计算机网络技术(自考02141)课后答案

第一章计算机网络概论习题参考答案

1.计算机网络可分为哪两大子网？它们各实现什么功能？

计算机网络技术教程分为资源子网和通信子网。

资源子网：负责信息处理（包括提供资源的主机HOST和请求资源的终端，它们都是信息传输的源节点或宿节点，有时也通称为端节点）；

通信子网：负责全网中的信息传递（由网络节点和通信链路组成）。

2.计算机网络的发展可划分为哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？

可分为四个阶段。

第一阶段为面向终端的计算机网络，特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统。

第三阶段为开放式标准化网络，特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统。

第四阶段为因特网的广泛应用与高速网络技术的发展，特点是网络系统具备高度的可靠性与完善的管理机制，网络覆盖范围广泛。

3.早期的计算机网络中，哪些技术对日后的发展产生了深远的影响？

早期的ARPANET、TCP/IP、PDN的技术对日后的发展产生了深远的影响。

4.简述计算机网络的功能？

①硬件资源共享：存储器、打印机等；

②软件资源共享：文件传送，数据库等；

③用户间信息交换：收发邮件收发消息等信息交换。

5.名词解释：

PSE：分组交换设备

PAD：分组装拆设备

NCC：网络控制中心

FEP：前端处理机

IMP：接口信息处理机

DTE：数据终端设备

DCE：数据电路终接设备

PDN：公用数据网

OSI：开放系统互连基本参考模型

HDLC：高级数据链路控制协议

SNA：系统网络结构

DNA：数字网络结构

WAN：广域网，远程网

LAN：局域网

SCS：结构化综合布线系统

NBS：美国国家标准局

ANSI：美国国家标准学会

ECMA：欧洲计算机制造商协会

IETF：Internet工程任务组

IESG：Internet工程指导小组ITU：国际电话电报咨询委员会CCITT，现已改名为国际电信联盟ITU。其中ITU-U是国际电信联盟电信标准化局

第二章计算机网络基础知识习题参考答案

1.简述模拟数据及数字数据的模拟信号及数字信号表示方法。

（1）模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波，可以利用某个参量（幅度，频率，相位）来表示传输数据；

数字信号则是一系列离散的电脉冲，可利用某一瞬间状态

模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：

（2）模拟数据和数字数据的表示

模拟数据可以直接用对应的随时间变化而连续变化的模拟信号来表示，也可经相应的转换设备转换后用离散的数字信号表示。

数字数据可用二进制编码后的离散数字信号表示，也可经转换设备转换后用连续变化的模拟信号表示。

2.简述MODEM和CODEC的作用

MODEM将数字数据调制转换为模拟信号，使之在适合于模拟信号的媒体上传输；而在线路的另一端；MODEM再将模拟信号解调还原为原来的数字数据。

CODEC编码解码器，将表示声音数据的模拟信号编码转换成二进制流近似表示的数字信号；而在线路的另一端，CODEC将二进制位流解码恢复成原来的模拟数据。

3.什么是数据通信？

数据通信是一种通过计算机或其它数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术。

4.数据传输速率与信号传输速率的单位各是什么？它们之间有什么关系？

（1）数据传输速率（每秒传输二进制信息的位数），单位是位/秒bps或b/s，

计算公式:R=1/T×log2N(bps)

T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；

N为一个码元（一个数字脉冲称为码元）所取的离散值个数。

通常N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。

N=2时，R=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。

（2）信号传输速率（单位时间内通过信道传输的码元数），单位是波特Baud。

计算公式:B=1/T(Baud)

T为信号码元的宽度，单位为秒．

（3）对应关系式：R=B×log2N(bps)或B=R/log2N(Baud)

5.数据传输速率与信道容量的单位各是什么？它们之间有什么关系？

信道传输速率和信道容量的单位都是位/秒bps或b/s。

信道容量表示一个信道的最大数据传输速率

区别：信道容量表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而网络工程师视频教程数据传输速率是实际的数据传输速率。

6.对于带宽为6MHz的信道,若用4种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率是多少？[离散的信道容量：奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系：B=2×H(Baud)奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：C=2×H×log2N(bps)

H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；N为一个码元所取的离散值个数。]

解：H=6M N=4所以C=2×H×log2N=2×6m×log24=24Mbps。

7.信道带宽为3KHz，信噪比为30db，则每秒能发送的比特数不会超过多少？

[连续的信道容量：香农公式--带噪信道容量公式C=H×log2(1+S/N)(bps)

S为信号功率，N为噪声功率，S/N为信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分贝(dB)。]

∵10lg(S/N)=30∴lg(S/N)=3S/N=1030/10=1000H=3k

∴C=H×log2(1+S/N)=3k×log2(1+1000)=3k×log2(1001)≈3k×10=30k，得每秒发送的位数不超过30K。

8.采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，问在1200Baud的信号传输速率下能达到的数据传输速率为多少？∵N=8×2=16，2H=B=1200，∴C=2H×log2N=1200×log216=4800bps。

9.采用每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在带宽为8KHz的无噪信道上传输数字信号，若要达到64Kbps的数据速率，问至少要多少种不同的相位？

∵C=64K，H=8K，C=2×H×log2N，∴log2N=C/2H=64K/16K=4，N=16，至少要有8种不同的相位。

10.简述异步传输方式与同步传输方式的区别。P22、P27

异步传输以字符为传输单位，一次只传输一个字符（由5-8位数据组成）。每个字符有1个起始位和1至2个停止位保证字符的同步，字符内以约定频率保证位同步，字符之间异步，可有任意的空闲位。

同步传输以数据块的帧为传输单位，每帧以特殊的同步字符或位模式作帧头帧尾标志，保证帧同步，帧内用外加的同步信号或用从数据信号中提取的同步信号保证位同步。

11.数据速率为1200bps，采用无校验、1位停止位的异步传输，问1分钟内最多能传输多少个汉字（双字节）？

因为每秒传输1200位，每传送1字节需10位，所以每分钟最多能传送的汉字为1200×60/20=3600

12.分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出1011001的波形图。

曼彻斯特编码，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。

差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。注：由于不会画图，只能参考课本图片，以参考编码画法，请谅解。

13.采用曼彻斯特编码的10Mbps局域网的波特率是多少？

因为曼彻斯特编码每码元传送1/2位，所以R=B×1/2，2R=B，B=20M

14.简述异步传输方式的字符格式，并说明各部分的作用。

异步传输方式中，每字符以1位逻辑0为起始，以1或2位逻辑1为终止，凡从终止位或任意空闲位的1转为0确定为字符的开始，按约定的频率确定约定的5至8位的数据位，网络工程师教程如果有约定的1位校验位则按约定的算法作差错检测。

参考：群同步传输每个字符由四部组成

1)1位起始位，以逻辑"0"表示；2)5～8位数据位，即要传输的字符内容；

3)1位奇偶校验位，用于检错；4)1～2位停止位，以逻辑"1"表示,用作字符间的间隔。

15.信源以字节（8比特）为单位传输数据，若数据速率为B（bps），对下列两种情况分别计算有效数据传输速率：

（1）异步串行传输，不用校验位、使用1位停止位

因为每8位字节要额外附加2位，所以有效数据传输速率最大可达B×8/10=0.8B

（2）同步串行传输，每帧包含48位控制位和4096位数据位

有效数据传输速率为B×4096/(48+4096)=B×4096/4144≈0.988B

16.在相同数据速率下，分别采用异步协议和同步协议传输大批量数据，问两者的传输效率之比约为百分之几？

分析：异步协议的有效数据传输效率为8位数据位/10位总数据位=8/10；同步协议的有效数据传输效率为有效数据位（可达几千位）/（有效数据位+帧头帧尾及其他相关控制位，数值很小）=1/1（约数）；异步协议和同步协议的有效数据传输效率的百分比=（8/10）/1×100%=80%

答：在相同数据速率下，异步协议和同步协议的有效数据传输效率的百分比为80%

17.对于带宽为4KHz的语音信号，采用量化级别为128的PCM方法编码，问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？

分析：由采样定理：Fs≥2Bs，其中Fs为采样频率，2Bs为原始信号带宽（与H相同），信道容量C=Fs·log2N≥2Bs·log2N；因为H=4KHz，N=128，所以由奈奎斯特公式得C=2×4K×log2128=56Kbps

答：起码要用56Kbps传输速率的信道才能传输所产生的二进制位

18.简述FDM、TDM、WDM的实现原理。

FDM（频分多路复用）是在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号的频分多路复用技术。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使信号的带宽不相互重叠，可通过采用不同的

载波频率进行调制来实现，为了防止相互干扰，使用保护带来隔离每一个通道，保护带是一些不使用的频谱区。

TDM（时分多路复用）是若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需要的数据传输速率时，将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用的时分多路复用技术。每一时间片由复用的一个信号占用，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。

WDM（波分多路复用）是指在一根光纤中传输多种不同波长的光信号，由于波长不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长解复用器将各路波长分解出来的波分多路复用技术。根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输，在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。

19.分别计算T1载波和E1载波的编码效率和开销率

分析：Bell系统的T1载波利用脉码调制PCM和时分多路复用TDM技术，使24路采用声音信号复用一个通道，帧结构中24

路信道各自轮流将编码后的8位数字信号（7+1）组成帧，其中7位是编码的数据，第8位是控制信号。每帧除了24×8=192

位之外，另加一位帧同步位。这样，一帧（8×24+1）中就包含有193位，每一帧用125μs时间传送，因此T1系统的数据传输速率为1.544Mbps。ITU建议了一种2.048Mbps速率的PCM载波标准，称为E1载波（欧洲标准）。它的每一帧开始处有8位作同步用，中间有8位用作信令，再组织30路8位数据，全帧含256位，每一帧也用125μs传送，可计算出数据传输速率为256位/125μs=2.048Mbps

T1载波的编码效率=7×24/（8×24+1）=168/193≈0.87，式中：7×24是编码数据位所占总的信道数8×24+1是单帧所占位；开销率=（1×24+1）/193=25/193≈0.13，式中：1×24+1是控制信号位所占，即开销。

E1载波的编码效率=8×30/（8+8+8×30）=240/256≈0.94，式中：8×30是30路8位数据位，8+8+8×30是单帧所占位；

开销率=（8+8）/256=16/256≈0.06，式中：8+8是8位同步位，8位作信令所占，即开销。

20.若要采用两种物理状态传输的50Kbps信道上传输1.544Mbps的T1载波，问信道的信噪比至少要多少？

因为N=2，C=50K,C=2×H×log2N,所以H=C/2=25K。因为C=1.544M，H=25K，C=H×log2（1+S/N），

所以log2（1+S/N）=C/H=1544/25=61.76,1+S/N≈261,S/N=261-1≈261，

10×log10261≈10×log10260=10×log1026×10=10×log1010246≈10×log101018=180分贝

21.试比较电路交换、报文交换、虚电路分组交换及数据分组交换方式的特点：

电路交换：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式

的通信，电路交换效率不高。

报文交换：报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”的方式，在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。在交换节点中需要缓冲存储，报文需要排队，故报文交换不能满足实时通信的要求。

分组交换分为：数据报分组交换和虚电路分组交换，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。分组交换，交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送，并规定了最大的分组长度。

在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文；

在虚电路分组交换中，数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。

22.对于交换网定义如下参数:

N—两个给定站点间转接的节点数;

L—报文长度(比特);

B—链路上的数据传输速率(bps);

P—每个分组的长度(比特);

H—每个分组的开销(比特);

S—电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时间(秒);

D—每个转接点的转接延迟时间(秒)。

假设不需要确认,请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。

电路交换T=S+L/B

报文交换T=L/B+N×D

虚电路分组交换T=S+N[D+（P+H）/B]

数据分组交换T=N[D+（P+H）/B]

23.比较ARQ和FEC方法的工作原理,说明它们的不同之处。

ARQ自动请求重发的工作原理：接收端检测出有差错时，就设法通知发送方重发，直到正确的码字收到为止。

FEC前向纠错的工作原理：接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。

ARQ只使用检错码，但必须是双向信道才可能将差错信息反馈至发送端。同时，发送方要设置数据缓冲区，用以存放已发出去的数据，计算机网络技术教程以便知道出差错后可以调出数据缓冲区的内容重新发送。

FEC必须用纠错码，但它可以不需要反向信道来传道请求重发的信息，发送端也不需要存放以备重发的数据缓冲区。

24.已知生成多项式为:X4+X3+X2+1,求信息位1010101的CRC码。

信息位：K(X)=X6+X4+X2+1=1010101

G(X)=X4+X3+X2+1=11101

R(X)=X4×K(X)/G(X)=10101010000/11101=1001

10101011001

25.若海明码的监督关系式为:

S0=a0+a3+a4+a5S1=a1+a4+a5+a6S2=a2+a3+a5+a6

接收端收到的码字为:a6a5a4a3a2a1a0=1010100,问在最多一位错的情况下发送端发送的信息位是什么?

根据监督关系式，得错码位置表:

s2s1s0000001010100011101110111

错位无错a0a1a2a4a3a6a5

根据收到码字1010100计算各校正因子：

s0=0+0+1+0=1s1=0+1+0+1=0s2=1+0+0+1=0得s2s1s0=001，

因为在只有一位错的情况下，从上表得错位为a0，所以原发送信息位为1010101。

验算：a2=a3+a5+a6=0+0+1=1，a1=a4+a5+a6=1+0+1=0，a0=a3+a4+a5=0+1+0=1，冗余位：101

26.同步数字序列（SDH）有哪些主要技术特点？

①STM—1统一了T1载波与E1载波两大不同的数字速率体系，使得数字信号在传输过程中，不再需要转换标准，真正实现了数字传输体制上的国际性标准；

②SDH网还有兼容光纤分布式数据接口FDDI、分布队列双总线DQDB以及ATM信元；

③采用同步复用方式，各种不同等级的码流在帧结构负荷内的排列是有规律的，而净负荷与网络是同步的，因而只需利用软件即可使高速信号一次直接分离出低速复用的支路信号，降低了复用设备的复杂性；

④SDH帧结构增加的网络管理字节，增强了网络管理能力，同时通过将网络管理功能分配到网络组成单元，可以实现分布式传输网络的管理；

⑤标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现不同公司光接口设备的互联，降低了组网成本。

在上述特点中，最核心的是同步复用、标准光接口和强大的网管能力。这些特点决定了SDH网是理想的广域网物理传输平台。

第三章计算机网络体系结构及协议

1.物理层协议包括哪四方面的内容？

物理层协议包括机械、电气、功能性、规程性四个方面关于建立、维持及断开物理信道的特性。

2.比较RS—232C与RS—449的电气特性。

RS-232C采用±15伏的负逻辑电平和非平衡发送接收方式，传输距离≤15m，通信速率≤20kbps；

RS-449的电气特性有两个子标准：

RS-422采用±6伏（±2V为过渡区域）的负逻辑电平和平衡发送接收方式。传输距离为10m时，速率可达10Mbps；传输距离为1000m时，速率可达100kbps。

RS-423采用±6伏（±4V为过渡区域）的负逻辑电平和差动接收器的非平衡方式。传输距离为10m时，速率可达100kbps；传输距离为100m时，速率可达10kbps。

3.简述NULL MODEM的功能；画出RS-232C的DTE—DTE直接连接图，并标明各引脚名称及连接线方向。

Null Modem的功能是：当二台采用RS-232C标准接口的DTE直接连接时，因为RS-232C是DTE与DCE之间的接口标准，所以要用Null Modem这种采用交叉跳接信号线方式的连接电缆进行连接，使电缆二端的DTE都可以把自己作为DTE，把对方作为DCE。

4.试比较四种帧定界方法的特点。

①字节计数法，这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。编码简单，但一旦计数出错就丢失帧边界，就会有灾难性后果。

②使用字符填充的首尾定界符法，该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止。因为要区分数据和定界字符，所以编码复杂；因为不同系统有不同字符集，所以兼容性差。

③使用比特填充的首尾标志法，该法以一组特定的比特模式（01111110）来标志一帧的起始与终止。虽然要区分边界位，但用硬件很容易实现，所以使用简便，受限制少。

④违法编码法，该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用。易于区分边界，编码很简单，但只适用于特定的编码环境。

5.若发送窗口尺寸为4，在发送3号帧并收到2号帧的确认帧后，发送方还可发几帧？请给出可发帧的序号。

发送方还可以连续发3帧，即还可发送第4，5，6号帧。

6.若窗口序号位数为3，发送窗口尺寸为2，采用Go-back-N法，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧0、发送帧1、接收帧0、接收确认帧0、发送帧2、帧1接收出错、帧1确认超时、重发帧1、接收帧1、发送帧2、

接收确认帧1。

(1)(2)(3)(4)(5)(6)

初始发送帧0发送帧1接收帧0接收确认帧0发送帧2

(7)(8)(9)(10)(11)(12)

帧1接收出错帧1确认超时重发帧1接收帧1发送帧2接收确认帧1

7.若BSC帧数据段中出现下列字符串：“ABCDE”问字符填充后的输出是什么？

ABCDE

8.若HDLC帧数据段中出现下列比特串：“010000011111110101111110”，问比特填充后的输出是什么？

填充后的输出是："01000001111101101011111010"

9.用BSC规程传输一批汉字（双字节），若已知采用不带报头的分块传输，且最大报文块长为129字节，共传输了5帧，其中最后一块报文长为101字节。问每个报文最多能传多少汉字？该批数据共有多少汉字？（假设采用单字节的块校验字符）因为每块除文本外的5个控制字符共开销5字节，前4块每块长度为129字节，数据文本占124字节，即每报文最多传62汉字。4块共62×4=248汉字，最后1块101字节，数据占96字节，即48汉字，该批数据共有248+48=296汉字。或：[（129-5）×4+（101-5）]÷2=296

10.用HDLC传输12个汉字〈双字节〉时，帧中的信息字段占多少字节？总的帧长占多少字节？

因为HDLC除信息字段外共占48位即6字节，所以传12汉字时信息字段为24字节，总帧长为30字节。

11.简述HDLC帧中控制字段各分段的作用。

控制字段第1位为0表示信息帧，此时第2至4位为发送帧的序号，第5位表示要求回应，第6至7位为等待接收的帧号。

第1、2位为10表示监控帧，此时第3、4位表示等待接收或暂停接收或要求重发，第5位表示要求回应或确认的结束，第6至7位为等待接收的帧号或重发多帧的开始帧号。

第1、2位为11表示无帧序号帧，此时第5位表示要求回应或确认的结束，第3、4、6、7、8位表示不同的控制功能。

12.试比较BSC和HDLC协议的特点。

BSC协议面向字符，依赖于特定的字符编码，所以兼容性低；所用字符填充法较复杂；用半双工，所以传输效率低。但所需缓冲空间小。

HDLC协议面向位，不依赖于字符集，所以兼容性高；所用位填充法易于硬件实现，简便快捷；用全双工，传输效率高；所用缓冲空间较大。

13.虚电路中的“虚”是什么含义？如何区分一个网络节点所处理的多个虚电路？

虚电路的虚是因为每条虚电路都不是专用的，虚电路的号只是从节点得到的对应下一节点双向都未分配出去的最小信道号，不同虚电路号的分组轮流传送。一个节点所处理的多条虚电路用下一节点或上一节点及所拥有的信道号来区分。

14.简述虚电路操作与数据报操作的特点、虚电路服务与数据报服务的特点。

通信子网虚电路操作过程分建立、使用和拆除三部分。建立时每个途经节点要作路由选择以确定下一节点并在虚电路表中做记录。使用时各分组按先后顺序只需在沿路各节点排队按虚电路表发送而无需作路由选择。最后各分组按次序全部到达后拆除虚电路。

通信子网数据报操作无需建立电路，但每个分组要各自作路由选择并排队按各自所选路线发送。最后各分组不一定按先后次序到达，可能有分组丢失。

虚电路服务是网络层向端系统运输层提供的使所有分组按先后顺序可靠到达目的端的服务，不管通信子网如何运作。

数据报服务是网络层向端系统运输层提供的各分组不一定全部不一定按先后顺序到达目的端的服务

15.考虑图3-20(a)中的子网。该子网使用了距离矢量路由算法，下面的矢量刚刚到达路由器C，来自B的矢量为（5，0，8，12，6，2）；来自D的矢量为（16，12，6，0，9，10）；来自E的矢量为（7，6，3，9，0，4）。经测量，到B、D和E的延迟分别为6、3和5。请问C的新路由表将会怎么样？请给出将使用的输出线路以及期望的延迟。

路由器C的新路由表如表：

目标路由器输出线路期望的延迟

A B11

B B6

C0

D D3

E E5

F B8

C到A经过B，期望延时为11；

C到B经过B，期望延时为6；

C到D经过D，期望延时为3；

C到E经过E，期望延时为5；

C到F经过B，期望延时为8；

16.简述防止拥塞的几种方法。见P93表3-5。这道题不明确，因为在网络的各个层次上都可以采取一定的策略。

一.缓冲区预分配：在建立虚电路时在沿途各节点预先保留所需数据暂存区，即保证有足够空间才设虚电路，使分组传送时可顺利通过各节点，免除阻塞。

二.分组丢弃：不预留存储区，如果缓冲区满则丢弃分组，以缓解阻塞。

三.定额控制：分组必须有许可证才可开始在通信子网中被传送，用许可证数量控制通信子网中的分组总数，防止阻塞。

17.简述X.25各类分组的格式及其功能。

X.25的每个分组由分组头和数据二部分组成。分组头的前二个字节为通用格式标识和虚电路标识。第三字节表示分组类型，末位为0表示数据分组，用于传送数据；末位为1表示控制分组，完成连接管理、流量控制、中断、复位或重启动等功能；末3位全为1表示对某种请求的确认。

18.在X.25分组级中，理论上最多允许存在多少条虚电路？若已知分配的虚电路号为536，试计算有二进制逻辑信道组号及逻辑信道号。

在X.25分组级中，理论上最多允许16×256=4096条虚电路。

分配的虚电路号为536，536=256×2+24，所以逻辑信道组号为2，逻辑信道号为24=16+8，二进制组号为0010，二进制逻辑信道号为00011000，二进制虚电路号为1000011000。或536=512+16+8=001000011000

19.数据传输速率2400bps、最大分组长度1024位（未含分组头），传输长度为256K字节的报文，试计算：（1）总共传输的分组数；（2）总共传输的比特数；（3）传输所有的总时间。

设分组为X.25分组,忽略帧。因为256K字节的报文=256×1024×8位，最大分组长度1024位，所需分组数=256×8×

1024/1024=2048（分组）

因为每个数据分组有3个字节的分组头，所以总共传输的位数=（1024+24）×2048位=2096K（比特）

因为传输速率=2400bps，所以传输所用时间=（1024+24）×2048/2400秒=1048×256/300秒≈894秒

20.网际互连的意义是什么？请列出各种网络互连设备及它们工作的OSI协议层。

网际互连的意义是可以使各同结构或不同结构的网络上的用户可以互相通信和交换信息。

转发器（中继器）：工作于物理层。网桥：工作于链路层，用于类型相似的局域网DCE间的连接。

路由器：工作于网络层，用于不同结构网络的连接。网关：工作于运输层以上层次。

21.简述网络环境中分布式进程通信的特点。它与单机系统内部的进程通信的区别在哪里？

（1）用户共享的网络资源及网络所能提供的服务功能最终是通过网络环境中的分布式进程通信来实现的。

（2）网络环境中的进程通信与单机系统内部的进程通信的主要区别：网络环境中进程通信是异步性的；网络中主机的高度自治性。

22.试述客户／服务器模式的工作过程以及实现方法。

答：客户／服务器模式是采用“请求驱动”方式工作的。客户向服务器发出服务请求，服务器响应客户的请求，提供客户所需要的网络服务。

在网络环境中，在同一时刻，可能有多个客户进程向一个服务器发出服务请求。因此，服务器必须要有处理并发请求的能力。解决服务器处理并发请求的方案基本上有两种：并发服务器方法、重复服务器方法。

23.试述UDP的传输过程、端口号分配原则以及应用场合。

UDP的传输过程：应用进程将报文传送给执行UDP的传输实体。传输实体将用户数据加上UDP报头，形成UDP用户数据报，传输给网络层。网络层在UDP用户数据报上再加IP报头，就形成IP分组，传输给数据链路层。数据链路层再将IP分组上增加帧头、帧尾，就形成一个帧，再经过物理层发送出去。

端口号分配原则：客户进程的端口号分配分为熟知端口号（端口号值范围是0—1023）、注册端口号（端口号值范围是1024一49151）、临时端口号（端口号范围是49152—655353）。服务器进程的端口号分配不能随机选取，TCP／IP给每一种服务器程序分配了确定的全局端口号。

UDP适用于可靠性较高的局域网。

24．试述TCP的主要特点、端口号分配、Socket地址概念以及应用场合。

TCP协议的主要特点：面向连接服务；高可靠性；全双工通信；支持流传输；传输连接的可靠建立与释放；提供流量控制与拥塞控制。

TCP的端口号值为0～65535之间的整数。

Socket地址概念：TCP协议在全网唯一的标识一个进程，需要使用网络层的16位IP地址和传输层的32位端口号，一个IP地址与一个端口号合起来就叫“Socket”地址。

25．TCP的连接建立与释放分别采用几次“握手”？为何要这样步骤？

为了保证传输连接的可靠性,TCP协议使用了3次握手的方法。在传输连接建立阶段,防止出现因“失效的连接请求数据报”而造成连接错误。

在释放传输连接时需要4次握手。在用户数据报传输结束时，需要释放传输连接。参与传输连接的任何一方都可以释放连接。由于关闭了客户进程到服务器进程的连接后，另一个方向服务器到客户进程的连接可能

仍然存在。因此，需要经过“4次握手”。

26．传输服务向传输服务用户提供哪些功能？

答：运输层服务向用户提供面向连接的可靠的传输服务和无连接的不可靠的数据报服务，可提供不同等级的协议服务，可提供正常的服务数据分组传输和快速服务数据分组传输，可提供不同的用户接口，可提供状态报告和安全保密的服务，对面向连接的服务可提供连接的管理。

27．传输层服务质量如何分类、协议级别如何分级？它们的关系如何？

答：传输层按用户要求把网络服务质量从高到低分为A、B、C三级，把协议服务功能按从简单到复杂分为0、1、2、3、4五个级别，服务质量高的网络需要较简单的协议级别，服务质量低的网络需要较复杂的协议级别。

28．简述会话连接与传输连接的映像关系？

答：会话连接和运输连接有三种关系：

（1）一个会话连接使用一个运输连接的一对一关系。

（2）多个会话连接先后不同时使用同一个运输连接的多对一关系。

（3）当运输连接中断后可用新建运输连接继续原有会话连接的一对多关系。

29简述同步点的作用。

答：带有序号的同步点可由会话用户在传输的数据流中自由设置并一同传送，通过同步点的接收使会话双方对会话进展情况有一致的了解，使出现中断时可以从中断处恢复。

30．简述在OSI中设立表示层的必要性。

答：因为不同的计算机可能使用不同的字符集，不同的字节计数方式，不同的运算码，所以必须在处理语义的应用层和管理连接的对话层之间设置表示层，在各自的数据表示方式和双方共同确认的表示方式之间进行转换。

31．简述数据压缩的必要性和可行性。

答：由于目前通信设施未能有足够带宽实现低成本高效率传送某些大数据量的信息，所以有必要对数据进行压缩。

因为原始数据往往有冗余度；数据在不改变表示效果的前提下有压缩余地；数据本身的特性存在压缩的可能；所以可从这三方面对数据进行压缩。

32．应用实体由哪些元素组成，它们的作用各是什么？

答：应用层应用实体由若干特定应用服务元素和公用应用服务元素组成。每个特定应用服务元素提供某种专门的应用服务，公用应用服务元素提供公共的应用服务。

33．为什么要采用虚拟终端协议？

答：因为各种各样的终端有不同的功能和标准，所以通过虚拟终端协议进行特定终端实际功能实际标准和通用的标准功能之间的转换，才可实现不同标准的终端、主机之间的通信访问。

第四章局域网

1.局域网的主要特点、主要技术是什么？

局域网的主要特点是地理分布范围小，以PC机为主体，结构、协议简单灵活，只涉及低三层功能，传输速率高，误码率低，便于管理扩充。

主要技术是拓扑结构、传输媒体和最重要的媒体访问控制，常用的媒体访问控制方法有CSMA/CD，控制令牌和时槽环。

2.IEEE802局域网参考模型与ISO/OSI参考模型有何异同？

IEEE802局网参考模型只涉及相当于ISO/OSI参考模型低三层的功能，物理层基本相同，局网内把网络层功能简化合并到下层，把链路层分为依赖于物理媒体的下层MAC子层和独立于媒体及其访问控制的帧传送上层LLC子层，而相当于网络层的网际层则完成局网外的网间互连和网络管理等功能。

3.简述802.3LAN及802.5LAN的特点。

802.3局域网是用CSMA/CD媒体访问控制法的总线网，结构简单，采用载波监听冲突检测和退避算法避免冲突减少冲突，对最小帧长度有规定，负载重时会增加冲突降低效率。

802.5局域网是用令牌访问控制方法的环网，结构较复杂，但不会出现冲突。

802.4局域网是用令牌访问控制方法的总线网，结构简单，无须采用退避算法等防冲突措施，不会出现冲突，但要用算法实现总线物理结构上的逻辑环形令牌控制网。

4.为什么CSMA/CD有最短帧长度的要求？

因为检测冲突需要时间，只有所发送的帧有足够的长度，在传送冲突信号所需最长时间情况下冲突信号到达发送站点时使发送的帧还未全部送出，才能使帧的是否受损坏得到确认并及时发出阻塞信号和中断受损帧的发送。如果帧的长度太小，则收到冲突信号前受损帧已发送完毕。

5.简述非坚持、1-坚持及P-坚持算法的特点。

非坚持算法：监听到线路忙则延迟随机量再监听，空即发送。可减少冲突，但有时利用率不高。

1-坚持算法：监听到线路忙则继续监听，空即发送，遇冲突才延迟随机量再监听。利用率高，但容易冲突。P-坚持算法：监听到线路忙则继续监听，空则按P的概率，可能发送，可能再按（1-P）的概率延迟监听；需适当选择P值，才可既减少冲突又提高利用率。

6.长1km、10Mbps的802.3LAN，其信号传播速度为200m/μs，数据帧长度为256位（包括32位开销）。一个成功发送后的第一位时间片留给接收方以捕获信道来发送一个32位的确认帧。假设不考虑冲突，问不包括开销的有效数据速率为多少？

1）发送数据帧256位所需的时间＝256bit／10Mbps＝25.6us

数据帧在信道上的传播时间＝1000m／(200m/us)＝5us

∴共用时间＝25.6us＋5us＝30.6us

2）回发确认帧32位所需的时间＝32bit／10Mbps＝3.2us

确认帧在信道上的传播时间＝1000m／(200m/us)＝5us

∴共用时间＝3.2us＋5us＝8.2us

因此：有效数据传输速率：(256-32)bit／(30.6+8.2)us＝5.77Mbps

7.长1km、10Mbps的基带总线LAN，信号传播速度为200m/μs，计算一个1000比特的帧从发送开始到接收

结束的最大时间是多少？若两相距最远的站点在同一时刻发送数据，则经过多长时间两站发现冲突？

因为距离=1000米，速度=200米/微秒，位长1000位，传输速率=10Mbps

1）从发送开始到接收结束的总时间＝数据传输时延＋信号传播时延

即：1000bit／10Mbps＋1000m／(200m/μs)＝100μs＋5μs＝105μs

2)同一时刻发送，发现冲突的时间＝信号传播时延

即：1000m／(200m/μs)＝5μs

若不在同一时刻发送，则发现冲突的时间＝2×信号传播时延

8.100个站点的时槽环，任意两站间的平均距离为10m，数据传输速率为10Mbps，信号传播速度为200m/μs，若每个站引入1位延迟，试计算：（1）两站点间链路的长度为多少位？（2）整个环路的有效位长度为多少位？（3）此环上最多允许有几个37位长的时槽？

因为传输速率=10Mbps，100站，每站1位延迟，37位时槽，得：二站距离=10米

1）两站点间链路的位长度:传播时间=10米/200米/微秒=0.05微秒，位长度=0.05微秒×10Mb/秒=0.5位

2）整个环路的有效位长度:100×(0.5bit＋1bit)＝150bit或全环位长度=0.05微秒×100×10Mb/秒+100位=50位+100位=150位

3）最多允许时槽数：150bit/37bit＝4.05个≈5个

9.长1km、10Mbps、50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/μs，令牌长8位，数据帧长度为256位（包括32位开销），确认在数据帧捎带，问该环不包括开销的有效数据速率为多少？

第一种算法：传播时间=1000米/200米/微秒=5微秒，传输时间=（256位+8位+50位）/10Mb/秒=31.4微秒

有效位=256-32位=224位，有效速率=224位/（5+31.4）微秒=224位/36.4微秒≈6.15位/微秒=6.15M/秒

第二种算法：

∵发送数据帧的传输时延＝256bit/10Mbps＝25.6μs

信号绕环一周传播时延＝1KM/200m/μs＝5μs

50个站点1位传输时延＝50×1bit/10Mbps＝5μs

发送令牌帧传输时延为＝8bit/10Mbps＝0.8μs

总时间＝25.6μs＋5μs＋5μs＋0.8μs＝36.4μs

∴该环不包括开销的有效数据速率＝(256-32)bit/36.4μs＝6.15Mbps

10.长10km、16Mbps、100个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/μs。问：（1）该环上1位的延迟相当于多少米长度的电缆？（2）该环的有效位长度为多少位？

第一种算法：传播时间=10000米/200米/微秒=50微秒，位长度=50微秒×16M位/秒+100位=900位，环全长=10000米，1位延迟的米长度=10000米/900位≈11.1米/位，有效位长度=环位长度-站点延迟位=900位-100位=800位

第二种算法：

∵环的比特长度＝信号传播时延×数据传输速率＋接口延迟位数

＝环路介质长度/信号传播速度×数据传输速率＋接口延迟位数

∴令牌环的比特长度＝10KM/200m/μs×16Mbps＋1×100bit＝800＋100＝900bit

1)该环上1位的延迟相当于电缆的长度为：10KM/900bit×1bit＝11.11m

2)该环的有效位长度＝10KM×5μs/KM×16Mbps＝800bit

11.长1km、4Mbps、50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/μs，设数据帧最大长度为100字节。问该环上检查令牌丢失的超时计数器的值至少要设置为多少微秒？

第一种算法：

设置值=（帧位数+总延迟位数）/传输速率+环长/传播速率=（800位+50位）/4M位/秒+1000米/200米/微秒=850位微秒/4位+10微秒/2=212.5微秒+5微秒=217.5微秒

第二种算法：

∵信号传播时延＝环路介质长度/信号传播速度＝1KM×5μs/KM＝5μs

50个站点1位时延＝50×1bit/4Mbps＝12.5μs

发送最长数据帧时延＝100×8bit/4Mbps＝200μs

∴超时计数器的值＝5μs＋12.5μs＋200μs＝217.5μs

12.一个10Mbps的令牌环，其令牌保持计数器的设置值为10μs，在此环上可发送的最长帧为多少位？

第一种算法：可发送最长帧位数=传输速率×令牌保持计数器值=10微秒×10M位/秒=100位

第二种算法：

∵令牌环中的数据帧的长度没有下限，但其上限受站点令牌持有时间的限制。数据帧必须在时间限制内发送完，超过令牌持有时间，必须释放令牌。

∴可发送的最长帧位数＝传输速率×令牌的持有时间＝10Mbps×10μs＝100位

13.简述FDDI与Token Ring的异同点。

FDDI和Token Ring都采用IEEE802体系结构，MAC子层都是在IEEE802标准的LLC下操作，都采用令牌控制，但LLC以下的传输媒体、传输速率、数据编码、MAC帧格式、时钟同步方式、信道分配方式、令牌发送方式和运转令牌数都不相同，FDDI的MAC子层和物理层结构比Token Ring更复杂。

14.FDDI采用何种编码技术？该编码技术有何特点？

FDDI采用4B/5B和NRZI的编码技术，每4位数据对应一个5位编码，编码效率80%，并使每5位编码中至少有2位产生跳变的光信号，以便于时钟同步。

15.简述局域网操作系统的发展演变过程。

局域网操作系统从最早期的每个网络节点地位平等、所安装网络操作系统软件相同、均可互相共享资源的对等结构局网操作系统，发展到软硬件均以工作站和服务器二种方式操作的非对等结构局网操作系统，并从非对等结构局网操作系统最初的基于共享硬盘服务器的提供资源共享和简单通信功能的系统发展到在单机操作系统上添加网络操作功能的基于文件服务器的局网变形级操作系统，增强了网络服务功能，又再发展到根据网络服务特殊要求及网络软硬件的特殊情况专门设计的局网基础级操作系统，具备了较强的专门的网络功能。

16.简述Novell NetWare提供的5级可靠性措施的特点。

NetWare对文件服务器的共享硬盘采取5级可靠性措施。

第一级是对硬盘目录和文件分配表的自动备份保护。

第二级用二项互补的用于转移坏区数据用于检验数据的热调整技术和写后读验证技术，在硬盘表面损坏时保护数据。

第三级在同一磁盘通道上同时操作2个内容完全相同的硬盘驱动器，当主硬盘损坏时运行镜像硬盘，实现硬盘驱动器损坏时对系统和数据的保护。

第四级同时在2个磁盘通道上分别操作2个内容完全相同的硬盘，实现磁盘通道损坏或硬盘驱动器损坏时的系统及数据保护。

第五级用事务跟踪系统的附加功能在数据库操作中途出故障时恢复数据库原状。

第五章广域网

1.ISDN的含义是什么？

ISDN是用户若干终端设备可经一个标准的多用途接口设备入网，发送及接收可转换为数字信号又可还原为原始数据的语音、图文、影像等信号，以端到端的数字连接向用户提供广泛业务服务的综合数字通信网。

2.简述ATM的工作原理及其信元的结构。

异步传输方式ATM工作于异步时分复用方式，信号源的信息按到达顺序排队被发送，只工作于物理层的中间节点主要靠硬件校验5字节信头及纠正1位错，并按信头中的虚电路地址转发包含48字节信息的53字节信

元，只在阻塞时丢弃低优先级信元，其余大量网络层链路层功能全部留到端系统完成，使速度不同、突发性不同、对实时性和质量要求不同的任何类型数据都可快速通过网络节点，从而可按线路传输速率通过通信子网的整条信道，是虚电路方式的快速分组交换。

53字节的信元由48字节用户数据的信息段和5字节的信头组成，信头由确定发送优先级的4位一般数据流控制字段、确定目标节点的8位虚路径字段和16位虚通道字段、标识所带用户数据类型的2位装载类型字段、用于阻塞控制的1位丢弃优先级字段和检测信头并可纠正1位错的8位信头差错控制字段组成。

3.简述帧中继的工作原理。为什么帧中继的层次结构中只有物理层和数据链路层？

帧中继把大量网络层链路层的阻塞控制、流量控制、差错控制的操作留交端系统高层完成，并采用D通道链路接入规程把网络层的复用转接放到链路层实现而取消网络层，链路层只保留简单的差错控制和阻塞控制，从而实现流水式操作，不等帧接收结束就尽快开始发送帧，是虚电路方式的快速分组交换。

帧中继技术将数据链路层和网络层进行了融合。融合的目的一方面减少了层次之间接口处理，另一方面，也可以通过对融合的功能进行分析，发现冗余项，并进行简化。

4.网络管理包含哪些基本功能？

网络管理的基本功能有：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理。

5.简述防火墙的概念。

防火墙是在Intranet和Internet之间保护Intranet免受外界非法访问、非法干扰破坏等，起着防护和隔离作用。

6.什么叫VPN？它有哪些特点？如何保证安全？在哪些场合应用？

(1)虚拟专用网VPN并不是真正的专用网络，但却能实现专用网络的功能。是依靠ISP和其他NSP，在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。

(2)特点：安全保障，服务质量保证；可扩充性和灵活性；可管理性。

(3)四项技术保安：隧道技术,加解密技术,密钥管理技术,使用者与设备身份认证技术。

(4)应用：电子商务,电子贸易和企业网建立等。

第六章Internet

1.简述有哪几种接入Internet的方式？

ISP接收方式包括:帧中继方式;专线方式;ISDN方式

用户接入方式包括:仿真终端方式;拨号IP方式;局域网连接方式

2.简述Internet中IP地址的结构和域名的结构，并说明子网掩码的概念。

①IP地址由网络标识和主机标识二部分共32位二进制数组成，常表示为用"."号分隔的4段十进制数，前3位标识常用的三类网络。

②域名是格式为"机器名.网络名.机构名.最高域名"的字符形式IP地址。

③子网掩码的表示形式与IP地址相同。如果主机标识进一步划分为子网标识和子网主机标识，则子网掩码对应子网主机标识部分全为"0"。利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中，即子网掩码与IP地址相“与”后结果相同，则说明在同一子网中。

3.什么是FTP？FTP能完成哪些任务？它和Telnet有何区别？

①FTP实际上是一套文件传输服务软件，它以文件传输为界面，使用简单的get或put命令进行文件的下载或上传，如同在Internet上执行文件复制命令一样。

②FTP文件传输服务允许Internet上的用户将一台计算机上的文件传输到另一台上，几乎所有类型的文件，包括文本文件、二进制可执行文件、声音文件、图像文件、数据压缩文件等，都可以用FTP传送。

③Telnet把用户计算机当成远端计算机的一台终端，用户在完成远程登录后，具有同远端计算机上的用户一样的权限。而FTP没有给用户这种地步，它只允许用户对远方计算机上的文件进行有限操作，包括查看文件，交换文件以及改变文件目录等。

4.什么叫匿名的文件传输服务？怎样实现一个匿名的文件传输服务？

所谓匿名服务器，指的是不需要专门的用户名和口令就可进入的系统。用户连接匿名FTP服务器时，都可以用“anonymous”（匿名）作为用户名、以自己的E-mail地址作为口令登录。

登录成功后，用户便可以从匿名服务器上下载文件。匿名服务器的标准目录为pub，用户通常可以访问该目录下所有子目录中的文件。考虑到安全问题，大多数匿名服务器不允许用户上传文件。

5.怎样实现Telnet和远程主机的连接？它受什么限制？

Telnet允许用户在一台连网的计算机上登录到一个远程分时系统中，然后像使用自己的计算机一样使用该远程系统。

要使用远程登录服务，必须在本地计算机上启动一个客户应用程序，指定远程计算机的名字，并通过Internet与之建立连接。远程登录软件允许用户直接与远程计算机交互，通过键盘或鼠标操作。

6.为什么利用WWW浏览器可以实现全球范围信息漫游？

WWW浏览器是一个客户端的程序，其主要功能是使用户获取Internet上的各种资源，以便实现全球信息漫