...wd......wd......wd...《計算機網絡》課后習題答案第一章概述1-1計算機網絡向用戶可以提供哪些服務答：計算機網絡向用戶提供的最重要的功能有兩個，連通性和共享。1-2試簡述分組交換的特點答：分組交換實質上是在“存儲——轉發〞根基上開展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換在線路上采用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各數據字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。1-3試從多個方面比照電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。答：〔1〕電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發起呼叫，獨占一條物理線路。當交換機完成接續，對方收到發起端的信號，雙方即可進展通信。在整個通信過程中雙方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備本錢較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點。電路交換比照適用于信息量大、長報文，經常使用的固定用戶之間的通信。〔2〕報文交換將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路空閑時，再將該報文發向接收交換機或終端，它以“存儲——轉發〞方式在網內傳輸數據。報文交換的優點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進展存儲轉發，網絡傳輸時延大，且占用大量的交換機內存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用于傳輸的報文較短、實時性要求較低的網絡用戶之間的通信，如公用電報網。〔3〕分組交換分組交換實質上是在“存儲——轉發〞根基上開展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換在線路上采用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各數據字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。1-4為什么說因特網是自印刷術以來人類通信方面最大的變革答：因特網縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工作、學習和交往方式，是世界發生了極大的變化。1-5因特網的開展大致分為哪幾個階段請指出這幾個階段最主要的特點。答：第一階段是從單個網絡ARPANRET向互聯網開展的過程。最初的分組交換網ARPANET只是一個單個的分組交換網，所有要連接在ARPANET上的主機都直接與就近的結點交換機相連。而后開展為所有使用TCP/IP協議的計算機都能利用互聯網相互通信。第二階段是1985-1993年，特點是建成了三級構造的因特網第三階段是1993年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP構造的因特網。1-6簡述因特網標準制定的幾個階段。答：制定英特網的正式標準要經過一下的四個階段[RFC2026]：(1)因特網草案〔InternetDraft〕。(2)建議標準〔ProposedStandard〕。(3)草案標準〔DraftStandard〕。(4)因特網標準〔InternetStandard〕。1-7小寫和大些開頭的英文名字internet和Internet在意思上有何重要區別答：以小寫字母i開場的internet〔互聯網或互連網〕是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互聯而成的網絡。在這些網絡之間的通信協議〔即通信規則〕可以是任意的。以大寫字母I開場的Internet〔因特網〕則是一個專有名詞，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網絡相互連接而成的特定計算機網絡，它采用TCP/IP協議族作為通信的規則，其前身是美國的ARPANET。1-8計算機網絡都有哪些類別各種類別的網絡都有哪些特點答：1、按網絡覆蓋的地理范圍分類：〔1〕、局域網：局域網是計算機硬件在比照小的范圍內通信線路組成的網絡，一般限定在較小的區域內，通常采用有線的方式連接起來。〔2〕、城域網：城域網規模局限在一座城市的范圍內，覆蓋的范圍從幾十公里至數百公里，城域網根本上是局域網的延伸，通常使用與局域網相似的技術，但是在傳輸介質和布線構造方面牽涉范圍比照廣。〔3〕、廣域網：覆蓋的地理范圍非常廣，又稱遠程網，在采用的技術、應用范圍和協議標準方面有所不同。2、按傳榆介質分類：〔1〕、有線網：采用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線電視電視電纜來連接的計算機網絡，又線網通過"載波"空間進展傳輸信息，需要用導線來實現。〔2〕、無線網：用空氣做傳輸介質，用電磁波作為載體來傳播數據。無線網包括：無線、語音播送網、無線電視網、微波通信網、衛星通信網。3、按網絡的拓撲構造分類：〔1〕、星型網絡：各站點通過點到點的鏈路與中心相連，特點是很容易在網絡中增加新的站點，數據的安全性和優先級容易控制，易實現網絡監控，但一旦中心節點有故障會引起整個網絡癱瘓。〔2〕、總線型網絡：網絡中所有的站點共享一條數據通道，總線型網絡安裝簡單方便，需要鋪設的電線最短，本錢低，某個站點的故障一般不會影響整個網絡，但介質的故障會導致網絡癱瘓，總線網安全性低，監控比照困難，增加新站點也不如星型網絡容易。〔3〕、樹型網絡：是上述兩種網的綜合。〔4〕、環型網絡：環型網容易安裝和監控，但容量有限，網絡建成后，增加新的站點較困難。〔5〕、網狀型網絡：網狀型網絡是以上述各種拓撲網絡為根基的綜合應用。4、按通信方式分類：〔1〕、點對點傳輸網絡：數據以點到點的方式在計算機或通信設備中傳輸，在一對機器之間通過多條路徑連接而成，大的網絡大多采用這種方式。〔2〕、播送式傳輸網絡：數據在共用通信介質線路中傳輸，由網絡上的所有機器共享一條通信信道，適用于地理范圍小的小網或保密要求不高的網絡。5、按網絡使用的目的分類：〔1〕、共享資源網：使用者可共享網絡中的各種資源。〔2〕、數據處理網：用于處理數據的網絡。〔3〕、數據傳輸網：用來收集、交換、傳輸數據的網絡。6、按服務方式分類：〔1〕、客戶機/服務器(C／S)模式：C／S計算的模式的構造是分散、多層次和具有圖形用戶接口的PC機作為客戶機，不同的操作系統或不同的網絡操作系統對應不同的語言和開發工具，其工作特點是文件從服務器被下載到工作站上，然后在工作站上進展處理，而基于主機的大型機工作特點是所有處理都發生在主機上。〔2〕、瀏覽器/服務器(B／S)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無關性，把應用邏輯和業務處理規則放在服務器一側。〔3〕、對等網或稱為對等式的網絡：對等網可以不要求具備文件服務器，特別是應用在一組面向用戶的PC機，每臺客戶機都可以與其他每臺客戶機實現"平等"對話操作，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網的計算機一般類型一樣，甚至操作系統也一樣，這種網絡方式靈活方便，但是較難實現集中管理與控制，安全性也低。7、按企業和公司管理分類：〔1〕、內部網：一般指企業內部網，自成一體形成一個獨立的網絡。〔2〕、內聯網：一般指經改造的或新建的企業內部網，采用通用的TCP／IP作為通信協議，一般具備自己的WWW服務器和安全防護系統，為企業內部服務，不和因特網直接進展連接。〔3〕、外聯網：采用因特網技術，有自己的WWW服務器，但不一定與因特網直接進展連接的網絡，同時必須建設防火墻把內聯網與因特網隔離開，以確保企業內部信息的安全。〔4〕、因特網：因特網是目前最流行的一種國際互聯網，在全世界范圍內得到應用，結合多媒體的"聲、圖、文"表現能力，不僅能處理一般數據和文本，而且也能處理語音、聲響、靜止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。1-9計算機網絡中的主干網和本地接入網的主要區別是什么答：主干網的特點：設施共享；高度綜合集成，可應付高密度的業務需求量；工作在可控環境；使用率高；技術演進迅速，以軟件為主；本錢逐漸下降。本地接入網特點：設施專用，且分散獨立；接入業務種類多，業務量密度低；線路施工難度大，設備運行環境惡劣；使用率低；技術演進緩慢，以硬件為主；網徑大小不一，本錢與用戶有關。1-10試在以下條件下比照電路交換和分組交換。要傳送的報文共x〔bit〕，從源站到目的站共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d〔s〕，數據率為b〔bit/s〕。在電路交換時電路的建設時間為s〔s〕。在分組交換時分組長度為p〔bit〕，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在假設何的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小答：對電路交換，當t=s時，鏈路建設；當t=s+x/b，發送完最后一bit；當t=s+x/b+kd，所有的信息到達目的地。對分組交換，當t=x/b，發送完最后一bit；為到達目的地，最后一個分組需經過k-1個分組交換機的轉發，每次轉發的時間為p/b，所以總的延遲=x/C+(k-1)p/b+kd所以當分組交換的時延小于電路交換x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd時，(k-1)p/C＜s由上式可知，當k和b一定時，p越小，分組交換的時延越小，即需要傳送少量數據時〔即p<<x〕，分組交換的時延較小。1-11在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和〔p+h〕〔bit〕，其中p為分組的數據局部的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b〔bit/s〕，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。假設打算使總的時延為最小，問分組的數據局部長度p應取為多大答：分組個數x/p，傳輸的總比特數：(p+h)x/p源發送時延：(p+h)x/pb最后一個分組經過k-1個分組交換機的轉發，中間發送時延：(k-1)(p+h)/b總發送時延D=源發送時延+中間發送時延D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b令其對p的導數等于0，求極值p=√hx/(k-1)1-12因特網的兩大組成局部〔邊緣局部與核心局部〕的特點是什么他們的工作方式各有什么特點答：邊緣局部由所有連接在因特網上的主機組成。這局部是用戶直接使用的，用來進展通信〔傳送數據、音頻或視頻〕和資源共享。核心局部由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。這局部是為邊緣局部提供服務的〔提供連通性和交換〕。在網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務器方式〔C/S方式〕即Client/Server方式，對等方式〔P2P方式〕即Peer-to-Peer方式客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信〔請求服務〕。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統。一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并承受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強大的硬件和高級的操作系統支持。對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。網絡核心局部是因特網中最復雜的局部。網絡中的核心局部要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣局部中的任何一個主機都能夠向其他主機通信〔即傳送或接收各種形式的數據〕。在網絡核心局部起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現分組交換(packetswitching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心局部最重要的功能。路由器是實現分組交換(packetswitching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心局部最重要的功能1-13客戶服務方式與對等通信方式的主要區別是什么有沒有一樣的地方答：客戶服務器方式是一點對多點的，對等通信方式是點對點的。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信〔請求服務〕。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。系統啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并承受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。對等連接也需要知道對方的服務器地址。1-14計算機網絡有哪些常用的性能指標答：1.速率比特〔bit〕是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。Bit來源于binarydigit，意思是一個“二進制數字〞，因此一個比特就是二進制數字中的一個1或0。速率即數據率(datarate)或比特率(bitrate)是計算機網絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等。速率往往是指額定速率或標稱速率。2.帶寬“帶寬〞(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫〔或千赫、兆赫、吉赫等〕。現在“帶寬〞是數字信道所能傳送的“最高數據率〞的同義語，單位是“比特每秒〞，或b/s(bit/s)。3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網絡〔或信道、接口〕的數據量。吞吐量更經常地用于對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。4.時延傳輸時延〔發送時延〕發送數據時，數據塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發送完畢所需的時間。5.時延帶寬積6.往返時間RTT7.利用率1-15假定網絡的利用率到達了90%。試估算已選現在的網絡時延是他的最小值的多少倍答：D0表示網絡空閑時的時延，D表示當前網絡的時延。U為利用率則：D=D0/(1-U)即D=10D0。1-16計算機通信網有哪些非性能特征計算機通信網性能指標與非性能特征有什么區別答：計算機通信網非性能特征有：費用、質量、標準化、可靠性、可擴展性和可升級性、易于管理和維護。計算機通信網性能指標有：速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間、利用率。性能指標指的是與通信網絡本身性能相關的指數，而非性能特征與其本身無直接關系。1-17收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2.3×108。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：〔1〕數據長度為107bit，數據發送速率為100kbit/s，傳播距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。〔2〕數據長度為103bit，數據發送速率為1Gbit/s，傳輸距離和信號在媒體上的傳播速率同上。答：〔1〕：發送延遲=107/〔100×1000〕=100s傳播延遲=1000×1000/〔2×108〕=5×10-3s=5ms〔2〕：發送延遲=103/〔109〕=10-6s=1us傳播延遲=1000×1000/〔2×108〕=5×10-3s=5ms1-18、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3×108m/s。媒體長度l分別為：(1)10cm(網卡)(2)100m(局域網)(3)100km(城域網)(4)5000km(廣域網)試計算當數據率為Mb/s1和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。答：傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率時延帶寬積=傳播時延*帶寬〔1〕0.1m/2.3/108×1×108b/s=0.000435bit〔2〕100m/2.3/108×1×108b/s=0.435bit〔3〕100000/2.3/108×1×108=435bit〔4〕5×106/2.3/108×1×108=21739bit1-19、長度為100字節的應用層數據交給運輸層傳送，需加上20字節的TCP首部。再交給網絡層傳送，需加上20字節的IP首部。最后交給數據鏈路層的以太網傳送，加上首部和尾部18字節。試求數據的傳輸效率。假設應用層數據長度為1000字節，數據的傳輸效率是多少答：數據長度為100字節時傳輸效率=100/〔100+20+20+18〕=63.3%數據長度為1000字節時，傳輸效率=1000/〔1000+20+20+18〕=94.5%1-20網絡體系構造為什么要采用分層次的構造試舉出一些與分層體系構造的思想相似的日常生活。答：網絡體系構造采用分層的構造，可以減少協議設計的復雜性，使得各層之間是獨立的，增強靈活性，使得網絡體系構造上可以分割開，易于實現和維護，同時促進標準化工作。日常生活中，比方，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲地郵局，甲地郵局經過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當于一個三層構造，如以以以下列圖所示雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但是它們都分別對應同等機構，同屬一個子系統，而同處一地的不同機構則不再一個子系統內，而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。1-21協議與服務有何區別有何關系答：協議是水平的，服務是垂直的。協議是“水平的〞，即協議是控制對等實體之間的通信的規則。服務是“垂直的〞，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。協議與服務的關系在協議的控制下，上層對下層進展調用，下層對上層進展服務，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有連接。1-22網絡協議的三個要素是什么各有什么含義答：在計算機網絡中要做到有條不紊地交換數據，就必須遵守一些事先約定好的規則。這些為進展網絡中的數據交換而建設的規則、標準或約定即稱為網絡協議。一個網絡協議要由以下三個要素組成：〔1〕語法，即數據與控制信息的構造或格式；〔2〕語義，即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答；〔3〕同步，即事件實現順序的詳細說明。對于非常復雜的計算機網絡協議，其構造最好采用層次式的。1-23為什么一個網絡協議必須把各種不利的情況都考慮到答：因為網絡協議如果不全面考慮不利情況，當情況發生變化時，協議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在中約會好，下午3點在公園見面，并且約定不見不撒。這個協議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽誤了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網絡是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。1-24試述五層協議的網絡體系構造的要點，包括各層的主要功能。答：所謂五層協議的網絡體系構造是為便于學習計算機網絡原理而采用的綜合了OSI七層模型和TCP/IP的四層模型而得到的五層模型。五層協議的體系構造見圖1-1所示。圖1-1五層協議的體系構造各層的主要功能：〔1〕應用層應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理〔useragent),來完成一些為進展語義上有意義的信息交換所必須的功能。(2〕運輸層任務是負責主機中兩個進程間的通信。因特網的運輸層可使用兩種不同的協議。即面向連接的傳輸控制協議TCP和無連接的用戶數據報協議UDP。面向連接的服務能夠提供可靠的交付。無連接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effortdelivery.(3)網絡層網絡層負責為分組選擇適宜的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機。〔4〕數據鏈路層數據鏈路層的任務是將在網絡層交下來的數據報組裝成幀〔frame)，在兩個相鄰結點間的鏈路上實現幀的無過失傳輸。〔5〕物理層物理層的任務就是透明地傳輸比特流。“透明地傳送比特流〞指實際電路傳送后比特流沒有發生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“1〞或“0〞，以及當發送端發出比特“1〞時，接收端假設何識別出這是“1〞而不是“0〞。物理層還要確定連接電纜的插頭應當有多少根腳以及各個腳假設何連接。1-25試舉出日常生活中有關“透明〞這種名詞的例子。答:“透明〞是指某一個實際存在的事物看起來卻好似不存在一樣。書上舉例如:你看不見在你面前有100%透明的玻璃的存在。1-26試解釋以下名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶-服務器方式。答：協議棧：指計算機網絡體系構造采用分層模型后，每層的主要功能由對等層協議的運行來實現，因而每層可用一些主要協議來表征，幾個層次畫在一起很像一個棧的構造。實體：表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多情況下，實體是一個特定的軟件模塊。對等層：在網絡體系構造中，通信雙方實現同樣功能的層。協議數據單元：對等層實體進展信息交換的數據單位。服務訪問點：在同一系統中相鄰兩層的實體進展交互〔即交換信息〕的地方。服務訪問點SAP是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。客戶、服務器：客戶和服務器都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。客戶是服務請求方，服務器是服務提供方。客戶-服務器方式：客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系，當客戶進程需要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地等待來自客戶進程的請求。1-27試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。答：everythingoverIP：即IP為王，未來網絡將由IP一統天下。未來的通信網既已肯定以數據信息業務為重心，并普遍使用互聯網規約IP，那么網上信息業務宜一律使用IP，即所謂everythingoverIP。IPovereverything：在現在的電通信網過渡到光通信網的過程中，IP、ATM、WDM會配合使用，漸漸過渡，既是IPovereverything。第二章物理層2-01物理層要解決什么問題物理層的主要特點是什么〔1〕物理層要解決的主要問題：①.物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數據鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完本錢曾的協議與服務。②.給其服務用戶〔數據鏈路層〕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的比特流〕的能力。為此，物理層應解決物理連接的建設、維持和釋放問題。③.在兩個相鄰系統之間唯一地標識數據電路。〔2〕物理層的主要特點：①.由于在OSI之前，許多物理規程或協議已經制定出來了，而且在數據通信領域中，這些物理規程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI的抽象模型制定一套心的物理層協議，而是沿用已存在的物理規程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規程特性。②.由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協議相當復雜。2-02規程與協議有什么區別答：在數據通信的早期，對通信所使用的各種規則都稱為“規程〞〔procedure〕，后來具有體系構造的計算機網絡開場使用“協議〞〔protocol〕這一名詞，以前的“規程〞其實就是“協議〞，但由于習慣，對以前制定好的規程有時仍常用舊的名稱“規程〞。2-03試給出數據通信系統的模型并說明其主要組成構件的作用。答：一個數據通信系統可劃分為三大局部：源系統〔或發送端〕、傳輸系統〔或傳輸網絡〕、和目的系統〔或接收端〕。源系統一般包括以下兩個局部：?源點：源點設備產生要傳輸的數據。例如正文輸入到PC機，產生輸出的數字比特流。?發送器：通常源點生成的數據要通過發送器編碼后才能在傳輸系統中進展傳輸。例如，調制解調器將PC機輸出的數字比特流轉換成能夠在用戶的線上傳輸的模擬信號。?接收器：接收傳輸系統傳送過來的信號，并將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。例如，調制解調器接收來自傳輸線路上的模擬信號，并將其轉換成數字比特流。?終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。2-04試解釋以下名詞：數據、信號、模擬數據、模擬信號、基帶信號、帶通信號、數字數據、數字信號、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：數據：是運送信息的實體。信號：則是數據的電氣的或電磁的表現。模擬數據：運送信息的模擬信號。模擬信號：連續變化的信號。基帶信號：來自信源的信號。帶通信號：經過載波調制后的信號。數字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數字數據：取值為不連續數值的數據。碼元：在使用時間域的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的根本波形單工通信：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送信息，但不能雙方同時發送〔當然也不能同時接收〕。這種通信方式是一方發送另一方接收，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送和接收信息。基帶信號〔即根本頻帶信號〕——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬于基帶信號。帶通信號——把基帶信號經過載波調制后，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能夠通過信道〕。2-05物理層的接口有哪幾個特性各包含什么內容答：〔1〕機械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。〔2〕電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。〔3〕功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何意。〔4〕規程特性：說明對于不同功能的各種可能事件的出現順序。2-06數據在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制信噪比能否任意提高香農公式在數據通信中的意義是什么“比特/秒〞和“碼元/秒〞有何區別答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個：〔1〕在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會出現嚴重的碼元間串擾的問題，使接收端對碼元的判決〔即識別〕成為不可能。〔2〕由于噪聲會使接收端對碼元的判決產生錯誤〔1判決為0或0判決為1〕。所以信噪比要限制在一定范圍內。由香農公式可知，信息傳輸速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數的增加而提高；非均勻量化的信號量噪比，例如PCM隨編碼位數N指數規律增長，DPCM與頻率有關等。但實際信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數會導致接收機的本錢提高，制作工藝復雜等。香農公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種方法來實現無過失的傳輸。比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鐘傳送的信息量；碼元/秒是碼元傳輸速率，每秒鐘傳送的碼元個數。兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要乘以log以2為底的進制數等于碼元傳輸速率2-07假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000碼元/秒。如果采用振幅調制，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據率〔b/s〕答：80000b/s2-08假定要用3kHz貸款的信道傳送64kb/s的數據〔無過失傳輸〕，試問這個信道應該具有多高的信噪比〔分別用比值和分貝來表示〕，這個結果說明什么問題答：S/N=64.2dB是個信噪比很高的信道2-09用香農公式計算一下：假定信道帶寬為3100Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，那么假設想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N應增大到多少倍如果在剛剛計算出的根基上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能否再增加20%答：奈氏準則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元。香農公式則說明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。根據香農公式，計算信道的極限信息傳輸速率C為：C=log2(1+S/N〕b/s;根據公式，可以計算出，信噪比S/N應增大到100倍。如果在此根基上將信噪比S/N再增大10倍，最大信息速率只能再增加18.5%左右。2-10常用的傳輸媒體有哪幾種各有何特點答：常見的傳輸媒體有以下幾種1.雙絞線雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導線組成。可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數字信號，有效帶寬達250kHz，通常距離一般為幾道十幾公里。導線越粗其通信距離越遠。在數字傳輸時，假設傳輸速率為每秒幾兆比特，則傳輸距離可達幾公里。一般用作線傳輸聲音信號。雖然雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高，但因為其價格廉價，且安裝方便，既適于點到點連接，又可用于多點連接，故仍被廣泛應用。2.同軸電纜同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其構造是在一個包有絕緣的實心導線外，再套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導線。由于其高帶寬〔高達300~400Hz〕、低誤碼率、性能價格比高，所以用作LAN中。同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型號和傳輸信號的不同而不同，由于易受低頻干擾，在使用時多將信號調制在高頻載波上。3.光導纖維光導纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號。其優點是直徑小、質量輕：傳播頻帶款、通信容量大：抗雷電和電磁干擾性能好，五串音干擾、保密性好、誤碼率低。但光電接口的價格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統鋪設主干線。4.無線電微波通信無線電微波通信分為地面微波接力通信和衛星通信。其主要優點是頻率高、頻帶范圍寬、通信信道的容量大；信號所受工業干擾較小、傳播質量高、通信比照穩定；不受地理環境的影響，建設投資少、見效快。缺點是地面微波接力通信在空間是直線傳播，傳輸距離受到限制，一般只有50km，隱蔽性和保密性較差；衛星通信雖然通信距離遠且通信費用與通信距離無關，但傳播時延較大，技術較復雜，價格較貴。2-11假定有一種雙絞線衰減是0.7db/km,假設容許有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使這種雙絞線的工作距離增大到100公里，問應該使衰減降低到多少答：在此頻率下可的傳輸距離=20/0.7≈28.57〔km〕。工作距離增大到100公里，衰減應該為20/100=0.2db/m2-12試計算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之間〔波長〕的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2x10。答：2x10/1200x10-2x10/1400x10=2.381x10=23.8THZ2x10/1400x10-2x10/1600x10=1.786x10=17.86THZ2-13為什么要使用信道復用技術常用的信道復用技術有哪些答：信道復用的目的是讓不同的計算機連接到一樣的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸介質上傳輸多個信號,提高線路的利用率，降低網絡的本錢。這種共享技術就是多路復用技術。頻分復用〔FDM，FrequencyDivisionMultiplexing〕就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成假設干個子頻帶〔或稱子信道〕，每一個子信道傳輸1路信號。頻分復用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸的信號互不干擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾〔條件之一〕。頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以并行的方式工作，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術取得了非常廣泛的應用。時分復用〔TDM，TimeDivisionMultiplexing〕就是將提供應整個信道傳輸信息的時間劃分成假設干時間片〔簡稱時隙〕，并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙內獨占信道進展數據傳輸。時分復用技術的特點是時隙事先規劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復用。其優點是時隙分配固定，便于調節控制，適于數字信息的傳輸；缺點是當某信號源沒有數據傳輸時，它所對應的信道會出現空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降低線路的利用率。時分復用技術與頻分復用技術一樣，有著非常廣泛的應用，就是其中最經典的例子，此外時分復用技術在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH，ATM，IP和HFC網絡中CM與CMTS的通信都是利用了時分復用的技術。2-14試寫出以下英文縮寫的全文，并進展簡單的解釋。FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48答：FDM(frequencydivisionmultiplexing)頻分復用，同一時間同時發送多路信號。所有的用戶可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。TDM(TimeDivisionMultiplexing)時分復用，將一條物理信道按時間分成假設干時間片輪流地給多個用戶使用，每一個時間片由復用的一個用戶占用，所有用戶在不同時間占用同樣的頻率寬度。STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)統計時分復用，一種改進的時分復用。不像時分復用那樣采取固定方式分配時隙，而是按需動態地分配時時隙。WDM(WaveDivisionMultiplexing)波分復用，在光信道上采用的一種頻分多路敷衍的變種，即光的頻分復用。不同光纖上的光波信號〔常常是兩種光波信號〕復用到一根長距離傳輸的光纖上的復用方式。DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)密集波分復用，使用可見光頻譜的寬帶特征在單個光纖上同時傳輸多種光波信號的技術。DWDM可以利用一根光纖同時傳輸多個波長，多路高速信號可以在光纖介質中同時傳輸，每路信號占用不同波長。CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)碼分多址，是采用擴頻的碼分多址技術。用戶可以在同一時間、同一頻段上根據不同的編碼獲得業務信道。SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網，是以分級速率從155Mb/s到2.5Gb/s的光纖數字化傳輸的美國標準，它支持多媒體多路復用，允許聲音、視頻和數據格式與不同的傳輸協議一起在一條光纖線路上傳輸。SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數字系列指國際標準同步數字系列。SDH簡化了復用和分用技術，需要時可直接接入到低速支路，而不經過高速到低速的逐級分用，上下電路方便。STM-1(SynchronousTransferModule)第1級同步傳遞模塊，SDH的根本速率，相當于SONET體系中的OC-3速率。OC-48(OpticalCarrier)第48級光載波，是SONET體系中的速率表示，對應于SDH的STM-16速率，常用近似值2.5Gb/s.2-15碼分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展通信而不會相互干擾這種復用方法有何優缺點答:因為用戶在使用CDMA通信時，各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型傳送信息時，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進展調制，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調制并發送出去。接收端由使用完全一樣的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把帶寬信號換成原信息書籍的窄帶信號即解擴、以實現信息通信。各用戶之間不會造成干擾。這種復用方法的優點：頻譜利用率高，容量大；覆蓋范圍大；有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，傳送的信號不易被敵人發現；采用CDMA可提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性，減少對通信的影響；網絡本錢低；降低手機的平均發射功率等等。缺點是：需要為各站分配不同互相正交的碼片序列；地域受線路影響，不是每個地方都能用，安裝時間長等。2-16共有4個站進展碼分多址CDMA通信。4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〕現收到這樣的碼片序列：〔-1+1–3+1-1–3+1+1〕。問哪個站發送數據了發送數據的站發送的1還是0答：S·A=〔＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1〕／8=1，A發送1S·B=〔＋1－1－3－1－1－3＋1－1〕／8=－1，B發送0S·C=〔＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1〕／8=0，C無發送S·D=〔＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1〕／8=1，D發送12-17試比照xDSL，HFC以及FTTx接入技術的優缺點。答：xDSL技術就是用數字技術對現有的模擬用戶線進展改造，使它能夠承載寬帶業務。本錢低，易實現，但帶寬和質量差異性大。HFC網的最大的優點具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經有相當大的覆蓋面的有線電視網。要將現有的450MHz單向傳輸的有線電視網絡改造為750MHz雙向傳輸的HFC網需要相當的資金和時間。FTTx〔光纖到……〕這里字母x可代表不同意思。可提供最好的帶寬和質量、但現階段線路和工程本錢太大。2-18為什么ADSL技術中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳遞速率高達每秒幾個兆比答：靠先進的編碼，使得每秒傳送一個碼元就相當于每秒傳送多個比特。第三章數據鏈路層3-01數據鏈路〔即邏輯鏈路〕與鏈路〔即物理鏈路〕有何區別“電路接通了〞與“數據鏈路接通了〞的區別何在答：〔1〕數據鏈路與鏈路的區別在于數據鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規程來控制數據的傳輸。因此，數據鏈路比鏈路多了實現通信規程所需要的硬件和軟件。〔2〕“電路接通了〞表示鏈路兩端的結點交換機已經開機，物理連接已經能夠傳送比特流了。但是，數據傳輸并不可靠。在物理連接根基上，再建設數據鏈路連接，才是“數據鏈路接通了〞。此后，由于數據鏈路連接具有檢測、確認和重傳等功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數據鏈路，進展可靠的數據傳輸。當數據鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連接。3-02、數據鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能試討論數據鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優點和缺點。答：數據鏈路層中的鏈路控制包括以下功能：鏈路管理；幀同步；流量控制；過失控制；將數據和控制信息分開；透明傳輸；尋址。數據鏈路層做成可靠的鏈路層的優點和缺點：所謂“可靠傳輸〞就是：數據鏈路層的發送端發送什么，在接收端就收到什么。這就是收到的幀并沒有出現比特過失，但卻出現了幀喪失、幀重復或幀失序。以上三種情況都屬于“出現傳輸過失〞，但都不是這些幀里有“比特過失〞。“無比特過失〞 與“無傳輸過失〞并不是同樣的概念。在數據鏈路層使用CRC檢驗，能夠實現無比特過失的傳輸，但這不是可靠的傳輸。3-03、網絡適配器的作用是什么網絡適配器工作在哪一層答：絡適配器能夠對數據的串行和并行傳輸進展轉換,并且能夠對緩存數據進展出來,實現以太網協議,同時能夠實現幀的傳送和承受,對幀進展封閉等.網絡適配器工作在物理層和數據鏈路層。3-04、數據鏈路層的三個根本問題〔幀定界、透明傳輸和過失檢測〕為什么都必須加以解決答：幀定界使收方能從收到的比特流中準確地區分出一個幀的開場和完畢在什么地方； 透明傳輸使得不管所傳數據是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送，因此很重要； 過失控制主要包括過失檢測和過失糾正，旨在降低傳輸的比特過失率，因此也必須解決。3-05、如果在數據鏈路層不進展幀定界，會發生什么問題答：如果在數據鏈路層不進展幀定界，將發生幀數據錯誤，造成數據混亂，通信失敗。3-06、PPP協議的主要特點是什么為什么PPP不使用幀的編號PPP適用于什么情況為什么PPP協議不能使數據鏈路層實現可靠傳輸答：主要特點：1、點對點協議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。2、PPP是面向字節的。PPP不采用序號和確認機制是出于以下的考慮：1、假設使用能夠實現可靠傳輸的數據鏈路層協議〔如HDLC〕，開銷就要增大。在數據鏈路層出現過失的概率不大時，使用比照簡單的PPP協議較為合理。2、在因特網環境下，PPP的信息字段放入的數據是IP數據報。假定我們采用了能實現可靠傳輸但十分復雜的數據鏈路層協議，然而當數據幀在路由器中從數據鏈路層上升到網絡層后，仍有可能因網絡授擁塞而被丟棄。因此，數據鏈路層的可靠傳輸并不能保證網絡層的傳輸也是可靠的。3、PPP協議在幀格式中有幀檢驗序列FCS安段。對每一個收到的幀，PPP都要使用硬件進展CRC檢驗。假設發現有過失，則丟棄該幀〔一定不能把有過失的幀交付給上一層〕。端到端的過失檢測最后由高層協議負責。因此，PPP協議可保證無過失承受。PPP協議適用于用戶使用撥號線接入因特網的情況。PPP協議不能使數據鏈路層實現可靠傳輸的原因：PPP有FCS來確保數據幀的正確性，如果錯誤則上報錯誤信息來確保傳輸的可靠性。當然它和其他L2協議一樣，沒有TCP的ACK機制，這也是傳輸層以下協議所具有的特性，以便于提高網絡的性能。3-07要發送的數據為1101011011。采用CRC的生成多項式是P(x)=x4+x+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發現假設數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發現答：添加的檢驗序列為1110〔11010110110000除以10011〕數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，11010110101110除以10011，余數為011，不為0，接收端可以發現過失。數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，11010110001110除以10011，余數為101，不為0，接收端可以發現過失。3-08．要發送的數據為101110。采用CRC的生成多項式是P(X)=X3+1。試求應添加在數據后面的余數。解：余數是011。3-09．一個PPP幀的數據局部〔用十六進制寫出〕是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。試問真正的數據是什么〔用十六進制寫出〕答：7EFE277D7D657E。3-10．PPP協議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100。試問經過零比特填充后變成假設何的比特串假設接收端收到的PPP幀的數據局部是0001110111110111110110，問刪除發送端參加的零比特后變成假設何的比特串答：第一個比特串：經過零比特填充后編程011011111011111000〔加上下劃線的0是填充的〕。另一個比特串：刪除發送端參加的零比特后變成000111011111-11111-110〔連字符表示刪除了0〕。3-11．試分別討論以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〕普通的通信。〔2〕電信局提供的公用電報通信。〔3〕因特網提供的電子郵件服務。答：(1)由于系統的帶寬有限，而且還有失真，因此機兩端的輸入聲波和輸出聲波是有差異的。在“傳送聲波〞這個意義上講，普通的通信不是透明傳輸。但對“聽懂說話的意思〞來講，則根本上是透明傳輸。但也有時個別語音會聽錯，如單個的數字1和7.這就不是透明傳輸。〔2〕一般說來，由于電報通信的傳輸是可靠的，接收的報文和發送的報文是一致的，因此應當是透明傳輸。但如果有人到電信局發送“1849807235〞這樣的報文，則電信局會根據有關規定拒絕提供電報服務〔電報通信不得為公眾提供密碼通信服務〕。因此，對于發送讓一般人看不懂意思的報文，現在的公用電報通信則不是透明通信。〔3〕一般說來，電子郵件時透明傳輸。但有時不是。因為國外有些郵件服務器為了防止垃圾郵件，對來自某些域名(如.cn)的郵件一律阻攔掉。這就不是透明傳輸。有些郵件的附件在接收人的電腦上打不開。這也不是透明傳輸。3-12．PPP協議的工作狀態有哪幾種當用戶要使用PPP協議和ISP建設連接進展通信需要建設哪幾種連接每一種連接解決什么問題答：PPP協議的工作狀態分為：“鏈路終止〞狀態，“鏈路靜止〞狀態，“鏈路建設〞狀態，“鑒別〞狀態，“網絡層協議〞狀態，“鏈路翻開〞狀態。用戶要使用PPP協議和ISP建設連接進展通信需要建設的連接為：鏈路靜止，鏈路建設，鑒別，網絡層協議，鏈路翻開。鏈路靜止時，在用戶PC機和ISP的路由器之間并不存在物理層的連接。鏈路建設時，目的是建設鏈路層的LCP連接。鑒別時，只允許傳送LCP協議的分組、鑒別協議的分組以及監測鏈路質量的分組。網絡層協議時，PPP鏈路的兩端的網絡控制協議NCP根據網絡層的不同協議無相交換網絡層特定的網絡控制分組。鏈路翻開時，鏈路的兩個PPP端點可以彼此向對方發送分組。局域網的主要特點是什么為什么局域網采用的播送通信通信方式而廣域網不采用呢答：〔1〕局域網的主要特點。從功能的角度來看，局域網具有以下幾個特點：共享傳輸信道。在局域網中，多個系統連接到一個共享的通信媒體上；地理范圍有限，用戶個數有限。通常局域網僅為一個單位服務，只在一個相對獨立的局部范圍內聯網，如一座樓或幾種的建筑群內。一般來說，局域網的覆蓋范圍約為10m~10km內或更大一些；傳輸速率高。局域網的傳輸速率一般為1~100Mb/s，能支持計算機之間的告訴通信，所以時延較低。誤碼率低，因近距離傳輸，所以誤碼率很低，一般在10-8～10-11之間。多采用分布式控制和播送式通信。在局域網中各站是平等關系而不是主從關系，可以進展播送或組播。從網絡的體系構造和傳輸控制規程來看，局域網也有自己的特點：底層協議簡單。在局域網中，由于距離短、時延小、本錢低、傳輸速率高、可靠性高，因此信道利用率已不是人們考慮的主要因素，所以底層協議較簡單。不單獨設立網絡層。局域網的拓撲構造多采用總線型、環型和星型等共享信道，網內一般不需要中間轉接，流量控制和路由選擇功能大為簡化，通常在局域網不單獨設立網絡層。因此，局域網的體系構造僅相當于OSI/RM的最低兩層。采用多種媒體訪問控制技術。由于采用共享播送信道，而信道又可用不同的傳輸媒體，所以局域網面對的是多源、多目的鏈路管理的問題。由此引發出多種媒體訪問控制技術。〔2〕局域網采用播送通信是因為局域網中的機器都連接到同一條物理線路，所有主機的數據傳輸都經過這條鏈路，采用的通信方式是將主機要發送的數據送到公用鏈路上，發送至所有的主機，接收端通過地址比照，接收法網自己的數據，并丟棄其他數據的方式。廣域網是由更大的的地理空間、更多的主機構成的，假設要將播送用于廣域網，可能會導致網絡無法運行。首先，主機間發送數據時，將會單獨占用通信鏈路，降低了網絡的使用率；另一方面，主機A向主機B發送數據時，是想網絡中所有的主機發送數據，當主機數目非常多時，將嚴重消耗主機的處理能力。同時也造成了數據的無效流動；再次，極易產生播送風暴，是網絡無法運行。常用的局域網的網絡拓撲有哪些種類現在最流行的是哪種構造為什么早期的以太網選擇總線拓撲構造而不使用星形拓撲構造，但現在卻改為使用星形拓撲構造答：常用的局域網的網絡拓撲有〔1〕總線網〔2〕星形網〔3〕環形網〔4〕樹形網。 現在最流行的是星形網。當時很可靠的星形拓撲構造較貴。人們都認為無源的總線構造更加可靠，但是實踐證明，連接有大量站點的總線式以太網很容易出現故障，而現在專用的ASIC芯片的使用可以將星形構造的集線器做得非常可靠。因此現在的以太網一般都是用星形構造的拓撲構造。什么叫做傳統以太網以太網有哪兩個主要標準答：以太網是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準，組建于七十年代早期。Ethernet(以太網〕是一種傳輸速率為10Mbps的常用局域網〔LAN〕標準。在以太網中，所有計算機被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測的載波感應多處訪問〔CSMA/CD〕方法，采用競爭機制和總線拓樸構造。根本上，以太網由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜和多端口集線器、網橋或交換機構成。在星型或總線型配置構造中，集線器/交換機/網橋通過電纜使得計算機、打印機和工作站彼此之間相互連接。有DIXEthernetV2標準和802.3標準。數據率為10Mb/s的以太網在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元/秒答：碼元傳輸速率即為波特率。以太網使用曼徹斯特編碼，這就意味著發送的每一位都有兩個信號周期。標準以太網的數據速率是10Mb/s，因此波特率是數據率的兩倍，即20M波特。為什么LLC子層的標準已制定出來了但現在卻很少使用答：為了是數據鏈路層能更好的使用多種局域網標準，802委員會就將局域網的數據鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體介入控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關的內容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協議的局域網對LLC子層來說都是透明的。 由于現在TCP/IP體系經常是用的局域網是DIXEthernetV2而不是802.3標準中的幾種局域網。因此現在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層的作用已經不大了，很多廠商生產的網卡上都僅裝有MAC協議而沒有LLC協議。所以LLC子層的標準現在已經很少使用了。試說明10BASE-T中的“10〞、“BASE〞和“T〞所代表的意思。答：10BASE-T：“10〞表示數據率為10Mb/s，“BASE〞表示電纜上的信號是基帶信號，“T〞表示使用雙絞線的最大長度是500m。以太網使用的CSMA/CD協議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統的時分復用TDM相比優缺點假設何答：CSMA/CD是一種動態的媒體隨機接入共享信道方式，而傳統的時分復用TDM是一種靜態的劃分信道，所以對信道的利用，CSMA/CD是用戶共享信道，更靈活，可提高信道的利用率，不像TDM，為用戶按時隙固定分配信道，即使當用戶沒有數據要傳送時，信道在用戶時隙也是浪費的；也因為CSMA/CD是用戶共享信道，所以當同時有用戶需要使用信道時會發生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶發生沖突。對局域網來說，連入信道的是相距較近的用戶，因此通常信道帶寬較寬，如果使用TDM方式，用戶在自己的時隙內沒有數據發送的情況會更多，不利于信道的充分利用。對計算機通信來說，突發式的數據更不利于使用TDM方式。假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率為1Gb/s。設信號在網絡上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協議的最短幀長。答：對于1km電纜，單程傳播時間為1÷200000=5×10-6s，即5us，來回路程傳播時間為10us。為了能夠按照CSMA/CD工作，最短幀的發射時間不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以發送的比特數等于：因此，最短幀是10000位或1250字節長。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：比特時間是指傳輸1bit所需要的時間。種時間單位與數據率密切相關，用它來計量時延可以將時間與數據量聯系起來。“比特時間〞換算成“微秒〞必須先知道數據率是多少。如數據率是100Mb/s，則100比特時間等于10us。3-22假定在使用CSMA/CD協議的10Mb/s以太網中某個站在發送數據時檢測到碰撞，執行退避算法時選擇了隨機數r=100.試問這個站需要等多長時間后才能再次發送數據如果是100Mb/s的以太網呢答：對于10Mb/s的以太網，等待時間是5.12毫秒對于100Mb/s的以太網，等待時間是512微妙。3-23公式〔3-3〕表示，以太網的極限信道利用率與鏈接在以太網上的站點數無關。能否由此推論出：以太網的利用率也與鏈接在以太網上的站點數無關請說明理由。答：實際的以太網各站發送數據的時刻是隨機的，而以太網的極限信道利用率的得出是假定以太網使用了特殊的調度方法〔已經不再是CSMA/CD了〕，使各站點的發送不發生碰撞。3-24假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網網段上。這兩個站點之間的時延為225比特時間。現假定A開場發送一幀，并且在A發送完畢之前B也發送一幀。如果A發送的是以太網所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發生碰撞之前能否把自己的數據發送完畢換言之，如果A在發送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發送到幀不會和B發送的幀發生碰撞〔提示：在計算時應當考慮到每一個以太網幀在發送到信道上時，在MAC幀前面還要增加假設干字節的前同步碼和幀定界符〕答：設在t=0時A開場發送。在t=576比特時間，A應當發送完畢。t=225比特時間，B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特時間之前發送數據，A在發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送碰撞了。如果A在發送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發送到幀不會和B發送的幀發生碰撞〔當然也不會和其他的站點發送碰撞〕。3-25在上題中的站點A和B在t=0時同時發送了數據幀。當t=255比特時間，A和B同時檢測到發送了碰撞，并且在t=225+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數分別是rA=0和rB=1.。試問A和B各在什么時間開場重傳其數據幀A重傳的數據幀在什么時間到達B?A重傳的數據會不會和B重傳的數據再次發送碰撞B會不會在預定的重傳時間停頓發送數據答：t=0時，A和B開場發送數據。t=255比特時間，A和B都檢測到碰撞。t=273比特時間，A和B完畢干擾信號的傳輸。t=594比特時間，A開場發送t=785比特時間，B再次檢測信道。如空閑，則B在881比特時間發送數據。否則再退避。A重傳的數據在819比特時間到達B,B先檢測到信道忙，因此B在預定的881比特時間停頓發送數據。3-26以太網上只有兩個站，他們同時發送數據，產生了碰撞。于是按截斷二進制指數退避算法進展重傳。重傳次數記為i，i=1，2，3，。。。試計算第一次重傳失敗的概率、第二次重傳失敗的概率、第三次重傳失敗的概率，以及一個站成功發送數據之前的平均重傳次數N。答：設第i次重傳失敗的概率為Pi，顯然Pi=〔0.5〕k，k=min[i,10]故第一次重傳失敗的概率P1=0.5,第二次重傳失敗的概率P2=0.25,第三次重傳失敗的概率P3=0.125.。P[傳送i次才成功]=P[第1次傳送失敗]×P[第2次傳送失敗]×。。。×P[第I-1次傳送失敗]×P[第i次傳送成功]求{P[傳送i次才成功]}的統計平均值，得出平均重傳次數為1.637.3-27假定一個以太網上的通信量中的80%是在本局域網上進展的，而且其余的20%的通信量是在本局域網和因特網之間進展的。另一個以太網的情況則反過來。這兩個以太網一個使用以太網集線器，而另一個使用以太網交換機。你認為以太網交換機應當用在哪一個網絡上答：以太網交換機用在這樣的以太網，其20%通信量在本局域網內，而80%的通信量到因特網。3-28有10個站連接到以太網上，試計算以下三種情況下每一個站所能得到帶寬。〔1〕10個站點連接到一個10Mbit/s以太網集線器；〔2〕10站點連接到一個100Mbit/s以太網集線器；〔3〕10個站點連接到一個10Mbit/s以太網交換機。答：〔1〕10個站共享10Mbit/s；〔2〕10個站共享100Mbit/s；〔3〕每一個站獨占10Mbit/s。3-2910Mbit/s以太網升級到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s時，需要解決哪些技術問題在幀的長度方面需要有什么改變為什么傳輸媒體應當有什么改變答：以太網升級時，由于數據傳輸率提高了，幀的發送時間會按比例縮短，這樣會影響沖突的檢測。所以需要減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，使參數a保持為較小的值，才能有效地檢測沖突。在幀的長度方面，幾種以太網都采用802.3標準規定的以太網最小最大幀長，使不同速率的以太網之間可方便地通信。100bit/s的以太網采用保持最短幀長〔64byte〕不變的方法，而將一個網段的最大電纜長度減小到100m，同時將幀間間隔時間由原來的9.6μs，改為0.96μs。1Gbit/s以太網采用保持網段的最大長度為100m的方法，用“載波延伸〞和“分組突法〞的方法使最短幀仍為64字節，同時將爭用字節增大為512字節。傳輸媒體方面，10Mbit/s以太網支持同軸電纜、雙絞線和光纖，而100Mbit/s和1Gbit/s以太網支持雙絞線和光纖，10Gbit/s以太網只支持光纖。3-30以太網交換機有何特點它與集線器有何區別答：以太網交換機實質上是一個多端口網橋。工作在數據鏈路層。以太網交換機的每個端口都直接與一個單個主機或另一個集線器相連，并且一般工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體一樣，進展無碰撞地傳輸數據。通信完成后就斷開連接。區別：以太網交換機工作數據鏈路層，集線器工作在物理層。集線器只對端口上進來的比特流進展復制轉發，不能支持多端口的并發連接。3-31網橋的工作原理和特點是什么網橋與轉發器以及以太網交換機有何異同答：網橋的每個端口與一個網段相連，網橋從端口接收網段上傳送的各種幀。每當收到一個幀時，就先暫存在其緩沖中。假設此幀未出現過失，且欲發往的目的站MAC地址屬于另一網段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應的端口轉發出去。假設該幀出現過失，則丟棄此幀。網橋過濾了通信量，擴大了物理范圍，提高了可靠性，可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網。但同時也增加了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網不適合。網橋與轉發器不同，〔1〕網橋工作在數據鏈路層，而轉發器工作在物理層；〔2〕網橋不像轉發器轉發所有的幀，而是只轉發未出現過失，且目的站屬于另一網絡的幀或播送幀；〔3〕轉發器轉發一幀時不用檢測傳輸媒體，而網橋在轉發一幀前必須執行CSMA/CD算法；〔4〕網橋和轉發器都有擴展局域網的作用，但網橋還能提高局域網的效率并連接不同MAC子層和不同速率局域網的作用。以太網交換機通常有十幾個端口，而網橋一般只有2-4個端口；它們都工作在數據鏈路層；網橋的端口一般連接到局域網，而以太網的每個接口都直接與主機相連，交換機允許多對計算機間能同時通信，而網橋允許每個網段上的計算機同時通信。所以實質上以太網交換機是一個多端口的網橋，連到交換機上的每臺計算機就像連到網橋的一個局域網段上。網橋采用存儲轉發方式進展轉發，而以太網交換機還可采用直通方式轉發。以太網交換機采用了專用的交換機構芯片，轉發速度比網橋快。3-32現有五個站分別連接在三個局域網上，并且用兩個透明網橋連接起來，如以以以下列圖所示。每一個網橋的兩個端口號都標明在圖上。在一開場，兩個網橋中的轉發表都是空的。以后有以下各站向其他的站發送了數據幀，即H1發送給H5，H3發送給H2，H4發送給H3，H2發送給H1。試將有關數據填寫在下表中答：發送的幀網橋1的轉發表網橋2的轉發表網橋1的處理〔轉發丟棄登記〕網橋2的處理〔轉發丟棄登記〕站地址端口站地址端口H1H5MAC11MAC11轉發，寫入轉發表轉發，寫入轉發表H3H2MAC32MAC31轉發，寫入轉發表轉發，寫入轉發表H4H3MAC42MAC42寫入轉發表，丟棄不轉發轉發，寫入轉發表H2H1MAC21寫入轉發表，丟棄不轉發接收不到這個幀3-33網橋中的轉發是用自學習算法建設的。如果有的站點總是不發送數據而僅僅接收數據，那么在轉發表中是否就沒有與這樣的站點相對應的工程如果要向這個站點發送數據幀，那么網橋能夠把數據幀正確轉發到目的地址嗎答：如果站點僅僅承受數據那么在轉發表中就沒有這樣的工程。網橋能把數據幀正確的發送到目的地址。如果不知道目的地地址的位置，源機器就發布一播送幀，詢問它在哪里。每個網橋都轉發該查找幀(discoveryframe)，這樣該幀就可到達互聯網中的每一個LAN。當答復回來時，途經的網橋將它們自己的標識記錄在答復幀中，于是，播送幀的發送者就可以得到確切的路由，并可從中選取最正確路由。第4章網絡層4-01網絡層向上提供的服務有哪兩種試比照其優缺點。答案：虛電路服務和數據報服務。虛電路的優點：虛電路服務是面向連接的，網絡能夠保證分組總是按照發送順序到達目的站，且不喪失、不重復，提供可靠的端到端數據傳輸；目的站地址僅在連接建設階段使用，每個分組使用短的虛電路號，使分組的控制信息局部的比特數減少，減少了額外開銷；端到端的過失處理和流量控制可以由分組交換網負責，也可以由用戶機負責。虛電路服務適用于通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合。虛電路的缺點：虛電路服務必須建設連接；屬于同一條虛電路的分組總是按照同一路由進展轉發；當結點發生故障時，所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作。數據報的優點：數據報服務不需要建設連接；每個分組獨立選擇路由進展轉發，當某個結點發生故障時，后續的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性。數據報服務的靈活性好，適用于傳輸可靠性要求不高、通信子網負載不均衡、需要選擇最正確路徑的場合。數據報的缺點：數據報服務是面向無連接的，到達目的站時不一定按發送順序，傳輸中的分組可能喪失和重復，提供面向無連接的、不可靠的數據傳輸；每個分組都要有目的站的全地址；當網絡發生故障是，出故障的結點可能會喪失數據，一些路由可能會發生變化；端到端的過失處理和流量控制只由主機負責。4-02網絡互連有何實際意義進展網絡互連時，有哪些共同的問題需要解決答案：網絡互連暗含了相互連接的計算機進展通信，也就是說從功能上和邏輯上看，這些相互連接的計算機網絡組成了一個大型的計算機網絡。網絡互連可以使處于不同地理位置的計算機進展通信，方便了信息交流，促成了當今的信息世界。存在問題有：不同的尋址方案；不同的最大分組長度；不同的網絡介入機制；不同的超時控制；不同的過失恢復方法；不同的狀態報告方法；不同的路由選擇技術；不同的用戶接入控制；不同的服務〔面向連接服務和無連接服務〕；不同的管理與控制方式；等等。注：網絡互連使不同構造的網絡、不同類型的機器之間互相連通，實現更大范圍和更廣泛意義上的資源共享。4-03作為中間系統，轉發器、網橋、路由器和網關都有何區別答案：1〕轉發器、網橋、路由器、和網關所在的層次不同。轉發器是物理層的中繼系統。網橋是數據鏈路層的中繼系統。路由器是網絡層的中繼系統。在網絡層以上的中繼系統為網關。2〕當中繼系統是轉發器或網橋時，一般并不稱之為網絡互連，因為仍然是一個網絡。路由器其實是一臺專用計算機，用來在互連網中進展路由選擇。一般討論的互連網都是指用路由器進展互連的互連網絡。4-04試簡單說明IP、ARP、RARP和ICMP協議的作用。答：IP:網際協議，它是TCP/IP體系中兩個最重要的協議之一，IP使互連起來的許多計算機網絡能夠進展通信。無連接的數據報傳輸.數據報路由。ARP〔地址解析協議〕，實現地址轉換：將IP地址轉換成物理地址。RARP〔逆向地址解析協議〕，將物理地址轉換成IP地址。ICMP:Internet控制消息協議，進展過失控制和傳輸控制，減少分組的喪失。注：ICMP協議幫助主機完成某些網絡參數測試，允許主機或路由器報告過失和提供有關異常情況報告，但它沒有方法減少分組喪失，這是高層協議應該完成的事情。IP協議只是盡最大可能交付，至于交付是否成功，它自己無法控制。4-05IP地址分為幾類各假設何表示IP地址的主要特點是什么答案：目前的IP地址〔IPv4：IP第四版本〕由32個二進制位表示，每8位二進制數為一個整數，中間由小數點間隔，如8，整個IP地址空間有4組8位二進制數，表示主機所在網絡的地址〔類似部隊的編號〕以及主機在該網絡中的標識〔如同士兵在該部隊的編號〕共同組成。為了便于尋址和層次化的構造網絡，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業應用中只用到A、B、C三類。A類地址：A類地址的網絡標識由第一組8位二進制數表示，網絡中的主機標識占3組8位二進制數，A類地址的特點是網絡標識的第一位二進制數取值必須為“0〞。不難算出，A類地址允許有126個網段，每個網絡大約允許有1670萬臺主機，通常分配給擁有大量主機的網絡〔如主干網〕。B類地址：B類地址的網絡標識由前兩組8位二進制數表示，網絡中的主機標識占兩組8位二進制數，B類地址的特點是網絡標識的前兩位二進制數取值必須為“10〞。B類地址允許有16384個網段，每個網絡允許有65533臺主機，適用于