謝希仁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版(第一到第六章)課后習(xí)題答案-2012-5(改正)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課后習(xí)題答案第一章 概述1-3試從多個(gè)方面比較電路交換、報(bào)文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）電路交換:電路交換就是計(jì)算機(jī)終端之間通信時(shí)，一方發(fā)起呼叫，獨(dú)占一條物理線路。當(dāng)交換機(jī)完成接續(xù)，對(duì)方收到發(fā)起端的信號(hào)，雙方即可進(jìn)行通信。在整個(gè)通信過(guò)程中雙方一直占用該電路。它的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，時(shí)延小，交換設(shè)備成本較低。但同時(shí)也帶來(lái)線路利用率低，電路接續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點(diǎn)。電路交換比較適用于信息量大、長(zhǎng)報(bào)文，經(jīng)常使用的固定用戶之間的通信。（2）報(bào)文交換:將用戶的報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中。當(dāng)所需要的輸出電路空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)向接收交換機(jī)或終端，它以“存儲(chǔ)

2、轉(zhuǎn)發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是中繼電路利用率高，可以多個(gè)用戶同時(shí)在一條線路上傳送，可實(shí)現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間互通。但它的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。以報(bào)文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延大，且占用大量的交換機(jī)內(nèi)存和外存，不能滿足對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的用戶。報(bào)文交換適用于傳輸?shù)膱?bào)文較短、實(shí)時(shí)性要求較低的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信，如公用電報(bào)網(wǎng)。（3）分組交換:分組交換實(shí)質(zhì)上是在“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它兼有電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。分組交換在線路上采用動(dòng)態(tài)復(fù)用技術(shù)傳送按一定長(zhǎng)度分割為許多小段的數(shù)據(jù)分組。每個(gè)分組標(biāo)識(shí)后，在一條物理線路上采用動(dòng)態(tài)復(fù)用的技術(shù)，同時(shí)傳送多個(gè)數(shù)據(jù)分組。把來(lái)自用戶發(fā)端的數(shù)

3、據(jù)暫存在交換機(jī)的存儲(chǔ)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(bào)文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報(bào)文交換的傳輸時(shí)延小，交互性好。1-8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡(luò)都有哪些特點(diǎn)？答：1、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類：（1）局域網(wǎng)：局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)硬件在比較小的范圍內(nèi)通信線路組成的網(wǎng)絡(luò)，一般限定在較小的區(qū)域內(nèi)，通常采用有線的方式連接起來(lái)。（2）城域網(wǎng)：城域網(wǎng)規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的范圍從幾十公里至數(shù)百公里，城域網(wǎng)基本上是局域網(wǎng)的延伸，通常使用與局域網(wǎng)相似的技術(shù)，但是在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍比較廣。（3）廣域網(wǎng)：覆蓋的地理范圍非常廣

4、，又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，在采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)方面有所不同。 3、按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：（1）星型網(wǎng)絡(luò)：各站點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心相連，特點(diǎn)是很容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點(diǎn)，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級(jí)容易控制，易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但一旦中心節(jié)點(diǎn)有故障會(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 （2）總線型網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道，總線型網(wǎng)絡(luò)安裝簡(jiǎn)單方便，需要鋪設(shè)的電線最短，成本低，某個(gè)站點(diǎn)的故障一般不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但介質(zhì)的故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加新站點(diǎn)也不如星型網(wǎng)絡(luò)容易。（3）樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)：是上述兩種網(wǎng)的綜合。（4）環(huán)型網(wǎng)絡(luò)：環(huán)型網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，增加新的站點(diǎn)較

5、困難。（5）網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是以上述各種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的綜合應(yīng)用。4、按通信方式分類：（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)以點(diǎn)到點(diǎn)的方式在計(jì)算機(jī)或通信設(shè)備中傳輸，在一對(duì)機(jī)器之間通過(guò)多條路徑連接而成，大的網(wǎng)絡(luò)大多采用這種方式。（2）廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)在共用通信介質(zhì)線路中傳輸，由網(wǎng)絡(luò)上的所有機(jī)器共享一條通信信道，適用于地理范圍小的小網(wǎng)或保密要求不高的網(wǎng)絡(luò)。6、按服務(wù)方式分類：（1）客戶機(jī)/服務(wù)器(CS)模式：CS計(jì)算的模式的結(jié)構(gòu)是分散、多層次和具有圖形用戶接口的PC機(jī)作為客戶機(jī)，不同的操作系統(tǒng)或不同的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)工具，其工作特點(diǎn)是文件從服務(wù)器被下載到工作站上，然后在工作站上進(jìn)行處

6、理，而基于主機(jī)的大型機(jī)工作特點(diǎn)是所有處理都發(fā)生在主機(jī)上。（2）瀏覽器/服務(wù)器(BS)模式：主要特點(diǎn)是它與軟硬件平臺(tái)的無(wú)關(guān)性，把應(yīng)用邏輯和業(yè)務(wù)處理規(guī)則放在服務(wù)器一側(cè)。（3）對(duì)等網(wǎng)或稱為對(duì)等式的網(wǎng)絡(luò)：對(duì)等網(wǎng)可以不要求具備文件服務(wù)器，特別是應(yīng)用在一組面向用戶的PC機(jī)，每臺(tái)客戶機(jī)都可以與其他每臺(tái)客戶機(jī)實(shí)現(xiàn)"平等"對(duì)話操作，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計(jì)算機(jī)一般類型相同，甚至操作系統(tǒng)也相同，這種網(wǎng)絡(luò)方式靈活方便，但是較難實(shí)現(xiàn)集中管理與控制，安全性也低。*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），從源站到目的站共經(jīng)過(guò)k段鏈路，每段鏈路的傳播時(shí)延為

7、d（s），數(shù)據(jù)率為被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），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??？答：(1)對(duì)電路交換，需要建立好鏈路后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)鏈路建立時(shí)間t1=s時(shí)，鏈路建立；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間t2=x/b，發(fā)送完最后1個(gè)bit；K段鏈路的傳播時(shí)間t3=kd；故:總時(shí)間t = t1+t2+t3=s+x/b+kd，所有的信息到達(dá)目的地。(2)對(duì)分組交換，不需要建立鏈路就發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間m1=x/b，發(fā)送完最后1個(gè)bit；當(dāng)為了到達(dá)目的地，最后一個(gè)分組需經(jīng)過(guò)k-1個(gè)分組交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，每次

8、轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間為p/b，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間m2=(k-1)p/b；K段鏈路的傳播時(shí)間m3=kd；故：總時(shí)間m =m1+m2+m3= x/b+(k-1)p/b+kd；所以當(dāng)分組交換的時(shí)延小于電路交換有：x/b+(k-1)p/b+kds+x/b+kd，得出 (k-1)p/bs （當(dāng)x>>p時(shí)）*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)率為b（bit/s），但傳播時(shí)延和結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)間均可忽略不計(jì)。若打算使總的時(shí)延為最小，問(wèn)分組的數(shù)據(jù)部分

9、長(zhǎng)度p應(yīng)取為多大？答：分組個(gè)數(shù)=x/p （個(gè)），傳輸分組的總比特?cái)?shù)=(p+h)x/p （bit）,源點(diǎn)發(fā)送時(shí)延=(p+h)x/pb (s)最后一個(gè)分組經(jīng)過(guò)k-1個(gè)分組交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，中間發(fā)送時(shí)延=(k-1)(p+h)/b (s)則總發(fā)送時(shí)延D=源點(diǎn)發(fā)送時(shí)延+中間發(fā)送時(shí)延=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b求D對(duì)p的導(dǎo)數(shù)（令D等于0），求得p=(hx/(k-1)(1/2)1-12（1）在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻舴?wù)器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 ，對(duì)等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式。1-13 客戶服務(wù)

10、方式與對(duì)等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒(méi)有相同的地方？答：(1)客戶服務(wù)器方式是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的，對(duì)等通信方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。(2)被用戶調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請(qǐng)求服務(wù)）。因此，客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待并接受來(lái)自各地的客戶的通信請(qǐng)求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。對(duì)等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對(duì)等連接中的每一個(gè)主機(jī)既是客戶又同時(shí)是服務(wù)器。對(duì)等連接也需要知道對(duì)方的服務(wù)器地址。1-14 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)？答：1.速率比特（bit）是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的

11、信息量的單位。Bit 來(lái)源于 binary digit，意思是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè) 1 或 0。速率即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。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(biāo)稱速率。2.帶寬“帶寬”(bandwidth)本來(lái)是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語(yǔ)，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(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或

12、信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。 4.時(shí)延 傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延 ）：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。 傳播時(shí)延:電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。 *注意比較傳輸時(shí)延和傳播時(shí)延的不同。處理時(shí)間排隊(duì)時(shí)延 5.時(shí)延帶寬積6.往返時(shí)間RTT 7.利用率*1-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為2×108 m/s。試計(jì)算以下兩種情況的

13、發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延：（1）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為107bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s。（2）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為103bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s。答：（1）發(fā)送延遲=107/（100×1000）=100s傳播延遲=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms（2）發(fā)送延遲=103/（109）=10-6s=1us傳播延遲=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms*1-18 假設(shè)信號(hào)在媒體上的傳播速率為2.3×108m/s。媒體長(zhǎng)度L分別為：(1) 10cm(網(wǎng)卡)(2) 100m(局域網(wǎng)

14、)(3) 100km(城域網(wǎng))(4) 5000km(廣域網(wǎng))試計(jì)算當(dāng)數(shù)據(jù)率（帶寬）為1Mb/s和10Gb/s時(shí)在以上媒體中正在傳播的比特?cái)?shù)。答：傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度/電磁波在信道上的傳播速率時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延×帶寬媒體中傳播比特?cái)?shù)=(信道長(zhǎng)度/電磁波在信道上的傳播速率)×帶寬1、當(dāng)數(shù)據(jù)率（帶寬）為1Mb/s:（1）(0.1m/2.3×108)×1×106=0.000435 bit（2）(100m/2.3×108)×1×106=0.435 bit（3）(100000/2.3×108)×1×

15、;106=435 bit（4）(5×106/2.3×108)×1×106=21739 bit2、當(dāng)數(shù)據(jù)率（帶寬）為10Gb/s:（1）(0.1m/2.3×108)×1×1010=4.35 bit（2）(100m/2.3×108)×1×1010=4350 bit（3）(100000/2.3×108)×1×1010=4350000 bit（4）(5×106/2.3×108)×1×1010=217390000 bit*1-19 長(zhǎng)度

16、為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給運(yùn)輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。若應(yīng)用層數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？答：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為100字節(jié)時(shí)：傳輸效率=100/（100+20+20+18）=63.3% 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1000字節(jié)時(shí)：傳輸效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%1-22 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個(gè)要素是什么？各有什么含義？答：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。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、標(biāo)準(zhǔn)或約定即稱為

17、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要由以下三個(gè)要素組成：（1）語(yǔ)法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；（2）語(yǔ)義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種應(yīng)答；（3）同步，即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)于非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其結(jié)構(gòu)最好采用層次式的。1-24試述五層協(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。答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為便于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(xié)議的體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-1所示。圖1-1五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)各層的主要功能：（1）應(yīng)用層:確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交

18、換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶代理（user agent),來(lái)完成一些為進(jìn)行語(yǔ)義上有意義的信息交換所必須的功能。(2）運(yùn)輸層:負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程間的通信。因特網(wǎng)的運(yùn)輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和無(wú)連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。(3)網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)為分組選擇合適的路由，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來(lái)的分組能夠交付到目的主機(jī)。（4）數(shù)據(jù)鏈路層:將在網(wǎng)絡(luò)層交下來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀（frame)，在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路上實(shí)現(xiàn)幀的無(wú)差錯(cuò)傳輸。（5）物理層:就是透明地傳輸比特流。 “透明地傳送比特流”指實(shí)際電路傳送后比特流沒(méi)有發(fā)生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或

19、“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時(shí)，接收端如何識(shí)別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根腳以及各個(gè)腳如何連接。對(duì)等層：在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，通信雙方實(shí)現(xiàn)同樣功能的層。客戶-服務(wù)器方式：客戶-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，當(dāng)客戶進(jìn)程需要服務(wù)器進(jìn)程提供服務(wù)時(shí)就主動(dòng)呼叫服務(wù)進(jìn)程，服務(wù)器進(jìn)程被動(dòng)地等待來(lái)自客戶進(jìn)程的請(qǐng)求。第二章 物理層2-03 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。答：一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、和目的系統(tǒng)（或接收端）。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)。

20、例如正文輸入到PC機(jī)，產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流。發(fā)送器：通常源點(diǎn)生成的數(shù)據(jù)要通過(guò)發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。例如，調(diào)制解調(diào)器將PC機(jī)輸出的數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換成能夠在用戶的電話線上傳輸?shù)哪M信號(hào)。接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。例如，調(diào)制解調(diào)器接收來(lái)自傳輸線路上的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流。終點(diǎn)：終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送過(guò)來(lái)的信息。2-04 試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號(hào)、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)、基帶信號(hào)、帶通信號(hào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、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。答：數(shù)據(jù)：是運(yùn)送信息的實(shí)體。信號(hào)：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表

21、現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運(yùn)送信息的模擬信號(hào)。模擬信號(hào)：連續(xù)變化的信號(hào)?；鶐盘?hào)：來(lái)自信源的信號(hào)。帶通信號(hào)：經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：取值為有限的幾個(gè)離散值的信號(hào)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。碼元：在使用時(shí)間域的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形單工通信：即只有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（當(dāng)然也不能同時(shí)接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過(guò)一段時(shí)間再反過(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?；鶐盘?hào)（即基本頻帶信號(hào)）來(lái)自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。帶通

22、信號(hào)把基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后，把信號(hào)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(nèi)能夠通過(guò)信道）。2-06 “比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？答：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(gè)數(shù)。兩者在二進(jìn)制時(shí)相等。在多進(jìn)制時(shí)，信息傳輸速率要乘以log以2為底的進(jìn)制數(shù)等于碼元傳輸速率。*2-07 假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制，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）？答：24=16，則1個(gè)碼元攜帶 4 bit 的信息量。則根據(jù)奈氏準(zhǔn)則，理想帶通信道的最

23、高碼元傳輸速率=W Baud =4*20000=80000 （b/s）（注意：Baud 是波特，是碼元傳輸速率的單位，1 波特為每秒傳送1個(gè)碼元）*2-08 假定要用3kHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無(wú)差錯(cuò)傳輸），試問(wèn)這個(gè)信道應(yīng)該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來(lái)表示），這個(gè)結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？答：由香農(nóng)公式，信道的極限信息傳輸速率：C = W log2(1+S/N) 即：64000=3000* log2(1+S/N) （b/s）求出：S/N=64.2（dB） 說(shuō)明這是個(gè)信噪比很高的信道。*2-09 用香農(nóng)公式計(jì)算一下：假定信道帶寬為3100Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，那

24、么若想使最大信息傳輸速率增加60%，問(wèn)信噪比S/N應(yīng)增大到多少倍？如果在剛才計(jì)算出的基礎(chǔ)上將信噪比S/N再增大到10倍，問(wèn)最大信息傳輸速率能否再增加20%？答：奈氏準(zhǔn)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(gè)碼元。香農(nóng)公式則表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(jù)香農(nóng)公式，計(jì)算信道的極限信息傳輸速率C= W log2(1+S/N） （b/s）根據(jù)公式可以計(jì)算，信噪比沒(méi)有增大之前：35000=3100*log2(1+S1/N1）,求出:S1/N1=2(35000/3100)-1若使最大信息傳輸速率增加60%，則：35000*（1+0.6）=3100*lo

25、g2(1+S2/N2），求出:S2/N2=2(35000*（1+0.6）/3100)-1此時(shí)信噪比S/N應(yīng)增大到= （S2/N2）/（S1/N1）=100 倍如果在此基礎(chǔ)上將信噪比S/N再增大到10倍，此時(shí)：（S3/N3）/（S2/N2）=10最大信息速率只能再增加的百分比為18.5%左右，不能再增加20%。2-10 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：常見(jiàn)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(wú)屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導(dǎo)線組成。可以傳輸模擬信號(hào)，也可以傳輸數(shù)字信號(hào)，有效帶寬達(dá)250kHz，通常距離一般為幾道十幾公里。導(dǎo)線越粗其通信距離越遠(yuǎn)。在數(shù)字傳輸時(shí)，若傳輸速率為每秒幾

26、兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里。一般用作電話線傳輸聲音信號(hào)。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?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，且安裝方便，既適于點(diǎn)到點(diǎn)連接，又可用于多點(diǎn)連接，故仍被廣泛應(yīng)用。2.同軸電纜同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結(jié)構(gòu)是在一個(gè)包有絕緣的實(shí)心導(dǎo)線外，再套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導(dǎo)線。由于其高帶寬（高達(dá)300400Hz）、低誤碼率、性能價(jià)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(hào)和傳輸信號(hào)的不同而不同，由于易受低頻干擾，在使用時(shí)多將信號(hào)調(diào)制在高頻載波上。3.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是直徑小、質(zhì)量輕：傳播頻

27、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(jià)格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統(tǒng)鋪設(shè)主干線。4.無(wú)線電微波通信無(wú)線電微波通信分為地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。其主要優(yōu)點(diǎn)是頻率高、頻帶范圍寬、通信信道的容量大；信號(hào)所受工業(yè)干擾較小、傳播質(zhì)量高、通信比較穩(wěn)定；不受地理環(huán)境的影響，建設(shè)投資少、見(jiàn)效快。缺點(diǎn)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(wèi)星通信雖然通信距離遠(yuǎn)且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)，但傳播時(shí)延較大，技術(shù)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。*2-11 假定有一種雙絞線衰減是0.7db/km,若容許有20db的衰減,試問(wèn)使用

28、這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長(zhǎng)？如果要使這種雙絞線的工作距離增大到100公里，問(wèn)應(yīng)該使衰減降低到多少？答：在此頻率下這種雙絞線可的傳輸?shù)逆溌饭ぷ骶嚯x=20/0.728.57（km）若工作距離增大到100公里，則衰減應(yīng)該為：20/100=0.2（db/km）*2-12試計(jì)算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之間（波長(zhǎng)）的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2x108 m/s。答：2*108/1200*10-9 - 2*108/1400*10-9=2.381*1013 HZ= 23.8THZ 2*108/1400*10-9 - 2*108/1600*10-9=1.786

29、*1013 HZ = 17.86THZ單位轉(zhuǎn)換：1KHZ(千赫茲)=103HZ(赫茲) 1MHZ(兆赫茲)=106HZ1GHZ(吉赫茲)=109HZ 1THZ(太赫茲)=1012HZ2-13 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？ 答：信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸介質(zhì)上傳輸多個(gè)信號(hào),提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡(luò)的成本。這種共享技術(shù)就是多路復(fù)用技術(shù)。主要有以下幾種：頻分復(fù)用（FDM）就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個(gè)子頻帶（或稱子信道），每一個(gè)子信道傳輸1路信號(hào)。頻分復(fù)用要求總頻率寬度大于各個(gè)子信道頻率之和，同時(shí)為了保證各子信道中所

30、傳輸?shù)男盘?hào)互不干擾，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離帶，這樣就保證了各路信號(hào)互不干擾（條件之一）。頻分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是所有子信道傳輸?shù)男盘?hào)以并行的方式工作，每一路信號(hào)傳輸時(shí)可不考慮傳輸時(shí)延，因而頻分復(fù)用技術(shù)取得了非常廣泛的應(yīng)用。時(shí)分復(fù)用（TDM）就是將提供給整個(gè)信道傳輸信息的時(shí)間劃分成若干時(shí)間片（簡(jiǎn)稱時(shí)隙），并將這些時(shí)隙分配給每一個(gè)信號(hào)源使用，每一路信號(hào)在自己的時(shí)隙內(nèi)獨(dú)占信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是時(shí)隙事先規(guī)劃分配好且固定不變，所以有時(shí)也叫同步時(shí)分復(fù)用。其優(yōu)點(diǎn)是時(shí)隙分配固定，便于調(diào)節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點(diǎn)是當(dāng)某信號(hào)源沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，它所對(duì)應(yīng)的信道會(huì)出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無(wú)法占用這

31、個(gè)空閑的信道，因此會(huì)降低線路的利用率。時(shí)分復(fù)用技術(shù)與頻分復(fù)用技術(shù)一樣，有著非常廣泛的應(yīng)用，電話就是其中最經(jīng)典的例子，此外時(shí)分復(fù)用技術(shù)在廣電也同樣取得了廣泛地應(yīng)用，如SDH，ATM，IP和HFC網(wǎng)絡(luò)中CM與CMTS的通信都是利用了時(shí)分復(fù)用的技術(shù)。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM)，是時(shí)分復(fù)用技術(shù)的一種改進(jìn)，但不像時(shí)分復(fù)用那樣采取固定方式分配時(shí)隙，而是按需動(dòng)態(tài)地分配時(shí)時(shí)隙。波分復(fù)用（WDM），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(fù)用。不同光纖上的光波信號(hào)（常常是兩種光波信號(hào)）復(fù)用到一根長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓饫w上的復(fù)用方式。碼分復(fù)用（CDMA），又叫碼分多址，是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。用戶可以在同一時(shí)間

32、、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。2-14 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答：FDM(frequency division multiplexing)頻分復(fù)用，同一時(shí)間同時(shí)發(fā)送多路信號(hào)。所有的用戶可以在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。TDM(Time Division Multiplexing)時(shí)分復(fù)用，將一條物理信道按時(shí)間分成若干時(shí)間片輪流地給多個(gè)用戶使用，每一個(gè)時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)用戶占用，所有用戶在不同時(shí)間占用同樣的頻率寬度。STDM(Statistic Time Divisi

33、on Multiplexing)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用。不像時(shí)分復(fù)用那樣采取固定方式分配時(shí)隙，而是按需動(dòng)態(tài)地分配時(shí)時(shí)隙。WDM(Wave Division Multiplexing)波分復(fù)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(fù)用。不同光纖上的光波信號(hào)（常常是兩種光波信號(hào)）復(fù)用到一根長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓饫w上的復(fù)用方式。DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分復(fù)用，使用可見(jiàn)光頻譜的寬帶特征在單個(gè)光纖上同時(shí)傳輸多種光波信號(hào)的技術(shù)。DWDM可以利用一根光纖同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)，多路高速信號(hào)可以在光纖介質(zhì)中同時(shí)傳輸，每路信號(hào)占用不同波長(zhǎng)。CD

34、MA(Code Wave Division Multiplexing) 碼分多址，是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。用戶可以在同一時(shí)間、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)，是以分級(jí)速率從155Mb/s到2.5Gb/s的光纖數(shù)字化傳輸?shù)拿绹?guó)標(biāo)準(zhǔn)，它支持多媒體多路復(fù)用，允許聲音、視頻和數(shù)據(jù)格式與不同的傳輸協(xié)議一起在一條光纖線路上傳輸。SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列指國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列。SDH簡(jiǎn)化了復(fù)用和分用技術(shù)，需要時(shí)可直接接入到低速支路，而不經(jīng)過(guò)高速到低速的逐級(jí)分用，上下

35、電路方便。STM-1(Synchronous Transfer Module)第1級(jí)同步傳遞模塊，SDH的基本速率，相當(dāng)于SONET體系中的OC-3速率。OC-48(Optical Carrier)第48級(jí)光載波，是SONET體系中的速率表示，對(duì)應(yīng)于SDH的STM-16速率，常用近似值2.5Gb/s。*2-16 共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址CDMA通信。4個(gè)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：（-

36、1 +1 3 +1 -1 3 +1 +1）。問(wèn)哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的1還是0？答：S·A=（11311311）8=1， A發(fā)送1S·B=（11311311）8=1， B發(fā)送0S·C=（11311311）8=0， C無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送S·D=（11311311）8=1， D發(fā)送1第三章 數(shù)據(jù)鏈路層3-02、數(shù)據(jù)鏈路層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： （1）數(shù)據(jù)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、差錯(cuò)控制、將數(shù)據(jù)和控制信息分開(kāi)、透明傳輸、尋址。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層的優(yōu)

37、點(diǎn)和缺點(diǎn)：所謂“可靠傳輸”就是：數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么，在接收端就收到什么。這就是收到的幀并沒(méi)有出現(xiàn)比特差錯(cuò)，但卻出現(xiàn)了幀丟失、幀重復(fù)或幀失序。以上三種情況都屬于“出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)”，但都不是這些幀里有“比特差錯(cuò)”?！盁o(wú)比特差錯(cuò)”。與“無(wú)傳輸差錯(cuò)”并不是同樣的概念。在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)比特差錯(cuò)的傳輸，但這不是可靠的傳輸。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： 網(wǎng)絡(luò)適配器NIC能夠?qū)?shù)據(jù)的串行和并行傳輸進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并且能夠?qū)彺鏀?shù)據(jù)進(jìn)行出來(lái),實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)幀的傳送和接受,對(duì)幀進(jìn)行封閉等。網(wǎng)絡(luò)適配器工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。3-06、PPP協(xié)議

38、的主要特點(diǎn)是什么？為什么PPP不使用幀的編號(hào)？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： 1、主要特點(diǎn)：（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。 （2）PPP是面向字節(jié)的。2、PPP不采用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制是出于以下的考慮：（1）若使用能夠?qū)崿F(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（如HDLC），開(kāi)銷就要增大。在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯(cuò)的概率不大時(shí)，使用比較簡(jiǎn)單的PPP協(xié)議較為合理。（2）在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP的信息字段放入的數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)報(bào)。假定我們采用了能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴?fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當(dāng)數(shù)據(jù)幀在路由器中從數(shù)據(jù)鏈路層上升到網(wǎng)絡(luò)層后，仍有可能因網(wǎng)絡(luò)授擁塞而被丟棄。

39、因此，數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。（3）PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗(yàn)序列FCS安段。對(duì)每一個(gè)收到的幀，PPP都要使用硬件進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)有差錯(cuò)，則丟棄該幀（一定不能把有差錯(cuò)的幀交付給上一層）。端到端的差錯(cuò)檢測(cè)最后由高層協(xié)議負(fù)責(zé)。因此，PPP協(xié)議可保證無(wú)差錯(cuò)接受。3、PPP協(xié)議適用于用戶使用撥號(hào)電話線接入因特網(wǎng)的情況。4、PPP協(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍篜PP有FCS來(lái)確保數(shù)據(jù)幀的正確性，如果錯(cuò)誤則上報(bào)錯(cuò)誤信息來(lái)確保傳輸?shù)目煽啃浴．?dāng)然它和其他L2協(xié)議一樣，沒(méi)有TCP的ACK機(jī)制，這也是傳輸層以下協(xié)議所具有的特性，以便于提高網(wǎng)絡(luò)的性能。*3-07 要發(fā)

40、送的數(shù)據(jù)為1101 0110 11。采用CRC的生成多項(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(guò)程中最后一個(gè)1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)？答：（1）因?yàn)槎囗?xiàng)式是P(x)=x4+x+1= 1*x4+0*x3+0*x2+1*x1+1*x0,則除數(shù)P=10011。要發(fā)送的數(shù)據(jù)要在后面添加4個(gè)0（因?yàn)镻(x)的最高位是4），則實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)M=1101 0110 11 0000。CRC循環(huán)容錯(cuò)檢驗(yàn)技術(shù)中利用M除以P的余數(shù)=幀檢驗(yàn)序列FCS。則添加的檢驗(yàn)序列為1110 （1101 0110 11 0000除以1001

41、1的余數(shù)）。（2）數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后一個(gè)1變成了0，1101 0110 10 0000除以10011，則余數(shù)為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。（3）數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，1101 0110 00 0000除以10011，余數(shù)為101，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。*3-10PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。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？ 答：第一個(gè)比特串：經(jīng)過(guò)零比特填充后編程01101111101111100

42、0（加上下劃線的0是填充的）。另一個(gè)比特串：刪除發(fā)送端加入的零比特后變成000111011111-11111-110（連字符表示刪除了0）。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)而不使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在卻改為使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆校?）總線網(wǎng) （2）星形網(wǎng) （3）環(huán)形網(wǎng) （4）樹(shù)形網(wǎng)?，F(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。當(dāng)時(shí)很可靠的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較貴。人們都認(rèn)為無(wú)源的總線結(jié)構(gòu)更加可靠，但是實(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ASIC芯片的使用可以將星形結(jié)構(gòu)的集線器做得非常可靠。因此現(xiàn)在的以

43、太網(wǎng)一般都是用星形結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3-15在以太網(wǎng)中，所有計(jì)算機(jī)被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測(cè)的載波感應(yīng)多處訪問(wèn)（CSMA/CD）方法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(gè)信號(hào)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。3-18.試說(shuō)明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。答：10BASE-T：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mb/s，“BASE”表示電纜上的信號(hào)是基帶信號(hào)，“T”表示使用雙絞線的最大長(zhǎng)度是5

44、00m。*3-20假定1km長(zhǎng)的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gb/s。設(shè)信號(hào)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(zhǎng)。答：對(duì)于1km電纜，單程傳播時(shí)間為1÷200000=5×10-6s，即5us，來(lái)回路程傳播時(shí)間為10us。為了能夠按照CSMA/CD工作，最短幀的發(fā)射時(shí)間不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以發(fā)送的比特?cái)?shù)等于：10*10-6*1*109=1*104(bit)因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長(zhǎng)。*3-22 假定在使用CSMA/CD協(xié)議的10Mb/s以太網(wǎng)中某個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)到碰撞，執(zhí)行退避算法時(shí)選擇了隨機(jī)

45、數(shù) r=100。試問(wèn)這個(gè)站需要等多長(zhǎng)時(shí)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：在CSMA/CD協(xié)議中，若隨機(jī)數(shù)r=100,則重傳應(yīng)推后的時(shí)間是r倍的爭(zhēng)用期。10Mb/s以太網(wǎng)端到端時(shí)延的爭(zhēng)用期為51.2us。(1)對(duì)于10Mb/s的以太網(wǎng)，等待時(shí)間=51.2us*100=5.12ms(毫秒)(2)對(duì)于100Mb/s的以太網(wǎng)，等待時(shí)間=51.2us*（100/10）=512us(微秒)。*3-24 假定站點(diǎn)A和B在同一個(gè)10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個(gè)站點(diǎn)之間的時(shí)延為225比特時(shí)間?，F(xiàn)假定A開(kāi)始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結(jié)束之前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

46、么A在檢測(cè)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(méi)有檢測(cè)到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送到幀不會(huì)和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到每一個(gè)以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時(shí)，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)在時(shí)刻t=0時(shí)，A開(kāi)始發(fā)送。在t=225比特時(shí)間，B就檢測(cè)出A的信號(hào)。只要B在t=224比特時(shí)間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測(cè)到碰撞。就能夠肯定以后也不會(huì)再發(fā)送碰撞了。如果A在發(fā)送完畢之前并沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送到幀不會(huì)和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當(dāng)然也不會(huì)和其他的站點(diǎn)發(fā)送碰撞）。*3-25 在上題中的站點(diǎn)A和B

47、在t=0時(shí)同時(shí)發(fā)送了數(shù)據(jù)幀。當(dāng)t=255比特時(shí)間，A和B同時(shí)檢測(cè)到發(fā)送了碰撞，并且在t=225+48=273比特時(shí)間完成了干擾信號(hào)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(jī)數(shù)分別是rA=0和rB=1。試問(wèn)A和B各在什么時(shí)間開(kāi)始重傳其數(shù)據(jù)幀？A重傳的數(shù)據(jù)幀在什么時(shí)間到達(dá)B?A重傳的數(shù)據(jù)會(huì)不會(huì)和B重傳的數(shù)據(jù)再次發(fā)送碰撞？B會(huì)不會(huì)在預(yù)定的重傳時(shí)間停止發(fā)送數(shù)據(jù)？答：t=0時(shí)，A和B開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。t=255比特時(shí)間，A和B都檢測(cè)到碰撞。t=273比特時(shí)間，A和B結(jié)束干擾信號(hào)的傳輸。t=594比特時(shí)間，A開(kāi)始發(fā)送。t=785比特時(shí)間，B再次檢測(cè)信道。如空閑，則B在881比

48、特時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)。否則再退避。A重傳的數(shù)據(jù)在819比特時(shí)間到達(dá)B,B先檢測(cè)到信道忙，因此B在預(yù)定的881比特時(shí)間停止發(fā)送數(shù)據(jù)。第4章 網(wǎng)絡(luò)層4-03 作為中間系統(tǒng)，轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)都有何區(qū)別？答案：1）轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器、和網(wǎng)關(guān)所在的層次不同。轉(zhuǎn)發(fā)器是物理層的中繼系統(tǒng)。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的中繼系統(tǒng)。路由器是網(wǎng)絡(luò)層的中繼系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)為網(wǎng)關(guān)。2）當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時(shí)，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，因?yàn)槿匀皇且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)。路由器其實(shí)是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，用來(lái)在互連網(wǎng)中進(jìn)行路由選擇。一般討論的互連網(wǎng)都是指用路由器進(jìn)行互連的互連網(wǎng)絡(luò)。4-04 試簡(jiǎn)單說(shuō)明IP、ARP、RARP 和 ICM

49、P 協(xié)議的作用。答：IP:網(wǎng)際協(xié)議，它是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最重要的協(xié)議之一，IP 使互連起來(lái)的許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行通信。無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸. 數(shù)據(jù)報(bào)路由。ARP（地址解析協(xié)議），實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換：將IP 地址轉(zhuǎn)換成物理地址。RARP（逆向地址解析協(xié)議）， 將物理地址轉(zhuǎn)換成IP地址。ICMP:Internet 控制消息協(xié)議，進(jìn)行差錯(cuò)控制和傳輸控制，減少分組的丟失。注：ICMP 協(xié)議幫助主機(jī)完成某些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測(cè)試，允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)和提供有關(guān)異常情況報(bào)告，但它沒(méi)有辦法減少分組丟失，這是高層協(xié)議應(yīng)該完成的事情。IP 協(xié)議只是盡最大可能交付，至于交付是否成功，它自己無(wú)法控制。4-05 IP

50、地址分為幾類？各如何表示？IP地址的主要特點(diǎn)是什么？答案：1、目前的IP地址（IPv4：IP第四版本）由32個(gè)二進(jìn)制位表示，每8位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)整數(shù)，中間由小數(shù)點(diǎn)間隔，如159.226.41.98，整個(gè)IP地址空間有4組8位二進(jìn)制數(shù)，表示主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的地址（類似部隊(duì)的編號(hào)）以及主機(jī)在該網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)識(shí)（如同士兵在該部隊(duì)的編號(hào)）共同組成。2、為了便于尋址和層次化的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業(yè)應(yīng)用中只用到A、B、C三類。A類地址：A類地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)由第一組8位二進(jìn)制數(shù)表示，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)標(biāo)識(shí)占3組8位二進(jìn)制數(shù)，A類地址的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的第一位二進(jìn)制數(shù)取值必須為“0”。不難算出，A

51、類地址允許有126個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)大約允許有1 670萬(wàn)臺(tái)主機(jī)，通常分配給擁有大量主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)（如主干網(wǎng)）。B類地址：B類地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)由前兩組8位二進(jìn)制數(shù)表示，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)標(biāo)識(shí)占兩組8位二進(jìn)制數(shù)，B類地址的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的前兩位二進(jìn)制數(shù)取值必須為“10”。B類地址允許有16 384個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)允許有65 533臺(tái)主機(jī)，適用于結(jié)點(diǎn)比較多的網(wǎng)絡(luò)（如區(qū)域網(wǎng)）。C類地址：C類地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)由前3組8位二進(jìn)制數(shù)表示，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)標(biāo)識(shí)占1組8位二進(jìn)制數(shù)，C類地址的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的前3位二進(jìn)制數(shù)取值必須為“110”。具有C類地址的網(wǎng)絡(luò)允許有254臺(tái)主機(jī)，使用于結(jié)點(diǎn)比較少的網(wǎng)絡(luò)（如校園網(wǎng)）。為了便于記憶，

52、通常習(xí)慣采用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一個(gè)IP地址，十進(jìn)制數(shù)之間采用句點(diǎn)“.”予以分隔。這種IP地址的表示方法也被陳偉點(diǎn)分十進(jìn)制法。如以這種方式表示，A類網(wǎng)絡(luò)的IP地址范圍為1.0.0.1-127.255.255.254；B類網(wǎng)絡(luò)的IP地址范圍為：128.1.0.1-191.255.255.254；C類網(wǎng)絡(luò)的IP地址范圍為：192.0.1.1-223.255.255.254.IP地址共分5類，分類情況如題4-05解圖所示：題4-05解圖3、IP 地址是32位地址，其中分為netid（網(wǎng)絡(luò)號(hào)），和hostid（主機(jī)號(hào)）。特點(diǎn)如下：(1)IP地址不能反映任何有關(guān)主機(jī)位置的物理信息；(2)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接在

53、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須有多個(gè)IP 地址；(3)由轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來(lái)的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)（netid）的網(wǎng)絡(luò)都是平等的；(5)IP 地址可用來(lái)指明一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的地址。4-07 試說(shuō)明 IP 地址與硬件地址的區(qū)別。為什么要使用這兩種不同的地址？答案：如圖所示，IP 地址在IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而硬件地址則放在MAC 幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP地址，而鏈路層及以下使用的是硬件地址。題4-07圖解在IP 層抽象的互連網(wǎng)上，我們看到的只是IP 數(shù)據(jù)報(bào)，路由器根據(jù)目的站的 IP地址進(jìn)行選路。在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層，我們看到的只是 MAC 幀，IP 數(shù)據(jù)報(bào)被封裝在 M

54、AC幀里面。MAC 幀在不同的網(wǎng)絡(luò)上傳送時(shí)，其MAC 幀的首部是不同的。這種變化，在上面的IP 層上是看不到的。每個(gè)路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址與硬件地址，盡管連接在一起的網(wǎng)絡(luò)的硬件地址體系各不相同，但 IP層抽象的互連網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復(fù)雜的細(xì)節(jié)，并使我們能夠使用統(tǒng)一的、抽象的IP 地址進(jìn)行通信。*4-09（1）子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0 代表什么意思？（2）一網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)在掩碼為 255.255.255.248，問(wèn)該網(wǎng)絡(luò)能夠連接多少個(gè)主機(jī)？（3）一A 類網(wǎng)絡(luò)和一 B 類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)號(hào) subnet-id分別為16個(gè)1和8個(gè)1，問(wèn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼有何不同？（4）

55、一個(gè)B類地址的子網(wǎng)掩碼是255.255.240.0。試問(wèn)在其中每一個(gè)子網(wǎng)上的主機(jī)數(shù)最多是多少？（5）一類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為 255.255.0.255，它是否為一個(gè)有效的子網(wǎng)掩碼？（6）某個(gè)IP地址的十六進(jìn)制表示為C2.2F.14.81，試將其轉(zhuǎn)換為點(diǎn)分十進(jìn)制的形式。這個(gè)地址是哪一類IP地址？（7）C 類網(wǎng)絡(luò)使用子網(wǎng)掩碼有無(wú)實(shí)際意義？為什么？答案：（1）可以代表C 類地址對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認(rèn)值；也能表示A 類和B 類地址的掩碼,前24 位決定網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)，后8 位決定主機(jī)號(hào)。（用24bit 表示網(wǎng)絡(luò)部分地址，包括網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)）（2）255.255.255.248 化成二進(jìn)制序列為：111111

56、11 11111111 11111111 11111000，根據(jù)掩碼的定義，后三位是主機(jī)號(hào)，一共可以表示8 個(gè)主機(jī)號(hào)，除掉全0 和全1 的兩個(gè)，該網(wǎng)絡(luò)能夠接6 個(gè)主機(jī)。（3）子網(wǎng)掩碼的形式是一樣的，都是 255.255.255.0；但是子網(wǎng)的數(shù)目不一樣，前者為65534，后者為254。（4）255.255.240.0（11111111.11111111.11110000.00000000）是B類地址的子網(wǎng)掩碼，主機(jī)地址域?yàn)?2比特，所以每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)最多為：212-2=4 094。（5）子網(wǎng)掩碼由一連串的 1 和一連串的 0 組成，1 代表網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)，0 對(duì)應(yīng)主機(jī)號(hào).255.255.0.255 變成二進(jìn)制形式是：11111111 11111111 00000000 11111111.可見(jiàn)，是一個(gè)有效的子網(wǎng)掩碼，但是不是一個(gè)方便使用的解決辦法。（6）用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，該IP地址是194.47.20.129，為C類地址。（7）有，可以提高網(wǎng)絡(luò)利用率。注：實(shí)際環(huán)境中可能存在將C 類網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)一步劃分為子網(wǎng)的情況，需要掩碼說(shuō)明子網(wǎng)號(hào)的劃分。C 類網(wǎng)參加互連網(wǎng)的路由，也應(yīng)該使用子網(wǎng)掩碼進(jìn)行統(tǒng)一的IP 路由運(yùn)算。C 類網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。*4-10 試辨認(rèn)以下IP地址的網(wǎng)絡(luò)類別。(1) 128.36.199.3(2) 21.12.240.17(3)