第一章計算機網絡概論習題參考答案 1.計算機網絡可分為哪兩大子網？它們各實現什么功能？計算機網絡分為資源子網和通信子網。資源子網：負責信息處理（包括提供資源的主機HOST和請求資源的終端，它們都是信息傳輸的源節點或宿節點，有時也通稱為端節點）；通信子網：負責全網中的信息傳遞（由網絡節點和通信鏈路組成）。2.計算機網絡的發展可劃分為哪幾個階段？每個階段各有什么特點？可分為四個階段。第一階段為面向終端的計算機網絡，特點是由單個具有自主處理功能的計算機和多個沒有自主處理功能的終端組成網絡。第二階段為計算機-計算機網絡，特點是由具有自主處理功能的多個計算機組成獨立的網絡系統。第三階段為開放式標準化網絡，特點是由多個計算機組成容易實現網絡之間互相連接的開放式網絡系統。第四階段為因特網的廣泛應用與高速網絡技術的發展，特點是網絡系統具備高度的可靠性與完善的管理機制，網絡覆蓋范圍廣泛。3.早期的計算機網絡中，哪些技術對日后的發展產生了深遠的影響？早期的ARPANET、TCP/IP、PDN的技術對日后的發展產生了深遠的影響。4.簡述計算機網絡的功能？硬件資源共享：存儲器、打印機等；軟件資源共享：文件傳送，數據庫等；用戶間信息交換：收發郵件收發消息等信息交換。5. 名詞解釋：PSE：分組交換設備PAD：分組裝拆設備NCC：網絡控制中心FEP：前端處理機IMP：接口信息處理機DTE：數據終端設備DCE：數據電路終接設備PDN：公用數據網OSI：開放系統互連基本參考模型HDLC：高級數據鏈路控制協議SNA：系統網絡結構DNA：數字網絡結構WAN：廣域網，遠程網LAN：局域網SCS：結構化綜合布線系統NBS：美國國家標準局ANSI：美國國家標準學會ECMA：歐洲計算機制造商協會IETF：Internet工程任務組IESG：Internet工程指導小組ITU：國際電話電報咨詢委員會CCITT，現已改名為國際電信聯盟ITU。其中ITU-U是國際電信聯盟電信標準化局第二章計算機網絡基礎知識習題參考答案 1.簡述模擬數據及數字數據的模擬信號及數字信號表示方法。（1）模擬信號是隨時間連續變化的電流、電壓或電磁波，可以利用某個參量（幅度，頻率，相位）來表示傳輸數據；數字信號則是一系列離散的電脈沖，可利用某一瞬間狀態模擬信號和數字信號可通過參量(幅度)來表示： （2）模擬數據和數字數據的表示模擬數據可以直接用對應的隨時間變化而連續變化的模擬信號來表示，也可經相應的轉換設備轉換后用離散的數字信號表示。數字數據可用二進制編碼后的離散數字信號表示，也可經轉換設備轉換后用連續變化的模擬信號表示。2.簡述MODEM和CODEC的作用MODEM將數字數據調制轉換為模擬信號，使之在適合于模擬信號的媒體上傳輸；而在線路的另一端；MODEM再將模擬信號解調還原為原來的數字數據。CODEC編碼解碼器，將表示聲音數據的模擬信號編碼轉換成二進制流近似表示的數字信號；而在線路的另一端，CODEC將二進制位流解碼恢復成原來的模擬數據。3.什么是數據通信？數據通信是一種通過計算機或其它數據裝置與通信線路，完成數據編碼信號的傳輸、轉接、存儲和處理的通信技術。4.數據傳輸速率與信號傳輸速率的單位各是什么？它們之間有什么關系？（1）數據傳輸速率（每秒傳輸二進制信息的位數），單位是位/秒 bps或b/s，計算公式: R=1/Tlog2N(bps)T為一個數字脈沖信號的寬度(全寬碼)或重復周期(歸零碼)單位為秒；N為一個碼元（一個數字脈沖稱為碼元）所取的離散值個數。通常 N=2K，K為二進制信息的位數，K=log2N。N=2時，R=1/T，表示數據傳輸速率等于碼元脈沖的重復頻率。（2）信號傳輸速率（單位時間內通過信道傳輸的碼元數），單位是波特 Baud。計算公式: B=1/T (Baud)T為信號碼元的寬度，單位為秒（3）對應關系式：R=Blog2N(bps)或B=R/log2N(Baud)5. 數據傳輸速率與信道容量的單位各是什么？它們之間有什么關系？信道傳輸速率和信道容量的單位都是位/秒 bps或b/s。信道容量表示一個信道的最大數據傳輸速率區別：信道容量表示信道的最大數據傳輸速率，是信道傳輸數據能力的極限，而數據傳輸速率是實際的數據傳輸速率。6.對于帶寬為6MHz的信道,若用4種不同的狀態來表示數據，在不考慮熱噪聲的情況下，該信道的最大數據傳輸速率是多少？離散的信道容量：奈奎斯特(Nyquist)無噪聲下的碼元速率極限值B與信道帶寬H的關系： B=2H (Baud)奈奎斯特公式-無噪信道傳輸能力公式：C=2Hlog2N (bps)H為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz；N為一個碼元所取的離散值個數。解：H=6M N=4 所以C=2Hlog2N =26mlog24 =24Mbps。7.信道帶寬為3KHz，信噪比為30db，則每秒能發送的比特數不會超過多少？連續的信道容量：香農公式-帶噪信道容量公式 C=Hlog2(1+S/N) (bps)S為信號功率，N為噪聲功率，S/N為信噪比，通常把信噪比表示成10 lg(S/N)分貝(dB)。 10 lg(S/N)=30 lg(S/N)=3 S/N=1030/10=1000 H=3k C= Hlog2(1+S/N)=3klog2(1+1000) =3klog2 (1001) 3k10=30k，得每秒發送的位數不超過30K。8.采用8種相位、每種相位各有兩種幅度的PAM調制方法，問在1200Baud的信號傳輸速率下能達到的數據傳輸速率為多少？N=82=16， 2H=B=1200， C=2Hlog2N=1200log216=4800bps。9.采用每種相位各有兩種幅度的PAM調制方法，在帶寬為8KHz的無噪信道上傳輸數字信號，若要達到64Kbps的數據速率，問至少要多少種不同的相位？ C=64K，H=8K，C=2Hlog2N， log2N=C/2H=64K/16K=4， N=16，至少要有8種不同的相位。10.簡述異步傳輸方式與同步傳輸方式的區別。P22、P27異步傳輸以字符為傳輸單位，一次只傳輸一個字符（由5-8位數據組成）。每個字符有1個起始位和1至2個停止位保證字符的同步，字符內以約定頻率保證位同步，字符之間異步，可有任意的空閑位。同步傳輸以數據塊的幀為傳輸單位，每幀以特殊的同步字符或位模式作幀頭幀尾標志，保證幀同步，幀內用外加的同步信號或用從數據信號中提取的同步信號保證位同步。11.數據速率為1200bps，采用無校驗、1位停止位的異步傳輸，問1分鐘內最多能傳輸多少個漢字（雙字節）？ 因為每秒傳輸1200位，每傳送1字節需10位，所以每分鐘最多能傳送的漢字為120060/20=360012.分別用標準曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼畫出1011001的波形圖。曼徹斯特編碼，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號；從高到低跳變表示1，從低到高跳變表示0。差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時鐘定時，而用每位開始時有無跳變表示0或1，有跳變為0，無跳變為1。注：由于不會畫圖，只能參考課本圖片，以參考編碼畫法，請諒解。13.采用曼徹斯特編碼的10Mbps局域網的波特率是多少？因為曼徹斯特編碼每碼元傳送1/2位，所以R=B1/2， 2R=B， B=20M14.簡述異步傳輸方式的字符格式，并說明各部分的作用。異步傳輸方式中，每字符以1位邏輯0為起始，以1或2位邏輯1為終止，凡從終止位或任意空閑位的1轉為0確定為字符的開始，按約定的頻率確定約定的5至8位的數據位，如果有約定的1位校驗位則按約定的算法作差錯檢測。參考：群同步傳輸每個字符由四部組成1)1位起始位，以邏輯0表示；2)58位數據位，即要傳輸的字符內容；3)1位奇偶校驗位，用于檢錯；4)12位停止位，以邏輯1表示,用作字符間的間隔。 15.信源以字節（8比特）為單位傳輸數據，若數據速率為B（bps），對下列兩種情況分別計算有效數據傳輸速率：（1）異步串行傳輸，不用校驗位、使用1位停止位因為每8位字節要額外附加2位，所以有效數據傳輸速率最大可達 B8/10=0.8B（2）同步串行傳輸，每幀包含48位控制位和4096位數據位有效數據傳輸速率為 B4096/(48+4096)=B4096/41440.988B16.在相同數據速率下，分別采用異步協議和同步協議傳輸大批量數據，問兩者的傳輸效率之比約為百分之幾？分析：異步協議的有效數據傳輸效率為8位數據位/10位總數據位=8/10；同步協議的有效數據傳輸效率為有效數據位（可達幾千位）/（有效數據位+幀頭幀尾及其他相關控制位，數值很小）=1/1（約數）；異步協議和同步協議的有效數據傳輸效率的百分比=（8/10）/1100%=80%答：在相同數據速率下，異步協議和同步協議的有效數據傳輸效率的百分比為80%17.對于帶寬為4KHz的語音信號，采用量化級別為128的PCM方法編碼，問所產生的二進制位起碼要用多大傳輸速率的信道才能傳輸？分析：由采樣定理：Fs2Bs，其中Fs為采樣頻率，2Bs為原始信號帶寬（與H相同），信道容量C=Fslog2N2Bslog2N；因為H=4KHz，N=128，所以由奈奎斯特公式得C=24Klog2128=56Kbps答：起碼要用56Kbps傳輸速率的信道才能傳輸所產生的二進制位18.簡述FDM、TDM、WDM的實現原理。FDM（頻分多路復用）是在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬情況下，將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同（或略寬）的子信道，每個子信道傳輸一路信號的頻分多路復用技術。多路原始信號在頻分復用前，先要通過頻譜搬移技術將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使信號的帶寬不相互重疊，可通過采用不同的載波頻率進行調制來實現，為了防止相互干擾，使用保護帶來隔離每一個通道，保護帶是一些不使用的頻譜區。TDM（時分多路復用）是若介質能達到的位傳輸速率超過傳輸數據所需要的數據傳輸速率時，將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用的時分多路復用技術。每一時間片由復用的一個信號占用，利用每個信號在時間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個數字信號。WDM（波分多路復用）是指在一根光纖中傳輸多種不同波長的光信號，由于波長不同，所以各路光信號互不干擾，最后再用波長解復用器將各路波長分解出來的波分多路復用技術。根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸，在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。19.分別計算T1載波和E1載波的編碼效率和開銷率 分析：Bell系統的T1載波利用脈碼調制PCM和時分多路復用TDM技術，使24路采用聲音信號復用一個通道，幀結構中24路信道各自輪流將編碼后的8位數字信號（7+1）組成幀，其中7位是編碼的數據，第8位是控制信號。每幀除了248=192位之外，另加一位幀同步位。這樣，一幀（824+1）中就包含有193位，每一幀用125s時間傳送，因此T1系統的數據傳輸速率為1.544Mbps。ITU建議了一種2.048Mbps速率的PCM載波標準，稱為E1載波（歐洲標準）。它的每一幀開始處有8位作同步用，中間有8位用作信令，再組織30路8位數據，全幀含256位，每一幀也用125s傳送，可計算出數據傳輸速率為256位/125s=2.048MbpsT1載波的編碼效率=724/（824+1）=168/1930.87，式中：724是編碼數據位所占總的信道數824+1是單幀所占位；開銷率=（124+1）/193=25/1930.13，式中：124+1是控制信號位所占，即開銷。E1載波的編碼效率=830/（8+8+830）=240/2560.94，式中：830是30路8位數據位，8+8+830是單幀所占位；開銷率=（8+8）/256=16/2560.06，式中：8+8是8位同步位，8位作信令所占，即開銷。20.若要采用兩種物理狀態傳輸的50Kbps信道上傳輸1.544Mbps的T1載波，問信道的信噪比至少要多少？因為N=2，C=50K,C=2Hlog2N,所以 H=C/2=25K。因為C=1.544M，H=25K，C=Hlog2（1+S/N），所以 log2（1+S/N）=C/H=1544/25=61.76, 1+S/N261, S/N=261-1261，10log1026110log10260=10log102610=10log101024610log101018=180分貝21.試比較電路交換、報文交換、虛電路分組交換及數據分組交換方式的特點：電路交換：在數據傳送開始之前必須先設置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全占用。對于猝發式的通信，電路交換效率不高。報文交換：報文從源點傳送到目的地采用“存儲轉發”的方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道。在交換節點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交換不能滿足實時通信的要求。分組交換分為：數據報分組交換和虛電路分組交換，分組交換技術是計算機網絡中使用最廣泛的一種交換技術。分組交換，交換方式和報文交換方式類似，但報文被分成分組傳送，并規定了最大的分組長度。在數據報分組交換中，目的地需要重新組裝報文；在虛電路分組交換中，數據傳送之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。22.對于交換網定義如下參數:N兩個給定站點間轉接的節點數;L報文長度(比特);B鏈路上的數據傳輸速率(bps);P每個分組的長度(比特);H每個分組的開銷(比特);S電路交換或虛電路分組交換的呼叫建立時間(秒);D每個轉接點的轉接延遲時間(秒)。假設不需要確認,請分別計算電路交換、報文交換、虛電路分組交換和數據報分組交換的端到端延遲時間。電路交換T=S+L/B報文交換T=L/B+ND虛電路分組交換T=S+ND+（P+H）/B數據分組交換T=ND+（P+H）/B23.比較ARQ和FEC方法的工作原理,說明它們的不同之處。 ARQ自動請求重發的工作原理：接收端檢測出有差錯時，就設法通知發送方重發，直到正確的碼字收到為止。FEC前向糾錯的工作原理：接收端不但能發現差錯，而且能確定二進制碼元發生錯誤的位置，從而加以糾正。ARQ只使用檢錯碼，但必須是雙向信道才可能將差錯信息反饋至發送端。同時，發送方要設置數據緩沖區，用以存放已發出去的數據，以便知道出差錯后可以調出數據緩沖區的內容重新發送。FEC必須用糾錯碼，但它可以不需要反向信道來傳道請求重發的信息，發送端也不需要存放以備重發的數據緩沖區。24.已知生成多項式為:X4+X3+X2+1,求信息位1010101的CRC碼。信息位：K(X)=X6+X4+X2+1=1010101G(X)=X4+X3+X2+1=11101R(X)=X4K(X)/ G(X)=10101010000/11101=10011010101100125.若海明碼的監督關系式為:S0=a0+a3+a4+a5 S1=a1+a4+a5+a6 S2=a2+a3+a5+a6接收端收到的碼字為:a6a5a4a3a2a1a0=1010100,問在最多一位錯的情況下發送端發送的信息位是什么? 根據監督關系式，得錯碼位置表:s2s1s0 000 001 010 100 011 101 110 111錯位 無錯 a0 a1 a2 a4 a3 a6 a5根據收到碼字 1010100計算各校正因子：s0=0+0+1+0=1 s1=0+1+0+1=0 s2=1+0+0+1=0 得s2s1s0=001，因為在只有一位錯的情況下，從上表得錯位為a0，所以原發送信息位為1010101。驗算：a2=a3+a5+a6=0+0+1=1， a1=a4+a5+a6=1+0+1=0，a0=a3+a4+a5=0+1+0=1，冗余位：10126.同步數字序列（SDH）有哪些主要技術特點？STM1統一了T1載波與E1載波兩大不同的數字速率體系，使得數字信號在傳輸過程中，不再需要轉換標準，真正實現了數字傳輸體制上的國際性標準；SDH網還有兼容光纖分布式數據接口FDDI、分布隊列雙總線DQDB以及ATM信元；采用同步復用方式，各種不同等級的碼流在幀結構負荷內的排列是有規律的，而凈負荷與網絡是同步的，因而只需利用軟件即可使高速信號一次直接分離出低速復用的支路信號，降低了復用設備的復雜性；SDH幀結構增加的網絡管理字節，增強了網絡管理能力，同時通過將網絡管理功能分配到網絡組成單元，可以實現分布式傳輸網絡的管理；標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現不同公司光接口設備的互聯，降低了組網成本。在上述特點中，最核心的是同步復用、標準光接口和強大的網管能力。這些特點決定了SDH網是理想的廣域網物理傳輸平臺。第三章計算機網絡體系結構及協議 1.物理層協議包括哪四方面的內容？物理層協議包括機械、電氣、功能性、規程性四個方面關于建立、維持及斷開物理信道的特性。2.比較RS 232C與RS449的電氣特性。RS-232C采用15伏的負邏輯電平和非平衡發送接收方式，傳輸距離15m，通信速率20kbps；RS-449的電氣特性有兩個子標準：RS-422采用6伏（2V為過渡區域）的負邏輯電平和平衡發送接收方式。傳輸距離為10m時，速率可達10Mbps；傳輸距離為1000m時，速率可達100kbps。RS-423采用6伏（4V為過渡區域）的負邏輯電平和差動接收器的非平衡方式。傳輸距離為10m時，速率可達100kbps；傳輸距離為100m時，速率可達10kbps。3.簡述NULL MODEM的功能；畫出RS-232C的DTEDTE直接連接圖，并標明各引腳名稱及連接線方向。Null Modem的功能是：當二臺采用RS-232C標準接口的DTE直接連接時，因為RS-232C是DTE與DCE之間的接口標準，所以要用Null Modem這種采用交叉跳接信號線方式的連接電纜進行連接，使電纜二端的DTE都可以把自己作為DTE，把對方作為DCE。4.試比較四種幀定界方法的特點。字節計數法，這種幀同步方法以一個特殊字符表征一幀的起始，并以一個專門字段來標明幀內的字節數。編碼簡單，但一旦計數出錯就丟失幀邊界，就會有災難性后果。使用字符填充的首尾定界符法，該法用一些特定的字符來定界一幀的起始與終止。因為要區分數據和定界字符，所以編碼復雜；因為不同系統有不同字符集，所以兼容性差。使用比特填充的首尾標志法，該法以一組特定的比特模式（01111110）來標志一幀的起始與終止。雖然要區分邊界位，但用硬件很容易實現，所以使用簡便，受限制少。違法編碼法，該法在物理層采用特定的比特編碼方法時采用。易于區分邊界，編碼很簡單，但只適用于特定的編碼環境。5.若發送窗口尺寸為4，在發送3號幀并收到2號幀的確認幀后，發送方還可發幾幀？請給出可發幀的序號。發送方還可以連續發3幀，即還可發送第4，5，6號幀。6.若窗口序號位數為3，發送窗口尺寸為2，采用Go-back-N法，請畫出由初始態出發相繼下列事件發生時的發送及接收窗口圖：發送幀0、發送幀1、接收幀0、接收確認幀0、發送幀2、幀1接收出錯、幀1確認超時、重發幀1、接收幀1、發送幀2、接收確認幀1。 (1) (2) (3) (4) (5) (6)初始 發送幀0 發送幀1 接收幀0 接收確認幀0 發送幀2 (7) (8) (9) (10) (11) (12)幀1接收出錯 幀1確認超時 重發幀1 接收幀1 發送幀2 接收確認幀17.若BSC幀數據段中出現下列字符串：“ABCDE”問字符填充后的輸出是什么？ABCDE8.若HDLC幀數據段中出現下列比特串：“010000011111110101111110”，問比特填充后的輸出是什么？填充后的輸出是：010000011111011010111110109.用BSC規程傳輸一批漢字（雙字節），若已知采用不帶報頭的分塊傳輸，且最大報文塊長為129字節，共傳輸了5幀，其中最后一塊報文長為101字節。問每個報文最多能傳多少漢字？該批數據共有多少漢字？（假設采用單字節的塊校驗字符） 因為每塊除文本外的5個控制字符共開銷5字節，前4塊每塊長度為129字節，數據文本占124字節，即每報文最多傳62漢字。4塊共624=248漢字，最后1塊101字節，數據占96字節，即48漢字，該批數據共有248+48=296漢字。 或：（129-5）4+（101-5） 2=29610.用HDLC傳輸12個漢字雙字節時，幀中的信息字段占多少字節？總的幀長占多少字節？因為HDLC除信息字段外共占48位即6字節，所以傳12漢字時信息字段為24字節，總幀長為30 字節。11.簡述HDLC幀中控制字段各分段的作用。控制字段第1位為0表示信息幀，此時第2至4位為發送幀的序號，第5位表示要求回應，第6至7位為等待接收的幀號。第1、2位為10表示監控幀，此時第3、4位表示等待接收或暫停接收或要求重發，第5位表示要求回應或確認的結束，第6至7位為等待接收的幀號或重發多幀的開始幀號。第1、2位為11表示無幀序號幀，此時第5位表示要求回應或確認的結束，第3、4、6、7、8位表示不同的控制功能。12.試比較BSC和HDLC協議的特點。BSC協議面向字符，依賴于特定的字符編碼，所以兼容性低；所用字符填充法較復雜；用半雙工，所以傳輸效率低。但所需緩沖空間小。HDLC協議面向位，不依賴于字符集，所以兼容性高；所用位填充法易于硬件實現，簡便快捷；用全雙工，傳輸效率高；所用緩沖空間較大。13.虛電路中的“虛”是什么含義？如何區分一個網絡節點所處理的多個虛電路？虛電路的虛是因為每條虛電路都不是專用的，虛電路的號只是從節點得到的對應下一節點雙向都未分配出去的最小信道號，不同虛電路號的分組輪流傳送。一個節點所處理的多條虛電路用下一節點或上一節點及所擁有的信道號來區分。14.簡述虛電路操作與數據報操作的特點、虛電路服務與數據報服務的特點。通信子網虛電路操作過程分建立、使用和拆除三部分。建立時每個途經節點要作路由選擇以確定下一節點并在虛電路表中做記錄。使用時各分組按先后順序只需在沿路各節點排隊按虛電路表發送而無需作路由選擇。最后各分組按次序全部到達后拆除虛電路。通信子網數據報操作無需建立電路，但每個分組要各自作路由選擇并排隊按各自所選路線發送。最后各分組不一定按先后次序到達，可能有分組丟失。虛電路服務是網絡層向端系統運輸層提供的使所有分組按先后順序可靠到達目的端的服務，不管通信子網如何運作。數據報服務是網絡層向端系統運輸層提供的各分組不一定全部不一定按先后順序到達目的端的服務15.考慮圖3-20(a)中的子網。該子網使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達路由器C，來自B的矢量為（5，0，8，12，6，2）；來自D的矢量為（16，12，6，0，9，10）；來自E的矢量為（7，6，3，9，0，4）。經測量，到B、D和E的延遲分別為6、3和5。請問C的新路由表將會怎么樣？請給出將使用的輸出線路以及期望的延遲。 路由器C的新路由表如表：目標路由器輸出線路期望的延遲AB11BB6C 0DD3EE5FB8C到A經過B，期望延時為11；C到B經過B，期望延時為6；C到D經過D，期望延時為3；C到E經過E，期望延時為5；C到F經過B，期望延時為8；16.簡述防止擁塞的幾種方法。見P93表3-5。這道題不明確，因為在網絡的各個層次上都可以采取一定的策略。一.緩沖區預分配：在建立虛電路時在沿途各節點預先保留所需數據暫存區，即保證有足夠空間才 設虛電路，使分組傳送時可順利通過各節點，免除阻塞。二.分組丟棄：不預留存儲區，如果緩沖區滿則丟棄分組，以緩解阻塞。三.定額控制：分組必須有許可證才可開始在通信子網中被傳送，用許可證數量控制通信子網中的分組總數，防止阻塞。17.簡述X.25各類分組的格式及其功能。X.25的每個分組由分組頭和數據二部分組成。分組頭的前二個字節為通用格式標識和虛電路標識。 第三字節表示分組類型，末位為0表示數據分組，用于傳送數據；末位為1表示控制分組，完成連接管理、流量控制、中斷、復位或重啟動等功能；末3位全為1表示對某種請求的確認。18.在X.25分組級中，理論上最多允許存在多少條虛電路？若已知分配的虛電路號為536，試計算有二進制邏輯信道組號及邏輯信道號。在X.25分組級中，理論上最多允許16256=4096條虛電路。分配的虛電路號為536，536=2562+24，所以邏輯信道組號為2，邏輯信道號為24=16+8，二進制組號為0010，二進制邏輯信道號為00011000，二進制虛電路號為1000011000。或536=512+16+8=0010 0001100019.數據傳輸速率2400bps、最大分組長度1024位（未含分組頭），傳輸長度為256K字節的報文，試計算：（1）總共傳輸的分組數；（2）總共傳輸的比特數；（3）傳輸所有的總時間。 設分組為X.25分組,忽略幀。因為256K字節的報文=25610248位，最大分組長度1024位，所需分組數=25681024/1024=2048（分組）因為每個數據分組有3個字節的分組頭，所以總共傳輸的位數=（1024+24）2048位=2096K（比特）因為傳輸速率=2400bps，所以傳輸所用時間=（1024+24）2048/2400秒=1048256/300秒894秒20.網際互連的意義是什么？請列出各種網絡互連設備及它們工作的OSI協議層。網際互連的意義是可以使各同結構或不同結構的網絡上的用戶可以互相通信和交換信息。轉發器（中繼器）：工作于物理層。 網橋：工作于鏈路層，用于類型相似的局域網DCE間的連接。路由器：工作于網絡層，用于不同結構網絡的連接。 網關：工作于運輸層以上層次。21.簡述網絡環境中分布式進程通信的特點。它與單機系統內部的進程通信的區別在哪里？（1）用戶共享的網絡資源及網絡所能提供的服務功能最終是通過網絡環境中的分布式進程通信來實現的。（2）網絡環境中的進程通信與單機系統內部的進程通信的主要區別：網絡環境中進程通信是異步性的；網絡中主機的高度自治性。22.試述客戶服務器模式的工作過程以及實現方法。答：客戶服務器模式是采用“請求驅動”方式工作的。客戶向服務器發出服務請求，服務器響應客戶的請求，提供客戶所需要的網絡服務。在網絡環境中，在同一時刻，可能有多個客戶進程向一個服務器發出服務請求。因此，服務器必須要有處理并發請求的能力。解決服務器處理并發請求的方案基本上有兩種：并發服務器方法、重復服務器方法。23.試述UDP的傳輸過程、端口號分配原則以及應用場合。UDP的傳輸過程：應用進程將報文傳送給執行UDP的傳輸實體。傳輸實體將用戶數據加上UDP報頭，形成UDP用戶數據報，傳輸給網絡層。網絡層在UDP用戶數據報上再加IP報頭，就形成IP分組，傳輸給數據鏈路層。數據鏈路層再將IP分組上增加幀頭、幀尾，就形成一個幀，再經過物理層發送出去。端口號分配原則：客戶進程的端口號分配分為熟知端口號（端口號值范圍是01023）、注冊端口號（端口號值范圍是1024一49151）、臨時端口號（端口號范圍是49152655353）。服務器進程的端口號分配不能隨機選取，TCPIP給每一種服務器程序分配了確定的全局端口號。UDP適用于可靠性較高的局域網。24試述TCP的主要特點、端口號分配、Socket地址概念以及應用場合。TCP協議的主要特點：面向連接服務；高可靠性；全雙工通信；支持流傳輸；傳輸連接的可靠建立與釋放；提供流量控制與擁塞控制。TCP的端口號值為065535之間的整數。Socket地址概念：TCP協議在全網唯一的標識一個進程，需要使用網絡層的16位IP地址和傳輸層的32位端口號，一個IP地址與一個端口號合起來就叫“Socket”地址。25TCP的連接建立與釋放分別采用幾次“握手”？為何要這樣步驟？為了保證傳輸連接的可靠性, TCP協議使用了3次握手的方法。在傳輸連接建立階段, 防止出現因“失效的連接請求數據報”而造成連接錯誤。在釋放傳輸連接時需要4次握手。在用戶數據報傳輸結束時，需要釋放傳輸連接。參與傳輸連接的任何一方都可以釋放連接。由于關閉了客戶進程到服務器進程的連接后，另一個方向服務器到客戶進程的連接可能仍然存在。因此，需要經過“4次握手”。26傳輸服務向傳輸服務用戶提供哪些功能？答：運輸層服務向用戶提供面向連接的可靠的傳輸服務和無連接的不可靠的數據報服務，可提供不同等級的協議服務，可提供正常的服務數據分組傳輸和快速服務數據分組傳輸，可提供不同的用戶接口，可提供狀態報告和安全保密的服務，對面向連接的服務可提供連接的管理。27傳輸層服務質量如何分類、協議級別如何分級？它們的關系如何？答：傳輸層按用戶要求把網絡服務質量從高到低分為A、B、C三級，把協議服務功能按從簡單到復雜分為0、1、2、3、4五個級別，服務質量高的網絡需要較簡單的協議級別，服務質量低的網絡需要較復雜的協議級別。28簡述會話連接與傳輸連接的映像關系？答：會話連接和運輸連接有三種關系：（1）一個會話連接使用一個運輸連接的一對一關系。（2）多個會話連接先后不同時使用同一個運輸連接的多對一關系。（3）當運輸連接中斷后可用新建運輸連接繼續原有會話連接的一對多關系。29 簡述同步點的作用。答：帶有序號的同步點可由會話用戶在傳輸的數據流中自由設置并一同傳送，通過同步點的接收使會話雙方對會話進展情況有一致的了解，使出現中斷時可以從中斷處恢復。30簡述在OSI中設立表示層的必要性。答：因為不同的計算機可能使用不同的字符集，不同的字節計數方式，不同的運算碼，所以必須在處理語義的應用層和管理連接的對話層之間設置表示層，在各自的數據表示方式和雙方共同確認的表示方式之間進行轉換。31簡述數據壓縮的必要性和可行性。答：由于目前通信設施未能有足夠帶寬實現低成本高效率傳送某些大數據量的信息，所以有必要對數據進行壓縮。因為原始數據往往有冗余度；數據在不改變表示效果的前提下有壓縮余地；數據本身的特性存在壓縮的可能；所以可從這三方面對數據進行壓縮。32應用實體由哪些元素組成，它們的作用各是什么？答：應用層應用實體由若干特定應用服務元素和公用應用服務元素組成。每個特定應用服務元素提供某種專門的應用服務，公用應用服務元素提供公共的應用服務。33為什么要采用虛擬終端協議？答：因為各種各樣的終端有不同的功能和標準，所以通過虛擬終端協議進行特定終端實際功能實際標準和通用的標準功能之間的轉換，才可實現不同標準的終端、主機之間的通信訪問。第四章 局域網1.局域網的主要特點、主要技術是什么？局域網的主要特點是地理分布范圍小，以PC機為主體，結構、協議簡單靈活，只涉及低三層功能，傳輸速率高，誤碼率低，便于管理擴充。主要技術是拓撲結構、傳輸媒體和最重要的媒體訪問控制，常用的媒體訪問控制方法有CSMA/CD，控制令牌和時槽環。2.IEEE802局域網參考模型與ISO/OSI參考模型有何異同？IEEE802局網參考模型只涉及相當于ISO/OSI參考模型低三層的功能，物理層基本相同，局網內把網絡層功能簡化合并到下層，把鏈路層分為依賴于物理媒體的下層MAC子層和獨立于媒體及其訪問控制的幀傳送上層LLC子層，而相當于網絡層的網際層則完成局網外的網間互連和網絡管理等功能。3.簡述802.3LAN及802.5LAN的特點。802.3局域網是用CSMA/CD媒體訪問控制法的總線網，結構簡單，采用載波監聽沖突檢測和退避算法避免沖突減少沖突，對最小幀長度有規定，負載重時會增加沖突降低效率。802.5局域網是用令牌訪問控制方法的環網，結構較復雜，但不會出現沖突。802.4局域網是用令牌訪問控制方法的總線網，結構簡單，無須采用退避算法等防沖突措施，不會出現沖突，但要用算法實現總線物理結構上的邏輯環形令牌控制網。4.為什么CSMA/CD有最短幀長度的要求？因為檢測沖突需要時間，只有所發送的幀有足夠的長度，在傳送沖突信號所需最長時間情況下沖突信號到達發送站點時使發送的幀還未全部送出，才能使幀的是否受損壞得到確認并及時發出阻塞信號和中斷受損幀的發送。如果幀的長度太小，則收到沖突信號前受損幀已發送完畢。5.簡述非堅持、1-堅持及P-堅持算法的特點。非堅持算法：監聽到線路忙則延遲隨機量再監聽，空即發送。可減少沖突，但有時利用率不高。1-堅持算法：監聽到線路忙則繼續監聽，空即發送，遇沖突才延遲隨機量再監聽。利用率高，但容易沖突。P-堅持算法：監聽到線路忙則繼續監聽，空則按P的概率，可能發送，可能再按（1-P）的概率延遲監聽；需適當選擇P值，才可既減少沖突又提高利用率。6.長1km、10Mbps的802.3LAN，其信號傳播速度為200m/s，數據幀長度為256位（包括32位開銷）。一個成功發送后的第一位時間片留給接收方以捕獲信道來發送一個32位的確認幀。假設不考慮沖突，問不包括開銷的有效數據速率為多少？1）發送數據幀256位所需的時間256bit10Mbps25.6us數據幀在信道上的傳播時間 1000m(200m/us)5us 共用時間25.6us5us30.6us2）回發確認幀32位所需的時間32bit10Mbps3.2us確認幀在信道上的傳播時間 1000m(200m/us)5us 共用時間3.2us5us8.2us因此：有效數據傳輸速率：(256-32)bit(30.6+8.2)us5.77Mbps7.長1km、10Mbps的基帶總線LAN，信號傳播速度為200m/s，計算一個1000比特的幀從發送開始到接收結束的最大時間是多少？若兩相距最遠的站點在同一時刻發送數據，則經過多長時間兩站發現沖突？因為距離=1000米，速度=200米/微秒，位長1000位，傳輸速率=10Mbps1）從發送開始到接收結束的總時間數據傳輸時延信號傳播時延即：1000bit10Mbps1000m(200m/s)100s5s105s2) 同一時刻發送，發現沖突的時間信號傳播時延即：1000m(200m/s)5s若不在同一時刻發送，則發現沖突的時間2信號傳播時延8.100個站點的時槽環，任意兩站間的平均距離為10m，數據傳輸速率為10Mbps，信號傳播速度為200m/s，若每個站引入1位延遲，試計算：（1）兩站點間鏈路的長度為多少位？（2）整個環路的有效位長度為多少位？（3）此環上最多允許有幾個37位長的時槽？因為傳輸速率=10Mbps，100站，每站1位延遲，37位時槽，得：二站距離=10米1）兩站點間鏈路的位長度:傳播時間=10米/200米/微秒=0.05微秒，位長度=0.05微秒10Mb/秒=0.5位2）整個環路的有效位長度:100(0.5bit1bit)150bit或全環位長度=0.05微秒10010Mb/秒+100位=50位+100位=150位3）最多允許時槽數：150bit/37bit4.05個5個 9. 長1km、10Mbps、50個站點的令牌環，每個站引入1位延遲，信號傳播速度為200m/s，令牌長8位，數據幀長度為256位（包括32位開銷），確認在數據幀捎帶，問該環不包括開銷的有效數據速率為多少？第一種算法：傳播時間=1000米/200米/微秒=5微秒，傳輸時間=（256位+8位+50位）/10Mb/秒=31.4微秒有效位=256-32位=224位，有效速率=224位/（5+31.4）微秒=224位/36.4微秒6.15位/微秒=6.15M/秒第二種算法： 發送數據幀的傳輸時延256bit/10Mbps25.6s信號繞環一周傳播時延1KM/200 m/s5s50個站點1位傳輸時延501bit/10Mbps5s發送令牌幀傳輸時延為8bit/10Mbps0.8s總時間25.6s5s5s0.8s36.4s 該環不包括開銷的有效數據速率(256-32)bit/36.4s6.15 Mbps10. 長10km、16Mbps、100個站點的令牌環，每個站引入1位延遲，信號傳播速度為200m/s。問：（1）該環上1位的延遲相當于多少米長度的電纜？（2）該環的有效位長度為多少位？第一種算法：傳播時間=10000米/200米/微秒=50微秒，位長度=50微秒16M位/秒+100位=900位，環全長=10000米，1位延遲的米長度=10000米/900位11.1米/位，有效位長度=環位長度-站點延遲位=900位-100位=800位第二種算法： 環的比特長度信號傳播時延數據傳輸速率接口延遲位數環路介質長度/信號傳播速度數據傳輸速率接口延遲位數 令牌環的比特長度10KM/200m/s16Mbps1100bit800100900bit1) 該環上1位的延遲相當于電纜的長度為：10KM/900bit1bit11.11m2) 該環的有效位長度10KM5s/KM16Mbps800bit11. 長1km、4Mbps、50個站點的令牌環，每個站引入1位延遲，信號傳播速度為200m/s，設數據幀最大長度為100字節。問該環上檢查令牌丟失的超時計數器的值至少要設置為多少微秒？第一種算法：設置值=（幀位數+總延遲位數）/傳輸速率+環長/傳播速率=（800位+50位）/4M位/秒+1000米/200米/微秒=850位微秒/4位+10微秒/2=212.5微秒+5微秒=217.5微秒第二種算法： 信號傳播時延環路介質長度/信號傳播速度1KM5s/KM5s50個站點1位時延501bit/4Mbps12.5s發送最長數據幀時延1008bit/4Mbps200s 超時計數器的值5s12.5s200s217.5s12.一個10Mbps的令牌環，其令牌保持計數器的設置值為10s，在此環上可發送的最長幀為多少位？第一種算法：可發送最長幀位數=傳輸速率令牌保持計數器值=10微秒10M位/秒=100位第二種算法： 令牌環中的數據幀的長度沒有下限，但其上限受站點令牌持有時間的限制。數據幀必須在時間限制內發送完，超過令牌持有時間，必須釋放令牌。 可發送的最長幀位數傳輸速率令牌的持有時間10Mbps10s100位13. 簡述FDDI與Token Ring的異同點。FDDI和Token Ring都采用IEEE802體系結構，MAC子層都是在IEEE802標準的LLC下操作，都采用令牌控制，但LLC以下的傳輸媒體、傳輸速率、數據編碼、MAC幀格式、時鐘同步方式、信道分配方式、令牌發送方式和運轉令牌數都不相同，FDDI的MAC子層和物理層結構比Token Ring更復雜。14.FDDI采用何種編碼技術？該編碼技術有何特點？FDDI采用4B/5B和NRZI的編碼技術，每4位數據對應一個5位編碼，編碼效率80%，并使每5位編碼中至少有2位產生跳變的光信號，以便于時鐘同步。15.簡述局域網操作系統的發展演變過程。局域網操作系統從最早期的每個網絡節點地位平等、所安裝網絡操作系統軟件相同、均可互相共享資源的對等結構局網操作系統，發展到軟硬件均以工作站和服務器二種方式操作的非對等結構局網操作系統，并從非對等結構局網操作系統最初的基于共享硬盤服務器的提供資源共享和簡單通信功能的系統發展到在單機操作系統上添加網絡操作功能的基于文件服務器的局網變形級操作系統，增強了網絡服務功能，又再發展到根據網絡服務特殊要求及網絡軟硬件的特殊情況專門設計的局網基礎級操作系統，具備了較強的專門的網絡功能。16.簡述Novell NetWare提供的5級可靠性措施的特點。NetWare對文件服務器的共享硬盤采取5級可靠性措施。第一級是對硬盤目錄和文件分配表的自動備份保護。第二級用二項互補的用于轉移壞區數據用于檢驗數據的熱調整技術和寫后讀驗證技術，在硬盤表面損壞時保護數據。第三級在同一磁盤通道上同時操作2個內容完全相同的硬盤驅動器，當主硬盤損壞時運行鏡像硬盤，實現硬盤驅動器損壞時對系統和數據的保護。第四級同時在2個磁盤通道上分別操作2個內容完全相同的硬盤，實現磁盤通道損壞或硬盤驅動器損壞時的系統及數據保護。第五級用事務跟蹤系統的附加功能在數據庫操作中途出故障時恢復數據庫原狀。第五章 廣域網1.ISDN的含義是什么？ISDN是用戶若干終端設備可經一個標準的多用途接口設備入網，發送及接收可轉換為數字信號又可還原為原始數據的語音、圖文、影像等信號，以端到端的數字連接向用戶提供廣泛業務服務的綜合數字通信網。2.簡述ATM的工作原理及其信元的結構。異步傳輸方式ATM工作于異步時分復用方式，信號源的信息按到達順序排隊被發送，只工作于物理層的中間節點主要靠硬件校驗5字節信頭