計算機網絡謝希仁第五版習題答案解析

1、WORD格式整理.專業(yè)知識分享第三章 數據鏈路層3-01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：數據鏈路與鏈路的區(qū)別在于數據鏈路出鏈路外，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?！半娐方油恕北硎炬溌穬啥说慕Y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，

2、物理電路連接不一定跟著斷開連接。3-01數據鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能？試討論數據鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優(yōu)點和缺點答：鏈路管理幀定界流量控制差錯控制將數據和控制信息區(qū)分開透明傳輸尋址可靠的鏈路層的優(yōu)點和缺點取決于所應用的環(huán)境：對于干擾嚴重的信道，可靠的鏈路層可以將重傳范圍約束在局部鏈路， 防止全網絡的傳輸效率受損； 對于優(yōu)質 信道，采用可靠的鏈路層會增大資源開銷，影響傳輸效率。3-02網絡適配器的作用是什么 ？網絡適配器工作在哪一層 ？答：適配器（即網卡）來實現數據鏈路層和物理層這兩層的協議的硬件和軟件3-03網絡適配器工作在 TCP/IP協議中的網絡接口層 （OSI中的數據鏈里層和

3、物理層） 數據鏈路層的三個基本問題 （幀定界、透明傳輸和差錯檢測 ）為什么都必須 加以解決？ 答：幀定界是分組交換的必然要求透明傳輸避免消息符號與幀定界符號相混淆差錯檢測防止合差錯的無效數據幀浪費后續(xù)路由上的傳輸和處理資源3-04如果在數據鏈路層不進行幀定界，會發(fā)生什么問題？答：無法區(qū)分分組與分組無法確定分組的控制域和數據域無法將差錯更正的范圍限定在確切的局部3-05PPP協議的主要特點是什么？為什么PPP不使用幀的編號？ PPP適用于什么情況？為什么PPP協議不能使數據鏈路層實現可靠傳輸？ 答：簡單，提供不可靠的數據報服務，檢錯，無糾錯不使用序號和確認機制地址字段A只置為0xFF。地址字段實

4、際上并不起作用?？刂谱侄蜟通常置為0x03。PPP是面向字節(jié)的當PPP用在同步傳輸鏈路時，協議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和HDLC的做法一樣），當PPP用在異步傳輸時，就使用一種特殊的字符填充法PPP適用于線路質量不太差的情況下、PPP沒有編碼和確認機制3-06要發(fā)送的數據為 1101011011。采用CRC的生成多項式是 P( X)=X4+X+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了 0，問接收端能否發(fā)現？若數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了 0，問接收端能否發(fā)現？采用 CRC檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？答：作二進制除法，1101011011 0

5、000 10011 得余數1110，添加的檢驗序列是 1110.作二進制除法，兩種錯誤均可發(fā)展僅僅采用了 CRC僉驗，缺重傳機制，數據鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。3-07要發(fā)送的數據為101110。采用CRCD生成多項式是 P( X) =X3+1。試求應添 加在數據后面的余數。答：作二進制除法，101110 000 10011添加在數據后面的余數是 0113-08一個PPP幀的數據部分(用十六進制寫出)是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 657D 5E。試問真正的數據是什么(用十六進制寫出)？答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E7E FE 27

6、 7D 7D 65 7D3-10PPP協議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100。試問經過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接收端收到的PPP幀的數據部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？答：011011111 11111 000110111110111110000001110111110111110110000111011111 11111 1103-11試分別討論一下各種情況在什么條件下是透明傳輸，在什么條件下不是透明傳輸。(提示：請弄清什么是“透明傳輸”，然后考慮能否滿足其條件。)(1) 普通的電話通信。(2)

7、電信局提供的公用電報通信。(3)3-13因特網提供的電子郵件服務。局域網的主要特點是什么？為什么局域網采用廣播通信方式而廣域網不采用呢？答：局域網LAN是指在較小的地理范圍內，將有限的通信設備互聯起來的計算機通信網絡從功能的角度來看，局域網具有以下幾個特點：(1) 共享傳輸信道，在局域網中，多個系統(tǒng)連接到一個共享的通信媒體上。(2) 地理范圍有限，用戶個數有限。通常局域網僅為一個單位服務，只在 一個相對獨立的局部范圍內連網，如一座樓或集中的建筑群內，一般來說，局域網的覆蓋范圍越位 10m10km內或更大一些。從網絡的體系結構和傳輸檢測提醒來看，局域網也有自己的特點：(1) 低層協議簡單(2)

8、不單獨設立網絡層， 局域網的體系結構僅相當于相當與OSI/RM的最低兩層(3) 采用兩種媒體訪問控制技術，由于采用共享廣播信道，而信道又可用不同的傳輸媒體，所以局域網面對的問題是多源，多目的的連連管理，由此弓I發(fā)出多中媒體訪問控制技術3-143-153-163-173-183-193-203-213-22在局域網中各站通常共享通信媒體，采用廣播通信方式是天然合適的，廣域網通常采站點間直接構成格狀網。常用的局域網的網絡拓撲有哪些種類？現在最流行的是哪種結構？為什么 早期的以太網選擇總線拓撲結構而不是星形拓撲結構，但現在卻改為使用星形拓撲 結構？答：星形網，總線網，環(huán)形網，樹形網當時很可靠的星形拓

9、撲結構較貴，人們都認為無源的總線結構更加可靠，但實踐證明，連接有大量站點的總線式以太網很容易出現故障，而現在專用的ASIC芯片的使用可以講星形結構的集線器做的非?？煽?，因此現在的以太網一般都使用星形結構的拓撲。什么叫做傳統(tǒng)以太網？以太網有哪兩個主要標準？答：DIX Ethernet V2 標準的局域網DIX Ethernet V2 標準與 IEEE 的 802.3 標準數據率為10Mb/s的以太網在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元/秒？答：碼元傳輸速率即為波特率，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。標準以太網的數據速率是10MB/S，因此波特率是數據率的兩倍，即

10、20M波特為什么LLC子層的標準已制定出來了但現在卻很少使用？答：由于TCP/IP 體系經常使用的局域網是DIX Ethernet V2而不是802.3 標準中的幾種局域網，因此現在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層LLC （即802.2標準）的作用已經不大了。試說明10BASE-T中的“ 10”、“ BASE和“T”所代表的意思。答：10BASE-T中的“10”表示信號在電纜上的傳輸速率為10MB/S, “BASE表示電纜上的信號是基帶信號，“ T”代表雙絞線星形網， 但10BASE-T的通信距離稍短， 每個站到集線器的距離不超過100m。以太網使用的CSMA/CD協議是以爭用方式接入到共享

11、信道。這與傳統(tǒng)的時分復用TDM相I比優(yōu)缺點如何？答：傳統(tǒng)的時分復用TDM是靜態(tài)時隙分配，均勻高負荷時信道利用率高，低負荷或符合不均勻時資源浪費較大，CSMA/CD課動態(tài)使用空閑新到資源，低負荷時信道利 用率高，但控制復雜，高負荷時信道沖突大。假定1km長的CSMA/CD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1km電纜，單程傳播時間為1/200000=5為微秒，來回路程傳播時間為10微秒，為了能夠按照 CSMA/CDE作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10微秒，以Gb/s速率工作，10微秒可以發(fā)送的比特數等于10*10A-6/1

12、*10A-9=10000,因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長什么叫做比特時間？使用這種時間單位有什么好處？100比特時間是多少微秒？答：比特時間是發(fā)送一比特多需的時間，它是傳信率的倒數，便于建立信息長度與發(fā)送延遲的關系“比特時間”換算成“微秒”必須先知道數據率是多少，如數據率是10Mb/s，則100比特時間等于10微秒。假定在使用CSMA/CD、議的10Mb/s以太網中某個站在發(fā)送數據時檢測到碰 撞，執(zhí)行退避算法時選擇了隨機數r=100。試問這個站需要等待多長時間后才能再次發(fā)送數據？如果是 1OOMb/s的以太網呢？答：對于10mb/s的以太網，以太網把爭用期定為51.2微秒，要退后1

13、00個爭用期，等待時間是51.2 （微秒）*100=5.12ms對于100mb/s的以太網，以太網把爭用期定為 5.12微秒，要退后100個爭用期， 等待時間是5.12 （微秒）*100=512微秒3-23公式（3-3 ）表示，以太網的極限信道利用率與連接在以太網上的站點數無關。能否由此推論出：以太網的利用率也與連接在以太網的站點數無關？請說明你的理由。答:實際的以太網各給發(fā)送數據的時刻是隨即的，而以太網的極限信道利用率的得出是假定以太網使用了特殊的調度方法（已經不再是CSMA/CDT），使各結點的發(fā)送不發(fā)生碰撞3-24站點A和B在同一個10Mb/s以太網網段上。 這兩個站點之間的傳播時延為2

14、25比特時間。假定 A開始發(fā)送一幀，并且在 A發(fā)送結束之前B也發(fā)送一幀。如果 A 發(fā)送的是以太網所容許的最短的幀，那么A在檢測到和 B發(fā)生碰撞之前能否把自己的數據發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和 B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應當考慮到每一個 以太網幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）答：設在t=0時A開始發(fā)送，在t=（ 64+8） *8=576比特時間，A應當發(fā)送完畢。t=225 比特時間，B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特時間之前發(fā)送數據，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后

15、也不會再發(fā)送碰撞了如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當然也不會和其他站點發(fā)生碰撞）。3-25在上題中的站點 A和B在t=0時同時發(fā)送了數據幀。當t=255比特時間，A和B同時檢測到發(fā)生了碰撞，并且在t=255+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數分別是 rA=0 和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數據幀？A重傳的數據幀在什么時間到達B？ A重傳的數據會不會和 B重傳的數據再次發(fā)生碰撞？B會不會在預定的重傳時間停止發(fā)送數據？答：t=0時，A和B開始發(fā)送數據

16、T仁225比特時間,A和B都檢測到碰撞（tau）T2=273比特時間,A和B結束干擾信號的傳輸（T1+48）T3=594 比特時間,A 開始發(fā)送（T2+Tau+rA*Tau+96）T4=785比特時間，B再次檢測信道。（T4+T2+Tau+Rb*TaU如空閑，貝U B在T5=881 比特時間發(fā)送數據、否則再退避。（T5=T4+96）A重傳的數據在819比特時間到達 B, B先檢測到信道忙，因此B在預定的881比特時間停止發(fā)送3-26以太網上只有兩個站，它們同時發(fā)送數據，產生了碰撞。于是按截斷二進制指數退避算法進行重傳。重傳次數記為i , i=1 , 2, 3,.。試計算第1次重傳失敗的概率、第

17、2次重傳的概率、第 3次重傳失敗的概率，以及一個站成功發(fā)送數據 之前的平均重傳次數I。答：將第i次重傳成功的概率記為 pi。顯然第一次重傳失敗的概率為 0.5，第二次重傳失敗的概率為0.25，第三次重傳失敗的概率為0.125.平均重傳次數I=1.6373-27假定一個以太網上的通信量中的80%是在本局域網上進行的，而其余的20% 的通信量是在本局域網和因特網之間進行的。另一個以太網的情況則反過來。這兩 個以太網一個使用以太網集線器，而另一個使用以太網交換機。你認為以太網交換 機應當用在哪一個網絡？答：集線器為物理層設備， 模擬了總線這一共享媒介共爭用，成為局域網通信容量的瓶頸。交換機則為鏈路層

18、設備，可實現透明交換局域網通過路由器與因特網相連 當本局域網和因特網之間的通信量占主要成份時，形成集中面向路由器的數據 流，使用集線器沖突較大，采用交換機能得到改善。當本局域網內通信量占主要成份時，采用交換機改善對外流量不明顯3-28有10個站連接到以太網上。試計算一下三種情況下每一個站所能得到的帶寬。（1）10個站都連接到一個1OMb/s以太網集線器；（2）10個站都連接到一個100Mb/s以太網集線器；（3）10個站都連接到一個10Mb/s以太網交換機。答：（1）10個站都連接到一個 10Mb/s以太網集線器：各站共用 10mbs3-29 10Mb/s以太網升級到1OOMb/s、1Gb/S

19、和10Gb/s時，都需要解決哪些技術 問題？為什么以太網能夠在發(fā)展的過程中淘汰掉自己的競爭對手，并使 自己的應用范圍從局域網一直擴展到城域網和廣域網？答：技術問題：使參數a保持為較小的數值，可通過減小最大電纜長度或 增大幀的最小長度在100mb/s的以太網中采用的方法是保持最短幀長不變， 但將一個網 段的最大電纜的度減小到100m幀間時間間隔從原來9.6微秒改為 現在的0.96微秒吉比特以太網仍保持一個網段的最大長度為100m但采用了 “載波延伸”的方法，使最短幀長仍為 64字節(jié)（這樣可以保持兼容性）、 同時將爭用時間增大為512字節(jié)。并使用“分組突發(fā)”減小開銷10吉比特以太網的幀格式與10mb/s，100mb/s和1Gb/s以太網的幀格 式完全相同吉比特以太網還保留標準規(guī)定的以太網最小和最大幀長，這就使用戶 在將其已有的以太網進行升級時，仍能和較低速率的以太網很方便地 通信。由于數據率很高，吉比特以太網不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸 媒體，它使用長距離（超過km）的光收發(fā)器與單