國家級(jí)精品課程配套教材

《計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)》

楊庚章韻成衛(wèi)青沈金龍編著

清華大學(xué)出版社

第一章概述（P19）

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可劃分為幾個(gè)階段？每個(gè)階段各有何特點(diǎn)？

答：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可分為以下四個(gè)階段。

（1）面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)：其特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者，終端

圍繞中心計(jì)算機(jī)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(jī)的

硬件和軟件資源，計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)還是進(jìn)行批處理，在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)

分時(shí)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(duì)方式，即由結(jié)點(diǎn)的分

組交換機(jī)負(fù)責(zé)分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇，給兩個(gè)進(jìn)行通信的用戶段續(xù)（或動(dòng)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(jì)算

機(jī)數(shù)據(jù)。（3）形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都

能互聯(lián)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了一個(gè)能使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互聯(lián)成

網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架一開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSL。這樣，只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，

一個(gè)系統(tǒng)就可以和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(jìn)行

通信。（4）高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：其特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)，多媒體和智能型網(wǎng)絡(luò)的興起。

2、試簡述分組交換的特點(diǎn)

答：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。把來自用戶發(fā)端的數(shù)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。

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)也帶來線路利用率低，電路接續(xù)時(shí)間長，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)——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。把來自用戶發(fā)端的數(shù)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。

5、試討論在廣播式網(wǎng)絡(luò)中對(duì)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(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)連接到網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點(diǎn)，因此將服務(wù)訪問點(diǎn)

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，IEEE802標(biāo)準(zhǔn)就是

這樣處理的。

6、試將TCP/IP和OSI的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。討論其異同之處。

答：（1）OSI和TCP/IP的相同點(diǎn)是二者均采用層次結(jié)構(gòu)，而且都是按功能分

層。（2）OSI和TCP/IP的不同點(diǎn)：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(yùn)輸層、會(huì)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(gè)（N）層實(shí)體的通信必須通過下一層（N-1）層實(shí)體，不能越

級(jí)，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(jí)”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)。

7、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可從哪幾個(gè)方面進(jìn)行分類？

答：從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類：電路交換、報(bào)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行分類：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

8、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)各有何特點(diǎn)？

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(diǎn)：其中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)都至

少和其它兩個(gè)結(jié)點(diǎn)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(diǎn)：所有的信息流必須經(jīng)過中央處理設(shè)備（交換結(jié)點(diǎn)），鏈路從中央交換結(jié)點(diǎn)向

外輻射。

9、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪幾部分組成？

答：一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)有三個(gè)主要的組成部分：（1）若干主機(jī)，它們向用戶

提供服務(wù)；（2）一個(gè)通信子網(wǎng)，它由一些專用的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些結(jié)點(diǎn)的

通信鏈路所組成的；（3）一系列協(xié)議，這些協(xié)議為主機(jī)之間或主機(jī)和子網(wǎng)之間

的通信而用的。

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k段鏈路，每段鏈路的傳播時(shí)延為d（s）,數(shù)據(jù)率為C

(bit/s)o在電路交換時(shí)電路的建立時(shí)間為s(s)o在分組交換時(shí)分組長度為

p(bit),且各結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)等待時(shí)間可忽略不計(jì)。問在怎樣的條件下，分組交

換的時(shí)延比電路交換的要小？

答：對(duì)電路交換，當(dāng)t=s時(shí)，鏈路建立；

當(dāng)t=s+x/C,發(fā)送完最后一bit；

當(dāng)t=s+x/C+kd,所有的信息到達(dá)目的地。

對(duì)分組交換，當(dāng)1=乂/口發(fā)送完最后一bit；

為到達(dá)目的地，最后一個(gè)分組需經(jīng)過k-1個(gè)分組交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā),

每次轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間為p/C,

所以總的延遲=x/C+(k-l)p/C+kd

所以當(dāng)分組交換的時(shí)延小于電路交換

x/C+(k-l)p/C+kd<s+x/C+kd時(shí)，

(k-1)p/C<s

11、在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報(bào)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(gè)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(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，問分

組的數(shù)據(jù)部分長度P應(yīng)取為多大？

答:分組個(gè)x/p,

傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)：(p+h)x/p

源發(fā)送時(shí)延：(p+h)x/pb

最后一個(gè)分組經(jīng)過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

總發(fā)送時(shí)延D=源發(fā)送時(shí)延+中間發(fā)送時(shí)延

D=(p+h)x/pb+(k-l)(p+h)/b

令其對(duì)P的導(dǎo)數(shù)等于0,求極值

p=Vhx/(k-l)

13、面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)各自的特點(diǎn)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(gè)連接，釋放所保留的資源。而對(duì)無連接服務(wù)，兩個(gè)實(shí)體

之間不建立連接就可以通信，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地分配下層資源，不需要事先進(jìn)

行預(yù)保留。

面向連接服務(wù)的特點(diǎn)是，在服務(wù)進(jìn)行之前必須建立數(shù)據(jù)鏈路(虛電路)然后在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳

輸，傳輸完畢后，再釋放連接。在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，好象一直占用了一條這樣的電路。適合于在

一定期間內(nèi)要向同一目的地發(fā)送許多報(bào)文的情況。對(duì)傳輸數(shù)據(jù)安全，不容易丟失和失序。但

由于虛電路的建立，維護(hù)和釋放要耗費(fèi)一定的資源和時(shí)間。

無連接服務(wù)的特點(diǎn)，在服務(wù)工程中不需要先建立虛電路，鏈路資源在數(shù)據(jù)傳輸過程中動(dòng)

態(tài)進(jìn)行分配。靈活方便，比較迅速；但不能防止報(bào)文的丟失、重復(fù)或失序。適合于傳送少量

零星的報(bào)文。

14、協(xié)議與服務(wù)又何區(qū)別？有何關(guān)系？

答：1、協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則，是水平的。服務(wù)是下層通過層間

接口向上層提供的功能，是垂直的。

2、協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)，要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議還需使用下

層提供的服務(wù)。

20、試計(jì)算以下兩種情況的發(fā)送時(shí)延和傳播時(shí)延：

(1)數(shù)據(jù)長度為107bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s,傳播距離為1000km,

信號(hào)在媒體上的傳播速率為2義10、/s。

(2)數(shù)據(jù)長度為10+正，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為IGbit/s,傳輸距離和信號(hào)在媒體上

的傳播速率同上。

答⑴：發(fā)送延遲=io7(looxiooo)=ioos

傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5Xl(Ts=5ms

(2)：發(fā)送延遲=107(109)=106s=lus

傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5X10_3s=5ms

22、長度為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)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？

答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時(shí)

傳輸效率=100/(100+20+20+18)=63.3%

數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時(shí)，

傳輸效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%

第二章物理層（P66）

1、物理層要解決哪些問題？物理層的主要特點(diǎn)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)。②給其服務(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榇耍?/p>

物理層應(yīng)解決物理連接的建立、維持和釋放問題。③在兩個(gè)相鄰系統(tǒng)之間唯一地

標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)電路。

（2）物理層的主要特點(diǎn)：①由于在。SI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(jī)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。

4、、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(jī)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(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順

序。

5、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？比特和波特有何區(qū)別？

答：奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)公式的意義在于揭示了信道對(duì)數(shù)據(jù)傳輸率的限制，只是兩者

作用的范圍不同。

奈氏準(zhǔn)則給出了每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元的傳輸速率是每秒2

個(gè)碼元。香農(nóng)公式則推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳

輸速率C=Wlog2(1+S/N),其中W為信道的帶寬(以赫茲為單位)，S為信道內(nèi)

所傳信號(hào)的平均功率，N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

比特和波特是兩個(gè)完全不同的概念，比特是信息量的單位，波特是碼元傳輸

的速率單位。但信息的傳輸速率“比特/每秒”一般在數(shù)量上大于碼元的傳輸速

率“波特”,且有一定的關(guān)系，若使1個(gè)碼元攜帶n比特的信息量，則MBaud

的碼元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸率為MXnbit/s,但某些情況下，信息的傳

輸速率“比特/每秒”在數(shù)量上小于碼元的傳輸速率“波特”，如采用內(nèi)帶時(shí)鐘

的曼切斯特編碼，一半的信號(hào)變化用于時(shí)鐘同步，另一半的信號(hào)變化用于信息二

進(jìn)制數(shù)據(jù)，碼元的傳輸速率“波特”是信息的傳輸速率“比特/每秒”的2倍。

7、常見的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點(diǎn)？

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(duì)遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)；?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(diǎn)：?相鄰站之間必須直視，不能有障

礙物。?微波的傳播有時(shí)也會(huì)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(duì)大量的中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人

力和物力。

8、什么是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼？其特點(diǎn)如何?

答：曼徹斯特編碼是將每一個(gè)碼元再分成兩個(gè)相等的間隔。碼元1是在前一個(gè)間

隔為高電平而后一個(gè)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(gè)碼元的正中間出現(xiàn)?次電平的轉(zhuǎn)換，這對(duì)接

收端的提取位同步信號(hào)是非常有利的。缺點(diǎn)是它所占的頻帶寬度比原始的基帶信

號(hào)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(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼

元的后半個(gè)碼元的電平一樣；但若碼元為0,則其前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼

元的后半個(gè)碼元的電平相反。不論碼元是10或，在每個(gè)碼元的正中間的時(shí)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。

9、模擬傳輸系統(tǒng)與數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？

答：模擬傳輸：只能傳模擬信號(hào)，信號(hào)會(huì)失真。

數(shù)字傳輸：可傳模擬與數(shù)字信號(hào)，噪聲不累計(jì)，誤差小。

10、EIA-232和RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)各用在什么場(chǎng)合？

答：通常EIA-232用于標(biāo)準(zhǔn)電話線路（一個(gè)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）

口、基帶信號(hào)和寬帶信號(hào)的傳輸各有什么特點(diǎn)？

答：（1）基帶信號(hào)是將數(shù)字信號(hào)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(hào)則是將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模

擬信號(hào)。基帶信號(hào)進(jìn)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(hào)

的頻譜被搬移到不同的頻段上，因此合在一起后并不會(huì)互相干擾。這樣做可以在

i條線路中同時(shí)傳送許多路的數(shù)字信號(hào)，因而提高了線路的利用率。

12、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(jì)算機(jī)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(cuò)。若用2.4Kb/s速率，傳600MB

（=600X1048576X8=5033164800bit）需要24.3天。若用33.6Kb/s速率傳送，

則需時(shí)間L73天。比托人乘火車捎去要慢，且更貴。

13、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(shí)從用戶到ISP之間

只需經(jīng)過一次A/D轉(zhuǎn)換，比兩個(gè)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(jìn)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也使用這種調(diào)制解調(diào)器（這里是為

了進(jìn)行數(shù)字信號(hào)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(jī)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(huì)自動(dòng)降低到與33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器相同的速率進(jìn)行通

信。

14、在介紹雙絞線時(shí)，我們說：“在數(shù)字傳輸時(shí)，若傳輸速率為每秒幾個(gè)兆比

特，則傳輸距離可達(dá)幾公里。”但目前我們使用調(diào)制解調(diào)器與ISP相連時(shí)，數(shù)

據(jù)的傳輸速率最高只能達(dá)到56Kb/s,與每秒幾個(gè)兆比特相距甚遠(yuǎn)。這是為什么？

答：“在數(shù)字傳輸時(shí)，若傳輸速率為每秒幾個(gè)兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里?！?/p>

這是指使用數(shù)字線路，其兩端的設(shè)備并沒有帶寬的限制。當(dāng)我們使用調(diào)制解調(diào)器

與ISP相連時(shí)，使用的是電話的用戶線。這種用戶線進(jìn)入市話交換機(jī)處將帶寬限

制在3400Hz以下，與數(shù)字線路的帶寬相差很大。

15、傳播時(shí)延、發(fā)送時(shí)延和重發(fā)時(shí)延各自的物理意義是什么？

答：傳播時(shí)延是指電磁波在信道中傳輸所需要的時(shí)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(shí)延是發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時(shí)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(shí)延是因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳輸中出了差錯(cuò)就要重新傳送，因而增加了總的數(shù)據(jù)

傳輸時(shí)間。

17、共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址通信。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S：(-1+1-3+1-1-3+1+1)o問哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)

了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是0還是1?

答：S?A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1,A發(fā)送1

S-B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B發(fā)送0

S,C=(+1+1+3+1—1—3—1—1)/8=0,C無發(fā)送

S?D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1,D發(fā)送1

18、假定在進(jìn)行異步通信時(shí)，發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)字符就要發(fā)送10個(gè)等寬的比特

（一個(gè)起始比特，8個(gè)比特的ASCII碼字符，最后一個(gè)結(jié)束比特）。試問當(dāng)接收

端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率相差5%時(shí)，雙方能否正常通信？

答：設(shè)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘周期分別為X和Y.

若接收端時(shí)鐘稍慢（Y〉X）,則最后一個(gè)采樣必須發(fā)生在停止比特結(jié)束之前。

即9.5Y<10Xo

若接收端時(shí)鐘梢快，則最后,個(gè)采樣必須發(fā)生在停止比特開始之后

即9.5Y>9X0

解出:|(Y-X)/X|<1/19=5.26%

因此收發(fā)雙方頻率相差5歐是可以正常工作的（但最好不要這樣，因?yàn)樘R界了）

第三章數(shù)據(jù)鏈路層（P91）

1、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(shí)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)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(cè)、

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(jìn)行可靠的

數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路斷開連接時(shí)，物理電路連接不一定跟著斷開連接。

2、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(cuò)控制；將數(shù)據(jù)和控制信息分開；透明傳

輸；尋址

3、考察停止等待協(xié)議算法。在接收結(jié)點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行步驟（4）時(shí)，若將“否則轉(zhuǎn)

到（7）”改為“否則轉(zhuǎn)到（8）”，將產(chǎn)生什么結(jié)果？

答：“否則”是指發(fā)送方發(fā)送的幀的N（S）和接收方的狀態(tài)變量V（R）不同。

表明發(fā)送方?jīng)]有收到接收方發(fā)出的ACK,于是重傳上次的幀。若“轉(zhuǎn)到（8）”，

則接收方要發(fā)送NAK。發(fā)送方繼續(xù)重傳上次的幀，一直這樣下去。

步驟（4）中，若N（S）wV（R）,表明發(fā)送結(jié)點(diǎn)隊(duì)上一幀的確認(rèn)發(fā)送結(jié)點(diǎn)沒有正確收到，發(fā)

送結(jié)點(diǎn)重傳了上一幀，此時(shí)接收結(jié)點(diǎn)的做法應(yīng)當(dāng)是：丟棄該重復(fù)幀，并重發(fā)對(duì)該幀的確認(rèn)。

若改為“轉(zhuǎn)到（8）”，接收結(jié)點(diǎn)發(fā)送否認(rèn)幀，則接收結(jié)點(diǎn)以為該幀傳輸錯(cuò)誤，則一直重發(fā)

該幀。

4、試導(dǎo)出公式（3-5）

答：兩個(gè)發(fā)送成功的數(shù)據(jù)幀之間最小時(shí)間間隔^=。+葭,=0+2%,式中，

丐-數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)延，心”-超時(shí)重傳時(shí)間，%-數(shù)據(jù)幀的傳播時(shí)延，現(xiàn)在假設(shè)

數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯(cuò)的概率為P,則我們知，正確傳送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需的時(shí)間

々為一隨機(jī)變量，分布率：

P(tv=(z+l)f?)=P｛數(shù)據(jù)幀需重傳i次傳送被正確接收｝=(1-0)P”=0,1,2,…求

其期望，得到正確傳送一幀的平均時(shí)間。

5、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(cuò)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

2I(1—p)/J&+%)

C--人max%二(1-二”a(1-P)-tf.

cCCif+2tptf+2tp

6、信道速率為4kbit/s。采用停止等待協(xié)議。傳播時(shí)延t0=20ms。確認(rèn)幀長度和

處理時(shí)間可忽略。問幀長為多少才能使信道利用率達(dá)到至少50%?

答：t發(fā)1

------------2----；得t發(fā)、4Oms,則幀長L240msX4kbit/s=160bit

t發(fā)+2t?2

7、在停止等待協(xié)議中，確認(rèn)幀是否需要序號(hào)？請(qǐng)說明理由。

答：在一般情況下，確認(rèn)幀不需要序號(hào)。但如果超時(shí)時(shí)間設(shè)置短了一些，則可能

會(huì)出現(xiàn)問題，即有時(shí)發(fā)送方會(huì)分不清對(duì)哪一幀的確認(rèn)。

9、試證明：當(dāng)用n個(gè)比特進(jìn)行編號(hào)時(shí)，若接收窗口的大小為1,則只有在發(fā)送

窗口的大小時(shí)，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運(yùn)行。

答：(1)顯然WT內(nèi)不可能有重復(fù)編號(hào)的幀，所以MW2"。設(shè)M=2"；

(2)注意以下情況：

發(fā)送窗口：只有當(dāng)收到對(duì)一個(gè)幀的確認(rèn)，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置；

接收窗口：只有收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置，且同時(shí)向

發(fā)送端發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。

顯然只有接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)，發(fā)送端口才有可能向前滑動(dòng)。發(fā)送端若沒有收到

該確認(rèn)，發(fā)送窗口就不能滑動(dòng)。

(3)為討論方便，取n=3。并考慮當(dāng)接收窗口位于0時(shí)，發(fā)送窗口的兩個(gè)極

端狀態(tài)

狀態(tài)1：發(fā)送窗口：0123456701234567

全部確認(rèn)幀收到接收窗口：0123456701234567

狀態(tài)2：發(fā)送窗口：0123456701234567

全部確認(rèn)幀都沒收到接收窗口：0123456701234567

(4)可見在狀態(tài)2下，接收過程前移窗口后有效序列號(hào)的新范圍和發(fā)送窗口

的舊范圍之間有重疊，致使接收端無法區(qū)分是重復(fù)幀還是新幀。為使舊發(fā)送窗口

和新接收窗口之間序列號(hào)不發(fā)生重疊，有M+WRW2",所以WTW2"-1。

10、試證明：對(duì)于選擇重傳ARQ協(xié)議，若有n比特進(jìn)行編號(hào)，則接收窗口的最

大值受公式WRW2-/2的約束。

答:因WT+WW2",而WWW”當(dāng)WR=WT時(shí),WR取最大值,為2"/2。

11、在選擇重傳ARQ協(xié)議中，設(shè)編號(hào)用3bit。再設(shè)發(fā)送窗口際=6,而接收窗口

WR=30試找出一種情況，使得在此情況下協(xié)議不能正常工作。

答：發(fā)送端：01234567012345670

接收端：01234567012345670

12、在連續(xù)ARQ協(xié)議中，設(shè)編號(hào)用3bit,而發(fā)送窗口WT=8,試找出一種情況,

使得在此情況下協(xié)議不能正常工作。

答：發(fā)送端：01234567012345670

接收端：01234567012345670

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)選擇重傳ARQ協(xié)議％=1時(shí)，或當(dāng)連續(xù)ARQ協(xié)議傳輸無差錯(cuò)時(shí)。

15、衛(wèi)星通信的數(shù)據(jù)率為lMbit/so數(shù)據(jù)幀長為2000bit。忽略確認(rèn)幀長和處理

時(shí)間，并設(shè)衛(wèi)星信道傳播時(shí)延為0.25秒。若忽略可能出現(xiàn)的傳輸差錯(cuò)，試計(jì)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，WT=7；

(3)連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=127；

(4)連續(xù)ARQ協(xié)議，WT=255O

答：t發(fā)2000/1061

(1)信道利用率=---------=----------------=-------

6

ts+tp2000/10+2X0.25251

t發(fā)義WT7127

(2)(3)(4)信道利用率=------：(2)=——：(3)=?(4)=1

t發(fā)+3251251

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(gè)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(yàn)序列FCS用來對(duì)地址、控制和信息字段組成的比特

流進(jìn)行校驗(yàn)，控制字段最復(fù)雜，用來實(shí)現(xiàn)許多主要功能。

(2)采用零比特填充法來實(shí)現(xiàn)鏈路層的透明傳輸，即在兩個(gè)標(biāo)志字段之間

不出現(xiàn)6個(gè)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(shí)，

先用硬件掃描整個(gè)幀，只要發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)的1,則在其后插入1個(gè)0,而在接收

端先找到F字段以確定幀的邊界，接著再對(duì)其中的比特流進(jìn)行掃描，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5

個(gè)連續(xù)的1,就將這5個(gè)連續(xù)1后的1個(gè)0刪除，以還原成原來的比特流。

17、HDLC幀可分為哪幾大類？試簡述各類幀的作用。

答：分三大類。1信息幀：用于數(shù)據(jù)傳輸，還可同時(shí)用來對(duì)已收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行確

認(rèn)和執(zhí)行輪詢功能。2監(jiān)督幀：用于數(shù)據(jù)流控制，幀本身不包含數(shù)據(jù)，但可執(zhí)行

對(duì)數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)，請(qǐng)求重發(fā)信息幀和請(qǐng)求暫停發(fā)送信息幀等功能。3無編號(hào)幀：

主要用于控制鏈路本身，不使用發(fā)送或接收幀序號(hào)。

18、HDLC規(guī)定，接收序號(hào)N(R)表示序號(hào)[N(R)-l]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(hào)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?yàn)閹某跏夹蛱?hào)為0。

19、PPP協(xié)議的特點(diǎn)是什么？它適用在什么情況下？

答：PPP協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線路中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議；它由三部分組成：一個(gè)將IP

數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法，一個(gè)用來建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路

控制協(xié)議LCP,一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議；PPP是面向字節(jié)的，處理差錯(cuò)檢測(cè)，支持多

種協(xié)議；PPP不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制，因此不提供可靠傳輸?shù)姆?wù)。它適用在點(diǎn)

到點(diǎn)線路的傳輸中。

20、要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項(xiàng)式是P(x)=x,+x+l。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(gè)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(gè)1都變成了0,問接收端能否發(fā)現(xiàn)？

答:添加的檢驗(yàn)序列為1110(11010110110000除以10011)

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個(gè)1變成了0，11010110101110除以10011，余數(shù)

為011,不為0,接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個(gè)1都變成了0,11010110001110除以10011,余

數(shù)為101,不為0,接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。

第四章局域網(wǎng)（P135）

1、局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)是什么？為什么說局域網(wǎng)是一個(gè)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(jì)算機(jī)

通信網(wǎng)絡(luò)。

從功能的角度來看，局域網(wǎng)具有以下兒個(gè)特點(diǎn)：①共享傳輸信道。在局域網(wǎng)中，

多個(gè)系統(tǒng)連接到一個(gè)共享的通信媒體上。②地理范圍有限，用戶個(gè)數(shù)有限。通常

局域網(wǎng)僅為一個(gè)單位服務(wù)，只在一個(gè)相對(duì)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(jì)算機(jī)之間的

高速通信，所以時(shí)延較低。④誤碼率低。因近距離傳輸，所以誤碼率很低，一般

在10-8-10-11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(jìn)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(diǎn)：①低層協(xié)議簡

單。在局域網(wǎng)中，由于距離短、時(shí)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(dú)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(dú)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0SI/RM的最低兩層。③采用多種媒體訪

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(duì)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0SI的體系結(jié)構(gòu)中，一個(gè)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)。

3、一個(gè)7層樓，每層有一排共15間辦公室。每個(gè)辦公室的樓上設(shè)有一個(gè)插座,

所有的插座在一個(gè)垂直面上構(gòu)成一個(gè)正方形柵格組成的網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)。設(shè)任意兩個(gè)

插座之間都允許連上電纜（垂直、水平、斜線……均可）?，F(xiàn)要用電纜將它們

連成（1）集線器在中央的星形網(wǎng)；（2）總線式以太網(wǎng)。試計(jì)算每種情況下所

需的電纜長度。

答：(1)假定從下往上把7層樓編號(hào)為1-7層。按樓層高4米計(jì)算。在星形網(wǎng)

中，集線器放在4層中間位置(第8間房)。電纜總程度等于：

715

4SSV(i-4)2+(j-8)J1832(m)

i=lj=l

(2)對(duì)于總線式以太網(wǎng)(如10BASE2),每層需4X14=56(m)水平電纜，垂直

電纜需4X6=24(m),所以總長度等于

7X56+24=416(m)

(3)一種方案是采用螺旋結(jié)構(gòu)，線纜經(jīng)過(1,1)、(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+744r+lF=466m

O6000000000OOO

圖中有錯(cuò)，粗線右端應(yīng)連接到第4層右起第4個(gè)站點(diǎn)

4、數(shù)據(jù)率為10Mbit/s的以太網(wǎng)的碼元傳輸速率是多少波特？

答：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。

5、假定一個(gè)以太網(wǎng)上只有兩個(gè)站，它們同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了沖突。于是按

二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法進(jìn)行重傳。重傳次數(shù)記為/；斤1,2,3,…。試計(jì)算第1次

重傳失敗的概率、第2次重傳失敗的概率、第3次重傳失敗的概率，以及一個(gè)站

成功發(fā)送數(shù)據(jù)之前的平均重傳次數(shù)

答：將第/次重傳成功的概率記為P/，顯然￡=(0.5)",A=min[/,10]

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)/=1.637。

6、試說明10BASE5,10BASE2,10BASE-T,和10BR0AD36和F0MAU所代表的意

思。

答：10BASE5：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbit/s,“BASE”表示電纜上的信號(hào)是基

帶信號(hào)，“5”表示每一段電纜的最大長度是500m。

10BASE2：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbit/s,“BASE”表示電纜上的信號(hào)是基

帶信號(hào)，“2”表示每一段電纜的最大長度是185m。

10BASE-T：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbit/s,“BASE”表示電纜上的信號(hào)是

基帶信號(hào)，“T”表示使用雙絞線作為傳輸媒體。

10BR0AD36：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbit/s,“BROAD”表示電纜上的信

號(hào)是寬帶信號(hào)，“36”表示網(wǎng)絡(luò)的最大跨度是3600m。

FOMAU:(FiberOpticMediumAttachmentUnit)光纖媒介附屬單元。

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500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(jī)制進(jìn)行擴(kuò)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接站或轉(zhuǎn)發(fā)器的光纖鏈路10BASE-FL,以

及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(FiberOptic)的媒體接入單元MAU(MediaAccessUnit),用以連接擴(kuò)展以

太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)器之間的光纖鏈路FOIRL(FiberOpticInter-RepeaterLink)?請(qǐng)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。

7、10Mbit/s以太網(wǎng)升級(jí)到lOOMbit/s和IGbit/s甚至10Gbit/s時(shí)，需要解決

哪些技術(shù)問題？在幀的長度方面需要有什么改變？為什么？傳輸媒體應(yīng)當(dāng)有什

么改變？

答：以太網(wǎng)升級(jí)時(shí)，由于數(shù)據(jù)傳輸率提高了，幀的發(fā)送時(shí)間會(huì)按比例縮短，這樣

會(huì)影響沖突的檢測(cè)。所以需要減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，使參數(shù)a

保持為較小的值，才能有效地檢測(cè)沖突。在幀的長度方面，幾種以太網(wǎng)都采用

802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以太網(wǎng)最小最大幀長，使不同速率的以太網(wǎng)之間可方便地通

信。100bit/s的以太網(wǎng)采用保持最短幀長(64byte)不變的方法，而將一個(gè)網(wǎng)

段的最大電纜長度減小到100m,同時(shí)將幀間間隔時(shí)間由原來的9.6ns,改為0.96

usoIGbit/s以太網(wǎng)采用保持網(wǎng)段的最大長度為100m的方法，用''載波延伸”

和“分組突法”的辦法使最短幀仍為64字節(jié)，同時(shí)將爭(zhēng)用字節(jié)增大為512字節(jié)。

傳輸媒體方面，10Mbit/s以太網(wǎng)支持同軸電纜、雙絞線和光纖，而100Mbit/s

和IGbit/s以太網(wǎng)支持雙絞線和光纖，10Gbit/s以太網(wǎng)只支持光纖。

欲保持10M,100M,1G的MAC協(xié)議兼容，要求最小幀長的發(fā)送時(shí)間大于最長的沖突

檢測(cè)時(shí)間，因而千兆以太網(wǎng)采用載波擴(kuò)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(gè)短幀時(shí)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(jìn)：(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(cè)傳輸線路獨(dú)立，降低對(duì)媒體帶寬要求(3)為使用光纖、雙絞線媒

體，采用新的信號(hào)編碼技術(shù)。

8、有10個(gè)站連接到以太網(wǎng)上，試計(jì)算以下三種情況下每一個(gè)站所能得到帶寬。

(1)10個(gè)站點(diǎn)連接到一個(gè)10Mbit/s以太網(wǎng)集線器；

(2)10站點(diǎn)連接到一個(gè)100Mbit/s以太網(wǎng)集線器；

(3)10個(gè)站點(diǎn)連接到一個(gè)10Mbit/s以太網(wǎng)交換機(jī)。

答：(1)10個(gè)站共享10Mbit/s；

(2)10個(gè)站共享100Mbit/s；

(3)每一,個(gè)站獨(dú)占10Mbit/s。

9、100個(gè)站分布在4km長的總線上，協(xié)議采用CSMA/CD?？偩€速率為5Mbit/s,

幀平均長度為1000bito試估算每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值。傳播時(shí)

延為5us/km0

答：a=T/To=TC/L=5us/kmX4kmX5Mbit/s4-1000bit=0.1

當(dāng)站點(diǎn)數(shù)較大時(shí)，信道利用率最大值SM、接近=1/(1+4.44a)=0.6925

信道上每秒發(fā)送的幀的最大值=SnaxXC/L=0.6925X5Mbit/s/1000bit=3462

每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=3462/100=34

10、在以下條件下，分別重新計(jì)算上題，并解釋所得結(jié)果。

(1)總線長度減小到1km。(2)總線速度加倍。(3)幀長變?yōu)閘OOOObit。

答：設(shè)a與上題意義相同

=

(1)ai=a/4=0.025,S,?axi0.9000

每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=45

總線長度減小，端到端時(shí)延就減小，以時(shí)間為單位的信道長度與幀長的比也減

小，信道給比特填充得更滿，信道利用率更高，所以每站每秒發(fā)送的幀更多。

(2)a2=2a=0.2,S1Mx2=0.5296

每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=53

總線速度加倍，以時(shí)間為單位的信道長度與幀長的比也加倍，信道利用率

減小(但仍比原來的1/2大)，所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來多。

(3)a3=a/10=0.01,Smax3=0.9574

每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=4.8

幀長加長10倍，信道利用率增加，每秒在信道上傳輸?shù)谋忍卦黾?但沒有

10倍)，所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來少。

11、假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為lGbit/s0設(shè)信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速

率為200000km/so求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。

6

答：對(duì)于1km電纜，單程端到端傳播時(shí)延為:T=14-200000=5X10s=5us,

端到端往返時(shí)延為：2T=10us

為了能按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)送時(shí)延不能小于10us,以IGb/s速

率工作，10Us可發(fā)送的比特?cái)?shù)等于：10X106xiX10J10000bit=1250字節(jié)。

12、有一個(gè)使用集線器的以太網(wǎng)，每個(gè)站到集線器的距離為d,數(shù)據(jù)發(fā)送率為C,

幀長為12500字節(jié)，信號(hào)在線路上的傳播速率為2.5X108m/so距離d為25m和

2500m,發(fā)送速率為10Mbit/s或10Gbit/s。這樣就有4種不同的組合。試?yán)?/p>

公式(5-9)分別計(jì)算4種不同情況下a的數(shù)值，并進(jìn)行簡單討論。

14

答：a=T/To=TC/L=d4-(2.5X10')XCH-(12500X8)=4X10dC

d=25md=2500m

C=10Mbit/sC=10Gbit/sC=10Mbit/sC=10Gbit/s

a1051021(T1

a越小，信道利用率越大

1、站點(diǎn)到集線器距離一定的情況下，數(shù)據(jù)發(fā)送率越

高，信道利用率越低。

2、數(shù)據(jù)發(fā)送率相同的情況下，站點(diǎn)到集線器的距離

越短，信道利用率越高。

15、假定一個(gè)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(gè)以太網(wǎng)的情況則反過來。

這兩個(gè)以太網(wǎng)一個(gè)使用以太網(wǎng)集線器，另一個(gè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)上。

答：以太網(wǎng)交換機(jī)用在這樣的網(wǎng)絡(luò)，其20%通信量在本局域網(wǎng)而80%的通信量到

因特網(wǎng)。

16、以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭(zhēng)用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時(shí)

分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺點(diǎn)如何？

答：CSMA/CD是一種動(dòng)態(tài)的媒體隨機(jī)接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用TDM

是-?種靜態(tài)的劃分信道，所以對(duì)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(shí)隙固定分配信道，即使當(dāng)用戶沒有

數(shù)據(jù)要傳送時(shí)，信道在用戶時(shí)隙也是浪費(fèi)的；也因?yàn)镃SMA/CD是用戶共享信道，

所以當(dāng)同時(shí)有用戶需要使用信道時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM

中用戶在分配的時(shí)隙中不會(huì)與別的用戶發(fā)生沖突。對(duì)局域網(wǎng)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(shí)

隙內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會(huì)更多，不利于信道的充分利用。

對(duì)計(jì)算機(jī)通信來說，突發(fā)式的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。

17、使用CSMA/CD協(xié)議時(shí)，若線路長度為100m,信號(hào)在線路上傳播速率為2義

8

10m/so數(shù)據(jù)的發(fā)送速率為lGbit/so試計(jì)算幀長度為512字節(jié)、1500字節(jié)和

64000字節(jié)時(shí)的參數(shù)a的數(shù)值，并進(jìn)行簡單討論。

89

答：a=T/To=TC/L=1004-(2X10)X1X10/L=500/L,

信道最大利用率S3=1/(1+4.44a),最大吞吐量J產(chǎn)S皿XIGbit/s

幀長512字節(jié)時(shí)，a=500/（512X8）=0.122,S皿=0.6486,Ti=648.6Mbit/s

幀長1500字節(jié)時(shí)，a=500/（1500X8）=0.0417,S皿=0.8438,Tmax=843.8Mbit/s

幀長64000字節(jié)時(shí)，a=500/（64000X8）=0.000977,S皿=0.9957,Tra=995.7Mbit/s

可見，在端到端傳播時(shí)延和數(shù)據(jù)發(fā)送率一定的情況下，幀長度越大，信道利用率

越大，信道的最大吞吐量月越大。

18、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：特點(diǎn)：以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)就是一個(gè)多端口的的網(wǎng)橋，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。

每一個(gè)端口都直接與一個(gè)主機(jī)或一個(gè)集線器相連，并且是全雙工工作。它能同時(shí)

連通多對(duì)端口，使每一對(duì)通信能進(jìn)行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。在通信時(shí)是獨(dú)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(jī)支持存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，而有些交換機(jī)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(jī)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(tái)交換機(jī)的各個(gè)網(wǎng)段仍屬于同一個(gè)廣播域。因此，在需要時(shí)，應(yīng)采用具VLAN

能力的交換機(jī)劃分虛擬網(wǎng)，以減少廣播域（802.1q協(xié)議）。

19、網(wǎng)橋的工作原理和特點(diǎn)是什么？網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器以及以太網(wǎng)交換機(jī)有何異

同？

答：網(wǎng)橋的每個(gè)端口與一個(gè)網(wǎng)段相連，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(gè)幀時(shí)，就先暫存在其緩沖中。若此幀未出現(xiàn)差錯(cuò)，且欲發(fā)往的目的站

MAC地址屬于另一網(wǎng)段，則通過查找站表，將收到的幀送往對(duì)應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。

若該幀出現(xiàn)差錯(cuò)，則丟棄此幀。網(wǎng)橋過濾了通信量，擴(kuò)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(wǎng)。但同時(shí)也增加了

時(shí)延，對(duì)用戶太多和通信量太大的局域網(wǎng)不適合。

網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器不同，（1）網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，而轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層;

（2）網(wǎng)橋不像轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)所有的幀，而是只轉(zhuǎn)發(fā)未出現(xiàn)差錯(cuò)，且目的站屬于另

--網(wǎng)絡(luò)的幀或廣播幀；（3）轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)一幀時(shí)不用檢測(cè)傳輸媒體，而網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)

發(fā)?幀前必須執(zhí)行CSMA/CD算法；（4）網(wǎng)橋和轉(zhuǎn)發(fā)器都有擴(kuò)展局域網(wǎng)的作用，

但網(wǎng)橋還能提高局域網(wǎng)的效率并連接不同MAC子層和不同速率局域網(wǎng)的作用。

以太網(wǎng)交換機(jī)通常有十幾個(gè)端口，而網(wǎng)橋一般只有2-4個(gè)端口；它們都工作

在數(shù)據(jù)鏈路層；網(wǎng)橋的端口一般連接到局域網(wǎng)，而以太網(wǎng)的每個(gè)接口都直接與主

機(jī)相連，交換機(jī)允許多對(duì)計(jì)算機(jī)間能同時(shí)通信，而網(wǎng)橋允許每個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)

同時(shí)通信。所以實(shí)質(zhì)上以太網(wǎng)交換機(jī)是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋，連到交換機(jī)上的每臺(tái)

計(jì)算機(jī)就像連到網(wǎng)橋的一個(gè)局域網(wǎng)段上。網(wǎng)橋采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而以

太網(wǎng)交換機(jī)還可采用直通方式轉(zhuǎn)發(fā)。以太網(wǎng)交換機(jī)采用了專用的交換機(jī)構(gòu)芯片一，

轉(zhuǎn)發(fā)速度比網(wǎng)橋快。

21、FDDI的主要特點(diǎn)有哪些？和以太網(wǎng)相比，優(yōu)缺點(diǎn)各有哪些？

答：FDDI的主要特點(diǎn)有：①使用基于IEEE802.5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IEEE802局域網(wǎng)兼容；③利用多模光纖

進(jìn)行傳輸，并使用有容錯(cuò)能力的雙環(huán)拓?fù)?；④?shù)據(jù)率為100Mb/s,光信號(hào)碼元

傳輸速率為125MBaud；⑤1000個(gè)物理連接（若都是雙連接站，則為500個(gè)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(dòng)態(tài)分配帶寬的能力，故能同時(shí)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，F(xiàn)DDI的優(yōu)缺點(diǎn)與令牌類似。

23、現(xiàn)有5個(gè)站分別連接在三個(gè)局域網(wǎng)上，并且用兩個(gè)網(wǎng)橋連接起來（下圖）。

每一個(gè)網(wǎng)橋的兩個(gè)端口號(hào)都標(biāo)明在圖上。在一開始，兩個(gè)網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表都是

空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即H1發(fā)送給H5,H3發(fā)送給

H2,H4發(fā)送給H3,H2發(fā)送給H1。試將有關(guān)數(shù)據(jù)填入下表中。

答:

發(fā)送的網(wǎng)橋1的轉(zhuǎn)網(wǎng)橋2的轉(zhuǎn)網(wǎng)橋1的處理的網(wǎng)橋2的處理的

幀發(fā)表發(fā)表（轉(zhuǎn)發(fā)?丟棄?登記?）（轉(zhuǎn)發(fā)?丟棄?登

站地端口站地端口記?)

址址

Hl-*H5MAC11MAC11轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表

H3fH2MAC32MAC31轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表

H4-*H3MAC42MAC42寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄