数据的产生往往是“突发式”的，线路上真正用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%，因此，已被占用的通信线路在绝大部分时间里都是空闲的。另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同，采用电路交换就很难相互通信。

   分组交换具有有高效、灵活、迅速、可靠等优点，但分组在各路由器存储转发是需要排队，造成了一定的时延，且由于不通过建立连接来保证通讯所需要的的各种资源，也就无法却保通信时端到端所需的带宽分组交换网必需携带的控制信息也造成了一定的开销。

   报文交换时延较长，从几分钟到几小时不等。

 

习题1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？

答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。

 

习题1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。

答：第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。TCP/IP协议的初步成型

    第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网，分为主干网、地区网、校园网（或企业网）

    第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网，ISP首次出现。

 

习题1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？

答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。

    （2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。

    （3）草案标准(Draft Standard)

    （4）因特网标准(Internet Standard)

 

习题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？

答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指。

    （2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络，是世界上最大的互联网络

区别：后者实际上是前者的双向应用。

 

习题1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？

答：按范围：

  （1）广域网WAN：远程、高速、通信容量大、是Internet的核心网。 

  （2）城域网MAN：城市范围，链接多个局域网，多采用以太网技术。

  （3）局域网LAN：一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，多在校园、企业、机关、社区使用。

  （4）个域网PAN：个人电子设备用无线技术连起来的网络。

  按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。

 

习题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？

答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信

    本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。

 

习题1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）

答：线路交换时延：kd+x/b+s,

    分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)

    其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟

    当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。

 

习题1-11 在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）

解：分组个数x/p，

    传输的总比特数：(p+h)x/p

    源发送时延：(p+h)x/pb

    最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b

    总发送时延D=源发送时延+中间发送时延

         D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b

    令其对p的导数等于0，求极值

          p=√hx/(k-1)

 

习题1-12 因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？

答：边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。

采用客户服务器方式（C/S）和对等方式

    核心部分：由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换,采用电路交换、分组交换和报文交换。

 

习题1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？

答：区别：客户服务器有主机和客户机之分，客户机向主机发送服务请求，并有主机的地址，主机被动的接收客户的请求，给于客户请求服务。对等通信方式没有主机和客户机之分，每个电脑都是平等的，每个电脑都可能是主机和客户机，这个主要看电脑是在请求服务还是在给于服务。

    相同：客户服务器方式和对等通信方式都是在网络上进行的，都有大量的电脑组成一个网络，并且有着相同的软件支持，都间接存在主机和客户机之分，都存在网络边缘和网络核心！

 

习题1-14 计算机网络有哪些常用的性能的指标？

答：计算机网络有七种性能指标：

   1.速率

   2.带宽  

   3.吞吐量  

   4.时延  

   5.时延带宽积  

   6.往返时间RTT  

   7.利用率

 

习题1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

解：设网络利用率为U，网络时延为D，网络时延最小值为D0

    U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10

    现在的网络时延是最小值的10倍

 

习题1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能特征有什么区别？

答:（1）非性能特征：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护。

   （2）征：宏观整体评价网络的外在表现。

    性能指标：具体定量描述网络的技术性能。

 

习题1-17 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？

解：（1）发送时延：ts=107/105=100s

     传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

    （2）发送时延ts =103/109=1µs

     传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s

     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，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

 

习题1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：

（1）10cm（网络接口卡）

（2）100m（局域网）

（3）100km（城域网）

（4）5000km（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

解:（1）1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10

       比特数=5×10-10×1×106=5×10-4

       1Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1

   （2）1Mb/s: 传播时延=100/(2×108)=5×10-7

        比特数=5×10-7×1×106=5×10-1

        1Gb/s: 比特数=5×10-7×1×109=5×102

    (3) 1Mb/s: 传播时延=100000/(2×108)=5×10-4

        比特数=5×10-4×1×106=5×102

        1Gb/s: 比特数=5×10-4×1×109=5×105

    (4)1Mb/s: 传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2

       比特数=2.5×10-2×1×106=5×104

       1Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×107

 

习题1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与体系结构的思想相似的日常生活.

答：分层次的好处：

   （1）各层之间是独立的。

   （2）灵活性好。

   （3）结构上可分割开。

   （4）易于实现和维护。

   （5）能促进标准化工作。

    例如：图书整理工作、学校中各个部门的划分等等。

 

习题1-21 协议与服务有何区别？有何关系？

答：协议和服务的概念的区分：

    1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。

    2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

    网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：

   （1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

   （2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

   （3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

    协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

 

习题1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

    由以下三个要素组成：

  （1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

  （2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

  （3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

 

习题1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？

答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！就如同两个朋友在电话中约会好，下午3点在公园见面，并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的，因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。

 

习题1-24 试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。

   各层的主要功能：

 （1）应用层

     应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（user agent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。

（2）运输层

    任务是负责主机中两个进程间的通信。

    因特网的运输层可使用两种不同的协议。即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。

    面向连接的服务能够提供可靠的交付。

    无连接服务则不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery.

（3）网络层

    网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

（4）数据链路层

     数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。

（5）物理层

    物理层的任务就是透明地传输比特流。

   “透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。

     物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，接收端如何识别出这是“1”而不是“0”。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。

 

习题1-26 解释下列名词：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。

答：协议栈：指计算机网络体系结构采用分层模型后，每层的主要功能由对等层协议的运行来实现，因而每层可用一些主要协议来表征，几个层次画在一起很像一个栈的结构。

    实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体是一个特定的软件模块。

    对等层：在网络体系结构中，通信双方实现同样功能的层。

    协议数据单元：对等层实体进行信息交换的数据单位。

    服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方。服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实体上就是一个逻辑接口。

    客户、服务器：客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

    客户-服务器方式：客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，当客户进程需要服务器进程提供服务时就主动呼叫服务进程，服务器进程被动地等待来自客户进程的请求。

 

习题1-27 试解释everything over IP 和IP over everthing 的含义。

答：everything over IP:可以为各式各样的应用提供服务

    IP over everything：允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。