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计算机网络基础(第版)习题参考答案
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《计算机网络基础（第二版）》习题参考答案
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《计算机网络基础（第二版）》习题参考答案
第一章
1．填空题
计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和__广域网__。
从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为 通信 子网和__资源__子网。
计算机网络的拓扑结构有 星型 、树型、 总线型 、环型和网状型。
2．简答题
计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？
答：单机系统：在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，被称为第一代网络。多机系统：将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体系结构的第三代网络。Internet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。
什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？
答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
主要功能：1. 数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件；2. 资源共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3. 提高系统的可靠性：通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。4. 分布式网络处理和负载均衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。
计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？
答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。
资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。
主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。
通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机也称为网络节点，实现通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。通信线路包括电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。
计算机网络的拓扑结构有哪些？它们各有什么优缺点？
答：1. 星型拓扑网络：优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络的瘫痪。
2. 树型拓扑网络：树型拓扑网络层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。
3. 总线型拓扑网络：结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。
4. 环型拓扑网络：结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。
5. 网状型拓扑网络：优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。广域网基本上采用网状型拓扑结构。
与计算机网络相关的标准化组织有哪些？
答：ISO、ITU、ANSI、TIA、IEEE、EIA、IEC、ETSI
第二章
1．填空题
调制解调器的作用是实现 模拟/数字 信号和 数字/模拟 信号之间的变换。
在数据通信过程中，接收端要通过差错控制检查数据是否出错，而采用反馈重发纠错的方法有 停等ARQ 方式和连续ARQ方式，连续ARQ方式又包括选择方式和　GO-BACK-N　方式。
脉冲编码调制的过程简单地说可分为三个过程，它们是 抽样 、 量化
和编码。
在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为 基带传输 。
通信信道按传输信号的类型可划分为
模拟 信道和 数字 信道。
数字数据在数字信道上传输前需进行
编码 ，以便在数据中加入时钟信号；
数字数据的基本调制技术包括幅移键控、 频移键控 和相移键控。
2．选择题
通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0 的编码方式是 C 。
A．A
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常见的文件组织方式有哪些？各有什么特点？
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1、顺序文件，是按照从头到尾的顺序进行存取操作的，文件中的信息就象在一条长长的队列中排列一样。2、索引文件是指在主文件之外再建立一个表示关键字与其物理记录之间对应关系的表，称为索引表。索引表与主文件共同构成索引文件。3、直接存取文件又称为哈希（Hash）文件或散列文件，即利用哈希函数及其处理冲突的方法，把文件散列到外存上，通常是磁盘上。
对直接存取文件进行查找时，首先根据哈希函数先求出哈希地址，再将数据读入内存，然后在内存中进行顺序查找。直接存取文件不能进行顺序查找，但插入数据方便，存取速度快。
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数据交换技术
数据交换技术（data switching techniques），是在两个或多个数据终端设备（DTE）之间建立数据通信的暂时互连通路的各种技术。
数据交换技术技术简介
在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。
在一种任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间接通数据通路的技术，就称为数据交换技术。
数据交换技术主要是电路交换、分组交换和报文交换。
这三种交换方式各有优缺点，因而各有适用场合，并且可以互相补充。与电路交换相比，分组交换电路利用率高，可实现变速、变码、差错控制和流量控制等功能。与报文交换相比，分组交换时延小，具备实时通信特点。分组交换还具有多逻辑信道通信的能力。但分组交换获得的优点是有代价的。把报文划分成若干个分组，每个分组前要加一个有关控制与监督信息的分组头，增加了网路开销。所以，分组交换适用于报文不是很长的数据通信，电路交换适用于报文长且通信量大的数据通信。
数据交换技术数据交换的方法
DTE之间要进行通信，最简单的方法是在两者之间一一用直达线路连接，称全连通。当DTE个数为时，全连通线路条数为。这种方法通信质量较好，但所需互连线路数多，线路利用率低，通常不可取。如果个DTE之间经交换机进行转接，则仅需条用户线，线路利用率高。
数据交换技术数据交换的基本要求
数据交换的基本要求有：①能适应从很低到很高范围内的不同速率，以满足不同用户的需要；②有尽量快的接续速度；③为适应实时性要求，网路时延要小；④有高的传输准确性具有适应数据用户特性变化（多样化的DTE和多样化的数据业务）的能力。
数据交换技术电路交换
其原理与一般电话交换原理相同。根据主叫DTE的拨号信号所指定的被叫DTE地址，在收发DTE之间建立一条临时的物理电路，这条电路一直保持到通信结束才拆除。在通信过程中，不论进行什么样的数据传输，交换机完全不干预地提供透明传输，但通信双方必须采用相同速率和相同的字符代码，不能实现不兼容DTE间的通信。
由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。
①由于为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。
②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。
③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。
④电路交换既适用于传输，也适用于传输。
⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。
①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。
②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而利用低。
③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行。
数据交换技术分组交换
电路交换的缺点是电路利用率低，即使双方在通信过程中有很多空闲时间，其他用户也不能利用。针对电路交换的缺点，产生了另一种利用计算机进行存储-转发的报文交换。它的基本原理是当DTE信息到达作为报文交换用的计算机时，先存放在外存储器中，然后中央处理机分析报头，确定转发路由，并选到与此路由相应的输出中继电路上进行排队，等待输出。一旦中继电路空闲，立即将报文从外存储器取出后发往下一交换机。由于输出中继电路上传送不同用户发来的报文，不是专门传送某一用户的报文，提高了这条中继电路的利用率。
分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：
①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。
②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。
③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。
④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的，分组交换显然更为合适些。
①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。
②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。
③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。
数据交换技术报文交换
报文交换虽然提高了电路利用率，但报文经存储转发后会产生较大的时延。报文愈长、转接的次数愈多，时延就愈大。为了减少数据传输的时延，提高数据传输的实时性，产生了分组交换。分组交换也是一种存储转发交换方式，但它是将报文划分为一定长度的分组，以分组为单位进行存储转发；，这样既继承了报文交换方式电路利用率高的优点，又克服了其时延较大的缺点。分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，在建立呼叫时，通过逐段选择逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，即虚电路，从而实现数据分组的传送。虚电路是分组交换提供的一种业务类型，它属于连接型业务，即通信双方在开始通信前必须首先建立起逻辑上的连接。由于存在这一连接，在源节点分组交换机与目的节点分组交换机之间发送与接收分组的次序将保持不变。分组交换提供的另一种业务类型是数据报，它属于无连接型业务，在这类业务中将每一分组作为一个独立的报文进行传送，通信双方在开始通信前无需建立虚电路连接，因而在一次通信过程中，源节点分组交换机与目的节点分组交换机之间发送与接收分组的次序不一定相同，接收方分组的重新排序将由终端来完成。同时，分组在网内传输过程中可能出现的丢失与重复差错，网路本身也不作处理，均由双方终端的协议来解决。一般说来，数据报业务对节点交换机要求的处理开销小，传送时延短，但对终端的要求较高；而虚电路业务则相反。
报文交换是以报文为的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：
①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。
②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。
③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。
②报文交换只适用于数字信号。
③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。
总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。
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