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《计算机网络教程》__谢希仁编_课件和课后答案

《计算机网络教程》__谢希仁编_课件和课后答案

xiayetianyi
2009-02-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《《计算机网络教程》__谢希仁编_课件和课后答案pdf》,可适用于其他资料领域

韶关学院信息工程学院骆耀祖整理谢希仁《计算机网络教程》习题参考答案第一章概述传播时延=信道长度电磁波在信道上的传播速度发送时延=数据块长度信道带宽总时延=传播时延+发送时延+排队时延 ­ 计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点?答:计算机网络的发展可分为以下四个阶段。()面向终端的计算机通信网:其特点是计算机是网络的中心和控制者终端围绕中心计算机分布在各处呈分层星型结构各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源计算机的主要任务还是进行批处理在世纪年代出现分时系统后则具有交互式处理和成批处理能力。()分组交换网:分组交换网由通信子网和资源子网组成以通信子网为中心不仅共享通信子网的资源还可共享资源子网的硬件和软件资源。网络的共享采用排队方式即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择给两个进行通信的用户断续(或动态)分配传输带宽这样就可以大大提高通信线路的利用率非常适合突发式的计算机数据。()形成计算机网络体系结构:为了使不同体系结构的计算机网络都能互联国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架开放系统互连基本参考模型OSI。这样只要遵循OSI标准一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。()高速计算机网络:其特点是采用高速网络技术综合业务数字网的实现多媒体和智能型网络的兴起。 ­ 试简述分组交换的要点。答:分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。在分组交换网络中数据按一定长度分割为许多小段的数据分组。以短的分组形式传送。分组交换在线路上采用动态复用技术。每个分组标识后在一条物理线路上采用动态复用的技术同时传送多个数据分组。在路径上的每个结点把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内接着在网内转发。到达接收端再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高比报文交换的传输时延小韶关学院信息工程学院骆耀祖整理交互性好。分组交换网的主要优点是:①高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽对通信链路是逐段占有。②灵活。每个结点均有智能为每一个分组独立地选择转发的路由。③迅速。以分组作为传送单位通信之前可以不先建立连接就能发送分组网络使用高速链路。④可靠。完善的网络协议分布式多路由的通信子网。 ­试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。答:()电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时一方发起呼叫独占一条物理线路。当交换机完成接续对方收到发起端的信号双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强时延小交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低电路接续时间长通信效率低不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文经常使用的固定用户之间的通信。()报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时再将该报文发向接收交换机或终端它以“存储转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高可以多个用户同时在一条线路上传送可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发网络传输时延大且占用大量的交换机内存和外存不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信如公用电报网。()分组交换分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据分组。每个分组标识后在一条物理线路上采用动态复用的技术同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内接着在网内转发。到达接收端再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高比报文交换的传输时延小交互性好。 ­ 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革? ­ 试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。讨论是否需要这一层?答:广播式网络是属于共享广播信道不存在路由选择问题可以不要网络层但从OSI 的观点网络设备应连接到网络层的服务访问点因此将服务访问点设置在高层协议与数据链路层中逻辑链路子层的交界面上IEEE标准就是这样处理的。 ­ 计算机网络可从哪几个方面进行分类?答:从网络的交换功能进行分类:电路交换、报文交换、分组交换和混合交换从网络的拓扑结构进行分类:集中式网络、分散式网络和分布式网络从网络的作用范围进行分类:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN从网络的使用范围进行分类:公用网和专用网。韶关学院信息工程学院骆耀祖整理 ­ 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共 x(bit)。从源站到目的站共经过k段链路每段链路的传播时延为d(s)数据率为 b(bs)。在电路交换时电路的建立时间为 S(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下分组交换的时延比电路交换的要小?答:对于电路交换 t=s时电路建立起来 t=sxb时报文的最后位发送完毕 t=sxbkd 时报文到达目的地。而对于分组交换最后  位在 t=xb 时发送完毕。为到达最终目的地最后个分组必须被中间的路由器重发k­次每次重发花时间pb(一个分组的所有比特都接收齐了才能开始重发因此最后位在每个中间结点的停滞时间为最后一个分组的发送时间)所以总的延迟为 kd b p k b x )  ( 为了使分组交换比电路交换快必须: kd b x s kd b p k b x< )  ( 所以: b p k s )  (> ­在上题的分组交换网中设报文长度和分组长度分别为x和(ph)(bit)其中p为分组的数据部分的长度而此为每个分组所带的控制信息固定长度与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(bs)但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小问分组的数据部分长度P应取为多大?答:所需要的分组总数是xp 因此总的数据加上头信息交通量为(ph)xp位。源端发送这些位需要时间为: pb x h p ) (中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为(k­)(p h )b 因此我们得到的总的延迟为对该函数求p 的导数得到令得到韶关学院信息工程学院骆耀祖整理因为 p>所以故时能使总的延迟最小。 ­ 计算机网络中的主干网和本地接入同各有何特点?答:主干网络一般是分布式的具有分布式网络的特点:其中任何一个结点都至少和其它两个结点直接相连本地接入网一般是集中式的具有集中式网络的特点:所有的信息流必须经过中央处理设备(交换结点)链路从中央交换结点向外辐射。 ­ 试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:()数据长度为  bit数据发送速率为kbs收发两端之间的传输距离为km信号在媒体上的传播速率为×  ms。解:发送时延= s kbit bit     =s 传播时延= s m km     ´ =× ­ s ()数据长度为  bit数据发送速率为Gbs。收发两端之间的传输距离为km信号在媒体上的传播速率为×  ms。解:发送时延= s bit bit      ´ =× ­ s 传播时延= s m km     ´ =× ­ s ­ 计算机网络由哪几部分组成?答:一个计算机网络应当有三个主要的组成部分:()若干主机它们向用户提供服务()一个通信子网它由一些专用的结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成的()一系列协议这些协议为主机之间或主机和子网之间的通信而用的。第章协议与体系结构 ­ 网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?答:在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据就必须遵守一些事先约定好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。一个网络协议主韶关学院信息工程学院骆耀祖整理要由以下三个要素组成:()语法即数据与控制信息的结构或格式()语义即需要发出何种控制信息完成何种动作以及做出何种应答()同步即事件实现顺序的详细说明。对于非常复杂的计算机网络协议其结构最好采用层次式的。 ­ 试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。答:优点:()可使各层之间互相独立某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的。()灵活性好当某一层发生变化时只要其接口关系不变则这层以上或以下的各层均不受影响。()结构上可以分割开各层可以采用最合适的技术来实现。()易于实现和维护。()能促进标准化工作。缺点:层次划分得过于严密以致不能越层调用下层所提供的服务降低了协议效率。 ­ 试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。答: ­ 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点包括各层的主要功能。答:综合OSI和TCPIP的优点采用一种原理体系结构。各层的主要功能:物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体如双绞线、同轴电缆、光缆等是在物理层的下面当做第层。)物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。网络层网络层的任务就是要选择合适的路由使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站并交付给目的站的运输层。运输层运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层应用层直接为用户的应用进程提供服务。 ­ 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。 ­ 试将TCPIP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。答:()OSI 和 TCPIP 的相同点是二者均采用层次结构而且都是按功能分层。() OSI和TCPIP的不同点: OSI ①分七层自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层而TCPIP分四层:网络接口层、网间网层(IP)、传输层(TCP)和应用层。严格讲 TCPIP网间网协议只包括下三层应用程序不算TCPIP的一部分。 OSI ②层次间存在严格的调用关系两个(N)层实体的通信必须通过下一层(N­)层实体不能越级而TCPIP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务(这种层次关系常被称为“等级”关系)因而减少了一些不必要的开销提高了协议的效率。 OSI ③只考虑用一种韶关学院信息工程学院骆耀祖整理标准的公用数据网。 ­ 解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户服务器方式。答:协议栈协议套件又称为协议栈因为它由一系列的子层组成各层之间的关系好像一个栈。实体(entity) 用以表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。对等层与协议:任何两个同样的层次(例如在两个系统的第层)之间好像将数据(即数据单元加上控制信息)直接传递给对方。这就是所谓的“对等层”(peer layers)之间的通信。我们以前经常提到的各层协议实际上就是在各个对等层之间传递数据时的各项规定。服务访问点 SAP 是相邻两层实体交互的一个逻辑接口。协议数据单元PDU 各层的数据单元服务数据单元 SDU 各层之间传递数据的单元客户­服务器模型大部分网络应用程序在编写时都假设一端是客户另一端是服务器其目的是为了让服务器为客户提供一些特定的服务。可以将这种服务分为两种类型:重复型或并发型。客户机是主叫方服务器是被叫方。 ­ 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?答:面向连接服务在数据交换之前必须先建立连接保留下层的有关资源数据交换结束后应终止这个连接释放所保留的资源。而对无连接服务两个实体之间不建立连接就可以通信在数据传输时动态地分配下层资源不需要事先进行预保留。 ­ 协议与服务有何区别?有何关系?答:协议是水平的服务是垂直的。协议是“水平的”即协议是控制对等实体之间的通信的规则。服务是“垂直的”即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。协议与服务的关系在协议的控制下上层对下层进行调用下层对上层进行服务上下层间用交换原语交换信息。同层两个实体间有时有连接。第章物理层标准话路频率(-Hz)一个标准话路所占带宽kHz(kbits)调制的种方式(调频、调幅和调相)信道复用技术(频分复用、(统计)时分复用、波分复用和码分复用)韶关学院信息工程学院骆耀祖整理 ­ 物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?答:()物理层要解决的主要问题:①物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在而专注于完成本层的协议与服务。②给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力。为此物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。③在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。()物理层的主要特点:①由于在 OSI 之前许多物理规程或协议已经制定出来了而且在数据通信领域中这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之物理层协议涉及的范围广泛所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议而是沿用已存在的物理规程将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。②由于物理连接的方式很多传输媒体的种类也很多因此具体的物理协议相当复杂。 ­ 物理层的接口有哪几个方面的特性?各包含些什么内容?答:物理层的接口有机械特性、电气特性和功能特性。()机械特性说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。()电气特性说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围。即什么样的电压表示或。()功能特性说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。()规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 ­ 奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么?答:奈氏准则指出了:码元传输的速率是受限的不能任意提高否则在接收端就无法正确判定码元是还是 (因为有码元之间的相互干扰)。奈氏准则是在理想条件下推导出的。在实际条件下最高码元传输速率要比理想条件下得出的数值还要小些。电信技术人员的任务就是要在实际条件下寻找出较好的传输码元波形将比特转换为较为合适的传输信号。需要注意的是奈氏准则并没有对信息传输速率(bs)给出限制。要提高信息传输速率就必须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。这就需要有很好的编码技术。香农公式给出了信息传输速率的极限即对于一定的传输带宽(以赫兹为单位)和一定的信噪比信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信息的传输速率或者必须设法提高传输线路的带宽或者必须设法提高所传信号的信噪比此外没有其他任何办法。至少到现在为止还没有听说有谁能够突破香农公式给出的信息传输速率的极限。香农公式告诉我们若要得到无限大的信息传输速率只有两个办法:要么使用无限大的传输带宽(这显然不可能)要么使信号的信噪比为无限大即采用没有噪声的传输信道或使用无限大的发送功率(当然这些也都是不可能的)。 ­ 常用的传输媒体有哪几种?各有何特点?韶关学院信息工程学院骆耀祖整理答:常用的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤和电磁波。一、双绞线特点:()抗电磁干扰()模拟传输和数字传输都可以使用双绞线二、同轴电缆特点:同轴电缆具有很好的抗干扰特性三、光纤特点:()传输损耗小中继距离长对远距离传输特别经济()抗雷电和电磁干扰性能好()无串音干扰保密性好也不易被窃听或截取数据()体积小重量轻。四、电磁波优点:()微波波段频率很高其频段范围也很宽因此其通信信道的容量很大()微波传输质量较高()微波接力通信的可靠性较高()微波接力通信与相同容量和长度的电缆载波通信比较建设投资少见效快。当然微波接力通信也存在如下的一些缺点:()相邻站之间必须直视不能有障碍物。()微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响()与电缆通信系统比较微波通信的隐蔽性和保密性较差()对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。 ­ 什么是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码?其特点如何?答:曼彻斯特编码是将每一个码元再分成两个相等的间隔。码元是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平。码元则正好相反从低电平变到高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码元的正中间出现一次电平的转换这对接收端的提取位同步信号是非常有利的。缺点是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。差分曼彻斯特编码的规则是若码元为 则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样但若码元为 则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是或在每个码元的正中间的时刻一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术但可以获得较好的抗干扰性能。 ­ 传播时延、发送时延和重发时延各自的物理意义是什么?答:传播时延是指电磁波在信道中传输所需要的时间。它取决于电磁波在信道上的传输速率以及所传播的距离。发送时延是发送数据所需要的时间。它取决于数据块的长度和数据在信道上的发送速率。韶关学院信息工程学院骆耀祖整理重发时延是因为数据在传输中出了差错就要重新传送因而增加了总的数据传输时间。 ­ 模拟传输系统与数字传输系统的主要特点是什么?答:模拟传输:只能传模拟信号信号会失真。数字传输:可传模拟与数字信号噪声不累计误差小。 ­EIA­和RS­接口标准各用在什么场合?答:通常 EIA­ 用于标准电话线路(一个话路)的物理层接口而 RS­ 则用于宽待电路(一般是租用电路) ­ 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点?答:()基带信号是将数字信号或直接用两种不同的电压来表示然后送到线路上去传输。()宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制后其频谱移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同的频段上因此合在一起后并不会互相干扰。这样做可以在一条线路中同时传送许多路的数字信号因而提高了线路的利用率。 ­ 有 MB(兆字节)的数据需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁盘上然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路(设信息传送的速率是  kbs)传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为  kbs其结果又如何?答:假定连续传送且不出错。若用 Kbs 速率传输 MB 需要  天(=××=bit)。若用Kbs速率传送则需时间天。比托人乘火车捎去要慢且更贵。 ­  kbs 的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率?这种调制解调器的使用条件是怎样的?答:Kbs的调制解调器主要用于用户与ISP的通信这时从用户到ISP之间只需经过一次AD转换比两个用户之间使用的Kbs调制解调器的量化噪声要小所以信噪比进一步提高。虽然Kbs调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率但是Kbs 的调制解调器的使用条件不同它提高了信噪比它没有突破香农极限传输速率的公式。 Kbs的调制解调器的使用条件是ISP也使用这种调制解调器(这里是为了进行数字信号不同编码之间的转换而不是数模转换)并且在ISP与电话交换机之间是数字信道。若ISP使用的只是 Kbs 调制解调器则用户端的 Kbs 的调制解调器会自动降低到与 Kbs 调制解调器相同的速率进行通信。 ­ 在小节介绍双绞线时我们说:“在数字传输时若传输速率为每秒几个兆比特则传输距离可达几公里。”但目前我们使用调制解调器与ISP相连时数据的传输速率最韶关学院信息工程学院骆耀祖整理高只能达到  kbs与每秒几个兆比特相距甚远。这是为什么?答:“在数字传输时若传输速率为每秒几个兆比特则传输距离可达几公里。”这是指使用数字线路其两端的设备并没有带宽的限制。当我们使用调制解调器与ISP相连时使用的是电话的用户线。这种用户线进入市话交换机处将带宽限制在 Hz 以下与数字线路的带宽相差很大。 ­码分复用 CDMA 为什么可以使所有用户在同样地时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰?这种复用方法有何有缺点? ­有个站进行码分复用CDMA通信。个站的码片序列为: A:(---++-++)B:(--+-+++-) C:(-+-+++--)D:(-+----+-)现收到这样的码片序列:(-+-+--++)。问哪个站发送数据了?发送的代码是什么?答:只须计算个常规的内积:(-+-+--++)∙(---++-++)= (-+-+--++)∙(--+-+++-)=- (-+-+--++)∙(-+-+++--)= (-+-+--++)∙(-+----+-)= 结果是A和D发送比特B发送比特而C未发送数据。第章数据链路层 ­ 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在?答:()数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。因此数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。()“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机物理连接已经能够传送比特流了。但是数据传输并不可靠。在物理连接基础上再建立数据链路连接才是“数据链路接通了”。此后由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路进行可靠的数据传输。当数据链路断开连接时物理电路连接不一定跟着断开连接。 ­ 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?答:数据链路层中的链路控制包括链路管理帧同步流量控制差错控制将数据和控制信息分开透明传输寻址等功能。 ­ 考察停止等待协议算法。在接收结点当执行步骤()时若将“否则转到()” 改为“否则转到()”将产生什么结果?韶关学院信息工程学院骆耀祖整理答:步骤()中若,表明发送结点队上一帧的确认发送结点没有正确收到发送结点重传了上一帧此时接收结点的做法应当是:丢弃该重复帧并重发对该帧的确认。若改为“转到()”接收结点发送否认帧则接收结点以为该帧传输错误则一直重发该帧。 ­ 在停止等待协议算法中在接收站点当执行步骤()时若将“否则-转到()”改为“否则-转到()”将产生什么结果?答: ­在停止等待协议算法中若不使用帧的序号将出现什么后果?答: ­ 一个信道速率为  kbs。采用停止等待协议。传播时延为 ms。确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少 %?答:当发送一帧的时间等于信道的传播时延的倍时信道利用率是%或者说当发送一帧的时间等于来回路程的传播时延时效率将是 %。即 ms*=ms。现在发送速率是每秒bit即发送一位需ms。则帧长=bit ­ 在停止等待协议中确认帧是否需要序号?请说明理由。答:在一般情况下确认帧不需要序号。但如果超时时间设置短了一些则可能会出现问题即有时发送方会分不清对哪一帧的确认。 ­ 试写出连续ARQ协议的算法。答:连续ARQ协议的工作原理如图所示。连续ARQ协议在简单停止等待协议的基础上允许连续发送若干帧在收到相应ACK 后继续发送若干帧用以提高传输效率。这时ACK及NAK也必须有对应的帧序号才能够一一对应起来。在发生差错时丢弃原已发送的所有后续帧重发差错发生以后的所有帧相当于完全返回重传。信道较差时连续ARQ协议传输效率不高。韶关学院信息工程学院骆耀祖整理 ­ 试证明:当用 n 个比特进行编号时若接收窗口的大小为1则只有在发送窗口的大小Wt<= n ­时连续 ARQ协议才能正确运行。证明:()显然 WT内不可能有重复编号的帧所以WT≤n。设WT=n()注意以下情况:发送窗口:只有当收到对一个帧的确认才会向前滑动一个帧的位置接收窗口:只有收到一个序号正确的帧才会向前滑动一个帧的位置且同时向发送端发送对该帧的确认。显然只有接收窗口向前滑动时发送端口才有可能向前滑动。发送端若没有收到该确认发送窗口就不能滑动。()为讨论方便取n=。并考虑当接收窗口位于时发送窗口的两个极端状态状态:发送窗口:                全部确认帧收到接收窗口:                状态:发送窗口:                全部确认帧都没收到接收窗口:                ()可见在状态下接收过程前移窗口后有效序列号的新范围和发送窗口的旧范围之间有重叠致使接收端无法区分是重复帧还是新帧。为使旧发送窗口和新接收窗口之间序列号不发生重叠有WT+WR≤n所以WT≤n­。 ­ 试证明:对于选择重传ARQ协议若用 n 比特进行编号则接收窗口的最大值受公式(­)的约束。证明:同上有而选择重传ARQ协议中接收窗口肯定比发送窗口小即故证。 ­ 在选择重传ARQ协议中设编号用 bit。再设发送窗口Wt=而接收窗口WR= 。试找出一种情况使得在此情况下协议不能正确工作。答:设想在发送窗口内的序号为而接收窗口等待后面的。接收端若收到号帧则无法判断是新帧还是重传的(当确认帧丢失)。 ­ 在连续ARQ协议中设编号用bit而发送窗口Wt=。试找出一种情况使得在今此情况下协议不能正确工作。答:设想在发送窗口内的序号为。而接收窗口等待后面的。接收端若收到号帧则无法判断是新帧还是重传的(当确认帧丢失) ­ 在什么条件下选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致?答:当传输误差错时或者选择重传协议的接收窗口为时 ­ 在连续ARQ协议中若发送窗口Wt=则发送端在开始时叶连续发送个数据韶关学院信息工程学院骆耀祖整理帧。因此在每一帧发出后都要置一个超时计时器。现在计算机里只有一个硬时钟。设这  个数据帧发出的时间分别为tt…t且tout 都一样大。试问如何实现这个超时计时器(这叫软时钟法)?答:可使用链表实现。 ­ 卫星信道的数据率为 Mbs。数据帧长为  bit。忽略确认帧长和处理时间。试计算下列情况下的信道利用率:()停止等待协议。()连续ARQ协议Wt=。()连续 ARQ协议Wt=。()连续ARQ协议Wt=。答:使用卫星信道端到端的传输延迟是 ms­ms,以 Mbs 发送bit 长的帧的发送时间是bit(Mbs)=ms。若用t=表示开始传输时间那么在t=ms第一帧发送完毕。t=ms第一帧完全到达接收方。t=ms对第一帧的确认帧发送完毕。t=ms 时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是ms。如果在ms内可以发送k个帧(每个帧的发送用ms时间)则信道利用率是k因此()停止等待协议 k=,= ()W==()W==()W=W=>故信道利用率为。 ­ 试简述HDLC帧各字段的意义。HDLC用什么方法保证数据的透明传输?答:()HDLC帧的格式信息字段(长度可变)为数据链路层的数据它就是从网络层传下来的分组。在信息字段的两端是bit的帧头和帧尾。 HDLC帧两端的标志字段用来界定一个帧的边界地址字段是用来填写从站或应答站的地址信息帧校验序列FCS用来对地址、控制和信息字段组成的比特流进行校验控制字段最复杂用来实现许多主要功能。()采用零比特填充法来实现链路层的透明传输即在两个标志字段之间不出现个连续 。具体做法是在发送端当一串比特流尚未加上标志字段时先用硬件扫描整个帧只要发现 个连续的 则在其后插入 个 而在接收端先找到 F 字段以确定帧的边界接着再对其中的比特流进行扫描每当发现个连续的就将这个连续后的个删除以还原成原来的比特流。 ­ HDLC帧可分为哪几个大类?试简述各类帧的作用。答:在 HDLC 中帧被分为三种类型:()信息帧用于传输数据的帧具有完全的控制顺序。()监控帧用于实现监控功能的帧。包括接收准备好、接收未准备好、请求发送、选择发送等监控帧。主要完成回答、请求传输、请求暂停等功能。()无编号帧用于提供附加的链路控制功能的帧。该帧没有信息帧编号因此可以表示各种无编号的命令和响应(一般情况下各种命令和响应都是有编号的)以扩充主站和从站的链路控制功能。 ­ HDLC规定接收序号N(R)表示序号为N(R)­(mod)的帧以及在这以前韶关学院信息工程学院骆耀祖整理的各帧都已正确无误地收妥了。为什么不定义“N(R)表示序号为N(R)(mod)的帧以及在这以前的各帧都已正确无误地收妥了”?答:因为帧的初始序号为 ­PPP 协议的主要特点是什么?它适用在什么情况下?答:点对点协议PPP,它有三个组成部分: ()一个将IP数据报封装到串行链路的方法 ()一个用来建立,配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP ()一套网络控制协议NCP,支持不同的网络层协议 点对点协议PPP适用于在PSTN拨号的情况。第章局域网 ­ 局域网的主要特点是什么?为什么说局域网是一个通信网?答:局域网是将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。 )特点:高数据速率(Mbps~Mbps)短距离(km~km)低误码率( ­ ~ ­ )。 )局域网络是一个通信网络因为从协议层次的观点看它包含着下三层的功能。在OSI的体系结构中一个通信子网只有最低的三层。而局域网的体系结构也只有OSI 的下三层没有第四层以上的层次。所以说局域网只是一种通信网。 ­ IEEE  局域同参考模型与 OSI参考模型有何异同之处?答:SI 体系结构指  层开放式互连标准参考模型。IEEE 是国际电子与电气工程师协会发布的关于办公自动化和轻工业局域网体系结构的一系列标准文件该标准基本上对应于SI模型的物理层和数据链路层这个标准使网络的物理连接和访问方法规范化。已被IS 陆续接收为标准。相同:IEEE局域网遵循OSI模型。包括物理层、数据链路层和网络层。不同:对应OSI模型的数据链路层分成两个子层介质访问控制子层和逻辑链路控制子层一般不单独设置网络层。局域网的参考模型只相当于OSI参考模型的最低两层且两者的物理层和数据链路层之间也有很大差别。在IEEE系列标准中各个子标准的物理层和媒体访问控制MAC子层是有区别的而逻辑链路控制 LLC 子层是相同的也就是说LLC 子层实际上是高层协议与任何一种MAC子层之间的标准接口。 ­ 一个  层楼每层有一排共  间办公室。每个办公室的楼上设有一个插座。所有的插座在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。设任意两个插座之间都允许韶关学院信息工程学院骆耀祖整理连上电缆(垂直、水平、斜线、……均可)。现要用电缆将它们连成:()集线器在中央的星形同()以太网试计算每种情况下所需的电缆长度。答:()假定从下往上把层楼分别编号为~层。在星形网中路由器放在层中间位置。到达×-=个场点中的每一个场点都需要有电缆。因此电缆的总长度等于:()对于以太网(BASE)每一层都需要 m水平电缆再加上 m(=×)垂直方向电缆所以总长度等于:×+=(m) ­数据率为Mbs的以太网的码元传输速率是多少?答:码元传输速率即为波特率。Mbs以太网使用曼彻斯特编码这就意味着发送的每一位都有两个信号周期因此波特率是数据率的两倍即M波特。 ­有个站连接到以太网上试计算以下三种情况下每个站所能得到的带宽?答:()个站共享Mbits=mbps ()个站共享Mbits=mbps ()每站独占Mbps。连接到以太网交换机上的每台计算机都享有mbps的带宽。 ­试说明 BASEBASEBASE­TBASE­F、BASEBROAD、和FOMAU所代表的意思。答:BASE:“”表示数据率为Mbits“BASE”表示电缆上的信号是基带信号“”表示每一段电缆的最大长度是m。 BASE:“”表示数据率为Mbits“BASE”表示电缆上的信号是基带信号“”表示每一段电缆的最大长度是m。 BASE­T:“”表示数据率为Mbits“BASE”表示电缆上的信号是基带信号“T”表示使用双绞线作为传输媒体。 BROAD:“”表示数据率为Mbits“BROAD”表示电缆上的信号是宽带信号“”表示网络的最大跨度是m。 FOMAU:(Fiber Optic Medium Attachment Unit)光纤媒介附属单元用以连接扩展以太网的转发器之间的光纤链路FOIRL(FiberOpticInter­RepeaterLink)。 ­Mbs以太网升级到Mbs和Gbs时需要解决哪些技术问题?答:欲保持MMG的MAC协议兼容要求最小帧长的发送时间大于最长的冲突检测时间因而千兆以太网采用载波扩充方法。而且为了避免由此带来的额外开销过大当连续发送多个短帧时采用帧突发技术。而M以太网采用的则是保持帧长不变但将最大电缆长度减小到m。其它技术改进:()采用专用的交换集线器缩小冲突域()发送、接收、冲突检测传输线路独立降低对媒体带宽要求()为使用光纤、双绞线媒体采用新的信号编码技术。 ­ 个站点分布在km长的总线上协议采用CSMACD。总线速率为Mbps帧平均长度为比特传播时延为μskm。试估算每个站每秒钟发送的平均帧数最大值。韶关学院信息工程学院骆耀祖整理答案一:因传播时延为μskm则传播速度为×  m。 个站点时每站发送成功的概率为A=(-) ­ = 信道利用率最大值Smax=((­))= 因总线速率为 Mbps且  个站点的 个帧的总长度为 比特所以每个站每秒钟发送的平均帧数最大值为。答案二:a=τT=τCL=μskm×km×Mbits÷bit= 当站点数较大时信道利用率最大值Smax接近=(a)= 信道上每秒发送的帧的最大值= Smax×CL=×Mbitsbit= 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值== ­ 在以下条件下重新计算每个站每秒钟发送的平均帧数最大值。()总线长度减小为km()总线速率加倍()帧长变为比特。答:设a与上题意义相同。当改变条件时答案如下:()a=a=Smax= 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值= 总线长度减小端到端时延就减小以时间为单位的信道长度与帧长的比也减小,信道给比特填充得更满,信道利用率更高所以每站每秒发送的帧更多。()a=a=整个总线网的吞吐率Smax= 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值= 总线速度加倍以时间为单位的信道长度与帧长的比也加倍信道利用率减小(但仍比原来的大)所以最终每站每秒发送的帧比原来多。()a=a=整个总线网的吞吐率Smax= 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值= 帧长加长倍信道利用率增加每秒在信道上传输的比特增加(但没有倍)所以最终每站每秒发送的帧比原来少。 ­假定 km 长的 CSMACD 网络的数据率为 Gbs。设信号在网络上的传播速率为 kms。求能够使用此协议的最短帧长。答:对于km电缆单程传播时间为即μs来回路程传播时间为μs。为了能够按照CSMACD工作最小帧的发射时间不能小于μs。以Gbs速率工作μs可以发送的比特数等于因此最短帧长比特或字节。 ­ 有一个使用集线器的以太网每个站到集线器的距离为d数据发送率为C帧长为字节信号在线路上的传播速率为×ms。距离d为m和m发送速率为Mbits或Gbits。这样就有种不同的组合。试利用公式(­)分别计算种不同情况下a的数值并进行简单讨论。答:a=τT=τCL=d÷(×)×C÷(×)=×­ d C d=m d=m C=Mbits C=Gbits C=Mbits C=Gbits a ­ ­ ­  a越小信道利用率越大韶关学院信息工程学院骆耀祖整理分析:站点到集线器距离一定的情况下数据发送率越高信道利用率越低。数据发送率相同的情况下站点到集线器的距离越短信道利用率越高。补充题:为什么在CSMACD协议中参数a必须很小?用什么方法可以保证a的值很小?答:在CSMACD协议中参数a很小可以使线路利用率和整个网络系统吞吐率保持较高水平。限制网络传输媒体长度、提高总线速率或增加帧长度都是保证a值很小的有效方法。 ­帧中继的数据链路连接标识符DLCI的用途是什么什么是“本地意义” 答:DLCI作地址信息用用于FR交换机沿着虚电路向下一节点转发帧。所谓“本地意义”是指帧包含的 DLCI 只标识帧所经过的这段链路而不标识上一段、下一段或其它链路该帧前进时其 DLCI 在每段链路上都可变化。另外一条新建虚电路在某链路上 DLCI 值的选取只要求在本段链路上与其它虚电路彼此不同即只要局部不同不要求跟别的链路段不同(全局不同)。 ­ 假定一个以太网上的通信量中的 是在本局域网上进行的而其余的 的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络上。答:以太网交换机用在这样的网络其通信量在本局域网而的通信量到因特网。 ­ 以太网使用的CSMACD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用 TDM相比优缺点如何?答:CSMACD 是一种动态的媒体随机接入共享信道方式而传统的时分复用 TDM 是一种静态的划分信道所以对信道的利用CSMACD 是用户共享信道更灵活可提高信道的利用率不像 TDM为用户按时隙固定分配信道即使当用户没有数据要传送时信道在用户时隙也是浪费的也因为CSMACD是用户共享信道所以当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞就降低信道的利用率而 TDM 中用户在分配的时隙中不会与别的用户发生冲突。对局域网来说连入信道的是相距较近的用户因此通常信道带宽较宽如果使用TDM方式用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多不利于信道的充分利用。对计算机通信来说突发式的数据更不利于使用TDM方式。 ­ 使用CSMACD协议时若线路长度为m信号在线路上传播速率为×ms。数据的发送速率为 Gbits。试计算帧长度为  字节、 字节和  字节时的参数 a 的数值并进行简单讨论。答:a=τT=τCL=÷(×)××L=L信道最大利用率Smax =(a)最大吞吐量Tmax=Smax×Gbits 帧长字节时a=(×)= Smax =Tmax= Mbits 帧长字节时a=(×)=Smax = Tmax= Mbits 帧长字节时,a=(×)=,Smax =Tmax= Mbits 可见在端到端传播时延和数据发送率一定的情况下帧长度越大信道利用率越大信道的最大吞吐量越大。韶关学院信息工程学院骆耀祖整理 ­VG局域网有哪些特点?和以太网相比优缺点各有哪些? VG­AnyLAN 也是一种使用集线器的  Mbs 高速局域网它综合了现有以太网和令牌环的优点。IEEE 也制定其标准 。VG­AnyLAN 常简写为 VG。VG 代表 Voice Grade而 Any 则表示它能使用多种传输媒体并可支持 IEEE  和  的数据帧。VG 是一种无冲突局域网能更好地支持多媒体传输。在网络上可获得高达  的吞吐量。在媒体接入控制 MAC 子层运行一种新的协议叫做需求优先级(demand priority)协议。各工作站有数据要发送时要向集线器发出请求。每个请求都标有优先级别。一般的数据为低优先级而对时间敏感的多媒体应用的数据(如话音、活动图像)则可定为高优先级。集线器使用一种循环仲裁过程来管理网络的结点。它对各结点的请求连续进行快速的循环扫描检查来自结点的服务请求。集线器维持两个指针:高优先级指针和低优先级指针。高优先级的请求可在低优先级请求之前优先接入网络因而可保证对时间敏感的一些应用提

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