《計算機網絡》課后習題答案,(謝希仁)第5版

計算機吧【 業(yè)于計算機考研 為各位計算機考研同學提供一個免費的交流平臺 歡迎大家訪問： 豐富的計算機考研資料、考研視頻、復試機試資料 供大家免費下載 計算機吧為計算機考研學生提供一站式的計算機考研服務，我們專注，所以我們成功！韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 謝希仁計算機網絡教程 習題參考答案 第一章 概述 傳播時延信道長度 /電磁波在信道上的傳播速度 發(fā)送時延數據塊長度 /信道帶寬 總時延傳播時延發(fā)送時延排隊時延 101 計算機 網絡的發(fā)展可劃分為幾個階段？每個階段各有何特點？ 答：計算機網絡的發(fā)展可分為以下四個階段。 （ 1）面向終端的計算機通信網：其特點是計算機是網絡的中心和控制者，終端圍繞中心 計算機分布在各處，呈分層星型結構，各終端通過通信線路共享主機的硬件和軟件資源，計 算機的主要任務還是進行批處理，在 20 世紀 60 年代出現分時系統后，則具有交互式處理和 成批處理能力。 （ 2）分組交換網：分組交換網由通信子網和資源子網組成，以通信子網為中心，不僅共 享通信子網的資源，還可共享資源子網的硬件和軟件資源。網絡的共享采 用排隊方式，即由 結點的分組交換機負責分組的存儲轉發(fā)和路由選擇，給兩個進行通信的用戶斷續(xù)（或動態(tài)） 分配傳輸帶寬，這樣就可以大大提高通信線路的利用率，非常適合突發(fā)式的計算機數據。 （ 3）形成計算機網絡體系結構：為了使不同體系結構的計算機網絡都能互聯，國際標準 化組織 出了一個能使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標準框架 開放系統互連基 本參考模型 這樣，只要遵循 準，一個系統就可以和位于世界上任何地方的、也 遵循同一標準的其他任何系統進行通信。 （ 4）高速計算機網絡：其特點 是采用高速網絡技術，綜合業(yè)務數字網的實現，多媒體和 智能型網絡的興起。 102 試簡述分組交換的要點。 答：分組交換實質上是在“存儲 轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交 換的優(yōu)點。在分組交換網絡中，數據按一定長度分割為許多小段的數據 分組。以短的分 組形式傳送。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術。每個分組標識后，在一條物理線路上采 用動態(tài)復用的技術，同時傳送多個數據分組。在路徑上的每個結點，把來自用戶發(fā)端的數據 暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發(fā)。到達接收端，再去掉分組頭將 各數據字段按順 序重新裝配成完整的報文。 分組交換比電路交換的電路利用率高， 比報文交換的傳輸時延小，韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 交互性好。 分組交換網的主要優(yōu)點是： 高效。在分組傳輸的過程中動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占有。 靈活。每個結點均有智能，為每一個分組獨立地選擇轉發(fā)的路由。 迅速。以分組作為傳送單位，通信之前可以不先建立連接就能發(fā)送分組；網絡使用高 速鏈路。 可靠。完善的網絡協議；分布式多路由的通信子網。 103 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組 交換的主要優(yōu)缺點。 答： （ 1）電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起呼叫，獨占一條物理 線路。當交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信。在整個通信過程中 雙方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較低。但同時也帶來線 路利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點。電路 交換比較適用于信息量大、長報文，經常使用的固定用戶之間的通信。 （ 2）報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路空閑時， 再將該報 文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲 轉發(fā)”方式在網內傳輸數據。報文交換的 優(yōu)點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規(guī) 程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉發(fā)，網絡傳輸時延 大，且占用大量的交換機內存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用于傳 輸的報文較短、實時性要求較低的網絡用戶之間的通信，如公用電報網。 （ 3）分組交換分組交換實質上是在“存儲 轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼有電路交 換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線 路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為許多小段 的數據 分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，同時傳送多個 數據分組。把來自用戶發(fā)端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發(fā)。到達接收端， 再去掉分組頭將各數據字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用 率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。 104 為什么說因特網是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？ 105 試討論在廣播式網絡中對網絡層的處理方法。討論是否需要這一層？ 答： 廣播式網絡是屬 于共享廣播信道， 不存在路由選擇問題， 可以不要網絡層， 但從 的觀點，網絡設備應連接到網絡層的服務訪問點，因此將服務訪問點設置在高層協議與數據 鏈路層中邏輯鏈路子層的交界面上， 02 標準就是這樣處理的。 106 計算機網絡可從哪幾個方面進行分類？ 答：從網絡的交換功能進行分類：電路交換、報文交換、分組交換和混合交換；從網絡 的拓撲結構進行分類：集中式網絡、分散式網絡和分布式網絡；從網絡的作用范圍進行分類： 廣域網 域網 域網 網絡的使用范圍進行分 類：公用網和專用網。韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 107 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共 x（ 。從源站到目 的站共經過 k 段鏈路，每段鏈路的傳播時延為 d（ s） ，數據率為 b（ b/s） 。在電路交換時電路 的建立時間為 S（ s） 。在分組交換時分組長度為 p（ ，且各結點的排隊等待時間可忽略不 計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？ 答：對于電路交換， t= t=s+x/位發(fā)送完畢； t=s+x/b+時報文到達目的地。而對于分組交換，最后 1 位在 t=x/b 時發(fā)送完畢。為到達最終目的地， 最后 1 個分組必須被中間的路由器重發(fā) k1 次，每次重發(fā)花時間 p/b（一個分組的所有比特都 接收齊了，才能開始重發(fā)，因此最后 1 位在每個中間結點的停滯時間為最后一個分組的發(fā)送 時間） ，所以總的延遲為 b p k b x + - + ) 1 ( 為了使分組交換比電路交換快，必須： b x s b p k b x + + 18 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為 x 和（ p+h） （ ，其中 分組的數據部分的長度，而此為每個分組所帶的控制信息固定長度，與 p 的大小無關。通信 的兩端共經過段鏈路。鏈路的數據率為 b（ b/s） ，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不 計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度應取為多大？ 答：所需要的分組總數是 x /p ，因此總的數據加上頭信息交通量為（ p+h） x/p 位。 源端發(fā)送這些位需要時間為： x h p ) ( + 中間的路由器重傳最后一個分組所花的總時間為（ k1） （ p +h ） / b 因此我們得到的總的延遲為 對該函數求 p 的導數，得到 令 得到韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 因為 p 0，所以 故 時能使總的延遲最小。 109 計算機網絡中的主干網和本地接入同各有何特點？ 答：主干網絡一般是分布式的，具有分布式網絡的特點：其中任何一個結點都至少和其 它兩個結點直接相連；本地接入網一般是集中式的，具有集中式 網絡的特點：所有的信息流 必須經過中央處理設備（交換結點） ，鏈路從中央交換結點向外輻射。 110 試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延： （ 1）數據長度為 10 7 據發(fā)送速率為 100kb/s，收發(fā)兩端之間的傳輸距離為 1000 信號在媒體上的傳播速率為 2 10 8 m/s。 解：發(fā)送時延 s s m =510 3 s （ 2）數據長度為 10 3 據發(fā)送速率為 1Gb/s。收發(fā)兩端之間的傳輸距離為 1000 信號在媒體上的傳播速率為 2 10 8 m/s。 解：發(fā)送時延 s =110 6 s 傳播時延 s m =510 3 s 111 計算機網絡由哪幾部分組成？ 答：一個計算機網絡應當有三個主要的組成部分： （ 1）若干主機，它們向用戶提供服務； （ 2）一個通信子網，它由一些專用的結點交換機和連接這些結點的通信鏈路所組成的； （ 3）一系列協議，這些協議為主機之間或主機和子網之間的通信而用的。 第 2 章協議與體系結構 201 網絡協議的三個要素是什么？各有什么含義？ 答：在計算機網絡中要做到有條不紊地交換數據，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。 這些為進行網絡中的數據交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網絡協議。一個網絡協議主韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 要由以下三個要素組成： （ 1）語法，即數據與控制信息的結構或格式； （ 2）語義，即需 要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答； （ 3）同步，即事件實現順序的詳細說明。 對于非常復雜的計算機網絡協議，其結構最好采用層次式的。 202 試舉出對網絡協議的分層處理方法的優(yōu)缺點。 答：優(yōu)點： （ 1）可使各層之間互相獨立，某一層可以使用其下一層提供的服務而不需知 道服務是如何實現的。 （ 2）靈活性好，當某一層發(fā)生變化時，只要其接口關系不變，則這層 以上或以下的各層均不受影響。 （ 3）結構上可以分割開，各層可以采用最合適的技術來實現。 （ 4）易于實現和維護。 （ 5）能促進標準化 工作。 缺點：層次劃分得過于嚴密，以致不能越層調用下層所提供的服務，降低了協議效率。 203 試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。 答： 204 試述具有五層協議的原理網絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。 答：綜合 P 的優(yōu)點，采用一種原理體系結構。各層的主要功能： 物理層 物理層的任務就是透明地傳送比特流。 （注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞 線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第 0 層。 ） 物理層還要確定連接電纜插頭 的定義及連接法。 數據鏈路 層 數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀 （ 單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。 網絡層 網絡層的任務就是要選擇合適的路由， 使發(fā)送站的運輸層所傳下來的分組能夠 正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運輸層。 運輸層 運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端 服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節(jié)。 應用層 應用層直接為用戶的應用進程提供服務。 205 試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。 206 試將 P 和 體系結構進行比較。討論其異同之處。 答： （ 1） P 的相同點是二者均采用層次結構，而且都是按功能分層。 （ 2） P 的不同點： 分七層，自下而上分為物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸 層、 會話層、 表示層和應用層， 而 P 分四層： 網絡接口層、 網間網層 （ 、 傳輸層 （ 和應用層。 嚴格講， P 網間網協議只包括下三層， 應用程序不算 P 的一部分。 層次間存在嚴格的調用關系，兩個（ N）層實體的通信必須通過下一層（ N1）層實體，不能 越級， 而 P 可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務 （這種層次關系常被 稱為“等級”關系） ，因而減少了一些不必要的開銷，提高了協議的效率。 只考慮用一種韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 標準的公用數據網。 207 解釋以下名詞： 協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶 /服務器方式。 答： 協議棧 協議套件又稱為 協議棧，因為它由一系列的子層組成，各層之間的關系好像 一個棧。 實體（ 用以表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。 對等層與協議： 任何兩個同樣的層次（例如在兩個系統的第 4 層）之間，好像將數據（即數據單元加上 控制信息）直接傳遞給對方。這就是所謂的“對等層”（ 間的通信。我們以前經 常提到的各層協議，實際上就是在各個對等層之間傳遞數據時的各項規(guī)定。 服務訪問點 是相鄰兩層實體交互的一個邏輯接口。 協議數據單元 各層的數據單 元 服務數據單元 各層之間傳遞數據的單元 客戶服務器模型 大部分網絡應用程序在編寫時都假設一端是 客戶，另一端是服務器， 其目的是為了讓服務器為客戶提供一些特定的服務?？梢詫⑦@種服務分為兩種類型：重復型或并 發(fā)型?？蛻魴C是主叫方，服務器是被叫方。 208 面向連接服務與無連接服務各自的特點是什么？ 答：面向連接服務在數據交換之前必須先建立連接，保留下層的有關資源，數據交換結 束后，應終止這個連接，釋放所保留的資源。而對無連接服務，兩個實體之間不建立連接就 可以通信，在數據 傳輸時動態(tài)地分配下層資源，不需要事先進行預保留。 209 協議與服務有何區(qū)別？有何關系？ 答：協議是水平的，服務是垂直的。 協議是“水平的” ，即協議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務是“垂直的” ，即服 務是由下層向上層通過層間接口提供的。 協議與服務的關系 在協議的控制下，上層對下層進行調用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交 換信息。同層兩個實體間有時有連接。 第 3 章物理層 標準話路頻率（ 300 3400 一個標準話路所占帶寬 464s） 調制 的 3 種方式（調頻、調幅和調相） 信道復用技術（頻分復用、 （統計）時分復用、波分復用和碼分復用）韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 301 物理層要解決哪些問題？物理層的主要特點是什么？ 答： （ 1）物理層要解決的主要問題：物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通 信手段的不同，使上面的數據鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本層的協議與 服務。給其服務用戶（數據鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為 串行按順序傳輸的比特流）的能力。為此，物理層應解決物理連接的建立、 維持和釋放問題。 在兩個相鄰系統之間唯一地標識數據電路。 （ 2）物理層的主要特點：由于在 前，許多物理規(guī)程或協議已經制定出來了， 而且在數據通信領域中，這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備所采用。加之，物理層協議涉 及的范圍廣泛，所以至今沒有按 抽象模型制定一套新的物理層協議，而是沿用已存在 的物理規(guī)程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。由于 物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協議相當復雜。 302 物理層的接口有哪幾個方 面的特性？各包含些什么內容？ 答：物理層的接口有機械特性、電氣特性和功能特性。 （ 1）機械特性說明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置 等等。 （ 2）電氣特性說明在接口電纜的哪條線上出現的電壓應為什么范圍。即什么樣的電壓 表示 1 或 0。 （ 3）功能特性說明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。 （ 4）規(guī)程特性說明 對于不同功能的各種可能事件的出現順序。 304 奈氏準則與香農公式在數據通信中的意義是什么？ 答：奈氏準則指出了：碼元傳輸的速率是受限的，不能任意提高，否 則在接收端就無法 正確判定碼元是 1 還是 0 （因為有碼元之間的相互干擾） 。 奈氏準則是在理想條件下推導出的。 在實際條件下，最高碼元傳輸速率要比理想條件下得出的數值還要小些。電信技術人員的任 務就是要在實際條件下，尋找出較好的傳輸碼元波形，將比特轉換為較為合適的傳輸信號。 需要注意的是，奈氏準則并沒有對信息傳輸速率（ b/s）給出限制。要提高信息傳輸速率就必 須使每一個傳輸的碼元能夠代表許多個比特的信息。這就需要有很好的編碼技術。 香農公式給出了信息傳輸速率的極限，即對于一定的傳輸帶寬（以赫茲 為單位）和一定 的信噪比，信息傳輸速率的上限就確定了。這個極限是不能夠突破的。要想提高信息的傳輸 速率，或者必須設法提高傳輸線路的帶寬，或者必須設法提高所傳信號的信噪比，此外沒有 其他任何辦法。至少到現在為止，還沒有聽說有誰能夠突破香農公式給出的信息傳輸速率的 極限。 香農公式告訴我們，若要得到無限大的信息傳輸速率，只有兩個辦法：要么使用無限大 的傳輸帶寬（這顯然不可能） ，要么使信號的信噪比為無限大，即采用沒有噪聲的傳輸信道或 使用無限大的發(fā)送功率（當然這些也都是不可能的） 。 305 常 用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 答：常用的傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜、光纖和電磁波。 一、雙絞線 特點： （ 1）抗電磁干擾 （ 2）模擬傳輸和數字傳輸都可以使用雙絞線 二、同軸電纜 特點：同軸電纜具有很好的抗干擾特性 三、光纖 特點： （ 1）傳輸損耗小，中繼距離長，對遠距離傳輸特別經濟； （ 2）抗雷電和電磁干擾性能好； （ 3）無串音干擾，保密性好，也不易被竊聽或截取數據； （ 4）體積小，重量輕。 四、電磁波 優(yōu)點： （ 1）微波波段頻率很高，其 頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大； （ 2）微波傳輸質量較高； （ 3）微波接力通信的可靠性較高； （ 4）微波接力通信與相同容量和長度的電纜載波通信比較，建設投資少，見效快。 當然，微波接力通信也存在如下的一些缺點： （ 1）相鄰站之間必須直視，不能有障礙物。 （ 2）微波的傳播有時也會受到惡劣氣候的影響； （ 3）與電纜通信系統比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差； （ 4）對大量的中繼站的使用和維護要耗費一定的人力和物力。 306 什么是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼？其特點如何？ 答： 曼徹斯特編碼是將每一個碼元再分成兩個相等的間隔。碼元 1 是在前一個間隔為高 電平而后一個間隔為低電平。碼元 0 則正好相反，從低電平變到高電平。這種編碼的好處是 可以保證在每一個碼元的正中間出現一次電平的轉換，這對接收端的提取位同步信號是非常 有利的。缺點是它所占的頻帶寬度比原始的基帶信號增加了一倍。 差分曼徹斯特編碼的規(guī)則是若碼元為 1，則其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個 碼元的電平一樣；但若碼元為 0，則其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個碼元的電平 相反。不論碼元是 10 或，在每個碼元 的正中間的時刻，一定要有一次電平的轉換。差分曼徹 斯特編碼需要較復雜的技術，但可以獲得較好的抗干擾性能。 307 傳播時延、發(fā)送時延和重發(fā)時延各自的物理意義是什么？ 答：傳播時延是指電磁波在信道中傳輸所需要的時間。它取決于電磁波在信道上的傳輸 速率以及所傳播的距離。 發(fā)送時延是發(fā)送數據所需要的時間。 它取決于數據塊的長度和數據在信道上的發(fā)送速率。韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 重發(fā)時延是因為數據在傳輸中出了差錯就要重新傳送，因而增加了總的數據傳輸時間。 308 模擬傳輸系統與數字傳輸系 統的主要特點是什么？ 答：模擬傳輸：只能傳模擬信號，信號會失真。 數字傳輸：可傳模擬與數字信號，噪聲不累計，誤差小。 309 32 和 49 接口標準各用在什么場合？ 答：通常 32 用于標準電話線路（一個話路）的物理層接口，而 49 則用于寬 待電路（一般是租用電路） 310 基帶信號與寬帶信號的傳輸各有什么特點？ 答： （ 1）基帶信號是將數字信號 1 或 0 直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上 去傳輸。 （ 2） 寬帶信號則是將基帶信號進行調制后形成 的頻分復用模擬信號。 基帶信號進行調制 后，其頻譜移到較高的頻率處。由于每一路基帶信號的頻譜被搬移到不同的頻段上，因此合 在一起后并不會互相干擾。這樣做可以在一條線路中同時傳送許多路的數字信號，因而提高 了線路的利用率。 311 有 600字節(jié)）的數據，需要從南京傳送到北京。一種方法是將數據寫到磁 盤上，然后托人乘火車將這些磁盤捎去。另一種方法是用計算機通過長途電話線路（設信息 傳送的速率是 2.4 kb/s） 傳送此數據。 試比較這兩種方法的優(yōu)劣。 若信息傳送速率為 33.6 kb/s， 其結果又如何？ 答：假定連續(xù)傳送且不出錯。若用 s 速率，傳輸 600需要 天 （ =600 1048576 8=5033164800 。若用 s 速率傳送，則需時間 。比托人乘 火車捎去要慢，且更貴。 312 56 kb/s 的調制解調器是否已突破了香農的信道極限傳輸速率？這種調制解調器的 使用條件是怎樣的？ 答： 56Kb/s 的調制解調器主要用于用戶與 通信，這時從用戶到 間只需經過 一 次 A/D 轉換，比兩個用戶之間使用的 s 調制解調器的量化噪聲要小，所以信噪比進 一步提高。 雖然 s 調制解調器的速率基本已達到香農的信道極限傳輸速率， 但是 56Kb/s 的調制解調器的使用條件不同，它提高了信噪比，它沒有突破香農極限傳輸速率的公式。 56Kb/s 的調制解調器的使用條件是 使用這種調制解調器（這里是為了進行數字信號不 同編碼之間的轉換，而不是數模轉換） ，并且在 電話交換機之間是數字信道。若 用的只是 s 調制解調器，則用戶 端的 56Kb/s 的調制解調器會自動降低到與 s 調制解調器相同的速率進行通信。 313 在 節(jié)介紹雙絞線時，我們說：“在數字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾個兆比 特，則傳輸距離可達幾公里?！钡壳拔覀兪褂谜{制解調器與 連時，數據的傳輸速率最韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 高只能達到 56 kb/s，與每秒幾個兆比特相距甚遠。這是為什么？ 答：“在數字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾個兆比特，則傳輸距離可達幾公里?！边@是指 使用數字線路，其兩端的設備并沒有帶寬的限制。 當我們使用調制解調器與 連時，使 用的是電話的用戶線。這種用戶線進入市話交換機處將帶寬限制在 3400下，與數字線 路的帶寬相差很大。 315 碼分復用 什么可以使所有用戶在同樣地時間使用同樣的頻帶進行通信而 不會互相干擾？這種復用方法有何有缺點？ 316 有 4 個站進行碼分復用 信。 4 個站的碼片序列為： 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） 現收到這樣的碼片序列： （ 1 1 3 1 1 3 1 1） 。問哪個站發(fā)送數據了？發(fā) 送的代碼是什么？ 答：只須計算 4 個常規(guī)的內積： （ 1 1 3 1 1 3 1 1） （ 1 1 1 1 1 1 1 1） /8=1 （ 1 1 3 1 1 3 1 1） （ 1 1 1 1 1 1 1 1） /8= 1 （ 1 1 3 1 1 3 1 1） （ 1 1 1 1 1 1 1 1） /8=0 （ 1 1 3 1 1 3 1 1） （ 1 1 1 1 1 1 1 1） /8=1 結果是 A 和 D 發(fā)送比特 1， B 發(fā)送比特 0，而 C 未發(fā)送數據。 第 4 章數據鏈路層 401 數據鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區(qū)別？“電路接通了”與“數據 鏈路接通了”的區(qū)別何在？ 答： （ 1）數據鏈路與鏈路的區(qū)別在于數據鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控 制數據的傳輸。因此，數據鏈路比鏈路多了實現通信規(guī)程所需要的硬件和軟件。 （ 2）“電路接 通了”表示鏈路兩端的結點交換機已經開機，物理連接已經能夠傳送比特流了。但是，數據傳 輸并不可靠。在物理連接基礎上，再建立數據鏈路連接，才是“數據鏈路接 通了”。此后，由 于數據鏈路連接具有檢測、確認和重傳等功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數據鏈 路，進行可靠的數據傳輸。當數據鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連接。 402 數據鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能？ 答：數據鏈路層中的鏈路控制包括鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制；將數據和 控制信息分開；透明傳輸；尋址等功能。 403 考察停止等待協議算法。在接收結點，當執(zhí)行步驟（ 4）時，若將“否則轉到（ 7）” 改為“否則轉到（ 8）”，將產生什么結果？韶關學院信息工程學院 駱耀 祖整理 答：步驟（ 4）中，若 ,表明發(fā)送結點隊上一幀的確認發(fā)送結點沒有正確收到，發(fā)送結點 重傳了上一幀， 此時接收結點的做法應當是： 丟棄該重復幀， 并重發(fā)對該幀的確認。 若改為“轉 到（ 8）”，接收結點發(fā)送否認幀，則接收結點以為該幀傳輸錯誤，則一直重發(fā)該幀。 404 在停止等待協議算法中，在接收站點，當執(zhí)行步驟（ 3）時，若將“否則 轉到（ 6） ”改為“否則 轉到（ 2） ”將產生什么結果？ 答： 405 在停止等待協議算法中，若不使用幀的序號將出現什么后果？ 答： 406 一個信道速率為 4 kb/s。采用停止等待協議。傳播時延為 20 。確認幀長度和 處理時間均可忽略。問幀長為多少才能使信道利用率達到至少 50？ 答：當發(fā)送一幀的時間等于信道的傳播時延的 2 倍時，信道利用率是 50，或者說當發(fā) 送一幀的時間等于來回路程的傳播時延時，效率將是 50。即 20=40在發(fā)送速 率是每秒 4000發(fā)送一位需 幀長 40/60407 在停止等待協議中，確認幀是否需要序號？請說明理由。 答：在一般 情況下，確認幀不需要序號。但如果超時時間設置短了一些，則可能會出現 問題，即有時發(fā)送方會分不清對哪一幀的確認。 408 試寫出連續(xù) 議的算法。 答：連續(xù) 議的工作原理如圖所示。 連續(xù) 議在簡單停止等待協議的基礎上，允許連續(xù)發(fā)送若干幀，在收到相應 后繼續(xù)發(fā)送若干幀，用以提高傳輸效率。這時 必須有對應的幀序號，才能夠 一一對應起來。 在發(fā)生差錯時丟棄原已發(fā)送的所有后續(xù)幀，重發(fā)差錯發(fā)生以后的所有幀，相當于完全返 回重傳。 信道較差時，連續(xù) 議傳輸效率 不高。韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 409 試證明：當用 n 個比特進行編號時，若接收窗口的大小為，則只有在發(fā)送窗口 的大小 信 道利用率為 1。 416 試簡述 各字段的意義。 什么方 法保證數據的透明傳輸？ 答： （ 1） 的格式，信息字段（長度可變）為數據鏈路層的數據，它就是從網絡 層傳下來的分組。在信息字段的兩端是 24幀頭和幀尾。 兩端的標志字段用來界定一個幀的邊界， 地址字段是用來填寫從站或應答站的 地址信息，幀校驗序列 來對地址、控制和信息字段組成的比特流進行校驗，控制字段 最復雜，用來實現許多主要功能。 （ 2） 采用零比特填充法來實現鏈路層的透明傳輸， 即在兩個標志字段之間不出現 6 個連 續(xù) 1。具體做法是在發(fā)送端，當一串比特流 尚未加上標志字段時，先用硬件掃描整個幀，只 要發(fā)現 5 個連續(xù)的 1，則在其后插入 1 個 0，而在接收端先找到 F 字段以確定幀的邊界，接 著再對其中的比特流進行掃描，每當發(fā)現 5 個連續(xù)的 1，就將這 5 個連續(xù) 1 后的 1 個 0 刪除， 以還原成原來的比特流。 417 可分為哪幾個大類？試簡述各類幀的作用。 答 :在 ，幀被分為三種類型： （ 1）信息幀用于傳輸數據的幀，具有完全的控制 順序。 （ 2）監(jiān)控幀用于實現監(jiān)控功能的幀。包括接收準備好、接收未準備好、請求發(fā)送、選 擇發(fā)送等監(jiān)控幀。主 要完成回答、請求傳輸、請求暫停等功能。 （ 3）無編號幀用于提供附加 的鏈路控制功能的幀。該幀沒有信息幀編號，因此可以表示各種無編號的命令和響應（一般 情況下，各種命令和響應都是有編號的） ，以擴充主站和從站的鏈路控制功能。 418 定，接收序號（ R）表示序號為 N（ R） 1（ 幀以及在這以前韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 的各幀都已正確無誤地收妥了。為什么不定義“ N（ R）表示序號為 N（ R） （ 幀以及 在這以前的各幀都已正確無誤地收妥了”？ 答：因為幀的初始 序號為 0 419 議的主要特點是什么？它適用在什么情況下？ 答：點對點協議 它有三個組成部分 : （ 1）一個將 據報封裝到串行鏈路的方法 . （ 2）一個用來建立 ,配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議 （ 3）一套網絡控制協議 支持不同的網絡層協議 . 點對點協議 用于在 號的情況。 第 5 章局域網 501 局域網的主要特點是什么？為什么說局域網是一個通信網？ 答：局域網是將小區(qū)域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡。 1）特點： 高數據速 率（ 00 短距離（ 5 低誤碼率（ 10 8 10 11 ） 。 2）局域網絡是一個通信網絡，因為從協議層次的觀點看，它包含著下三層的功能。 在 體系結構中，一個通信子網只有最低的三層。而局域網的體系結構也只有 的下三層，沒有第四層以上的層次。所以說局域網只是一種通信網。 502 02 局域同參考模型與 考模型有何異同之處？ 答： 0系結構指 7 層開放式互連標準參考模型。 國際 電子與電氣工程師 協會發(fā)布的關于辦公自動化和輕工業(yè)局域網體系結構的一系列標準文件，該標準基本上對應 于 0型的物理層和數據鏈路層， 這個標準使網絡的物理連接和訪問方法規(guī)范化。 已被 陸續(xù)接收為標準。 相同： 域網遵循 型。包括物理層、數據鏈路層和網絡層。 不同：對應 型的數據鏈路層分成兩個子層，介質訪問控制子層和邏輯鏈路控制子 層；一般不單獨設置網絡層。 局域網的參考模型只相當于 考模型的最低兩層，且兩者的物理層和數據鏈路層之 間也有很大差別。在 列標準中各個子標準的物理層和媒體訪問控制 層是 有區(qū)別的，而邏輯鏈路控制 層是相同的，也就是說， 層實際上是高層協議與 任何一種 層之間的標準接口。 503 一個 7 層樓，每層有一排共 15 間辦公室。每個辦公室的樓上設有一個插座。所 有的插座在一個垂直面上構成一個正方形柵格組成的網的結點。設任意兩個插座之間都允許韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 連上電纜（垂直、水平、斜線、均可） ?，F要用電纜將它們連成： （ 1）集線器在中央的 星形同； （ 2）以太網；試計算每種情況下所需的電纜長度。 答： （ 1）假定從下往上把 7 層樓分別編號為 1 7 層。在星形網中，路由器放在 4 層中間 位置。到達 7 15 1=104 個場點中的每一個場點都需要有電纜。因此電纜的總長度等于： （ 2）對于以太網（ 10 ，每一層都需要 56m 水平電纜，再加上 24m（ =4 6）垂 直方向電纜，所以總長度等于： 56 7 24=416（ m） 504 數據率為 10Mb/s 的以太網的碼元傳輸速率是多少？ 答：碼元傳輸速率即為波特率。 10Mb/s 以太網使用曼徹斯特編碼 ，這就意味著發(fā)送的每 一位都有兩個信號周期，因此波特率是數據率的兩倍，即 20M 波特。 505 有 10 個站連接到以太網上，試計算以下三種情況下每個站所能得到的帶寬？ 答： （ 1） 10 個站共享 10s； 10/10=1（ 2） 10 個站共享 100s； 100/10=10 （ 3）每站獨占 10接到以太網交換機上的每臺計算機都享有 10帶寬。 506 試說明 101010， 10、 110 和 代表的意思。 答： 10 “ 10”表示數據率為 10s， “ 示電纜上的信號是基帶信號， “ 5”表示每一段電纜的最大長度是 500m。 10 “ 10”表示數據率為 10s， “ 示電纜上的信號是基帶信號，“ 2” 表示每一段電纜的最大長度是 185m。 10： “ 10” 表示數據率為 10s， “ 表示電纜上的信號是基帶信號，“ T” 表示使用雙絞線作為傳輸媒體。 10 “ 10”表示數據率為 10s， “ 示電纜上的信號是寬帶信號， “ 36”表示網絡的最大跨度是 3600m。 （ 纖媒介附屬單元，用以連接擴展以太 網的轉發(fā)器之間的光纖鏈路 。 507 10Mb/s 以太網升級到 100Mb/s 和 1Gb/s 時，需要解決哪些技術問題？ 答：欲保持 10M， 100M， 1G 的 議 兼容，要求最小幀長的發(fā)送時間大于最長的 沖突檢測時間， 因而千兆以太網采用載波擴充方法。 而且為了避免由此帶來的額外開銷過大， 當連續(xù)發(fā)送多個短幀時采用幀突發(fā)技術。而 100M 以太網采用的則是保持幀長不變但將最大 電纜長度減小到 100m。其它技術改進：（ 1）采用專用的交換集線器，縮小沖突域（ 2）發(fā) 送、接收、沖突檢測傳輸線路獨立，降低對媒體帶寬要求（ 3）為使用光纖、雙絞線媒體， 采用新的信號編碼技術。 508 100 個站點分布在 4的總線上，協議采用 D。總線速率為 5幀 平均長度為 1000 比特，傳播時延為 5 s/估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數最大值。韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 答案一：因傳播時延為 5 s/傳播速度為 2 10 8 m。 100 個站點時，每站發(fā)送成功的概率為 A（ 1 1/100） 100 1 信道利用率最大值 1/（ 1+2/） ） =因總線速率為 5 100 個站點的 100 個幀的總長度為 100000 比特，所以每個站 每秒鐘發(fā)送的平均幀數最大值為 答案二： a= / C/L=5 s/45s 1000當站點數較大時，信道利用率最大值 近 =1/（ 1+=信道上每秒發(fā)送的幀的最大值 = C/L=5s/1000462 每個站每秒種發(fā)送的平均幀數的最大值 =3462/100=34 509 在以下條件下，重新計算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數最大值。 （ 1）總線長度減小為 1 2）總線速率加倍；（ 3）幀長變?yōu)?10000 比特。 答：設 a 與上題意義相同。當改變條件時，答案如下： （ 1） a1=a/4=每個站每秒種發(fā)送的平均幀數的最大值 =45 總線長度減小，端到端時延就減小，以時間為單位的信道長度與幀長的比也減小 ,信道給 比特填充得更滿 ,信道利用率更高，所以每站每秒發(fā)送的幀更多。 （ 2） a=個總線網的吞吐率 每個站每秒種發(fā)送的平均幀數的最大值 =53 總線速度加倍，以時間為單位的信道長度與幀長的比也加倍，信道利用率減?。ǖ员?原來的 1/2 大） ，所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來多。 （ 3） a3=a/10=個總線網的吞吐率 每個站每秒種發(fā)送的平均幀數的最大值 =幀長加長 10 倍，信道利用率增加，每秒在信道上傳輸的比特增加（但沒有 10 倍） ，所以 最終每站每秒發(fā)送的幀比原來少。 510 假定 1的 D 網絡的數據率為 1Gb/s。設信號在網絡上的傳播速率為 200000km/s。求能夠使用此協議的最短幀長。 答：對于 1纜，單程傳播時間為，即 5 s，來回路程傳播時間為 10 s。為了能夠按 照 D 工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于 10 s。以 1Gb/s 速率工作， 10 s 可以發(fā)送的 比特數等于，因此，最短幀長 10000 比特或 1250 字節(jié)。 511 有一個使用集線器的以太網，每個站到集線器的距離為 d，數據發(fā)送率為 C，幀長 為 12500 字節(jié)，信號在線路上的傳播速率為 108m/s。距離 d 為 25m 和 2500m，發(fā)送速 率為 10s 或 10s。這樣就有 4 種不同的組合。試利用公式（ 59）分別計算 4 種不同 情況下 a 的數值，并進行簡單討論。 答： a= / C/L=d（ 108） C（ 12500 8） =4 1014 d C d=25m d=2500m C=10s C=10s C=10s C=10s a 10 5 10 2 10 3 1 a 越小，信道利用率越大韶關學院信息工程學院 駱耀祖整理 分析： 站點到集線器距離一定的情況下，數據發(fā)送率越高，信道利用率越低。 數據發(fā)送率相同的情況下，站點到集線器的距離越短，信道利用率越高。 補充題： 為什么在 D 協議中參數 a 必須很小？用什么方法可以保證 a 的值很??？ 答：在 D 協議中參數 a 很小，可以使線路利用率和整個網絡系統吞吐率保持較 高水平。 限制網絡傳輸媒體長度、 提高總線速率或增加幀長度都是保證 a 值很小的有效方法。 513 幀中繼