计算机网络第二版部分习题参考答案.docx
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计算机网络第二版部分习题参考答案
第一章绪论
1.什么是计算机网络什么是互联网
2.计算机网络的最重要功能是什么
3.按照网络覆盖范围的大小可以将网络划分哪几类每一类各有什么特点
4.无线网可以分为哪几种每一种的特点是什么
5.简述ISO/OSI参考模型中每一层的名称和功能。
6.简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能。
7.比较ISO/OSI和TCP/IP参考模型的异同点。
第二章数据通信基础
1．什么是数据、信号和传输
2．数字传输有什么优点
3．什么是异步传输方式什么是同步传输方式
4．什么是单工、半双工和全双工传输方式
5．什么是信号的频谱与带宽
6．什么是信道的截止频率和带宽
7．简述信号带宽与数据率的关系。
8．有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。
假设每个用户占用一路电
视信号带宽（6MHz），使用64QAM技术，那么每个用户的速率是多少
答：
根据香农定理C=2*W*log2M
由于采用64-QAM技术，所以其M为64，W为6MHz，代入香农定理计算得出
C=2*W*log2M=2*6*5=60Mbps
9．要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块，按照香农公式，信道的信
噪比应为多少分贝（取整数值）
答：
（1）根据计算信道容量的香农定理C=W*log2（1+S/N）
（2）按题意C=20K×8÷4＝40Kbps；而W＝4KHz
（3）故得解：
log2（1+S/N）＝10；其中S/Pn=210-1=1023
（4）dB=10log10（S/N）=10log10（1023）≈30，所以该信道的信噪比应为30分贝。
10．对于带宽为3kHz、信噪比为30dB的电话线路，如果采用二进制信号传输，该电话线
路的最大数据率是多少
答：
此题用香农定理来解答。
信道的带宽B=3000Hz，信/噪比S/N＝30dB，则10lg（S/N）=30dB，∴S/N=1000。
由香农定理可知，此信道的最大数据传输率=B㏒2（1+S/N）=3000×㏒2（1+1000）≈30
kbps。
另外，它也应受不考虑噪声时，奈奎斯特定理所给出的限制：
理想低通信道的最高码元
传输速率=2B㏒2V；因是二进制信号一个码元携带㏒22=1bit的信息量，所以按奈奎
斯特定理算出的最大数据速率是：
2×3000×㏒22=6kbps。
最大可达到的数据速率应取两者中小的一个，即min（30k，6k）=6kbps。
11．假设信号的初始功率是5W，信号衰减是10dB，问信号衰减后的功率是多少
12．比较一下各种传输介质的优缺点。
13．什么是频分多路复用它有什么特点适合于什么传输系统
14．什么是波分多路复用和密集波分多路复用
15．什么是时分多路复用它有什么特点适合于什么传输系统
16．比较一下同步TDM和统计TDM的异同点。
17．20个数字信号源使用同步TDM实现多路复用，每个信号源的速率是100kbps，如果每
个输出帧（时隙）携带来自每个信号源的1比特，且需要每个输出帧1比特用于同步。
问：
1）以比特为单位的输出帧的长度是多少
2）输出帧的持续时间是多少
3）输出帧的数据率是多少
4）系统效率（帧中有用比特与所有比特之比）是多少
如果每个输出帧（时隙）携带来自每个信号源的2比特，上述题目的答案又是多少
答：
每个输出帧携带每个信号源1比特的情形：
1）根据同步TDM的帧结构定义，其长度应为21比特；
2）信号源的速率为100kbps，则每一帧的持续时间应为1/100000秒；
3）输出帧的数据率为21*100kbps=
4）系统效率为20/21≈95%；
每个输出帧携带每个信号源1比特的情形：
1）根据同步TDM的帧结构定义，其长度应为41比特；
2）信号源的速率为100kbps，则每一帧的持续时间应为1/100000秒；
3）输出帧的数据率为41*100kbps=
4）系统效率为40/41≈%。
18．什么是跳频扩频什么是直接序列扩频
19．如果对于一个带宽B=4kHz、Bss=100kHz的信道使用FHSS，试问PN码应该用多少位
表示
答：
由于Bss/B=25，所以PN码应该用5位二进制表示。
20．一个伪随机生成器用下面的公式生成随机数序列：
Ni+1=（5+7Ni）mod17-1。
请假定
一个随机数初始值N1，然后计算出一个随机数序列。
答：
假设N1=1，可以计算出的一个随机序列是：
1，11，13，10，6，12，3，8，9，2，1，…
21．对于数据率为10Mbps的信道，如果使用巴克序列的DSSS，该信号能够携带多少个
64kbps的话音信号
答：
根据巴克序列其n=11，我们可以计算得出其所能携带的话音信号数量为X
则
10*1024*1024=64*1024*n*X
得出X≈14；即其能携带14路话音信号。
22．简述曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的特点。
23．为什么对话音信号进行数字化时采样时间间隔为125μs
答：
因为模拟话音信号的标准带宽是4kHz，按照耐奎斯特定理，对模拟信号每秒采样频率
是2*H=8000次/秒，即采样时间间隔是125μs。
24．什么是PAM、PCM和差分PCM
25．什么是增量调制方式
26．数字模拟调制方式有哪几种各有什么特点
27．模拟模拟调制方式有哪几种各有什么特点
28 某电话调制解调器使用QAM方式，采用0、90°、180°、270°4种相位和2种振幅
值，问在波特率为2400的情况下，该调制解调器的数据率是多少
答：
（1）由于Modem的每个载波有4种相位，每种相位有2个幅度值，共8种状态，也
就意味着该Modem的每个载波可以携带3比特数据；
（2）波特率为2400的Modem所能支持的数据传输为3*2400bps=7200bps。
29．简述ADSL调制解调器的工作原理。
30．简述线缆调制解调器的工作原理。
31．在某一个区域中，用户为了进行数据传输使用ADSL调制解调器，所用网络拓扑结构
应该是什么样的请说明理由。
32．在某一个区域中，用户为了进行数据传输使用线缆调制解调器，所用网络拓扑结构应该
是什么样的请说明理由。
33．什么是DTE和DCE请举例说明。
第三章广域网
1．帧定界的目的是什么目前主要有哪几种帧定界方法
2．为什么帧定界中要引入字符插入和比特插入技术
3．有哪几种主要的检错编码方法各有什么特点
4．x7+x5+1被生成多项式x3+1所除，所得余数是多少
答：
余数为X2+X+1
5．请解释为什么因特网校验和永远都不会是0xFFFF，除非被执行因特网校验和计算的所
有字节都是0。
6．若采用生成多项式G（x）=x4+x3+x+1为信息位1111100产生循环冗余码，加在信息位后
面形成码字，在经比特填充后从左向右发送，问发送在物理线路上的比特序列是什么
答：
根据循环冗余码的生成方式
000011011
得码字为（原始比特）100（CRC）
经零比特插入后的实际发送到物理线路上的比特序列为
7．停-等协议的缺点是什么
8．比较一下后退N帧协议和选择重传协议。
9．对于使用3比特序号的停等协议、后退N帧协议以及选择重传协议，发送窗口和接收窗
口的最大尺寸分别是多少
答：
停等协议：
发送接收窗口均为1；
后退N帧协议：
发送窗口大小为7（23-1），接收窗口大小为1；
选择重传协议：
发送窗口大小为4（23-1），接收窗口大小为4（23-1）。
10．一个数据率为50Kbps的卫星信道，采用停-等协议，帧长度1000比特，卫星的上
行和下行链路的延迟都为125ms，不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略，
求该卫星信道的利用率
答：
通过50Kbps的卫星信道发送1000比特报文所需的发送时间为1000bit/50Kbps=20ms；
采用单工停等协议通过卫星信道发送一个报文所需的往返信号传播时间是125ms*4=
500ms；
卫星信道的利用率为20ms/（20ms+500）=4%。
11．一个数据率为4Kbps，单向传播延迟为20ms的信道，帧长度在什么范围内，停-
等协议的效率可以达到50%
答：
（1）停-等协议的效率要达到50%，必须满足发送一帧的时间为2倍的信道传输延迟，
即40ms。
（2）对于数据传输率为4Kbps的信道，发送长度为160bits的帧所需的时间为40ms，
因此帧的大小必须大于等于160bits，停-等协议的效率才可达到50%。
12．后退N帧协议和选择重传协议各自的优缺点分别是什么
13．假设卫星信道的数据率为1Mbps，数据帧长度为1000比特，卫星信道的传播延迟
为250ms，确认通过数据帧捎带，同时帧头非常短，可以忽略不计。
当采用下列三种协
议时，试计算卫星信道可能达到的最大利用率是多少（其中WT表示发送窗口大小，WR表
示接收窗口大小）
1）停-等协议；
2）回退N帧滑动窗口协议，WT=7，WR=1；
3）选择重传滑动窗口协议，WT=4，WR=4。
答：
假定t=0时开始发送第一帧，当t=1ms时，第1帧全部发送完；当t=251ms时，接收方
完整接收到第1帧，当t=502ms时，确认帧（捎带在数据帧中）返回到发送方，整个发送周
期是502ms。
如果在502ms的发送周期内所发送k帧，则信道利用率E最大可达
（k*1000/1Mbps）/502ms，即为k/（502）。
1）停-等协议，k=1，E=1/（500+2）=%；
2）回退N帧滑动窗口协议，k=7，E=7/（500+7*2）=%；
3）回退N帧滑动窗口协议，k=4，E=4/（500+4*2）=%。
14．考虑一下仅仅使用NAK确认的可靠传输协议。
假定发送方只是偶尔发送数据，那
么使用NAK的协议与使用ACK的协议哪个更适合为什么假定发送方要发送大量数
据，那么使用NAK的协议与使用ACK的协议哪个更适合为什么
15．在GBN协议中，假设其发送窗口大小是3，序号范围是1024。
假设在时刻t，接
收方期待接收帧的序号是k，请回答下面问题：
1）在时刻t，发送窗口内的帧序号是多少为什么
2）在时刻t，发送方可能收到的ACK帧的序号是多少为什么
答：
1）在时刻t，发送窗口内的帧序号是k,k+1,k+2；因为接收方期待接收k帧，也就意味
着k-1前面的帧都已经发送并且被接收方正确接收，发送可以发送下面新帧，而由于发
送窗口大小是3，因此只能顺序发送k,k+1,k+2这3帧；
2）在时刻t，发送方可能收到的ACK帧的序号是k-1，因为接收方已经收到k-1帧，
因此在返回的ACK帧的序号是k-1.
16．考虑在一个20km的点到点光纤链路上运行停-等协议。
试回答下列问题：
1）计算该链路的RTT，假设信号在光纤中的传播速度是2×108m/s。
2）为停-等协议提出一个合适的超时定时器值。
3）为什么停-等协议可以超时并重传一帧
答：
1）RTT为2ms
2）超时定时器为
3）见书P73第二段
17．假设你正在为西安卫星测控中心设计一个用于从地面遥控站到“嫦娥一号”卫星点
到点链路的滑动窗口协议，单程延迟是。
假设每帧携带1KB数据，最少需要多少
比特作为序号
18．画出HDLC帧格式，并简述每个字段的含义。
19．简述HDLC协议的特点和适用环境。
20．简述PPP协议的促成。
21．简述PPP链路建立过程。
22．在PPP协议中常用的认证协议是哪两种简述它们的工作原理。
23．简述PPP协议的特点和适用环境。
24．简单描述一下交换虚电路的建立过程。
25．在3.7.1中，每个交换机为每条输入链路选择一个输入VCI值。
请说明每个交换机
也可以为每条输出线路选择一个输出VCI值。
如果每个交换机选择输出VCI值，在数
据发送前，发送方还需要等待一个RTT吗为什么
26．比较一下电路交换和分组交换技术各自特点。
27．评价网络性能的主要参数是哪几个各自的含义是什么
28．网络时延由哪几部分组成每部分的含义是什么
29．比较PSTN和ISDN拨号线路的特点。
30．比较和帧中继的特点。
31．为什么在帧中继网中要引入CIR
32．简述ATM体系结构和网络参考模型。
33．请解释ATM为什么采用信元交换技术，有什么优点
34．ATM信元头部占ATM信元的百分比是多少这意味着什么
35．为什么在ATM网络中对虚电路的标识要采用VPI和VCI组合方式
36．ATM信元交换采用虚电路方式而没有采用数据报方式，为什么
第四章局域网
1．局域网参考模型包含哪几层每一层的功能是什么
2．最常见的IEEE802系列标准是哪几个
3．简单比较一下纯ALOHA的延迟和分槽ALOHA协议。
4．简单比较一下1坚持，非坚持和p坚持CSMA协议。
5．简述CSMA/CD协议的工作过程。
6．为什么以太网存在最小帧长度问题以太网的最小帧长度为什么是64字节
7．以太网的帧格式与帧格式有何差别它们是如何做到兼容的
8．在CSMA/CD协议中，第五次冲突后，一个站点选择的4个冲突时间片的概率是多大
对应于10Mbps以太网4个冲突时间片是多少对于100Mbps以太网4个冲突时间片是
多少对于1Gbps以太网4个冲突时间片是多少
答：
根据以太网退避算法过程的规则，其第五次冲突过后所能选择的时间片为（0~25-1）个，
则其选择其中一种的概率应当为1/64；
对于10Mbps以太网来说，4个冲突时间片是4*μs；
对于100Mbps以太网，为4*μs；
对于1Gbps以太网，则为4*μs。
9．假设以太网的往返传播延迟是μs，这就产出了一个64字节的最小帧长度。
试回答
下列问题：
1）如果往返传播延迟保持不变，将以太网速度提高到100Mbps，那么最小帧长度
应该是多少
2）以太网中引入最小帧长度的缺点是什么
答：
1）将以太网速度从10Mbps提高100Mbps，其往返传播时延保持不变，则必须将以太
网的最小帧长度从64字节提高到640字节；
2）以太网中引入最小帧长度的缺点主要是导致工作效率下降，带宽浪费。
10.设A和B是试图在一个以太网上传输的两个站点。
每个站点都有一个等待发送帧的队
列。
A站的帧编号为A1、A2等，B站的帧编号为B1、B2，设冲突检测窗口T=μs
是指数退避算法的基本单位。
我们假设A和B试图同时发送各自的第一帧，导致冲突
（第一次冲突），于是各自进入退避过程。
我们假设A选择了0×T，而B选择了1×T，
这就意味着A在竞争中获胜并传输了A1，而B等待。
当A传输完A1后，B将试图再
次传输B1而A试图传输A2，又一次发生冲突（第二次冲突），A和B进入第二次退避
竞争。
现在A可选择的退避时间是0×T或1×T（A是发送的A2第一次冲突），而可
选择的退避时间是0×T、1×T、2×T或3×T之一（B是发送的B1的第二次冲突）。
问：
1）A在第二次退避竞争中获胜的概率。
2）假设A在第二次退避竞争中获胜，A发送A2了，当传输结束时，在A试图发
送而B试图再一次发送是，A和B又发生了冲突；求出A在第三次退避竞争中获
胜的概率。
答：
1）A在第二次退避竞争中获胜的条件为：
当其为0*T时，B应为1*T或2*T或3*T，即1/2*3/4=3/8；
当其为1*T时，B应为2*T或3*T，即1/2*1/2=1/4；
则其在第二次退避竞争中获胜的概率为3/8+1/4=5/8；
2）A的冲突次数为1，则起冲突时间片为0*T或1*T；
B的冲突次数为3，则为0~（23-1）*T；
根据上述，A在第三次退避竞争中获胜的概率为1/2*6/7+1/2*5/7=11/14；
从单个站点的角度来看好像是不太公平的，但从整个网络来看，某个站点冲突次数的增加意
味着网络的负载较大，因而要求该站点的平均等待时间增加，这样可以更快地解决网络的冲
突问题。
11.第10题的情况称为以太网的捕获效应（captureeffect）。
假设按如下方式修改以太网算
法：
每个站点成功发送一帧后，等待1个或2个时间片之后再尝试发送，否则按惯例进
行退避。
试：
（a）解释一下为什么上题的捕获效应现在不存在了。
（b）说明上述策略现在如何导致在站点A和B交替捕获以太网，而将其它站点拒之门
外。
（c）能否对以太网指数退避算法进行修改，让一个站点发生冲突次数被用于作为修改
的指数退避算法的参数
12.长度为1km，数据传输率为10Mbps的以太网，电信号在网上的传播速度是200m/μs。
数据帧的长度为256比特，包括32比特帧头、校验和及其它开销。
数据帧发送成功后
的第一个时间片保留给接收方用于发送一个32比特的的应答帧。
假设网络负载非常轻
（即没有冲突），问该网络的有效数据传输率是多少
答：
（1）发送256比特数据帧所用的发送时间=256bits/10Mbps=μs；
（2）数据帧在电缆上的传播时间=1000m/（200m/μs）=5μs；
（3）发送32比特的确认帧所用的发送时间=32bits/10Mbps=μs；
（4）确认帧在电缆上的传播时间=1000m/（200m/μs）=5μs；
（5）有效数据传输率=发送的有效数据/发送有效数据所用的总的时间，
而有效数据=256-64=192比特，发送192比特的有效数据所占用的总的时间=μs
+5μs+μs+5μs=μs；则该以太网的有效数据传输率为192bits/μs=。
13.千兆位以太网为什么要引入载波扩展和帧突发机制
14.万兆位以太网的特点是什么
15.无线局域网有哪几种拓扑结构各有什么特点
16.BSS和ESS的区别是什么
17.无线局域网有哪两种工作模式各有什么特定
18.简述CSMA/CA协议的工作过程。
19.为什么在CSMA/CA协议中引入后退算法
20.DFC模式下，为什么要引入RTS和CTS机制能够解决什么问题
21.在无线局域网协议中，引入NAV的目的是什么
22.为什么引入帧分片机制帧分片的工作过程是怎么样的
23.简述PCF模式的工作过程。
24.假设有两个ISP在一个特定的咖啡馆内都提供Wi-Fi接入，并且每个ISP都有自己的AP
和IP地址块。
假设两个ISP都意外地配置其AP运行在信道1，问：
（a）在这种情况下，协议是否完全崩溃讨论一下当各自与不同的ISP的AP相
关联的站点试图同时传输时，将会发生什么情况。
（b）现在假设一个AP运行在信道1，而另一个AP运行在信道2，情况又会怎么样
25.简述透明网桥的工作原理。
26.简述生成树协议STP的工作过程。
27.简述STP中端口的状态变化过程以及端口状态的含义。
28.什么是收敛STP协议的收敛时间是多少
29.如果多台主机通过中继器（或集线器）互联起来并且形成环路，那么：
（a）当有主机发送数据时，会出现什么样的情况
（b）提出一种解决办法让中继器可以检测到环路并且通过关闭一些端口来切断环路。
不要求你的方法100%的时间可以工作。
30.假设一个网桥在同一个网络有两个端口。
网桥应该怎么样才能检测并纠正这一情况
31.引入VLAN的目的是什么有什么优点
32.VLAN划分方式有哪两种，各有什么特点
33.比较采用集线器组网和采用交换机组网各自的优缺点
34.RPR的特点是什么
第五章网络互联和IP协议
1.请比较一下集线器、交换机和路由器各自的特点。
2.请给出IP报文格式，并说明其每个字段的含义。
3.为什么IP报头中的Offset字段要以8字节为单位来度量偏移量
4.为了使一台主机能够在60秒内发送576字节的报文而且标识字段不会出现回绕，网络
的最大带宽应该是多少假设IP报文的最大生存时间是60s，如果网络带宽过大会出现
什么样的情况
答：
由于IP报文的标识字段是16比特，因此主机可以发送216=65536个报文而不会导致标
识字段出现回绕，因此网络的最大带宽是：
65536*576*8/60=5Mbps。
假设IP报文的最大生存时间是60s，如果网络带宽过大会出现两个标识字段相同的IP
报文同时出现在网络中。
5.用带点十进制标记法，写出十六进制C22F1582的IP地址。
答：
C22F1582的IP地址是：
6.请解释网络地址、全“0”地址以及网络号为全“0”的IP地址的含义。
7.直接广播IP地址和受限广播IP地址的区别是什么
8.环回地址和私有地址各有什么用途
9.为什么要使用私有地址
10.NAT的主要功能是什么
11.路由器有IP地址吗如果有，有多少个
12.在IP报文转发过程中，为什么采用网络前缀路由
13.在IP路由表中引入缺省路由的目的是什么
14.IP地址为的主机分别给IP地址为、、的
主机发送IP报文，试问这些IP报文要经过路由器转发吗为什么假定是按照有类地
址路由而且不划分子网。
答：
属于B类地址在不划分子网的情况下后24位均为同一网段
因此给发送报文无需路由器转发，而给、两个需要。
15.某路由器有一个接口的IP地址是，它发送一个直接广播IP报文给接口网络
上的所有主机。
这个IP报文的源IP地址和目的IP地址是多少
答：
源IP地址：
目的IP地址：
16.是否有这样的IP地址为什么
17.ARP协议的功能是什么
18.将ARP表中各记录的超时定时器设为10～15分钟是一个较合理的折衷方案。
试着解释
当超时定时器设置过大或过小将会出现什么问题
19.请简述DHCP客户状态转换过程。
20.请简述DHCP工作过程。
21.假定你购买了一个无线路由器并将其与ADSL调制解调器相连。
同时你的网络服务提
供商ISP动态为你的无线路由器分配分配了一个IP地址。
还假定你们家又3台PC，均
使用与该无线路由器相连。
请问无线路由器该怎样为这3台PC分配IP地址
该路由器使用NAT吗为什么
答：
无线路由器使用私有地址如为三台主机分配IP
然后使用NAT方式将三台主机映射到唯一的一个动态IP地址上
由于IP地址一个，因此NAT必不可少。
22.ICMP协议的功能是什么
23.目的不可达ICMP报文中网络不可达、主机不可达、协议不可达以及端口不可达各有什
么含义
24.请简单阐述Ping和Tracert命令的工作过程。
25.将网络划分为子网有什么好
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