計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)_第3章習(xí)題解答

1、第三章習(xí)題解答3.1 簡(jiǎn)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(guò)一系列的控制和管理，構(gòu)成透明的、相對(duì)無(wú)差錯(cuò)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(cuò)控制，數(shù)據(jù)和控制信息的識(shí)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。答：數(shù)據(jù)電路是一條點(diǎn)到點(diǎn)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(diǎn)。數(shù)據(jù)電路又稱為物理鏈路，或簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)，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

2、進(jìn)行。在鏈路中，所連接的節(jié)點(diǎn)稱為“站”。發(fā)送命令或信息的站稱為“主站”，在通信過(guò)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(guò)程中處于受控地位。同時(shí)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。3.3 數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的作用和主要功能是什么？答：流量控制簡(jiǎn)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(dá)到平衡的一種技術(shù)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，由于接收方往往需要對(duì)接收的信息進(jìn)行識(shí)別和處理，需要較多的時(shí)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(shí)，必須限制發(fā)送方的發(fā)送速率，否則會(huì)

3、造成數(shù)據(jù)的丟失。流量控制就是一種反饋機(jī)制，接收方隨時(shí)向發(fā)送方報(bào)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-等待協(xié)議中，確認(rèn)幀是否需要序號(hào)？為什么？答：在停止-等待協(xié)議中，由于每次只確認(rèn)一個(gè)已經(jīng)發(fā)送的幀，確認(rèn)幀可以不需要序號(hào)。但在一些特殊情況下會(huì)出現(xiàn)問題。如果發(fā)送方在超時(shí)重發(fā)一個(gè)幀后又收到了遲到的確認(rèn)，就不能確定該應(yīng)答是對(duì)哪一個(gè)幀的確認(rèn)，并可能導(dǎo)致隨后的傳送過(guò)程重新差錯(cuò)。3.5 解釋為什么要從停止-等待協(xié)議發(fā)展到連續(xù)ARQ協(xié)議。答：停止等待協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是控制比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是由于發(fā)送方一次只能發(fā)送一幀，在信號(hào)傳播過(guò)程中發(fā)送方必須處于等待狀態(tài)，這使得信道

4、的利用率不高，尤其是當(dāng)信號(hào)的傳播時(shí)延比較長(zhǎng)時(shí)，傳輸效率會(huì)更低。導(dǎo)致停止等待協(xié)議信道利用率低的原因，是因?yàn)榘l(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(shí)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(gè)幀的策略，就是滑動(dòng)窗口協(xié)議。滑動(dòng)窗口流量控制包括連續(xù)ARQ和選擇ARQ方式。3.6 對(duì)于使用3比特序號(hào)的停止-等待協(xié)議、連續(xù)ARQ協(xié)議和選擇ARQ協(xié)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(duì)幀進(jìn)行編號(hào)，可以有07，共8種編碼。停止-等待協(xié)議：發(fā)送窗口

5、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。3.7 信道速率為4kb/s，采用停止等待協(xié)議，單向傳播時(shí)延tp為20ms，確認(rèn)幀長(zhǎng)度和處理時(shí)間均可忽略，問幀長(zhǎng)為多少才能使信道利用率達(dá)到至少50%？ 答： 不考慮確認(rèn)幀發(fā)送時(shí)間和雙方的處理時(shí)間，則 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L為幀長(zhǎng)度，v=4kb/s 要使信道利用率達(dá)到50，則 tF = 40 ms 可以得到 L = 160 bit3.8 假設(shè)衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為1Mb/s，取衛(wèi)星信道的單程傳播時(shí)延為250ms，每一個(gè)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度是1000bit。忽略誤碼率、確

6、認(rèn)幀長(zhǎng)和處理時(shí)間。試計(jì)算下列情況下的衛(wèi)星信道可能達(dá)到的最大的信道利用率分別是多少？1) 停止-等待協(xié)議； 2）連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=7；3）連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=127。答：不考慮差錯(cuò)情況，確認(rèn)幀發(fā)送時(shí)間和雙方的處理時(shí)間，則 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L為一個(gè)幀長(zhǎng)度，v=1Mb/s，則tF=1000/10000000.001s1ms1) 停止-等待協(xié)議：每次只發(fā)送一個(gè)幀，信道利用率1 /（25021）1/5012）連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=7：可以連續(xù)發(fā)送7個(gè)幀，但后面的6個(gè)幀是在等待的同時(shí)發(fā)送， 信道利用率7 /（25021）7/5013）連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=127

7、：可以連續(xù)發(fā)送127個(gè)幀，但后面的126個(gè)幀是在等待的同時(shí)發(fā)送， 而且，當(dāng)127個(gè)幀全部發(fā)送完畢使用了127ms，確認(rèn)應(yīng)答還沒有到達(dá)，信道利用率127 /（25021）127/5013.9 簡(jiǎn)述PPP協(xié)議的組成。答：PPP由以下三個(gè)部分組成： （1）在串行鏈路上封裝IP數(shù)據(jù)報(bào)的方法：PPP既支持異步鏈路(無(wú)奇偶校驗(yàn)的8比特?cái)?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(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接，通信的雙方可協(xié)商一些選項(xiàng)。 (3) 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(Network Control Protocol，NCP)：用于建立、配置多種

8、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(gè)NCP來(lái)進(jìn)行配置，在單個(gè)PPP鏈路上可支持同時(shí)運(yùn)行多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。3.10 簡(jiǎn)述PPP鏈路的建立過(guò)程。答：目前大部分家庭上網(wǎng)都是通過(guò)PPP在用戶端和運(yùn)營(yíng)商的接入服務(wù)器之間建立通信鏈路。當(dāng)用戶撥號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商ISP時(shí)，路由器的調(diào)制解調(diào)器對(duì)撥號(hào)做出應(yīng)答，并建立一條物理連接。這時(shí)，PC機(jī)向路由器發(fā)送一系列的LCP分組(封裝成多個(gè)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置，NCP給新接人的PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的IP地址。這樣，計(jì)算機(jī)就和網(wǎng)絡(luò)建立了一個(gè)PPP連接，成

9、為Internet上的一個(gè)主機(jī)了。3.11 簡(jiǎn)述HDLC信息幀控制字段中的N（S）和N（R）的含義。要保證HDLC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(hào)，使接收方能夠正確識(shí)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(gè)連續(xù)的1，其后額外插入一個(gè)“0”，這樣就不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)6個(gè)或6個(gè)以上“1”的情況。在接收方，在F之后每出

10、現(xiàn)連續(xù)5個(gè)“1”后跟隨“0”，就自動(dòng)將其后的“0”刪除，還原成原來(lái)的比特流，3.12 若窗口序號(hào)位數(shù)為3，發(fā)送窗口尺寸為2，采用Go back N(出錯(cuò)全部重發(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(shí)的發(fā)送及接收窗口圖示：發(fā)送0號(hào)幀；發(fā)送1號(hào)幀；接收0號(hào)幀；接收確認(rèn)0號(hào)幀；發(fā)送2號(hào)幀；接收1號(hào)幀；接收確認(rèn)1號(hào)幀。答：3.13 試用HDLC協(xié)議，若主站A與從站B以異步平衡方式，采用選擇ARQ流量控制方案，按以下要求實(shí)現(xiàn)鏈路通信過(guò)程：1）A站有6幀要發(fā)送給B站，A站可連續(xù)發(fā)3幀；2）A站向B站發(fā)的第2、4幀出錯(cuò)；幀表示形式規(guī)定為：（幀類型：地址，命令，發(fā)送幀序號(hào)N（S），接收幀序號(hào)N（R），

11、探詢/終止位P/F）答：3.14 在面向比特同步協(xié)議的幀數(shù)據(jù)字0”比特填充后的輸出是什么？ 答： “0”比特自動(dòng)插入/刪除技術(shù)是在信息序列中連續(xù)5個(gè)“1”后自動(dòng)加入一個(gè)“0”比特，則以下信息序列采用“0”比特插入后為： 信息序列： 3.15 HDLC協(xié)議中的控制字段從高位到低位排列為11010001，試說(shuō)明該幀是什么幀，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/F1，N（R）110，表示對(duì)第5號(hào)幀及以前各幀確認(rèn)，希望下一次接

12、收第6號(hào)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為“0”，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 常用的差錯(cuò)控制的方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：（1）檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）：接收端檢測(cè)到接收信息有錯(cuò)時(shí)，通過(guò)自動(dòng)要求發(fā)送端重發(fā)保存的副本以達(dá)到糾錯(cuò)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(cè)錯(cuò)誤的碼，在后面的數(shù)據(jù)鏈路層中將會(huì)詳細(xì)介紹這種差錯(cuò)控制的方法。（2）前向糾錯(cuò)（FEC）：接收端檢測(cè)到接收信息有錯(cuò)后，通過(guò)計(jì)算，確定差錯(cuò)的位置，并自動(dòng)加以糾正，這種方

13、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(cuò)誤的碼。（3）混合方式：接收端采取糾檢錯(cuò)混合（在ATM中應(yīng)用），即對(duì)少量差錯(cuò)予以自動(dòng)糾正，而超過(guò)其糾正能力的差錯(cuò)則通過(guò)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(cuò)誤，并把認(rèn)為錯(cuò)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(cuò)誤為止，這種方式不需要發(fā)送端進(jìn)行差錯(cuò)控制編碼。3.18 一碼長(zhǎng)為n=15的漢明碼，監(jiān)督位應(yīng)為多少？編碼效率為多少？答：因?yàn)閷?duì)于漢明碼來(lái)說(shuō)，應(yīng)滿足2 r -1n 又因?yàn)閚=15，所以監(jiān)督位r至少應(yīng)為4。 編碼效率=73.3%3.19 簡(jiǎn)述（7，4）漢明碼中7和4的含義。答：7是指一個(gè)碼組的總長(zhǎng)度是7位，4是指一個(gè)碼組中信息位的長(zhǎng)度是4位。3.20 已知（7，4）漢明碼接收碼組為0100100，計(jì)算其校正子并確定錯(cuò)碼在哪一位。答：因?yàn)樾Ｕ覵1= c6 c5 c4 c2=0，S2= c6 c5 c3 c1=1，S3= c6 c4 c3 c0=0，因?yàn)槿齻€(gè)校正因子不全為0，說(shuō)明碼字有錯(cuò)。 S=S1S2S3=010，說(shuō)明信息位c1有錯(cuò)，將c1上的0變