计 算 机 网 络 复 习 第 一 章 概 述 1. 21 世 纪 的 重 要 特 征 就 是 数 字 化 网 络 化 和 信 息 化, 它 是 一 个 以 网 络 为 核 心 的 信 息 时 代 2. 网 络 是 指 三 网 : 电 信 网 络 有 线 电 视 网 络 和 计 算 机 网 络 3. 计 算 机 网 络 向 用 户 提 供 的 最 重 要 的 功 能 : 1. 连 通 性 计 算 机 网 络 使 上 网 用 户 之 间 都 可 以 交 换 信 息, 好 像 这 些 用 户 的 计 算 机 都 可 以 彼 此 直 接 连 接 一 样 2. 共 享 资 源 共 享 ( 信 息 共 享 软 件 共 享, 硬 件 共 享 ) 4. 网 络 (network) 由 若 干 结 点 (node) 和 连 接 这 些 结 点 的 链 路 (link) 组 成 5. 互 联 网 是 网 络 的 网 络 (network of networks) 6. 计 算 机 网 络 的 定 义 : 把 地 理 位 置 分 散 的 功 能 上 独 立 自 治 的 计 算 机 系 统, 通 过 通 信 线 路 连 接 在 一 起, 构 成 的 以 资 源 共 享 为 目 的 的 计 算 机 系 统 7. 计 算 机 的 性 能 指 标 ( 重 点 ) 1. 速 率 速 率 即 数 据 率 (data rate) 或 比 特 率 (bit rate) 是 计 算 机 网 络 中 最 重 要 的 一 个 性 能 指 标 速 率 的 单 位 是 b/s, 或 kb/s, Mb/s, Gb/s 等 ( 以 10 3 增 长 ) 2. 带 宽 带 宽 (bandwidth) 本 来 是 指 信 号 具 有 的 频 带 宽 度, 单 位 是 赫 ( 或 千 赫 兆 赫 吉 赫 等 ) 现 在 带 宽 是 数 字 信 道 所 能 传 送 的 最 高 数 据 率 的 同 义 语, 单 位 是 比 特 每 秒, 或 b/s(bit/s) 3. 吞 吐 量 吞 吐 量 (throughput) 表 示 在 单 位 时 间 内 通 过 某 个 网 络 ( 或 信 道 接 口 ) 的 数 据 量 4. 时 延 发 送 时 延 发 送 时 延 = 数 据 块 长 度 ( 比 特 )/ 发 送 速 率 ( 比 特 / 秒 ) 传 播 时 延 传 播 时 延 = 信 道 长 度 ( 米 )/ 信 号 在 信 道 上 的 传 播 速 率 ( 米 / 秒 ) 总 时 延 = 发 送 时 延 + 传 播 时 延 + 处 理 时 延 + 处 理 时 延
5. 时 延 带 宽 积 时 延 带 宽 积 = 传 播 时 延 带 宽 6. 利 用 率 信 道 利 用 率 指 出 某 信 道 有 百 分 之 几 的 时 间 是 被 利 用 的 ( 有 数 据 通 过 ) 完 全 空 闲 的 信 道 的 利 用 率 是 零 网 络 利 用 率 则 是 全 网 络 的 信 道 利 用 率 的 加 权 平 均 值 8. 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 (1) 电 路 交 换 : 端 对 端 通 信 质 量 因 约 定 了 通 信 资 源 获 得 可 靠 保 障, 对 连 续 传 送 大 量 数 据 效 率 高 (2) 报 文 交 换 : 无 须 预 约 传 输 带 宽, 动 态 逐 段 利 用 传 输 带 宽 对 突 发 式 数 据 通 信 效 率 高, 通 信 迅 速 (3) 分 组 交 换 : 具 有 报 文 交 换 之 高 效 迅 速 的 要 点, 且 各 分 组 小, 路 由 灵 活, 网 络 生 存 性 能 好 9. 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 点 到 终 点 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?( 提 示 : 画 一 下 草 图 观 察 k 段 链 路 共 有 几 个 结 点 ) 线 路 交 换 时 延 :kd + x/b + s 分 组 交 换 时 延 :kd + (x/p) (p/b) + (k 1) (p/b) (k 1) (p/b) K (k 1) 其 中 表 示 段 传 输 中, 有 次 的 储 存 转 发 延 迟, 当 s > (k 1) (p/b) 时, 电 路 交 换 的 时 延 比 分 组 交 换 的 时 延 大, 当 时, 相 反 x >> p 10. 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 h 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?( 提 示 : 参 考 图 1-12 的 分 组 交 换 部 分, 观 察 总 的 时 延 是 由 哪 几 部 分 组 成 ) 总 时 延 D 表 达 式, 分 组 交 换 时 延 为 : D = kd + (x/p) ((p + h)/b) + (k 1) (p + h)/b D 对 p 求 导 后, 令 其 值 等 于 0, 求 得 p = [(xh)/(k 1)] 0.5 1000km 11. 收 发 两 端 之 间 的 传 输 距 离 为, 信 号 在 媒 体 上 的 传 播 速 率 为 m/s 试 计 算 以 下 两 种 情 况 的 发 送 时 延 和 传 播 时 延 : (1) 数 据 长 度 为, 数 据 发 送 速 率 为 2 10 8 10 7 bit 100kb/s 3
10 3 bit 1Gb/s (2) 数 据 长 度 为, 数 据 发 送 速 率 为 从 上 面 的 计 算 中 可 以 得 到 什 么 样 的 结 论? (1) 发 送 时 延 : ts = 10 7 / 10 5 = 100s 传 播 时 延 : tp = 10 6 /(2 10 8 ) = 0.005s (2) 发 送 时 延 : ts = 10 3 / 10 9 = 1µs 传 播 时 延 : tp = 10 6 /(2 10 8 ) = 0.005s 结 论 : 若 数 据 长 度 大 而 发 送 速 率 低, 则 在 总 的 时 延 中, 发 送 时 延 往 往 大 于 传 播 时 延 但 若 数 据 长 度 短 而 发 送 速 率 高, 则 传 播 时 延 就 可 能 是 总 时 延 中 的 主 要 成 分 12. 网 络 协 议 的 三 个 要 素 是 什 么 : 答 : 网 络 协 议 : 为 进 行 网 络 中 的 数 据 交 换 而 建 立 的 规 则 标 准 或 约 定 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 响 应 (3) 同 步 : 即 事 件 实 现 顺 序 的 详 细 说 明 13. 论 述 具 有 五 层 协 议 的 网 络 体 系 结 构 的 要 点, 包 括 各 层 的 主 要 功 能 (1) 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 (2) 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 (3) 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 (4) 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 (5) 应 用 层 : 应 用 层 直 接 为 用 户 的 应 用 进 程 提 供 服 务 14. 试 解 释 以 下 名 词 : 实 体 (entity) 表 示 任 何 可 发 送 或 接 收 信 息 的 硬 件 或 软 件 进 程 协 议 是 控 制 两 个 对 等 实 体 进 行 通 信 的 规 则 的 集 合 协 议 栈 : 指 计 算 机 网 络 体 系 结 构 采 用 分 层 模 型 后, 每 层 的 主 要 功 能 由 对 等 层 协 议 的 运 行 来 实 现, 因 而 每 层 可 用 一 些 主 要 协 议 来 表 征, 几 个 层 次 画 在
一 起 很 像 一 个 栈 的 结 构. 第 二 章 物 理 层 物 理 层 是 OSI 的 最 底 层, 它 建 立 在 物 理 传 输 媒 体 的 基 础 上, 作 为 系 统 和 传 输 媒 体 的 接 口, 用 来 实 现 数 据 链 路 层 实 体 间 透 明 的 比 特 流 传 输 1. 物 理 层 要 解 决 哪 些 问 题? 物 理 层 的 主 要 特 点 是 什 么? 物 理 层 要 解 决 的 主 要 问 题 : (1) 物 理 层 要 尽 可 能 地 屏 蔽 掉 物 理 设 备 传 输 媒 体 以 及 通 信 手 段 的 不 同, 使 数 据 链 路 层 感 觉 不 到 这 些 差 异, 只 考 虑 完 成 本 层 的 协 议 和 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 该 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 2. 奈 奎 斯 特 定 理 在 无 噪 声 信 道 中, 当 带 宽 为 Hz, 信 号 电 平 为 级, 则 : H 数 据 传 输 速 率 = 2Hlog 2 V b/s V 采 样 定 理 : 信 道 带 宽 为 H, 最 高 采 样 速 率 为 2H. 3. 信 噪 比 S/N: 信 号 的 平 均 功 率 和 噪 声 的 平 均 功 率 的 比 值, 单 位 为 分 贝 (db) 信 噪 比 (db) = 10lo g 10 (S/N ) 4. 香 浓 公 式 ( 信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率 C): C = Wlo g 2 (1 + S/N)b/s W 为 信 道 的 带 宽 ( 以 Hz 为 单 位 ); S 为 信 道 内 所 传 信 号 的 平 均 功 率 ; N 为 信 道 内 部 的 高 斯 噪 声 功 率 5. 香 浓 定 理 表 明 : 信 道 的 带 宽 或 信 道 中 的 信 噪 比 越 大, 则 信 息 的 极 限 传 输 速 率 就 越 高 只 要 信 息 传 输 速 率 低 于 信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率, 就 一 定 可 以 找 到 某 种 办 法 来 实 现 无 差 错 的 传 输
若 信 道 带 宽 H 或 者 信 噪 比 S/N 没 有 上 限 ( 当 然 实 际 信 道 不 可 能 是 这 样 的 ), 则 信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率 C 也 就 没 有 上 限 实 际 信 道 上 能 够 达 到 的 信 息 传 输 速 率 要 比 香 浓 的 极 限 传 输 速 率 低 不 少 注 意 : 对 于 频 带 宽 度 已 确 定 的 信 道, 如 果 信 噪 比 不 能 再 提 高 了, 并 且 码 元 传 输 速 率 也 达 到 了 上 限 值, 那 么 还 有 办 法 提 高 信 息 的 传 输 速 率 这 就 是 用 编 码 的 方 法 让 每 一 个 码 元 携 带 更 多 比 特 的 信 息 量 6. 信 道 的 通 信 方 式 : 信 道 向 某 一 方 向 传 送 消 息 的 媒 体 单 向 通 信 ( 单 工 通 信 ) 只 能 有 一 个 方 向 的 通 信 而 没 有 反 方 向 的 交 互 双 向 交 替 通 信 ( 半 双 工 通 信 ) 通 信 的 双 方 都 可 以 发 送 消 息, 单 不 能 双 方 同 时 发 送 双 向 同 时 通 信 ( 全 双 工 通 信 ) 通 信 的 双 方 可 以 同 时 发 送 和 接 受 信 息 7. 数 据 传 输 数 字 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输 通 常 有 三 种 基 本 的 调 制 方 式 : 调 幅 (ASK): 用 两 种 不 同 的 振 幅 表 示 不 同 的 信 号 调 频 (FSK): 用 两 种 不 同 的 频 率 表 示 不 同 的 信 号 调 相 (PSK): 用 不 同 的 相 位 目 前 广 泛 应 用 的 调 制 技 术 是 正 交 调 相 QPSK(QuadraturePhase Shift Keying) 数 字 数 据 在 数 字 信 道 上 传 输 最 普 通 的 方 法 是 用 两 个 不 同 的 电 压 值 来 表 示 两 个 二 进 制 值 0 和 1 常 用 的 数 字 信 号 编 码 有 : 不 归 零 编 码 : 正 电 平 代 表 1, 负 电 平 代 表 0 归 零 编 码 : 正 脉 冲 代 表 1, 负 脉 冲 代 表 0 曼 彻 斯 特 编 码 : 位 周 期 中 心 的 向 上 跳 变 代 表 0, 位 周 期 中 心 的 向 下 跳 变 代 表 1.( 也 可 反 过 来 ) 差 分 曼 彻 斯 特 编 码 : 在 每 一 位 的 中 心 处 始 终 都 有 跳 变 位 开 始 边 界 有 跳 变 代 表 0, 二 位 开 始 边 界 没 有 跳 变 代 表 1. 模 拟 数 据 在 数 字 信 道 上 传 输 : 采 用 脉 冲 编 码 调 制 PCM 技 术 PCM 以 采 样 定 理 为 基 础 8. 用 香 农 公 式 计 算 一 下, 假 定 信 道 带 宽 为 为 3100Hz, 最 大 信 道 传 输 速 率 为 35Kb/ s, 那 么 若 想 使 最 大 信 道 传 输 速 率 增 加 60%, 问 信 噪 比 S/N 应 增 大 到 多 少 倍? 如 果 在 刚 才 计 算 出 的 基 础 上 将 信 噪 比 S/N 再 增 大 到 十 倍, 问 最 大 信 息 速 率 能 否 再 增 加 20%? 100 倍 18.5% 左 右 ( 本 题 考 查 使 用 香 浓 公 式 ) 0.7dB/km 9. 假 定 有 一 种 双 绞 线 的 衰 减 是 ( 在 1 khz 时 ), 若 容 许 有 20dB 的 衰 减, 试 问 使 用 这 种 双 绞 线 的 链 路 的 工 作 距 离 有 多 长? 如 果 要 双 绞 线 的 工 作 距 离 增 大 到 100 公 里, 试 应 当 使 衰 减 降 低 到 多 少? 使 用 这 种 双 绞 线 的 链 路 的 工 作 距 离 为 = 20/0.7 = 28.6km 衰 减 应 降 低 到 20/100 = 0.2db 10. 码 分 多 址 CDMA 为 什 么 可 以 使 所 有 用 户 在 同 样 的 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 优 缺 点? 各 用 户 使 用 经 过 特 殊 挑 选 的 相 互 正 交 的 不 同 码 型, 因 此 彼 此 不 会 造 成 干 扰 这 种 系 统 发 送 的 信 号 有 很 强 的 抗 干 扰 能 力, 其 频 谱 类 似 于 白 噪 声, 不 易 被 敌 人 发 现 占 用 较 大 的 带 宽
11. 共 有 4 个 站 进 行 码 分 多 址 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 S:(-1+1-3+1-1-3+1+1) 问 哪 个 站 发 送 数 据 了? 发 送 数 据 的 站 发 送 的 是 0 还 是 1? S A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8 = 1, A 发 送 1 S B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8 =-1, B 发 送 0 S C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8 = 0, C 无 发 送 S D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8 = 1, D 发 送 1 第 三 章 数 据 链 路 层 1. 链 路 是 从 一 个 结 点 到 相 邻 结 点 的 一 段 物 理 线 路 数 据 链 路 则 是 在 链 路 的 基 础 上 增 加 了 一 些 必 要 的 硬 件 ( 如 网 络 适 配 器 ) 和 软 件 ( 如 协 议 的 实 现 ) 2. 数 据 链 路 层 使 用 的 信 道 主 要 有 点 对 点 信 道 和 广 播 信 道 3. 数 据 链 路 层 传 送 的 协 议 数 据 单 元 是 帧 4. 数 据 链 路 层 的 三 个 基 本 问 题 : 封 装 成 帧 透 明 传 输 和 差 错 检 测 5. 循 环 冗 余 检 验 CRC 是 一 种 检 错 方 法, 而 帧 检 验 序 列 FCS 是 添 加 在 数 据 后 面 的 冗 余 码 6. 点 对 点 协 议 PPP 是 数 据 链 路 层 使 用 的 最 多 的 一 种 协 议, 它 的 特 点 是 : 简 单 只 检 测 差 错, 而 不 是 纠 正 差 错 不 适 用 序 号, 也 不 进 行 流 量 控 制 可 同 时 支 持 多 种 网 络 层 协 议 7. PPPoE 是 为 宽 带 上 网 的 主 机 使 用 的 链 路 层 协 议 8. 局 域 网 的 优 点 : 具 有 广 播 功 能, 从 一 个 站 点 可 以 很 方 便 地 访 问 全 网 便 于 系 统 的 扩 展 和 逐 渐 地 演 变 提 高 了 系 统 的 可 靠 性 可 用 性 和 生 存 性 9. 要 发 送 的 数 据 为 1101011011 采 用 CRC 的 生 成 多 项 式 是 P(X) = X 4 + X + 1 试 求 应 添 加 在 数 据 后 面 的 余 数 数 据 在 传 输 过 程 中 最 后 一 个 1 变 成 了 0, 问 接 收 端 能 否 发 现? 若 数 据 在 传 输 过 程 中 最 后 两 个 1 都 变 成 了 0, 问 接 收 端 能 否 发 现? 采 用 CRC 检 验 后, 数 据 链 路 层 的 传 输 是 否 就 变 成 了 可 靠 的 传 输? 答 : 被 除 数 为 11010110110000 除 数 为 10011 得 余 数 1110 即 添 加 的 检 验 序 列 是 1110 接 收 端 均 能 发 现 ( 因 为 计 算 和 余 数 不 为 0) 采 用 CRC 检 验 后, 收 方 将 丢 掉 此 数 据, 所 以 只 采 用 CRC 检 验 而 没 有 PPP 重 传 机 制, 数 据 链 路 层 的 传 输 还 不 是 可 靠 传 输 10. 一 个 PPP 帧 的 数 据 部 分 是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 试 问 真 正 的 数 据 是 什 么? 当 信 息 字 段 中 出 现 和 标 志 字 段 一 样 的 比 特 0x7E 时, 就 必 须 采 取 一 些 措 施 因 PPP 协 议 是 面 向 字 符 型 的, 所 以 它 不 能 采 用 HDLC 所 使 用 的 零 比 特 插 入 法, 而 是 使 用 一 种 特 殊 的 字 符 填 充 具 体 的 做 法 是 将 信 息 字 段 中 出 现 的 每 一 个 0x7E 字 节 转 变 成 2 字 节 序 列 (0x7D,0x5E) 若 信 息 字 段 中 出 现 一 个 0x7D 的 字 节, 则 将 其 转 变 成 2 字 节 序 列 (0x7D,0x5D) 若 信 息 字 段 中 出 现 ASCII 码 的 控 制 字 符, 则 在 该 字 符 前 面 要 加 入 一 个 0x7D 字 节 这 样 做 的 目 的 是 防 止 这 些 表 面 上 的 ASCII 码 控 制 字 符 被 错 误 地 解 释 为 控 制 字 符
真 正 的 16 进 制 数 据 是 7E FE 27 7D 7D 65 7E 11. PPP 协 议 使 用 同 步 传 输 技 术 传 送 比 特 串 0110111111111100 试 问 经 过 零 比 特 填 充 后 变 成 怎 样 的 比 特 串? 若 接 收 端 收 到 的 PPP 帧 的 数 据 部 分 是 0001110111110111110110, 问 删 除 发 送 端 加 入 的 零 比 特 后 变 成 怎 样 的 比 特 串? 待 发 送 的 比 特 串 为, 零 比 特 填 充 后 : 0110111111111100 011011111011111000 0001110111110111110110 00011101111111111110 接 收 端 搜 到 的, 删 除 零 后 : 12. 试 说 明 10BASE-T 中 的 10 BASE 和 T 所 代 表 的 意 思 答 :10BASE-T 中 的 10 表 示 信 号 在 电 缆 上 的 传 输 速 率 为 10MB/s, BASE 表 示 电 缆 上 的 信 号 是 基 带 信 号, T 代 表 双 绞 线 星 形 网, 但 10BASE-T 的 通 信 距 离 稍 短, 每 个 站 到 集 线 器 的 距 离 不 超 过 100m 13. 假 定 1km 长 的 CSM A/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 1/200000 = 5微 秒, 来 回 路 程 传 播 时 间 为 10 微 秒 为 了 能 够 按 照 CSM A/CD工 作, 最 小 帧 的 发 射 时 间 不 能 小 于 10 微 秒, 以 速 率 工 作,10 微 秒 可 以 发 送 的 比 特 数 等 于 Gb/s 10 10 6 10 9 = 10000 bit 10000bit 因 此, 最 短 帧 是 或 14. 假 定 在 使 用 CSMA/CD 协 议 的 10Mb/s 以 太 网 中 某 个 站 在 发 送 数 据 时 检 测 到 碰 撞, 执 行 退 避 算 法 时 选 择 了 随 机 数 r=100 试 问 这 个 站 需 要 等 待 多 长 时 间 后 才 能 再 次 发 送 数 据? 15. 如 果 是 100Mb/s 的 以 太 网 呢? 答 : 对 于 10mb/s 的 以 太 网, 以 太 网 把 争 用 期 定 为 51.2 微 秒 要 退 后 100 个 争 用 期, 等 待 时 间 是 51.2( 微 秒 )*100=5.12ms 对 于 100mb/s 的 以 太 网, 以 太 网 把 争 用 期 定 为 5.12 微 秒 要 退 后 100 个 争 用 期, 等 待 时 间 是 5.12( 微 秒 )*100=512 微 秒 16. 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 工 作 在 数 据 链 路 层, 它 根 据 MAC 帧 的 目 的 地 址 对 收 到 的 帧 进 行 转 发 网 桥 具 有 过 滤 帧 的 功 能 当 网 桥 收 到 一 个 帧 时, 并 不 是 向 所 有 的 接 口 转 发 此 帧, 而 是 先 检 查 此 帧 的 目 的 MAC 地 址, 然 后 再 确 定 将 该 帧 转 发 到 哪 一 个 接 口 转 发 器 工 作 在 物 理 层, 它 仅 简 单 地 转 发 信 号, 没 有 过 滤 能 力 以 太 网 交 换 机 则 为 链 路 层 设 备, 可 视 为 多 端 口 网 桥 17. 网 桥 的 自 学 习 算 法 ( 需 要 能 够 简 述 ) 第 四 章 网 络 层 1250byte 1. 网 络 层 向 上 提 供 的 服 务 有 哪 两 种? 是 比 较 其 优 缺 点 网 络 层 向 运 输 层 提 供 面 向 连 接 虚 电 路 ( V irtualcircuit) 服 务 或 无 连 接 数 据 报 服 务 前 者 预 约 了 双 方 通 信 所 需 的 一 切 网 络 资 源 优 点 是 能 提 供 服 务 质 量 的 承 诺 即 所 传 送 的 分 组 不 出 错 丢 失 重 复 和 失 序 ( 不 按 序 列 到 达 终 点 ), 也 保 证 分 组 传 送 的 时 限, 缺 点 是 路 由 器 复 杂, 网 络 成 本 高 ; 后 者 无 网 络 资 源 障 碍, 尽 力 而 为, 优 缺 点 与 前 者 互 易 2. 作 为 中 间 设 备, 转 发 器 网 桥 路 由 器 和 网 关 有 何 区 别? 中 间 设 备 又 称 为 中 间 系 统 或 中 继 (relay) 系 统 物 理 层 中 继 系 统 : 转 发 器 (repeater) 数 据 链 路 层 中 继 系 统 : 网 桥 或 桥 接 器 (bridge) 路 由 器 ( )
路 由 器 (router) 网 络 层 中 继 系 统 : 网 桥 和 路 由 器 的 混 合 物 : 桥 路 器 (brouter) 网 络 层 以 上 的 中 继 系 统 : 网 关 (gateway) 3. 试 说 明 IP 地 址 与 硬 件 地 址 的 区 别, 为 什 么 要 使 用 这 两 种 不 同 的 地 址? IP 地 址 就 是 给 每 个 连 接 在 因 特 网 上 的 主 机 ( 或 路 由 器 ) 分 配 一 个 在 全 世 界 范 围 是 唯 一 的 32 位 的 标 识 符 从 而 把 整 个 因 特 网 看 成 为 一 个 单 一 的 抽 象 的 网 络 在 实 际 网 络 的 链 路 上 传 送 数 据 帧 时, 最 终 还 是 必 须 使 用 硬 件 地 址 MAC 地 址 在 一 定 程 度 上 与 硬 件 一 致, 基 于 物 理 能 够 标 识 具 体 的 链 路 通 信 对 象 IP 地 址 给 予 逻 辑 域 的 划 分 不 受 硬 件 限 制 4. 一 个 3200 位 长 的 TCP 报 文 传 到 IP 层, 加 上 160 位 的 首 部 后 成 为 数 据 报 下 面 的 互 联 网 由 两 个 局 域 网 通 过 路 由 器 连 接 起 来 但 第 二 个 局 域 网 所 能 传 送 的 最 长 数 据 帧 中 的 数 据 部 分 只 有 1200 位 因 此 数 据 报 在 路 由 器 必 须 进 行 分 片 试 问 第 二 个 局 域 网 向 其 上 层 要 传 送 多 少 比 特 的 数 据 ( 这 里 的 数 据 当 然 指 的 是 局 域 网 看 见 的 数 据 )? 由 于 第 二 个 局 域 网 最 长 数 据 帧 中 的 数 据 部 分 只 有 1200 位, 即 IP 数 据 报 最 长 为 1200 位, 而 IP 报 头 为 160 位, 即 IP 数 据 部 分 只 有 1024 位,3200/1024 可 计 算 出 需 要 4 个 IP 分 片, 所 以 共 有 3200 + 4 160 = 3840bit 5. 设 某 路 由 器 建 立 了 如 下 路 由 表 : 目 的 网 络 子 网 掩 码 下 一 跳 128.96.39.0 255.255.255.128 接 口 m0 128.96.39.128 255.255.255.128 接 口 m1 128.96.40.0 255.255.255.128 R2 192.4.153.0 255.255.255.192 R3 *( 默 认 ) R4 现 共 收 到 5 个 分 组, 其 目 的 地 址 分 别 为 : (1) 128.96.39.10(2) 128.96.40.12(3) 128.96.40.151(4) 192.153.17(5) 192.4.153.90 (1) 分 组 的 目 的 站 IP 地 址 为 :128.96.39.10 先 与 子 网 掩 码 255.255.255.128 相 与 得 128.96.39.0, 可 见 该 分 组 经 接 口 0 转 发 (2) 分 组 的 目 的 IP 地 址 为 :128.96.40.12 1 与 子 网 掩 码 255.255.255.128 相 与 得 128.96.40.0, 不 等 于 128.96.39.0 2 与 子 网 掩 码 255.255.255.128 相 与 得 128.96.40.0, 经 查 路 由 表 可 知, 该 项 分 组 经 R2 转 发 (3) 分 组 的 目 的 IP 地 址 为 :128.96.40.151, 与 子 网 掩 码 255.255.255.192 相 与 后 得 128.96.40.128 经 查 路 由 表 知, 该 分 组 转 发 选 择 默 认 路 由, 经 R4 转 发 (4) 分 组 的 目 的 IP 地 址 为 :192.4.153.17 与 子 网 掩 码 255.255.255.128 相 与 后 得 192.4.153.0 与 子 网 掩 码 255.255.255.192 相 与 后 得 192.4.153.0 经 查 路 由 表 知, 该 分 组 经 R3 转 发 (5) 分 组 的 目 的 IP 地 址 为 :192.4.153.90, 与 子 网 掩 码 255.255.255.128 相 与 后 得 192.4.153.0 与 子 网 掩 码 255.255.255.192 相 与 后 得 192.4.153.64 经 查 路 由 表 知, 该 分 组 转 发 选 择 默 认 路 由, 经 R4 转 发 6. 有 如 下 的 4 个 /24 地 址 块, 试 进 行 最 大 可 能 性 的 聚 汇 212.56.132.0/24 212.56.133.0/24 212.56.134.0/24 212.56.135.0/24 212 = (11010100),56 = (00111000) 132 = (10000100)
132 = (10000100) 133 = (10000101) 134 = (10000110) 135 = (10000111) 所 以 共 同 的 前 缀 有 位, 即 聚 合 的 CIDR 地 址 块 是 : 第 五 章 传 输 层 需 要 掌 握 TCP 协 议,UDP 协 议 流 量 控 制, 拥 塞 控 制, 慢 启 动 算 法 等 四 个 算 法 TCP 连 续 的 建 立 过 程 的 原 理 示 意 图 3 次 握 手,4 次 挥 手 如 何 通 过 滑 动 窗 口 实 现 拥 塞 控 制 习 题 22 1101010000111000100001 212.56.132.0/22 1. 有 线 电 视 使 用 的 是 ( 频 分 复 用 ) 2. ( 光 纤 ) 的 带 宽 最 宽, 信 号 传 输 衰 减 最 小 3. 在 数 字 数 据 编 码 方 式 中,( 曼 彻 斯 特 编 码 ) 是 一 种 自 含 时 钟 编 码 方 式 4. 在 企 业 内 部 网 与 外 部 网 之 间, 用 来 检 查 网 络 请 求 分 组 是 否 合 法, 保 护 网 络 资 源 不 被 非 法 使 用 的 技 术 是 ( 防 火 墙 技 术 ) 5. 122.21.138.0/24 和 122.21.143.0/24经 过 路 由 器 汇 集, 得 到 的 网 络 地 址 是 122.21.136.0/24 OSI 6. 路 由 器 是 一 种 常 用 的 网 络 互 联 设 备, 它 工 作 在 中 的 网 络 层, 在 网 络 中 它 能 够 根 据 网 络 通 信 的 情 况 动 态 选 择 路 由, 并 识 别 网 络 地 址, 相 互 分 离 的 网 络 经 路 由 器 互 连 后 成 为 若 干 个 互 连 的 网 络 7. TCP 是 互 联 网 中 的 传 输 层 使 用 3 次 握 手 协 议 建 立 连 接, 这 种 方 法 可 以 防 止 出 现 错 误 链 接 TCP 使 用 的 流 量 控 制 协 议 是 ( 可 变 大 小 的 滑 动 窗 口 协 议 ) 8. OSI 参 考 模 型 中, 网 络 层 数 据 链 路 层 和 物 理 层 传 输 的 协 议 数 据 单 元 分 别 称 为 ( 数 据 包, 帧, 比 特 ) 9. 在 TCP/IP 协 议 族 中, 解 决 计 算 机 之 间 的 通 信 问 题 的 是 ( 网 络 层 ) 10. 信 噪 比 越 大 信 息 的 极 限 传 输 速 率 就 越 高 对 应 ( 香 浓 定 理 ) 11. 波 特 率 等 于 ( 每 秒 钟 可 能 发 生 的 信 号 变 化 次 数 ) 12. 调 制 解 调 技 术 适 用 的 通 信 方 式 是 模 拟 信 道 传 输 数 字 数 据 13. 10Base-T 网 络 采 用 的 传 输 介 质 是 ( 双 绞 线 ) 14. 假 定 我 们 要 发 送 信 息 11001001, 并 且 使 用 CRC 多 项 式 x 3 + 1 来 检 错 取 信 息 11001001, 附 加 000, 并 用 1001去 除, 余 数 是 011 应 该 发 送 的 信 息 块 是 11001001011 15. 虚 拟 局 域 网 的 技 术 基 础 是 ( 交 换 技 术 ) 16. 在 一 个 时 隙 的 起 始 处, 两 个 CSM A/CD站 点 同 时 发 送 一 帧, 求 前 4次 竞 争 都 冲 突 的 概 率? 第 一 次 竞 争 冲 突 的 概 率 为 1; 第 一 次 冲 突 后,A B 都 将 在 等 待 0 个 或 1 个 时 隙 之 间 选 择, 选 择 的 组 合 有 : 00 01 10 11 共 4 种, 其 中 00 和 11 将 再 次 冲 突, 所 以 第 二 次 竞 争 时, 冲 突 的 概 率 为 0.5. 第 二 次 冲 突 后 :A B 都 将 在 0 1 2 3 之 间 选 择, 选 择 的 组 合 有 :00 01 02 03 10 11 12 13 20 21 22 23 30 31 32 33 共 16 种, 其 中 00 11 22 33 将 再 次 冲 突, 所 以 第 三 次 竞 争 时, 冲 突 的 概 率 为 0.25
第 三 次 冲 突 后 :A B 都 将 在 0 1 2 3 4 5 6 7 之 间 选 择, 选 择 的 组 合 共 有 64 种, 其 中 00 11.. 77 将 再 次 冲 突, 所 以 第 四 次 竞 争 时, 冲 突 的 概 率 为 0.125 前 四 次 竞 争 都 冲 突 的 概 率 为 : 1 0.5 0.25 0.125 = 0.015625 17. 使 用 TCP 对 实 时 话 音 数 据 的 传 输 有 没 有 什 么 问 题? 使 用 UDP 在 传 送 数 据 文 件 时 会 有 什 么 问 题? 简 单 的 说 一 下 TCP 与 UDP 的 区 别 : 1 TCP 基 于 连 接 UDP 基 于 无 连 接 2 对 系 统 资 源 的 要 求 (TCP 较 多,UDP 少 ) 3 UDP 程 序 结 构 较 简 单 4 TCP 流 模 式,UDP 数 据 报 模 式 5 TCP 保 证 数 据 正 确 性,UDP 可 能 丢 包,TCP 保 证 数 据 顺 序,UDP 不 保 证 TCP 延 时 比 较 大, 因 为 其 具 有 拥 塞 控 制 算 法, 对 于 实 时 性 要 求 高 的 业 务 来 说, 有 其 必 然 的 缺 点 UDP 没 有 拥 塞 控 制, 只 能 提 供 尽 力 而 为 的 服 务, 所 以 会 出 现 丢 包 现 象, 且 不 重 传 所 以 不 适 合 传 准 确 性 要 求 比 较 高 的, 不 允 许 有 错 误 的 等 数 据 文 件 18. A 向 主 机 B 连 续 发 送 两 个 TCP 报 文 段 序 号 分 别 是 70 和 100 问 : 1. 第 一 个 报 文 段 携 带 了 多 少 字 节 数 据? 由 于 第 二 个 是 100, 故 第 一 个 报 文 段 携 带 30 个 (70-79) 2. 主 机 B 收 到 第 一 个 报 文 段 后 发 回 的 确 认 中 确 认 号 应 当 是 多 少? 确 认 号 是 100, 因 为 第 二 个 传 的 是 100, 确 认 好 100 代 表 希 望 下 次 发 送 的 是 100 序 号 开 始 的 3. 如 果 主 机 B 收 到 第 二 个 报 文 段 后 发 回 的 确 认 号 是 180,A 发 送 的 第 二 个 报 文 段 携 带 了 多 少 字 节 数 据? 80 道 理 和 第 一 问 一 样 4. 如 果 A 发 送 的 第 一 个 报 文 段 丢 失 了, 蛋 第 二 个 到 达 了 B B 在 第 二 个 报 文 段 到 达 后 向 A 发 送 确 认 确 认 号 多 少? 确 认 号 是 70, 由 于 第 一 个 报 文 段 丢 失, 故 希 望 重 传 第 一 个 报 文 段 19. 在 下 图 所 示 的 存 储 转 发 过 程 中, 所 有 链 路 的 数 据 传 输 速 度 为 100Mbps, 分 组 大 小 为 1000B, 其 中 分 组 头 大 小 为 20B, 如 主 机 H1 向 主 机 H2 发 送 一 个 大 小 为 980000B 的 文 件, 则 在 不 考 虑 分 组 拆 装 时 间 和 传 播 延 迟 的 情 况 下, 从 H1 发 送 大 H2 接 受 完 为 止, 需 要 的 时 间 至 少 是 (C) A.80ms B.80.08 C.80.16ms D.80.24ms 注 意 : 发 送 延 迟 传 播 延 迟 处 理 延 迟 存 储 转 发 延 迟 的 概 念 解 答 : 由 题 设 可 知, 分 组 携 带 的 数 据 长 度 为 980B, 文 件 长 度 为 980000B, 需 要 拆 分 为 1000 个 分 组, 加 上 头 部 之 后, 每 个 分 组 大 小 为 1000B, 总 共 需 要 传 送 的 数 据 量 大 小 为 1MB 由 于 所 有 的 数 据 传 输 速 率 相 同, 因 此 文 件 传 输 经 过 最 短 路 径 时 所 需 时 间 最 少, 最 短 路 劲 经 过 分 组 交 换 机 当 t = 1M 8/100Mbps = 80ms时,H1 发 送 完 最 后 一 个 比 特 ; 到 达 目 的 地, 最 后 一 个 分 组, 需 经 过 2 个 分 组 交 换 机 的 转 发, 每 次 转 发 的 时 间 为 t0 = 1K 8/100M bps = 0.08ms, 所 以, 在 不 考 虑 分 组 拆 装 时 间 和 传 播 延 时 的 情 况 下 当 t = 80ms + 2t0 = 80.16ms时,H2 接 受 完 文 件, 即 所 需 的 时 间 至 少 为 80.16ms
, * 显 示 全 部