計算機通信與網(wǎng)絡(luò)(清華大學(xué)出版社)_習(xí)題答案.pdf

1 第二章習(xí)題解答 2 01 試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型并說明其主要組成構(gòu)件的作用 試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型并說明其主要組成構(gòu)件的作用 答 1 信源和信宿 信源就是信息的發(fā)送端 是發(fā)出待傳送信息的設(shè)備 信宿就是信息的接收端 是接收所傳送信息的設(shè)備 在實際應(yīng)用中 大部分信源和信宿設(shè)備都是計算機或其 他數(shù)據(jù)終端設(shè)備 data terminal equipment DTE 2 信道 信道是通信雙方以傳輸媒體為基礎(chǔ)的傳輸信息的通道 它是建立在通信線路及 其附屬設(shè)備 如收發(fā)設(shè)備 上的 該定義似乎與傳輸媒體一樣 但實際上兩者并不完 全相同 一條通信介質(zhì)構(gòu)成的線路上往往可包含多個信道 信道本身也可以是模擬 的或數(shù)字方式的 用以傳輸模擬信號的信道叫做模擬信道 用以傳輸數(shù)字信號的信 道叫做數(shù)字信道 3 信號轉(zhuǎn)換設(shè)備 其作用是將信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘?對應(yīng)不同的信 源和信道 信號轉(zhuǎn)換設(shè)備有不同的組成和變換功能 發(fā)送端的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備可以是 編碼器或調(diào)制器 接收端的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備相對應(yīng)的就是譯碼器或解調(diào)器 2 02 試解釋以下名詞 數(shù)據(jù) 信號 模擬數(shù)據(jù) 模擬信號 數(shù)字數(shù)據(jù) 數(shù)字信號試解釋以下名詞 數(shù)據(jù) 信號 模擬數(shù)據(jù) 模擬信號 數(shù)字數(shù)據(jù) 數(shù)字信號 答 數(shù)據(jù) 通常是指預(yù)先約定的具有某種含義的數(shù)字 符號和字母的組合 信號 信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波的表示形式 模擬數(shù)據(jù) 取值是連續(xù)的數(shù)據(jù) 模擬信號 是指幅度隨時間連續(xù)變化的信號 數(shù)字數(shù)據(jù) 取值是離散的數(shù)據(jù) 數(shù)字信號 時間上是不連續(xù)的 離散性的信號 2 032 03 什么叫傳信速率 什么叫傳碼速率 說明兩者的不同與關(guān)系 什么叫傳信速率 什么叫傳碼速率 說明兩者的不同與關(guān)系 答 傳信速率又稱為比特率 記作 Rb 是指在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中 每秒鐘傳輸二進制 碼元的個數(shù) 單位是比特 秒 bit s 或 kbit s 或 Mbit s 傳碼速率又稱為調(diào)制速率 波特率 記作 NBd 是指在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中 每秒鐘 傳輸信號碼元的個數(shù) 單位是波特 Baud 2 若是二電平傳輸 則在一個信號碼元中包含一個二進制碼元 即二者在數(shù)值上 是相等的 若是多電平 M 電平 傳輸 則二者在數(shù)值上有 Rb NBd log2M 的關(guān)系 2 04 設(shè)數(shù)據(jù)信號碼元長度為設(shè)數(shù)據(jù)信號碼元長度為 833 10 6秒秒 若采用若采用 16 電平傳輸電平傳輸 試求傳碼速率和傳試求傳碼速率和傳 信速率 信速率 答 由于T 833 10 6秒 所以傳碼速率NBd 1 T 1200波特 由于傳送的信號是16電平 所以 M 16 則傳信速率Rb NBdlog2M 4800bit s 2 05 異步傳輸中異步傳輸中 假設(shè)停止位為假設(shè)停止位為 1 位位 無奇偶校驗無奇偶校驗 數(shù)據(jù)位為數(shù)據(jù)位為 8 位位 求傳輸效率為求傳輸效率為 多少 多少 答 傳輸效率 字符的數(shù)據(jù)位 字符的總長度 則傳輸效率 8 1 1 8 100 80 2 06 奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么 比特和波特有何區(qū)別奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么 比特和波特有何區(qū)別 答 奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)公式的意義在于揭示了信道對數(shù)據(jù)傳輸率的限制 只是兩者作 用的范圍不同 奈氏準(zhǔn)則給出了每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元的傳輸速率是每秒 2 個碼 元 香農(nóng)公式則推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸 速率 C Wlog2 1 S N 其中 W 為信道的帶寬 以赫茲為單位 S 為信道內(nèi)所 傳信號的平均功率 N 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率 比特和波特是兩個完全不同的概念 比特是信息量的單位 波特是碼元傳輸?shù)?速率單位 但信息的傳輸速率 比特 每秒 一般在數(shù)量上大于碼元的傳輸速 率 波特 且有一定的關(guān)系 若使 1 個碼元攜帶 n 比特的信息量 則 M Baud 的碼元傳輸速率所對應(yīng)的信息傳輸率為 M n bit s 2 07 假設(shè)帶寬為假設(shè)帶寬為 3000Hz 的模擬信道中只存在高斯白噪聲 并且信噪比是的模擬信道中只存在高斯白噪聲 并且信噪比是 20dB 則該信道能否可靠的傳輸速率為則該信道能否可靠的傳輸速率為 64kb s 的數(shù)據(jù)流 的數(shù)據(jù)流 答 按 Shannon 定理 在信噪比為 20db 的信道上 信道最大容量為 C Wlog2 1 S N 已知信噪比電平為 20db 則信噪功率比 S N 100 C 3000 log2 1 100 3000 6 66 19 98 kbit s 則該信道不能可靠的傳輸速率為 64kb s 的數(shù)據(jù)流 2 08 常用的傳輸媒體有哪幾種常用的傳輸媒體有哪幾種 各有何特點各有何特點 答 有線傳輸媒體主要有雙絞線 同軸電纜和光纜等 無線傳輸媒體主要包括無線 電波 地面微波 衛(wèi)星微波 紅外線 特點請參見教材 23 27 頁 3 2 09 什么是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼什么是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 其特點如何其特點如何 答 在曼徹斯特編碼中 每一位的中間有一跳變 位中間的跳變既作時鐘信號 又作數(shù)據(jù)信號 從高到低跳變表示 1 從低到高跳變表示 0 差分曼徹斯 特碼是差分編碼和曼徹斯特編碼相結(jié)合的一種編碼方式 首先按照差分編碼的 規(guī)則變換成差分碼 再按照曼徹斯特編碼規(guī)則進行轉(zhuǎn)換即可 2 10 數(shù)字通信系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點 它的主要缺點是什么 數(shù)字通信系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點 它的主要缺點是什么 答 優(yōu)點 抗干擾能力強 尤其是數(shù)字信號通過中繼再生后可消除噪聲積累 數(shù)字 信號易于加密處理 所以數(shù)字通信保密性強 其缺點是比模擬信號占帶寬 2 11 帶寬為帶寬為6MHz6MHz的電視信道 如果使用量化等級為的電視信道 如果使用量化等級為4 4的數(shù)字信號傳輸 則其數(shù)據(jù)傳的數(shù)字信號傳輸 則其數(shù)據(jù)傳 輸率是多少 假設(shè)信道是無噪聲的 輸率是多少 假設(shè)信道是無噪聲的 答 由奈氏準(zhǔn)則 其數(shù)據(jù)傳輸率 2Wlog2M 2 6 M log24 24Mbit s 2 12 對于帶寬為對于帶寬為3kHz3kHz 信噪比為信噪比為20dB20dB的信道的信道 當(dāng)其用于發(fā)送二進制信號時當(dāng)其用于發(fā)送二進制信號時 它的最它的最 大數(shù)據(jù)傳輸率是多少 大數(shù)據(jù)傳輸率是多少 答 按Shannon定理 在信噪比為20db的信道上 信道最大容量為 C Wlog2 1 S N 已知信噪比電平為 20db 則信噪功率比 S N 100 C 3000 log2 1 100 3000 6 66 19 98 kbit s 而奈氏極限值是 6 kbit s 顯然 瓶頸是奈氏極限 所以 最大傳輸速率是 6 kbit s 2 13 一個每一個每毫毫秒鐘采樣一次的秒鐘采樣一次的4kHz4kHz無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少 無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少 答 不管采樣速率如何 一個無噪聲信道都可以運載任意數(shù)量的信息 因為每個采 樣值都可以發(fā)送大量數(shù)據(jù) 事實上 對于 4KHz 的信道 以高于每秒 8000 次的 速率來采樣是沒有意義的 因為本題中每毫秒采樣一次 則采樣頻率為 1000 次 秒 若每個采樣點的值用 4bit 編碼 則速率是 4kb s 若每個采樣點的值用 16bit 編碼 則速率可達 16kb s 2 14 什么是多路復(fù)用 按照復(fù)用方式的不同什么是多路復(fù)用 按照復(fù)用方式的不同 多路復(fù)用技術(shù)基本上分為幾類 分別多路復(fù)用技術(shù)基本上分為幾類 分別 是什么 是什么 答 多路復(fù)用技術(shù)是指在一條傳輸信道中傳輸多路信號 以提高傳輸媒體利用率的 技術(shù) 分為 時分復(fù)用 頻分復(fù)用 碼分復(fù)用和波分復(fù)用四類 2 15 比較頻分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用的異同點 比較頻分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用的異同點 答 略 見教材 41 43 頁 4 2 16 簡述電路交換和分組交換的優(yōu)缺點 簡述電路交換和分組交換的優(yōu)缺點 答 電路交換的優(yōu)點 電路交換是一種實時交換 適用于實時要求高的話音通信 全程 200 ms 缺點 1 在通信前要通過呼叫 為主 被叫用戶建立一條物理的 邏輯的連 接 2 電路交換是預(yù)分配帶寬 話路接通后 即使無信息傳送也虛占電路 據(jù) 統(tǒng)計 傳送數(shù)字話音時電路利用率僅為 36 3 在傳送信息時 沒有任何差錯控制措施 不利于傳輸可靠性要求高的突 發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 分組交換優(yōu)點 1 能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)終端設(shè)備 含有不同的傳輸速率 不同的代碼 不同的通信控制規(guī)程等 之間的通信 2 分組多路通信功能 3 數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高 可靠性高 4 經(jīng)濟性好 缺點 1 由于采用存儲 轉(zhuǎn)發(fā)方式處理分組 所以分組在網(wǎng)內(nèi)的平均時延可 達幾百毫秒 2 每個分組附加的分組標(biāo)題 都會需要交換機分析處理 而增加開銷 因 此分組交換適宜于計算機通信的突發(fā)性或斷續(xù)性業(yè)務(wù)的需求 而不適合于在實時性 要求高 信息量大的環(huán)境中應(yīng)用 3 分組交換技術(shù)比較復(fù)雜 涉及到網(wǎng)絡(luò)的流量控制 差錯控制 代碼 速 率的變換方法和接口 網(wǎng)絡(luò)的管理和控制的智能化等 2 17 在循環(huán)冗余校驗系統(tǒng)中在循環(huán)冗余校驗系統(tǒng)中 利用生成多項式利用生成多項式G x x 5 x4 x 1判斷接收到的 判斷接收到的 報文報文010110001101是否正確 并計算是否正確 并計算100110001的冗余校驗碼 的冗余校驗碼 答 若收到的報文是 1010110001101 則用其去除以生成多項式對應(yīng)的碼組 110011 1 1 0 0 0 1 0 0 110011 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 可知結(jié)果不是全零 所以肯定是有錯的 5 當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)是 100110001 根據(jù)生成多項式 可知所對應(yīng)的冗余校驗碼為 5 位 則在 100110001 后添加 00000 用 10011000100000 110011 后 所得余數(shù)為 110 則冗余校驗碼為 00110 2 18 一碼長為一碼長為n 15的漢明碼 監(jiān)督位應(yīng)為多少 編碼效率為多少 的漢明碼 監(jiān)督位應(yīng)為多少 編碼效率為多少 答 因為對于漢明碼來說 應(yīng)滿足 2 r 1 n 又因為 n 15 所以監(jiān)督位 r 至少應(yīng)為 4 編碼效率100 k R n 154 100 15 73 3 2 19 已知已知 7 4 漢明碼接收碼組為漢明碼接收碼組為0100100 計算其校正子并確定錯碼在哪一位計算其校正子并確定錯碼在哪一位 答 因為校正子 S1 c6 c5 c4 c2 0 S2 c6 c5 c3 c1 1 S3 c6 c4 c3 c0 0 因為三個校正因子不全為 0 說明碼字有錯 S S1S2S3 010 說明信息位 c1有錯 將 c1上的 0 變?yōu)?1 即可糾正錯誤 2 20 常用的差錯控制的方法有哪些 各有什么特點 常用的差錯控制的方法有哪些 各有什么特點 答 1 自動請求重發(fā) ARQ 接收端檢測到接收信息有錯時 通過自動要求發(fā) 送端重發(fā)保存的副本以達到糾錯的目的 這種方式需要在發(fā)送端把所要發(fā)送 的數(shù)據(jù)序列編成能夠檢測錯誤的碼 在后面的數(shù)據(jù)鏈路層中將會詳細介紹這 種差錯控制的方法 2 前向糾錯 FEC 接收端檢測到接收信息有錯后 通過計算 確定差錯 的位置 并自動加以糾正 這種方式需要發(fā)送端將輸入的數(shù)據(jù)序列變換成能 夠糾正錯誤的碼 3 混合方式 接收端采取糾檢錯混合 在 ATM 中應(yīng)用 即對少量差錯予 以自動糾正 而超過其糾正能力的差錯則通過重發(fā)的方法加以糾正 4 信息反饋 IRQ 接收端把收到的數(shù)據(jù)序列全部由反向信道送回給發(fā)送 端 發(fā)送端比較其發(fā)送的數(shù)據(jù)序列與送回的數(shù)據(jù)序列 從而發(fā)現(xiàn)是否有錯誤 并把認為錯誤的數(shù)據(jù)序列的原始數(shù)據(jù)再次發(fā)送 直到發(fā)送端沒有發(fā)現(xiàn)錯誤為 止 這種方式不需要發(fā)送端進行差錯控制編碼 2 21 簡述 簡述 7 4 漢明碼中 漢明碼中7和和4的含義 的含義 答 7 是指一個碼組的總長度是 7 位 4 是指一個碼組中信息位的長度是 4 位 2 22 簡述簡述DTE和和DCE的概念 的概念 6 答 DTE 數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE Data Terminal Equipment 是泛指智能終端 各類 計算機系統(tǒng) 服務(wù)器 或簡單終端設(shè)備 如打印機 內(nèi)含數(shù)據(jù)通信 或傳輸 控制單元 其又稱為計算機系統(tǒng) DCE 數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備 DCE Data Circuit Terminating Equipment 是指用 于處理網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備 2 23 物理層接口標(biāo)準(zhǔn)包含哪方面的特性 每種特性的具體含義是什么 物理層接口標(biāo)準(zhǔn)包含哪方面的特性 每種特性的具體含義是什么 答 包含四個方面的特性 機械特性 電氣特性 規(guī)程特性和功能特性 機械特性規(guī)定了接插件的幾何尺寸和引線排列 電氣特性描述了通信接口的發(fā)信器 驅(qū)動器 接收器的電氣連接方法及其電 氣參數(shù) 如信號電壓 或電流 信號源 負載阻抗等 功能特性描述了接口執(zhí)行的功能 定義接插件的每一引線 針 Pin 的作用 規(guī)程特性描述通信接口上傳輸時間與控制需要執(zhí)行的事件順序 第三章習(xí)題解答第三章習(xí)題解答 3 13 1 簡述數(shù)據(jù)鏈路層的功能 簡述數(shù)據(jù)鏈路層的功能 答 數(shù)據(jù)鏈路層是在物理層提供的比特流傳送服務(wù)的基礎(chǔ)上 通過一系 列的控制和管理 構(gòu)成透明的 相對無差錯的數(shù)據(jù)鏈路 向網(wǎng)絡(luò)層提供 可靠 有效的數(shù)據(jù)幀傳送的服務(wù) 其主要功能包括 鏈路管理 幀定界 流量控制 差錯控制 數(shù)據(jù) 和控制信息的識別 透明傳輸 尋址 3 2 試解釋以下名詞 數(shù)據(jù)電路 數(shù)據(jù)鏈路 主站 從站 復(fù)合站 試解釋以下名詞 數(shù)據(jù)電路 數(shù)據(jù)鏈路 主站 從站 復(fù)合站 答 數(shù)據(jù)電路是一條點到點的 由傳輸信道及其兩端的 DCE 構(gòu)成的物 理電路段 中間沒有交換節(jié)點 數(shù)據(jù)電路又稱為物理鏈路 或簡稱為鏈 路 數(shù)據(jù)鏈路是在數(shù)據(jù)電路的基礎(chǔ)上增加傳輸控制的功能構(gòu)成的 一般 來說 通信的收發(fā)雙方只有建立了一條數(shù)據(jù)鏈路 通信才能夠有效地進 行 在鏈路中 所連接的節(jié)點稱為 站 發(fā)送命令或信息的站稱為 主 站 在通信過程中一般起控制作用 接收數(shù)據(jù)或命令并做出響應(yīng)的站 稱為 從站 在通信過程中處于受控地位 同時具有主站和從站功能 的 能夠發(fā)出命令和響應(yīng)信息的站稱為復(fù)合站 7 3 3 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的作用和主要功能是什么 層流量控制的作用和主要功能是什么 答 流量控制簡稱 流控 是協(xié)調(diào)鏈路兩端的發(fā)送站 接收站之間的 數(shù)據(jù)流量 以保證雙方的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收達到平衡的一種技術(shù) 在計算機網(wǎng)絡(luò)中 由于接收方往往需要對接收的信息進行識別和處 理 需要較多的時間 通常發(fā)送方的發(fā)送速率要大于接收方的接收能力 當(dāng)接收方的接收處理能力小于發(fā)送方的發(fā)送能力時 必須限制發(fā)送方的 發(fā)送速率 否則會造成數(shù)據(jù)的丟失 流量控制就是一種反饋機制 接收 方隨時向發(fā)送方報告自己的接收情況 限制發(fā)送方的發(fā)送速率 保證接 收方能夠正常 有序地接收數(shù)據(jù) 3 4 在停止在停止 等待協(xié)議中 確認幀是否需要序號 為什么 等待協(xié)議中 確認幀是否需要序號 為什么 答 在停止 等待協(xié)議中 由于每次只確認一個已經(jīng)發(fā)送的幀 確認幀 可以不需要序號 但在一些特殊情況下會出現(xiàn)問題 如果發(fā)送方在超時 重發(fā)一個幀后又收到了遲到的確認 就不能確定該應(yīng)答是對哪一個幀的 確認 并可能導(dǎo)致隨后的傳送過程重新差錯 3 5 解釋為什么要從停止解釋為什么要從停止 等待協(xié)議發(fā)展到連續(xù)等待協(xié)議發(fā)展到連續(xù) ARQ 協(xié)議 協(xié)議 答 停止 等待協(xié)議的優(yōu)點是控制比較簡單 缺點是由于發(fā)送方一次只 能發(fā)送一幀 在信號傳播過程中發(fā)送方必須處于等待狀態(tài) 這使得信道 的利用率不高 尤其是當(dāng)信號的傳播時延比較長時 傳輸效率會更低 導(dǎo)致停止 等待協(xié)議信道利用率低的原因 是因為發(fā)送方每發(fā)送一 幀都需要等待接收方的應(yīng)答 才可以繼續(xù)發(fā)送 如果能允許發(fā)送方在等 待應(yīng)答的同時能夠連續(xù)不斷地發(fā)送數(shù)據(jù)幀 而不必每一幀都是接收到應(yīng) 答后才可以發(fā)送下一幀 則可以提高傳輸效率 允許發(fā)送方在收到接收 方的應(yīng)答之前可以連續(xù)發(fā)送多個幀的策略 就是滑動窗口協(xié)議 滑動窗 口流量控制包括連續(xù) ARQ 和選擇 ARQ 方式 3 6 對于使用對于使用 3 比特序號的停止比特序號的停止 等待協(xié)議等待協(xié)議 連續(xù)連續(xù) ARQ 協(xié)議和選擇協(xié)議和選擇 ARQ 協(xié)協(xié) 議 發(fā)送窗口和接收窗口的最大尺寸分別是多少 議 發(fā)送窗口和接收窗口的最大尺寸分別是多少 答 使用 3 比特對幀進行編號 可以有 0 7 共 8 種編碼 停止 等待協(xié)議 發(fā)送窗口 1 接收窗口 1 連續(xù) ARQ 協(xié)議 最大發(fā)送窗口 7 接收窗口 1 選擇 ARQ 協(xié)議 最大發(fā)送窗口 4 最大接收窗口 4 8 3 7 信道速率為信道速率為 4kb s 采用停止等待協(xié)議采用停止等待協(xié)議 單向傳播時延單向傳播時延 tp為為 20ms 確認確認 幀長度和處理時間均可忽略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問幀長為多少才能使信道利用率達到至少少 50 答 不考慮確認幀發(fā)送時間和雙方的處理時間 則信道利用率 tF 2tp tF tF L v 其中 L 為幀長度 v 4kb s 要使信道利用率達到 50 則 tF 40 ms 可以得到L 160 bit 3 8 假設(shè)衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率假設(shè)衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為為1Mb s 取衛(wèi)星信道的單程傳播時延取衛(wèi)星信道的單程傳播時延為為250ms 每一個數(shù)據(jù)幀長度是每一個數(shù)據(jù)幀長度是 1000bit 忽略誤碼率 確認幀長和處理時間 試 忽略誤碼率 確認幀長和處理時間 試 計算下列情況下的衛(wèi)星信道可能達到的最大的信道利用率分別是多計算下列情況下的衛(wèi)星信道可能達到的最大的信道利用率分別是多 少 少 1 停止停止 等待協(xié)議 等待協(xié)議 2 連續(xù) 連續(xù) ARQ 協(xié)議 協(xié)議 WT 7 3 連續(xù) 連續(xù) ARQ 協(xié)議 協(xié)議 WT 127 答 不考慮差錯情況 確認幀發(fā)送時間和雙方的處理時間 則信道利用 率 tF 2tp tF tF L v 其中 L 為一個幀長度 v 1Mb s 則 tF 1000 1000000 0 001s 1ms 1 停止 等待協(xié)議 每次只發(fā)送一個幀 信道利用率 1 250 2 1 1 501 2 連續(xù) ARQ 協(xié)議 WT 7 可以連續(xù)發(fā)送 7 個幀 但后面的 6 個幀是在 等待的同時發(fā)送 信道利用率 7 250 2 1 7 501 3 連續(xù) ARQ 協(xié)議 WT 127 可以連續(xù)發(fā)送 127 個幀 但后面的 126 個幀是在等待的同時發(fā)送 而且 當(dāng) 127 個幀全部發(fā)送完畢使用了 127ms 確認應(yīng)答還沒有到達 信道利用率 127 250 2 1 127 501 3 9 簡述簡述PPP協(xié)議的組成 協(xié)議的組成 答 PPP 由以下三個部分組成 1 在串行鏈路上封裝 IP 數(shù)據(jù)報的方法 PPP 既支持異步鏈路 無 奇偶校驗的 8 比特數(shù)據(jù) 也支持面向比特的同步鏈路 2 鏈路控制協(xié)議 Link Control Protocol LCP 用于建立 配置 和測試數(shù)據(jù)鏈路連接 通信的雙方可協(xié)商一些選項 9 3 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 Network Control Protocol NCP 用于建立 配 置多種不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 如 IP OSI 的網(wǎng)絡(luò)層 DECnet 以及 AppleTalk 等 每種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議需要一個 NCP 來進行配置 在單個 PPP 鏈路上可 支持同時運行多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 3 10 簡述簡述PPPPPP鏈路的建立過程 鏈路的建立過程 答 目前大部分家庭上網(wǎng)都是通過 PPP 在用戶端和運營商的接入服務(wù) 器之間建立通信鏈路 當(dāng)用戶撥號接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商 ISP 時 路由器 的調(diào)制解調(diào)器對撥號做出應(yīng)答 并建立一條物理連接 這時 PC 機向 路由器發(fā)送一系列的 LCP 分組 封裝成多個 PPP 幀 這些分組及其響應(yīng) 選擇了將要使用的一些 PPP 參數(shù) 接著就進行網(wǎng)絡(luò)層配置 NCP 給新 接人的 PC 機分配一個臨時的 IP 地址 這樣 計算機就和網(wǎng)絡(luò)建立了一 個 PPP 連接 成為 Internet 上的一個主機了 3 11 簡述簡述HDLC信息幀控制字段中的信息幀控制字段中的N S 和和N R 的含義的含義 要保證要保證HDLC 數(shù)據(jù)的透明傳輸 需要采用哪種方法 數(shù)據(jù)的透明傳輸 需要采用哪種方法 答 HDLC信息幀控制字段中的N S 表示當(dāng)前發(fā)送的幀的編號 使接 收方能夠正確識別所接收的幀及幀的順序 N R 表示N R 以前的各幀已正確接收 通知發(fā)送方希望接收下 一幀為第N R 幀 要保證HDLC數(shù)據(jù)的透明傳輸 需要避免數(shù)據(jù)和控制序列中出現(xiàn)類 似幀標(biāo)志的比特組合 保證標(biāo)志F的唯一性 HDLC采用 0 比特插入 刪除法 采用這種方法 在F以后出現(xiàn)5個連續(xù)的1 其后額外插入一 個 0 這樣就不會出現(xiàn)連續(xù)6個或6個以上 1 的情況 在接收方 在F之后每出現(xiàn)連續(xù)5個 1 后跟隨 0 就自動將其后的 0 刪除 還原成原來的比特流 3 12 若窗口序號位數(shù)為若窗口序號位數(shù)為3 發(fā)送窗口尺寸為 發(fā)送窗口尺寸為2 采用 采用Go back N 出錯全部重出錯全部重 發(fā)發(fā) 協(xié)議 試畫出由初始狀態(tài)出發(fā)相繼發(fā)生下列事件時的發(fā)送及接收窗協(xié)議 試畫出由初始狀態(tài)出發(fā)相繼發(fā)生下列事件時的發(fā)送及接收窗 口圖示口圖示 發(fā)送發(fā)送0號幀號幀 發(fā)送發(fā)送1號幀號幀 接收接收0號幀號幀 接收確認接收確認0號幀號幀 發(fā)送發(fā)送2 號幀 接收號幀 接收1號幀 接收確認號幀 接收確認1號幀 號幀 答 10 11 3 13 請用請用HDLC協(xié)議協(xié)議 給出主站給出主站A與從站與從站B以異步平衡方式以異步平衡方式 采用選擇采用選擇ARQ 流量控制方案 按以下要求實現(xiàn)鏈路通信過程 流量控制方案 按以下要求實現(xiàn)鏈路通信過程 1 A站有站有6幀要發(fā)送給幀要發(fā)送給B站 站 A站可連續(xù)發(fā)站可連續(xù)發(fā)3幀 幀 2 A站向站向B站發(fā)的第站發(fā)的第2 4幀出錯 幀出錯 幀表示形式規(guī)定為 幀類型 地址 命令 發(fā)送幀序號幀表示形式規(guī)定為 幀類型 地址 命令 發(fā)送幀序號N S 接接 收幀序號收幀序號N R 探詢 探詢 終止位終止位P F 答 3 14 在面向比特同步協(xié)議的幀數(shù)據(jù)段中 出現(xiàn)如下信息 在面向比特同步協(xié)議的幀數(shù)據(jù)段中 出現(xiàn)如下信息 1010011111010111101 高位在左低位在右高位在左低位在右 則采用則采用 0 比特填充后的比特填充后的 輸出是什么 輸出是什么 答 0 比特自動插入 刪除技術(shù)是在信息序列中連續(xù)5個 1 后自動加入一 12 個 0 比特 則以下信息序列采用 0 比特插入后為 信息序列 1010011111010111101 0 比特插入后 10100111110010111101 3 15 HDLC協(xié)議中的控制字段從高位到低位排列為協(xié)議中的控制字段從高位到低位排列為11010001 試說明該幀是試說明該幀是 什么幀 該控制段表示什么含義 什么幀 該控制段表示什么含義 答 HDLC協(xié)議中的控制字段從高位到低位排列為11010001 即最低兩位 b1b0 為 01 表示是監(jiān)督幀 其控制字段b3b2為 00 表示是 RR 接收準(zhǔn)備好 可以繼續(xù)發(fā)送 P F 1 N R 110 表示 對第5號幀及以前各幀確認 希望下一次接收第6號幀 3 16 HDLC協(xié)議的幀格式中的第三字段是什么字段 若該字段的第一比特協(xié)議的幀格式中的第三字段是什么字段 若該字段的第一比特 為為 0 則該幀為什么幀 則該幀為什么幀 答 HDLC協(xié)議的幀格式中的第三字段是控制 C 字段 若該字段的第一 比特 最低位LSB 為 0 則該幀為信息幀 3 17 試比較非堅持型 試比較非堅持型 1 堅持型和堅持型和P 堅持型堅持型CSMA的優(yōu)缺點 的優(yōu)缺點 答 根據(jù)監(jiān)聽后的策略 CSMA 有三種不同的方法 非堅持型 1 堅持 型 P 堅持型 三種方法各自優(yōu)缺點如下 1 非堅持型在監(jiān)聽到信道忙時 不堅持監(jiān)聽 而是延遲一個隨機 時間再次監(jiān)聽 準(zhǔn)備發(fā)送 這種方法控制簡單 減少了沖突發(fā)生的概率 但再次監(jiān)聽之前可能信道早已空閑 這就造成一定的時間浪費 效率較低 2 1 堅持型方法在監(jiān)聽到信道忙時 一直堅持監(jiān)聽 直到監(jiān)聽到信 道空閑 以概率 1 立即發(fā)送 這種策略能夠及早發(fā)送數(shù)據(jù) 但當(dāng)有兩個或以 上的站同時在監(jiān)聽和準(zhǔn)備發(fā)送時 信道由忙至空閑的狀態(tài)轉(zhuǎn)換就起了同步的 作用 造成兩個或多個站同時發(fā)送 就會發(fā)生沖突 反而降低了效率 3 P 堅持型采用了一種折中方案 當(dāng)監(jiān)聽到總線空閑時 以 P 的 概率發(fā)送 而以 1 P 的概率延遲一個時間單位后再監(jiān)聽 準(zhǔn)備發(fā)送 這 種方法減少了發(fā)送沖突的可能性 但退避也可能造成信道浪費 3 3 1818 CSMA 控制方案包括哪三種算法 簡述三種算法的算法思想 控制方案包括哪三種算法 簡述三種算法的算法思想 答 載波監(jiān)聽多路訪問 Carries Sense Multiple Access CSMA 是每個站 在發(fā)送幀之前監(jiān)聽信道上是否有其他站點正在發(fā)送數(shù)據(jù) 即檢查一下信道 13 上是否有載波 或者說信道是否忙 如果信道忙 就暫不發(fā)送 否則就發(fā) 送 這種方法稱為 先聽后說 減少了發(fā)生沖突的概率 根據(jù)監(jiān)聽后的策略 有三種不同的協(xié)議 即 非堅持型 1 堅持型 P 堅持型 1 非堅持型 非堅持型的工作原理是當(dāng)監(jiān)聽到信道空閑時 則立即發(fā)送 當(dāng)監(jiān)聽到 信道忙時 不堅持監(jiān)聽 而是延遲一個隨機時間再次監(jiān)聽 準(zhǔn)備發(fā)送 當(dāng) 然 再次監(jiān)聽之前可能信道早已空閑 這就造成一定的時間浪費 但減少 了沖突發(fā)生的概率 2 1 堅持型 1 堅持型的工作原理是在監(jiān)聽到信道忙時 一直堅持監(jiān)聽 直到監(jiān) 聽到信道空閑 以概率 1 立即發(fā)送 這種策略是爭取及早發(fā)送數(shù)據(jù) 但當(dāng) 有兩個或以上的站同時在監(jiān)聽和準(zhǔn)備發(fā)送時 信道由忙至空閑的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 就起了同步的作用 兩個或多個站同時發(fā)送 就會發(fā)生沖突 3 P 堅持型 為了降低 1 堅持型的沖突概率 又減少非堅持型造成的介質(zhì)時間浪 費 采用了一種折中方案 這就是 P 堅持型 CSMA 這種方案的特點是 當(dāng)監(jiān)聽到總線空閑時 以 P 的概率發(fā)送 而以 1 P 的概率延遲一個時間 單位 時間單位等于最大端 端傳播延時 然后再監(jiān)聽 如果監(jiān)聽到信 道忙 則繼續(xù)監(jiān)聽 直到空閑 上述三種方案都不能避免沖突發(fā)生 無非沖突的概率不同 一旦有沖 突發(fā)生 則要延遲隨機個 時間片再重復(fù)監(jiān)聽過程 3 3 19 簡單比較一下純簡單比較一下純 ALOHA 和時隙和時隙 ALOHA 協(xié)議 協(xié)議 答 ALOHA 是最基本的隨機訪問技術(shù) 其又分為純 ALOHA 和時隙 ALOHA 它們的區(qū)別在于是否將時間分成離散的時隙以便所有的幀都必須 同步到時隙中 純 ALOHA 不要求全局的時間同步 而時隙 ALOHA 則需要 由于采用純 ALOHA 技術(shù)的系統(tǒng)中 任何站點可以在任意時刻發(fā)送幀 在一個站發(fā)送分組過程中的任何時刻都可能發(fā)生沖突 這樣相鄰的兩沖突分 組都必須重發(fā) 需要重發(fā)的分組各自延遲一個隨機時間后再重發(fā) 直至成功 采用時隙 ALOHA 技術(shù) 只要發(fā)送幀的長度小于時隙長度 如果在幀開 始時沒有沖突 則在這個時隙內(nèi)就不會出現(xiàn)沖突 幀就能發(fā)送成功 與純 ALOHA 相比 時隙 ALOHA 沖突的危險區(qū)時間由 2 個 T0變?yōu)橐粋€ T0 在 同等條件下沖突的可能性減小 時隙 ALOHA 的最大信道利用率是純 ALOHA 的 2 倍 但需要全系統(tǒng)同步 增加了控制開銷 3 20 簡述簡述CSMA CD協(xié)議的工作原理 協(xié)議的工作原理 14 答 CSMA CD的工作原理歸納如下 1 載波監(jiān)聽 任一站要發(fā)送信息時 首先要監(jiān)測總線 用來判決介質(zhì)上有否其他 站的發(fā)送信號 如果介質(zhì)呈忙 則繼續(xù)檢測 直到發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑 如果 檢測介質(zhì)為空閑 則可以立即發(fā)送 由于通道存在傳播時延 采用載波 監(jiān)聽的方法仍避免不了兩站點在傳播時延期間發(fā)送的幀會產(chǎn)生沖突 2 沖突檢測 每個站在發(fā)送幀期間 同時具有檢測沖突的能力 一旦檢測到?jīng)_突 就立即停止發(fā)送 并向總線上發(fā)一串阻塞信號 通報總線上各站已發(fā)生 沖突 3 多路訪問 檢測到?jīng)_突并在發(fā)完阻塞信號后 發(fā)送站退回等待 為了降低再次 沖突的概率 需要等待一個隨機時間 沖突的各站可不相等 然后再用 CSMA 算法重新發(fā)送 3 21 假設(shè)某個假設(shè)某個4Mb s4Mb s的令牌環(huán)的令牌保持計時器的值是的令牌環(huán)的令牌保持計時器的值是10ms10ms 則在該環(huán)上可則在該環(huán)上可 以發(fā)送的最長幀是多少 以發(fā)送的最長幀是多少 答 在令牌環(huán)網(wǎng)中 為了保證不會因為令牌丟失而使網(wǎng)絡(luò)不能正常工 作 需要對令牌監(jiān)測 令牌保持計時器的值是10ms 就表示監(jiān)控站必須 在10ms內(nèi)監(jiān)測到網(wǎng)絡(luò)中有令牌幀傳送 否則會進入令牌丟失處理過程 因此要求網(wǎng)絡(luò)中傳輸一個數(shù)據(jù)幀的時間不能超過10ms 此令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率4Mb s 則10ms可以傳送數(shù)據(jù)40000bit 即最長的幀為40000bit 實際上 考慮必要的控制開銷和傳播時延 節(jié) 點延遲 實際應(yīng)用的幀長度會更小一些 數(shù)據(jù)部分更短 3 22 簡述簡述CSMA CA協(xié)議的工作原理 協(xié)議的工作原理 答 欲發(fā)送數(shù)據(jù)的站先檢測信道 通過收到的相對信號強度是否超過一 定的門限數(shù)值就可判定是否有其他的移動站在信道上發(fā)送數(shù)據(jù) 當(dāng)源站 發(fā)送它的第一個 MAC 幀時 若檢測到信道空閑 則在等待 段 DIFS 時間后就可發(fā)送 在信道空閑時還要再等待 主要是考慮到可能有其他的站有高優(yōu)先 級的幀要發(fā)送 如有 就要讓高優(yōu)先級幀先發(fā)送 假定沒有高優(yōu)先級幀要發(fā)送 則該站發(fā)送自己的數(shù)據(jù)幀 目的站若 正確收到此幀 則經(jīng)過時間間隔 SIFS 后 向發(fā)送站回送確認幀 ACK 若發(fā)送站在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到確認幀 ACK 由重傳計時器控制這段時 15 間 就必須重傳此幀 直到收到確認為止 或者 經(jīng)過若干次的重傳失 敗后放棄發(fā)送 當(dāng)某個想發(fā)送數(shù)據(jù)的站使用退避算法選擇了爭用窗口中的某個時 隙后 就根據(jù)該時隙的位置設(shè)置一個退避計時器 back off timer 當(dāng)退避 計時器的時間減小到零時 就開始發(fā)送數(shù)據(jù) 也可能當(dāng)退避計時器的時 間還未減小到零時而信道又轉(zhuǎn)變?yōu)槊B(tài) 這時就凍結(jié)退避計時器的數(shù) 值 重新等待信道變?yōu)榭臻e 再經(jīng)過時間 DIFS 后 繼續(xù)啟動退避計時 器 從剩下的時間開始 這種規(guī)定有利于繼續(xù)啟動退避計時器的站更早 地接入到信道中 第四章練習(xí)題答案 4 01 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性體現(xiàn)在四個方面的技術(shù)特性 請簡述之 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性體現(xiàn)在四個方面的技術(shù)特性 請簡述之 答 局域網(wǎng)技術(shù)一經(jīng)提出便得到了廣泛應(yīng)用 各計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)廠商 紛紛提出自己的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 試圖搶占和壟斷局域網(wǎng)市場 因此 局域網(wǎng)標(biāo) 準(zhǔn)一度呈現(xiàn)出特有的多樣性 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性體現(xiàn)在局域網(wǎng)的四個技術(shù) 特性 1 傳輸媒體傳輸媒體指用于連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的介質(zhì)類型 常用的有雙 絞線 同軸電纜 光纖 以及微波 紅外線和激光等無線傳輸媒體 目前廣 泛應(yīng)用的傳輸媒體是雙絞線 隨著無線局域網(wǎng)的廣泛應(yīng)用 無線正得到越來 越多的應(yīng)用 2 傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)指借助傳輸媒體進行數(shù)據(jù)通信的技術(shù) 常用的 有基帶傳輸和寬帶傳輸兩種 傳輸技術(shù)主要包括信道編碼 調(diào)制解調(diào)以及復(fù) 用技術(shù)等 屬于物理層研究的范疇 3 網(wǎng)絡(luò)拓撲網(wǎng)絡(luò)拓撲指組網(wǎng)時計算機和通信線纜連接的物理結(jié)構(gòu)和 形狀 常用的有星形 總線形和環(huán)形 不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲需要采用不同的數(shù)據(jù) 發(fā)送和接收方式 4 媒體訪問控制方法訪問控制方法指多臺計算機對傳輸媒體的訪問控制 方法 這里的訪問 是指通過傳輸媒體發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 常用的有隨機爭用 令牌總線和令牌環(huán)等訪問控制方法 目前局域網(wǎng)中廣泛采用的是一種受控的 隨機爭用方法 即載波監(jiān)聽多點接入 沖突檢測 CSMA CD 方法 4 02 邏輯鏈路控制 邏輯鏈路控制 LLC 子層有何作用 為什么在目前的以太網(wǎng)網(wǎng)卡中 子層有何作用 為什么在目前的以太網(wǎng)網(wǎng)卡中 沒有沒有 LLC 子層的功能 子層的功能 答 在局域網(wǎng)發(fā)展的早期 有多種類型的局域網(wǎng) 如 802 4 令牌總線網(wǎng) 802 5 令牌環(huán)網(wǎng)等 為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802 16 委員會在局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層定義了兩個子層 即邏輯鏈路控制 LLC Logical Link Control 子層和媒體接入控制 MAC Medium Access control 子 層 與接入傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容放在 MAC 子層 而與傳輸媒體無關(guān)的鏈路 控制部分放在 LLC 子層 這樣可以通過 LLC 子層來屏蔽底層傳輸媒體和訪 問控制方法的異構(gòu)性 實現(xiàn)多種類型局域網(wǎng)之間的互操作 隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展 以太網(wǎng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用 到了 20 世 紀(jì) 90 年代后 以太網(wǎng)在局域網(wǎng)市場中取得了壟斷地位 實際應(yīng)用的局域網(wǎng) 類型日趨單一化 因此 LLC 子層的作用已經(jīng)不大了 很多廠商生產(chǎn)的網(wǎng)卡 上僅實現(xiàn)了 MAC 協(xié)議 4 03 簡述以太網(wǎng)簡述以太網(wǎng) CSMA CD 的工作原理 的工作原理 答 CSMA CD 采用分布式控制方法 總線上的各個計算機通過競爭的方 式 獲得總線的使用權(quán) 只有獲得總線使用權(quán)的計算機才能向總線上發(fā)送數(shù) 據(jù) 而發(fā)送的數(shù)據(jù)能被連在總線上的所有計算機接收到 CSMA CD 的具體含義解釋如下 1 載波監(jiān)聽 是指每個計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測總線上是否有 其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù) 如果有 則暫時不發(fā)送數(shù)據(jù) 以減少發(fā)生沖突的機 會 2 多點接入 是指在總線式局域網(wǎng)中 有多臺計算機連接在一根總線 上 共享總線的信道資源 3 沖突檢測 是指發(fā)送數(shù)據(jù)的計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時 還必須監(jiān)聽 傳輸媒體 判斷是否發(fā)生了沖突 因為如果存在多個計算機都在發(fā)送數(shù)據(jù) 就會形成信號的疊加 即沖突 從而造成接收方無法接收到正確的數(shù)據(jù) 一 旦檢測到?jīng)_突 發(fā)送方應(yīng)立即停止發(fā)送 等待一個隨機時間間隔后重發(fā) 4 04 以太網(wǎng)中爭用期有何物理意義 其大小有哪幾個因素決定 以太網(wǎng)中爭用期有何物理意義 其大小有哪幾個因素決定 答 我們將總線式局域網(wǎng)的端到端往返時延 2稱為爭用期爭用期 也稱為沖突窗沖突窗 口口 總線式局域網(wǎng)中 一臺計算機從開始發(fā)送數(shù)據(jù)起 最多要經(jīng)過 2時間 就可確知是否發(fā)生了沖突 如果數(shù)據(jù)幀長度過短 在爭用期 2 時間內(nèi)即可 發(fā)送完畢 那么 發(fā)送方和接收方都無法正確判別此次發(fā)送的數(shù)據(jù)是否發(fā)生 了沖突 因為在 0 2 時間內(nèi) 極有可能發(fā)生了沖突 爭用期 端到端往返時延 2 其物理意義在于 提供了設(shè)計總線式局 域網(wǎng)中最小有效幀長的計算依據(jù) 爭用期的大小由總線式局域網(wǎng)的總線長度以及電磁波的傳播速率決定 17 4 05 有有 10 個站連接到以太網(wǎng)上個站連接到以太網(wǎng)上 試計算以下三種情況下每一個站所能得到試計算以下三種情況下每一個站所能得到 的帶寬 的帶寬 1 10 個站都連接到一個個站都連接到一個 10Mb s 以太網(wǎng)集線器 以太網(wǎng)集線器 2 10 個站都連接到一個個站都連接到一個 100Mb s 以太網(wǎng)集線器 以太網(wǎng)集線器 3 10 個站都連接到一個個站都連接到一個 10Mb s 以太網(wǎng)交換機 以太網(wǎng)交換機 答 1 10 個站共享 10Mb s 帶寬 2 10 個站共享 100Mb s 帶寬 3 每個站獨享 10Mb s 帶寬 4 06 100 個站分布在個站分布在 4km 長的總線上 協(xié)議采用長的總線上 協(xié)議采用 CSMA CD 總線速率 總線速率為為 5Mb s 幀平均長度為 幀平均長度為 1000bit 試估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)的最 試估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)的最 大值 信號傳播速率為大值 信號傳播速率為 2 108m s 答 由題意 N 100 1 max 1 1 N A N P 0 36973 1 0 10 5 1000 10 2 10 4 6 83 0 Cl vl T a f 12 1 1 1 A Pa 0 693993697 每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值為 1000 100 70 69399369 10 5 6 f lN C 34 7 幀 秒 站 4 07 簡述網(wǎng)橋的工作原理及特點 網(wǎng)橋 轉(zhuǎn)發(fā)器以及以太網(wǎng)交換機三者異簡述網(wǎng)橋的工作原理及特點 網(wǎng)橋 轉(zhuǎn)發(fā)器以及以太網(wǎng)交換機三者異 同點有哪些 同點有哪些 答 網(wǎng)橋的工作原理 當(dāng)連接多個不同類型的局域網(wǎng)時 就需要在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng) 使用的設(shè)備為網(wǎng)橋 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層 它根據(jù) MAC 幀的目的地址對 收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)橋具有過濾幀的功能 當(dāng)網(wǎng)橋收到 個幀時 并不是 向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀 而是先檢查此幀的目的 MAC 地址 然后再確定將 該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個端口 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層 轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層 以太網(wǎng)交換機又叫多 端口網(wǎng)橋 18 4 08 為什么需要虛擬局域網(wǎng) 為什么需要虛擬局域網(wǎng) VLAN 簡述劃分 簡述劃分 VLAN 的方法 的方法 答 虛擬局域網(wǎng) VLAN Virtual LAN 是在現(xiàn)有局域網(wǎng)上提供的劃分邏輯組 的一種服務(wù) 由 IEEE 802 1Q 標(biāo)準(zhǔn)進行了規(guī)定 虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯 組 而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求 如同在一個項目組 每一個 VLAN 的幀都有一個明確的標(biāo)識符 指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個 VLAN 利用以太網(wǎng)交換機可以很方便地實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng) VLAN 其優(yōu)點是 每個 VLAN 屬于一個單獨的沖突域 4 09 廣域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)在概念上有何不同 廣域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)在概念上有何不同 答 廣域網(wǎng)是用來實現(xiàn)長距離傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò) 由節(jié)點交換機和鏈路構(gòu)成 廣域網(wǎng)中的結(jié)點交換機一般采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式 而廣域網(wǎng)中的鏈路一般采用 點到點鏈路 廣域網(wǎng)指的是單個網(wǎng)絡(luò) 它與用路由器互聯(lián)起來的互聯(lián)網(wǎng)具有很大的區(qū) 別 4 10 試從多個方面比較虛電路和數(shù)據(jù)報這兩種服務(wù)的優(yōu)缺點 試從多個方面比較虛電路和數(shù)據(jù)報這兩種服務(wù)的優(yōu)缺點 答 特點特點數(shù)據(jù)報服務(wù)數(shù)據(jù)報服務(wù)虛電路服務(wù)虛電路服務(wù) 思路可靠通信應(yīng)由用戶主機來保證可靠通信應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)來保證 連接的建立不需要必須有 目的站地址每個分組都有目的站的全地址 僅在連接建立階段使用 每個分組 使用短的虛電路號 分組的轉(zhuǎn)發(fā)每個分組獨立進行路由 轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一虛電路的所有分組均按 照同一路由進行轉(zhuǎn)發(fā) 當(dāng)結(jié)點出故障時 出故障的結(jié)點可能會丟失分組 后 續(xù)分組將改變路由 所有通過出故障結(jié)點的虛電路均 不能工作 分組的順序不一定按發(fā)送順序到達目的站總是按發(fā)送順序到達目的站 端到端的差錯處理和 流量控制 由用戶主機負責(zé) 可以由網(wǎng)絡(luò)負責(zé) 也可以由用戶主 機負責(zé) 4 11 廣域網(wǎng)中的主機為什么采用層次結(jié)構(gòu)的編址方式 廣域網(wǎng)中的主機為什么采用層次結(jié)構(gòu)的編址方式 答 為了便于實現(xiàn)高效率的尋址 19 4 12 試分析試分析 X 25 幀中繼和 幀中繼和 ATM 的技術(shù)特點 簡述其優(yōu)缺點 的技術(shù)特點 簡述其優(yōu)缺點 答 CCITT 在上個世紀(jì) 70 年代制訂了公用分組交換網(wǎng)接口的建議 即 X 25 標(biāo)準(zhǔn) 遵循 X 25 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)為 X 25 分組交換網(wǎng) 簡稱 X 25 網(wǎng) X 25 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理層 數(shù)據(jù)鏈路層和分組層三個層次的內(nèi)容 其體系結(jié)構(gòu)層次 如圖所示 分組層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 分組層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 X 21物理層接口 LAPB數(shù)據(jù)鏈路層接口 邏輯信道接口 X 25 層次體系結(jié)構(gòu) 幀中繼 Frame Relay 采用快速分組交換技術(shù) 是對 X 25 網(wǎng)絡(luò)的改進 被稱為第二代的 X 25 于 1992 年問世 幀中繼的快速分組交換的基本原理是 當(dāng)幀中繼交換機收到一個幀的首 部時 只要一查出幀的目的地址就立即開始轉(zhuǎn)發(fā)該幀 邊接收邊轉(zhuǎn)發(fā) 從而 提高了交換結(jié)點即幀中繼交換機的吞吐率 當(dāng)幀中繼交換機接收完一幀時 再進行差錯校驗 如果檢測到有誤碼 結(jié)點要立即中止這次傳輸 當(dāng)中止傳 輸?shù)闹甘镜竭_下個結(jié)點后 下個結(jié)點也立即中止該幀的傳輸 并丟棄該幀 異步傳遞方式 ATM Asynchronous Transfer Mode 是建立在電路交換和 分組交換的基礎(chǔ)上的 種面向連接的快速分組交換技術(shù) 它采用定長分組作 為傳輸和交換的單位 其中 這種定長分組叫做信元 cell 異步 的含 義是指 ATM 信元可 異步插入 到同步的 SDH 比特流中 ATM 采用的定 長信元長度為 53 字節(jié) 信元首部為 5 字節(jié) 有利于用硬件實現(xiàn)高速交換 ATM 標(biāo)準(zhǔn)主要由 ITU T ATM 論壇 ATM Forum 以及 IETF 等參與制 訂 ATM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 ATM 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議參考模型 如圖 4 37 所示 4 13 為什么為什么 X 25 不適合高帶寬不適合高帶寬 低誤碼率的鏈路環(huán)境 試從層次結(jié)構(gòu)上以低誤碼率的鏈路環(huán)境 試從層次結(jié)構(gòu)上以 及結(jié)點交換機的處理過程進行討論 及結(jié)點交換機的處理過程進行討論 20 答 X 25 網(wǎng)的分組層向高層提供面向連接的虛電路服務(wù) 能保證服務(wù) 質(zhì)量 在網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬不高 誤碼率較高的情況下 X 25 網(wǎng)絡(luò)具有很大的 優(yōu)勢 隨著通信主干線路大量使用光纖技術(shù) 鏈路帶寬大大增加 誤碼 率大大降低 X 25 復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和分組層協(xié)議的功能顯得冗余 同時 端系統(tǒng) PC 機的大量使用 使得原來由網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點處理的流量控制 和差錯控制功能有可能放到端系統(tǒng)主機中處理 從而簡化中間結(jié)點的處理 提高網(wǎng)絡(luò)分組轉(zhuǎn)發(fā)的效率 4 14 為什么局域網(wǎng)采用廣播通信方式而廣域網(wǎng)不采用呢 為什么局域網(wǎng)采用廣播通信方式而廣域網(wǎng)不采用呢 答 因為廣域網(wǎng)是為了實現(xiàn)長距離傳輸數(shù)據(jù) 覆蓋范圍大 如果采用廣播通 信方式 同時要實現(xiàn)雙向通信功能 必然要引入 CSMA CD 或令牌環(huán)等信 道訪問控制方式 則長時延將導(dǎo)致低效率 第五章練習(xí)題答案 5 1 網(wǎng)絡(luò)互連有何實際意義 進行網(wǎng)絡(luò)互連時網(wǎng)絡(luò)互連有何實際意義 進行網(wǎng)絡(luò)互連時 有哪些共同的問題需要有哪些共同的問題需要 解決 解決 答 網(wǎng)絡(luò)互連使得相互連接的網(wǎng)絡(luò)中的計算機之間可以進行通信 也就 是說從功能上和邏輯上看 這些相互連接的計算機網(wǎng)絡(luò)組成了一個大型的計 算機網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)互連可以使處于不同地理位置的計算機進行通信 方便了信 息交流 促成了當(dāng)今的信息世界 需要解決的問題有 不同的尋址方案 不同的最大分組長度 不同的網(wǎng) 絡(luò)介入機制 不同的超時控制 不同的差錯恢復(fù)方法 不同的狀態(tài)報告方法 不同的路由選擇技術(shù) 不同的用戶接入控制 不同的服務(wù) 面向連接服務(wù)和 無連接服務(wù) 不同的管理與控制方式 等等 注 網(wǎng)絡(luò)互連使不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò) 不同類型的機器之間互相連通 實現(xiàn) 更大范圍和更廣泛意義上的資源共享 5 2 轉(zhuǎn)發(fā)器 網(wǎng)橋和路由器都有何區(qū)別 轉(zhuǎn)發(fā)器 網(wǎng)橋和路由器都有何區(qū)別 答 1 轉(zhuǎn)發(fā)器 網(wǎng)橋 路由器 和網(wǎng)關(guān)所在的層次不同 轉(zhuǎn)發(fā)器是物 理層的中繼系統(tǒng) 網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的中繼系統(tǒng) 路由器是網(wǎng)絡(luò)層的中繼系 統(tǒng) 在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)為網(wǎng)關(guān) 2 當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時 一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連 因為仍 然是一個網(wǎng)絡(luò) 路由器其實是一臺專用計算機 用來在互連網(wǎng)中進行路由選 擇 一般討論的互連網(wǎng)都是指用路由器進行互連的互連網(wǎng)絡(luò) 21 5 3 試簡單說明試簡單說明IP ARP RARP和和ICMP協(xié)議的作用 協(xié)議的作用 答 IP 網(wǎng)際協(xié)議 TCP IP 體系中兩個最重要的協(xié)議之一 IP 使互連 起來的許多計算機網(wǎng)絡(luò)能夠進行通信 無連接的數(shù)據(jù)報傳輸 數(shù)據(jù)報路由 ARP 地址解析協(xié)議 實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 將IP地址映射成物理地址 RARP 逆向地址解析協(xié)議 將物理地址映射成IP 地址 ICMP Internet 控制消息協(xié)議 進行差錯控制和傳輸控制 減少分組的 丟失 注 ICMP 協(xié)議幫助主機完成某些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測試 允許主機或路由器報 告差錯和提供有關(guān)異常情況報告 但它沒有辦法減少分組丟失 這是高層協(xié) 議應(yīng)該完成的事情 IP 協(xié)議只是盡最大