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《計算機網(wǎng)絡》課后習題答案

第一章概述

1-1計算機網(wǎng)絡向用戶可以提供哪些服務？

答：計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能有兩個，連通性和共享。

1-2試簡述分組交換的特點

答：分組交換實質上是在“存儲一轉發(fā)”基礎上發(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

用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)——分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，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，接著在網(wǎng)內轉發(fā)。到達接收端，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。

1-3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?直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較低。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。當所需要的輸出電路空閑時，再將該報文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存

儲一轉發(fā)”方式在網(wǎng)內傳輸數(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發(fā)，網(wǎng)絡傳輸時延大，且占用大量的交換機內存和

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上是在“存儲——轉發(fā)”基礎上發(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)復用技術傳送按?定長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)一分組。每個分組標識后，在條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，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，接著在網(wǎng)內轉發(fā)。到達接收端，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。

1-4為什么說因特網(wǎng)是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？

答：因特網(wǎng)縮短了人際交往的時間和空間，改變了人們的生活、工作、學習和交往方式，是世界發(fā)生了極大的變化。

1-5因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪兒個階段？請指出這兒個階段最主要的特點。

答：第階段是從單個網(wǎng)絡ARPANRET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。最初的分組交換網(wǎng)ARPANET只是個單個的分組交換網(wǎng)，所有要連接

在ARPANET上的主機都直接與就近的結點交換機相連。而后發(fā)展為所有使用TCP/IP協(xié)議的計算機都能利用互聯(lián)網(wǎng)相互通信。第二

階段是1985T993年，特點是建成了三級結構的因特網(wǎng)第三階段是1993年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP結構的因特網(wǎng)。

1-6簡述因特網(wǎng)標準制定的兒個階段。

答：制定英特網(wǎng)的正式標準要經過下的四個階段［RFC2026］：(1)因特網(wǎng)草案(InternetDraft)。(2)建議標準(Proposed

Standard)。(3)草案標準(DraftStandard)。(4)因特網(wǎng)標準(InternetStandard)。

1-7小寫和大些開頭的英文名字internet和：Internet在意思上有何重要區(qū)別？

答：以小寫字母i開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡互聯(lián)而成的網(wǎng)絡。在這些網(wǎng)絡之

間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。以大寫字母I開始的Internet（因特網(wǎng)）則是一個專有名詞，它指當前全球最大的、

開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，其前身是美國的ARPANET。

1-8計算機網(wǎng)絡都有哪些類別？各種類別的網(wǎng)絡都有哪些特點？

答：1、按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類：（1）、局域網(wǎng)：局域網(wǎng)是計算機硬件在比較小的范圍內通信線路組成的網(wǎng)絡，一般限定在較

小的區(qū)域內，通常采用有線的方式連接起來。（2）、城域網(wǎng)：城域網(wǎng)規(guī)模局限在一座城市的范圍內，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，但是在傳輸介質和布線結構方面牽涉范圍比較廣。（3）、

廣域網(wǎng)：覆蓋的地理范圍非常廣，又稱遠程網(wǎng)，在采用的技術、應用范圍和協(xié)議標準方面有所不同。

2、按傳榆介質分類：（1）、有線網(wǎng)：采用同軸電纜、雙絞線，甚至利用又線電視電視電纜來連接的計算機網(wǎng)絡，又線網(wǎng)通過“載

波〃空間進行傳輸信息，需要用導線來實現(xiàn)。（2）、無線網(wǎng)：用空氣做傳輸介質，用電磁波作為載體來傳播數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)包括：無

線電話、語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)。3、按網(wǎng)絡的拓撲結構分類：（1）、星型網(wǎng)絡：各站點通過點到點

的鏈路與中心相連，特點是很容易在網(wǎng)絡中增加新的站點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控，但一旦中心節(jié)點有

故障會引起整個網(wǎng)絡癱瘓。（2）、總線型網(wǎng)絡：網(wǎng)絡中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道，總線型網(wǎng)絡安裝簡單方便，需要鋪設的電

線最短，成本低，某個站點的故障?般不會影響整個網(wǎng)絡，但介質的故隙會導致網(wǎng)絡癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加

新站點也不如星型網(wǎng)絡容易。（3）、樹型網(wǎng)絡：是上述兩種網(wǎng)的綜合。（4）、環(huán)型網(wǎng)絡：環(huán)型網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，

網(wǎng)絡建成后，增加新的站點較困難。（5）、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡：網(wǎng)狀型網(wǎng)絡是以上述各種拓撲網(wǎng)絡為基礎的綜合應用。

4、按通信方式分類：

（1）、點對點傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)以點到點的方式在計算機或通信設備中傳輸，在一-對機器之間

通過多條路徑連接而成，大的網(wǎng)絡大多采用這種方式。

（2）、廣播式傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)在共用通信介質線路中傳輸，由網(wǎng)絡上的所有機器共享一條通

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。

5、按網(wǎng)絡使用的目的分類：

（1）、共享資源網(wǎng)：使用者可共享網(wǎng)絡中的各種資源。

（2）、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)：用于處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

（3）、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)：用來收集、交換、傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。

6、按服務方式分類：

（1）、客戶機/服務器（C/S）模式：C/S計算的模式的結構是分散、多層次和具有圖形用戶

接口的PC機作為客戶機，不同的操作系統(tǒng)或不同的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)對應不同的語言和開發(fā)工

具，其工作特點是文件從服務器被下載到工作站上，然后在工作站上進行處理，而基于主機

的大型機工作特點是所有處理都發(fā)生在主機上。

(2)、瀏覽器/服務器(B/S)模式：主要特點是它與軟硬件平臺的無關性，把應用邏輯和業(yè)

務處理規(guī)則放在服務器一側。

(3)、對等網(wǎng)或稱為對等式的網(wǎng)絡：對等網(wǎng)可以不要求具備文件服務器，特別是應用在一組

面向用戶的PC機，每臺客戶機都可以與其他每臺客戶機實現(xiàn)"平等”對話操作，共享彼此的

信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計算機一般類型相同，甚至操作系統(tǒng)也相同，這種網(wǎng)絡方式靈

活方便，但是較難實現(xiàn)集中管理與控制，安全性也低。

7、按企業(yè)和公司管理分類：

(1)、內部網(wǎng)：?般指企業(yè)內部網(wǎng)，自成?體形成?個獨立的網(wǎng)絡。

(2)、內聯(lián)網(wǎng)：一股指經改造的或新建的企業(yè)內部網(wǎng)，采用通用的TCP/IP作為通信協(xié)議，

?般具備自己的刑叩服務器和安全防護系統(tǒng)，為企業(yè)內部服務，不和因特網(wǎng)直接進行連接。

(3)、外聯(lián)網(wǎng)：采用因特網(wǎng)技術，有自己的股W服務器，但不?定與因特網(wǎng)直接進行連接的

網(wǎng)絡，同時必須建立防火墻把內聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)隔離開，以確保企業(yè)內部信息的安全。

(4)、因特網(wǎng)：因特網(wǎng)是目前最流行的?種國際互聯(lián)網(wǎng)，在全世界范圍內得到應用，結合多

媒體的”聲、圖、文”表現(xiàn)能力，不僅能處理一般數(shù)據(jù)和文本，而且也能處理語音、聲響、靜

止圖象、電視圖象、動畫和三維圖形等。

1-9計算機網(wǎng)絡中的主干網(wǎng)和本地接入網(wǎng)的主要區(qū)別是什么？

答：主干網(wǎng)的特點：設施共享；高度綜合集成，可應付高密度的業(yè)務需求量；工作在可控環(huán)境；使用率高；技術演進迅速，以軟件

為主；成本逐漸下降。本地接入網(wǎng)特點：設施專用，且分散獨立；接入業(yè)務種類多，業(yè)務量密度低：線路施工難度大，設備運行環(huán)

境惡劣：使用率低；技術演進遲緩，以硬件為主；網(wǎng)徑大小不」成本與用戶有關。

1-10試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x(bit),從源站到目的站共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時

延為d(s),數(shù)據(jù)率為C(bit/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：對電路交換，當t=s時，鏈路建立；當1=$+乂/(：,發(fā)送完最后--bit；當1=$+乂/?+1?1,所有的信息到達目的地。對分組交換，當

t=x/C,發(fā)送完最后一bit；為到達目的地，最后一個分組需經過k-1個分組交換機的轉發(fā)，每次轉發(fā)的時間為p/C,所以總的延遲

=x/C+(kT)p/C+kd所以當分組交換的時延小于電路交換x/C+(kT)p/C+kd<s+x/C+kd時，(k-l)p/C<s

1-11在上題的分組交換網(wǎng)中，設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。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b(bit/s),但傳播時延和結點的

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應取為多大？

答：分組個x/p,傳輸?shù)目偙忍財?shù)：(p+h)x/p源發(fā)送時延：(p+h)x/pb最后一個分組經過kT個分組交換機的轉發(fā)，中間發(fā)送時延：

(kT)(p+h)/b總發(fā)送時延D=源發(fā)送時延+中間發(fā)送時延D=(p+h)x/pb+(kT)(p+h)/b令其對p的導數(shù)等于0,求極值p=Vhx/(k-l)

1-12因特網(wǎng)的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？他們的工作方式各有什么特點？

答：邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。

核心部分由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)

中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務器方式（C/S方式）即Client/server方式，對等方式（P2P方式）

即Peer-to-Peer方式客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶服務器方式所描述的是進程之間

服務和被服務的關系。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通

信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。一種專門用來提供某種服

務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客

戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。對等連接方式從本質

上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。

網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各

種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器（router）。路由器是實現(xiàn)分組交換（packetswitching）的關鍵構件，其任

務是轉發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。路由器是實現(xiàn)分組交換（packetswitching）的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收

到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能

1-13客戶服務方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒有相同的地方？

答：客戶服務器方式是?點對多點的，對等通信方式是點對點的。被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請

求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。系統(tǒng)啟動后即白動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來白各地

的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對

等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。對等連接也需要知道對方的服務器地址。

1-14計算機網(wǎng)絡有哪些常用的性能指標？

答：1.速率

比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。Bit來源于binarydigit,意思是一個“二進制數(shù)字”，

因此?個比特就是二進制數(shù)字中的個1或0。速率即數(shù)據(jù)率（datarate）或比特率（bitrate）是計算機網(wǎng)絡中最重要的?個性能指

標。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稱速率。

2.帶寬

“帶寬”（bandwidth）本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(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,單位是“比特每秒"，或b/s（bit/s）。

3.吞吐量

吞吐量（throughput）表示在單位時間內通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的種

測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡。吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。

4.時延

傳輸時延（發(fā)送時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該

幀的最后個比特發(fā)送完畢所需的時間。

5.時延帶寬積

6.往返時間RTT

7.利用率

1-15假定網(wǎng)絡的利用率到達了90機試估算已選現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是他的最小值的多少倍？

答：D0表示網(wǎng)絡空閑時的時延，D表示當前網(wǎng)絡的時延。U為利用率

則：D=DO/(1-U)BPD=10DO..

1-16計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？計算機通信網(wǎng)性能指標與非性能特征有什么區(qū)別？

答：計算機通信網(wǎng)非性能特征有：費用、質量、標準化、可靠性、可擴展性和可升級性、易于管理和維護。計算機通信網(wǎng)性能指標

有：速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間、利用率。性能指標指的是與通信網(wǎng)絡本身性能相關的指數(shù)，而非性能特

征與其本身無直接關系。

1-17收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速率為2.3X108。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延：

(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,信號在媒體上的傳播速率為2X108m/s。(2)數(shù)據(jù)長

度為103bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為IGbit/s,傳輸距離和信號在媒體上的傳播速率同上。

答：(1)：發(fā)送延遲=107/(100X1000)=100s傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5X10-3s=5ms(2)：發(fā)送延遲=103/(109)

=10-6s=lus傳播延遲=1000X1000/(2X108)=5X10-3s=5ms

1-18、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3X108m/s。媒體長度1分別為：

(1)10cm(網(wǎng)卡)

(2)100m(局域網(wǎng))

(3)100km(城域網(wǎng))

(4)5000km(廣域網(wǎng))

試計算當數(shù)據(jù)率為Mb/sl和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。

答：傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率

時延帶寬積=傳播時延*帶寬

(DO.lm/2.3/108X1X108b/s=0.000435bit

(2)100m/2.3/108X1X108b/s=0.435bit

(3)100000/2.3/108X1X108=435bit

(4)5X106/2.3/108XlX108=21739bit

1-19,長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡層傳送，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

傳輸效率=100/(100+20+20+18)=63.3%

數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時，

傳輸效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%

1-20網(wǎng)絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似

的日常生活。

答：網(wǎng)絡體系結構采用分層的結構，可以減少協(xié)議設計的復雜性，使得各層之間是獨立的，

增強靈活性，使得網(wǎng)絡體系結構上可以分割開，易于實現(xiàn)和維護，同時促進標準化工作。

日常生活中，比如，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲地郵局，甲地郵局經

過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當于個三層結構，如下圖所示

雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但是它們都分別對應同等機構，

同屬?個子系統(tǒng)，而同處?地的不同機構則不再?個子系統(tǒng)內，而且它們之間的關系是服務

與被服務的關系。

1-21協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關系？

答：協(xié)議是水平的，服務是垂直的。

協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務是“垂直的”，即服務

是由下層向上層通過層間接口提供的。

協(xié)議與服務的關系

在協(xié)議的控制下，上層對下層進行調用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交換信

息。同層兩個實體間有時有連接。

1-22網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？

答：在計算機網(wǎng)絡中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守些事先約定好的規(guī)則。

這些為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一個網(wǎng)絡協(xié)議要

由以下三個要素組成：

(1)語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式；

(2)語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答;

(3)同步,即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。

對于非常復雜的計算機網(wǎng)絡協(xié)議，其結構最好采用層次式的。

1-23為什么一個網(wǎng)絡協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？

答：因為網(wǎng)絡協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當情況發(fā)生變化時，協(xié)議就會保持理想狀況，

一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，并且約定不見不撒。

這個協(xié)議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一

方就必須一直等下去！所以看個計算機網(wǎng)絡是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，

而且還必須非常仔細的檢查協(xié)議能否應付各種異常情況。

1-24試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構的要點，包括各層的主:要功能。

答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構是為便于學習計算機網(wǎng)絡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。71層協(xié)議的體系結構見圖1T所示。

應用層

運輸層

網(wǎng)絡層

數(shù)據(jù)鏈路層

物理層

圖1T五層協(xié)議的體系結構

各層的主要功能：

(1)應用層

應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進程所需要

的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理(useragent),來完

成?些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。

(2)運輸層

任務是負責主機中兩個進程間的通信。

因特網(wǎng)的運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和無連接的用戶數(shù)

據(jù)報協(xié)議UDP。

面向連接的服務能夠提供可靠的交付。

無連接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effortdelivery.

(3)網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層負責為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機。

(4)數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的任務是將在網(wǎng)絡層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀(frame),在兩個相鄰結點間的鏈

路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。

(5)物理層

物理層的任務就是透明地傳輸比特流。

“透明地傳送比特流”指實際電路傳送后比特流沒有發(fā)生變化。

物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當發(fā)送端發(fā)出比特“1”時，接收端如何

識別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應當有多少根腳以及各個腳

如何連接。

1-25試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。

答：“透明”是指某?個實際存在的事物看起來卻好像不存在?樣。書上舉例如:你看不見在

你面前有100%透明的玻璃的存在。

1-26試解釋下列名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務訪問點、客戶、服務

器、客戶-服務器方式。

答：協(xié)議棧：指計算機網(wǎng)絡體系結構采用分層模型后，每層的主:要功能由對等層協(xié)議的運行

來實現(xiàn)，因而每層可用一些主要協(xié)議來表征，兒個層次畫在一起很像一個棧的結構。

實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多情況下，實體是個特定的軟

件模塊。

對等層：在網(wǎng)絡體系結構中，通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實體進行信息交換的數(shù)據(jù)單位。

服務訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方。服務訪問點SAP

是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口。

客戶、服務器：客戶和服務器都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶-服務器方式所描

述的是進程之間服務和被服務的關系。客戶是服務請求方，服務器是服務提供方。

客戶-服務器方式：客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系，當客戶進程

需要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地等待來自客戶進程的請

求。

1-27試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。

答：everythingoverIP：即IP為王，未來網(wǎng)絡將由IP?統(tǒng)天下。未來的通信網(wǎng)既已肯定

以數(shù)據(jù)信息業(yè)務為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP,那么網(wǎng)上信息業(yè)務宜一律使用IP,即

所謂everythingoverIP。

IPovereverything：在現(xiàn)在的電通信網(wǎng)過渡到光通信網(wǎng)的過程中，IP、ATM、WDM會配合

使用，漸漸過渡，既是IPovereverything<.

第二章物理層

2-01物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？

（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，而專注于完成本曾的協(xié)議與服務。

②.給其服務用戶（數(shù)據(jù)鏈路層）在?條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（?般為

串行按順序傳輸?shù)谋忍亓鳎┑哪芰Α榇耍锢韺討鉀Q物理連接的建立、維持和釋放問題。

③.在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯地標識數(shù)據(jù)電路。

（2）物理層的主要特點：

①.由于在0S1之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經制定出來了，而且在數(shù)據(jù)通信領域中，

這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備鎖采用。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心的物理層協(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)議相當復

雜。

2-02規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？

答：在數(shù)據(jù)通信的早期，對通信所使用的各種規(guī)則都稱為“規(guī)程”（procedure）,后來具有

體系結構的計算機網(wǎng)絡開始使用“協(xié)議”（protocol）這名詞，以前的“規(guī)程”其實就是

“協(xié)議”，但由于習慣，對以前制定好的規(guī)程有時仍常用舊的名稱“規(guī)程”。

2-03試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構件的作用。

答：?個數(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）、和目的系統(tǒng)（或接收端）。

源系統(tǒng)?般包括以下兩個部分：

?源點：源點設備產生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機，產生輸出的數(shù)字比特流。

?發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進行傳輸。例如，調

制解調器將PC機輸出的數(shù)字比特流轉換成能夠在用戶的電話線上傳輸?shù)哪M信號。

?接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。例如，

調制解調器接收來自傳輸線路上的模擬信號，井將其轉換成數(shù)字比特流。

計算機調制解調器調制解調器計算機

數(shù)字比特流模擬信號模擬信號數(shù)字比特流

正文正文

源點發(fā)送器傳輸系統(tǒng)接收器終點

輸入

信息

輸入

數(shù)據(jù)

發(fā)送的

信號

接收的

信號

輸出

數(shù)據(jù)

輸出

信息

源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

公用電話網(wǎng)

?終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。

2-04試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、基帶信號、帶通信號、數(shù)字數(shù)

據(jù)、數(shù)字信號、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)：是運送信息的實體。

信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。

模擬數(shù)據(jù)：運送信息的模擬信號。

模擬信號：連續(xù)變化的信號。

基帶信號：來自信源的信號。

帶通信號：經過載波調制后的信號。

數(shù)字信號：取值為有限的兒個離散值的信號。

數(shù)字數(shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。

碼元：在使用時間域的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形

單工通信：即只有?個方向的通信而沒有反方向的交互。

半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當然也不能同時接收）。

這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。

全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。

基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文

件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。

帶通信號一把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道

中傳輸（即僅在?段頻率范圍內能夠通過信道）。

2-05物理層的接口有哪兒個特性？各包含什么內容？

答：（1）機械特性：指明接口所用的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：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。

（3）功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某電平的電壓表示何意。

（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。

2-06數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香農公式在數(shù)

據(jù)通信中的意義是什么？“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？

答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個：

（1）在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會出現(xiàn)嚴重

的碼元間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別〉成為不可能。

（2）由于噪聲會使接收端對碼元的判決產生錯誤（1判決為0或0判決為1）o所以信

噪比要限制在?定范圍內。由香農公式可知，信息傳輸速率由上限。

信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的增加而提高；非均

勻量化的信號量噪比，例如PCM隨編碼位數(shù)N指數(shù)規(guī)律增長，DPCM與頻率有關等。但實際

信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數(shù)會導致接收機的成本提高，制作工藝

復雜等。

香農公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就?定可以找

到某種方法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。

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

送的碼元個數(shù)。兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要乘以log以2為底的進

制數(shù)等于碼元傳輸速率

2-07假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000碼元/秒。如果采用振幅調制，把

碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率（b/s）?

答：80000b/s

2-08假定要用3kHz貸款的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無差錯傳輸），試問這個信道應

該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示），這個結果說明什么問題？

答：S/N=64.2dB是個信噪比很高的信道

2-09用香農公式計算?下：假定信道帶寬為3100Hz,最大信息傳輸速率為35kb/s,那么

若想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基

礎上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能否再增加20%?

答：奈氏準則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元。香農公式則

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)香農公式，

計算信道的極限信息傳輸速率C為：C=log2（l+S/N）b/s;根據(jù)公式，可以計算出，信噪比S/N

應增大到100倍。如果在此基礎上將信噪比S/N再增大10倍，最大信息速率只能再增加18.5%

左右。

2-10常用的傳輸媒體有哪兒種？各有何特點？

答：常見的傳輸媒體有以下兒種

1.雙絞線

雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導線組成。可以傳輸模擬信號，

也可以傳輸數(shù)字信號，有效帶寬達250kHz,通常距離?般為兒道十兒公里。導線越粗其通

信距離越遠。在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒兒兆比特，則傳輸跑離可達兒公里。?般用

作電話線傳輸聲音信號。雖然雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高，但因為其

價格便宜，且安裝方便，既適于點到點連接，又可用于多點連接，故仍被廣泛應用。

2.同軸電纜

同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結構是在一個包有絕緣的實心導線外，再

套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導線。由于其高帶寬（高達300~400Hz）、低誤碼率、

性能價格比高，所以用作LAN中。同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型號和傳輸信號的不同而

不同，由于易受低頻干擾，在使用時多將信號調制在高頻載波匕

3.光導纖維

光導纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號。其優(yōu)點是直徑小、質量輕：

傳播頻帶款、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。

但光電接口的價格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統(tǒng)鋪設主干線。

4.無線電微波通信

無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)點是頻率高、頻帶范圍寬、

通信信道的容量大；信號所受工業(yè)干擾較小、傳播質量高、通信比較穩(wěn)定；不受地理環(huán)境的

影響，建設投資少、見效快。缺點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，?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且通信費用與通信距

離無關，但傳播時延較大，技術較復雜，價格較貴。

2-11假定有?種雙絞線衰減是0.7db/km,若容許有20db的衰減，試問使用這種雙絞線的鏈

路的工作距離有多長？如果要使這種雙絞線的工作距離增大到100公里，問應該使衰減降

低到多少？

答：在此頻率下可的傳輸距離=20/0.7~28.57（km）?

工作距離增大到100公里，衰減應該為20/100=0.2db/m

2-12試計算工作在1200nm到1400nm以及1400到1600之間（波長）的光波的頻帶寬度。

假定光在光纖中的傳播速率為2x10。

8

答：2x108/1200x10-2x10/1400x10=2.381x10=23.8THZ-98-913

2x10/1400x10-2x10/1600x10=1.786x10=17.86THZ

8-98-913

2-13為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？

答：信道復用的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上，以共享信道資源。在一條傳輸

介質上傳輸多個信號，提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡的成木。這種共享技術就是多路復用技

術。

頻分復用(FDM,FrequencyDivisionMultiplexing)就是將用于傳輸信道的總帶

寬劃分成若干個子頻帶(或稱子信道)，每個子信道傳輸】路信號。頻分復用要求

總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘柣ゲ桓?/p>

擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾(條件之-)O

頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ鳎柯沸盘杺鬏敃r

可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術取得了非常廣泛的應用。

時分復用(TDM,TimeDivisionMultiplexing)就是將提供給整個信道傳輸信息

的時間劃分成若干時間片(簡稱時隙)，并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每

路信號在自己的時隙內獨占信道進行數(shù)據(jù)傳輸。時分復用技術的特點是時隙事先規(guī)

劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復用。其優(yōu)點是時隙分配固定，便于調

節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點是當某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，它所對應的信道

會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降低線路的利用率。

時分復用技術與頻分復用技術?樣，有著非常廣泛的應用，電話就是其中最經典的例

子，此外時分復用技術在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH,ATM,IP和HFC網(wǎng)

絡中CM與CMTS的通信都是利用了時分復用的技術。

2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。

FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48

答：

FDM(frequencydivisionmultiplexing)頻分復用，同一時間同時發(fā)送多路信號。所有的用

戶可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。

TDM(TimeDivisionMultiplexing)時分復用，將一條物理信道按時間分成若干時間片輪流

地給多個用戶使用，每一個時間片由復用的一個用戶占用，所有用戶在不同時間占用同樣的

頻率寬度。

STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)統(tǒng)計時分復用，一?種改進的時分復用。不像

時分復用那樣采取固定方式分配時隙，而是按需動態(tài)地分配時時隙。

WDM(WaveDivisionMultiplexing)波分復用,在光信道上采用的,?種頻分多路敷衍的變種，

即光的頻分復用。不同光纖上的光波信號(常常是兩種光波信號)復用到?根長距離傳輸?shù)?/p>

光纖上的復用方式。

DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)密集波分復用,使用可見光頻譜的寬帶特征在單

個光纖上同時傳輸多種光波信號的技術。DWDM可以利用?根光纖同時傳輸多個波長，多路

高速信號可以在光纖介質中同時傳輸，每路信號占用不同波長。

CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)碼分多址,是采用擴頻的碼分多址技術。用戶可

以在同一時間、同頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務信道。

SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng)，是以分級速率從155Mb/s到2.5Gb/s

的光纖數(shù)字化傳輸?shù)拿绹鴺藴剩С侄嗝襟w多路復用，允許聲音、視頻和數(shù)據(jù)格式與不同

的傳輸協(xié)議?起在一條光纖線路上傳輸。

SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數(shù)字系列指國際標準同步數(shù)字系列。SDH簡化了

復用和分用技術，需要時可直接接入到低速支路，而不經過高速到低速的逐級分用，上下電

路方便。

STM-1(SynchronousTransferModule)第1級同步傳遞模塊,SDH的基本速率,相當于SONET

體系中的0C-3速率。

0C-48(0pticalCarrier)第48級光載波，是SONET體系中的速率表示，對應于SDH的STMT6

速率，常用近似值2.5Gb/s.

2-15碼分CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會相互

干擾？這種復用方法有何優(yōu)缺點？

答:因為用戶在使用CDMA通信時，各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型傳送信息時，用一個

帶寬遠大于?信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被獷展，再經載波調制

并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把帶寬信

號換成原信息書籍的窄帶信號即解擴、以實現(xiàn)信息通信。各用戶之間不會造成干擾。

這種復用方法的優(yōu)點：頻譜利用率高，容量大；覆蓋范圍大：有很強的抗干擾能力，其頻

譜類似于白噪聲，傳送的信號不易被敵人發(fā)現(xiàn)；采用CDMA可提高通信的話音質量和數(shù)據(jù)傳

輸?shù)目煽啃裕瑴p少對通信的影響；網(wǎng)絡成本低；降低手機的平均發(fā)射功率等等。

缺點是：需要為各站分配不同互相正交的碼片序列：地域受線路影響，不是每個地方都能用，

安裝時間長等。

2-16共有4個站進行碼分多址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)1)：(-1+1-1-1-1-1+1-1)

現(xiàn)收到這樣的碼片序列：(T+1-3+1-1-3+1+1)o向哪個站發(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=(+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

2-17試比較xDSL,HFC以及FTTx接入技術的優(yōu)缺點。

答：xDSL技術就是用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。

成本低，易實現(xiàn)，但帶寬和質量差異性大。

HFC網(wǎng)的最大的優(yōu)點具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經有相當大的覆蓋面的有線電視網(wǎng)。

要將現(xiàn)有的450MHz單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡改造為750MHz雙向傳輸?shù)腍FC網(wǎng)需要相

當?shù)馁Y金和時間。

FTTx（光纖到……）這里字母x可代表不同意思。可提供最好的帶寬和質量、但現(xiàn)階段線

路和工程成本太大。

2-18為什么ADSL技術中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳遞速率高達每秒幾個兆比？

答：靠先進的編碼，使得每秒傳送一個碼元就相當于每秒傳送多個比特。

第三章數(shù)據(jù)鏈路層

301

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”表示鏈路兩端的結點交換機已經開機，物理連接己經能夠傳送比

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。當數(shù)據(jù)鏈路斷開連接時，物理電路連接

不?定跟著斷開連接。

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咖

些優(yōu)點和缺點。

答：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；差錯控制：

將數(shù)據(jù)和控制信息分開；透明傳輸；尋址。

數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層的優(yōu)點和缺點：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有出現(xiàn)比特差錯，但卻出現(xiàn)了

幀丟失、幀重復或幀失序。以上三種情況都屬于“出現(xiàn)傳輸差錯”，但都不是這些幀里有“比

特差錯”。“無比特差錯”

與“無傳輸差錯”并不是同樣的概念。在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗，能夠實現(xiàn)無比特差

錯的傳輸，但這不是可靠的傳輸。

3-03、網(wǎng)絡適配器的作用是什么？網(wǎng)絡適配器工作在哪一層？

答：絡適配器能夠對數(shù)據(jù)的串行和并行傳輸進行轉換，并且能夠對緩存數(shù)據(jù)進行出來,實現(xiàn)

以太網(wǎng)協(xié)議，同時能夠實現(xiàn)幀的傳送和接受,對幀進行封閉等.網(wǎng)絡適配器工作在物理層和數(shù)

據(jù)鏈路層。

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）為什么都必須加以解

決？

答：幀定界使收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀的開始和結束在什么地方：

透明傳輸使得不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送，因此很重

要；

差錯控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e率，因此也必須解決。

3-05,如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行幀定界，會發(fā)生什么問題？

答：如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行幀定界，將發(fā)生幀數(shù)據(jù)錯誤，造成數(shù)據(jù)混亂，通信失敗。

3-06、PPP協(xié)議的主要特點是什么？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)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸？

答：主要特點：

1、點對點協(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。

PPP不采用序號和確認機制是出于以下的考慮：

1、若使用能夠實現(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（如HDLC）,開銷就要增大。在數(shù)據(jù)鏈路層

出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡單的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。假定我們采用了能實現(xiàn)可靠

傳輸?shù)謴碗s的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當數(shù)據(jù)幀在路由器中從數(shù)據(jù)鏈路層上升到網(wǎng)絡層

后，仍有可能因網(wǎng)絡授擁塞而被丟棄。因此，數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能保證網(wǎng)絡層的傳

輸也是可靠的。

3、PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗序列FCS安段。對每一個收到的幀，PPP都要使用硬件進行

CRC檢驗。若發(fā)現(xiàn)有差錯，則丟棄該幀(一定不能把有差錯的幀交付給上一層)。端到端的

差錯檢測最后由高層協(xié)議負責。因此，PPP協(xié)議可保證無差錯接受。

PPP協(xié)議適用于用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)的情況。

PPP協(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍篜PP有FCS來確保數(shù)據(jù)幀的正確性，如果

錯誤則上報錯誤信息來確保傳輸?shù)目煽啃浴．斎凰推渌鸏2協(xié)議一樣，沒有TCP的ACK機

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)絡的性能。

3-07要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項式是P(x)=x4+x+l。試求應添加

在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

數(shù)據(jù)在佞輸過程中最后?個1變成了0,間接收端能否發(fā)現(xiàn)？

若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0,間接收端能否發(fā)現(xiàn)？

答：添加的檢驗序列為1110(11010110110000除以10011)數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一

個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。

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個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。

3-08.要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110.采用CRC的生成多項式是P(X)=X3+1。試求應添加在數(shù)據(jù)

后面的余數(shù)。

解：余數(shù)是011。

3-09.?個PPP幀的數(shù)據(jù)部分(用十六進制寫出)是71)5EFE2771)51)71)5D657D5E。

試問真正的數(shù)據(jù)是什么(用十六進制寫出)？

答：7EFE277D7D657E.

3-10.PPP協(xié)議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100。試問經過零比特填充后

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0001110111110111110110,問刪

除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？

答：第?個比特串：經過零比特填充后編程011011111011111000(加上下劃線的0是填充

的）。另一個比特串：刪除發(fā)送端加入的零比特后變成000111011111T1111T10（連字符表

示刪除了0）。

3-11.試分別討論以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通信。

（3）因特網(wǎng)提供的電子郵件服務。

答：（1）由于電話系統(tǒng)的帶寬有限，而且還有失真，因此電話機兩端的輸入聲波和輸出聲波

是有差異的。在“傳送聲波”這個意義上講，普通的電話通信不是透明傳輸。但對“聽懂說

話的意思”來講，則基本上是透明傳輸。但也有時個別語音會聽錯，如單個的數(shù)字1和7.

這就不是透明傳輸。

（2）?般說來，由于電報通信的傳輸是可靠的，接收的報文和發(fā)送的報文是?致的，因此

應當是透明傳輸。但如果有人到電信局發(fā)送“1849807235”這樣的報文，則電信局會根據(jù)有

關規(guī)定拒絕提供電報服務（電報通信不得為公眾提供密碼通信服務）。因此，對于發(fā)送讓一

般人看不懂意思的報文，現(xiàn)在的公用電報通信則不是透明通信。

（3）?般說來，電子郵件時透明傳輸。但有時不是。因為國外有些郵件服務器為了防止垃

圾郵件，對來自某些域名（如.cn）的郵件?律阻攔掉。這就不是透明傳輸。有些郵件的附件

在接收人的電腦上打不開。這也不是透明傳輸。

3-12.PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有哪兒種？當用戶要使用PPP協(xié)議和ISP建立連接進行通信需要

建立哪兒種連接？每?種連接解決什么問題？

答：PPP協(xié)議的工作狀態(tài)分為：“鏈路終止”狀態(tài)，“鏈路靜止”狀態(tài)，“鏈路建立”狀態(tài)，“鑒

別”狀態(tài)，“網(wǎng)絡層協(xié)議”狀態(tài)，“鏈路打開”狀態(tài)。

用戶要使用PPP協(xié)議和ISP建立連接進行通信需要建立的連接為：鏈路靜I匕鏈路建立，

鑒別，網(wǎng)絡層協(xié)議，鏈路打開。鏈路靜止時，在用戶PC機和ISP的路由器之間并不存在物

理層的連接。鏈路建立時，目的是建立鏈路層的LCP連接。

鑒別時，只允許傳送LCP協(xié)議的分組、鑒別協(xié)議的分組以及監(jiān)測鏈路質量的分組。網(wǎng)絡層協(xié)

議時，PPP鏈路的兩端的網(wǎng)絡控制協(xié)議NCP根據(jù)網(wǎng)絡層的不同協(xié)議無相交換網(wǎng)絡層特定的網(wǎng)

絡控制分組。鏈路打開時，鏈路的兩個PPP端點可以彼此向對方發(fā)送分組。

3-13局域網(wǎng)的主要特點是什么？為什么局域網(wǎng)采用的廣播通信通信方式而廣域網(wǎng)不采

用呢？

答：(1)局域網(wǎng)的主要特點。

從功能的角度來看，局域網(wǎng)具有以下兒個特點：

共享傳輸信道。在局域網(wǎng)中，多個系統(tǒng)連接到?個共享的通信媒體上；

1.地理范圍有限，用戶個數(shù)有限。通常局域網(wǎng)僅為?個單位服務，只在?個相對獨立的局

部范圍內聯(lián)網(wǎng)，如座樓或兒種的建筑群內。?般來說，局域網(wǎng)的覆蓋范圍約為10m~10km

內或更大一些；

2.傳輸速率高。局域網(wǎng)的傳輸速率?般為l~100Mb/s,能支持計算機之間的告訴通信，所

以時延較低。

3.誤碼率低，因近距離傳輸，所以誤碼率很低，?般在10-8?10-11之間。

4.多采用分布式控制和廣播式通信。在局域網(wǎng)中各站是平等關系而不是主從關系，可以進

行廣播或組播。

從網(wǎng)絡的體系結構和傳輸控制規(guī)程來看，局域網(wǎng)也有自己的特點：

1.底層協(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，所以底層協(xié)議較簡單。

2.不單獨設立網(wǎng)絡層。局域網(wǎng)的拓撲結構多采用總線型、環(huán)型和星型等共享信道，網(wǎng)內?

般不需要中間轉接，流量控制和路由選擇功能大為簡化，通常在局域網(wǎng)不單獨設立網(wǎng)絡

層。因此，局域網(wǎng)的體系結構僅相當于OSI/RM的最低兩層。

3.采用多種媒體訪問控制技術。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)面對的是多源、多目的鏈路管理的問題。由此引發(fā)出多種媒體訪問控制技術。

(2)局域網(wǎng)采用廣播通信是因為局域網(wǎng)中的機器都連接到同?條物理線路，所有主機的數(shù)據(jù)

傳輸都經過這條鏈路，采用的通信方式是將主機要發(fā)送的數(shù)據(jù)送到公用鏈路上，發(fā)送至所有

的主機，接收端通過地址對比，接收法網(wǎng)自己的數(shù)據(jù)，并丟棄其他數(shù)據(jù)的方式。廣域網(wǎng)是由

更大的的地理空間、更多的主機構成的，若要將廣播用于廣域網(wǎng)，可能會導致網(wǎng)絡無法運行。

首先，主機間發(fā)送數(shù)據(jù)時，將會獨自占用通信鏈路，降低了網(wǎng)絡的使用率；另一方面，主機

A向主機B發(fā)送數(shù)據(jù)時，是想網(wǎng)絡中所有的主機發(fā)送數(shù)據(jù)，當主機數(shù)目非常多時，將嚴重消

耗主機的處理能力。同時也造成了數(shù)據(jù)的無效流動；再次，極易產生廣播風暴，是網(wǎng)絡無法

運行。

3-14常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲有哪些種類？現(xiàn)在最流行的是哪種結構？為什么早期的

以太網(wǎng)選擇總線拓撲結構而不使用星形拓撲結構，但現(xiàn)在卻改為使用星形拓撲結構？

答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲有（1）總線網(wǎng)（2）星形網(wǎng)（3）環(huán)形網(wǎng)（4）樹形網(wǎng)。

現(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。

當時很可靠的星形拓撲結構較貴。人們都認為無源的總線結構更加可靠，但是實踐證明，連

接有大量站點的總線式以太網(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

結構的集線器做得非常可靠。因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)?般都是用星形結構的拓撲結構。

3-15什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個主要標準？

答：以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準，組建于七十年代早期。

Ethernet（以太網(wǎng)）是一種傳輸速率為10Mbps的常用局域網(wǎng)（LAN）標準。在以太網(wǎng)中，所

有計算機被連接條同軸電纜上，采用具有沖突檢測的載波感應多處訪問（CSMA/CD）方法，

采用競爭機制和總線拓樸結構。基本上，以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜

和多端口集線器、網(wǎng)橋或交換機構成。在星型或總線型配置結構中，集線器/交換機/網(wǎng)橋通

過電纜使得計算機、打印機和工作站彼此之間相互連接。

有DIXEthernetV2標準和802.3標準。

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?位都有兩

個信號周期。標準以太網(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子層的標準已制定出來了但現(xiàn)在卻很少使用？

答：為了是數(shù)據(jù)鏈路層能更好的使用多種局域網(wǎng)標準，802委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層

拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體介入控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關

的內容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC

子層來說都是透明的。

由于現(xiàn)在TCP/IP體系經常是用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標準中的幾

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的作用已經不大了，很多廠商生產

的網(wǎng)卡上都僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以LLC子層的標準現(xiàn)在已經很少使用了。

3-18試說明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”表示電纜上的信號是基帶信號，“T”

表示使用雙絞線的最大長度是500m。

3-19以太網(wǎng)使用的CSMA/CD協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時分復用

TDM相比優(yōu)缺點如何？

答：CSMA/CD是?種動態(tài)的媒體隨機接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時分復用TDM是種靜態(tài)

的劃分信道，所以對信道的利用，CSMA/CD是用戶共享信道，更靈活，可提高信道的利用率，

不像TDM,為用戶按時隙固定分配信道，即使當用戶沒有數(shù)據(jù)要傳送時，信道在用戶時隙也

是浪費的；也因為CSMA/CD是用戶共享信道，所以當同時有用戶需要使用信道時會發(fā)生碰撞，

就降低信道的利用率，而TDM中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶發(fā)生沖突。對局域網(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

己的時隙內沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會更多，不利于信道的充分利用。

對計算機通信來說，突發(fā)式的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。

3-20假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)率為IGb/s。設信號在網(wǎng)絡上的傳播速率為

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l+200000=5X10-6s,即5us,來回路程傳播時間為理us。

為了能夠按照CSMA/CD工作，最短幀的發(fā)射時間不能小于10us。以IGb/s速率工作，10us

可以發(fā)送的比特數(shù)等于:

10000

110

1010

9

6

X

X

因此，最短幀是10000位或125()字