計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版課后習(xí)題答案

1、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：數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路出鏈路外，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(shí)現(xiàn)通信規(guī)程所需要的硬件和 軟件?！半娐方油恕北硎炬溌穬啥说慕Y(jié)點(diǎn)交換機(jī)已經(jīng)開機(jī)，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(jìn)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

2、中的鏈路控制包括哪些功能試討論數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路 層有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)答：鏈路管理幀定界流量控制差錯控制將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開透明傳輸尋址可靠的鏈路層的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)取決于所應(yīng)用的環(huán)境：對于干擾嚴(yán)重的信道，可靠的鏈路層可以將重傳范圍約束在局部鏈路，防止全網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率受損； 對于優(yōu)質(zhì)信道，采用可靠的鏈路層會增大資源開銷，影響傳輸效率。3-03網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層答：適配器（即網(wǎng)卡）來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的協(xié)議的硬件和軟件 網(wǎng)絡(luò)適配器工作在TCP/IP協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)接口層（OSI中的數(shù)據(jù)鏈里層和物 理層）3-04數(shù)據(jù)鏈路層的三個基本問題（幀定界、透明傳輸和差錯檢測）

3、為什么都必須 加以解決答：幀定界是分組交換的必然要求透明傳輸避免消息符號與幀定界符號相混淆差錯檢測防止合差錯的無效數(shù)據(jù)幀浪費(fèi)后續(xù)路由上的傳輸和處理資源3-05 如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進(jìn)行幀定界，會發(fā)生什么問題答：無法區(qū)分分組與分組無法確定分組的控制域和數(shù)據(jù)域無法將差錯更正的范圍限定在確切的局部3-06PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)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(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)可靠傳輸 答：簡單，提供不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，檢錯，無糾錯不使用序號和確認(rèn)機(jī)制地址字段A只置為OxFF。地址字段實(shí)際上并不起作用?？刂谱侄?C 通常置為 0x03 。PPP 是面向字節(jié)的當(dāng) P

4、PP 用在同步傳輸鏈路時， 協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充 （和 HDLC 的做法一樣），當(dāng) PPP 用在異步傳輸時，就使用一種特殊的字符填充法 PPP適用于線路質(zhì)量不太差的情況下、PPP沒有編碼和確認(rèn)機(jī)制3-07要發(fā)送的數(shù)據(jù)為11。采用CRC勺生成多項(xiàng)式是P（X）=X4+X+1試求應(yīng)添 加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個 1 變成了 0，問接收端 能否發(fā)現(xiàn)若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個 1 都變成了 0，問接收端能否發(fā)現(xiàn) 采用CRC僉驗(yàn)后，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸 答：作二進(jìn)制除法，11 000010011 得余數(shù) 1110 ，添加的檢驗(yàn)序列是 1110.作二進(jìn)制除法，兩

5、種錯誤均可發(fā)展，僅僅采用了 CRC僉驗(yàn)，缺重傳機(jī)制，數(shù)據(jù)鏈 路層的傳輸還不是可靠的傳輸。3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRCD生成多項(xiàng)式是P （X） =X3+1試求應(yīng)添 加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。答：作二進(jìn)制除法， 101110 000 10011 添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)是 0113-09 一個PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進(jìn)制寫出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 657D 5E。試問真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進(jìn)制寫出）答： 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E7E FE 27 7D 7D 65 7D3-10 PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串 0

6、00。試問經(jīng)過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000110110,問刪除發(fā)送 端加入的零比特后變成怎樣的比特串答：0 11111 00010000001101100001 11111 1103-11 試分別討論一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）普通的電話通信。（ 2）電信局提供的公用電報(bào)通信。（ 3）因特網(wǎng)提供的電子郵件服務(wù)。3-12PPP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題3-13 局域網(wǎng)

7、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(jì)算機(jī)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(diǎn)：（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(dú)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)的覆蓋范圍越位 10m10km內(nèi)或更大一些。從網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和傳輸檢測提醒來看，局域網(wǎng)也有自己的特點(diǎn)：（1）低層協(xié)議簡單（2）不單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)僅相當(dāng)于相當(dāng)與 OSI/R M的最低兩層（ 3

8、） 采用兩種媒體訪問控制技術(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， 多目的的連連管理， 由 此引發(fā)出多中媒體訪問控制技術(shù)在局域網(wǎng)中各站通常共享通信媒體， 采用廣播通信方式是天然合適的， 廣域網(wǎng)通 常采站點(diǎn)間直接構(gòu)成格狀網(wǎng)。3-14 常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆心男┓N類現(xiàn)在最流行的是哪種結(jié)構(gòu)為什么早 期的以太網(wǎng)選擇總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而不是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 但現(xiàn)在卻改為使用星形拓?fù)?結(jié)構(gòu)答：星形網(wǎng)，總線網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，樹形網(wǎng)當(dāng)時很可靠的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較貴， 人們都認(rèn)為無源的總線結(jié)構(gòu)更加可靠， 但 實(shí)踐證明，連接有大量站點(diǎn)的總線式以太網(wǎng)很容易出現(xiàn)故障， 而現(xiàn)在專用的

9、ASIC 芯片的使用可以講星形結(jié)構(gòu)的集線器做的非?？煽浚?因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)一般都使 用星形結(jié)構(gòu)的拓?fù)洹?-15 什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)有哪兩個主要標(biāo)準(zhǔn)答： DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)與 IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn)3-16 數(shù)據(jù)率為 10Mb/s 的以太網(wǎng)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(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。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率是10MB/S,因此波特率是數(shù)據(jù)率的兩倍，即20M波特3-17 為什么LLC子層的標(biāo)準(zhǔn)已制定出來了但現(xiàn)在卻很少使用 答：由于 TCP/IP

10、 體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是 DIX Ethernet V2 而不是 標(biāo)準(zhǔn)中 的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在 802 委員會制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（ 即 標(biāo) 準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。3-18 試說明10BASE-T中的“10”、“ BASE和“T”所代表的意思。答：10BASE-T中的“10”表示信號在電纜上的傳輸速率為 10MB/S, “ BASE表 示電纜上的信號是基帶信號，“ T”代表雙絞線星形網(wǎng)，但10BASE-T的通信 距離稍短,每個站到集線器的距離不超過 100m。3-19 以太網(wǎng)使用的CSMA/C協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時 分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺點(diǎn)如何答：傳統(tǒng)的時分復(fù)用

11、TDM是靜態(tài)時隙分配，均勻高負(fù)荷時信道利用率高，低負(fù)荷 或符合不均勻時資源浪費(fèi)較大，CSMA/C課動態(tài)使用空閑新到資源，低負(fù)荷 時信道利用率高，但控制復(fù)雜，高負(fù)荷時信道沖突大。3-20 假定1km長的CSMA/C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1/200000=5為微秒，來回路程傳播時間為 10微秒，為了能夠按照CSMA/CD：作，最小幀的發(fā)射時間不能小于10微秒, 以Gb/s速率工作，10微秒可以發(fā)送的比特?cái)?shù)等于10*10A-6/1*10A-9=10000, 因此，最短幀是 10000位

12、或 1250字節(jié)長3-21 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：比特時間是發(fā)送一比特多需的時間， 它是傳信率的倒數(shù)， 便于建立信息長度 與發(fā)送延遲的關(guān)系 “比特時間”換算成“微秒”必須先知道數(shù)據(jù)率是多少，如數(shù)據(jù)率是 10Mb/s，貝U 100比特時間等于10微秒。3-22 假定在使用CSMA/C協(xié)議的10Mb/s以太網(wǎng)中某個站在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到 碰撞，執(zhí)行退避算法時選擇了隨機(jī)數(shù)r=100。試問這個站需要等待多長時間后才 能再次發(fā)送數(shù)據(jù)如果是100Mb/s的以太網(wǎng)呢答：對于10mb/s的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為微秒，要退后100個爭用期，等待時間是（微秒）

13、*100=對于100mb/s的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為微 秒，要退后 100個爭用期，等待時間是（微秒） *100=512微秒3-23 公式（ 3-3）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)的站點(diǎn)數(shù)無關(guān) 請說明你的理由。答：實(shí)際的以太網(wǎng)各給發(fā)送數(shù)據(jù)的時刻是隨即的， 而以太網(wǎng)的極限信道利用率的 得出是假定以太網(wǎng)使用了特殊的調(diào)度方法（已經(jīng)不再是CSMA/CDT），使各結(jié)點(diǎn)的發(fā)送不發(fā)生碰撞。3-24假定站點(diǎn)A和B在同一個10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點(diǎn)之間的傳播 時延為225比特時間。現(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結(jié)束之

14、前B也發(fā)送 一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞 之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰 撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（提示：在計(jì)算時應(yīng) 當(dāng)考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的 前同步碼和幀定界符）答：設(shè)在t=0時A開始發(fā)送，在t=（64+8） *8=576比特時間，A應(yīng)當(dāng)發(fā)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(fā)送 數(shù)據(jù)，A在發(fā)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(fā)送 碰撞了如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那

15、么就能夠肯定A所發(fā)送的幀不 會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當(dāng)然也不會和其他站點(diǎn)發(fā)生碰撞）。3-25在上題中的站點(diǎn)A和B在t=0時同時發(fā)送了數(shù)據(jù)幀。當(dāng)t=255比特時間，A 和B同時檢測到發(fā)生了碰撞，并且在t=255+48=273比特時間完成了干擾信 號的傳輸。A和B在CSMA/C算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選 擇的隨機(jī)數(shù)分別是rA=0和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數(shù) 據(jù)幀A重傳的數(shù)據(jù)幀在什么時間到達(dá) BA重傳的數(shù)據(jù)會不會和B重傳的數(shù)據(jù) 再次發(fā)生碰撞 B 會不會在預(yù)定的重傳時間停止發(fā)送數(shù)據(jù)答：t=0時，A和B開始發(fā)送數(shù)據(jù)T1=225比特時間,A和B都檢測到碰撞（tau）T2=27

16、3比特時間,A和B結(jié)束干擾信號的傳輸（T1+48）T3=594比特時間,A 開始發(fā)送（T2+Tau+rA*Tau+96T4=785 比特時間， B 再次檢測信道。 （T4+T2+Tau+Rb*Tau 如空閑，則 B 在T5=881 比特時間發(fā)送數(shù)據(jù)、否則再退避。（T5=T4+96）A重傳的數(shù)據(jù)在819比特時間到達(dá)B,B先檢測到信道忙，因此B在預(yù)定的881 比特時間停止發(fā)送3-26 以太網(wǎng)上只有兩個站，它們同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了碰撞。于是按截?cái)喽M(jìn) 制指數(shù)退避算法進(jìn)行重傳。重傳次數(shù)記為i，i=1，2, 3,.。試計(jì)算第1 次重傳失敗的概率、第 2次重傳的概率、第 3次重傳失敗的概率，以及一 個站成

17、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，第二次 重傳失敗的概率為，第三次重傳失敗的概率為 . 平均重傳次數(shù) I=3-27 假定一個以太網(wǎng)上的通信量中的 80%是在本局域網(wǎng)上進(jìn)行的， 而其余的 20% 的通信量是在本局域網(wǎng)和因特網(wǎng)之間進(jìn)行的。另一個以太網(wǎng)的情況則反過 來。這兩個以太網(wǎng)一個使用以太網(wǎng)集線器，而另一個使用以太網(wǎng)交換機(jī)。 你認(rèn)為以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)當(dāng)用在哪一個網(wǎng)絡(luò)答：集線器為物理層設(shè)備， 模擬了總線這一共享媒介共爭用， 成為局域網(wǎng)通信容 量的瓶頸。交換機(jī)則為鏈路層設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)透明交換 局域網(wǎng)通過路由器與因特網(wǎng)相連 當(dāng)本局域網(wǎng)

18、和因特網(wǎng)之間的通信量占主要成份時， 形成集中面向路由器的數(shù)據(jù)流，使用集線器沖突較大，采用交換機(jī)能得到改善。當(dāng)本局域網(wǎng)內(nèi)通信量占主要成份時，采用交換機(jī)改善對外流量不明顯3-28 有 10 個站連接到以太網(wǎng)上。 試計(jì)算一下三種情況下每一個站所能得到的帶 寬。（1）10 個站都連接到一個 10Mb/s 以太網(wǎng)集線器； （2）10個站都連接到一個 100Mb/s 以太網(wǎng)集線器；（3）10 個站都連接到一個 10Mb/s 以太網(wǎng)交換機(jī)。答：（1） 10個站都連接到一個10Mb/s以太網(wǎng)集線器：10mbs（2）10個站都連接到一個100mb/s以太網(wǎng)集線器：100mbs（3）10個站都連接到一個10mb/

19、s以太網(wǎng)交換機(jī)：10mbs3-29 10Mb/s以太網(wǎng)升級到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s時，都需要解決哪些技 術(shù)問題為什么以太網(wǎng)能夠在發(fā)展的過程中淘汰掉自己的競爭對手， 并使自己的應(yīng) 用范圍從局域網(wǎng)一直擴(kuò)展到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)答：技術(shù)問題： 使參數(shù) a 保持為較小的數(shù)值， 可通過減小最大電纜長度或增大幀 的最小長度在100mb/s的以太網(wǎng)中采用的方法是保持最短幀長不變， 但將一個網(wǎng) 段的最大電纜的度減小到100m，幀間時間間隔從原來微秒改為現(xiàn)在的微秒吉比特以太網(wǎng)仍保持一個網(wǎng)段的最大長度為 100m但采用了“載波延伸”的方法， 使最短幀長仍為 64 字節(jié)（這樣可以保持兼容性） 、同時將爭

20、用時間增大為 512 字節(jié)。并使用“分組突發(fā)”減小開銷 10 吉比特以太網(wǎng)的幀格式與 10mb/s， 100mb/s和1Gb/s以太網(wǎng)的幀格式完全相同吉比特以太網(wǎng)還保留標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以太 網(wǎng)最小和最大幀長， 這就使用戶在將其已有的以太網(wǎng)進(jìn)行升級時， 仍能和較低速 率的以太網(wǎng)很方便地通信。 由于數(shù)據(jù)率很高， 吉比特以太網(wǎng)不再使用銅線而只使 用光纖作為傳輸媒體，它使用長距離（超過km）的光收發(fā)器與單模光纖接口，以便能夠工作在廣3-30 以太網(wǎng)交換機(jī)有何特點(diǎn)用它怎樣組成虛擬局域網(wǎng) 答：以太網(wǎng)交換機(jī)則為鏈路層設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)透明交換虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。 虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個 4 字節(jié)的標(biāo)識符，稱為 VLAN標(biāo)記