計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)謝希仁第七版課后答案完整版

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第一章概述

1-01計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供那些服務(wù)?連通性和共享

1-02簡述分組交換的要點(diǎn)。

答:(1)報文分組，加首部

(2)經(jīng)路由器儲存轉(zhuǎn)發(fā)

(3)在目的地合并

1-03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(diǎn)。

(1)電路交換:端對端通信質(zhì)量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續(xù)傳送大量數(shù)據(jù)效率高。

(2)報文交換:無須預(yù)約傳輸帶寬，動態(tài)逐段利用傳輸帶寬對突發(fā)式數(shù)據(jù)通信效率高，通信迅速。

(3)分組交換:具有報文交換之高效、迅速的要點(diǎn)，且各分組小，路由靈活，網(wǎng)絡(luò)生存性能好。

1-04為什么說因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革?融合其他通信網(wǎng)絡(luò)，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。

1-05因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段?請指出這幾個階段的主要特點(diǎn)。

答:從單個網(wǎng)絡(luò)APPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展;TCP/IP協(xié)議的初步成型建成三級結(jié)構(gòu)的Internet;分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng);形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的Internet;ISP首次出現(xiàn)。

1-06簡述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個階段?

答:(1)因特網(wǎng)草案(InternetDraft)--在這個階段還不是RFC文檔。

(2)建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)從這個階段開始就成為RFC文檔。

(3)草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandard)

(4)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)

1-07小寫和大寫開頭的英文名internetInternet在意思上有何重要區(qū)別?

（1）internet(互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)):通用名詞，它泛指由多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。

(2)Internet(因特網(wǎng)):專用名詞，特指采用TCP/IP協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。區(qū)別:后者實際上是前者的雙向應(yīng)用。

1-08計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別?各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點(diǎn)?

答:按范圍:(1)廣域網(wǎng)WAN:遠(yuǎn)程、高速、是Internet的核心網(wǎng)。

(2)城域網(wǎng):城市范圍，鏈接多個局域網(wǎng)。

(3)局域網(wǎng):校園、企業(yè)、機(jī)關(guān)、社區(qū)。PAN:個人電子設(shè)備按用戶:公用網(wǎng):面向公共營運(yùn)。專用網(wǎng):面向特定機(jī)構(gòu)。

1-09計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么?

答:主干網(wǎng):提供遠(yuǎn)程覆蓋高速傳輸和路由器最優(yōu)化通信。本地接入網(wǎng):主要支持用戶的訪問本地，實現(xiàn)散戶接入，速率低。

1-10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(bit)。從源點(diǎn)到終點(diǎn)共經(jīng)過每段鏈路的傳播時延為d(s)，數(shù)據(jù)率為。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(bit)，且各結(jié)點(diǎn)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?(提示:畫一下草圖觀察答:線路交換時延:kd+x/b+s,分組交換時延:kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示傳輸中，有(k-1)次的儲存轉(zhuǎn)發(fā)延遲，s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，相反。

1-11在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為和(p+h)(bit),其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，的大小無關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過b(b/s)，但傳播時延和結(jié)點(diǎn)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(shù)據(jù)部分長度應(yīng)取為多大?

1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。求導(dǎo)后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.51-12因特網(wǎng)的兩大組成部分(邊緣部分與核心部分)的特點(diǎn)是什么?它們的工作方式各有什么特點(diǎn)?答:邊緣部分:由各主機(jī)構(gòu)成，用戶直接進(jìn)行信息處理和信息共享低速連入核心網(wǎng)。核心部分:由各路由器連網(wǎng)，負(fù)責(zé)為邊緣部分提供高速遠(yuǎn)程分組交換。

1-13客戶服務(wù)器方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么?有沒有相同的地方?答:前者嚴(yán)格區(qū)分服務(wù)和被服務(wù)者，后者無此區(qū)別。后者實際上是前者的雙向應(yīng)用。

1-14計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)?答:速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率

1-15假定網(wǎng)絡(luò)利用率達(dá)到了90%。試估計一下現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時延是它的最小值的多少倍?解:設(shè)網(wǎng)絡(luò)利用率為U。，網(wǎng)絡(luò)時延為D，網(wǎng)絡(luò)時延最小值為D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10在的網(wǎng)絡(luò)時延是最小值的10

1-16計算機(jī)通信網(wǎng)有哪些非性能特征?非性能特征與性能特征有什么區(qū)別?答:征:宏觀整體評價網(wǎng)絡(luò)的外在表現(xiàn)。性能指標(biāo):具體定量描述網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性能。

1-17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2108m/s。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延:數(shù)據(jù)長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s。數(shù)據(jù)長度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/s。從上面的計算中可以得到什么樣的結(jié)論?解:(1)發(fā)送時延:ts=107/105=100s傳播時延tp=106/(2108)=0.005s(2)發(fā)送時延ts=103/109=1傳播時延:tp=106/(2108)=0.005s結(jié)論:若數(shù)據(jù)長度大而發(fā)送速率低，則在總的時延中，發(fā)送時延往往大于傳播時延。但若數(shù)據(jù)長度短而發(fā)送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。

1-18假設(shè)信號在媒體上的傳播速度為2108m/s.媒體長度分別為:(1)10cm(網(wǎng)絡(luò)接口卡)(2)100m(局域網(wǎng))(3)100km(城域網(wǎng))(4)5000km(廣域網(wǎng))試計算出當(dāng)數(shù)據(jù)率為1Mb/s10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。1Mb/s:傳播延=0.1/(2108)=510-10比特=510-101106=510-41Gb/s:比特=510-101109=510-11Mb/s:傳播時延=100/(2108)=510-7比特數(shù)=510-71106=510-11Gb/s:比特數(shù)=510-71109=5102延=100000/(2108)=510-4=510-41106=51021Gb/s:=510-41109=5105(4)1Mb/s:傳播時延=5000000/(2108)=2.510-2比特數(shù)=2.510-21106=51041Gb/s:比特數(shù)=2.510-21109=5107

1-19長度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部工18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。數(shù)據(jù)的傳輸效率是指發(fā)送的應(yīng)用層數(shù)據(jù)除以所發(fā)送的總數(shù)據(jù)(即應(yīng)用數(shù)據(jù)加上各種首部和尾部的額外開銷)。若應(yīng)用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少?解:(1)100/(100+20+20+18)=63.3%(2)1000/(1000+20+20+18)=94.5%

1-20網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要采用分層次的結(jié)構(gòu)?試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活。分層的好處:各層之間是獨(dú)立的。某一層可以使用其下一層提供的服務(wù)而不需要知道服務(wù)是如何實現(xiàn)的。靈活性好。當(dāng)某一層發(fā)生變化時，只要其接口關(guān)系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。結(jié)構(gòu)上可分割開。各層可以采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn)易于實現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活有郵政系統(tǒng)，物流系統(tǒng)。

1-21協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別?有何關(guān)系?答:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。由以下三個要素組成:

(1)語法:即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)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響應(yīng)。

(3)同步:即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。協(xié)議是控制兩個對等實體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)，而要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層提供服務(wù)。協(xié)議和服務(wù)的概念的區(qū)分:

1、協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。

2、協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制兩個對等實體進(jìn)行通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層通過層間接口向上層提供的。上層使用所提供的服務(wù)必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務(wù)原語。

1-22網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素是什么?各有什么含義?答:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。由以下三個要素組成:

(1)語法:即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)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響應(yīng)。

(3)同步:即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

1-23為什么一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到?

答:因為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當(dāng)情況發(fā)生變化時，協(xié)議就會保持理想狀況，一直等下去!就如同兩個朋友在電話中約會好，下午點(diǎn)在公園見面，并且約定不見不散。這個協(xié)議就是很不科學(xué)的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去!所以看一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細(xì)的檢查協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。

1-24論述具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)，包括各層的主要功能。

答:綜合OSITCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種原理體系結(jié)構(gòu)。各層的主要功能:物理層物理層的任務(wù)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(dāng)做物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在兩個相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路上無差錯地傳送以幀(frame)為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息。網(wǎng)絡(luò)層絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇合適的路由，使發(fā)送站的運(yùn)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(yùn)輸層。運(yùn)輸層運(yùn)輸層的任務(wù)是向上一層的進(jìn)行通信的兩個進(jìn)程之間提供一個可靠的端到端服務(wù)，使它們看不見運(yùn)輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)。應(yīng)用層應(yīng)用層直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。

1-25試舉出日常生活中有關(guān)“透明”這種名詞的例子。

答:電視，計算機(jī)視窗操作系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品

1-26試解釋以下名詞:協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務(wù)訪問點(diǎn)、客戶、服務(wù)器、客戶-服務(wù)器方式。

答:實體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議是控制兩個對等實體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合?？蛻?client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程?？蛻羰欠?wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。協(xié)議棧指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層模型后,每層的主要功能由對等層協(xié)議的運(yùn)行來實現(xiàn),因而每層可用一些主要協(xié)議來表征,幾個層次畫在一起很像一個棧的結(jié)構(gòu)對等層:在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中,通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層對等層實體進(jìn)行信息交換的數(shù)據(jù)單位.服務(wù)訪問點(diǎn)在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進(jìn)行交互(即交換信息)的地方.服務(wù)訪問點(diǎn)SAP是一個抽象的概念

1-27試解釋everythingoverIPIPovereverthing的含義TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應(yīng)用提供服務(wù)(所謂的everythingoverip

答:允許IP協(xié)議在各式各樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行。

第二章物理層

2-01物理層要解決哪些問題?物理層的主要特點(diǎn)是什么?

答:物理層要解決的主要問題:

(1)物理層要盡可能地屏蔽掉物理設(shè)備和傳輸媒體，通信手段的不同，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，只考慮完成本層的協(xié)議和服務(wù)。

(2)給其服務(wù)用戶(數(shù)據(jù)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?shù)谋忍亓?的能力，為此，物理層應(yīng)該解決物理連接的建立、維持和釋放問題。

(3)在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標(biāo)識數(shù)據(jù)電路物理層的主要特點(diǎn):

(1)由于在OSI之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經(jīng)制定出來了，而且在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，這些物理規(guī)程已被許多商品化的設(shè)備所采用，加之，物理層協(xié)議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI抽象模型制定一套新的物理層協(xié)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(jī)械，電氣，功能和規(guī)程特性。

(2)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(xié)議相當(dāng)復(fù)雜。

2-02歸層與協(xié)議有什么區(qū)別?答:規(guī)程專指物理層協(xié)議

2-03試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構(gòu)建的作用。

答:源點(diǎn):源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。源點(diǎn)又稱為源站。發(fā)送器:通常源點(diǎn)生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。接收器:接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。終點(diǎn):終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送過來的信息。終點(diǎn)又稱為目的站傳輸系統(tǒng):信號物理通道

2-04試解釋以下名詞:數(shù)據(jù)，信號，模擬數(shù)據(jù)，模擬信號，基帶信號，帶通信號，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號，碼元，單工通信，半雙工通信，全雙工通信，串行傳輸，并行傳輸

答:數(shù)據(jù):是運(yùn)送信息的實體。信號:則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù):運(yùn)送信息的模擬信號。模擬信號:連續(xù)變化的信號。數(shù)字信號:取值為有限的幾個離散值的信號。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù):取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。碼元(code):在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波單工通信:即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信:即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也不能同時接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信:即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息?；鶐盘?即基本頻帶信號)--來自信源的信號。像計算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。帶通信號--把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道)

2-05物理層的接口有哪幾個方面的特性?個包含些什么內(nèi)容?

答:(1)機(jī)械特性明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。

(2)功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。

(3)規(guī)程特性說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

2-06數(shù)據(jù)在信道重的傳輸速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么?“比特/每秒”和“碼元/每秒”有何區(qū)別?

答:碼元傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的限制，信息傳輸速率受香農(nóng)公式的限制香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是:只要信息傳輸速率低于信道的極限傳信率，就可實現(xiàn)無差傳輸。比特是信息傳輸速率的單位碼元傳輸速率也稱為調(diào)制速率、波形速率或符號速率。一個碼元不一定對應(yīng)于一個比特。

2-07假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率(答:C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s

2-08假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)(無差錯傳輸)，試問這個信道應(yīng)具有多高的信噪比(分別用比值和分貝來表示?這個結(jié)果說明什么問題?)答:C=Wlog2W=3khz，C=64khz----S/N=64.2dB是個信噪比要求很高的信源

2-09用香農(nóng)公式計算一下，假定信道帶寬為為3100Hz，最大信道傳輸速率為35Kb/s，那么若想使最大信道傳輸速率增加60%，問信噪比S/N應(yīng)增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎(chǔ)上將信噪比SN應(yīng)增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎(chǔ)上將信噪比S/N再增大到十倍，問最大信息速率能否再增加20%?SN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1SN2/SN1=100信噪比應(yīng)增大到約100倍。C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)C3/C2=18.5%如果在此基礎(chǔ)上將信噪比再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右

2-10常用的傳輸媒體有哪幾種?各有何特點(diǎn)?答:雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)同軸電纜50同軸電纜75同軸電纜光纜無線傳輸:短波通信/微波/衛(wèi)星通信

2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(kHz時)，若容許有20dB的衰減，試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長?如果要雙絞線的工作距離增大到100公里，試應(yīng)當(dāng)使衰減降低到多少?解:使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km衰減應(yīng)降低到20/100=0.2db

2-12試計算工作在1200nm1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.B=F2-F1=V/L1-V/L21200nm1400nm:帶寬=23.8THZ1400nm1600nm:帶寬=17.86THZ

2-13為什么要使用信道復(fù)用技術(shù)?常用的信道復(fù)用技術(shù)有哪些?答:為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。頻分、時分、碼分、波分。

2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并做簡單的解釋。FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.答:FDM(frequencydivisionmultiplexing)TDM(TimeDivisionMultiplexing)STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)WDM(WaveDivisionMultiplexing)DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng)SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數(shù)字系列STM-1(SynchronousTransferModule)級同步傳遞模塊OC-48(OpticalCarrier)48級光載波

2-15碼分多址CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信而不會互相干擾?這種復(fù)用方法有何優(yōu)缺點(diǎn)?

答:各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的相互正交的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。占用較大的帶寬。

2-16共有個站的碼片序列為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(xiàn)收到這樣的碼片序列無發(fā)送S?D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1，

2-17試比較xDSL、HFC以及FTTx接入技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)?答:xDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。成本低，易實現(xiàn)，但帶寬和質(zhì)量差異性大。HFC網(wǎng)的最大的優(yōu)點(diǎn)具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經(jīng)有相當(dāng)大的覆蓋面的有線電視網(wǎng)。要將現(xiàn)有的450MHz單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡(luò)改造為750MHz雙向傳輸?shù)腍FC要相當(dāng)?shù)馁Y金和時間。FTTx(光纖到……)這里字母可代表不同意思?？商峁┳詈玫膸捄唾|(zhì)量、但現(xiàn)階段線路和工程成本太大。

2-18為什么在ASDL技術(shù)中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳送速率高達(dá)每秒幾個兆比?答:靠先進(jìn)的DMT編碼，頻分多載波并行傳輸、使得每秒傳送一個碼元就相當(dāng)于每秒傳送多個比特

第三章數(shù)據(jù)鏈路層

3-01數(shù)據(jù)鏈路(即邏輯鏈路“電路接通了”與”數(shù)據(jù)鏈路接通了”的區(qū)別何在

答:數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路出鏈路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控制數(shù)據(jù)的傳輸，因此，數(shù)據(jù)鏈路比鏈路多了實現(xiàn)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(jié)點(diǎn)交換機(jī)已經(jīng)開機(jī)，物理連接已經(jīng)能夠傳送比特流了，但是，數(shù)據(jù)傳輸并不可靠，在物理連接基礎(chǔ)上，再建立數(shù)據(jù)鏈路連接，才是“數(shù)據(jù)鏈路接通了”，此后，由于數(shù)據(jù)鏈路連接具有檢測、確認(rèn)和重傳功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連

3-02數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能?試討論數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

答:鏈路管理幀定界流量控制差錯控制將數(shù)據(jù)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(diǎn)和缺點(diǎn)取決于所應(yīng)用的環(huán)境:對于干擾嚴(yán)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(wǎng)絡(luò)的傳輸效率受損;對于優(yōu)質(zhì)信道，采用可靠的鏈路層會增大資源開銷，影響傳輸效率。

3-03網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么?網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層

答:適配器(即網(wǎng)卡)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的協(xié)議的硬件和軟件網(wǎng)絡(luò)適配器工作在TCP/IP議中的網(wǎng)絡(luò)接口層(OSI中的數(shù)據(jù)鏈里層和物理層)

3-04數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)幀浪費(fèi)后續(xù)路由上的傳輸和處理資源

3-05如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進(jìn)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(shù)據(jù)域無法將差錯更正的范圍限定在確切的局部

3-06PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)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(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?答:簡單，提供不可靠的數(shù)據(jù)報服務(wù)，檢錯，無糾錯不使用序號和確認(rèn)機(jī)制地址字段0xFF。地址字段實際上并不起作用?？刂谱侄瓮ǔＶ脼?x03。PPP是面向字節(jié)的當(dāng)PPP用在同步傳輸鏈路時，協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充(和HDLC的做法一樣)，當(dāng)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(zhì)量不太差的情況下、PPP沒有編碼和確認(rèn)機(jī)制

3-07要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項式是P(X)=X4+X+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)?若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)?采用CRC檢驗后，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸?

答:作二進(jìn)制除法，1101011011000010011得余數(shù)1110，添加的檢驗序列是1110.作二進(jìn)制除法，兩種錯誤均可發(fā)展僅僅采用了CRC檢驗，缺重傳機(jī)制，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸還不是可靠的傳輸。

3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRCD生成多項式是P(X)=X3+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

答:作二進(jìn)制除法，10111000010011添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)是011

3-09一個PPP幀的數(shù)據(jù)部分(用十六進(jìn)制寫出)是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。試問真正的數(shù)據(jù)是什么(用十六進(jìn)制寫出)?

答:7D5EFE277D5D7D5D657D5E7EFE277D7D657D

3-10PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)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(shù)據(jù)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:0110111111111100011011111011111000000111011111011111011000011101111111111110

3-11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)電信局提供的公用電報通信。

(3)因特網(wǎng)提供的電子郵件服務(wù)。

3-12PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有哪幾種?當(dāng)用戶要使用PPP協(xié)議和ISP建立連接進(jìn)行通信需要建立哪幾種連接?每一種連接解決什么問題?

3-13局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)是什么?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:局域網(wǎng)LAN指在較小的地理范圍內(nèi)，將有限的通信設(shè)備互聯(lián)起來的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)從功能的角度來看，局域網(wǎng)具有以下幾個特點(diǎn):

(1)共享傳輸信道，在局域網(wǎng)中，多個系統(tǒng)連接到一個共享的通信媒體上。理范圍有限，用戶個數(shù)有限。通常局域網(wǎng)僅為一個單位服務(wù)，只在一個相對獨(dú)立的局部范圍內(nèi)連網(wǎng)，如一座樓或集中的建筑群內(nèi)，一般來說，局域網(wǎng)的覆蓋范圍越位10m~10km內(nèi)或更大一些。從網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和傳輸檢測提醒來看，局域網(wǎng)也有自己的特點(diǎn):

(2)低層協(xié)議簡單(不單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)僅相當(dāng)于相當(dāng)與OSI/RM的最低兩層

(3)采用兩種媒體訪問控制技術(shù)，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(wǎng)面對的問題是多源，多目的的連連管理，由此引發(fā)出多中媒體訪問控制技術(shù)在局域網(wǎng)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(wǎng)通常采站點(diǎn)間直接構(gòu)成格狀網(wǎng)。

3-14常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆心男┓N類?現(xiàn)在最流行的是哪種結(jié)構(gòu)?為什么早期的以太網(wǎng)選擇總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而不是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在卻改為使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?

答:星形網(wǎng)，總線網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，樹形網(wǎng)當(dāng)時很可靠的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較貴，人們都認(rèn)為無源的總線結(jié)構(gòu)更加可靠，但實踐證明，連接有大量站點(diǎn)的總線式以太網(wǎng)很容易出現(xiàn)故障，而現(xiàn)在專用的ASIC芯片的使用可以講星形結(jié)構(gòu)的集線器做的非?？煽?，因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)一般都使用星形結(jié)構(gòu)的拓?fù)洹?/p>

3-15什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)?以太網(wǎng)有哪兩個主要標(biāo)準(zhǔn)?答:DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)

3-16數(shù)據(jù)率為10Mb/s的以太網(wǎng)在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元答:碼元傳輸速率即為波特率，以太網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率是10MB/s，因此波特率是數(shù)據(jù)率的兩倍，即20M波特

3-17為什么LLC子層的標(biāo)準(zhǔn)已制定出來了但現(xiàn)在卻很少使用?

答:由于TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)802委員會制定的邏輯鏈路控制子層LLC802.2標(biāo)準(zhǔn))的作用已經(jīng)不大了。

3-18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(wǎng)，但10BASE-T的通信距離稍短，每個站到集線器的距離不超過100m。

3-19以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺點(diǎn)如何?

答:傳統(tǒng)的時分復(fù)用TDM是靜態(tài)時隙分配，均勻高負(fù)荷時信道利用率高，低負(fù)荷或符合不均勻時資源浪費(fèi)較大，CSMA/CD課動態(tài)使用空閑新到資源，低負(fù)荷時信道利用率高，但控制復(fù)雜，高負(fù)荷時信道沖突

3-20假定1kmCSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gb/s。設(shè)信號在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協(xié)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/CD工作，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(shù)等于10*10^-6/1*10^-9=10000,因此，最短幀是100001250字節(jié)長

3-21什么叫做比特時間?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(shù)，便于建立信息長度與發(fā)送延遲的關(guān)系“比特時間”換算成“微秒”必須先知道數(shù)據(jù)率是多少，如數(shù)據(jù)率是10Mb/s，則100比特時間等于10微秒。

3-22假定在使用CSMA/CD協(xié)議的10Mb/s以太網(wǎng)中某個站在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到碰撞，執(zhí)行退避算法時選擇了隨機(jī)數(shù)r=100。試問這個站需要等待多長時間后才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)?如果是100Mb/s的以太網(wǎng)呢?

答:對于10mb/s的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為51.2微秒，要退后100個爭用期，等待時間是51.2(微秒)*100=5.12ms對于100mb/s的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為5.12微秒，要退后1005.12(微秒)*100=512微秒

3-23公式(3-3)表示，以太網(wǎng)的極限信道利用率與連接在以太網(wǎng)上的站點(diǎn)數(shù)無關(guān)。能否由此推論出:以太網(wǎng)的利用率也與連接在以太網(wǎng)的站點(diǎn)數(shù)無關(guān)?請說明你的理由。

答:實際的以太網(wǎng)各給發(fā)送數(shù)據(jù)的時刻是隨即的，而以太網(wǎng)的極限信道利用率的得出是假定以太網(wǎng)使用了特殊的調(diào)度方法(已經(jīng)不再是CSMA/CD了)，使各結(jié)點(diǎn)的發(fā)送不發(fā)生碰撞。

3-24假定站點(diǎn)在同一個10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點(diǎn)之間的傳播時延為225比特時間?，F(xiàn)假發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么發(fā)生碰撞之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢?換言之，如果在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定發(fā)送的幀發(fā)生碰撞?(提示:在計算時應(yīng)當(dāng)考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時，在MAC開始發(fā)送，在t=(64+8)*8=576比特時應(yīng)當(dāng)發(fā)送完畢。t=225比特時間，t=224比特時間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后也不會再發(fā)送碰撞了如果在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定

3-25在上題中的站點(diǎn)t=255比特時間，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。CSMA/CD算法中選擇不同的選擇的隨機(jī)數(shù)分別是rA=0rB=1。試問會不會在預(yù)定的重傳時間停止發(fā)送數(shù)據(jù)?答:開始發(fā)送數(shù)據(jù)T1=225比特時間都檢測到碰撞(tau)T2=273比特時間結(jié)束干擾信號的傳輸(T1+48)T3=594比特時間T4=785比特時間，再次檢測信道。(T4+T2+Tau+Rb*Tau)如空閑，則T5=881比特時間發(fā)送數(shù)據(jù)、否則再退避。(T5=T4+96重傳的數(shù)據(jù)在819比特時間到達(dá)在預(yù)定的881比特時間停止發(fā)送

3-26以太網(wǎng)上只有兩個站，它們同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了碰撞。于是按截斷二進(jìn)制指數(shù)退避算法進(jìn)行重傳。重傳次數(shù)記為，i=1，2，3,…..。試計算第次重傳失敗的概率，以及一