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《计算机网络》习题答案

第一章

一、选择题

1.下面说法正确的是C 。

A. “传输速率”就是通常所说的“传输带宽”

B. “传输速率”是指信道中所能承受的最大带宽

C. “传输带宽”就是信道中所能承受的最大“传输速率”

D. 以上说法均不正确

2.数据传输,需要建立一个数据通信系统,它一般包括信源、发送器、(1)C_、接收器和信宿。当采用

卫星进行通信时,数据一般被变换成(2)B_。为了增大模拟传输系统的传输距离,应采用的设备是

(3)B_。现在在模拟电话网上利用调制解调器传输数据往往采用幅度和相位两个参数进行调制,这种调

制方式称为(4)D_。

3.下列说法正确的是D 。

A. 串行传输方式比并行传输方式的效率高

B. 并行传输方式比串行传输方式的效率高

C. 在串行传输中,比特位的传输是随机的

D. 以上说法均不正确

4.下图为曼彻斯特编码,表示的数据为(1)A_,使用这种编码的网络是(2)C_。如果该编码波形的最

高和最低电平分别为+5V、-5V,其直流分量是(3)D_V。

《计算机网络》习题答案

(1)A. 10100 B. 01110 C. 10101 D. 00011

(2)A. 广域网 B. 城域网 C. 局域网

(3)A. 5 B. -5 C. 2.5 D. 0

5.在一个带宽为3 kHz、没有噪声的信道传输二进制信号时,该信道能够达到的最高码元传输速率为

(1)B baud。一个带宽为3 kHz、信噪比为30 dB的信道,能够达到的极限信息传输速率为(2)B_b/s。

上述结果表明,(3)D_。

(1)A. 3K B. 6K C. 56K D. 10M

(2)A. 12K B. 31K C. 56K D. 10M

(3)A. 有噪声信道比无噪声信道具有更大的带宽

B. 有噪声信道比无噪声信道可达到更高的极限数据传输率

C. 有噪声信道与无噪声信道没有可比性

D. 上述问题的单位不同,数据不能进行直接的比较

6.4B/5B编码是将数字数据转换为数字信号的编码方式,其原理是(1)_B位编码表示(2)A_位数据。

该编码是(3)D_采用的编码方法,编码效率是(4)C_,相对于曼彻斯特编码,效率提高了(5)B_。

(1)A. 4 B. 5 C. 8 D. 10

(2)A. 4 B. 5 C. 8 D. 10

(3)A. 100 Mb/s以太网 B. 100Base-T4以太网

C. 1000 Mb/s以太网

D. FDDI

(4)A. 50% B. 60% C. 75% D. 80%

(5)A. 30% B. 50% C. 60% D. 80%

7.单模光纤通常所使用的光信号波长为C 。

A. 1.31μm

B. 1.55μm

C. 10μm

D. 62.5μm

二、填空题

1.设置物理层就是要屏蔽传输介质、设备和通信技术的差异性,物理层主要功能就是物理连接

的建立、维护与释放,以及比特流的传输。

2.通信的目的是交换信息,信息的载体可以是文字、语音。图形或图像;计算机产生的信息一般是

字母、数字、语音、图形和图像的组合,要传送这些信息首先要把它们用

二进制代码的数据来表示;在网络中要传输这些代码必须将它们用模拟或数字信号编码方式表示。

3.同步传输是指要求通信双方在时间基准上保持一致,数据通信的同步包括位同步和面向字符

同步两种方式,位同步有外同步法和自同步法,字符同步是指保证收发双方正确传输字符的过程包括字符填充的方式和比特填充的方式。

4.奈氏准则与香农定理从定量的角度描述了“带宽”和“速度”的关系。

5.在数据通信技术术语中,发送方称为:信源,接收方称为:信宿,数据通信系统是由发送设备、

传输系统和接收设备组成,发送设备包括数据信号编码器和数据发送设备;接收设备包括数据信号解码器和接收设备。

6.电信号可以分为模拟信号和数字信号,物理层所采用的信号类型取决传输介质的传输特性。

7.基带传输是指基本不改变数字信号频带(波形)直接传输数字信号的方法,在这种传输方式中主要

的数字信号编码方式有非归零码、曼彻斯特编码和mB/nB编码。

8.描述计算机网络性能的参数主要有速率、带宽、延时、误码率往返时间等。

三、简答题

1.数据分为模拟数据和数字数据,两者主要的区别有哪些?

答:数据也有模拟数据和数字数据之分。

模拟数据是随时间连续变化的函数,在一定的范围内连续的无数个值。模拟数据的物理信号容易实现,但不精确且容易受干扰。

数字数据是随时间离散变化的函数,在一定的范围内取值是有限的。计算机中使用的就是数字数据。数字数据具有精确以及受扰动后可以恢复的特性。

2.简述同步传输方式和异步传输方式。

答:(1)异步传输方式又称为起止式同步方式,它是以字符为单位进行同步的,以字符为传输单位的。

优点是每一个字符本身就包括了本字符的同步信息,不需要在线路两端设置专门的同步设备。另外,实现简单,控制容易,如果出现错误,只需重发一个字符即可。因此,异步传输适用于面向字符的、低速的异步通信场合。

缺点是通信开销大,每传输一个字符都要额外附加2~3位,通信效率比较低。

(2)同步传输方式是以固定的时钟节拍来连续串行发送数字信号的一种方法。

同步传输方式的传输效率高,开销小,但收发双方需建立同步时钟,实现和控制比较复杂;在传输的数据中有一位出错,就必须重新传输整个数据块。同步传输方式适合于高速场合。

3.什么是PCM?其目的是什么?分哪几个步骤?

答:PCM(Pulse Code Modulation)是脉冲编码调制技术。

目的是通过对模拟信号进行幅度采样,使连续信号变为时间轴上的离散信号。

PCM的过程主要分为三步:采样、量化、编码。

(1)采样每隔一定时间间隔,取模拟信号的当前值作为样本,该样本代表了模拟信号在某一时刻的瞬时值。

(2)量化为了将模拟信号进一步离散化,将幅值划分成n个量化级。

(3)编码把量化后的样本值变成相应的二进制代码。

4.多路复用的目的是什么?说出几种常用的多路复用的方式。

答:一般情况下,一个通信系统的建造和运行费用中传输线路要占一半以上,因此通信线路的多路复用(multiplexing)就显得非常重要。为了节约成本,应该尽量把多路通信复用到一条物理干线上,充分利用传输线路的带宽。

常用的多路复用方式有:频分多路复用(Frequency Division Multiplexing,FDM)技术、时分多路复用(Time Division Multiplexing,TDM)、波分多路复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)和码分多路复用或称码分多址(Code Division Multiplexing,CDM)。

5.什么是调制和解调?其目的是什么?有几种调制方式?

答:(1)调制是把要发送的基带信号转换为频率范围在300~3400 Hz 之间的模拟信号(载波信号,载波通常是正弦波或余弦波),以便在电话用户线上传送。

解调是把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。

(2)目的是能够使数字信号在模拟线路上进行传输。

(3)调制方式有:幅移键控、频移键控、相移键控和多级调制幅相键控。

6.什么是频带传输和基带传输?它们各采用哪种多路复用方式?

答:(1)基带传输是在信道中直接传送基带信号,使用数字信号的传输都是基带传输。

频带传输主要是解决利用已有的模拟信道来传输数字数据的问题。频带传输需要将数字数据模拟化,利用调制技术,将数字数据调制成模拟信号,利用模拟信道来传输。在接收端需要利用解调技术把模拟信号还原成数字数据。

(2)基带传输通常采用时分多路复用方式,频带传输通常采用频分多路复用方式。

7.描述并比较TDM和STDM。

答:TDM又分为同步TDM和异步TDM。前面讲过的这种方式就是同步TDM,在同步TDM中,每个时间片是预先分配好的,并且是固定不变的,如果某个时间片所对应的输入端无数据发送,则该时间片便空闲不用,而其他用户也无法使用这个暂时空闲的线路资源,必然造成信道容量的浪费。使用时分复用系统传送计算机数据时,由于计算机数据的突发性质,用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。

异步TDM又称为统计时分复用STDM (Statistic TDM),是对同步TDM的一种改进,它能明显地提高信道的利用率。在异步TDM中,每个时间片是按需动态分配的。对于一个给定的输入端,只有当前有数据要发送时,才分配相应的时间片,如果无数据发送,则不分配时间片,从而提高了传输介质的利用率。另外,异步TDM中的时间片与输入端之间没有一一对应的关系,任何一个时间片都可以用来传输任何一路输入信号。因此,在所传输的数据单元中必须包含有地址信息,以便寻址目的节点。这样,在每个时间片里会增加一些额外的传输开销。

四、计算题

1.如果用-3V、-1V、1V和3V共4种电平表示不同的码元状态,对于4000 baud的信号传输速率,信息

传输速率可以达到多少?如果使用8种码元状态呢?

解:(1)4种码元状态

C=BI=B×log2M (b/s)=4000×log24=8000 b/s

(2)8种码元状态

C=BI=B×log2M (b/s)=4000×log28=12000 b/s

2.卫星通信有较大的传播时延,假如从地球站到卫星的距离为40000 km,问:从一个地球站经过卫星到

另一个地球站的传播时延有多大?

解:

m

m s

信道长度()

传播时延=

电磁波在信道上的传播速率(/)

电磁波在自由空间的传播速率是光速,即3.0×105 km/s

传播时延是:S=40000×2/(3.0×105)=0.267s

第三章

一、选择题

1.C

2.A

3. B

4.C

5. B

6.B

7.A

8.B

9.B 10.C 11.D 12.C 13.A 14.(1)D (2)C (3)B (4)D (5)B

二、 简答题

4. 假设在一个数据传输速率为64kbps 的卫星信道上,在一个方向发送长度为512字节的帧,而在另一个方向上返回很短的确认帧。对于窗口大小为1、7、15和127的情况,信道的最大吞吐率分别是多少?(假设卫星信道端到端的单向传播延迟时间为270ms )

答:512字节的数据帧占用64kbps 信道的时间是4096/64kbps=64ms 。卫星信道的双向传播延迟为540ms ,因此为了保证信道一直忙,所需的发送窗口大小为(540+64)/64,约等于9。当窗口大小为1时,每(540ms+64ms)发送512字节(4096bits )的数据,在信道的最大吞吐量为4096bits/(540ms+64ms)=6.78Kbps 。当窗口大小为7时,信道的最大吞吐量为7*6.78Kbps=47.46Kbps 。而当窗口大小大于15和27时,信道将满负荷运转,即信道的最大吞吐量为64Kbps 。 第四章 一、选择题

1、A

2、C

3、D

4、A

5、C

6、A

7、B

8、B

9、B 10、D 11、B 12、C 二、简答题

1、局域网主要涉及ISO/OSI 参考模型中下三层(即物理层、数据链路层和网络层)的通信功能。局域网多采用共享信道技术,所以通常不设立单独的网络层,网络层及其它上层的功能由局域网操作系统实现。因此,局域网仅相当于ISO/OSI 参考模型的物理层和数据链路层。

局域网的物理层和ISO/OSI 参考模型中物理层的功能一样,主要处理物理链路上传输的比特流,实现bits 的传输与接收、同步前序的产生和删除等,建立、维护、撤销物理连接,处理机械、电气、功能和规程的特性。物理层还规定了所使用的信号、编码、传输媒体、拓扑结构和传输速率。

为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,IEEE 802局域网参考模型把局域网数据链路层分为逻辑链路控制(Logical Link Control ,简称LLC )子层和介质访问控制(Medium Access Control ,简称MAC )子层两个功能子层。这种功能分解是为了分离数据链路层功能中硬件相关部分和硬件无关的部分,这种设计对上层屏蔽了底层的硬件细节,使得IEEE 802标准具有更好的可扩充性,有利于以后加入新的介质访问控制方法。局域网的LLC 子层和MAC 子层共同完成相当于ISO/OSI 参考模型中数据链路层的功能。它将上层数据组织成数据帧(Frame )进行传输,并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制,使不可靠的链路变为可靠的链路。

2、CSMA/CD 是载波监听多路访问/冲突检测的简称,工作过程如下: (1)当站点想要发送数据包时,首先监听信道。

(2)通过检测信道上有无载波,可以知道信道是否空闲,若检测到信道空闲(即在96比特时间内没有检测到信道上有信号),就发送这个帧,若检测到信道忙,则继续检测并等待信道转为空闲(加上96比特时间),然后发送这个帧。

(3)如果两台设备同时发送信号则会发生冲突。在发送过程中继续检测信道,若一直未检测到冲突,就顺利把这个帧成功发送完毕。若检测到冲突,则中止数据的发送,并发送人为干扰信号,以确保网络上的所有设备都能检测到冲突。

(4)当检测到冲突时,在中止发送后,设备需要等待一段时间再重新发送数据,等待的时间由二进制指数退避算法计算。退避算法要求所有的设备在随机时间内停止发送,以消除冲突。所有发送冲突帧的设备等待随机的回退时间后,再尝试重新发送(返回到步骤(2))。若重发16次仍不成功,就会放弃发送,并生成错误信息发送到网络层。

3、(1)CSMA/CD 总线网络中最短帧长可通过以下公式计算:

信号传播速度()离(任意两站点间的最大距)数据传输速率()最短数据帧长(s m m bps bit /*2 (2)假定0.1km 长的CSMA/CD 网络的数据传输速率为2Gbit/s ,假设信号在网络上的传播速率为20000km/s ,根据以上公式可以得出最短帧长为:20000bit 或2500字节。

4、(1)交换机的工作方式:

在每一台交换机中都存在一个“端口/MAC地址”映射表,用来记录网络中的端口和主机的MAC地址的对应关系。通常,以太网交换机利用“地址学习”法来动态建立和维护端口/MAC地址映射表。以太网交换机的地址学习是通过读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口进行的。当得到MAC地址与端口的对应关系后,交换机将检查地址映射表中是否已经存在该对应关系。如果不存在,交换机就将该对应关系添加到地址映射表;如果已经存在,交换机将更新该表项。在每次添加或更新地址映射表的表项时,添加或更改的表项被赋予一个计时器。这使得该端口与MAC地址的对应关系能够存储一段时间。如果在计时器溢出之前没有再次捕获到该端口与MAC地址的对应关系,该表项将被交换机删除。通过移走过时的或老的表项,交换机维护了一个精确且有用的地址映射表。

交换机建立起端口/MAC地址映射表之后,它就可以对通过的信息进行过滤。以太网交换机在地址学习的同时还检查每个帧,并基于帧中的目的地址做出是否转发或转发到何处的决定。如果帧中的目的MAC 地址在端口/MAC地址映射表中不存在,交换机会将此帧传递给交换机的所有端口(除去收到此帧的交换机端口),此时交换机端口下的所有主机都能够收到此帧;如果帧中的目的MAC地址在端口/MAC地址映射表中存在,则查找出到此MAC 地址应当走的端口,如果这个端口与收到帧的端口相同,则丢弃此帧(因为这表示不需要经过交换机进行转发),否则从找到的端口转发此帧。

(2)交换式以太网的特点:交换式以太网的最大特点就是使用了以太网交换机,交换机能为每个端口都提供相应的带宽,而不是将带宽平分,所以带宽不会因为计算机数量的多少而减少;另外,交换机的端口可以连接计算机,也可以连接以太网段,虽然同一个网段上的计算机同时发送数据会产生冲突,但不同网段上的计算机同时发送数据则不会产生冲突,它们成为彼此独立的冲突域,因此,交换机可以连接多个冲突域,整个交换式以太网的跨距突破了单个冲突域的限制,连接的站点可以更多。

5、IEEE 802.11是IEEE制定的无线局域网标准,在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议,也是应用最广泛的无线局域网标准,802.11无线局域网体系结构如下:

802.11体系结构的组成包括:无线站点STA(station),无线接入点AP(access point),独立基本服务组IBSS(independent basic service set),基本服务组BSS(basic service set),分布式系统DS(distribution system)和扩展服务组ESS(extended service set)。

第五章

一、选择题

1、C

2、B

3、A

4、B

5、D

6、A

7、C

8、C

9、D

二、简答题

1、(1)电路交换的工作过程:

a、建立电路连接:用电路交换方式传输数据时,首先必须由请求方呼叫建立一条端到端的电路。在端到端的连接中,中间可能经过多次转接,要逐段呼叫连接。

b、传输数据:电路建立以后,就可以将数据从一端传输到另一端。通常情况下,这种数据传输是全双工的。在任何情况下数据都按照事先已建立的链路连接的路径传输。这种数据传输有最短的传输延迟,并且没有阻塞问题。除非由意外的线路或转接点故障而导致电路中断。

c、电路释放:当数据传输结束后,由通信双方的某一端发出释放电路连接的请求,并经过中间转节点直到对方端点。被释放的电路空闲下来,以便为其它用户继续使用。

(2)存储-转发交换的工作过程:当发送方要发送消息时,把目的地址加到报文中,然后从发送节点起,一个节点一个节点地把报文转送到目的节点;在转送过程中,中间节点把报文暂时存储起来,然后在线路不忙时将报文转发出去。

(3)电路交换与存储转发交换的区别:

使用电路交换技术数据传输速度快,一旦线路接通,数据直接通过线路在两端传输,传输延迟短。数据按照发送的顺序传送,先发送的数据先被接收到。但是只要通信双方的连接线路接通,直至释放连接之前,无论通信双方是否有数据传输,都一直占用电路和一组用户设备,其他用户无法使用。而数据通信中间歇的时间就被白白浪费掉,通信线路资源未被充分的利用。电路交换的连接建立过程所花费的时间太长,

而数据传输则可能仅用了几秒钟甚至几百毫秒,通信效率太低。由于计算机各种终端的传输速率可能不一样,采用电路交换很难使这些不同速率的设备互相通信。通信双方的数据通路建立连接以后,一旦出现故障,则所有的连接都必须重新建立,这对于重要的与紧急的通信很不利。

存储转发交换方式与电路交换方式相比有以下主要特点:发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元进入通信子网;通信子网中的通信节点是通信控制处理机,它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、选路和转发功能。存储转发交换具有如下的优点:由于通信子网中的通信控制处理机可以存储分组,多个分组可以共享通信信道,线路利用率高;通信子网中通信控制处理机具有选路功能,可以动态选择报文分组通过通信子网的最佳路径;可以平滑通信量,提高系统效率;分组在通过通信子网中的每个通信控制处理机时,均要进行差错检查与纠错处理,因此可以减少传输错误,提高系统可靠性;通过通信控制处理机可以对不同通信速率的线路进行转换,也可以对不同的数据代码格式进行变换。

2、常见的广域网接入技术有:DSL、帧中继、A TM。

DSL是目前世界上发展最快的高速宽带互联网接入技术,其全称是数字用户线路(Digital Subscriber Line),包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL等,一般称之为xDSL。它们主要的区别体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。HDSL与SDSL支持对称的T1/E1(1.544Mbps/2.048Mbps)传输。其中HDSL的有效传输距离为3~4公里,且需要两至四对铜质双绞电话线;SDSL最大有效传输距离为3公里,只需一对铜线。VDSL、ADSL属于非对称式传输。其中VDSL技术是xDSL技术中最快的一种,在一对铜质双绞电话线上,上行数据的速率为13到52Mbps,下行数据的速率为1.5到2.3 Mbps,但是VDSL的传输距离只在几百米以内,VDSL可以成为光纤到家庭的具有高性价比的替代方案;ADSL 在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps,下行速率1Mbps到8Mbps,有效传输距离在3~5公里范围以内,被称为“非对称数字用户线路”。ADSL是目前世界上xDSL技术中应用最为广泛的一种。

帧中继(Frame Relay,FR)是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能,将流量控制、纠错等留给智能终端去完成,大大简化了节点之间的协议;同时,帧中继采用虚电路技术,能充分利用网络资源,因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。作为一种新的承载业务,帧中继具有很大的潜力。

ATM,即异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)。ATM网络的基本思路就是把数据分割成固定长度的信元(Cell)来传输。每个信元有5字节的信头和48字节的净荷(Payload)。信元的长度固定,信头又非常简单,这些使得ATM网络可以用硬件来实现信元的快速转发。ATM技术的基本特点可以归纳如下:面向连接、固定信元长度、统计复用、提供多种服务类型。

第六章

一、选择题

1.B

2.B

3.A

4.C

5.D

6.C

7.C

8.A

9.D 10.B

11.C 12.D 13.D

二、填空题

1.B 17

2.16.0.0 172.16.0.1~172.16.255.254

2.(1)A、B C、D

A、B的子网地址为192.155.12.96,主机地址为192.155.12.97~192.155.12.126

C的子网地址为192.155.12.160,主机地址为192.155.12.161~192.155.12.190

D的子网地址为192.155.12.192,主机地址为192.155.12.193~192.155.12.222

(2)192.155.12.193~192.155.12.221

(3)将子网掩码都改成为255.255.255.0

3.

《计算机网络》习题答案

4.(1)

《计算机网络》习题答案

(2)

主机H1发送IP数据报给H2,首先检查目的主机H2是否跟自己处在同一个子网内。发现不是,则转发给路由器R1,路由器R1再逐项检查自己的路由表,并将H2主机的IP地址和路由表里面的子网掩码相与,看是否和“目的网络”相匹配。如果匹配,则转发给相应的下一跳,这里检查可得下一跳为“直接交付”,则可到达H2。

5.

《计算机网络》习题答案

第八章

一、选择题

1.(1)B (2)A (3)C(4)D(5)A

2.A

3. B

4.B

5. B

6.C

7.A

8.B

9. (1)B (2)A (3)A(4)D(5)D

10.A 11.D 12.C 13.A

10. D 11. D 12.(1)B(2)A

第九章

一、选择题

1.(1)B (2)C (3)D (4)A

2. C

3. B

4. C

5. A

6. B

7. (1)A (2)C (3)B (4)D (5)C

8. (1)A (2)D (3)C

9. A

10. (1)C (2)D (3)A (4)B (5)A

11. (1)B (2)D