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習(xí)題解答
習(xí)題及參考答案說明
習(xí)題中的某些問答題是為了方便學(xué)生課后理解書本知識(shí),并不一定適合作為考試題目,
給出的答案也僅供參考,學(xué)生不應(yīng)該死記硬背。
第1章
1-1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供哪些效勞?
解答:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種通信根底設(shè)施,向用戶提供的最核心的效勞就是信息交互效勞
和資源共享效勞。雖然計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)一樣,都是一種通信根底設(shè)施,
但與這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大的不同在于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的端設(shè)備是功能強(qiáng)大且具有智能的計(jì)算機(jī)。利用
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)通信根底設(shè)施,計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種應(yīng)用程序通過彼此間的通信能為用戶提
供更加豐富多彩的效勞和應(yīng)用,如文件傳輸、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)電視等待。
1-2試簡(jiǎn)述分組交換的要點(diǎn)。
解答:分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)無需在源和目的之間先建立一條
物理的通路,而是將要發(fā)送的報(bào)文分割為較小的數(shù)據(jù)段,將控制信息作為首部加在每個(gè)數(shù)據(jù)
段前面〔構(gòu)成分組〕一起發(fā)送給分組交換機(jī)。每一個(gè)分組的首部都含有目的地址等控制信息。
分組交換網(wǎng)中的分組交換機(jī)根據(jù)分組首部中的控制信息,把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)分組交換機(jī)。
用這種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式將分組轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)最終目的地。
1-3試從建立連接、何時(shí)需要地址、是否獨(dú)占鏈路、網(wǎng)絡(luò)擁塞、數(shù)據(jù)是否會(huì)失序、端到
端時(shí)延確實(shí)定性、適用的數(shù)據(jù)傳輸類型等多個(gè)方面比擬分組交換與電路交換的特點(diǎn)。
解答:
電路交換分組交換
通信前需要建立連接通信前可以不建立連接
通信過程中始終占用端到端的固定傳分組在鏈路上傳輸時(shí)僅逐段占用經(jīng)過
輸帶寬的鏈路
通信時(shí)線路上不會(huì)因?yàn)閾砣鴨适?shù)通信時(shí)會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)擁塞而導(dǎo)致分組喪
據(jù)失
數(shù)據(jù)按序到達(dá)分組可能失序
建立連接后通信過程中不再需要地址所有分組都攜帶地址或相關(guān)控制信息
端到端時(shí)延確定端到端時(shí)延不確定
適合大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸適合突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸
1-4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?
解答:因特網(wǎng)已成為僅次于全球網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò),縮小了人際交往的時(shí)間和空
間,大大改變著我們工作和生活的各個(gè)方面。
1-5因特網(wǎng)的開展大致分為哪幾個(gè)階段?請(qǐng)指出這幾個(gè)階段最主要的特點(diǎn)。
解答:因特網(wǎng)的根底構(gòu)造大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段的演進(jìn)。第一階段——從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)
ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)開展。第二階段——逐步建成了三級(jí)構(gòu)造的因特網(wǎng)。第三階段——逐漸
形成了多層次ISP構(gòu)造的因特網(wǎng)。
1-6試簡(jiǎn)述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個(gè)階段。
解答:制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個(gè)階段:
C1)因特網(wǎng)草案(InternetDraft)在這個(gè)階段還不是RFC文檔。
〔2〕建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)——從這個(gè)階段開場(chǎng)就成為RFC文檔。
〔3〕草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandardK
〔4〕因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)o
1-7小寫和大寫開頭的英文名字internet和Internet在意思上有何重要區(qū)別?
解答:以小寫字母i開場(chǎng)的internet〔互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)〕是一個(gè)通用名詞,它泛指由多個(gè)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議〔即通信規(guī)那么〕可以是任意的。
以大寫字母I開場(chǎng)的Internet〔因特網(wǎng)〕那么是一個(gè)專用名詞,它指當(dāng)前全球最大的、開
放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)那
么,且其前身是美國(guó)的ARPANETo
1-8計(jì)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)?
解答:見1.4.2節(jié)。
1-9因特網(wǎng)的兩大組成局部〔邊緣局部與核心局部〕的特點(diǎn)是什么?它們的工作方式各
有什么特點(diǎn)?
解答:因特網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)造雖然非常復(fù)雜,并且在地理上覆蓋了全球,但從其工作方式上
看,可以劃分為以下的兩大塊:
C1)邊緣局部由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這局部是用戶直接使用的,用來進(jìn)
展通信〔傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻〕和資源共享。
C2)核心局部由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這局部是為邊緣局部提供效
勞的〔提供連通性和交換〕。
1-10試在以下條件下比擬電路交換和分組交換。要傳送的報(bào)文共x(bit)。從源點(diǎn)到終點(diǎn)
共經(jīng)過4段鏈路,每段鏈路的傳播時(shí)延為O⑸,數(shù)據(jù)傳輸速率為力(bit/s)。在電路交換時(shí)電
路的建立時(shí)間為s(s)o在分組交換時(shí)分組長(zhǎng)度為q(bit),假設(shè)x>p且各結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)等待時(shí)間
可忽略不計(jì)。問在怎樣的條件下,分組交換的時(shí)延比電路交換的要???〔提示:畫一下草圖
觀察左段鏈路共有幾個(gè)結(jié)點(diǎn)?!?/p>
解答:分組交換時(shí)延為:(左一DM力+左?4+%/力。電路交換時(shí)延為:s+k?d+xJb。因此,
分組交換時(shí)延較電路交換時(shí)延小的條件為:(k—l)pfb<s
1-11在上題的分組交換網(wǎng)中,設(shè)報(bào)文長(zhǎng)度和分組長(zhǎng)度分別為x和(p+/?)(bit),其中。為
分組的數(shù)據(jù)局部的長(zhǎng)度,而力為每個(gè)分組所帶的控制信息固定長(zhǎng)度,與夕的大小無關(guān)。通信
的兩端共經(jīng)過〃段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率為匕(bit/s),結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)間可忽略不。假設(shè)
打算使總的時(shí)延為最小,問分組的數(shù)據(jù)局部長(zhǎng)度.應(yīng)取多大?
解答:假設(shè)每段鏈路的傳播時(shí)延為d(s),計(jì)算總時(shí)延。為:
(左一1)(〃+力)/匕+左?d+x/b+(x/夕),
求。對(duì)夕的導(dǎo)數(shù),令其為零。解出
1-12從過失控制、時(shí)延和資源共享3個(gè)方面分析,分組交換為什么要將長(zhǎng)的報(bào)文劃分
為多個(gè)短的分組進(jìn)展傳輸?
答:〔1〕假設(shè)報(bào)文太大在傳輸中出現(xiàn)過失的概率大,并且一旦出現(xiàn)過失可能要重傳整個(gè)
報(bào)文,而劃分為小的分組,該分組出現(xiàn)過失的概率減小了,并且一次僅需要重傳一個(gè)分組。
〔2〕將長(zhǎng)的報(bào)文劃分為多個(gè)短的分組可以減小儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)延?!?〕太大的報(bào)文占用鏈路太
長(zhǎng),不利于資源共享,將長(zhǎng)的報(bào)文劃分為多個(gè)短的分組減小的資源共享的粒度,提高整個(gè)系
統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間,例如如一臺(tái)計(jì)算機(jī)在傳輸大的文件時(shí),而另一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過同一鏈路可
以上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁,而無需等待文件傳輸完畢。
1-13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)?
解答:速率、帶寬、吞吐量、時(shí)延、利用率
1-14收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1。0。km,信號(hào)在媒體上的傳播速率為2xl0&rn/s。
試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延。
C1)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s;
C2)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為10'bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1GbiUSo
從以上計(jì)算結(jié)果可得出什幺結(jié)論?
解答:(1)發(fā)送時(shí)延為100s,傳播時(shí)延為5mso發(fā)送時(shí)延遠(yuǎn)大于傳播時(shí)延。
(2)發(fā)送時(shí)延為1RS,傳播時(shí)延為5mso發(fā)送時(shí)延遠(yuǎn)小于傳播時(shí)延。
1-15網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造為什么要采用分層次的構(gòu)造?試舉出一些與分層體系構(gòu)造的思想相
似的日常生活中的例子。
解答:網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造采用分層構(gòu)造是因?yàn)椤胺謱印蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問題,轉(zhuǎn)化為假設(shè)干
較小的局部問題,而這些較小的局部問題就比擬易于研究和處理。
在我們的日常生活中不乏層次構(gòu)造的系統(tǒng),例如郵政系統(tǒng)就是一個(gè)分層的系統(tǒng),而且它
與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有很多相似之處,如下圖。
1-16協(xié)議與效勞有何區(qū)別?有何關(guān)系?
解答:這些為進(jìn)展網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)那么或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議[network
protocoDo網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也可簡(jiǎn)稱為協(xié)議。協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體〔或多個(gè)實(shí)體〕進(jìn)展通信的
規(guī)那么的集合。在協(xié)議的控制下,兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供效勞。
要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議,還需要使用下面一層所提供的效勞。
協(xié)議和效勞在概念上是很不一樣的。首先,協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供效勞。
使用本層效勞的實(shí)體只能看見效勞而無法看見下面的協(xié)議。其次,協(xié)議是“水平的”,即協(xié)議
是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)那么。但效勞是“垂直的〃,即效勞是由下層向上層通過層間接
口提供的。另外,并非在一個(gè)層內(nèi)完成的全部功能都稱為效勞。只有那些能夠被高一層實(shí)體“看
得見〃的功能才能稱之為“效勞〃。
1-17試述具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的要點(diǎn),包括各層的主要功能。
解答:
(1)物理層:在物理媒體上傳送比特流。具體包括:與物理媒體的接口、比特的表示與
同步、數(shù)據(jù)率、線路配置、物理拓?fù)涞取?/p>
(2)數(shù)據(jù)鏈路層:在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間〔主機(jī)和路由器或路由器和路由器之間)的鏈路上
傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。具體包括:組幀、過失控制、物理編址、接入控制、流量控制等。
(3)網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)將分組從源主機(jī)〔按照適宜的路由〕通過中間假設(shè)干路由器的轉(zhuǎn)發(fā)傳
送到目的主機(jī)。核心功能是邏輯編址、路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)。
(4)運(yùn)輸層:負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程之間的邏輯通信〔端到端通信具體包括:復(fù)用與分
用、可靠數(shù)據(jù)傳輸、流量控制、擁塞控制等。
(5)應(yīng)用層:通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互來實(shí)現(xiàn)特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,直接為用戶或應(yīng)用進(jìn)程提供
特定的應(yīng)用效勞,如文件傳輸、電子郵件等。
1-18試解釋以下名詞:協(xié)議棧、實(shí)體、對(duì)等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、客戶、效勞器、客戶-
效勞器方式。
解答:
協(xié)議棧:將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議幾個(gè)層次畫在一起很像一個(gè)棧的構(gòu)造,因此將這些協(xié)議層稱為協(xié)議
棧。
實(shí)體:表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。
對(duì)等層:通信雙方實(shí)現(xiàn)同樣功能的層Q協(xié)議定義的就是對(duì)等層間的通信規(guī)那么。
協(xié)議數(shù)據(jù)單元:OSI參考模型把對(duì)等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元
PDUo
客戶:在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)展通信的應(yīng)用進(jìn)程中的效勞請(qǐng)求方。
效勞器:在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)展通信的應(yīng)用進(jìn)程中的效勞提供方Q
客戶-效勞器方式:通常指的是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的工作方式??蛻?效勞器方式所描述
的是進(jìn)程之間效勞和被效勞的關(guān)系??蛻羰切谡?qǐng)求方,效勞器是效勞提供方。效勞器總是
一直運(yùn)行并被動(dòng)等待通信,而客戶總是主動(dòng)發(fā)起通信。效勞器可以同時(shí)處理多個(gè)客戶的請(qǐng)求,
而客戶程序之間不直接進(jìn)展通信。
1-19試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。
解答:TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應(yīng)用提供效勞,即IP協(xié)議之上可以運(yùn)行各種各樣
的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,這就是所謂的everythingoverIP。同時(shí)TCP/IP協(xié)議也允許IP協(xié)議互連各種各
式各樣的物理網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng),在IP層以上看不見下層不同的物理網(wǎng)絡(luò),這就是所謂的
IPovereverythingo
1-20判斷以下正誤。
C1)提高鏈路速率意味著降低了信道的傳播時(shí)延。〔X〕
原因:
提高鏈路速率是提高了將數(shù)據(jù)推送到鏈路的速率。而信道的傳播時(shí)延僅跟信號(hào)的傳播速
率和信道長(zhǎng)度有關(guān),與發(fā)送速率無關(guān)。因此提高鏈路速率不會(huì)影響信道的傳播時(shí)延。
C2)在鏈路上產(chǎn)生的傳播時(shí)延與鏈路的帶寬無關(guān)?!睼〕
原因:
由于承載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率〔這是光速的數(shù)量級(jí)〕與數(shù)據(jù)的發(fā)送速
率并無關(guān)系,因此在鏈路上產(chǎn)生的傳播時(shí)延僅與信號(hào)傳播速率和信道長(zhǎng)度有關(guān)。
〔3〕跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)通信的問題屬于運(yùn)輸層的功能°〔X〕
原因:
跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)通信的問題屬于網(wǎng)絡(luò)層的功能。運(yùn)輸層為不同主機(jī)上的
應(yīng)用進(jìn)程和應(yīng)用進(jìn)程間提供邏輯通信功能。
〔4〕發(fā)送時(shí)延是分組的第一個(gè)比特從發(fā)送方發(fā)出到該比特到達(dá)接收方之間的時(shí)間。
原因:
發(fā)送時(shí)延是主機(jī)或路由器將分組發(fā)送到通信線路上所需要的時(shí)間,也就是從發(fā)送分組的
第一個(gè)比特算起,到該分組的最后一個(gè)比特發(fā)送到線路上所需要的時(shí)間。
C5)由于動(dòng)態(tài)分配通信帶寬和其他通信資源,分組交換能更好更高效地共享資源?!睼〕
〔6〕采用分組交換在發(fā)送數(shù)據(jù)前可以不必先建立連接,發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)更迅速,因此不會(huì)
出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞。[x[
原因:
由于分組交換不像電路交換那樣通過建立連接來保證通信時(shí)所需的各種資源,因而無法
確保通信時(shí)端到端所需的帶寬,在通信量較大時(shí)可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。
1-21一個(gè)系統(tǒng)的協(xié)議構(gòu)造有N層,應(yīng)用程序產(chǎn)生M字節(jié)長(zhǎng)的報(bào)文,網(wǎng)絡(luò)軟件在每層都
加上h字節(jié)的協(xié)議頭,網(wǎng)絡(luò)帶寬中至少有多大比率用于協(xié)議頭信息的傳輸?
解答:(Nxh/(Nxh+M))x100%o假設(shè)應(yīng)用程序產(chǎn)生的報(bào)文再分為多個(gè)小的分組那幺
比率會(huì)更大。
第2章
2-1物理層要解決哪些問題?物理層協(xié)議的主要任務(wù)是什么?
解答:物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流,而不
是指具體的傳輸媒體。因此物理層要考慮如何用電磁信號(hào)表示"1”或"0";考慮所采用的傳
輸媒體的類型,如雙絞線、同軸電纜、光纜等;考慮與物理媒體之間接口,如插頭的引腳數(shù)
目和排列等;考慮每秒發(fā)送的比特?cái)?shù)目,即數(shù)據(jù)率。
物理層協(xié)議的主要任務(wù)就是確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性,即機(jī)械特性、電氣
特性、功能特性和過程特性。
2-2規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別?
解答:用于物理層的協(xié)議也常稱為物理層規(guī)程Cprocedurek其實(shí)物理層規(guī)程就是物理
層協(xié)議。只是在“協(xié)議〃這個(gè)名詞出現(xiàn)之前人們就先使用了“規(guī)程〃這一名詞。
2-3物理層的接口有哪幾個(gè)方面的特性?各包含些什么內(nèi)容?
解答:
C1)機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。
常見的各種規(guī)格的電源接插件都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。
C2)電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。
〔3〕功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。
C4)過程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。
2-4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)件的作用。
解答:一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大局部,即源系統(tǒng)[或發(fā)送端、發(fā)送方〕、傳輸系
統(tǒng)〔或傳輸網(wǎng)絡(luò)〕和目的系統(tǒng)〔或接收端、接收方,
源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)局部:
源點(diǎn):源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù),例如,從PC的鍵盤輸入漢字,PC產(chǎn)生輸出的數(shù)
字比特流。源點(diǎn)又稱為源站或信源。
發(fā)送器:通常源點(diǎn)生成的數(shù)字比特流要通過發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)展傳
輸。典型的發(fā)送器就是調(diào)制器。現(xiàn)在很多PC使用內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器〔包含調(diào)制器和解調(diào)器〕,
用戶在PC外面看不見調(diào)制解調(diào)器。
目的系統(tǒng)一般也包括以下兩個(gè)局部:
接收器:接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號(hào),并把它轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。典
型的接收器就是解調(diào)器,它把來自傳輸線路上的模擬信號(hào)進(jìn)展解調(diào),提取出在發(fā)送端置入的
消息,復(fù)原出發(fā)送端產(chǎn)生的數(shù)字比特流。
終點(diǎn):終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送來的數(shù)字比特流,然后進(jìn)展信息輸出〔例如,把漢字
在PC屏幕上顯示出來〕。終點(diǎn)又稱為目的站或信宿。
在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間的傳輸系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的傳輸線,也可以是連接在源系統(tǒng)和目
的系統(tǒng)之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
2-5請(qǐng)畫出數(shù)據(jù)流10100011的不歸零編碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的
波形〔從高電平開場(chǎng)〕。
解答:所求波形圖如下圖。
題2-5之圖
2-6"比特/秒〃和“碼元/秒〃有何區(qū)別?
解答:“比特/秒”和“碼元/秒〃是不完全一樣的,信息的傳輸速率“比特/秒”與碼元的傳
輸速率“波特〃〔”碼元/秒”〕在數(shù)量上卻有一定的關(guān)系。假設(shè)1個(gè)碼元只攜帶1bit的信息量,
那么“比特/秒〃和"波特"在數(shù)值上是相等的。但假設(shè)使1個(gè)碼元攜帶nbit的信息量,那么
"Baud的石馬元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸速率為/V/x=bit/s。
2-7假定某信道受奈氏準(zhǔn)那么限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用幅移鍵
控,把碼元的振幅劃分為16個(gè)不同等級(jí)來傳送,那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率〔b/s〕?
解答:16個(gè)等級(jí)可以表達(dá)4位二進(jìn)制數(shù),每個(gè)碼元可以表示4個(gè)比特,因此,可以獲得
80000b/s的數(shù)據(jù)率。
2-8假定用3kHz帶寬的信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù),試問這個(gè)信道應(yīng)具有多高的信噪
比?
解答:根據(jù)香農(nóng)公式:C=3xlog2(l+S/N)=64,\+N=e3
2-9試解釋以下名詞:數(shù)據(jù),信號(hào),模擬信號(hào),基帶信號(hào),帶通信號(hào),數(shù)字信號(hào),碼元,
單工通信,半雙工通信,全雙工通信,串行傳輸,并行傳輸。
解答:
數(shù)據(jù):運(yùn)送消息的實(shí)體。
信號(hào):數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)。
模擬信號(hào):連續(xù)信號(hào),其特點(diǎn)是其代表消息的信號(hào)參數(shù)的取值是連續(xù)變化的。
基帶信號(hào):來自信源的信號(hào)〔沒有經(jīng)過調(diào)制和搬移過頻譜的信號(hào)〕,因?yàn)橥休^
多的低頻成分,甚至有直流成分,因此常被稱為基帶信號(hào)〔即根本頻帶信號(hào)〕。
帶通信號(hào):經(jīng)過載波調(diào)制后的信號(hào)〔把基帶信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信
道中傳輸〕稱為帶通信號(hào)〔即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道〕。
數(shù)字信號(hào):離散信號(hào),代表消息的信號(hào)參數(shù)的取值是離散的。
碼元:在使用時(shí)間域〔或簡(jiǎn)稱為時(shí)域〕的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí),代表不同離散數(shù)值的根
本波形就稱為碼元。碼元是承載信息的根本信號(hào)單位。
單工通信:即只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。
半雙工通信:即通信的雙方都可以發(fā)送信息,但不能雙方同時(shí)發(fā)送〔當(dāng)然也就不能同時(shí)
接收]。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收,過一段時(shí)間后再反過來。
全雙工通信:即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。
串行傳輸:數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)是逐個(gè)比特按照時(shí)間順序依次傳輸。
并行傳輸:數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)采用n個(gè)并行的信道,一次同時(shí)傳輸n個(gè)比特。
2-10常用的傳輸媒體有哪幾種?各有何特點(diǎn)?
解答:
雙絞線,用兩根絕緣銅線扭在一起的通信媒體,絞合在一起是為了減少相鄰導(dǎo)線的電磁
干擾。雙絞線可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。在數(shù)字傳輸時(shí),假設(shè)傳輸速率為每秒幾個(gè)
兆比特,那么傳輸距離可達(dá)幾公里。雙絞線價(jià)格廉價(jià),布線方便,主要用于用戶線和局域
網(wǎng)中。
同軸電纜,由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)塑料外層所
組成。同軸電纜的這種構(gòu)造和屏蔽性使得它有比雙絞線高得多的帶寬和更好的抗干擾特性。
目前同軸電纜主要用在有線電視網(wǎng)的居民小區(qū)中。
光纖,是利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖信號(hào)來進(jìn)展通信,由于可見光的頻率非常高
(108MHz),因此一個(gè)光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前其他傳輸媒體的帶寬。光纖可
分為單模光纖和多模光纖。光纖不僅通信容量非常大,而且傳輸損耗小,抗干擾和保密性能
好。光纖通常用在主干網(wǎng)絡(luò)中和高速局域網(wǎng)中。
無線傳輸媒體,即利用自由空間傳播電磁波。當(dāng)通信距離很遠(yuǎn),或跨越復(fù)雜地理環(huán)境時(shí),
鋪設(shè)電纜既昂貴又費(fèi)時(shí),利用無線電波在自由空間傳播,可以實(shí)現(xiàn)多種通信。無線傳輸所使
用的頻段很廣。人們現(xiàn)在利用無線電、微波、紅外線以及可見光這幾個(gè)波段進(jìn)展通信。無線
傳輸媒體的最大缺點(diǎn)就是容易被干擾,保密性差。
2-11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?
解答:許多用戶可以通過復(fù)用技術(shù)共同使用一個(gè)共享的信道來進(jìn)展通信。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中傳輸
媒體的傳輸容量大于單一信道傳輸?shù)耐ㄐ帕繒r(shí),可利用復(fù)用技術(shù)在一條物理線路上建立多條
通信信道來充分利用傳輸媒體的帶寬。
常用的復(fù)用技術(shù)包括:頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用。
2-12試寫出以下英文縮寫的全文,并進(jìn)展簡(jiǎn)單的解釋。
FDM?TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48
解答:
FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)頻分復(fù)用,將傳輸線路的可用頻帶分割為假設(shè)干
條較窄的子頻帶,每一條子頻帶傳輸一路信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)在同一條線路上傳輸多路信號(hào)。
TDM(TimeDivisionMultiplexing)日寸分復(fù)用I,將一條物理線路的傳輸日寸間分成假設(shè)干個(gè)時(shí)
間片〔時(shí)隙),按一定的次序輪流給各個(gè)信號(hào)源使用,從而實(shí)現(xiàn)在同一條線路上傳輸多路信
號(hào)。
STDM(StatisticTDM)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用,又稱為異步時(shí)分復(fù)用,將線路的傳輸時(shí)間按需動(dòng)態(tài)
地分配給各個(gè)信號(hào)源,而不是給每個(gè)信號(hào)源分配固定的時(shí)隙。
WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)波分復(fù)用,就是光的頻分復(fù)用,將不同波長(zhǎng)的
光信號(hào)復(fù)用到同一根光纖上。
DWDM(DenseWDM)密集波分復(fù)用,最初,人們只能在一根光纖上復(fù)用兩路光載波信
號(hào)。這種復(fù)用方式稱為波分復(fù)用WDM。隨著技術(shù)的開展,在一根光纖上復(fù)用的光載波信號(hào)
的路數(shù)越來越多。現(xiàn)在已能做到在一根光纖上復(fù)用幾十路或更多路數(shù)的光載波信號(hào)。于是就
使用了密集波分復(fù)用DWDM這一名詞。DWDM的波長(zhǎng)間隔很小,不至ij2nm。
CDMA(CodeDivisionMultiplexAccess)碼分多址,給每個(gè)用戶分酉己一個(gè)唯一的正交碼,
在發(fā)送端,不同用戶的數(shù)據(jù)用該正交碼編碼后復(fù)用到同一信道進(jìn)展傳輸;在接收端,用同一
正交碼解碼進(jìn)展分用。CDMA主要用于無線通信,具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng),美國(guó)在1988年首先推出的一個(gè)在
光纖傳輸根底上的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)同步網(wǎng)絡(luò)的各級(jí)時(shí)鐘都來自一個(gè)非常準(zhǔn)確的主時(shí)鐘。
SONET為光纖傳輸系統(tǒng)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級(jí)構(gòu)造,其傳輸速率以51.84MbiVs
為根底。
SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數(shù)字系列I,ITU-T以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SONET為根底
制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),SDH的根本速率為155.52MbiVSo
STM-1(SynchronousTransferModule-1)第1級(jí)同步傳遞模塊,是SDH的一系列傳輸
標(biāo)準(zhǔn)之一,規(guī)定了SDH的根本速率為155.52MbiVSo
OC-48(OpticalCarrier-48)第48級(jí)光載波,是SONET的一系列傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一,其速
率是SONET第1級(jí)光載波OC-1速率[51.84Mbit/s〕的48倍,即2488.32Mbit/s。
2-13碼分多址CDMA的復(fù)用方法有何優(yōu)缺點(diǎn)?
解答:優(yōu)點(diǎn)是容量大,有很強(qiáng)的抗干擾能力,發(fā)送功率小。缺點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)復(fù)雜。
2-14共有4個(gè)用戶進(jìn)展CDMA通信。這4個(gè)用戶的碼片序列為:
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)收到碼片序列:(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問是哪些用戶發(fā)送了數(shù)據(jù)?發(fā)送的是1
還是0?
解答:A的內(nèi)積為1,B的內(nèi)積為-1,C的內(nèi)積為。,D的內(nèi)積為1o因此,人和D發(fā)送
的是1,B發(fā)送的是。,而C未發(fā)送數(shù)據(jù)。
2-15試比擬ADSL、HFC及FTTx接入技術(shù)的特點(diǎn)。
解答:ADSL最大好處是利用現(xiàn)有網(wǎng)中的用戶線,改造本錢低,每戶獨(dú)占該用戶線,
并可以同時(shí)上網(wǎng)和打,但接入速率與用戶線的質(zhì)量和長(zhǎng)度有很大關(guān)系。
HFC的優(yōu)點(diǎn)是利用現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng),傳輸帶寬高,但要將現(xiàn)有單向傳輸?shù)挠芯€電視
電纜改造為雙向通信的電纜,小區(qū)用戶共享同一媒體。
FTTx帶寬高,是解決寬帶接入最理想的方案,但需要鋪設(shè)大量光纖,投入的建立本錢
較高。
2-16為什么在ADSL技術(shù)中,在不到1MHz的帶寬中可以傳送的速率卻可以高達(dá)每秒
幾個(gè)兆比特?
解答:采用先進(jìn)的編碼技術(shù),每個(gè)碼元攜帶多個(gè)比特,即每秒傳送一個(gè)碼元就相當(dāng)于每
秒傳送多個(gè)比特。
2-17判斷以下正誤。
C1)DSL和網(wǎng)撥號(hào)接入技術(shù)都要通過網(wǎng)經(jīng)過交換機(jī)連接到ISP的路由器的。
〔X〕
原因:撥號(hào)上網(wǎng)使用撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器,利用網(wǎng)(電路交換〕在用戶計(jì)算機(jī)與ISP的
路由器之間建立一條物理鏈路〔話音信道〕,使用這條話音信道傳輸數(shù)據(jù)。而DSL僅使用用
戶線,利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信道別離,上網(wǎng)的數(shù)據(jù)井不通過
網(wǎng)。
C2)通過ADSL上網(wǎng)的同時(shí)可以利用同一線打。〔4〕
原因:ADSL僅使用用戶線,利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信道別
離,上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過網(wǎng),因此可以同時(shí)上網(wǎng)和打。
C3)雙絞線由兩個(gè)具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起組成,這樣不容易
被拉斷。〔X〕
原因:雙絞線由兩個(gè)具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起組成,這樣可以
降低信號(hào)干擾的程度。
C4)信道復(fù)用技術(shù)可以將多路信號(hào)復(fù)用到同一條傳輸線路上進(jìn)展傳輸,而不會(huì)混淆,因
此能將該傳輸線路的帶寬成倍增加。〔X〕
2-18請(qǐng)比擬網(wǎng)撥號(hào)上網(wǎng)和通過ADSL上網(wǎng)的區(qū)別。
解答:撥號(hào)上網(wǎng)使用撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器,利用網(wǎng)〔電路交換〕在用戶計(jì)算機(jī)與ISP的
路由器之間建立一條物理鏈路〔話音信道〕,使用這條話音信道傳輸數(shù)據(jù),因此不能同時(shí)打
和上網(wǎng)。而ADSL僅使用用戶線,利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信道
別離,上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過網(wǎng),因此可以同時(shí)上網(wǎng)和打,并且因?yàn)椴皇茉捯粜诺李l帶
寬度的限制可以提供更高的數(shù)據(jù)帶寬。
第3章
3-1數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)
鏈路接通了"的區(qū)別何在?
解答:所謂鏈路就是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理線路,而中間沒有任何其他的交
換結(jié)點(diǎn)。在進(jìn)展數(shù)據(jù)通信時(shí),兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的通信路徑往往要經(jīng)過許多段這樣的鏈路。可
見鏈路只是一條路徑的組成局部。
數(shù)據(jù)鏈路那么是另一個(gè)概念。這是因?yàn)楫?dāng)需要在一條線路上傳送數(shù)據(jù)時(shí),除了必須有一
條物理線路外坯必須有一些必要的通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸[這將在后面幾節(jié)討論〕。
假設(shè)把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上,就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。這樣的數(shù)據(jù)鏈路就不再
是簡(jiǎn)單的物理鏈路而是個(gè)邏輯鏈路了。
“電路接通了“僅僅是物理線路接通了通信雙方可以在上面發(fā)送和接收0/1比特了,而“數(shù)
據(jù)鏈路接通了〃說明在該物理線路接通的根底上通信雙方的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)體已達(dá)成了一
致并做好了在該鏈路上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀的準(zhǔn)備〔可能互相要協(xié)商某些數(shù)據(jù)鏈路層參數(shù)〕。
3-2數(shù)據(jù)鏈路層包括哪些主要功能?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)。
解答:數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路控制的主要功能包括:封裝成幀、透明傳輸和過失檢測(cè),可選
功能包括可靠傳輸、流量控制等。
在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是通過點(diǎn)到點(diǎn)的過失檢測(cè)和重傳能及時(shí)糾正相鄰結(jié)
點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)的過失。假設(shè)在數(shù)據(jù)鏈路層不實(shí)現(xiàn)可靠傳輸由高層如運(yùn)輸層通過端到端的過失
檢測(cè)和重傳來糾正這些過失會(huì)產(chǎn)生很大的重傳時(shí)延。
但是在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)可靠傳輸并不能保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?,如由于網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)
致路由器丟棄分組等。因此,即使數(shù)據(jù)鏈路層是可靠的,在高層如運(yùn)輸層仍然有必要實(shí)現(xiàn)端
到端可靠傳輸。如果相鄰結(jié)點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)的過失率非常低,那么在數(shù)據(jù)鏈路層重復(fù)實(shí)現(xiàn)可靠
傳輸就會(huì)給各結(jié)點(diǎn)增加過多不必要的負(fù)擔(dān)。
3-3網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么?網(wǎng)絡(luò)適配器H作在哪一層?
解答:網(wǎng)絡(luò)適配器的作用就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能。適配器接收和發(fā)送各種
幀時(shí)不使用計(jì)算機(jī)的CPUo這時(shí)CPU可以處理其他任務(wù)。當(dāng)適配器收到有過失的幀時(shí),就
把這個(gè)幀丟棄而不必通知計(jì)算機(jī)。當(dāng)適配器收到正確的幀時(shí),它就使用中斷來通知該計(jì)算機(jī)
并交付給協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)適配器工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。
3-4如果不解決透明傳揄問題會(huì)出現(xiàn)什么問題?
解答:如果不解決透明傳輸問題,如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中有與幀定界符一樣的比特組合,那
么會(huì)導(dǎo)致幀定界錯(cuò)誤。
3-5要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項(xiàng)式是尸(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(gè)1變成了0,問接收端能否發(fā)現(xiàn)?
假設(shè)數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個(gè)1都變成了0,問接收端能否發(fā)現(xiàn)?
采用CRC檢驗(yàn)后,數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸?
解答:根據(jù)CRC生成多項(xiàng)式,除數(shù)P=10011o用11010110110000,模2除P,余數(shù)
即CRC檢臉序列為1110。
添加檢驗(yàn)序列后為11010110111110,數(shù)據(jù)〔注意是數(shù)據(jù),不包括檢驗(yàn)序列〕在傳輸過
程中最后一個(gè)1變成了0,那么接收方收到的數(shù)據(jù)為11010110101110。除P得到的余數(shù)不
為零〔0011〕,發(fā)現(xiàn)過失。
假設(shè)數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個(gè)1都變成了。,那么接收方收到的數(shù)據(jù)為
11010110001110o除P得到的余數(shù)也不為零〔0101〕,發(fā)現(xiàn)過失。
采用CRC檢驗(yàn)僅能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)過失但并不能糾正過失,因此并不能實(shí)
現(xiàn)可靠傳輸。
3-6要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項(xiàng)式是P(X)=X3+1。試求應(yīng)添加在
數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。
解答:根據(jù)CRC的生成多項(xiàng)式,除數(shù)為1001,被除數(shù)為101110000,余數(shù)為011。
3-7停頓等待協(xié)議需不需要為確認(rèn)幀編號(hào)?試舉例并畫圖說
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