計算機網(wǎng)絡(luò)（謝希仁）答案 第1-5章

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1、 計算機網(wǎng)絡(luò)答案 謝希仁 三版 第一章 概述 傳播時延＝信道長度/電磁波在信道上的傳播速度 發(fā)送時延＝數(shù)據(jù)塊長度/信道帶寬 總時延＝傳播時延＋發(fā)送時延＋排隊時延 1-01 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可劃分為幾個階段？每個階段各有何特點？ 答：計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可分為以下四個階段。 （1）面向終端的計算機通信網(wǎng)：其特點是計算機是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者，終端圍繞中心計算機分布在各處，呈分層星型結(jié)構(gòu)，各終端通過通信線路共享主機的硬件和軟件資源，計算機的主要任務(wù)還是進行批處理，在2

2、0世紀(jì)60年代出現(xiàn)分時系統(tǒng)后，則具有交互式處理和成批處理能力。（2）分組交換網(wǎng)：分組交換網(wǎng)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成，以通信子網(wǎng)為中心，不僅共享通信子網(wǎng)的資源，還可共享資源子網(wǎng)的硬件和軟件資源。網(wǎng)絡(luò)的共享采用排隊方式，即由結(jié)點的分組交換機負(fù)責(zé)分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇，給兩個進行通信的用戶段續(xù)（或動態(tài)）分配傳輸帶寬，這樣就可以大大提高通信線路的利用率，非常適合突發(fā)式的計算機數(shù)據(jù)。（3）形成計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)都能互聯(lián)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了一個能使各種計算機在世界范圍內(nèi)互聯(lián)成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架—開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI.。這樣，只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以和

3、位于世界上任何地方的、也遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進行通信。（4）高速計算機網(wǎng)絡(luò)：其特點是采用高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的實現(xiàn)，多媒體和智能型網(wǎng)絡(luò)的興起。 1-02 試簡述分組交換的特點 答：分組交換實質(zhì)上是在“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復(fù)用技術(shù)傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)——分組。每個分組標(biāo)識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)，同時傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達(dá)接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)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

4、交換的傳輸時延小，交互性好。 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 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(fā)起呼叫，獨占一條物理線路。當(dāng)交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信。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(shè)備成本較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續(xù)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。電路交換比較適用于信息量大、長報文，經(jīng)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(dāng)所需要的輸出電路空閑時，再將該報文發(fā)向接收交換機

5、或終端，它以“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。報文交換的優(yōu)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(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)傳輸時延大，且占用大量的交換機內(nèi)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?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信，如公用電報網(wǎng)。（3）分組交換??? 分組交換實質(zhì)上是在“存儲——轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復(fù)用技術(shù)傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)——分組。每個分組標(biāo)識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)，同時

6、傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達(dá)接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)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。 1-04 試舉出對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層處理方法的優(yōu)缺點。 　　答：優(yōu)點：（1）可使各層之間互相獨立，某一層可以使用其下一層提供的服務(wù)而不需知道服務(wù)是如何實現(xiàn)的。（2）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。（3）結(jié)構(gòu)上可以分割開，各層可以采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn)。 （4）易于實現(xiàn)和維護。（5）能促進標(biāo)準(zhǔn)化工作。 缺點：層次劃分得過于嚴(yán)密，

7、以致不能越層調(diào)用下層所提供的服務(wù)，降低了協(xié)議效率。 1-05 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？ 1-06 試討論在廣播式網(wǎng)絡(luò)中對網(wǎng)絡(luò)層的處理方法。討論是否需要這一層？ 答：廣播式網(wǎng)絡(luò)是屬于共享廣播信道，不存在路由選擇問題，可以不要網(wǎng)絡(luò)層，但從OSI的觀點，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)連接到網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點，因此將服務(wù)訪問點設(shè)置在高層協(xié)議與數(shù)據(jù)鏈路層中邏輯鏈路子層的交界面上，IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)就是這樣處理的。 1-07 試將TCP/IP和OSI的體系結(jié)構(gòu)進行比較。討論其異同之處。 答：（1）OSI和TCP/IP的相同點是二者均采用層次結(jié)構(gòu)，而且都是按功能分層。（2）O

8、SI和TCP/IP的不同點：①OSI分七層，自下而上分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，而TCP/IP分四層：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)間網(wǎng)層（IP）、傳輸層（TCP）和應(yīng)用層。嚴(yán)格講，TCP/IP網(wǎng)間網(wǎng)協(xié)議只包括下三層，應(yīng)用程序不算TCP/IP的一部分。②OSI層次間存在嚴(yán)格的調(diào)用關(guān)系，兩個（N）層實體的通信必須通過下一層（N-1）層實體，不能越級，而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務(wù)（這種層次關(guān)系常被稱為“等級”關(guān)系），因而減少了一些不必要的開銷，提高了協(xié)議的效率。③OSI只考慮用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng) 1－08 計算機網(wǎng)絡(luò)可從哪幾個方面進行分

9、類？ 答：從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進行分類：電路交換、報文交換、分組交換和混合交換；從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行分類：集中式網(wǎng)絡(luò)、分散式網(wǎng)絡(luò)和分布式網(wǎng)絡(luò)；從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進行分類：廣域網(wǎng)WAN、局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)MAN；從網(wǎng)絡(luò)的使用范圍進行分類：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。 1-09 計算機網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)各有何特點？ 答：主干網(wǎng)絡(luò)一般是分布式的，具有分布式網(wǎng)絡(luò)的特點：其中任何一個結(jié)點都至少和其它兩個結(jié)點直接相連；本地接入網(wǎng)一般是集中式的，具有集中式網(wǎng)絡(luò)的特點：所有的信息流必須經(jīng)過中央處理設(shè)備（交換結(jié)點），鏈路從中央交換結(jié)點向外輻射。 1－10 計算機網(wǎng)絡(luò)有哪幾部分組成？ 答：一個計算機網(wǎng)

10、絡(luò)應(yīng)當(dāng)有三個主要的組成部分：（1）若干主機，它們向用戶提供服務(wù)；（2）一個通信子網(wǎng)，它由一些專用的結(jié)點交換機和連接這些結(jié)點的通信鏈路所組成的；（3）一系列協(xié)議，這些協(xié)議為主機之間或主機和子網(wǎng)之間的通信而用的。 1-11試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳達(dá)的報文共x（bit）.從源站到目的站共經(jīng)過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)率為b（b/s）。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？ 答： 對于電路交換，t=s時電路建立起來；t=s+x/b時報文的最

11、后1位發(fā)送完畢；t=s+x/b+kd時報文到達(dá)目的地。而對于分組交換，最后1位在t=x/b時發(fā)送完畢。為到達(dá)最終目的地，最后1個分組必須被中間的路由器重發(fā)k-1次，每次重發(fā)花時間p/b（一個分組的所有比特都接收齊了，才能開始重發(fā)，因此最后1位在每個中間結(jié)點的停滯時間為最后一個分組的發(fā)送時間），所以總的延遲為x/b+(k-1)p/b+kd. 為了使分組交換比電路交換快，令， 1-12 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x和(p+h)(bit)，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，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(guān)。通信的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(b/

12、s)，但傳播時延和結(jié)點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p應(yīng)取為多大？ 答：總時延＝傳播時延＋發(fā)送時延＋排隊時延=(xh/p+x)/b+(k-1)(p+h)/b ，為選擇合適的p，使總延遲最小，我們對p取導(dǎo)，令導(dǎo)數(shù)為0：，解得 1-13 占據(jù)兩個山頂?shù)乃{(lán)軍與駐扎在這兩個山之間的山谷的紅軍作戰(zhàn)。其力量對比是：一個山頂上的藍(lán)軍打不過紅軍，但兩個山頂?shù)乃{(lán)軍協(xié)同作戰(zhàn)則可勝過紅軍。一個山頂上的藍(lán)軍擬于次日正午向紅軍發(fā)起攻擊。于是發(fā)送電文給另一個山頂上的友軍。但通信線路不好，電文出錯或丟失的可能性比較大。因此要求收到電文的友軍必須送回一個確認(rèn)報文。但此確認(rèn)報文

13、也可能丟失或出錯。試問能否設(shè)計出一種協(xié)議使得藍(lán)軍能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)而一定（即100%）取得勝利？ 答：不能。 藍(lán)軍1先發(fā)送：“擬于明日正午向紅軍發(fā)起攻擊，請協(xié)同作戰(zhàn)和確認(rèn)?！? 假定藍(lán)軍2收到電文后發(fā)回了確認(rèn)。 然而現(xiàn)在藍(lán)軍1和藍(lán)軍2都不敢下決心進攻。因為，藍(lán)軍2不知道此確認(rèn)電文對方是否正確的收到了。若未正確收到，則藍(lán)軍1必定不敢貿(mào)然進攻。在此情況下，自己單方面發(fā)起進攻就肯定要失敗。因此，必須等待藍(lán)軍1發(fā)送“對確認(rèn)的確認(rèn)”。 假定藍(lán)軍2收到了藍(lán)軍1發(fā)來的確認(rèn)。但藍(lán)軍1同樣關(guān)心自己發(fā)出的確認(rèn)是否已被對方正確收到。因此，還要等待藍(lán)軍2的“對確認(rèn)的確認(rèn)的確認(rèn)”。 這樣無限循環(huán)下去，藍(lán)軍1和藍(lán)

14、軍2都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經(jīng)收到。因此，沒有一種協(xié)議能夠使藍(lán)軍1和藍(lán)軍2能夠100%的確定雙方將于次日正午發(fā)起的協(xié)同進攻。 1-14試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相似的日常生活 答： 1-15?面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)各自的特點是什么？ 答：面向連接服務(wù)在數(shù)據(jù)交換之前必須先建立連接，保留下層的有關(guān)資源，數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，應(yīng)終止這個連接，釋放所保留的資源。而對無連接服務(wù)，兩個實體之間不建立連接就可以通信，在數(shù)據(jù)傳輸時動態(tài)地分配下層資源，不需要事先進行預(yù)保留。 1-06?協(xié)議與服務(wù)又何區(qū)別？有何關(guān)系？ 答：協(xié)議是水平的，服務(wù)是垂直的。

15、 第二章 物理層 標(biāo)準(zhǔn)話路頻率（300－3400Hz） 一個標(biāo)準(zhǔn)話路所占帶寬4kHz（64kbit/s） 調(diào)制的3種方式（調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相） 信道復(fù)用技術(shù)（頻分復(fù)用、（統(tǒng)計）時分復(fù)用、波分復(fù)用和碼分復(fù)用） 2－01 物理層要解決哪些問題？物理層的主要特點是什么？ 答：（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(shè)備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本層的協(xié)議與服務(wù)?！　、诮o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)谋忍亓鳎┑哪芰Α榇?，物理層?yīng)解決物理連接的建

16、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。 （2）物理層的主要特點：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的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、物理層的接口有哪些方面的特性？各包含什么內(nèi)容？ 答：(1)機械特牲 說明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖

17、定裝置等等。 (2)電氣特性 說明在接口電纜的哪條線上出現(xiàn)的電壓應(yīng)為什么范圍。即什么樣的電壓表示1或0。 (3)功能特性 說明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。(4)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。 2－03奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？ 答：奈氏準(zhǔn)則指出了：碼元傳輸?shù)乃俾适鞘芟薜?，不能任意提高，否則在接收端就無法正確判定碼元是1還是0（因為有碼元之間的相互干擾）。奈氏準(zhǔn)則是在理想條件下推導(dǎo)出的。在實際條件下，最高碼元傳輸速率要比理想條件下得出的數(shù)值還要小些。電信技術(shù)人員的任務(wù)就是要在實際條件下，尋找出較好的傳輸碼元波形，將比特轉(zhuǎn)換為較為合適的

18、傳輸信號。需要注意的是，奈氏準(zhǔn)則并沒有對信息傳輸速率（b/s）給出限制。要提高信息傳輸速率就必須使每一個傳輸?shù)拇a元能夠代表許多個比特的信息。這就需要有很好的編碼技術(shù)。 香農(nóng)公式給出了信息傳輸速率的極限，即對于一定的傳輸帶寬（以赫茲為單位）和一定的信噪比，信息傳輸速率的上限就確定了。這個極限是不能夠突破的。要想提高信息的傳輸速率，或者必須設(shè)法提高傳輸線路的帶寬，或者必須設(shè)法提高所傳信號的信噪比，此外沒有其他任何辦法。至少到現(xiàn)在為止，還沒有聽說有誰能夠突破香農(nóng)公式給出的信息傳輸速率的極限。 香農(nóng)公式告訴我們，若要得到無限大的信息傳輸速率，只有兩個辦法：要么使用無限大的傳輸帶寬（這顯然不可能）

19、，要么使信號的信噪比為無限大，即采用沒有噪聲的傳輸信道或使用無限大的發(fā)送功率（當(dāng)然這些也都是不可能的）。 2－04 常見的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？ 答：(1)雙絞線：●抗電磁干擾 ●模擬傳輸和數(shù)字傳輸都可以使用雙絞線 (2)同軸電纜：同軸電纜具有很好的抗干擾特性 (3)光纖：●傳輸損耗小，中繼距離長，對遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟；●抗雷電和電磁干擾性能好；●無串音干擾，保密性好，也不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)；●體積小，重量輕。 (4)電磁波：●微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大； ●微波傳輸質(zhì)量較高；●微波接力通信的可靠性較高；●微波接力通信與相同容量和長度的電

20、纜載波通信比較，建設(shè)投資少，見效快。 當(dāng)然，微波接力通信也存在如下的一些缺點：●相鄰站之間必須直視，不能有障礙物。●微波的傳播有時也會受到惡劣氣候的影響；●與電纜通信系統(tǒng)比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差；●對大量的中繼站的使用和維護要耗費一定的人力和物力。 2－05什么是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼？其特點如何？ 答：曼徹斯特編碼是將每一個碼元再分成兩個相等的間隔。碼元1是在前一個間隔為高電平而后一個間隔為低電平。碼元0則正好相反，從低電平變到高電平。這種編碼的好處是可以保證在每一個碼元的正中間出現(xiàn)一次電平的轉(zhuǎn)換，這對接收端的提取位同步信號是非常有利的。缺點是它所占的頻帶寬度比原

21、始的基帶信號增加了一倍。 差分曼徹斯特編碼的規(guī)則是若碼元為1，則其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個碼元的電平一樣；但若碼元為0，則其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個碼元的電平相反。不論碼元是10或，在每個碼元的正中間的時刻，一定要有一次電平的轉(zhuǎn)換。差分曼徹斯特編碼需要較復(fù)雜的技術(shù)，但可以獲得較好的抗干擾性能。 2－06傳播時延、發(fā)送時延和重發(fā)時延各自的物理意義是什么？ 答：傳播時延是指電磁波在信道中傳輸所需要的時間。它取決于電磁波在信道上的傳輸速率以及所傳播的距離。 發(fā)送時延是發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時間。它取決于數(shù)據(jù)塊的長度和數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。 重發(fā)時延是因為數(shù)據(jù)在傳輸中

22、出了差錯就要重新傳送，因而增加了總的數(shù)據(jù)傳輸時間。 2－07 模擬傳輸系統(tǒng)與數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要特點是什么？ 答：模擬傳輸：只能傳模擬信號，信號會失真。 數(shù)字傳輸：可傳模擬與數(shù)字信號，噪聲不累計，誤差小。 2-08 EIA-232和RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)各用在什么場合？ 答：通常EIA-232用于標(biāo)準(zhǔn)電話線路（一個話路）的物理層接口，而RS-449則用于寬待電路（一般是租用電路） 2－09基帶信號和寬帶信號的傳輸各有什么特點？ 答：（1）基帶信號是將數(shù)字信號1或0直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸。（2）寬帶信號則是將基帶信號進行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號?；?/p>

23、帶信號進行調(diào)制后，其頻譜移到較高的頻率處。由于每一路基帶信號的頻譜被搬移到不同的頻段上，因此合在一起后并不會互相干擾。這樣做可以在一條線路中同時傳送許多路的數(shù)字信號，因而提高了線路的利用率。 2-10?有600MB（兆字節(jié)）的數(shù)據(jù)，需要從南京傳送到北京。一種方法是將數(shù)據(jù)寫到磁盤上，然后托人乘火車將這些磁盤捎去。另一種方法是用計算機通過長途電話線路（設(shè)信息傳送的速率是2.4Kb/s）傳送此數(shù)據(jù)。試比較這兩種方法的優(yōu)劣。若信息傳送速率為33.6Kb/s，其結(jié)果又如何？ 答：假定連續(xù)傳送且不出錯。若用2.4Kb/s速率，傳600MB（=600×1048576×8=5033164800?bit）需

24、要24.3天。若用33.6Kb/s速率傳送，則需時間1.73天。比托人乘火車捎去要慢，且更貴。 2－11 56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器是否突破了香農(nóng)的信道極限傳輸速率？這種調(diào)制解調(diào)器的使用條件是什么？ 答：56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器主要用于用戶與ISP的通信，這時從用戶到ISP之間只需經(jīng)過一次A/D轉(zhuǎn)換，比兩個用戶之間使用的33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器的量化噪聲要小，所以信噪比進一步提高。雖然33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器的速率基本已達(dá)到香農(nóng)的信道極限傳輸速率，但是56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器的使用條件不同，它提高了信噪比，它沒有突破香農(nóng)極限傳輸速率的公式。 56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器的使用條件是ISP也

25、使用這種調(diào)制解調(diào)器（這里是為了進行數(shù)字信號不同編碼之間的轉(zhuǎn)換，而不是數(shù)模轉(zhuǎn)換），并且在ISP與電話交換機之間是數(shù)字信道。若ISP使用的只是33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器，則用戶端的56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器會自動降低到與33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器相同的速率進行通信。 2－12 在介紹雙絞線時，我們說：“在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾個兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里?！钡壳拔覀兪褂谜{(diào)制解調(diào)器與ISP相連時，數(shù)據(jù)的傳輸速率最高只能達(dá)到56Kb/s，與每秒幾個兆比特相距甚遠(yuǎn)。這是為什么？ 答：“在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾個兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里?！边@是指使用數(shù)字線路，其兩端的設(shè)備并沒有帶

26、寬的限制。當(dāng)我們使用調(diào)制解調(diào)器與ISP相連時，使用的是電話的用戶線。這種用戶線進入市話交換機處將帶寬限制在3400Hz以下，與數(shù)字線路的帶寬相差很大。 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 3－01 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？ 答：（1）數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路除鏈路外，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。（2）“電路接通了”表示鏈路兩端的結(jié)

27、點交換機已經(jīng)開機，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)和重傳等功能，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接。 3-02 數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路控制包括哪些功能？ 答：鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制；將數(shù)據(jù)和控制信息分開；透明傳輸；尋址 3-03 考察停止等待協(xié)議算法。在接收結(jié)點，當(dāng)執(zhí)行步驟（4）時，若將“否則轉(zhuǎn)到（7）”改為“否則轉(zhuǎn)到（8）”

28、，將產(chǎn)生什么后果？ 答：步驟（4）中，若,表明發(fā)送結(jié)點隊上一幀的確認(rèn)發(fā)送結(jié)點沒有正確收到，發(fā)送結(jié)點重傳了上一幀，此時接收結(jié)點的做法應(yīng)當(dāng)是：丟棄該重復(fù)幀，并重發(fā)對該幀的確認(rèn)。若改為“轉(zhuǎn)到（8）”，接收結(jié)點發(fā)送否認(rèn)幀，則接收結(jié)點以為該幀傳輸錯誤，則一直重發(fā)該幀。 3-04 試導(dǎo)出公式（3-5） 答：兩個發(fā)送成功的數(shù)據(jù)幀之間最小時間間隔 ，式中，，現(xiàn)在假設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯的概率為p,則我們知，正確傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的時間： 求其期望，得到正確傳

29、送一幀的平均時間。 3-05 試導(dǎo)出停止等待協(xié)議的信道利用率公式 答：設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯的概率為p，每幀中數(shù)據(jù)為bit。則信道利用率U=平均有效數(shù)據(jù)率D/鏈路容量C= 3－06 一個信道的比特率是4kb/s，傳播延遲為20ms，那么幀的大小在什么范圍內(nèi)，停止等待協(xié)議才有至少50％的效率？ 答：當(dāng)發(fā)送一幀的時間等于信道的傳播時延的2倍時，信道利用率是50％，或者說當(dāng)發(fā)送一幀的時間等于來回路程的傳播時延時，效率將是50％。即20ms*2=40ms。 現(xiàn)在發(fā)送速率是每

30、秒4000bit，即發(fā)送一位需0.25ms。則幀長40/0.25=160bit 3-07 在停止等待協(xié)議中，確認(rèn)幀是否需要序號？請說明理由。 答：在一般情況下，確認(rèn)幀不需要序號。但如果超時時間設(shè)置短了一些，則可能會出現(xiàn)問題，即有時發(fā)送方會分不清對哪一幀的確認(rèn)。 3-08 試寫出連續(xù)ARQ協(xié)議的算法 3-09 試證明：當(dāng)用n個比特進行編號時，若接收窗口的大小為1，則只有在發(fā)送窗口大小時，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運行。 證明：（1）接收窗口在發(fā)送窗口左邊（2）接收窗口在發(fā)送窗口右邊（3）接收窗口在發(fā)送窗口中間。以上三

31、種情形中，（1）和（3）要求發(fā)送窗口內(nèi)無重復(fù)序號，即；對于（2），內(nèi)無重復(fù)序號，即，而，故 3-10 試證明：對于選擇重傳ARQ協(xié)議，若用n比特進行編號，則接收窗口的最大值受公式（3-18）的約束 證明：同上，有，而選擇重傳ARQ協(xié)議中，接收窗口肯定比發(fā)送窗口小，即，故證。 3-11 在選擇重傳ARQ協(xié)議中，設(shè)編號用3bit。再設(shè)發(fā)送窗口為6而接收窗口為3。試找出一種情況，使得在此此情況下協(xié)議不能正確工作 答：設(shè)想在發(fā)送窗口內(nèi)的序號為0，1，2

32、，3，4，5，而接收窗口等待后面的6，7，0。接收端若收到0號幀，則無法判斷是新幀還是重傳的（當(dāng)確認(rèn)幀丟失）。 3-12 在連續(xù)ARQ協(xié)議中，設(shè)編號用3bit，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 答：設(shè)想在發(fā)送窗口內(nèi)的序號為0，1，2，3，4，5，6，7。而接收窗口等待后面的0。接收端若收到0號幀，則無法判斷是新幀還是重傳的（當(dāng)確認(rèn)幀丟失） 3-13 在什么條件下，選擇重傳ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議在效果上完全一致？ 答：當(dāng)傳輸誤差錯時，或者 選擇重傳協(xié)議的接收窗口為1

33、時 3-14 在連續(xù)ARQ協(xié)議中，若發(fā)送窗口為7，則發(fā)送端在開始時可連續(xù)發(fā)送7個數(shù)據(jù)幀。因此，在每一個幀發(fā)出后，都要設(shè)置一個超時計時器?，F(xiàn)在計算機里只有一個硬時鐘。設(shè)這7個數(shù)據(jù)幀發(fā)出的時間分別為，且超時重傳時間一樣大。試問如何實現(xiàn)7個超時計時器？ 答： 鏈表 3-15 衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為1Mb/s，數(shù)據(jù)幀長為2000bit,忽略確認(rèn)幀長和處理時間。試計算下列情況下的信道利用率：（1）停止等待協(xié)議（2）連續(xù)ARQ協(xié)議，W=7（3）連續(xù)ARQ協(xié)議，W=127（4）連續(xù)ARQ協(xié)議 W=255

34、 答：使用衛(wèi)星信道端到端的傳輸延遲是250ms-270ms,以1Mb/s發(fā)送，2000bit長的幀的發(fā)送時間是2000bit/(1Mb/s)=2ms。我們用t=0表示開始傳輸時間，那么在t=2ms，第一幀發(fā)送完畢。t=252ms，第一幀完全到達(dá)接收方。t=254ms，對第一幀的確認(rèn)幀發(fā)送完畢。t=504ms時帶有確認(rèn)的幀完全到達(dá)發(fā)送方。因此周期是542ms。如果在504ms內(nèi)可以發(fā)送k個幀（每個幀的發(fā)送用2ms時間），則信道利用率是2k/504，因此，（1）停止等待協(xié)議，k=1,2/504=1/252（2）W=7，14/504=7/252（3）W=127，

35、254/504=127/252（4）W=255 ，2W=510〉504，故信道利用率為1 3-16簡述HDLC幀各字段的意義。HDLC用什么方法保證數(shù)據(jù)的透明傳輸？ 答：（1）HDLC幀的格式，信息字段（長度可變）為數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)，它就是從網(wǎng)絡(luò)層傳下來的分組。在信息字段的兩端是24bit的幀頭和幀尾。 ?　　HDLC幀兩端的標(biāo)志字段用來界定一個幀的邊界，地址字段是用來填寫從站或應(yīng)答站的地址信息，幀校驗序列FCS用來對地址、控制和信息字段組成的比特流進行校驗，控制字段最復(fù)雜，用來實現(xiàn)許多主要功能。 　?。?）采用零比特填充法來實現(xiàn)鏈路層的透明傳輸，即在兩

36、個標(biāo)志字段之間不出現(xiàn)6個連續(xù)1。具體做法是在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流尚未加上標(biāo)志字段時，先用硬件掃描整個幀，只要發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)的1，則在其后插入1個0，而在接收端先找到F字段以確定幀的邊界，接著再對其中的比特流進行掃描，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)的1，就將這5個連續(xù)1后的1個0刪除，以還原成原來的比特流。 3-17 HDLC幀各可分為哪幾個大類？試簡述各類幀的作用 答:在HDLC中，幀被分為三種類型：（1）信息幀 用于傳輸數(shù)據(jù)的幀，具有完全的控制順序。（2）監(jiān)控幀 用于實現(xiàn)監(jiān)控功能的幀。包括接收準(zhǔn)備好、接收未準(zhǔn)備好、請求發(fā)送、選擇發(fā)送等監(jiān)控幀

37、。主要完成回答、請求傳輸、請求暫停等功能。（3）無編號幀 用于提供附加的鏈路控制功能的幀。該幀沒有信息幀編號，因此可以表示各種無編號的命令和響應(yīng)（一般情況下，各種命令和響應(yīng)都是有編號的），以擴充主站和從站的鏈路控制功能。 3-18 HDLC規(guī)定，接收序號N(R)表示序號[N(R)-1]mod8的幀以及在這以前的各幀都已正確無誤地收妥了。為什么不定義“N(R)表示序號為N(R)(mod8)的幀以及在這以前的各幀都已正確無誤的收妥了”？ 答：因為幀的初始序號為

38、0 3-19 PPP協(xié)議的主要特點是什么？它適用在什么情況下？ 答：點對點協(xié)議PPP,它有三個組成部分: (1)一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法. (2)一個用來建立,配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議LCP. (3)一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP,支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議. 第四章 信道共享技術(shù) 4-01 試比較幾種共享信道的方法的特點 答：共享廣播信道采用基于信道的共享和基于排隊的共享兩種方法。信道共享可采用頻分復(fù)用或時分復(fù)用

39、，無論采用哪種技術(shù)都可以有固定分配和按需分配兩種不同的方式。 基于排隊共享可以采用兩種方式分配帶寬：一種是隨機接入，即允許各站自由發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生沖突時，則通過一定的算法來解決沖突。另一種方法是設(shè)法形成一個分布式的邏輯隊列或用令牌來協(xié)調(diào)各站發(fā)送數(shù)據(jù)。 這四種共享廣播信道的方法：固定分配法實時性好，但信道利用率低；按需分配方法信道利用率高，但工作站必須增加一定的處理能力，而且信道忙時，一部分用戶對信道的申請可能被阻塞，再申請產(chǎn)生時延；隨機接入的方法簡單，工作站接入與安裝方便，在低負(fù)載時，網(wǎng)絡(luò)基本上沒有時延，但發(fā)送時延不確定，重負(fù)載時，網(wǎng)絡(luò)的效率下降很多；分布式邏輯隊列或令牌法，發(fā)送時延確定，

40、可設(shè)優(yōu)先級，能傳送數(shù)字化的分組話音信號，重負(fù)載的性能好，但協(xié)議復(fù)雜。 4-02 試比較輪詢與ALOHA的優(yōu)缺點 答：一般來說，當(dāng)站數(shù)較少時，純ALOHA的時延較小，而當(dāng)站數(shù)較多時，輪詢的時延較小。從概念上講，純ALOHA由于所受約束較少，因而可以在通信量強度較小時獲得較小的時延。輪詢系統(tǒng)對每個站的發(fā)送時機有嚴(yán)格的限制，因而當(dāng)通信量強度增大時各站不會互相干擾 4-03 可以用其他方法導(dǎo)出（4－11）式。 4-04 若干個終端用純ALOHA隨機接入?yún)f(xié)議與遠(yuǎn)程主機通信，通信速率為2400bps。設(shè)每

41、個終端平均每2分鐘發(fā)送一個幀，幀長為200比特，問終端數(shù)目最多允許為多少？若采用時隙ALOHA協(xié)議，其結(jié)果有如何？若改變以下數(shù)據(jù)，分別重新計算上述問題： （a）幀長變?yōu)?00比特； （b）終端每3分鐘發(fā)送一個幀； （c）線路速率改為4800bps。 答 ：ALOHA的容量為0.18×2400＝432bps，終端速率＝200比特/120秒＝5/3bps， 最大終端數(shù)=432÷5/3＝259個。 時隙ALOHA容量為0.37×2400＝888bps，所以最大終端數(shù)888÷5/3＝532個，，約為純ALOHA的終端數(shù)加倍。 （a）幀長增加了2.5倍，以上答案除以2.5；

42、 （b）終端速率降為原來的2/3，以上答案乘以1.5； （c）線路速率加倍，以上答案相應(yīng)加倍。 4-05 在純ALOHA協(xié)議中，若系統(tǒng)工作在G=0.5的狀態(tài)，求信道為空閑的概率。 答：對于純ALOHA，在任一幀時內(nèi)生成k幀的概率服從泊松分布 信道為空閑（即：生成0幀）的概率為 4-06 在時隙ALOHA協(xié)議中，若幀長為k個時隙的時間，而幀可以在任一時隙開始發(fā)送出去。試計算此系統(tǒng)的吞吐量。由此導(dǎo)出k=1和k→∞時的結(jié)果。并加以解釋。 答：吞吐率 k=1時相當(dāng)于時隙ALOHA， k→∞時變成純ALOHA 4-07 10000個終端爭用一條公

43、用的時隙ALOHA信道。平均每個終端每小時發(fā)送幀18次，時隙長度為125us，試求信道負(fù)載G。 答：每個終端每200（=3600/18）秒發(fā)送1次幀，總共有10000個終端，因此，總負(fù)載是200秒發(fā)10000次幀，平均每秒50次幀。每秒8000個時隙，所以平均每個時隙發(fā)送次數(shù)是G=50÷8000=1/160。 4-08 時隙ALOHA的時隙為40ms。大量用戶同時工作，使網(wǎng)絡(luò)每秒平均發(fā)送50個幀（包括重傳的）。 （1）試計算第一次發(fā)送即成功的概率。 （2）試計算正好沖突k次然后才發(fā)送成功的概率。 （3）每個幀平均要發(fā)送多少次？

44、 答：（1）在任一幀時內(nèi)生成k幀的概率服從泊松分布 生成0幀的概率為。對于純ALOHA，發(fā)送一幀的沖突危險區(qū)為兩個幀時，在兩個幀時內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率為；對于分隙ALOHA，由于沖突危險區(qū)減少為原來的一半，任一幀時內(nèi)無其他幀發(fā)送的概率是?，F(xiàn)在時隙為40ms，即每秒25個時隙，產(chǎn)生50個幀，所以平均每個時隙產(chǎn)生兩個幀，即G=2，因此第一次發(fā)送即成功的概率是 （2） （3）嘗試k次才能發(fā)送成功的概率（即k-1次沖突，第k次才成功）為： 那么每個幀平均要發(fā)送的次數(shù)（即每個幀發(fā)送次數(shù)的數(shù)學(xué)期望）為： 4-09 若時隙ALOHA系統(tǒng)

45、有10%的時隙是空閑的，問網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G和吞吐量S各等于多少？現(xiàn)在系統(tǒng)過載否？ 答：（1）從泊松定理得到 ，因此， （2） （3）因為每當(dāng)G>1時，信道總是過載的，因此在這里系統(tǒng)是過載的。 4-10一時隙ALOHA系統(tǒng)有4個站，各站在一個時隙內(nèi)的幀發(fā)送率分別為G1=0.1，G2=0.5，G3=G4=0.2。試計算每個站的吞吐量和整個系統(tǒng)的吞吐量以及空閑時隙所占的比例。 答：（1）每個站的吞吐量： ， ， （2）整個系統(tǒng)的吞吐量為： 空閑所占的比例為 4-11 試證明：在采用時隙ALOHA協(xié)議時，各站都相同得有限用戶系統(tǒng)得最大吞吐量發(fā)生在G=1時。 4-12 一站

46、數(shù)很大的時隙ALOHA系統(tǒng)在工作時，其空閑時隙占65%。試求負(fù)載G和吞吐量S。 答：從泊松定律得到，因此， ； 4-13 試證明（4-25）式。 4-14 為什么在CSMA/CD協(xié)議中參數(shù)a必須很小？用什么方法可以保證a的值很小？ 答：在CSMA/CD協(xié)議中參數(shù)a很小，可以使線路利用率和整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)吞吐率保持較高水平。限制網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體長度、提高總線速率或增加幀長度都是保證a值很小的有效方法。 補充題：解釋CSMA/CD和它的用途。在802項目的哪個部分中使用到CSMA/CD？ 答：CSMA/CD是用于以太網(wǎng)（802.3）的接入機制。如果站點想發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)上，必須首

47、先監(jiān)聽線路上存在的通信量。如果沒有檢測到通信量，則認(rèn)為線路是空閑的并開始發(fā)送。站點在發(fā)送數(shù)據(jù)后繼續(xù)監(jiān)聽，如果檢測到?jīng)_突，站點停止當(dāng)前的發(fā)送并等待某個時間量直到線路干凈，然后再從頭開始這一切。 4-15/6 100個站點分布在4km長的總線上，協(xié)議采用CSMA/CD?？偩€速率為5Mbps，幀平均長度為1000比特，傳播時延為5μs/km。試估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值。 在以下條件下，重新計算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值。 （1）總線長度減小為1km； （2）總線速率加倍； （3）幀長變?yōu)?0000比特。 答：因傳播時延為5μs/km，則傳播速度為2×108

48、m。 100個站點時，每站發(fā)送成功的概率為A＝(1－1/100)100-1＝0.369 整個總線網(wǎng)的吞吐率 因總線速率為5Mbps，且100個站點的100個幀的總長度為100000比特， 所以每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值為。 當(dāng)改變條件時，答案如下： （1） 整個總線網(wǎng)的吞吐率 每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值為 （2） 整個總線網(wǎng)的吞吐率 每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值為 （3） 整個總線網(wǎng)的吞吐率 每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)最大值為 4-17 試比較頻分復(fù)用、時分復(fù)用和統(tǒng)計時分復(fù)用的主要特點 4-18 試從因特網(wǎng)上查找一下目前密集波分復(fù)用

49、DWDM的使用情況 4-19 碼分復(fù)用CDMA為什么可以使所有用戶在同樣地時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾？這種復(fù)用方法有何有缺點？ 4-20有4個站進行碼分復(fù)用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(xiàn)收到這樣的碼片序列：(－1?＋1?－3?＋1?－1?－3?＋1?＋1)。問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送的代碼是什么？ 　　答：只須計算4個常規(guī)的內(nèi)積：

50、　　(－1?＋1?－3?＋1?－1?－3?＋1?＋1)?·?(－1?－1?－1?＋1?＋1?－1?＋1?＋1)/8=1 　　(－1?＋1?－3?＋1?－1?－3?＋1?＋1)?·?(－1?－1?＋1?－1?＋1?＋1?＋1?－1)/8=－1 　　(－1?＋1?－3?＋1?－1?－3?＋1?＋1)?·?(－1?＋1?－1?＋1?＋1?＋1?－1?－1)/8=0 　　(－1?＋1?－3?＋1?－1?－3?＋1?＋1)?·?(－1?＋1?－1?－1?－1?－1?＋1?－1)/8=1 結(jié)果是A和D發(fā)送比特1，B發(fā)送比特0，而C未發(fā)送數(shù)據(jù)。 第五章 局域網(wǎng) 5－01的主要特點是什么？

51、為什么說局域網(wǎng)是一個通信網(wǎng)？ 答：局域網(wǎng)LAN是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：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。②地理范圍有限，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)的覆蓋范圍約為10m～10km內(nèi)或更大一些。③傳輸速率高。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為1～100Mbps，能支持計算機之間的高速通信，所以時延較低。④誤碼率低。因近距離傳輸，所以誤碼率很低，一般在10-

52、8～10-11之間。⑤多采用分布式控制和廣播式通信。在局域網(wǎng)中各站是平等關(guān)系而不是主從關(guān)系，可以進行廣播或組播。 從網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和傳輸控制規(guī)程來看，局域網(wǎng)也有自己的特點：①低層協(xié)議簡單。在局域網(wǎng)中，由于距離短、時延小、成本低、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，所以低層協(xié)議較簡單。②不單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多采用總線型、環(huán)型和星型等共享信道，網(wǎng)內(nèi)一般不需要中間轉(zhuǎn)接，流量控制和路由選擇功能大為簡化，通常在局域網(wǎng)不單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。因此，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)僅相當(dāng)與OSI/RM的最低兩層。③采用多種媒體

53、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、多目的的鏈路管理。由此引發(fā)出多種媒體訪問控制技術(shù)。　　在OSI的體系結(jié)構(gòu)中，一個通信子網(wǎng)只有最低的三層。而局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)也只有OSI的下三層，沒有第四層以上的層次。所以說局域網(wǎng)只是一種通信網(wǎng)。 5－02 ieee802局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型有何異同之處？ 　　答：局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與OSI的體系結(jié)構(gòu)有很大的差異。它的體系結(jié)構(gòu)只有OSI的下三層，而沒有第四層以上的層次。即使是下三層，也由于局域網(wǎng)是共享廣播信道，且產(chǎn)品的種類繁多，涉及到種種媒體訪問方法，所以兩者存在著明顯的差別。 　　在局域網(wǎng)

54、中，物理層負(fù)責(zé)物理連接和在媒體上傳輸比特流，其主要任務(wù)是描述傳輸媒體接口的一些特性。這與OSI參考模型的物理層相同。但由于局域網(wǎng)可以采用多種傳輸媒體，各種媒體的差異很大，所以局域網(wǎng)中的物理層的處理過程更復(fù)雜。通常，大多數(shù)局域網(wǎng)的物理層分為兩個子層：一個子層描述與傳輸媒體有關(guān)的物理特性，另一子層描述與傳輸媒體無關(guān)的物理特性。 　　在局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，在不太可靠的傳輸信道上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，負(fù)責(zé)幀的傳送與控制。這與OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層相同。但局域網(wǎng)中，由于各站共享網(wǎng)絡(luò)公共信道，由此必須解決信道如何分配，如何避免或解決信道爭用，即數(shù)據(jù)鏈路層必須具有媒體

55、訪問控制功能。有由于局域網(wǎng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸媒體多種多樣，相應(yīng)的媒體訪問控制方法也有多種，因此在數(shù)據(jù)鏈路功能中應(yīng)該將與傳輸媒體有關(guān)的部分和無關(guān)的部分分開。這樣，IEEE802局域網(wǎng)參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層：媒體訪問控制MAC子層和邏輯鏈路控制LLC子層。 　　在IEEE802局域網(wǎng)參考模型中沒有網(wǎng)絡(luò)層。這是因為局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡單，且各個站點共享傳輸信道，在任意兩個結(jié)點之間只有唯一的一條鏈路，不需要進行路由選擇和流量控制，所以在局域網(wǎng)中不單獨設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層。這與OSI參考模型是不同的。但從OSI的觀點看，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)連接到網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點SAP上。因此，在局域網(wǎng)中雖不設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層

56、，但將網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點SAP設(shè)在LLC子層與高層協(xié)議的交界面上。 　　從上面的分析可知，局域網(wǎng)的參考模型只相當(dāng)于OSI參考模型的最低兩層，且兩者的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層之間也有很大差別。在IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)中各個子標(biāo)準(zhǔn)的物理層和媒體訪問控制MAC子層是有區(qū)別的，而邏輯鏈路控制LLC子層是相同的，也就是說，LLC子層實際上是高層協(xié)議與任何一種MAC子層之間的標(biāo)準(zhǔn)接口。 5-03 一個7層樓，每層有一排15間辦公室。每個辦公室的樓上有一個插座。所有的插座在一個垂直面上構(gòu)成一個正方形柵格組成的網(wǎng)的結(jié)點，插座間垂直和水平間隔都是4米。設(shè)任意兩個插座之間都允許連上電纜（垂直，水平，斜線，…均可）。

57、先要用電纜把它們連成：（1）集線器在中央的星形網(wǎng)；（2）以太網(wǎng)；（3）令牌環(huán)形網(wǎng)。試計算每種情況下所需的電纜長度。 答：（1）假定從下往上把7層樓分別編號為1～7層。在星形網(wǎng)中，路由器放在4層中間位置。到達(dá)7×15－1=104個場點中的每一個場點都需要有電纜。因此電纜的總長度等于： （2）對于以太網(wǎng)（10BASE5），每一層都需要56m水平電纜，再加上24m（=4×6）垂直方向電纜，所以總長度等于： 56×7＋24=416(m) （3）一種方案是采用螺旋結(jié)構(gòu)，線纜經(jīng)過（1,1

58、）、（15,1）、（15,7）、（1,7）、（1,2）和（14,2）等，總長度等于：56＋52+48+36+40+48+56+20+12+4+8+16+24+=466m 圖中有錯，粗線右端應(yīng)連接到第4層右起第4個站點 5-04 數(shù)據(jù)率為10Mb/s的以太網(wǎng)的碼元傳輸速率是多少？ 答：碼元傳輸速率即為波特率。10Mb/s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，因此波特率是數(shù)據(jù)率的兩倍，即20M波特。 5-05 假定一個以太網(wǎng)上只有兩個站，它們同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了沖突。于是按二進制指數(shù)類型退避算法進行重傳。重傳次數(shù)記為i，i=1,2,3,?。試計算第1次重傳

59、失敗的概率、第2次重傳失敗的概率、第3次重傳失敗的概率，以及一個站成功發(fā)送數(shù)據(jù)之前的平均重傳次數(shù)I。 答：將第i次重傳成功的概率記為Pi，顯然 第一次重傳失敗的概率為0.5，第2次重傳失敗的概率為0.25，第3次重傳失敗的概率為0.125。平均重傳次數(shù)I＝1.637。 5-06 試說明10BASE5，10BASE2，10BASE-T，10BASE-F、1BASE5，10BROAD36、和FOMAU所代表的意思。 答 10和1代表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率分別為10Mbps和1Mbps，BASE和BROAD分別表示基帶和頻分多路復(fù)用的寬帶。5、2和36分別表示傳輸媒體線纜段最大長度分別為50

60、0米、185（約200）米和3600米；T表示是采用雙絞線；F表示光纖。10BASE5是50歐同軸粗纜；10BASE2是50歐同軸細(xì)纜；10BASE-T為一種物理星狀拓?fù)涠壿嬌蠟榭偩€結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)；1BASE5指AT&T公司的StarLAN的物理媒體規(guī)范，使用和10BASE-T一樣的雙絞線，可通過一種稱為菊花鏈的機制進行擴展；10BASE-F又分為適用于以星狀拓?fù)溥B接站和轉(zhuǎn)發(fā)器的無源系統(tǒng)10BASE-FP、點對點連接站或轉(zhuǎn)發(fā)器的光纖鏈路10BASE-FL、以及點對點主干光纖鏈路10BASE-FB；10BROAD36采用75歐的CATV同軸電纜。FOMAU是采用光纖（Fiber Optic）的媒

61、體接入單元MAU（Media Access Unit），用以連接擴展以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)器之間的光纖鏈路FOIRL（Fiber Optic Inter-Repeater Link）。 請自行解釋100BASE-T、100BASE-X、100BASE-TX、100BASE-FX、100BASE-T4、1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX、1000BASE-T、10GBASE-SR、10GBASE-LR、10GBASE-ER、10GBASE-SW、10GBASE-LW、10GBASE-EW、10GBASE-LX4的含義。 5-07 10Mb/s以太網(wǎng)升級到100Mb

62、/s和1Gb/s時，需要解決哪些技術(shù)問題？ 答：欲保持10M，100M，1G的MAC協(xié)議兼容，要求最小幀長的發(fā)送時間大于最長的沖突檢測時間，因而千兆以太網(wǎng)采用載波擴充方法。而且為了避免由此帶來的額外開銷過大，當(dāng)連續(xù)發(fā)送多個短幀時采用幀突發(fā)技術(shù)。而100M以太網(wǎng)采用的則是保持幀長不變但將最大電纜長度減小到100m。 其它技術(shù)改進： （1）采用專用的交換集線器，縮小沖突域 （2）發(fā)送、接收、沖突檢測傳輸線路獨立，降低對媒體帶寬要求 （3）為使用光纖、雙絞線媒體，采用新的信號編碼技術(shù) 5-08 100VG局域網(wǎng)有哪些特點？和以太網(wǎng)相比，優(yōu)缺點各有哪些？ 5-09 FDDI的主要特點有哪

63、些？和以太網(wǎng)相比，優(yōu)缺點各有哪些？ 答：FDDI的主要特點有：①使用基于IEEE 802．5令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的令牌傳遞MAC協(xié)議；②使用802．2LLC協(xié)議，因而與IEEE 802局域網(wǎng)兼容；③利用多模光纖進行傳輸，并使用有容錯能力的雙環(huán)拓?fù)?；④?shù)據(jù)率為100Mb／s，光信號碼元傳輸速率為125MBaud；⑤1000個物理連接(若都是雙連接站，則為500個站)；⑥最大站間距離為2km(使用多模光纖)，環(huán)路長度為100km，即光纖總長度為200km；⑦具有動態(tài)分配帶寬的能力，故能同時提供同步和異步數(shù)據(jù)服務(wù)；⑧分組長度最大為4500字節(jié)。 和以太網(wǎng)相比，

64、FDD I的優(yōu)缺點與令牌類似。 5-10 以太網(wǎng)交換機有何特點？用它怎樣組成虛擬局域網(wǎng)？ 答：特點：以太網(wǎng)交換機實質(zhì)就是一個多端口的的網(wǎng)橋，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。每一個端口都直接與一個主機或一個集線器相連，并且是全雙工工作。它能同時連通多對端口，使每一對通信能進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬。 以太網(wǎng)交換機支持存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，而有些交換機還支持直通方式。但要應(yīng)當(dāng)注意的是：用以太網(wǎng)交換機互連的網(wǎng)絡(luò)只是隔離了網(wǎng)段（減少了沖突域），但同一臺交換機的各個網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域。因此，在需要時，應(yīng)采用具VLAN能力的交換機劃分虛擬網(wǎng)，以減少廣播域（80

65、2.1q協(xié)議） 5-11 假定1km長的CSMA/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，即5μs，來回路程傳播時間為10μs。為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10μs。以1Gb/s速率工作，10μs可以發(fā)送的比特數(shù)等于，因此，最短幀長10000比特或1250八比特組。 5-12 網(wǎng)橋的工作原理和特點是什么？網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器有何異同？ 答 網(wǎng)橋從端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。每當(dāng)收到一個幀時，就先存放在其緩存中，若此幀未出現(xiàn)差錯，且欲發(fā)往的目的站MAC地址

66、屬于另一網(wǎng)段，則通過查找網(wǎng)橋中生成的站表，將收到的幀送往對應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。否則，就丟棄該幀。 使用網(wǎng)橋可帶來這樣一些好處：擴大局域網(wǎng)物理范圍；過濾通信量，將擴展的局域網(wǎng)各網(wǎng)段隔離為不同沖突域，減輕局域網(wǎng)上的負(fù)載；因網(wǎng)段間信號上隔離，提高了整個網(wǎng)路的可靠性；可互連不同的物理層。網(wǎng)橋也帶來一些負(fù)面影響：轉(zhuǎn)發(fā)前需先緩存并查找站表，增加了時延；無流量控制，以致產(chǎn)生丟幀；連接不同MAC子層的網(wǎng)段時需耗時修改某些字段內(nèi)容；當(dāng)網(wǎng)橋連接的用戶過多時易產(chǎn)生較大廣播風(fēng)暴。 網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器相比，主要有以下異同點：（1）都能擴大局域網(wǎng)物理范圍，但轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)目受限，而網(wǎng)橋從理論上講，擴展的局域網(wǎng)范圍是無限制的；（2）都能實現(xiàn)網(wǎng)段的互連，但轉(zhuǎn)發(fā)器只通過按比特轉(zhuǎn)發(fā)信號實現(xiàn)各網(wǎng)段物理層的互連，網(wǎng)橋在MAC層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的互連，而且網(wǎng)橋能互連不同物理層甚至不同MAC子層的網(wǎng)段；（3）互連的各網(wǎng)段都在同一廣播域，但網(wǎng)橋?qū)⒕W(wǎng)段隔離為不同的沖突域，而轉(zhuǎn)發(fā)器則無隔離信號作用。 5-13有4個局域網(wǎng)L1~L4和6個網(wǎng)橋B1~B6。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦拢築1和B2連通L1和L2（即B1和B2是并聯(lián)的），B3連通L