《计算机网络》谢希仁（作业答案）

巢湖学院计算机系《计算机网络》（第五版、谢希仁）课后习题答案 江家宝

第一章.概 述 .............................................. １ 第二章.物理层 .............................................. ３ 第三章.数据链路层 .......................................... ５ 第四章.网络层 .............................................. ８ 第五章.传输层 ............................................ 第六章.应用层 ............................................

１３１５第一章 概 述

第一章.概 述

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。） 解：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。

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：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5

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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2×10m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

⑴.数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。 ⑵.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：⑴.发送时延：ts=107/105=100s； 传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

⑵.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。

8

1-18、假设信号在媒体上的传播速度为2×10m/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。

8-10-106-4

解：（1）1Mb/s: 传播时延=0.1/(2×10)=5×10； 比特数=5×10×1×10=5×10；

-109

1Gb/s: 比特数=5×10×1×10=0.5；

8-7-76-1

（2）1Mb/s: 传播时延=100/(2×10)=5×10； 比特数=5×10×1×10=5×10；

-792

1Gb/s: 比特数=5×10×1×10=5×10；

8-4-462

（3）1Mb/s: 传播时延=100000/(2×10)=5×10； 比特数=5×10×1×10=5×10

-495

1Gb/s: 比特数=5×10×1×10=5×10

8-2-264

（4）1Mb/s: 传播时延=5000000/(2×10)=2.5×10； 比特数=2.5×10×1×10=5×10

-297

1Gb/s: 比特数=2.5×10×1×10=5×10

1-19、长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？ 解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%； （2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%； 1-21、协议与服务有何区别？有何关系？

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巢湖学院计算机系《计算机网络》（第五版、谢希仁）课后习题答案 江家宝

解：⑴.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。 ⑵.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。

1-26、试解释以下名词：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。

解：①.实体(entity)：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 ②.协议：是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。 ③.客户(client)和服务器(server) ：都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

④.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。 ⑤.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.

⑥.对等层：在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层. ⑦.协议数据单元：对等层实体进行信息交换的数据单位.

⑧.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.

２

第二章 物理层

第二章.物理层

2-06 数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

解：⑴.码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制；

⑵.信噪比不能任意提高；

⑶.香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。

⑷. “比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别：比特/s是信息传输速率的单位；而码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。

2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）? 解：C=R*Log216=20000b/s*4=80000b/s

2-08 假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？） 解：?C?W?log2(1?S/N)；W=3khz，C=64khz；?S/N=64.2dB 是个信噪比要求很高的信源

2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？

解：?C?W?log2(1?S/N)；?S/N?2C/W?1;

?S/N1?235000/3100?1; S/N2?2(1.6?35000)/(3100)?1; ?S/N2?100信噪比应增大到约100倍；

S/N1(1?S/N3)又?C3?W?log2?W?log(21?10*S/N2)；

?最大信息速率再增加

C3?C2*100%?18.5% C2如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右 2-11假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km（在1 kHz时），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？如果要双绞线的工作距离增大到100公里，试应当使衰减降低到多少？

解：⑴.使用这种双绞线的链路的工作距离为 = 20/0.7 km = 28.6 km ⑵.衰减应降低到20/100 = 0.2db

2-12 试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2*108m/s. 解：?V=L*F；F=V/L得B=F2-F1=V/L1-V/L2 ?1200nm到1400nm：带宽=23.8THZ ?1400nm到1600nm：带宽=17.86THZ

2-16 共有4个站进行码分多址通信。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）

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