計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程第五版課后答案.docx

1、習(xí)題解答習(xí)題及參考答案說(shuō)明習(xí)題中的某些問(wèn)答題是為了方便學(xué)生課后理解書(shū)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服務(wù)？解答：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種通信基礎(chǔ)設(shè)施，向用戶提供的最核心的服務(wù)就是信息交互服務(wù)和資源共享服務(wù)。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，都是一種通信基礎(chǔ)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)通信基礎(chǔ)設(shè)施，計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種應(yīng)用程序通過(guò)彼此間的通信能為用戶提供更加豐富多彩的服務(wù)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

2、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(wú)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)延的確定性、適用的數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型等多個(gè)方面比較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(guò)程中始終占用端

3、到端的固定傳輸帶寬分組在鏈路上傳輸時(shí)僅逐段占用經(jīng)過(guò)的鏈路通信時(shí)線路上不會(huì)因?yàn)閾砣鴣G失數(shù)據(jù)通信時(shí)會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)擁塞而導(dǎo)致分組丟失數(shù)據(jù)按序到達(dá)分組可能失序建立連接后通信過(guò)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(shuō)因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來(lái)人類(lèi)通信方面最大的變革？解答：因特網(wǎng)已成為僅次于全球電話網(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)的發(fā)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)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)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)AR

4、PANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。第二階段逐步建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。第三階段逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)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(guò)以下的四個(gè)階段：（1）因特網(wǎng)草案（Internet Draft）在這個(gè)階段還不是RFC文檔。（2）建議標(biāo)準(zhǔn)（Proposed Standard）從這個(gè)階段開(kāi)始就成為RFC文檔。（3）草案標(biāo)準(zhǔn)（Draft Standard）。（4）因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（Internet Standard）。1-7 小寫(xiě)和大寫(xiě)開(kāi)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(xiě)字母i開(kāi)始的internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)

5、）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)則）可以是任意的。以大寫(xiě)字母I開(kāi)始的Internet（因特網(wǎng)）則是一個(gè)專(zhuān)用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開(kāi)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)則，且其前身是美國(guó)的ARPANET。1-8 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些類(lèi)別？各種類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點(diǎn)？解答：見(jiàn)1.4.2節(jié)。1-9 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)？解答：因特網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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：（1）邊緣部

6、分 由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來(lái)進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。（2）核心部分 由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。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(bào)文共x(bit)。從源點(diǎn)到終點(diǎn)共經(jīng)過(guò)k段鏈路，每段鏈路的傳播時(shí)延為d(s)，數(shù)據(jù)傳輸速率為b(bit/s)。在電路交換時(shí)電路的建立時(shí)間為s(s)。在分組交換時(shí)分組長(zhǎng)度為p(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(wèn)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(huà)一下草圖觀察k段鏈路共有幾個(gè)結(jié)點(diǎn)。）解答：分

7、組交換時(shí)延為：。電路交換時(shí)延為：。因此，分組交換時(shí)延較電路交換時(shí)延小的條件為：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 + h) (bit)，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度，而h為每個(gè)分組所帶的控制信息固定長(zhǎng)度，與p的大小無(wú)關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過(guò)k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率為b(bit/s)，結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)間可忽略不。若打算使總的時(shí)延為最小，問(wèn)分組的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度p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D為：，求D對(duì)p的導(dǎo)數(shù)，令其為零。解出1-12 從差錯(cuò)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)行傳輸？ 答：（1）

8、若報(bào)文太大在傳輸中出現(xiàn)差錯(cuò)的概率大，并且一旦出現(xiàn)差錯(cuò)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)差錯(cuò)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。（3）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(guò)同一鏈路可以上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)，而無(wú)需等待文件傳輸結(jié)束。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1000 km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為。試計(jì)算以下兩種

9、情況的發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延。（1）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100 kbit/s；（2）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1 Gbit/s。從以上計(jì)算結(jié)果可得出什么結(jié)論？解答：(1) 發(fā)送時(shí)延為100s，傳播時(shí)延為5ms。發(fā)送時(shí)延遠(yuǎn)大于傳播時(shí)延。(2) 發(fā)送時(shí)延為1ms，傳播時(shí)延為5ms。發(fā)送時(shí)延遠(yuǎn)小于傳播時(shí)延。1-15 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中的例子。解答：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)是因?yàn)椤胺謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。在我們的日常生活中不乏層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，例如郵政系

10、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，如圖所示。1-16 協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？有何關(guān)系？解答：這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則或約定稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（network protocol）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也可簡(jiǎn)稱(chēng)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)行通信的規(guī)則的集合。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服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。協(xié)議和服務(wù)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服務(wù)。使用本層服務(wù)的實(shí)體只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)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)則。但服務(wù)是“

11、垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)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(chēng)為服務(wù)。只有那些能夠被高一層實(shí)體“看得見(jiàn)”的功能才能稱(chēng)之為“服務(wù)”。1-17 試述具有五層協(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。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?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、差錯(cuò)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)（按照合適的路由）通過(guò)中間若干路由器的轉(zhuǎn)發(fā)傳送到目的主機(jī)。核

12、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(guò)應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)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)用服務(wù)，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、服務(wù)器、客戶-服務(wù)器方式。解答：協(xié)議棧：將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議幾個(gè)層次畫(huà)在一起很像一個(gè)棧的結(jié)構(gòu)，因此將這些協(xié)議層稱(chēng)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。協(xié)議定義的就是對(duì)等層間的通信規(guī)則。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：OSI參考

13、模型把對(duì)等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱(chēng)為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU?？蛻簦涸谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的應(yīng)用進(jìn)程中的服務(wù)請(qǐng)求方。服務(wù)器：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的應(yīng)用進(jìn)程中的服務(wù)提供方?？蛻?服務(wù)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?服務(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。客戶是服務(wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。服務(wù)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。服務(wù)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)行通信。1-19 試解釋everything over IP和IP over everything的含義。解答：TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應(yīng)用提供服務(wù)，即IP協(xié)

14、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everything over IP。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(jiàn)下層不同的物理網(wǎng)絡(luò)，這就是所謂的IP over everything。1-20 判斷以下正誤。（1）提高鏈路速率意味著降低了信道的傳播時(shí)延。（）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(wú)關(guān)。因此提高鏈路速率不會(huì)影響信道的傳播時(shí)延。（2）在鏈路上產(chǎn)生的傳播時(shí)延與鏈路的帶寬無(wú)關(guān)。（）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)

15、據(jù)的發(fā)送速率并無(wú)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(wèn)題屬于運(yùn)輸層的功能。（）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(wèn)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。（5）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。（）（6）采用分組交換在發(fā)送數(shù)據(jù)前可

16、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。（）原因：由于分組交換不像電路交換那樣通過(guò)建立連接來(lái)保證通信時(shí)所需的各種資源，因而無(wú)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)議結(jié)構(gòu)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：(N h/(N h + M) 100%。若應(yīng)用程序產(chǎn)生的報(bào)文再分為多個(gè)小的分組則比率會(huì)更大。第2章2-1 物理層要解決哪些問(wèn)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

17、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(lèi)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(guò)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(chēng)為物理層規(guī)程（procedure）。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：（1）機(jī)械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、

18、引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。常見(jiàn)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。（2）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。（4）過(guò)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(shuō)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)可劃分為三大部分，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)部分：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(pán)輸入漢字，PC產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流。源點(diǎn)又稱(chēng)為源站或信源。發(fā)送器：通常源點(diǎn)生

19、成的數(shù)字比特流要通過(guò)發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。典型的發(fā)送器就是調(diào)制器?，F(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(jiàn)調(diào)制解調(diào)器。目的系統(tǒng)一般也包括以下兩個(gè)部分：接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)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(lái)自傳輸線路上的模擬信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，提取出在發(fā)送端置入的消息，還原出發(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(lái)的數(shù)字比特流，然后進(jìn)行信息輸出（例如，把漢字在PC屏幕上顯示出來(lái)）。終點(diǎn)又稱(chēng)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

20、統(tǒng)之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2-5 請(qǐng)畫(huà)出數(shù)據(jù)流1 0 1 0 0 0 1 1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(kāi)始）。解答：所求波形圖如圖所示。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。若1個(gè)碼元只攜帶1 bit的信息量，則“比特/秒”和“波特”在數(shù)值上是相等的。但若使1個(gè)碼元攜帶n bit 的信息量，則M Baud的碼元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸速率為M n bit/s。2-7 假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為20

21、000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(lái)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80000 b/s的數(shù)據(jù)率。2-8 假定用3 kHz帶寬的電話信道傳送64 kb/s的數(shù)據(jù)，試問(wèn)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：，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?；鶐?/p>

22、號(hào)：來(lái)自信源的信號(hào)（沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制和搬移過(guò)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(chēng)為基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）。帶通信號(hào)：經(jīng)過(guò)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(chēng)為帶通信號(hào)（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過(guò)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(chēng)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)值的基本波形就稱(chēng)為碼元。碼元是承載信息的基本信號(hào)單位。單工通信：即只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)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

23、式是一方發(fā)送另一方接收，過(guò)一段時(shí)間后再反過(guò)來(lái)。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)，若傳輸速率為每秒幾個(gè)兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里。雙絞線價(jià)格便宜，布線方便，主要用于電話用戶線和局域網(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

24、結(jié)構(gòu)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(lái)進(jìn)行通信，由于可見(jiàn)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(wú)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(wú)線電波在自由空間傳播，可以實(shí)現(xiàn)多種通信。無(wú)線傳輸所使用的頻段很廣。人們現(xiàn)在利用無(wú)線電、微波、紅外線以及可見(jiàn)光這幾個(gè)

25、波段進(jìn)行通信。無(wú)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(guò)復(fù)用技術(shù)共同使用一個(gè)共享的信道來(lái)進(jìn)行通信。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(lái)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(xiě)出下列英文縮寫(xiě)的全文，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋。FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48解答：FDM(Frequency Division Multiplexing

26、)頻分復(fù)用，將傳輸線路的可用頻帶分割為若干條較窄的子頻帶，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(Time Division Multiplexing)時(shí)分復(fù)用，將一條物理線路的傳輸時(shí)間分成若干個(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(Statistic TDM)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，又稱(chēng)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(Wavelength Division Multiplexing)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

27、。DWDM(Dense WDM)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(chēng)為波分復(fù)用WDM。隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復(fù)用的光載波信號(hào)的路數(shù)越來(lái)越多?，F(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，不到2 nm。CDMA(Code Division Multiplex Access)碼分多址，給每個(gè)用戶分配一個(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)行傳輸；在接收端，用同一正交碼解碼進(jìn)行分用。CDMA主要用于無(wú)線通信，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。SONET(Sy

28、nchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)，美國(guó)在1988年首先推出的一個(gè)在光纖傳輸基礎(chǔ)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(lái)自一個(gè)非常精確的主時(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)結(jié)構(gòu)，其傳輸速率以51.84 Mbit/s為基礎(chǔ)。SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列，ITU-T以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，SDH的基本速率為155.52 Mbit/s。STM-1(Synchronous Transfer Module-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的基本速

29、率為155.52 Mbit/s。OC-48(Optical Carrier-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（51.84 Mbit/s）的48倍，即2488.32 Mbit/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)行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

30、1 1 1 +1 1)現(xiàn)收到碼片序列：(1 +1 3 +1 1 3 +1 +1)。問(wèn)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0，D的內(nèi)積為1。因此，A和D發(fā)送的是1，B發(fā)送的是0，而C未發(fā)送數(shù)據(jù)。2-15 試比較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)有電話網(wǎng)中的用戶線，改造成本低，每戶獨(dú)占該用戶線，并可以同時(shí)上網(wǎng)和打電話，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

31、最理想的方案，但需要鋪設(shè)大量光纖，投入的建設(shè)成本較高。2-16 為什么在ADSL技術(shù)中，在不到1 MHz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。（1）DSL和電話網(wǎng)撥號(hào)接入技術(shù)都要通過(guò)電話網(wǎng)經(jīng)過(guò)電話交換機(jī)連接到ISP的路由器的。（）原因：撥號(hào)上網(wǎng)使用撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器，利用電話網(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)信道和話音信道分離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過(guò)電話網(wǎng)

32、。（2）通過(guò)ADSL上網(wǎng)的同時(shí)可以利用同一電話線打電話。（）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)信道和話音信道分離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過(guò)電話網(wǎng)，因此可以同時(shí)上網(wǎng)和打電話。（3）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。（）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。（4）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)行傳輸，而不會(huì)混淆，因此能將該傳輸線路的帶寬成倍增加。（）2-18 請(qǐng)比較電話網(wǎng)撥號(hào)上網(wǎng)和通過(guò)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，利用電話網(wǎng)（電路

33、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)打電話和上網(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)信道和話音信道分離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過(guò)電話網(wǎng)，因此可以同時(shí)上網(wǎng)和打電話，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(méi)有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。在進(jìn)行數(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(guò)許多段這樣的鏈路?？梢?jiàn)鏈路只是一條路徑的組成

34、部分。數(shù)據(jù)鏈路則是另一個(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，還必須有一些必要的通信協(xié)議來(lái)控制這些數(shù)據(jù)的傳輸（這將在后面幾節(jié)討論）。若把實(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?！半娐方油恕眱H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”表明在該物理線路接通的基礎(chǔ)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

35、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、透明傳輸和差錯(cuò)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(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的差錯(cuò)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)的差錯(cuò)。若在數(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(guò)端到端的差錯(cuò)檢測(cè)和重傳來(lái)糾正這些差錯(cuò)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)的差錯(cuò)率非常低，則在數(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(guò)多不必要的負(fù)擔(dān)。3-3 網(wǎng)絡(luò)適配器的

36、作用是什么？網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層？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CPU。這時(shí)CPU可以處理其他任務(wù)。當(dāng)適配器收到有差錯(cuò)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(lái)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 如果不解決透明傳輸問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？解答：如果不解決透明傳輸問(wèn)題，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中有與幀定界符相同的比特組合，則會(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。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(guò)程中最后一個(gè)1

37、變成了0，問(wèn)接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，問(wèn)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=10011。用11010110110000，模2除P，余數(shù)即CRC檢驗(yàn)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(guò)程中最后一個(gè)1變成了0，則接收方收到的數(shù)據(jù)為11010110101110。除P得到的余數(shù)不為零（0011），發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，則接收方收到的數(shù)據(jù)為11010110001110。除P得到的余數(shù)也不為零（0101），發(fā)

38、現(xiàn)差錯(cuò)。采用CRC檢驗(yàn)僅能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)但并不能糾正差錯(cuò)，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。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 停止等待協(xié)議需不需要為確認(rèn)幀編號(hào)？試舉例并畫(huà)圖說(shuō)明理由。解答：在往返時(shí)延很不確定的情況下，如果確認(rèn)幀不編號(hào)，當(dāng)超時(shí)重傳時(shí)間小于實(shí)際的往返時(shí)延時(shí)，發(fā)送方會(huì)收到重復(fù)的確認(rèn)幀，導(dǎo)致錯(cuò)誤，如圖所示的情況，會(huì)導(dǎo)致M2丟失。但在往返時(shí)延比較確定的情況下，由于超時(shí)時(shí)間總是大于往返時(shí)延，確認(rèn)幀可無(wú)需編號(hào)。3-8 考慮0/1比特交替停

39、止等待協(xié)議（序號(hào)只有一位的停止等待協(xié)議），假定發(fā)送方和接收方之間的鏈路會(huì)造成幀失序。請(qǐng)畫(huà)圖說(shuō)明該協(xié)議將不能應(yīng)對(duì)所有出錯(cuò)情況（協(xié)議錯(cuò)誤地收下或丟棄數(shù)據(jù)）。解答：如圖所示，當(dāng)鏈路造成幀失序時(shí)，0/1編號(hào)不足以區(qū)分遲到的失序幀，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。為解決該問(wèn)題需要增大編號(hào)長(zhǎng)度。（答案不唯一）3-9 信道帶寬是4 kbit/s，傳播延遲是20 ms，那么幀的大小在什么范圍內(nèi)時(shí)，停止等待協(xié)議才有至少50%的效率？解答：幀大于160bit。當(dāng)發(fā)送一幀的時(shí)間等于信道傳播延遲的2倍時(shí)，信道利用率是50%，也就是說(shuō)，當(dāng)發(fā)送一幀的時(shí)間等于來(lái)回路程的傳播延遲時(shí)，效率是50%。由于20ms2=40ms，現(xiàn)在發(fā)送速率是每秒40

40、00bit，即發(fā)送1bit需要0.25ms，40ms/(0.25ms/bit)=160bit。3-10 判斷正誤：“由于Go-Back-N協(xié)議采用的是累積確認(rèn)，當(dāng)某個(gè)確認(rèn)分組丟失時(shí)，不一定會(huì)導(dǎo)致發(fā)送方重傳”，并畫(huà)圖舉例說(shuō)明。解答：正確。3-11 考慮GBN協(xié)議，當(dāng)收到序號(hào)不對(duì)的分組，如果接收方僅僅將它們丟棄而不對(duì)最近按序接收的分組進(jìn)行確認(rèn)，會(huì)出現(xiàn)什么錯(cuò)誤情況。請(qǐng)畫(huà)圖舉例說(shuō)明。解答：假設(shè)窗口大小為4，發(fā)送方連續(xù)發(fā)送1, 2, 3, 4號(hào)幀，接收方全部正確接收，但返回的確認(rèn)幀卻全部丟失。當(dāng)發(fā)送方超時(shí)重傳1, 2, 3, 4號(hào)幀時(shí)，接收方會(huì)全部丟棄（接收方正等待接收5號(hào)幀），如果不對(duì)4號(hào)幀進(jìn)行再確認(rèn)

41、，發(fā)送方會(huì)一直重傳1, 2, 3, 4號(hào)幀。（圖略）3-12 考慮在Go-Back-N協(xié)議中幀序號(hào)的長(zhǎng)度問(wèn)題，假設(shè)幀序號(hào)用3 bit，而發(fā)送窗口為8。試找出一種情況，使得在此情況下協(xié)議不能正確工作（考慮序號(hào)重用時(shí)造成的混亂，但不考慮信道失序情況）。解答：設(shè)想在發(fā)送方的發(fā)送窗口內(nèi)的序號(hào)為0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7，且全部發(fā)送出去了。而接收方的接收窗口內(nèi)的序號(hào)為0。接收端若收到0號(hào)幀，則無(wú)法判斷是新的0號(hào)幀還是重傳的0號(hào)幀（當(dāng)0到7號(hào)幀的確認(rèn)幀全部丟失）。3-13 考慮選擇重傳協(xié)議中的上述問(wèn)題，設(shè)編號(hào)用3 bit。再設(shè)發(fā)送窗口WT = 6 而接收窗口WR = 3。試找出一種情況，

42、使得在此情況下協(xié)議不能正確工作。解答：設(shè)想在發(fā)送窗口內(nèi)的序號(hào)為0, 1, 2, 3, 4, 5，而接收窗口等待后面的6, 7, 0。接收端若收到0號(hào)幀，則無(wú)法判斷是新幀或重傳的（當(dāng)確認(rèn)幀丟失）。3-14 一條鏈路傳輸帶寬為2Mbps，長(zhǎng)度為10000km，信號(hào)傳播速率為2.0105km/s，分組大小為100 B，忽略應(yīng)答幀大小。如果采用停止等待協(xié)議，問(wèn)最大吞吐率（實(shí)際可達(dá)的最高平均數(shù)據(jù)速率）是多少？信道利用率是多少？如果采用滑動(dòng)窗口協(xié)議，要想達(dá)到最高吞吐率，發(fā)送窗口最小是多少？解答：最大吞吐率7968 bps，信道利用率0.3984%。如果采用滑動(dòng)窗口協(xié)議，要想達(dá)到最高吞吐率，發(fā)送窗口最小為2

43、51。發(fā)送延遲= (8100)/(2106)=0.4ms，傳播延遲=(1000km)/(200km/ms)=50ms1幀發(fā)送完后等待1個(gè)RTT，然后發(fā)另一幀。周期長(zhǎng)度=0.4ms+50ms2=100.4ms，1個(gè)周期內(nèi)發(fā)送1幀。實(shí)際數(shù)據(jù)速率=(8100b/幀1幀)/100.4ms=7968bps。信道利用率=7968bps/(2106)bps=0.3984%。如果采用滑動(dòng)窗口協(xié)議，可連續(xù)發(fā)送的幀的個(gè)數(shù)為： (周期長(zhǎng)度)/(分組發(fā)送時(shí)間)=100.4ms/0.4ms=251。所以，發(fā)送窗口最小為251。3-15 假定衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為100 kbps，衛(wèi)星信道的單程（即從發(fā)送方通過(guò)衛(wèi)星到達(dá)接收方

44、）傳輸時(shí)延為250 ms，每個(gè)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)均為2000 b，忽略誤碼、確認(rèn)字長(zhǎng)、首部和處理時(shí)間等開(kāi)銷(xiāo)，為達(dá)到傳輸?shù)淖畲笮?，幀的序?hào)至少多少位？此時(shí)信道最高利用率是多少？解答：RTT=2502ms=0.5s1個(gè)幀的發(fā)送時(shí)間=2000b/100kbps= 2010-3s。1個(gè)幀發(fā)送完后經(jīng)過(guò)1個(gè)單程延遲到達(dá)接收方，再經(jīng)過(guò)1個(gè)單程延遲發(fā)送方收到應(yīng)答，從而可以繼續(xù)發(fā)送，理想的情況是此時(shí)窗口信息剛發(fā)送完或還沒(méi)有發(fā)送完。假設(shè)窗口值等于x，令(2000bitx)/(100kb/s)= 2010-3s+RTT= 2010-3s+0.5s=0.52s。得x=26。若要取得最大信道利用率，窗口值是26即可，在此條件下

45、，可以不間斷地發(fā)送幀，所以發(fā)送率保持在100kbps。由于162632，幀的順序號(hào)應(yīng)為5位。在使用后退N幀協(xié)議的情況下，最大窗口值是31，大于26，可以不間斷地發(fā)送幀，此時(shí)信道利用率是100%。3-16 使用1個(gè)64 kbps的衛(wèi)星通道（端到端的傳輸延遲是270 ms）發(fā)送512字節(jié)的數(shù)據(jù)幀（在一個(gè)方向上），而在另一方向上返回很短的確認(rèn)幀。若滑動(dòng)窗口協(xié)議的窗口大小分別為1、7、15和127時(shí)的最大吞吐率是多少？解答：使用衛(wèi)星信道，端到端的傳輸延遲是270ms，以64kbps發(fā)送，512字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)幀占據(jù)通道的時(shí)間是(5128)/64000=6410-3s，即64ms。用t=0表示傳輸開(kāi)始時(shí)間，

46、那么在t=64ms時(shí)，第1幀發(fā)送完畢，t=64+270=334ms時(shí)，第1幀完全到達(dá)接收方，并開(kāi)始返回很短的確認(rèn)幀（發(fā)射時(shí)間忽略），t=334+270=604ms時(shí)，確認(rèn)幀完全到達(dá)發(fā)送方。因此，周期等于604ms，需要窗口大小為604/649個(gè)幀才能保持通道不空。對(duì)于窗口值1，每604ms可發(fā)送4096位，吞吐率=4096/0.6046781bps，約為6.8kbps。對(duì)于窗口值7，吞吐率=67817=47467bps，約為47.5kbps。對(duì)于窗口值超過(guò)9幀（包括15幀和127幀的情況），吞吐率達(dá)到完全速率64kbps。3-17 PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)是什么？為什么PPP不使用幀的編號(hào)？PPP

47、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(shí)現(xiàn)可靠傳輸？解答：PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)如下：(1)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)鏈路層的PPP協(xié)議非常簡(jiǎn)單，具有封裝成幀、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)功能，但向上不提供可靠傳輸服務(wù)。(2)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，PPP協(xié)議能夠在在同一條物理鏈路上同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如IP和IPX等。(3)支持多種類(lèi)型鏈路，PPP協(xié)議能夠在多種類(lèi)型的鏈路上運(yùn)行。例如，串行的或并行的，同步的或異步的，低速的或高速的，電的或光的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路。(4)檢測(cè)連接狀態(tài)，PPP協(xié)議具有一種機(jī)制能夠及時(shí)（不超過(guò)幾分鐘）自動(dòng)檢測(cè)出鏈路是否處于正常工作狀態(tài)。(5)網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商，PPP協(xié)議提供了一種機(jī)制使通信的兩

48、個(gè)網(wǎng)絡(luò)層（例如，兩個(gè)IP層）的實(shí)體能夠通過(guò)協(xié)商知道或能夠配置彼此的網(wǎng)絡(luò)層地址。幀的編號(hào)是可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕緳C(jī)制，PPP不使用幀的編號(hào)是因?yàn)镻PP不實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸。由于PPP沒(méi)有編號(hào)和確認(rèn)機(jī)制因此不能實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸，適用于線路質(zhì)量較好的情況。3-18 一個(gè)PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進(jìn)制寫(xiě)出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。試問(wèn)真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進(jìn)制寫(xiě)出）？解答：轉(zhuǎn)義符為7D，7D 5E還原為7E，7D 5D還原為7D，真正的數(shù)據(jù)為：7E FE 27 7D 7D 65 7E。3-19 PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100

49、。試問(wèn)經(jīng)過(guò)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(wèn)刪除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？解答：填充比特后為011011111011111000（中是填充的比特）。刪除比特后為0001110111110111110110（中是刪除的比特）。3-20 PPP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(wèn)題？解答：PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有6種：鏈路靜止、鏈路建立、鑒別、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、鏈路打開(kāi)、鏈路終止。首先要建立物理連接進(jìn)入鏈路建立狀態(tài)，然后是建立LCP鏈路，進(jìn)行鑒

50、別、NCP配置，最后進(jìn)入鏈路打開(kāi)狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立。3-21 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？解答：局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。由于局域網(wǎng)的該特點(diǎn)，采用廣播信道方式十分簡(jiǎn)單方便。而廣播通信方式需要解決共享信道問(wèn)題，不利于連接覆蓋地理范圍非常大的大量用戶，在廣域范圍內(nèi)進(jìn)行廣播通信會(huì)造成通信資源的極大浪費(fèi)，因此，廣域網(wǎng)不采用廣播通信方式。3-22 常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆心男┓N類(lèi)？現(xiàn)在最流行的是哪種結(jié)構(gòu)？解答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆行切尉W(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)和總線網(wǎng)?，F(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。3-23 什么叫做傳統(tǒng)以太

51、網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)？解答：由于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)率已演進(jìn)到每秒百兆比特、吉比特或甚至10吉比特，因此通常就用“傳統(tǒng)以太網(wǎng)”來(lái)表示最早流行的10 Mbit/s速率的以太網(wǎng)。以太網(wǎng)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：DIX Ethernet V2與IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是美國(guó)施樂(lè)(Xerox)公司的Palo Alto研究中心(簡(jiǎn)稱(chēng)為PARC)于1975年研制成功的。1980年9月，DEC公司、英特爾(Intel)公司和施樂(lè)公司聯(lián)合提出了10 Mbit/s以太網(wǎng)規(guī)約的第一個(gè)版本DIX V1。1982年又修改為第二版規(guī)約，即DIX Ethernet V2，成為世界上第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品的規(guī)約。在此基礎(chǔ)上，IEEE 8

52、02委員會(huì)的802.3工作組于1983年制定了第一個(gè)IEEE的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3，數(shù)據(jù)率為10 Mbit/s。3-24 試說(shuō)明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。解答：“10”代表10 Mbit/s 的數(shù)據(jù)率，BASE表示連接線上的信號(hào)是基帶信號(hào)，T代表雙絞線。3-25 以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭(zhēng)用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺點(diǎn)如何？解答：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕，各站以突發(fā)方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，碰撞的概率很小，CSMA/CD信道利用率和效率比較高，而TDM會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)隙，效率比較低。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重時(shí)，采用CSMA/CD會(huì)導(dǎo)致大量碰撞，

53、效率會(huì)大大下降，而TDM能保證每個(gè)站獲得固定可用的帶寬。3-26 在以太網(wǎng)幀中，為什么有最小幀長(zhǎng)的限制？畫(huà)圖舉例說(shuō)明。解答：CSMA/CD協(xié)議一個(gè)要點(diǎn)是當(dāng)發(fā)送站正在發(fā)送時(shí)，若檢測(cè)到?jīng)_突則立即中止發(fā)送，然后推后一段時(shí)間再發(fā)送。如果發(fā)送的幀太短，還沒(méi)有來(lái)得及檢測(cè)到?jīng)_突就已經(jīng)發(fā)送完了，那么就無(wú)法進(jìn)行沖突檢測(cè)了，如圖所示。因此，所發(fā)送的幀的最短長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)要保證在發(fā)送完畢之前，必須能夠檢測(cè)到可能最晚來(lái)到的沖突信號(hào)。3-27 假定1 km長(zhǎng)的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1 Gbit/s。設(shè)信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為200000 km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長(zhǎng)。解答：端到端往返時(shí)延為(2 km) / (2

54、00000 km/s) = 10 ms，因此只有發(fā)送時(shí)延大于該往返時(shí)延才能保證檢測(cè)出所有可能的碰撞。即，最短幀長(zhǎng)為(1 Gbit/s) (10 ms) = 10000 bit，即1250字節(jié)。3-28 假設(shè)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)在一個(gè)速率為R的廣播信道上同時(shí)開(kāi)始傳輸一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的分組。用表示這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的傳播時(shí)延。如果，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)沖突嗎（信號(hào)的疊加）？這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)能檢測(cè)到?jīng)_突嗎？為什么？通過(guò)該問(wèn)題你能得到什么結(jié)論？解答：會(huì)出現(xiàn)沖突。在兩結(jié)點(diǎn)中間的某段鏈路上這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的發(fā)送的信號(hào)必然會(huì)疊加起來(lái)，導(dǎo)致在該段鏈路上的其它結(jié)點(diǎn)無(wú)法正確識(shí)別信號(hào)。但這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)自己卻無(wú)法檢測(cè)到?jīng)_突，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)送完了分組以后另一結(jié)點(diǎn)發(fā)送的

55、信號(hào)才能到達(dá)，即在這兩結(jié)點(diǎn)的位置并無(wú)信號(hào)的疊加。為檢測(cè)出碰撞，發(fā)送時(shí)延不能太短或傳播時(shí)延不能太長(zhǎng)。3-29 以太網(wǎng)不要求收到數(shù)據(jù)的目的站發(fā)回確認(rèn)，為什么？解答：因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯(cuò)的概率是很小的，絕大多數(shù)的差錯(cuò)都來(lái)自媒體訪問(wèn)控制中的信號(hào)沖突，這通過(guò)沖突檢測(cè)和重傳來(lái)解決。其他差錯(cuò)的糾正由上面的高層來(lái)做。收端收到有差錯(cuò)的幀時(shí)，丟棄即可。3-30 有10個(gè)站連接到以太網(wǎng)上。試計(jì)算以下三種情況下每一個(gè)站所能得到的帶寬。(1) 10個(gè)站都連接到一個(gè)10 Mbit/s以太網(wǎng)集線器；(2) 10個(gè)站都連接到一個(gè)100 Mbit/s以太網(wǎng)集線器；(3) 10個(gè)站都連接到一個(gè)10 Mbi

56、t/s以太網(wǎng)交換機(jī)。解答：若假定利用率為100%。(1)每個(gè)站平均得到1 Mbit/s帶寬；(2)每個(gè)站平均得到10 Mbit/s帶寬；(3)每個(gè)站可獨(dú)占10 Mbit/s帶寬；3-31 有一個(gè)使用集線器的以太網(wǎng)，每個(gè)站到集線器的距離為d，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為C，幀長(zhǎng)為12500字節(jié)，信號(hào)在線路上的傳播速率為m/s。距離d為25m或2500m，發(fā)送速率為10Mbit/s或10Gbit/s。這樣就有4種不同的組合。試?yán)檬?3-4)分別計(jì)算這4種不同情況下參數(shù)a的數(shù)值，并進(jìn)行簡(jiǎn)單討論。解答：d = 25md = 2500mC = 10Mbit/sC = 10Gbit/sC = 10Mbit/sC = 10Gbit/sa2105210221032結(jié)果表明距離越大，速率越高則參數(shù)a越大。當(dāng)幀長(zhǎng)一定時(shí)，隨著以太網(wǎng)的覆蓋范圍的增大和速率的提高，以太網(wǎng)的的信道利用率會(huì)降低。3-32 公式(3-5)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(wú)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)上的站點(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)？請(qǐng)說(shuō)明你的理由。解答：以太網(wǎng)的極限信道利用率考慮的是一種最理想的情況，即假定以太網(wǎng)上的各站發(fā)送數(shù)據(jù)都不會(huì)產(chǎn)生碰撞。從概率上講，最理想情況發(fā)生的概率極其小，因此是極限信道利用率。但實(shí)際上隨著以太網(wǎng)上的站點(diǎn)數(shù)的增加，碰撞的概率會(huì)越來(lái)越大，信道的實(shí)際利用率也會(huì)越來(lái)