《计算机网络》课后习题答案【谢希仁】第五版.pdf 50页

'计算机吧为计算机考研学生提供一站式的计算机考研服务，我们专注，所以我们成功！计算机吧【www.jsj8.com】专业于计算机考研为各位计算机考研同学提供一个免费的交流平台有丰富的计算机考研资料、考研视频、复试机试资料供大家免费下载欢迎大家访问：www.jsj8.com 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101 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。（1）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20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。（2）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。（3）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。（4）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。102 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。103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：（1）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。（2）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。（3）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。104 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？105 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，IEEE802标准就是这样处理的。106 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107 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（b/s）。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=s+x/b时报文的最后1位发送完毕；t=s+x/b+kd 时报文到达目的地。而对于分组交换，最后1 位在t=x/b 时发送完毕。为到达最终目的地，最后1个分组必须被中间的路由器重发k1次，每次重发花时间p/b（一个分组的所有比特都接收齐了，才能开始重发，因此最后1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xp +( k-1 ) +kd b b 为了使分组交换比电路交换快，必须：xp x+( k-1 ) +kd (k-1) b18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（p+h）（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（b/s），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x/p ，因此总的数据加上头信息交通量为（p+h）x/p位。源端发送这些位需要时间为：x (p+h)pb中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为（k1）（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＞0，所以故时能使总的延迟最小。109 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。110 试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：7（1）数据长度为10 bit，数据发送速率为100kb/s，收发两端之间的传输距离为1000km，8信号在媒体上的传播速率为2×10 m/s。7解：发送时延＝10bit=100s 100kbit/s 传播时延＝1000km=5×10 3s 82´10m / s3（2）数据长度为10 bit，数据发送速率为1Gb/s。收发两端之间的传输距离为1000km，8信号在媒体上的传播速率为2×10 m/s。36解：发送时延＝10 bit=1×10 s 91 ´10 bit / s1000 km3传播时延＝=5×10 s 82 ´10 m/s111 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：（1）若干主机，它们向用户提供服务；（2）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；（3）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2章协议与体系结构201 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：（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；（2）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；（3）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。202 试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。答：优点：（1）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。（2）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。（3）结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现。（4）易于实现和维护。（5）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。203 试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。答：204 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TCP/IP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0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。205 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。206 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。（2）OSI和TCP/IP的不同点：①OSI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TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP）和应用层。严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分。②OSI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（N1）层实体，不能越级，而TCP/IP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。③OSI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。207 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4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”（peerlayers）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。208 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。209 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3章物理层标准话路频率（300－3400Hz）一个标准话路所占带宽4kHz（64kbit/s）调制的3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301 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：（1）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。（2）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。302 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。（1）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。（2）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1或0。（3）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。（4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。304 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1还是0 （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（b/s）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）。305 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：（1）抗电磁干扰（2）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：（1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；（2）抗雷电和电磁干扰性能好；（3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据；（4）体积小，重量轻。四、电磁波优点：（1）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；（2）微波传输质量较高；（3）微波接力通信的可靠性较高；（4）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：（1）相邻站之间必须直视，不能有障碍物。（2）微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响；（3）与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差；（4）对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。306 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1是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平。码元0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1，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0，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10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。307 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。308 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。309EIA232和RS449接口标准各用在什么场合？答：通常EIA232 用于标准电话线路（一个话路）的物理层接口，而RS449 则用于宽待电路（一般是租用电路）310 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？答：（1）基带信号是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。（2）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。311 有600MB（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2.4kb/s）传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为33.6kb/s，其结果又如何？答：假定连续传送且不出错。若用2.4Kb/s 速率，传输600MB需要24.3 天（=600×1048576×8=5033164800bit）。若用33.6Kb/s速率传送，则需时间1.73天。比托人乘火车捎去要慢，且更贵。312 56kb/s 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：56Kb/s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A/D转换，比两个用户之间使用的33.6Kb/s调制解调器的量化噪声要小，所以信噪比进一步提高。虽然33.6Kb/s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56Kb/s 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。56Kb/s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33.6Kb/s 调制解调器，则用户端的56Kb/s 的调制解调器会自动降低到与33.6Kb/s 调制解调器相同的速率进行通信。313 在3.3.1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56kb/s，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3400Hz以下，与数字线路的带宽相差很大。315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？316有4个站进行码分复用CDMA通信。4个站的码片序列为：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）现收到这样的码片序列：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。问哪个站发送数据了？发送的代码是什么？答：只须计算4个常规的内积：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）∙（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）/8=1 （－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）∙（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）/8=－1 （－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）∙（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）/8=0 （－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）∙（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）/8=1 结果是A和D发送比特1，B发送比特0，而C未发送数据。第4章数据链路层401 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：（1）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。（2）“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。402 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。403 考察停止等待协议算法。在接收结点，当执行步骤（4）时，若将“否则转到（7）”改为“否则转到（8）”，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（4）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（8）”，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。404 在停止等待协议算法中，在接收站点，当执行步骤（3）时，若将“否则—－——转到（6）”改为“否则—－——转到（2）”将产生什么结果？答：405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：406 一个信道速率为4kb/s。采用停止等待协议。传播时延为20 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50％？答：当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50％，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50％。即20ms*2=40ms。现在发送速率是每秒4000bit，即发送一位需0.25ms。则帧长40/0.25=160bit 407 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。408 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409 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n的大小Wt<=2 1时，连续ARQ协议才能正确运行。证明：（1）显然WT内不可能有重复编号的帧，所以WT≤2n。设WT=2n；（2）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。（3）为讨论方便，取n=3。并考虑当接收窗口位于0时，发送窗口的两个极端状态状态1：发送窗口：0123456701234567 全部确认帧收到接收窗口：0123456701234567 状态2：发送窗口：0123456701234567 全部确认帧都没收到接收窗口：0123456701234567 （4）可见在状态2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≤2n，所以WT≤2n1。410 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（48）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。411 在选择重传ARQ协议中，设编号用3bit。再设发送窗口Wt=6而接收窗口WR=3。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0，1，2，3，4，5，而接收窗口等待后面的6，7，0。接收端若收到0号帧，则无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丢失）。412 在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而发送窗口Wt=8。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0，1，2，3，4，5，6，7。而接收窗口等待后面的0。接收端若收到0号帧，则无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丢失）413 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1时414 在连续ARQ协议中，若发送窗口Wt＝7，则发送端在开始时叶连续发送7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7 个数据帧发出的时间分别为t0，t1，…，t6，且tout 都一样大。试问如何实现这7个超时计时器（这叫软时钟法）？答：可使用链表实现。415 卫星信道的数据率为1Ｍb/s。数据帧长为2000bit。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：（1）停止等待协议。（2）连续ARQ协议，Wt=7。（3）连续ARQ协议，Wt＝127。（4）连续ARQ协议，Wt＝255。答：使用卫星信道端到端的传输延迟是250ms270ms,以1Mb/s 发送，2000bit 长的帧的发送时间是2000bit/（1Mb/s）=2ms。若用t=0表示开始传输时间，那么在t=2ms，第一帧发送完毕。t=252ms，第一帧完全到达接收方。t=254ms，对第一帧的确认帧发送完毕。t=504ms 时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是542ms。如果在504ms内可以发送k个帧（每个帧的发送用2ms时间），则信道利用率是2k/504，因此，（1）停止等待协议，k=1,2/504=1/252 （2）W=7，14/504=7/252（3）W=127，254/504=127/252（4）W=255，2W=510>504，故信道利用率为1。416 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：（1）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24bit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。（2）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6个连续1。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5 个连续的 1，则在其后插入1 个 0，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5个连续的1，就将这5个连续1后的1个0删除，以还原成原来的比特流。417HDLC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：（1）信息帧用于传输数据的帧，具有完全的控制顺序。（2）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。（3）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。418 HDLC规定，接收序号Ｎ（R）表示序号为[N（R）1]（mod8）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）（mod8）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0 419PPP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: （1）一个将IP数据报封装到串行链路的方法. （2）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. （3）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5章局域网501 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。1）特点：高数据速率（0.1Mbps~100Mbps）短距离（0.1km~25km）811低误码率（10 ～10 ）。2）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。502IEEE802 局域同参考模型与OSI参考模型有何异同之处？答：0SI体系结构指7 层开放式互连标准参考模型。IEEE802 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0SI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IS0 陆续接收为标准。相同：IEEE802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IEEE802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。503 一个7 层楼，每层有一排共15 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：（1）集线器在中央的星形同；（2）以太网；试计算每种情况下所需的电缆长度。答：（1）假定从下往上把7层楼分别编号为1～7层。在星形网中，路由器放在4层中间位置。到达7×15－1=104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：（2）对于以太网（10BASE5），每一层都需要 56m水平电缆，再加上 24m（=4×6）垂直方向电缆，所以总长度等于：56×7＋24=416（m）504数据率为10Mb/s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。10Mb/s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20M波特。505有10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：（1）10个站共享10Mbit/s；10/10=1mbps （2）10个站共享100Mbit/s；100/10=10mbps （3）每站独占10Mbps。连接到以太网交换机上的每台计算机都享有10mbps的带宽。506试说明10BASE5，10BASE2，10BASET，10BASEF、1BASE5，10BROAD36、和FOMAU所代表的意思。答：10BASE5：“10”表示数据率为10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“5”表示每一段电缆的最大长度是500m。10BASE2：“10”表示数据率为10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“2”表示每一段电缆的最大长度是185m。10BASET：“10”表示数据率为10Mbit/s，“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。10BROAD36：“10”表示数据率为10Mbit/s，“BROAD”表示电缆上的信号是宽带信号，“36”表示网络的最大跨度是3600m。FOMAU:（FiberOpticMediumAttachmentUnit）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）。50710Mb/s以太网升级到100Mb/s和1Gb/s时，需要解决哪些技术问题？答：欲保持10M，100M，1G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100M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100m。其它技术改进：（1）采用专用的交换集线器，缩小冲突域（2）发送、接收、冲突检测传输线路独立，降低对媒体带宽要求（3）为使用光纤、双绞线媒体，采用新的信号编码技术。508 100个站点分布在4km长的总线上，协议采用CSMA/CD。总线速率为5Mbps，帧平均长度为1000比特，传播时延为5μs/km。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8答案一：因传播时延为5μs/km，则传播速度为2×10 m。1001100个站点时，每站发送成功的概率为A＝（1－1/100）＝0.369 信道利用率最大值Smax=1/（1+0.1（2/0.3691））=0.693 因总线速率为 5Mbps，且 100 个站点的100 个帧的总长度为100000 比特，所以每个站每秒钟发送的平均帧数最大值为34.65。答案二：a=τ/T0=τC/L=5μs/km×4km×5Mbit/s÷1000bit=0.1 当站点数较大时，信道利用率最大值Smax接近=1/（1+4.44a）=0.6925 信道上每秒发送的帧的最大值=Smax×C/L=0.6925×5Mbit/s/1000bit=3462 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=34 509 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。（1）总线长度减小为1km；（2）总线速率加倍；（3）帧长变为10000比特。答：设a与上题意义相同。当改变条件时，答案如下：（1）a1=a/4=0.025，Smax1=0.9000 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=45 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。（2）a2=2a=0.2，整个总线网的吞吐率Smax2=0.5296 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=53 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1/2大），所以最终每站每秒发送的帧比原来多。（3）a3=a/10=0.01，整个总线网的吞吐率Smax3=0.9574 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=4.8 帧长加长10倍，信道利用率增加，每秒在信道上传输的比特增加（但没有10倍），所以最终每站每秒发送的帧比原来少。510假定1km 长的CSMA/CD 网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。答：对于1km电缆，单程传播时间为，即5μs，来回路程传播时间为10μs。为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10μs。以1Gb/s速率工作，10μs可以发送的比特数等于，因此，最短帧长10000比特或1250字节。511 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12500字节，信号在线路上的传播速率为2.5×108m/s。距离d为25m和2500m，发送速率为10Mbit/s或10Gbit/s。这样就有4种不同的组合。试利用公式（59）分别计算4种不同情况下a的数值，并进行简单讨论。答：a=τ/T0=τC/L=d÷（2.5×108）×C÷（12500×8）=4×1014dCd=25md=2500mC=10Mbit/s C=10Gbit/s C=10Mbit/s C=10Gbit/s a 105 102 103 1 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CSMA/CD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CSMA/CD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。513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）。514 假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%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20%通信量在本局域网而80%的通信量到因特网。515 以太网使用的CSMA/CD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：CSMA/CD 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，CSMA/CD 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CSMA/CD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。516 使用CSMA/CD协议时，若线路长度为100m，信号在线路上传播速率为2×108m/s。数据的发送速率为1Gbit/s。试计算帧长度为512 字节、1500 字节和64000 字节时的参数a的数值，并进行简单讨论。答：a=τ/T0=τC/L=100÷（2×108）×1×109/L=500/L，信道最大利用率Smax=1/（1+4.44a），最大吞吐量Tmax=Smax×1Gbit/s 帧长512字节时，a=500/（512×8）=0.122，Smax=0.6486，Tmax=648.6Mbit/s 帧长1500字节时，a=500/（1500×8）=0.0417，Smax=0.8438 ，Tmax=843.8Mbit/s 帧长64000字节时,a=500/（64000×8）=0.000977,Smax=0.9957，Tmax=995.7Mbit/s 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517100VG局域网有哪些特点？和以太网相比，优缺点各有哪些？100VGAnyLAN 也是一种使用集线器的100Mb/s 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802.12。100VGAnyLAN 常简写为100VG。VG 代表VoiceGrade，而Any 则表示它能使用多种传输媒体，并可支持IEEE802.3 和802.5 的数据帧。100VG 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95%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（demandpriority）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供所需的实时服务。集线器接收输入的数据帧并只将其导向具有匹配目的地址的端口，从而提供了固有的网络数据安全性。优先级的标记由高层应用软件完成。标记信息作为帧信息的一部分被送往媒体接人控制MAC子层。100VG 使用4 对UTP（3 类线、4 类线或5 类线）以半双工方式传送数据，因此每对UTP的数据率只有25Mb/s。100VG 采用5B6B编码来传输数据。这种编码方法是先将数据流划分为每组5bit，然后按编码规则将其转换为6bit。因此每对UTP上30MBaud 的信号速率可以获得25Mb/s 的数据率。5bit 共有32 种组合。但在6bit 的64 种组合中只有20 种是其中的1 和0 一样多（当每组中具有相同数量的1 和0 可使直流分量为零），因此有12 种输入组合所对应的输出就一定有直流分量。编码规则使这12 种输入中的每一种对应于两种不同的输出：一种叫“方式2 输出”，它包含2 个1 和4 个0 ；另一种叫“方式4 输出”，它包含4 个1 和2 个零。当这12 种输入中的某一种出现时，对应的输出就使“方式2 输出”和“方式4 输出”交替出现。这样就可使输出数据流中的直流分量最小。100VG 还支持10BASET 和令牌环的网络拓扑，因此现有的10BASET 以太网和令牌环可很方便地移植成100Mb/s 的速率。100VG 还可通过FDDI或ATM 与广域网相连。518网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？答：网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先存放在其缓存中，若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找网桥中生成的站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。否则，就丢弃该帧。网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但网桥转发前需先缓存并查找站表，连接不同 MAC子层的网段时需耗时修改某些字段内容；增加了时延；无流量控制，以致产生丢帧；当网桥连接的用户过多时易产生较大广播风暴。网桥与转发器相比，主要有以下异同点：（1）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。转发器的数目受限，而网桥从理论上讲，扩展的局域网范围是无限制的；（2）都能实现网段的互连，但网 韶关学院信息工程学院骆耀祖整理桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；转发器只通过按比特转发信号实现各网段物理层的互连，网桥在MAC层转发数据帧实现数据链路层的互连，而且网桥能互连不同物理层甚至不同 MAC子层的网段；（3）互连的各网段都在同一广播域，但网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；网桥将网段隔离为不同的冲突域，而转发器则无隔离信号作用。（4）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；网桥与以太网交换机相比，主要有以下异同点：（1）以太网交换机实质上是一个多端口的网桥，以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有 24 个端口；它们都工作在数据链路层；（2）网桥的端口一般连接到局域网，而以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，（3）交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。（4）网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。519以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层上。每一个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。它能同时连通多对端口，使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽。以太网交换机支持存储转发方式，而有些交换机还支持直通方式。但要应当注意的是：用以太网交换机互连的网络只是隔离了网段（减少了冲突域），但同一台交换机的各个网段仍属于同一个广播域。因此，在需要时，应采用具VLAN能力的交换机划分虚拟网，以减少广播域（802.1q协议）。520 无线局域网 WLAN 的IEEE802.11 标准的MAC协议有哪些特点？为什么 WLAN 中不能使用冲突检测协议？试说明RTS帧和CTS帧的作用。答称之为DFWMAC的无线局域网MAC协议提供了一个名为分布式协调功能（DCF）的分布式接入控制机制以及工作于其上的一个可选的集中式控制，该集中式控制算法称为点协调功能（PCF）。DCF采用争用算法为所有通信量提供接入；PCF提供无争用的服务，并利用了DCF特性来保证它的用户可靠接入。PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站，从而避免了冲突的产生，对于分组语音这样对于时间敏感的业务，就应提供PCF服务。由于无线信道信号强度随传播距离动态变化范围很大，不能根据信号强度来判断是否发生冲突，因此不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CD。802.11 采用了CSMA/CA技术，CA表示冲突避免。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。这种CSMA/CA协议通过RTS（请求发送）帧和CTS（允许发送）帧来实现。源站在发送数据前，先向目的站发送一个称为 RTS的短帧，目的站收到 RTS后向源站响应一个 CTS短帧，发送站收到CTS后就可向目的站发送数据帧。521IEEE802.11标准的MAC协议中的SIFS、PIFS和DIFS的作用是什么？答SIFS是一种最短的帧间间隔，用于PCF中对轮询的响应帧、CSMA/CA 协议中预约 韶关学院信息工程学院骆耀祖整理信道的RTS帧和CTS帧、目的站收到自己的数据帧后给发送站的确认帧等短帧的场合。PIFS是中等的帧间间隔，用于PCF方式中轮询。DIFS是最长的帧间间隔，用于DCF方式中所有普通的通信量。补充题：解释CSMA/CD和它的用途。在802项目的哪个部分中使用到CSMA/CD？答：CSMA/CD是用于以太网（802.3）的接入机制。如果站点想发送数据到网上，必须首先监听线路上存在的通信量。如果没有检测到通信量，则认为线路是空闲的并开始发送。站点在发送数据后继续监听，如果检测到冲突，站点停止当前的发送并等待某个时间量直到线路干净，然后再从头开始这一切。第6章广域网601 试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。答：（1）在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路，然后才能进行通信，通信结束应将虚电路拆除。数据报无需；（2）从地址设置看，虚电路每个分组含有一个短的虚电路号，数据报有完整地址；（3）从路由选择及影响来看，虚电路建好时，路由就已确定，所有分组都经过此路由，数据报的每个分组独立选择路由。路由器失败时，所有经过路由器的虚电路都将被终止，数据报服务则除了崩溃时全丢失分组外，无其他影响；（4）关于分组顺序：虚电路服务能保证分组按发送顺序到达目的主机。数据报服务不能保证数据报按序列到达目的主机。（5）可靠性与适应性：虚电路服务比数据报服务的可靠性高。数据报服务的适应性比虚电路服务强。（6）在拥塞控制方面，若有足够的缓冲区分配给已经建立的每条虚电路，拥塞较容易控制，而数据报服务难以控制拥塞。（7）关于平衡网络流量：数据报服务既平衡网络中的信息流量，又可使数据报得以更迅速地传输。而在虚电路服务中，一旦虚电路建立后，中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。综上所述，虚电路服务适用于交互作用，不仅及时、传输较为可靠，而且网络开销小。数据报服务适用于传输单个分组构成的、不具交互作用的信息以及对传输要求不高的场合。602 设有一通信子网。若使用虚电路，则每一分组必须有3 字节的分组首都，而每个网络结点必须为虚电路保留8 字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组要有15 字节的分组首部，而结点就不需要保留路由表的存储空间。设每段链路每传1 兆字节需0.01 元，购买结点存储器的费用为每字节0.01 元，而存储器的寿命为2 年工作时间（每周工作40 小时）。假准一条虚电路的每次平均使用时间为1000 秒，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4 段链路。试问：采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？ 韶关学院信息工程学院骆耀祖整理答：4段链路意味着涉及5个路由器。虚电路实现需要在1000秒内固定分配5×8=40字节的存储器。数据报实现需要比虚电路实现多传送的头信息的容量等于（15－3）×4×200=9600 字节∙链路。现在的问题就成了40000字节∙秒的存储器对比9600字节∙链路的电路容量。如果存储器的使用期是两年，即3600×40×52×2≈1.5×107字节∙秒的代价为1÷（1.5×107）=6.7×108 分，那么40000字节∙秒的代价约等于2.7毫分。另一方面，1个字节∙链路代价是106分，9600 个字节∙链路的代价为106×9600=9.6×103分，即9.6毫分。显然，对于这样的参数，虚电路的实现要便宜一些。9.6－2.7=6.9毫分，即在这1000秒的时间内便宜大约6.9毫分。603 假定通信子网中所有结点的处理机和计算机均正常工作，所有的软件也正确无误。试问一个分组是否可能被投送到错误的目的结点（不管这个概率有多小）？如果一个网络中所有链路的数据链路层协议都能正确工作，试问从源结点到目的结点之间的端到端通信是否一定也是可靠的？答：（1）有可能。大的突发噪声可能破坏分组。使用k位的检验和，差错仍然有2k的概率被漏检。如果分组的目的地址段或虚电路号码被改变，分组将会被投递到错误的目的地，并可能被接收为正确的分组。换句话说，偶然的突发噪声可能把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组。（2）端到端的通信不一定可靠。端到端的通信不仅与数据链路层有关，还与网络层有关，尽管链路层协议能正确工作，但不能保证网络层协议正常工作，即通信子网是否可靠。604 有AB和BC两条链路。A 经过B向C发送数据。B收到A 发来的数据时，可以先向C转发再向A 发确认，也可以把这过顺序反过来。也就是说，B要做的三件事的顺序是：收数据一转发一发确认，或：收数据一发确认一转发。现假定B在做完第二件事后处理机即出故障，内存中所存信息全部丢失，但很快又恢复了工作。试证明：只有采用端到端发确认信息的方法（即从C向A 发确认信息），才能保证在任何情况下数据都能从A 经B正确无误地交付到C。605 广域网中的计算机为什么采用层次结构方式进行编址？答：为了提高数据传送的效率，许多广域网都采用层次编址方案。最简单的层次地址方案就是把一个地址分成前后两部分。前一部分表示分组交换机，后一部分表示连接在分组交换机上的计算机。不难看出，采用这种编址方法，在整个广域网中的每一台计算机的地址一定是唯一的。在实际应用中都是用一个二进制数来表示地址。这个二进制数的前面若干比特表示地址的第一部分（交换机号），而剩下后面的一些比特则表示地址的第二部分（计算机接入的低速端口号）。用户和应用程序可以将这样的地址简单地看成是一个数，而不必知道这个地址是分层结构的。606 在广域网中，直接交付和间接交付有什么不同？答：当主机A 要向另一个主机B发送数据报时，先要检查目的主机B是否与源主机A 连接在同一个网络上。如果是，就将数据报直接交付给目的主机B而不需要通过路由器。 韶关学院信息工程学院骆耀祖整理但如果目的主机与源主机A 不是连接在同一个网络上，则应将数据报发送给本网络上的某个路由器，由该路由器按照转发表指出的路由将数据报转发给下一个路由器。这就叫作间接交付。607 在广域网的转发表中使用默认路由有什么好处？答：使用默认路由使转发表更加简洁，可减少查找转发表的时间。608 一个数据报通信子网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。设结点丢弃一个分组的概率为P。现有一个主机经过两个网络结点与另一个主机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过3 段链路。当传送数据报时，只要任何一个结点丢弃分组，则源点主机最终将重传此分组。试问：（a）每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？（b）每一个分组平均要传送几次？（c）目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输，平均需要经过几段链路？答：（1）从源主机发送的每个分组可能走1段链路（主机结点）、2段链路（主机结点结点）或3段链路（主机结点结点主机）。走1段链路的概率是p，走2段链路的概率是p（1p），2走3段链路的概率是（1p）则，一个分组平均通路长度的期望值是这3个概率的加权和，即等于注意，当p=0时，平均经过3段链路，当p=1时，平均经过1段链路，当0