网络原理复习题

习题1-01 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：（1）第一阶段是20世纪60年代，是从单个网络ARPANET向互连网发展的过程。特点：是以批处理信息为主要目的。缺点是如果计算机的负荷较重，会导致系统响应时间过长，单机系统的可靠性一般较低，一旦计算机发生故障，将导致整个网络系统的瘫痪。

（2）第二阶段是20世纪80年代，具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。特点是建成了三级结构的因特网，分为主干网、地区网和校园网。

（3）第三阶段是20世纪90年代，形成了多级结构因特网。特点：网络接入点NAP是最高级的接入点，它主要向不同的因特网服务提供者ISP提供交换设施，使它们能够互相通信。网络进一步向着开放、高速、高性能方向发展。

习题1-10 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？ 解：采用电路交换：端到端时延：tc?s?x?kd bpx采用分组交换：端到端时延：tp?(k?1)??kd，

bb这里假定x??p，即不考虑报文分割成分组后的零头。

p欲使tp?tc，必须满足(k?1)?s

b习题1-11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（bit/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：分组个数x/p，

传输的总比特数：(p+h)x/p 源发送时延：(p+h)x/pb

最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b 总发送时延D=源发送时延+中间发送时延 D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b 令其对p的导数等于0，求极值 p=√hx/(k-1)

习题2-06 用香农公式计算一下：假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加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10倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？ 解：

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2-07常见的传输媒体有哪几种？各有何特点？

答：(1)双绞线：●抗电磁干扰 ●模拟传输和数字传输都可以使用双绞线 (2)同轴电缆：同轴电缆具有很好的抗干扰特性

(3)光纤：●传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；●抗雷电和电磁干扰性能好；●无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据；●体积小，重量轻。

(4)电磁波：●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； ●微波传输质量较高；●微波接力通信的可靠性较高；●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：●相邻站之间必须直视，不能有障碍物。●微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响；●与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差；●对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。

习题2-13 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：没有突破。这种调制解调器的使用条件是：ISP使用特殊的数字连接端口（这里是为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与电话交换机之间都是数字信道。

习题2-17 共有4个站进行码分多址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？发送数据的站发送的1还是0？

答：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

习题3-11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常工作。

答：因为编号用了3bit,所以，编号只能从0到7，因为WT=6,假设发送窗口为0，1，2，3，4，5；WR=3,则接收窗口为6，7，0。若确认祯丢失，接收端收到了0号祯，则无法判断是新祯还是重传的。

发送端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0

习题3-12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，使得在此情况下协议不能正常工作。

答：同理，因为编号用了3bit, 所以编号也只能从0到7。因为WT=8,假设发送窗口为0，1，2，3，4，5，6，7。而接收窗口等待后面的0。若确认祯丢失，接收端收到0号祯，则无法判断是新祯还是重传的。

发送端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 3-15 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，W=7（3）连续ARQ协议，W=127（4）连续ARQ协议 W=255

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4-07 10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s时，需要解决哪些技术问题？在帧的长度方面需要有什么改变？为什么？传输媒体应当有什么改变？

答：以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突的检测。所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数a保持为较小的值，才能有效地检测冲突。在帧的长度方面，几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。100bit/s的以太网采用保持最短帧长（64byte）不变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到100m，同时将帧间间隔时间由原来的9.6μs，改为0.96μs。1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法，用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节，同时将争用字节增大为512字节。传输媒体方面，10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s以太网只支持光纤。

4-09 100个站分布在4km长的总线上。协议采用CSMA/CD。总线速率为5Mb/s，帧的平均长度为1000bit。试估算每个站每秒钟发送的平均帧数的最大值。传播时延为5μs/km。

4-19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：（1）网桥工作在数据链路层，它根据MAC祯的目的地址对收到的祯进行转发。网桥具有过滤祯的功能。当网桥收到一个祯时，并不是向所有的端口转发此祯，而是先检查此祯的目的MAC地址，然后再确定将该祯转发到哪一个端口。 优点：（1）过滤通信量（2）扩大了物理范围（3）提高了可靠性（4）可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速度的局域网。 缺点：（1）增加了时延（2）没有流量控制功能（3）会产生广播风暴

（2）转发器在转发一个祯时，不对传输媒体进行检测。但网桥在转发一个祯前必须执行CSMA|CD算法。

网桥的端口数很少，一般只有2~4个，而以太网交换机通常都有十几个端口。以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥。可见交换机工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，而普通网桥的端口往往是连接到局域网上的一个主机。

5-01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：虚电路服务和数据报服务的区别可由下表归纳：

对比的方面 连接的建立 目的站地址 路由选择 当路由器出故障 虚电路 必须有 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由 所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作 数据报 不要 每个分组都有目的站的全地址 每个分组独立选择路由 出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化 3