《計算機網(wǎng)絡(luò)教程(第6版)(微課版)》習(xí)題答案

習(xí)題解答

習(xí)題及參考答案說明

習(xí)題中的某些問答題是為了方便學(xué)生課后理解書本知識，并不一定適合作為考試題目,

給出的答案也僅供參考，學(xué)生不應(yīng)該死記硬背。

第1章

1-1計算機網(wǎng)絡(luò)向用戶可以提供哪些服務(wù)？

解答：計算機網(wǎng)絡(luò)是一種通信基礎(chǔ)設(shè)施，向用戶提供的最核心的服務(wù)就是信息交互服務(wù)

和資源共享服務(wù)。雖然計算機網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)一樣，都是一種通信基礎(chǔ)設(shè)施，

但與這兩個網(wǎng)絡(luò)最大的不同在于“算機網(wǎng)絡(luò)的端設(shè)備是功能強大且具有智能的il算機。利用

計算機網(wǎng)絡(luò)這個通信基礎(chǔ)設(shè)施，計算機上運行的各種應(yīng)用程序通過彼此間的通信能為用戶提

供更加豐富多彩的服務(wù)和應(yīng)用，如文件傳輸、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)電視等待。

1-2試簡述分組交換的要點。

解答：分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時無需在源和目的之間先建立一條

物理的通路，而是將要發(fā)送的報文分割為較小的數(shù)據(jù)段，將控制信息作為首部加在每個數(shù)據(jù)

段前面（構(gòu)成分組）一起發(fā)送給分組交換機。每一個分組的首部都含有目的地址等控制信息。

分組交換網(wǎng)中的分組交換機根據(jù)分組首部中的控制信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個分組交換機。

用這種存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式將分組轉(zhuǎn)發(fā)到達最終目的地。

1-3試從建立連接、何時需要地址、是否獨占鏈路、網(wǎng)絡(luò)擁塞、數(shù)據(jù)是否會失序、端到

端時延的確定性、適用的數(shù)據(jù)傳輸類型等多個方面比較分組交換與電路交換的特點。

解答：

電路交換分組交換

通信前需要建立連接通信前可以不建立連接

通信過程中始終占用端到端的固定傳分組在鏈路上傳輸時僅逐段占用經(jīng)過

輸帶寬的鏈路

通信時線路上不會因為擁塞而丟失數(shù)通信時會因為網(wǎng)絡(luò)擁塞而導(dǎo)致分組丟

據(jù)失

數(shù)據(jù)按序到達分組可能失序

建立連接后通信過程中不再需要地址所有分組都攜帶地址或相關(guān)控制信息

端到端時延確定端到端時延不確定

適合大量實時數(shù)據(jù)的傳輸適合突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸

1-4為什么說因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革？

解答：因特網(wǎng)已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)，縮小了人際交往的時間和空

間，大大改變著我們工作和生活的各個方面。

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

解答：因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個階段的演進。第一階段一一從單個網(wǎng)絡(luò)

ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。第二階段一一逐步建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。第三階段一一逐漸

形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。

1-6試簡述因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個階段。

解答：制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個階段：

(1)因特網(wǎng)草案(InternetDraft)——在這個階段還不是RFC文檔。

(2)建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)-----從這個階段開始就成為RFC文檔。

(3)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)。

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

解答：以小寫字母i開始的internet(互連網(wǎng)絡(luò))是一個通用名詞，它泛指由多個計算機

網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)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(互聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng))則是一個專用名詞，它指當(dāng)前全球最大

的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的

規(guī)則，且其前身是美國的ARPANET。

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

解答：見1.4.2節(jié)。

1-9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？它們的工作方式各

有什么特點？

解答：因特網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)雖然非常復(fù)雜，并且在地理上覆蓋了全球，但從其工作方式上

看，可以劃分為以下的兩大塊：

(1)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。

(2)核心部分由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服

務(wù)的(提供連通性和交換)。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程(第四版)

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)。從源點到終點

共經(jīng)過攵段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d(s),數(shù)據(jù)傳輸速率為〃(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〃(bit),假設(shè)x>p且各結(jié)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？(提示：畫一下草圖觀

察攵段鏈路共有幾個結(jié)點。)

解答：分組交換時延為：伏一1)〃/方十八〃十］/力。電路交換時延為：s+因此，

分組交換時延較電路交換時延小的條件為：(k-\)p/h<s

1-11在上題的分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為X和(p+〃)(bit),其中〃為

分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而〃為每個分組所帶的控制信息固定長度，與〃的大小無關(guān)。通信

的兩端共經(jīng)過我段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率為力(biUS),結(jié)點的排隊時間可忽略不計。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(yīng)取多大？

解答：假設(shè)每段鏈路的傳播時延為d(s),計算總時延。為：

(k-V)(p+h)/b+k?d+x/b+(x/p)h/bf

求。對〃的導(dǎo)數(shù)，令其為零。解出_______

p=Jx/z/(1一l)

M2從差錯控制、時延和資源共享3個方面分析，分組交換為什么要將長的報文劃分為

多個短的分組進行傳輸？

答：(1)若報文太大在傳輸中出現(xiàn)差錯的概率大，并且一旦出現(xiàn)差錯可能要重傳整個報

文，而劃分為小的分組，該分組出現(xiàn)差錯的概率減小了，并且一次僅需要重傳一個分組。(2)

將長的報文劃分為多個短的分組可以減小儲存轉(zhuǎn)發(fā)的時延。(3)太大的報文占用鏈路太長，

不利于費源共享，將長的報文劃分為多個短的分組減小的資源共享的粒度，斃高整個系統(tǒng)的

平均響應(yīng)時間，例如如一臺計算機在傳輸大的文件時，而另一臺計算機通過同一鏈路可以上

網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁，而無需等待文件傳輸結(jié)束。

1-13計算機網(wǎng)絡(luò)有哪些常用的性能指標(biāo)？

解答：速率、帶寬、吞吐量、時延、利用率

M4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2x10*m/s。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)長度為據(jù),bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s；

(2)數(shù)據(jù)長度為據(jù)3bit,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/so

從以上計算結(jié)果可得出什么結(jié)論？

解答：(1)發(fā)送時延為1()(",傳播時延為5ms。發(fā)送時延遠大于傳播時延。

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⑵發(fā)送時延為1|is,傳播時延為5ms。發(fā)送時延遠小于傳播時延。

1-15網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要采用分層次的結(jié)構(gòu)？試舉出一些與分層體系結(jié)構(gòu)的思想相

似的日常生活中的例子。

解答：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)是因為“分層”可將龐大而復(fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干

較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。

在我們的日常生活中不乏層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，例如郵政系統(tǒng)就是一個分層的系統(tǒng)，而且它

與計算機網(wǎng)絡(luò)有很多相似之處，如圖所示。

用戶應(yīng)用層

信件傳遞層

郵包運送層

交通運輸層

交通工具層

1-16協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？有何關(guān)系？

解答：這些為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network

protocol)o網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也可簡稱為協(xié)議。協(xié)議是控制兩個對等實體(或多個實體)進行通信的

規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要

實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。

協(xié)議和服務(wù)在概念上是很不一樣的。首先，協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。

使用本層服務(wù)的實體只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。其次，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議

是控制對等實體之間通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口

提供的。另外，并非在一個層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù)。只有那些能夠被高一層實體“看

得見”的功能才能稱之為“服務(wù)二

1-17試述具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。

解答：

(1)物理層：在物理媒體上傳送比特流。具體包括：與物理媒體的接口、比特的表示與同

步、數(shù)據(jù)率、線路配置、物理拓撲等。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層：在兩個相鄰結(jié)點間(主機和路由器或路由器和路由器之間)的鏈路上傳

送以幀為單位的數(shù)據(jù)。具體包括：組幀、差錯控制、物理編址、接入控制、流量控制等。

(3)網(wǎng)絡(luò)層：負責(zé)將分組從源主機(按照合適的路由)通過中間若干路由器的轉(zhuǎn)發(fā)傳送到

目的主機。核心功能是邏輯編址、路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

（4）運輸層：負責(zé)主機中兩個進程之間的邏輯通信（端到端通信）。具體包括：復(fù)用與分

用、可靠數(shù)據(jù)傳輸、流量控制、擁塞控制等。

（5）應(yīng)用層：通過應(yīng)用進程間的交互來實現(xiàn)特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，直接為用戶或應(yīng)用進程提供

特定的應(yīng)用服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件等。

1-18試解釋以下名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、客戶、服務(wù)器、客戶-

服務(wù)器方式。

解答：

協(xié)議棧：將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議幾個層次畫在一起很像一個棧的結(jié)構(gòu)，因此將這些協(xié)議層稱為協(xié)議

棧。

實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。

對等層：通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。協(xié)議定義的就是對等層間的通信規(guī)則。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元：OSI參考模型把對等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元

PDUo

客戶：在計算機網(wǎng)絡(luò)中進行通信的應(yīng)用進程中的服務(wù)請求方。

服務(wù)器：在計算機網(wǎng)絡(luò)中進行通信的應(yīng)用進程中的服務(wù)提供方。

客戶-服務(wù)器方式：通常指的是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的工作方式?？蛻簟龇?wù)器方式所描述

的是進程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。服務(wù)器總是

一直運行并被動等待通信，而客戶總是主動發(fā)起通信。服務(wù)器nJ以同時處埋多個客戶的請求，

而客戶程序之間不直接進行通信。

1-19試解釋everythingoverIP和IPovereverything的含義。

解答：TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應(yīng)用提供服務(wù)，即IP協(xié)議之上可以運行各種各樣

的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，這就是所謂的everythingoverIP。同時TCP/IP協(xié)議也允許IP協(xié)議互連各種各

式各樣的物理網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)，在IP層以上看不見下層不同的物理網(wǎng)絡(luò)，這就是所謂的

IPovereverythingo

1-20判斷以下正誤。

（1）提高鏈路速率意味著降低了信道的傳播時延。（X）

原因：

提高鏈路速率是提高了將數(shù)據(jù)推送到鏈路的速率。而信道的傳播時延僅跟信號的傳播速

率和信道長度有關(guān)，與發(fā)送速率無關(guān)。因此提高鏈路速率不會影響信道的傳播時延。

（2）在鏈路上產(chǎn)生的傳播時延與鏈路的帶寬無關(guān)。（V）

原因：

由于承載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率（這是光速的數(shù)量級）與數(shù)據(jù)的發(fā)送速

率并無關(guān)系，因此在鏈路上產(chǎn)生的傳播時延僅與信號傳播速率和信道長度有關(guān)。

（3）跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機到主機的數(shù)據(jù)通信的問題屬于運輸層的功能。（X）

原因：

跨越網(wǎng)絡(luò)提供主機到主機的數(shù)據(jù)通信的問題屬于網(wǎng)絡(luò)層的功能。運輸層為不同主機上的

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應(yīng)用進程和應(yīng)用進程間提供邏輯通信功能。

(4)發(fā)送時延是分組的第一個比特從發(fā)送方發(fā)出到該比特到達接收方之間的時間。(X)

原因：

發(fā)送時延是主機或路由器將分組發(fā)送到通信線路上所需要的時間，也就是從發(fā)送分組的

第一個比特算起，到該分組的最后一個比特發(fā)送到線路上所需要的時間。

(5)由于動態(tài)分配通信帶寬和其他通信資源，分組交換能更好更高效地共享資源。(J)

(6)采用分組交換在發(fā)送數(shù)據(jù)前可以不必先建立連接，發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)更迅速，因此不會

出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞。(X)

原因：

由于分組交換不像電路交換那樣通過建立連接來保證通信時所需的各種資源，因而無法

確保通信時端到端所需的帶寬，在通信量較大時可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

1-21一個系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)有N層，應(yīng)用程序產(chǎn)生M字節(jié)長的報文，網(wǎng)絡(luò)軟件在每層都

加上h字節(jié)的協(xié)議頭，網(wǎng)絡(luò)帶寬中至少有多大比率用于協(xié)議頭信息的傳輸？

解答：(Nxh/(Nxh+M))x100%o若應(yīng)用程序產(chǎn)生的報文再分為多個小的分組則比率

會更大。

第2章

2-1物理層要解決哪些問題？

解答：物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不

是指具體的傳輸媒體。因此物理層要考慮如何用電磁信號表示“1”或“0”；考慮所采用的傳

輸媒體的類型，如雙絞線、同軸電纜、光纜等；考慮與物理媒體之間接口，如插頭的引腳數(shù)

目和排列等；考慮每秒發(fā)送的匕特數(shù)目，即數(shù)據(jù)率。

2-2規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？

解答：用于物理層的協(xié)議也常稱為物理層規(guī)程(procedure)o其實物理層規(guī)程就是物理層

協(xié)議。只是在“協(xié)議”這個名詞出現(xiàn)之前人們就先使用了“規(guī)程”這一名詞。

2-3物理層規(guī)定傳輸設(shè)備與傳輸媒體之間接口的特性有哪幾個方面？各包含些什么內(nèi)

容？

解答：

(1)機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置

等。常見的各種規(guī)格的電源接插件都有嚴格的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。

(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)的某一電平的電壓表示何種意義。

(4)過程特性指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

2-4試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構(gòu)件的作用。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

解答：一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)（或發(fā)送端、發(fā)送方）、傳輸系統(tǒng)

（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）和目的系統(tǒng)（或接收端、接收方）。

鍵盤

幕

屏

輸

入

示

顯

漢

漢

字

字

----------源系統(tǒng)-----------+——傳輸系統(tǒng)------士--------目的系統(tǒng)----------?

信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息

源系統(tǒng)般包括以下兩個部分：

源點：源點設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，例如，從PC的鍵盤輸入漢字，PC產(chǎn)生輸出的數(shù)字

比特流。源點又稱為源站或信源。

發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)字比特流要通過發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進行傳輸。

典型的發(fā)送器就是調(diào)制器?，F(xiàn)在很多PC使用內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器（包含調(diào)制器和解調(diào)器），用

戶在PC外面看不見調(diào)制解調(diào)器。

目的系統(tǒng)一般也包括以下兩個部分：

接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并把它轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。典

型的接收器就是解調(diào)器，它把來自傳輸線路上的模擬信號進行解調(diào)，提取出在發(fā)送端置入的

消息，還原出發(fā)送端產(chǎn)生的數(shù)字比特流。

終點：終點設(shè)備從接收器獲取傳送來的數(shù)字比特流，然后進行信息輸出（例如，把漢字

在PC屏幕上顯示出來）。終點又稱為目的站或信宿。

在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間的傳輸系統(tǒng)可以是簡單的傳輸線，也可以是連接在源系統(tǒng)和R

的系統(tǒng)之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2-5請畫出數(shù)據(jù)流10100011的不歸零編碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的波

形（從高電平開始）。

解答：所求波形圖如圖所示。

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比特流

歸零制

不歸零制

曼徹斯特

差分

曼徹斯特

2-6“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？

解答：“比特/秒”和“碼元/秒”是不完全一樣的，信息的傳輸速率“比特/秒”與碼元的

傳輸速率“波特”(“碼元/秒”)在數(shù)量上卻有一定的關(guān)系。若1個碼元只攜帶Ibit的信息量，

則“比特/秒”和“波特”在數(shù)值上是相等的。但若使1個碼元攜帶〃bit的信息量，則MBaud

的碼元傳輸速率所對應(yīng)的信息傳輸速率為Mxnbit/so

2-7假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為2()000碼元/秒。如果采用幅移鍵控,

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)?

解答：16個等級可以表達4位二進制數(shù)，每個碼元可以表示4個比特，因此，可以獲得

80000b/s的數(shù)據(jù)率。

2-8假定用3kHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)，試問這個信道應(yīng)具有多高的信噪

比？

64/3

解答：根據(jù)香農(nóng)公式：C=3xlog2(l+S/7V)=64,1+S/N=2

S/W?2.64xl06

2-9試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)，信號，模擬信號，基帶信號，帶通信號，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。

解答：

數(shù)據(jù)：運送消息的實體。

信號：數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)。

模擬信號：連續(xù)信號，其特點是其代表消息的信號參數(shù)的取值是連續(xù)變化的。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

基帶信號：來自信源的信號（沒有經(jīng)過調(diào)制和搬移過頻譜的信號），因為往往包含有較多

的低頻成分，甚至有直流成分，因此常被稱為基帶信號（即基本頻帶信號）。

帶通信號：經(jīng)過載波調(diào)制后的信號（把基帶信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信

道中傳輸）稱為帶通信號（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。

數(shù)字信號：離散信號，代表消息的信號參數(shù)的取值是離散的。

碼元：在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基

本波形就稱為碼元。碼元是承載信息的基本信號單位。

單工通信：即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。

半雙工通信：即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當(dāng)然也就不能同時

接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間后再反過來。

全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。

串行傳輸：數(shù)據(jù)在傳輸時是逐個比特按照時間順序依次傳輸。

并行傳輸：數(shù)據(jù)在傳輸時采用「個并行的信道，次同時傳輸n個比特。

2-10常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？

解答：

雙線線，用兩根絕緣銅線扭在一起的通信媒體，絞合在一起是為了減少相鄰導(dǎo)線的電磁

干擾。雙絞線可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。在數(shù)字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾個兆

比特，則傳輸距離可達幾公里。雙絞線價格便宜，布線方便，主要用于電話用戶線和局域網(wǎng)

中。

同軸電纜，由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護塑料外層所

組成。同軸電纜的這種結(jié)構(gòu)和屏蔽性使得它有比雙絞線高得多的帶寬和更好的抗干擾特性。

目前同軸電纜主要用在有線電視網(wǎng)的居民小區(qū)中。

光纖，是利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖信號來進行通信，由于可見光的頻率非常高（108MHz）,

因此一個光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬遠遠大于目前其他傳輸媒體的帶寬。光纖可分為單模光纖

和多模光纖。光纖不僅通信容量非常大，而且傳輸損耗小，抗干擾和保密性能好。光纖通常

用在主干網(wǎng)絡(luò)中和高速局域網(wǎng)中。

無線傳輸媒體，即利用自由空間傳播電磁波。當(dāng)通信距離很遠，或跨越復(fù)雜地理環(huán)境時，

鋪設(shè)電纜既昂貴又費時，利用無線電波在自由空間傳播，可以實現(xiàn)多種通信。無線傳輸所使

用的頻段很廣。人們現(xiàn)在利用無線電、微波、紅外線以及可見光這幾個波段進行通信。無線

傳輸媒體的最大缺點就是容易被干擾，保密性差。

2-11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？

解答：許多用戶可以通過復(fù)用技術(shù)共同使用一個共享的信道來進行通信。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中傳輸

媒體的傳輸容量大于單一信道傳輸?shù)耐ㄐ帕繒r，可利用復(fù)用技術(shù)在一條物理線路上建立多條

通信信道來充分利用傳輸媒體的帶寬。

常用的復(fù)用技術(shù)包括：頻分復(fù)用、時分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用。

2-12試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。

-290-

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

解答：

FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)頻分復(fù)用，將傳輸線路的可用頻帶分割為若干條較

窄的子頻帶，每一條子頻帶傳輸一路信號，從而實現(xiàn)在同一條線路上傳輸多路信號。

TDM(TimeDivisionMultiplexing)時分復(fù)用，將一條物理線路的傳輸時間分成若干個時間

片(時隙)，按一定的次序輪流給各個信號源使用，從而實現(xiàn)在同一條線路上傳輸多路信號。

STDM(StatisticTDM)統(tǒng)計時分復(fù)用，又稱為異步時分復(fù)用，將線路的傳輸時間按需動態(tài)

地分配給各個信號源，而不是給每個信號源分配固定的時隙。

WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)波分復(fù)用，就是光的頻分復(fù)用，將不同波長的光

信號復(fù)用到同一根光纖上。

DWDM(DenseWDM)密集波分復(fù)用，最初，人們只能在一根光纖上復(fù)用兩路光載波信號。

這種復(fù)用方式稱為波分復(fù)用WDM。隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復(fù)用的光載波信號的路

數(shù)越來越多?，F(xiàn)在已能做到在一根光纖上復(fù)用幾十路或更多路數(shù)的光載波信號。于是就使用

了密集波分復(fù)用DWDM這一名詞。DWDM的波長間隔很小，不到2nm。

CDMA(CodeDivisionMultiplexAccess)碼分多址，給每個用戶分配一個唯一的正交碼，

在發(fā)送端，不同用戶的數(shù)據(jù)用該正交碼編碼后復(fù)用到同一信道進行傳輸；在接收端，用同一

正交碼解碼進行分用。CDMA主要用于無線通信，具有很強的抗干擾能力。

SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng)，美國在1988年首先推出的一個在光

纖傳輸基礎(chǔ)上的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)。整個同步網(wǎng)絡(luò)的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘。

SONET為光纖傳輸系統(tǒng)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級結(jié)構(gòu)，其傳輸速率以51.84Mbit/s為

基礎(chǔ)。

SDH(SynchronousDigitalHierarchy)同步數(shù)字系列，ITU-T以美國標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)制

定的國際標(biāo)準(zhǔn)，SDH的基本速率為155.52Mbit/So

STM-1(SynchronousTransferModule-11級同步傳遞模塊，是SDH的一系列傳輸標(biāo)準(zhǔn)

之一，規(guī)定了SDH的基本速率為155.52Mbit/So

OC-48(OpticalCarrier-48)第48級光載波，是SONET的一系列傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一，其速率是

SONET1級光載波OC-1速率(51.84Mbit/s)的48倍，即2488.32Mbit/s。

2-13碼分多址CDMA的復(fù)用方法有何優(yōu)缺點？

解答：優(yōu)點是容量大，有很強的抗干擾能力，發(fā)送功率小。缺點是技術(shù)相對復(fù)雜。

2-14共有4個用戶進行CDMA通信。這4個用戶的碼片序列為：

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)收到碼片序列：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問是哪些用戶發(fā)送了數(shù)據(jù)？發(fā)送的是1還

是0?

解答：A的內(nèi)積為1,B的內(nèi)積為-1,C的內(nèi)積為0,D的內(nèi)積為1。因比，A和D發(fā)送

的是1,B發(fā)送的是()，而C未發(fā)送數(shù)據(jù)。

2-15試比較ADSL、HFC及FTTx接入技術(shù)的特點。

計弊機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

解答：ADSL最大好處是利用現(xiàn)有電話網(wǎng)中的用戶線，改造成本低，每戶獨占該用戶線，

并可以同時上網(wǎng)和打電話，但接入速率與用戶線的質(zhì)量和長度有很大關(guān)系。

HFC的優(yōu)點是利用現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)，傳輸帶寬高，但要將現(xiàn)有單向傳輸?shù)挠芯€電視

電纜改造為雙向通信的電纜，小區(qū)用戶共享同一媒體。

FTTx帶寬高，是解決寬帶接入最理想的方案，但需要鋪設(shè)大量光纖，投入的建設(shè)成本較

高。

2-16為什么在ADSL技術(shù)中，在不到1MHz的帶寬中可以傳送的速率卻可以高達每秒

幾個兆比特？

解答：采用先進的編碼技術(shù)，每個碼元攜帶多個比特，即每秒傳送一個碼元就相當(dāng)于每

秒傳送多個比特。

2-17判斷以下正誤。

（l）DSL和電話網(wǎng)撥號接入技術(shù)都要通過電話網(wǎng)經(jīng)過電話交換機連接到ISP的路由器的。

（X）

原因：撥號上網(wǎng)使用撥號調(diào)制解調(diào)器，利用電話網(wǎng)（電路交換）在用戶計算機與ISP的

路由器之間建立一條物理鏈路（話音信道），使用這條話音信道傳輸數(shù)據(jù)。而DSL僅使用用

戶線，利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信道分離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過電

話網(wǎng)。

（2）通過ADSL上網(wǎng)的同時可以利用同一電話線打電話。（J）

原因：ADSL僅使用用戶線，利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信道分

離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過電話網(wǎng)，因此可以同時上網(wǎng)和打電話。

（3）雙絞線由兩個具有絕緣保護層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起組成，這樣不容易

被拉斷」（X）

原因：雙絞線由兩個具有絕緣保護層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起組成，這樣可以

降低信號干擾的程度。

（4）信道復(fù)用技術(shù)可以將多路信號復(fù)用到同一條傳輸線路上進行傳輸，而不會混淆，因

此能將該傳輸線路的帶寬成倍增加。（X）

原因：信道復(fù)用技術(shù)將一條物理的通信線路劃分為多個邏輯子信道，原來物理線路的傳

輸帶寬并不增加。

2-18請比較電話網(wǎng)撥號上網(wǎng)和通過ADSL上網(wǎng)的區(qū)別。

解答：撥號上網(wǎng)使用撥號調(diào)制解調(diào)器，利用電話網(wǎng)（電路交換）在用戶計算機與ISP的

路由器之間建立一條物理鏈路（話音信道），使用這條話音信道傳輸數(shù)據(jù)，因此不能同時打

電話和上網(wǎng)。而ADSL僅使用用戶線，利用頻分復(fù)用技術(shù)將用戶線劃分了數(shù)據(jù)信道和話音信

道分離，上網(wǎng)的數(shù)據(jù)并不通過電話網(wǎng)，因此可以同時上網(wǎng)和打電話，并且因為不受話音信道

頻帶寬度的限制可以提供更高的數(shù)據(jù)帶寬。

-292-

第3章

3-1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？

解答：所謂鏈路就是從一個結(jié)點到相鄰結(jié)點的一段物理線路，而中間沒有任何其他的交

換結(jié)點。在進行數(shù)據(jù)通信時，兩個計算機之間的通信路徑往往要經(jīng)過許多段這樣的鏈路?？?/p>

見鏈路只是一條路徑的組成部分。

數(shù)據(jù)鏈路則是另一個概念。這是因為當(dāng)需要在一條線路上傳送數(shù)據(jù)時，除了必須有一條

物理線路外，還必須有一些必要的通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸（這將在后面幾節(jié)討論）。

若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。這樣的數(shù)據(jù)鏈路就不再是

簡單的物理鏈路而是個邏輯鏈路了。

“電路接通了”僅僅是物理線路接通了通信雙方可以在上面發(fā)送和接收0/1比特了，而

“數(shù)據(jù)鏈路接通了”表明在該物理線路接通的基礎(chǔ)上通信雙方的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實體已達成

了一致并做好了在該鏈路上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀的準(zhǔn)備（可能互相要協(xié)商某些數(shù)據(jù)鏈路層參數(shù)）。

3-2數(shù)據(jù)鏈路層包括哪些主要功能？試討論數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優(yōu)點

和缺點。

解答：數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路控制的主要功能包括：封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測，可選

功能包括可靠傳輸、流量控制等。

在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?shù)膬?yōu)點是通過點到點的差錯檢測和重傳能及時糾正相鄰結(jié)

點間傳輸數(shù)據(jù)的差錯。若在數(shù)據(jù)鏈路層不實現(xiàn)可靠傳輸由高層如運輸層通過端到端的差錯檢

測和重傳來糾正這些差錯會產(chǎn)生很大的重傳時延。

但是在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸并不能保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?，如由于網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)

致路由器丟棄分組等。因此，即使數(shù)據(jù)鏈路層是可靠的，在高層如運輸層仍然有必要實現(xiàn)端

到端可靠傳輸。如果相鄰結(jié)點間傳輸數(shù)據(jù)的差錯率非常低，則在數(shù)據(jù)鏈路層重復(fù)實現(xiàn)可靠傳

輸就會給各結(jié)點增加過多不必要的負擔(dān)。

3-3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？

解答：網(wǎng)絡(luò)適配器的作用就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能。適配器接收和發(fā)送各種

幀時不使用計算機的CPUo這時CPU可以處理其他任務(wù)。當(dāng)適配器收到有差錯的幀時，就

把這個幀丟棄而不必通知計算機。當(dāng)適配器收到正確的幀時，它就使用中斷來通知該計算機

并交付給協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)適配器工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

3-4如果不解決透明傳輸問題會出現(xiàn)什么問題？

解答：如果不解決透明傳輸問題，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中有與幀定界符相同的比特組合，則

會導(dǎo)致幀定界錯誤。

3-5要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用CRC的生成多項式是P（X）=X，+X+1。試求應(yīng)

添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1變成了（），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I都變成了0,間接收端能否發(fā)現(xiàn)？

采用CRC檢驗后，數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？

解答：根據(jù)CRC生成多項式，除數(shù)P=10011。用11010110110000,模2除P,余數(shù)即

CRC檢驗序列為1110。

添加檢驗序列后為11010110111110,數(shù)據(jù)（注意是數(shù)據(jù)，不包括檢驗序列）在傳輸過程

中最后一個1變成了0,則接收方收到的數(shù)據(jù)為11010110101110。除P得到的余數(shù)不為零

（0011）,發(fā)現(xiàn)差錯。

若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0,則接收方收到的數(shù)據(jù)為llOlOHOOOlllOo

除P得到的余數(shù)也不為零（0101）,發(fā)現(xiàn)差錯。

采用CRC檢驗僅能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)差錯但并不能糾正差錯，因此并不能實

現(xiàn)可靠傳輸。

3-6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(yīng)添加在

數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。

解答：根據(jù)CRC的生成多項式，除數(shù)為1001,被除數(shù)為101110000,余數(shù)為011。

3-7停止等待協(xié)議需不需要為確認幀編號？試舉例并畫圖說明理由。

解答：在往返時延很不確定的情況下，如果確認幀不編號，當(dāng)超時重傳時間小于實際的

往返時延時，發(fā)送方會收到重復(fù)的確認幀，導(dǎo)致錯誤，如圖所不的情況，會導(dǎo)致M2丟失。

但在往返時延比較確定的情況下，由于超時時間總是大于往返時延，確認幀可無需編號。

3-8考慮0/1比特交替停止等待協(xié)議（序號只有一位的停止等待協(xié)議），假定發(fā)送方和接

收方之間的鏈路會造成幀失序。請畫圖說明該協(xié)議將不能應(yīng)對所有出錯情況（協(xié)議錯誤地收

下或丟棄數(shù)據(jù)）。

解答：如圖所示，當(dāng)鏈路造成幀失序時，0/1編號不足以區(qū)分遲到的失序幀，會導(dǎo)致錯誤。

為解決該問題需要增大編號長度。（答案不唯一）

-294-

發(fā)送方接攻方

3-9信道帶寬是4kbit/s,傳播延遲是20ms,那么幀的大小在什么范圍內(nèi)時。，停止等待

協(xié)議才有至少50%的效率？

解答:幀大于160bito

當(dāng)發(fā)送一幀的時間等于信道傳播延遲的2倍時，信道利用率是5()%,也就是說，當(dāng)發(fā)送

一幀的時間等于來回路程的傳播延遲時，效率是50%。由于20msX2=40ms,現(xiàn)在發(fā)送速率

是每秒4OOObit,即發(fā)送Ibit需要0.25ms,40ms/(0.25ms/bit)=160bito

3-10判斷正誤：“由于Go-Back-N協(xié)議采用的是累積確認，當(dāng)某個確認分組丟失時，不

一定會導(dǎo)致發(fā)送方重傳”，并畫圖舉例說明。

解答：正確。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

3-11考慮GBN協(xié)議，當(dāng)收到序號不對的分組，如果接收方僅僅將它們丟棄而不對最近

按序接收的分組進行確認，會出現(xiàn)什么錯誤情況。請畫圖舉例說明。

解答：假設(shè)窗口大小為4,發(fā)送方連續(xù)發(fā)送1,2,3,4號幀，接收方全部正確接收，但返

回的確認幀卻全部丟失。當(dāng)發(fā)送方超時重傳1,2,3,4號幀時，接收方會全部丟棄（接收方正

等待接收5號幀），如果不對4號幀進行再確認，發(fā)送方會?直重傳1,2,3,4號幀。（圖略）

另外，若發(fā)送方發(fā)送DATAn,接收方正確接收，但確認丟失，若發(fā)送方?jīng)]有新的數(shù)據(jù)發(fā)

送時，發(fā)送方會一直不停地重傳DATAno

3-12考慮在Go-Back-N協(xié)議中幀序號的長度問題，假設(shè)幀序號用3bit,而發(fā)送窗口為

8。試找出一種情況，使得在此情況下協(xié)議不能正確工作（考慮序號重用時造成的混亂，但不

考慮信道失序情況）。

解答：設(shè)想在發(fā)送方的發(fā)送窗口內(nèi)的序號為0,1,2,3,4,5,6,7,且全部發(fā)送出去了。而

接收方的接收窗口內(nèi)的序號為0。接收端若收到。號幀，則無法判斷是新的0號幀還是重傳

的0號幀（當(dāng)0到7號幀的確認幀全部丟失）。

3-13考慮選擇重傳協(xié)議，若接收方收到序號落在接收窗口之外的數(shù)據(jù)分組時如何處理?

解答：假設(shè)發(fā)送窗口大小為Swin,接收窗口大小為Rwin,當(dāng)前接收窗口為［n?n+Rwin-

l］o只可能山現(xiàn)以下兩種情況：

①當(dāng)接收方收到的數(shù)據(jù)分組序號落在|n-Swin?內(nèi)時，應(yīng)丟棄該數(shù)據(jù)分組并應(yīng)答一個

ACKo出現(xiàn)這種情況是因為該數(shù)據(jù)分組接收方之前已正確接收并交付上層，但發(fā)送方?jīng)]有收

到該分組的ACK,導(dǎo)致發(fā)送方重傳該分組，因此要補發(fā)一個ACK。

②當(dāng)接收方收到的數(shù)據(jù)分組序號落在接收窗口之外且序號落在［n+Rwin~n+Swin-1］大于

n+win-1時，只有Swin>Rwin時才會出現(xiàn)這種情況，由于接收方?jīng)]有緩存可存儲該分組應(yīng)

該直接丟棄該分組而不發(fā)送ACK。由于這種情況會導(dǎo)致發(fā)送方無效發(fā)送分組,而Swin<Rwin

則會導(dǎo)致接收緩存浪費，因此一般Swin=Rwin。

3-14一條鏈路傳輸帶寬為2Mbps,長度為10000km,信號傳播速率為2.0xI。，km/s,

分組大小為100B,忽略應(yīng)答幀大小。如果采用停止等待協(xié)議，問最大吞吐率（實際可達的最

高平均數(shù)據(jù)速率）是多少？信道利用率是多少？如果采用滑動窗口協(xié)議，要想達到最高吞吐

率，發(fā)送窗口最小是多少？

解答：最大吞吐率7968bps，信道利用率0.3984%。如果采用滑動窗口協(xié)議，要想達到

最高吞吐率，發(fā)送窗口最小為251。

發(fā)送延遲二（8x100）/（2x106）=0.4ms,傳播延遲二（1000km）/（200km/ms）=50ms

1幀發(fā)送完后等待1個RTT,然后發(fā)另一幀。

周期長度=0.4ms+50msX2=100.4ms,1個周期內(nèi)發(fā)送1幀。

實際數(shù)據(jù)速率=（8*100b/幀X1幀）/100.4ms=7968bps。

信道利用率=7968bps/（2x106）bps=0.3984%o

如果采用滑動窗口協(xié)議，可連續(xù)發(fā)送的幀的個數(shù)為：

-296-

（周期長度）/（分組發(fā)送時間）=100.4ms/0.4ms=251。

所以，發(fā)送窗口最小為251。

3-15假定衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為100kbps,衛(wèi)星信道的單程（即從發(fā)送方通過衛(wèi)星到達接

收方）傳輸時延為250ms,每個數(shù)據(jù)幀長均為2000b,忽略誤碼、確認字長、首部和處理時

間等開銷，為達到傳輸?shù)淖畲笮?，幀的序號至少多少位？此時信道最高利用率是多少？

解答：RTT=250X2ms=0.5s

1個幀的發(fā)送時間=2000b/100kbps=20x10-3So

1個幀發(fā)送完后經(jīng)過1個單程延遲到達接收方，再經(jīng)過1個單程延遲發(fā)送方收到應(yīng)答，

從而可以繼續(xù)發(fā)送，理想的情況是此時窗口信息剛發(fā)送完或還沒有發(fā)送完。

假設(shè)窗口值等于x,令（2000bitXx）/（100kbO）=20x10-3s+RTT=20x10-3s+0.5s=0.52so

得x=26o

若要取得最大信道利用率，窗口值是26即可，在此條件下，可以不間斷地發(fā)送幀，所以

發(fā)送率保持在100kbpso

由于16<26<32,幀的順序號應(yīng)為5位。在使用后退N幀協(xié)議的情況下，最大窗口值是

31,大于26,可以不間斷地發(fā)送幀，此時信道利用率是100%。

3-16使用1個64kbps的衛(wèi)星通道（端到端的傳輸延遲是270ms）發(fā)送512字節(jié)的數(shù)據(jù)

幀（在一個方向上），而在另一方向上返回很短的確認幀。若滑動窗口協(xié)議的窗口大小分別為

1、7、15和127時的最大吞吐率是多少？

解答：使用衛(wèi)星信道，端到端的傳輸延遲是270ms,以64kbps發(fā)送，512字節(jié)長的數(shù)據(jù)

幀占據(jù)通道的時間是（512X8）/64000=64x10-3s,即64ms。

用t=0表示傳輸開始時間，那么在t=64ms時，第1幀發(fā)送完畢，t=64+270=334ms時，

第1幀完全到達接收方，并開始返回很短的確認幀（發(fā)射時間忽略），t=334+270=604ms時，

確認幀完全到達發(fā)送方。因此，周期等于604ms,需要窗口大小為604/64七9個幀才能保持

通道不空。

對于窗口值1,每604ms可發(fā)送4096位，吞吐率=4096/0.604-6781bps,約為6.8kbps。

對于窗口值7,吞吐率=6781X7=47467bps,約為47.5kbps。

對于窗口值超過9幀（包括15幀和127幀的情況），吞吐率達到完全速率64kbps。

3-17PPP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？

解答：PPP協(xié)議的主要特點如下：

（1）簡單，數(shù)據(jù)鏈路層的PPP協(xié)議非常簡單，具有封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測功能，

但向上不提供可靠傳輸服務(wù)。

（2）支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，PPP協(xié)議能夠在在同一條物理鏈路上同時支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,

如IP和IPX等。

（3）支持多種類型鏈路，PPP協(xié)議能夠在多種類型的鏈路上運行。例如I,串行的或并行的，

同步的或異步的，低速的或高速的，電的或光的點對點鏈路。

計算機網(wǎng)絡(luò)教程（第四版）

（4）檢測連接狀態(tài)，PPP協(xié)議具有一種機制能夠及忖（不超過幾分鐘）自動檢測出鏈路是

否處于正常工作狀態(tài)。

（5）網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商，PPP協(xié)議提供了一種機制使通信的兩個網(wǎng)絡(luò)層（例如，兩個IP層）

的實體能夠通過協(xié)商知道或能夠配置彼此的網(wǎng)絡(luò)層地址。

幀的編號是可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕緳C制，PPP不使用幀的編號是因為PPP不實現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)

傳輸。由于PPP沒有編號和確認機制因此不能實現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸，適用于線路質(zhì)量較好的情

況。

3-18當(dāng)PPP協(xié)議使用面向字符的異步傳輸方式時，一個PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進

制寫出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。試問真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進制寫出）？

解答：轉(zhuǎn)義符為7D,7D5E還原為7E,7D5D還原為7D,真正的數(shù)據(jù)為：7EFE277D

7D657Eo

3-19PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串OllOllllllllllOOo試問經(jīng)過零比特填充后

變成怎樣的比特串?若接收端收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110,問刪除

發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？

解答：填充比特后為（口中是填充的比特）。刪除比特后為

000111011111[0]11111[0]110（口中是刪除的比特）。

3-20PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有哪幾種？當(dāng)用戶要使用PPP協(xié)議和ISP建立連接進行通信

需要建立哪幾種連接？每一種連接解決什么問題？

解答：PPP協(xié)議的工作狀態(tài)有6種：鏈路靜止、鏈路建立、鑒別、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、鏈路打

開、鏈路終止。

首先要建立物理連接進入鏈路建立狀態(tài)，然后是建立LCP鏈路，進行鑒別、NCP配置，

最后進入鏈路打開狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立。

3-21局域網(wǎng)的主要特點是什么？為什么局域網(wǎng)常采用廣播通信方式而廣域網(wǎng)不采用呢？

解答：局域網(wǎng)最主要的特點是：網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。

由于局域網(wǎng)的該特點，采用廣播信道方式十分簡單方便。而廣播通信方式需要解決共享

信道問題，不利于連接覆蓋地理范圍非常大的大量用戶，在廣域范圍內(nèi)進行廣播通信會造成

通信資源的極大浪費，因此，廣域網(wǎng)不采用廣播通信方式。

3-22常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲有哪些種類？現(xiàn)在最流行的是哪種結(jié)構(gòu)？

解答：常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲有星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)和總線網(wǎng)。現(xiàn)在最流行的是星形網(wǎng)。

3-23什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個主要標(biāo)準(zhǔn)？

解答：由于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)率已演進到每秒百兆比特、吉比特或甚至10吉比特，因此通常

就用“傳統(tǒng)以太網(wǎng)”來表示最早流行的10Mbit/s速率的以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)有兩個標(biāo)準(zhǔn)：DIXEthernetV2與IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是美國施樂（Xerox）

-298-

公司的PaloAlto研究中心(簡稱為PARC)于1975年研制成功的。1980年9月，DEC公司、

英特爾(Intel)公司和施樂公司聯(lián)合提出了10Mbit/s以太網(wǎng)規(guī)約的第一個版本DIXVI。1982

年又修改為第二版規(guī)約，即DIXEthernetV2,成為世界上第一個局域網(wǎng)產(chǎn)品的規(guī)約。在此基

礎(chǔ)上，IEEE802委員會的802.3工作組于1983年制定了第一個IEEE的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE

802.3,數(shù)據(jù)率為據(jù)Mbit/s。

3-24試說明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。

解答：“10”代表1()Mbit/s的數(shù)據(jù)率，BASE表示連接線上的信號是基帶信號，T代表

雙絞線C

3-25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(fù)

用TDM相比優(yōu)缺點如何？

解答：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負載較輕，各站以突發(fā)方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，碰撞的概率很小，CSMA/CD信道

利用率和效率比較高，而TDM會浪費大量時隙，效率比較低。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負載很重時，采用

CSMA/CD會導(dǎo)致大量碰撞，效率會大大下降，而TDM能保證每個站獲得固定可用的帶寬。

3-26在以太網(wǎng)幀中，為什么有最小幀長的限制？畫圖舉例說明。

解答：CSMA/CD協(xié)議一個要點是當(dāng)發(fā)送站正在發(fā)送時，若檢測到?jīng)_突則立即中止發(fā)送，

然后推后一段時間再發(fā)送。如果發(fā)送的幀太短，還沒有來得及檢測到?jīng)_突就已經(jīng)發(fā)送完了，

那么就無法進行沖突檢測了，如圖所示。因此，所發(fā)送的幀的最短長度應(yīng)當(dāng)要保證在發(fā)送完

畢之前，必須能夠檢測到可能最晚來到的沖突信號。

AB

AODB000D0DD0DtO

DDADDD0ADD0DBD

D00DDDDD00AODD

0DD0DAODBQ0000

D0DDD00D000DDA

DDDD

3-27假定總線長度為1km,數(shù)據(jù)率為1Gbit/so設(shè)信號在總線上的傳播速率為200000

km/so求能夠使用CSMA/CD協(xié)議的最短幀長。

解答：端到端往返時延為(21＜口)/(2000001＜01圖=10鴻，因此只有發(fā)送時延大于該往返

時延才能保證檢測出所有可能的碰撞。即，最短幀長為(lGbit/s)x(l()悶=10()()()bit,即1250

字節(jié)。

3-28假設(shè)兩個結(jié)點在一個速率為R的廣播信道上同時開始傳輸一個長度為L的分組。用

，刖〃表示這兩個結(jié)點之間的傳播時延。如果＞L/R,會出現(xiàn)信號沖突嗎(信號的疊加)？

計算機網(wǎng)絡(luò)教程(第四版)

這兩個結(jié)點能檢測到?jīng)_突嗎？為什么？通過該問題你能得到什么結(jié)論？

解答：會出現(xiàn)沖突。在兩結(jié)點中間的某段鏈路上這兩個結(jié)點的發(fā)送的信號必然會疊加起

來，導(dǎo)致在該段鏈路上的其它結(jié)點無法正確識別信號。但這兩個結(jié)點自己卻無法檢測到?jīng)_突，

因為已經(jīng)發(fā)送完了分組以后另一結(jié)點發(fā)送的信號才能到達，即在這兩結(jié)點的位置并無信號的

疊加。為檢測出碰撞，發(fā)送時延不能太短或傳播時延不能太長。

3-29以太網(wǎng)不要求收到數(shù)據(jù)的目的站發(fā)回確認，為什么？

解答：因為局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯的概率是很小的，絕大多數(shù)的

差錯都來自媒體訪問控制中的信號沖突，這通過沖突檢測和重傳來解決。其他差錯的糾正由

上面的高層來做。收端收到有差錯的幀時，丟棄即可。

3-30有10個站連接到以太網(wǎng)上。試計算以下三種情況下每一個站所能得到的帶寬。

(1)10個站都連接到一個10Mbit/s以太網(wǎng)集線器；

(2)10個站都連接到一個100Mbit/s以太網(wǎng)集線器；

(3)10個站都連接到一個10Mbit/s以太網(wǎng)交換機。

解答：若假定利用率為100%。(1)每個站平均得到1Mbit/s帶寬；(2)每個站平均得到10

Mbit/s帶寬；(3)每個站可獨占10Mbit/s帶寬;

3-31有一個使用集線器的以太網(wǎng)，每個站到集線器的距離為d,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為C,幀

長為12500字節(jié)，信號在線路上的傳播速率為2.5X10*m/s。距離d為25m或250()m,發(fā)送

速率為10Mbit/s或10Gbit/s。這樣就有4種不同的組合。試利用式(3-4)分別計算這4種不同

情況下參數(shù)。的數(shù)值，并進行簡單討論。

解答：

d=25m2500m

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

a2xl(r52xl022xl032

結(jié)果表明距離越大，速率越高則參數(shù)。越大。當(dāng)幀長一定時，隨著以太網(wǎng)的覆蓋范圍的

增大和速率的提高，以太網(wǎng)的的信道利用率會降低。

3-32公式(3-5)表示，以太網(wǎng)的極限信道利用率與連接在以太網(wǎng)上的站點數(shù)無關(guān)。能否由

此推論出：以太網(wǎng)的利用率也與連接在以太網(wǎng)上的站點數(shù)無關(guān)？請說明你的理由。

解答：以太網(wǎng)的極限信道利用率考慮的是一種最理想的情況，即假定以太網(wǎng)上的各站發(fā)

送數(shù)據(jù)都不會產(chǎn)生碰撞。從概率上講，最理想情況發(fā)生的概率極其小，因此是極限信道利用

率。但實際上隨著以太網(wǎng)上的站點數(shù)的增加，碰撞的概率會越來越大，信道的實際利用率也

會越來越小。

3-33使用CSMA/CD協(xié)議時,，若線路長度為l()()m,信號在線路上傳播速率為2xl()8m/So

數(shù)據(jù)的發(fā)送速率為1Gbit/s。試計算幀長分別為512字節(jié)、1500字節(jié)和64000字節(jié)時的參數(shù)

。的數(shù)值，并進行簡單討論。

解答：參數(shù)。的數(shù)值分別為：0.122,0.0417和0.000977。結(jié)果表明可用通過增大以太網(wǎng)

的幀長來提高網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。但幀長過大會導(dǎo)致發(fā)送站占用信道時間過長，而其它站等

-300-

待的時間太長，會降低系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間。因此標(biāo)準(zhǔn)的制定需要考慮各種因素。

3-34在以太網(wǎng)中，兩個站發(fā)送數(shù)據(jù)時沖突，不考慮其他站，它們再次沖突的概率是多少?

最多兩次重傳就成功的概率是多少？

解答：再次沖突的概率為50%,需要兩次重傳才成功的概率為3/8=37.5%,因此最多兩

次重傳就成功的概率為87.5%c

3-35在CSMA/CD中，為什么在檢測到碰撞后要執(zhí)行退避算法？再次重傳碰撞為何要

把隨機選擇退避時間的范圍增加一倍？

解答：發(fā)生碰撞的站點不能在等待信道變?yōu)榭臻e后就立即再發(fā)送數(shù)據(jù)，因為會導(dǎo)致再次

碰撞。因此，發(fā)生碰撞的站點在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（這叫作退避）一個隨機的時間再

監(jiān)聽信道進行重傳。如果連續(xù)多次發(fā)生沖突，往往表明可能有較多的站點參與爭用信道，需

要在比較大的范圍內(nèi)選擇退避時間才能將各站點的選擇的發(fā)送時間錯開，避免再次沖突。因

此，當(dāng)重傳又發(fā)生了碰撞，則將隨機選擇的退避時間范圍擴大一倍，以減小再次碰撞的概率。

3-36簡述局域網(wǎng)交換機與集線器的區(qū)別？

解答：⑴交換機工作在鏈路層，根據(jù)幀（鏈路層分組）的目的MAC地址進行轉(zhuǎn)發(fā)；而集線

器工作在物理層，僅是將端口接收到的比特轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有端口而不是對幀進行處理。（2）

集線器在轉(zhuǎn)發(fā)一個幀中比特時，不對傳輸媒體進行檢測，因此其連接起來的主機屬于同一沖

突域：但交換機在轉(zhuǎn)發(fā)一個幀之前必須執(zhí)行CSMA/CD算法（當(dāng)連接集線器時），有隔離沖

突域的功能。

3-37為什么集線器不能互連工作在不同速率的LAN網(wǎng)段，而以太網(wǎng)交換機卻可以。

解答：集線器工作在物理層僅將電信號方大整形轉(zhuǎn)發(fā)出去，不緩存整個以太網(wǎng)幀。而以

太網(wǎng)交換機可以將整個以太網(wǎng)幀緩存到內(nèi)存然后從輸出端口以新的速率發(fā)送出去。

3-3810Mbit/s以太網(wǎng)升級到100Mbit/s、1Gbit/s甚至40/100Gbit/s時,都需要解決哪

些技術(shù)問題？為什么以太網(wǎng)能夠在發(fā)展的過程中淘汰掉自己的競爭對手，并使自己的應(yīng)用范

圍從局域網(wǎng)一直擴展到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)？

解答：首先是要規(guī)定新的物理層標(biāo)準(zhǔn)以提高發(fā)送速率。

其次，為了在數(shù)據(jù)發(fā)送速率提高時不降低網(wǎng)絡(luò)的信道利用率（使參數(shù)〃仍保持不變），同

時為了向后兼容，不改變以太網(wǎng)的幀格式和最小幀長。100Mbit/s以太網(wǎng)的爭用期是5.12

幀間最小間隔現(xiàn)在是0.96再，都是10Mbit/s以太網(wǎng)的1/10,將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減

小至I」100m。而1Gbit/s以太網(wǎng)為了不再減小最大電纜長度采用“載波延伸”和