通信网络基础答案
答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。
答：通信链路包括接入链路和网络链路。
接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D信道（16kb/s或64kb/s）；
（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。
网络链路有：（1）提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；
（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。
答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。
答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。
答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。
答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。
它们的对应关系如下：
OSI模型 TCP/IP参考模型
解：
()()Y
2
cos
t
t
X+
=π2
()()Y Y X cos 22cos 21=+=π
()[]102
1
2211=?+?=
X E ()()Y X t X cos 201==
()()()Y Y X t X cos 22cos 212=+==π
()()[]()()[][][]
2
2102114 cos 4cos 2cos 21022221=??? ?
?
?+?==?==Y E Y Y E X X E t X t X E
解：()()[]()()()0cos 2cos =+=
?+==??+-
+-θθπ
θθθπ
πππ
d t w A d f t w A t X E t m c
c X
()()()[]()()[]()()[]τθπτθτθθθτθττππ
ππ
c c c c c c X w A
d w w t w A d f t w A t w A t X t X E t t R cos 2
21cos 22cos 21 cos cos ,2
2=?+++=?++?+=+=+?
?+-+-
[
]
()+∞<==2
0)
(2
2
A R t X E X
显然，()t X 的均值为常数，相关函数仅与时差τ有关，且为二阶矩过程，所
以该随机过程是广义平稳的。
()()()0
sin cos ..cos cos 2.. sin sin cos cos 2..cos 21..===-=+=∞→-∞→-∞→-∞→???T
w T w A m i l tdt w T A
m i l dt t w t w T A m i l dt t w A T m
i l t X c c T T T c T T
T
c c T T T c
T θθθθθ
()()()()[]()[]τ
τθτθτθτc T
T c c c T T
T
c c T w A dt w w t w T A m
i l dt
t w t w T A m i l t X t X cos 2
1
cos 22cos 4.. cos cos 2..222=++=+++=+??-∞→-∞→ 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性，()t X 是各态历经过程。 解：定义：称计数过程(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 过程，如果： （1）()00=N ；（2）(){}0,≥t t N 是平稳的独立增量过程；
（3）()t N t , 0≥?服从参数为t λ的Poisson 分布，
()()()Λ
,2,1,0 !
===-k e k t k t N P t
k λλ
()[]()()()()
!1!
!
11
1
≥=??=-?===-∞
=--∞=-∞
=-∑∑
∑
t t e e t k t e t e k t k e k t k t N E t t k k t
k t k k t k λλλλλλλλλλλ
()()[]()[]
()[]2
2t N E t N E t N D t D N -==
()[]
()()()()[]()()()[]()[]()()()()()()()t
t t e e t t k t e t t e k t k k t N E t N t N E t N t N t N E t N E t t k k t
k t k λλλλλλλλλλλλλ+=+=+-??=+-?=+-=+-=-∞
=--∞
=-∑∑2
22
2202 !2!1 11
()()()t t t t t D N λλλλ=-+=∴2
2
不妨设t s ≤，则
()()()[]()()()()()()()[]()()()()()()[]()[]
()[]()()()[]()[]()[]()()()
t s st s st s s s t s s N E s N D s N t N E s N E s N E s N t N N s N E s N s N t N N s N E t N s N E t s R N ,min
0 0,222
22
2λλλλλλλλλ+=+=++-=++-=+--=+--==
()() ,min , 2t s st t s R N λλ+=∴
解：由(){}0,≥t t N 是强度为λ的poisson 过程及题设知，
(){}0,≥t t Y 和(){}0,≥t t Z 是一零初值的平稳的独立增量过程。又0>?t ，
()()()()()()()
()()()()[]()()()[]()Λ
2,1,0
!
!
1!
!1!
1!
0==-=--=-======-∞
=-∞=∞
=----∞
=∑
∑
∑∑k e k pt m t p e
k pt k i t p e k pt p p C e i t i t N k t Y P i t N P k t Y P pt k m m t
k k
i k
i k i t
k k i k k i
t i i λλλλλλλλλλ
即0>?t ，()(),^pt t Y λπ故(){}0,≥t t Y 是强度为λp 的poisson 过程。
()()()()()()()
()()()()()()
()()()()()()Λ
2,1,0 !
1!
!
1 !!
11!
10
=-=-=--=-======--∞
=-∞
=∞
=----∞
=∑
∑
∑∑k e k t p m pt e
k t p k i pt e k t p p p C e i t i t N k t Z P i t N P k t Z P t
p k m m
t
k k
i k i k
i t
k k i k k i
t i i λλλλλλλλλλ
即0>?t ，()()(),1^t p t Z -λπ故(){}0,≥t t Z 是强度为()λp -1的poisson 过程。
解： ()()()Λ,2,1,0 !
==
=-k e k t k t N P t
k λλ
3=λ
（1）()() 04124
--===e e N P t t
＝λ
（2）定理：设(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 分布，{
}Λ,2,1,=n n τ是其到达时间序列，则()Λ,2,1=n n τ服从Γ分布，即n τ的概率密度函数为：
()()() 0 00 !
11
??
???<≥-=--t t n t e
t f n t n λλλτ
()t t e e t f λτλ--==∴33 1 ()()0 100
1≥-=-=--==--∞---??t e
e d e d e
t F t
t t
t λλτλτλτ
τλττλ
()0 1331≥-=-=t e t F t λτ
解：知道过程现在的条件下，其“将来”的分布不依赖于“过去”。
状态转移图如下：
一步转移概率矩阵如下：
????
??
? ??01009
/19/49/4009/49/49/10010
解：Prim —Dijkstra ：
Kruskal ：
答：有三种，分别是面向字符，面向比特，采用长度计数的组帧技术，其中采用
长度计数的组帧方式开销最小。
答：接收字符串为：C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB
DC C0
恢复为：10 36 87 C0 C0 DC DD DB . 7C 8D DC C0 答：插入后：0 0 0011111 0 1 0 11111 0 01111010
恢复：01111110 11111 0 1 0 011111 0 11111 0 1100 01111110 Flag Flag 1011111 0
答：在接收端，收到015后，如果下一位是“0”，就将该“0”删去，如果 是“1”，就表示一帧结束。按此规则：
011 011111 0 111111 011111 0 1 01111110 015 015 Flag
该码的最小距离为4。
解：()()()324345734411D D D D D D D D D D D D S D ++++=++=++=
33
45673
3456724 0
001D D
D D D D D D D D D D D D D +++++++++++
()()
D g D S D 4 ∴余数为 3D
证明：（1）已知()()()()???
???
??=???????=+D g D
mainder D g D D mainder D C L i L i i Re Re 一个任意的数据多项式()∑-=----=++++=1
01
12
21
1K i i i K K K K D S S D S D
S D
S D S Λ
其CRC 多项式()()()()()()
()
∑∑∑-=+-=-==??????=?????
????
????=???????=10
1010
Re Re Re K i i i L i K i i L K i i i L D C S D g D S mainder D g D D S mainder D g D D S mainder D C （2）将()
()()
()
()
i i L i L i C D C D
C D C
011
1+++=--Λ代入到()()()∑-==1
K i i i D C S D C 中，得
()()()()
[]
()()()()i K i i i K i i L i L K i i L i L K i i K i i i L i L i C S D C S D
C S
D C S C D C D
C S
D C 010
110
221
1110
10
0111 ∑∑∑∑∑-=-=---=---=-=--++++=+++=ΛΛ
又有 ()012211C D C D C D C D C L L L L ++++=----Λ 对应可得 ()L j C S C K i i j i j <≤=∑-=0 1
在这种情况下，由于时延的影响，分组B 出错却导致分组C 重发，最终分组B 丢失。
证：根据停等式ARQ 协议，当序号采用模2表示时仍可正常运行。描述如 下： 发端A ：（1）置SN ＝0；（2）若从高层接收到一个分组，则将SN 指配给该分
组，若没有分组则等待；（3）将第SN 个分组装入物理帧中发送给接收节点B ；（4）若从B 接收到RN ≠SN ，则将SN 模2加1，返回（2），若在规定时间内，并未收到B 的RN ≠SN 的应答，则返回（3）。
收端B ：（1）置RN ＝0；（2）无论何时从A 端收到一个SN=RN 的分组，将该
分组传送给高层，并将RN 模2加1；（3）在接收到分组的规定有限时长内将RN 放入一帧的RN 域发送给A ，返回（2）。
解：设任意一个分组平均需要发送N 次才能成功，而一个分组发送i 次成功 的概率为()1
1--i ρρ，从而有
()∑∞
==
-=1
1
1i i
i N ρ
ρρ
成功发送一个分组所需要的时间为r NT ，故r
r T NT ρλ==
1max
与课本上图2－11 的a ，c 图基本相同，只需将A ，B 名字交换。
答： s T ACK 02.01064128
3
=?= s 015.0=τ （1）
4102
820=?++τACK P T T 个
（2）
()61192
820
=?++τACK
P T T 个
（3）当节点连续发送时，可以发送的帧最多
a.1640005.0820
=帧 后可收到应答；
b.15769052
.0820
=帧 后可收到应答。
答：停等式ARQ α
211max +-=P
U
返回n －ARQ ()()()()()()
()????
???+<-++-+≥-+-=
21 1121121
111αααn P n P n n P n P
U
选择重传ARQ ()()()()??
?
??+<+-+≥-= 21
21121
1αααn P n n P U
ARPANET ARQ ()()()()????
???
>+<+-≤+≥-= 27218 211827218 1ααααα即即P P U
这里D
P
T T =
α, 所以U 与误帧率及信道传播时延与数据帧的传输时延的比值 有关。
当()α21+≥n 时，α
211+-=
P
U 与()P n P U 111-+-=均小于P -1；
当()α21+ ()()()()()α αα21111211211+-<-++-<+-P n P n P n P 所以，当n 和8均大于α21＋时，选择重传式ARQ 和ARPANET ARQ 链路 利用率都最高，当8>n 时选择重传式ARQ 链路利用率高，当8 （2）有两种可能情况 答：（1） 解：假定有n个节点交换机，在题中所给的条件下，传输一个分组（从源端到目的端）需要(n-1)T 秒，传输两个分组需要(n+1)T秒，如此类 推，传输m个分组需要(n-1+2(m-1))T秒，速率为m/(n-1+2(m-1))T . 若m>>n，可以认为分组交付给目的地的速率最快为1/2T分组/秒。 答：(1) 采用收数据－转发－发确认的机制，假定B做完第二件事即转发后出现故障，则A由于没有收到B发回的确认，在定时器溢出后将重发上一分组，B将这个分组作为新分组转发给C，但C已在B出故障那次收到了该分组。因此，造成C接收重复分组。 （2）采用收数据－发确认－转发的机制，假定B做完第二件事即发确认后出现故障，则B不会向C转发该分组。而实际上A又收到了B发回的确认，所以A 继续发送下一分组。由此造成C丢失B故障前的那个分组。 只有采用端到端的发确认消息的方法，在AC之间建立起一对SN,RN（在运输层， 参看课本P77），才能保证在任何情况下数据都能从A 经B 正确无误地交付到C 。在第一种情况下，即使A 重发B 故障前那一分组，C 收到后也能根据AC 之间的SN,RN 辨认出这一重复分组而将其丢弃。在第二种情况下，只要A 没有收到C 对B 故障前那一分组的确认，就会重复发送这一分组，直到收到C 对这一数据的确认。 解：设窗口为n kb ，则吞吐量为 128.02256 2120?+=+= n n T T n P D 解出窗口为58≈n 答：经六次变化后窗口为11KB 。 3690 1 2 5438 7 6 9KB 传送次数/次 拥塞窗口长度/K B 12 答：网络层和数据链路层差错控制的主要差别在于： a.使用的位置不同。数据链路层的差错控制是用于一条物理链路的两端，而网络层的差错控制是用于网络中的任意两节点之间。通常网络中的任意两个节点之间的传输路径会由多条链路串联而成。 b.分组编号的方式不同。在网络层是对一个session 中的分组（或者字节，或者消息）进行统一编号。而在链路层上是对不同session 中所有分组进行顺序编号。 c.传输顺序的差别。在链路层，所有的帧都是按顺序传输的；而在网络层中，相同源和目的节点的分组可能会经过不同的路径，分组的传输可能会出现乱序现象。 d.时延不同。在链路层，传输时延（包括传播时延、处理时延、帧传输的时延）在小范围内变化；而在网络层，传输时延会在大范围内变化。 当然在链路层和网络层，传输时延会在大范围内变化。 答：在差错控制时，ARQ 协议用于保证分组的正确传输，它侧重于分组的 内容；在流控时，ARQ 用于减缓网络中分组的发送速度，侧重于网络的状 态。 解：顾客到达率为 5＝λ 人/分钟 平均每个顾客的服务时间为 ()1505.0205.05=?+?＋＝T 分钟 根据little 定理，得快餐店内的平均顾客数为 75==T N λ 人 解：节点3处理一个文件结束后才会再向节点1或2请求另一个文件，说明节点 3处没有排队，任何时刻都最多只有一个文件在接收服务。根据little 定理，应有 ()()1222111≤+++P R P R λλ 解：min 394.603030 30155 053030 =++=??∞--dt e t dt e T t t 解：（1）①10个相等容量的时分复用系统： 对于一个session 而言，平均服务时间为 s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/2 5 60150== λ。 在系统中的平均分组数为：12 /552 /5=-= -= λ μλN 根据little 定理，得分组的平均时延为：s N T 5 22/51== = λ 队列中的平均分组数为：21 5152251=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q ②统计复用： 平均服务时间为 s 50 1105010001 3=?= μ ，分组到达率为秒分组/2560150 10=?=λ。 1255025=-= -= λ μλN s N T 25 1 ==λ 21501251 251=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q （2）①时分复用： 对于分组到达率为250分组/分钟的session ，平均服务时间为s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/6 25 60250== λ。 56/2556/25=-= -= λ μλN s N T 5 66/255===λ 625 51566251=??? ??-?=???? ? ?-==μλλT W N Q 对于分组到达率为50分组/分钟的session ，平均服务时间为s 51 10 510001 3 =?= μ ，分组到达率为秒分组/6 5 6050== λ。 516/556/5=-= -= λ μλN s N T 25 6 6/55/1===λ 301 51256651=??? ??-?=???? ??-==μλλT W N Q ②统计复用： 平均服务时间为 s 501 10 5010001 3 =?=μ ，分组到达率为 秒分组/2556 5 5625=?+?= λ。 1255025=-= -= λ μλN s N T 25 1 ==λ 21501251 251=??? ??-?=???? ? ?-==μλλT W N Q 解：离散型M/M/1系统可用与连续型M/M/1系统类似的马尔可夫链描述。参照课本上90页图3－4。区别在于转移概率为λ，μ，以及μλ--1，没有时间因子δ。计算所得全局平衡方程与连续时相同，系统稳态概率分布也完全一样。 证明：设第i 个用户到达系统时，第l 个用户正在接收服务，其剩余服务时间为i R ， 此时等待队列中有i N 个用户。 设第k 个用户的服务时间为k X ，用户i 的等待时间为： i i i N R W +=个用户的服务时间∑--=+ =1 i N i k k i i X R 求平均 {}{}{}i i i N i k k i i N E X R E x E R E W i ?+=? ?? ???+=∑--=1 令i i W W i ∞ →=∞→lim ,，有 W R W R N R N X R W Q Q ρλμ μ +=+ =+ =?+=1 1 ρ -= ∴1 R W 假定系统有稳态解，且具有各态历经性，则剩余服务时间()τr 可用下图表示： τ r(τ 在[]t ,0区间平均剩余服务时间为： ()()∑?===t M i i t t X t d r t R 1202 111ττ ()() () 221 21 212121μ λλ?== ? ?=∑=X t M X t t M R t M i i i () ρμρ ρμλ-=-=∴1211 21 2W 证：（1）M/G/1系统中，系统繁忙的概率为X λμ λ ρ＝＝ {P ∴ 系统空闲}X λρ－＝－＝11 （2）忙区间之间的平均长度为闲期间的平均长度。由于闲期间是系统处于 一顾客被服务后，下一个顾客到达之间的时期，即顾客到达的时间间隔，所 以闲期间服从参数为λ的指数分布，所以忙区间之间的平均长度为λ1 。 （3）设忙区间平均长度为Y ,则 ρ ρλ-=1/1Y X X Y λρ ρ λ -= -=111 （4）在一个忙区间内服务的平均顾客数＝ X λ－＝平均服务时间忙区间平均长度11 证：ρ -= 1R W ()()()()()()()() () t L V t t L t M X t t M V t X t d r t R t L i i t M i i t L i i t M i i t ∑∑∑∑?====??+??=+==1 2 12 12 1202121 2 112111ττ ()t t L 为休假的到达率 Θ 分组所占的比例为 ρμ λ ＝ ∴ 空闲期所占的比例为()ρ－1 休假期所占的比例为()I V ρ－1 休假期的到达率为 I ρ －1 2 212121 V I X R ρλ-?+=∴ ()I V X R W 2121 2 2+ -=-=∴ρλρ 忙区间的平均长度： X X λ-1 ρλ-=-+∴11 X X I I ()() X X I λρρ--= ∴11 解：ACE ：100个/分 ADE ：200个/分 BCEF ：500个/分 BDEF ：600个/分 ∑=+++==s s x r 1400600500200100个/分3 70 = 个/秒 100=AC λ个/分 200=AD λ个/分 500=BC λ个/分 600=BD λ个/分 600=CE λ个/分 800=DE λ个/分 1100=EF λ个/分 ()3000100060/50=÷?=bit s s kb ij μ个/分 2911003000100 = -=∴AC N 41 =CE N 1911 =EF N 141 =AD N 114 =DE N 41 =BD N 5 1 =BD N () 748.119 11 415111414141291,=++++++= =∑j i ij N N 个 s r N T 075.0/3 70748.1＝秒个个== 分组的平均时延：s ms T T 077.02=+=' s ms ms ms N ms N T CE CE CE AC AC AC ACE 050.02501415012501291501 211211=+?? ? ??+?+??? ??+?=+???? ??+?++???? ??+?=μμμμ s T ADE 053.0= s T BCEF 087.0= s T BDEF 090.0= 解： 110=+++m P P P Λ 0210 00220112101 ,P P P P P P P m m m m λ λλλλλλλλλλλλλ=----=????===++++=ΛΛΛ 011 P P λλ= ∴ 022 P P λ λ= 0 P P m m λλ=Λ 00000μλμλρP == 101111μλμλρP P == m m m m m P P μλμλρ0 ==Λ ()()()()()()()() m n m n n m m m n P n P n P n n n P n P ρρρρρρ ---===111 ,11 00 10,1010 ΛΛΛ CPU 和I/O 队列中平均任务数为： 0001ρρ-= N 11 11ρρ-=N m m m N ρρ-=1 Λ 系统中总任务数为： m m m N N N N ρρρρρρ-+-+-= ++=11111 0010ΛΛ 系统中任务的平均时延为： λλλμλλμλμλλμλμλλμλ λ-+-+-=???? ??-+???? ??-+???? ??-==m m m m m S S S P P P P P P P P P P N T 1 11 111100010 11010000Λ Λ 的资源）以及数据的平均时延。它适合于恒定比特流的业务的传输，对于用户数较少且数量大致固定，每个用户业务量较大的情形是一种有效的方法。它对于突发性数据业务的传输，通常会有较大时延。若已分配固定信道的用户没有通信，那么这些资源就会浪费，若有限的信道资源被分配完毕，那么新的用户将不能通信。 解：通过率 167.075.05.175 .02===-=-e Ge S G G 纯ALOHA 系统负荷为： 501.0167.09600804 =? 解：每个节点发送数据的速率是：s bit s bit /101001000= 纯ALOHA 系统最大通过率为184.021 =e ()s bit /4.1766184.09600 =?∴有效的信道速率为 ()个17610 4 .1766 == ∴N 时隙ALOHA 系统的最大通过率为368.01 =e ()s bit /8.3532368.09600 =?∴有效的信道速率为 ()个35310 8 .3532 == ∴N 答：稳定的多址协议是指对于给定到达率，多址协议可以保证每个分组的平均时延是有限的。 伪贝叶斯算法的时隙ALOHA 协议对任何e 1 <λ的到达率都是稳定的。根据该算 法，()1=n G ，其稳定的最大通过率为e 1 。 答：CSMA 协议的基本原理是：节点在发送分组之前先侦听信道，判断是否有用户正在传输，进而确定信道的忙闲状态，然后再决定分组是否发送。 CSMA 是ALOHA 协议的改进，它采用了附加的硬件装置，每个节点都能检测到信道上有无分组传输。如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点可以等待信道空闲后再传输，这样可以减少要发送的分组与正在传输分组之间的碰撞，减少发送的盲目性，提高系统利用率。 答：CSMA 系统主要在分组到达时若信道忙，是否持续侦听信道及在获得空闲信道后怎样发送分组的处理上区分三种不同的CSMA 协议的，也即对冲突问题的处理决策上来区分的。 三种形式： 非坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则分组的发送将被延迟，且节点不再跟踪信道的状态（即节点暂时不检测信道），延迟结束后节点再次检测信道状态，并重复上述过程，如此循环，直到将该分组发送成功为止。 1-坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则该节点一直坚持检测信道状态，直至检测到信道空闲后，立即发送该分组。 p-坚持型CSMA ：当分组到达时，若信道空闲，则立即发送分组；若信道处于忙状态，则该节点一直检测信道的状态，在检测到信道空闲后，以概率p 发送该分组。 答：CSMA 方法要求收发共享一个信道，时延小。 因为卫星信道的传播时延非常大，因而在不同的监测点上同一信号出现或消失的时刻是不同的。在CSMA 协议中，影响系统性能的最重要的参数是载波检测时延τ，因此CSMA 不适于卫星信道。 解：由于吞吐量是关于归一化载波侦听时延β的函数，所以只要LAN 和MAN 有相同的β就会有相同的吞吐量。由L C ? =τβ知 1000 1031050100010510310183683x ???=???? 得s bit x /105= 解：Θ P 是竞争时隙节点发送的概率 ∴在一个时隙发生竞争的概率为： ()() []() () [] 1 1 1 00111 111---+--=-+--=k k k k k k P kP P P P C P P C P 争 设竞争的时隙数为i 平均的竞争时隙数为：() ∑∞ =-= =02 1i i P P iP N 争 争 争 ()() () () [] ()() () () [] 2 910 9 1010 2 11 1101111011111111 P P P P P P P kP P P kP P N k k k k k --------= --------= ∴=-- 归一化的竞争周期的平均持续时间：N t β=' 去归一化： ()()()()[] 2 9 109 10 5811011110111061103500P P P P P P N N N C L C L t --------?=?==??=ττ 稳态时的通过率 β 31.311 += S L L C L 350101010350068=???==τ β 当100=L 时，644.06 1 31.311 6 1 11=? +=S ＝β 当1000=L 时，948.060 1 31.311 60 1 11=? +=S ＝ β 答：区别：广域网路由主要解决子网内分组传输的问题，而互连网路由主要解决不同子网之间的路由。 联系：实现网络之间的互连，通常采用三种设备：网关，网桥，路由器。可以用两种观点来看待一个互连网络，一是将互连的设备看成一个附加的网络节点，它与网络中其他节点地位相同，所有的节点组成一个更大的网络，二是把每个子网看成是一个节点，这样网络分为两层，高层由互连设备和子网组成，低层是各子网内部网络。 答：距离矢量法收敛速度慢，时延的度量主要考虑队长，并没有考虑后来链路带宽的增长，链路状态法克服了这些缺点。 答：（1）ij ij F d = ＋ε ＋ε ＋ε （2）1 ＝ ＋ααij ij F d = a. ＋ ε 2＋ ε b. ＋ε 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X.25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2） 帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组 都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在 实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为 支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为： 应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2 答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM 网络，分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中 继，吞吐量大，速率为64kb/s ，s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包 括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际 分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支 持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层， 运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 解： ()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π 数据通信基本知识 -------------------------------------------------------------------------- 所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用，为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。 一、有线传输介质(Wired Transmission Media) 有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为：铜线和玻璃纤维。 1. 铜线 铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质，它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference)，我们使用两种基本的铜线类型：双绞线和同轴电缆。 (1)双绞线 双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，其形状结构如图1.1所示。双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。 (2)同轴电缆 同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。 2.玻璃纤维 目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维，简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。 光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层（硅橡胶）和保护层构成。在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)来发射光脉冲，在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。 模拟数据通信与数字数据通信 一、通信信道与信道容量(Communication Channel & Channel Capacity) 通信信道(Communication Channel)是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻?quot;联系"，由此为传输数据信号形成的逻辑通路。逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的。物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和 《计算机网络基础与应用配套练习》参考答案 （2017年7月改） 模块一计算机网络基础 任务一认识网络 一、填空题 1．通信设备、线路、资源共享、数据通信 2．资源共享、数据通信 3．终端 4．局域网、城域网 5．地址围、传输介质、建筑物、单位 6．网络启动芯片 7．工作站、服务器 8．对等网、工作站/服务器网 9．传输介质、拓扑结构、访问控制方式 10．LAN 11．远程网、局域网 12．Internet、信息系统 三、判断题 四、解答题 1．什么是计算机网络？它有哪些功能？举例说明计算机网络的应用。 答：计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络要实现资源共享和数据通信功能；主要应用有网络会议、电子商务、网上办公、网上交流、网络影音等。 2．计算机网络可分为几类？网络系统可由哪些系统构成？ 答：计算机网络按其拓扑结构分为星形结构、总线形结构、环形结构、树形结构 星形：传输快，网络构形简单，建网容易，便于控制和管理，但可靠性低，网络共享能力差。 总线形：网络结构简单、灵活，可扩充性能好，可靠性高，速度快，成本低，但实时性较差。 环形：结构简单，可靠性高，但不便于扩充，系统响应延时长，信息传输效率相对较低。 树形：网络成本低，结构简单，扩充方便、灵活。 3．典型的局域网络硬件由哪些部分组成？并说出各部分的作用。 答：局域网硬件包括交换机、网卡、路由器等。 网卡是网络接口卡的简称，是计算机与网络之间的连接设备； 交换机是组成网络系统的核心设备，用于实现计算机之间的连接； 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备。 4．简述计算机网络软硬件的基本组成。 答：计算机网络硬件由计算机或终端设备、传输介质、网络设备组成；计算机网络软件由网络操作系统、网络协议和网络应用软件组成。 5．通信网中常用的通信传输介质有哪几种？ 答：常见的通信传输介质有：同轴电缆、双绞线、光纤、无线微波、低轨卫星信号、蓝牙。 任务二认识网络标识及通信协议 一、填空题 1．国际标准化组织 2．逻辑链路子层、媒体访问控制子层 3．TCP/IP 4．传输控制协议/网际协议 5．网络号、主机号 6．IP地址 7．32、128 8．网络号、主机号 9．网络层、应用层 10．802.3 三、判断题 四、解答题 1．什么是计算机网络协议？其作用是什么？ 答：网络通信协议就是网络设备进行正常通信的一套规则，这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。它是网络中设备以何种方式交换信息的一系列规定的组合，它对信息交换的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等许多参数做出定义。 2．什么是计算机局域网？它由哪几部分组成的？ 答：局域网指在有限的地理围构作的计算机网络，它是计算机硬件和传输介质的结合，典型特征是位 第一章 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D 信道（16kb/s或64kb/s）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，A TM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5（ATM Adaptation Layer）,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。 1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI模型TCP/IP参考模型 1.10 1.11)0=θd 显然，的均值为常数，相关函数仅与时差有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性， ()t X 是各态历经过程。 《数据通信与网络基础》教学计划与教学大纲 课程代号：CS16021 任课教师：杨献春 开课时间：2001/2002学年第一学期 授课对象：专升本99级和00级，二学历00级 教学安排： 教室地点教102 选课人数272人 授课时间星期二18:30-21:20 教学1班（99级专升本00级二学历127人） 星期四18:30-21:20 教学2班（00级专升本145人） 一、教学计划： 总计60学时，两个教学班计划相同。 教学16次计48学时第1-4周，第6-17周（第5周国庆节休假） 讲座1次3学时第18周（20XX年1月3日，星期四，两班合讲，自愿参加） 复习1次3学时第19周 答疑1次3学时第19或20周（待定） 考试1次2小时左右 二、教学大纲： 课程名称 数据通信与网络基础 课程概述 这是一个学期的课程, 旨在学习数据通信基本原理和了解数据通信网络。本课程向学生介绍计算机之间及人机之间通信相关的各种基本技术，涉及的主题有：简单的通信模型，通信系统硬件（传输媒质、数据传输技术、数据终端设备，数据通信设备与接口），通信系统中的软件（数据编码、数据传输方式、数据传输协议），数据通信网（网络分层体系结构、交换式网络与广播式网络、宽带传输网、接入网），多媒体数据通信，数据通信发展历史与趋势。 教学目标 通过本课程的学习，学生能够 ●了解电信与及数据通信的发展历史与前景 ●知道通信种类及其使用的频段 ●熟悉数据通信模型与术语 ●知道数据通信标准及其制定机构 ●知道数据通信网及其分类和用途 ●描述数字传输与模拟传输的区别与各自的特点 ●掌握信息的度量方法和信号时域频域特性分析方法 ●了解传输信道特性及其对信号的影响 通信网络基础模拟试题一 一填空题（每空2分，合计20分） 1. 所谓数据传输链路是指在上利用一定的形成的传输规定速率（和格式）的。 2. 路由器区别于交换机的关键特征是它可连接使用不同、具有不同的数据链路。 3. 链路层常用的检错方法有两类：和。 4. 目前单播的Ad Hoc路由算法为分、和地理位置辅助的路由算法。 5. 对于一个方向图G，若G的每一对节点之间都有一条方向性路径，则称图G是的方向图。 二简答题（每题10分合计40分） 1. 请简述Little定理。 2. 请描述选择重发式ARQ协议。 3. 请简述集中式最短路径算法中的Bellman-Ford算法。 4. 请简述令牌漏斗式速率控制算法 三计算题（每题20分合计40分） 1. 设到某自动提款机取钱的用户数N(T)组成Poisson流，平均每小时到达的用户数为10人，求中午（12点到14点）有2个用户来取钱的概率。 2. 一个通信链路的传输速率为50kb/s，设分组到达该链路的过程服从Poisson分布，平均到达率为600分组/分钟，分组长度服从指数分布，其均值为1000bit。求该链路队列中的平均分组数。 参考答案 一．填空题（共10空） 1. 物理传输媒介传输标准数据比特通道 2．物理传输媒介传输协议 3．奇偶校验循环冗余校验 4．平面式路由算法分层路由算法 5．强连通 二．简答题（共4题） 1. 参考教材 P85 2．参考教材 P53 3. 参考教材 P172 4. 参考教材 P205 三．计算题（共2题） 1. 已知λ=10人/小时，A(t)为[0,t)时间内到达的用户数，则A(t)服从泊松分布，代入教材P21页公式（1-14），即可求得为P=200e-20。 2. 由题意，该链路符合M/M/1排队模型，且λ=600分组/分钟=10分组/秒，分组的平均传输时间为1/μ=1000/50000=0.02秒，所以信道利用率ρ=λ/μ=0.2，代入教材P91页公式(3-39)可得队列中的平均分组数为N Q=0.05。 《计算机网络》 第二章——数据通信基础练习题 一、填空题： 1.________是两个实体间的数据传输和交换。 2._____是传输信号的一条通道，可以分为________和________。 3._____是信息的表现形式，有________和________两种形式。 4.________是描述数据传输系统的重要技术指标之一。 5.________是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为______________________。 6.数据通信系统一般由________、________和________等组成。 7.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有________、________和________三种。 8.基带、频带、宽带是按照__________________________来分类的。 9.信道的传播延迟和_____________________________与_________________________有关。 10.电路交换的通信过程可分为三个阶段：__________、__________和____________。 11.在分组交换技术中，还可以分为________和________两种不同的方式。 12.信元交换技术是指__________（英文简称为____），它是一种_________的交换技术。 13.多路复用技术通常有两类：____________和____________。 14.常见的差错控制技术有：_________和__________等, 为了确保无差错传输数据，必须具有______和______的功能。 15. CRC码的中文名称是__________，又称________，是一种较为复杂的校验方法，有很强的检错能力。 16. 存储转发方式中常见的有________、________、________，传输的单位分别是____、____、____。 二、选择题 1.在数据通信系统中衡量传输可靠性的指标是____。 A.比特率 B.波特率 C.误码率 D.吞吐量 3.在传输过程中，接收和发送共享同一信道的方式称为____。 A.单工方式 B.半双工方式 C.全双工方式 D.自动方式 5.为了提高通信线路的利用率，进行远距离的数字通信采用____数据传输方式。 A.基带传输 B.频带传输 C.宽带传输 D.窄带传输 6.在数字信道上，直接传送矩形脉冲信号的方法，称为____。 A. 第一章习题 1、试举出若干个模拟信号与数字信号的例子。 答：模拟信号：语音信号等 数字信号：计算机处理数据等。 2、请说明有线电视、市内电话、调频广播、移动电话、校园网等通信系统各使用哪些信道。答：有线电视：同轴电缆 市内电话：双绞线 调频广播：无线信道 移动电话：无线信道 校园网：双绞线、同轴电缆或光纤 3、试述通信系统的组成。 答：通信系统包括五个组成部分：1）信源；2）发送设备；3）接收设备；4）信宿；5）信道。 4、一个有10个终端的通信网络，如果采用网型网需要用到多少条通信链路？如果采用星型网需要有多少条通信链路？ 答：网状网：45条；星状网：10条 5、试述传码率，传信率，误码率，误信率的定义，单位。并说明二进制和多进制时码元速率和信息速率的相互关系。 答：1）传码率是指单位时间内通信系统传送的码元数目，单位为“波特”或“B”。 2）传信率也称为比特率（bit rate），是指单位时间内通信系统所传送的信息量，单位为“bit/s”或“bps”。 3）误码率就是码元在传输系统中被传错的概率，Pe=传输中的误码/所传输的总码数。 4）误信率是指发生差错的信息量在信息传输总量中所占的比例，Peb=系统传输中出错的比特数/系统传输的总比特数。 r=Rmlog2m（bit/s） 式中，r为传信率，Rm为m进制的传码率。 6、描述点对点通信的几种方式。 答：对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。 7、线路交换与分组交换的区别在哪里？各有哪些优点？ 答：线路交换：网上的交换设备根据用户的拨号建立一条确定的路径，并且在通信期间保持这条路径，从被呼用户摘机建立通话开始到一方挂机为止，这条线路一直为该用户所占用。线路交换的很大一个优点是实时性好。 分组交换：分组交换是一种存储与转发的交换方式，很适合于数据通信。它将信息分成一系列有限长的数据包，并且每个数据包都有地址，而且序号相连。这些数据包各自独立地经过可能不同的路径到达它们的目的地，然后按照序号重新排列，恢复信息。它的优点是线路利用率高。 8、已知二进制数字信号每个码元占用的时间为1ms，1、0等概率出现，求（1）码元速率，（2）每秒钟的信息量，（3）信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）每秒钟信息量=Rmlog2m=1000*1=1000（bit） 3）r=Rmlog2m=1000*1=1000（bit/s） 9、同上题，如果码元速率不变，改用8进制传输，且各码元等概率出现，求码元速率，信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）r=Rmlog2m=1000*3=3000（bit/s） 一、填空（每空1分，共20分） 1.传输层协议包括 TCP 和 UDP ，FTP采用 TCP 进行传输。 2.TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，它将网络分为5层，从底层到高层依次 为物理层，数据链路层，网络层，传输层和应用层。 3.ZXR10 G产品系列支持的IGP为 IS-IS 、 RIP 、 OSPF 。 4.路由协议大体上可分为链路状态协议和距离矢量协议两种。其中，OSPF属于 链路状态协议， RIP属于距离矢量协议。 5.OSPF通过 Hello 报文来建立并维护邻居关系。 6.在OSPF中，路由汇总只能在 ARP 和 ASBR 上做。 7.Access port是可以承载 1 个VLAN的端口；Tagged port是可以承载多 个VLAN的端口。 8.TCP是面向连接的传输层协议，所谓面向连接就是先完成连接建立的过程， 然后进入数据传输阶段。 9.“毒性逆转”是指防止路由自环的措施。 10.做smart trunk的三个前提条件为：速率相同、端口双工式、 链路属性相同。 二、选择题（每空2分，共20分） 1、当今世界上最流行的TCP/IP协议的层次并不是按OSI参考模型来划分的， 相对应于OSI 的七层网络模型，没有定义（D ）。 A、物理层与链路层 B、链路层与网络层 C、网络层与传输层 D、会话层与表示层 2、在以太网中ARP报文分为ARP Request和ARP Response，其中ARP Response是（ B ）传送。 A、广播 B、单播 C、组播 D、多播 3、主机地址10.10.10.10/255.255.254.0的广播地址是多少？（B ） A、10.10.10.255 B、10.10.11.255 C、10.10.255.255 D、10.255.255.255 4、使用子网规划的目的是什么? （D ） A、将大的网络分为多个更小的网络 B、提高IP地址的利用率 C、增强网络的可管理性 D、以上都是 5、下面协议中那一个是工作在传输层并且是面向无连接的。（D ） A、IP B、ARP C、TCP D、UDP 网络协议数据获取与TCP/IP协议分析 一、实验环境介绍 网络接入方式：校园网宽带接入，IP获取方式：DHCP； 操作系统为windows7旗舰版； 本机MAC地址为5c:f9:dd:70:6a:89，IP地址为10.104.5.53。 图1 网络状态截图 二、实验步骤 1. 启动wireshark； 2. 启动一个网页浏览器，并键入一个URL地址，如：https://www.sodocs.net/doc/0a15404034.html,。注 意此时不要按下回车键； 3. 清除电脑中的DNS缓存，启动wireshark，开始抓包； 4. 在浏览期网页位置按下回车键，开始访问指定的网页。 5. 一旦网页内容下载完毕，立即停止Microsoft Network Monitor抓包，并将抓到的数据包存入文件中，同时将显示的网页存储下来，以便后面参考。 三、实验过程 使用wireshark前清除DNS缓存截图如下。 图2 清除DNS缓存 抓取协议如下图所示： 图3 抓取协议 四、协议分析 1. 抓取的协议类型 检查在Microsoft Network Monitor顶端窗口的协议一列，确认你已经抓到了DNS、TCP和HTTP数据包。 答：由图3可看出抓到了DNS、TCP、HTTP数据包。 2. 以太网帧，IP分组和UDP数据报 (1) 检查客户端发出的第一个DNS分组 a.确定客户端的以太网地址和IP地址 答：如图4，客户端的MAC地址为5c:f9:dd:70:6a:89； IPv4地址为：10.104.5.53。 b.以太网帧结构的TYPE字段是什么内容？ 答：如图所示，以太网帧结构的TYPE字段为：0x0800，表示该帧是IP协议。 第一章通信网概述 1.1 简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。答：通信系统的基 本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。 信源：产生各种信息的信息源。变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 1.2 现代通信网是如何定义的？答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系 统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。1.3 试述通信网的构成要素及其功能。答：通信网是由软件和硬件按特定方式构 成的一个通信系统。硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网 的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它 们完成通信网的控制、管理、运营和维护， 实现通信网的智能化。 1.4 分析通信网络各种拓扑结构的特点。（各种网络的拓扑结构图要掌握） 答：基本组网结构： 》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。如网中有N 个节 点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。 》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。如网中有N 个节点，则传 输链路数H=N-1。 》环形网：同样节点数情况下所需线路比网状网少，可靠性比星形网高。如网中有N 个节点，则传输链路数H=N。 第一章通信网概述 简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。答：通信系统的基本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。 信源：产生各种信息的信息源。变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 现代通信网是如何定义的答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。试述通信网的构成要素及其功能。答：通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它们完成通信网的控制、管理、运营和维护， 实现通信网的智能化。 分析通信网络各种拓扑结构的特点。（各种网络的拓扑结构图要掌握） 答：基本组网结构： 》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。如网中有N 个节点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。 》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。如网中有 N 个节点，则 一、填空题 1．计算机网络系统的逻辑结构包括通信子网和- 资源子网两部分。 （主要网络：电信网络、有线电视网络、计算机网络） （计算机主要功能：资源共享（就是共享网络上的硬件资源、软件资源、信息资源）、数据通信、分配式处理） 2．ARPANET 是Internet的前身。 （互联网：ISO、IEEE、ARPA） 3．计算机网络按网络覆盖范围分为局域网LAN 、城域网MAN 和广域网WAN 3种。 (常见的拓扑结构：总线型、星型、环型、混合型) 4．模拟数据的数字化必须经过采样、量化、编码三个步骤。 5．数据交换技术主要有电路交换、报文交换，分组交换，其中分组交换交换技术有数据报和虚电路之分。 （存储交换：报文交换、分组交换） （数据：模拟数据和数字数据） 模拟通信系统通常：信源、调制器、解调器、信宿以及噪声源组成。） （数字数据调制：移幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK） 6．决定局域网特性的主要技术要素包括介质访问控制方法、拓扑结构和传输介质三个方面。 7．局域网体系结构仅包含OSI参考模型最低两层，分别是_物理层__层和_数据链路__层。 （OSI模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层） 8．CSMA/CD方式遵循“先听后发，__边听边发__，_冲突停发__，随机重发”的原理控制数据包的发送。 （以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，它定义了局域网中采用的电缆类型和信号处理方法，使用CSMA/CD技术，并以10Mbit/s的数据传输速率运行在多种 类型的电缆上。） 9．广域网由局域网及城域网组成。 10．现在以太网接入技术主要的解决方案有DSL 和Cable Modem 。 11．Internet上的文件服务器分专用文件服务器和匿名文件服务器。 二、选择题 1．电视频道的带宽是6MHz，假定没有热噪声，如果数字信号取4种离散值，那么可获得的最大数据率是 C 。 A．6Mbit/s B．12Mbit/s C．24Mbit/s D．48Mbit/s 2．如果一个码元所载的信息是两位，则一码元可以表示的状态为 B 。 A．2个B．4个C．8个D．16个 通信网络基础答案 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D信道（16kb/s或64kb/s）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交 换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过 程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它 1 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干 比特 组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头， 分组头指明该分组的目的节点及其它 网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源 节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路， 此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统 电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。 TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 1.10 解：X t =2cos 2二t Y X 1 ]=2co ST Y ]=2coY E X 1 J-1 2 1 0=1 2 2 X t 1 =X 0 =2cosY X t 2 =X 1 =2cos2二 Y =2cosY E X t 1 X t 2，E 〔X OX 1 I- E 2cosY 2cosY =4E bos 2 Y 】 =4 12汇丄+02工丄]=2 < 2 2丿 1.11 解： . A 二 m x t 尸 E X t Acos W e t 亠！ f 二 d cos d )- 0 R X t,t 二 E X t X t . J - Ac o sv c t )Ac o W c t . 」f dr —JT 2 切 1 A 2 =A 2 c o 2w c t w c 2〔 i 亠 c o w c d c o w c 虫 2二 2 EX(t)『 LR X (0)=A 2 —< -He 显然，X t 的均值为常数，相关函数仅与时差?有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义 平稳的。 1 T X t i; =l 〒i.m Ac o w c t v dt =l 〒i.m 冷」cow c tc os - s i nv c ts i n dt Ac o 危s i nv c T 0 J" w c T 1 .i.m 2T A T =l .i.m cos c o W c t d t- l.i.m T _.，■ 2T v T 》：：2T X t X t = l.i.mA cosw c t v cosW c t dt 1 f T 2T 口 A 2 T r . T/.m cos2w c t w c 「2 cos% dt 1八2 A cosw c 2 c 故X t 的均值和相关函数都具有各态历经性， X t 是各态历经过程。 1.12解：定义：称计数过程'N t ,t _0 ｛是参数为i 0的Poisson 过程，如果: (1) N 0 =o ；（2） I N t ,t _o1是平稳的独立增量过程; (3) -1 _0 , N t 服从参数为t 的Poisson 分布, P N t =k - e 」 k! k k _1 八 k 丄e"「te"' — 心 k! 心k- 1! =t 「 D N t 二 D N t E N 2 1 L E N t F E N 2 U=E N t Nt -1 N t E 〔N t Nt -d E'-N t 1 O t f —丄-2 e A 兰(批厂 e QO E 〔N t I 八 k k =0 — k! 八 k k -1 1 訂 t 「t 2 k =0 k! =(毗 了e 十砒=(扎t Y + >-t — 0,12 t- 0 C3O 1 t k =2 k - 2 ! 填空题 1.C/S结构模式的网络中S表示的是(服务器)，C表示的是（客户机） 2.计算机网络系统由（通信子网）和（资源子网）组成 3.串行数据通信的方向性结构可分为三种，即（单工）（半双工）（全双工） 4.比特率是指数字信号的（数据传输速率）也叫信息速率，反映一个数据通信系统每秒传 输二进制信息的位数，单位是bit/s 5.信道容量表示一个信道（最大数据传输能力），单位是bit/s 6.在频带传输中根据调制所控制的载波参数的不同，有（调幅）（调频）和（调相）三种 调制方式 7.双绞线适用于模拟通信和数字通信，是一种通用的传输介质，它可分为（屏蔽）双绞线 （STP）和（非屏蔽）双绞线（UTP）两类 8.电路交换的通信过程包括三个阶段，即（建立连接）（通信）（释放连接） 9.分组交换有（数据报）分组交换和（虚电路）分组交换两种，它是计算机网络中使用最 广泛的一种交换技术 10.计算机网络协议主要由（语义）（语法）（时序）三个部分组成 11.将计算机网络的（各层次模型）与各层协议的（集合）称为网络的体系结构 12.OSI/RM的层次包括（物理层）（数据链路层）（网络层）（传输层）（会话层）（表示层） （应用层）等 13.传输层以上的数据单元统称为（报文），网络层的数据单元称为（分组），数据链路层的 数据单元称为（帧），物理层则以（比特）为单位进行传输 14.反映在物理接口协议的物理接口的四个特性是（机械特性）（电气特性）（功能特性）（规 程特性） 15.收发电子邮件属于OSI/RM中（应用层）的功能 16.一般情况下网络环境中的VLAN实现了（逻辑）的分割，但VLAN之间的互联和数据 传输仍要借助于（物理）手段来实现 17.10BASE-T标准规定的网络拓扑结构是（星型-物理上，总线-逻辑上），网络速率是 （1.0mb/s），网络所采用的网络介质是（非屏蔽双绞线），每段传输介质的最大长度为（100）米 18.以太网地址称为（物理）地址，长度为48bit。它位于OSI参考模型的（数据链路层） 19.CSMA/CD的发送流程可以简单的概括为四点（先听后发）（边听边发）（冲突停发）（随 机重发） 20.X.25提供（交换虚电路SVC）（永久虚电路PVC）这两种虚电路服务，其中（SVC）为 按照用户需求进行呼叫建立与断开的虚电路服务 21.在TCP/IP体系结构中，传输层协议包括（传输控制协议TCP）（用户数据协议UDP） 22.IP地址的主机号部分如果全是为“1”，则表示（广播）地址，IP地址的主机号部分若全 为“0”，则表示（网络）地址，127.0.01被称为（环回测议）地址 23.常用的IP地址有ABC三类，128.11.3.31是一个(B类)IP地址 24.在ICP/IP中，负责将IP地址映射成所对应的物理地址的协议是（ARP协议-地址解析协 议） 25.当IP地址为210.198.45.60，子网掩码为255.255.255.240，其子网号为（0011），网络地 址为（210.198.45.48），直接广播地址为（210.198.45.63） 26.在转发一个IP数据报过程中，如果路由器发现该数据报报头中的TTL字段为0，那么， 它首先将数据报（删除），然后向（源生机）发送ICMP报文 27.路由表分为静态路由表和动态路由表，使用路由选择信息协议RIP来维护的路由表是（动 《数据通信与计算机网络》课程教学大纲 一、课程名称：《数据通信与计算机网络》 二、教学对象：计算机网络技术专业、三年制 三、学分与学时：4学分，64学时（实验28学时） 四、课程模块类别及课程属性：专业基础能力课程、必修课 五、课程性质与目的要求： 课程性质：本课程是计算机网络技术专业的专业必修课。课程系统地讲授了计算机网络的体系结构概念，对各个网络功能层的基本概念、工作原理和通信规程，数据通信技术、广域网和局域网技术、以及网络应用技术和发展都作了详细介绍。配合该课程的实验教学，将帮助学生掌握和了解计算机网络的基本原理、工作过程和实现方法，加深学生对计算机网络技术理论的认识和理解，培养网络应用技能。 目的要求：本课程的目的，是使学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，了解计算机网络技术的应用和发展，辅以精心设计跟踪实际应用的实验教学内容，对提升学生动手操作实践能力，为后续的计算机网络专业课程的学习，建立良好的基础。 六、教学内容： （一）计算机网络网络概论 【目的要求】 1、了解： （1）计算机网络的发展过程。 （2）计算机网络的分类方法。 （3）计算机网络的基本结构。 （4）研究计算机网络拓扑的重要性。 （5）OSI参考模型层次划分原则；OSI参考模型的基本结构。 2、掌握： （1）计算机网络的定义。 （2）广域网、城域网与局域网的特点。 （3）资源子网的主要功能与组成；通信子网的主要功能与组成。 （4）计算机网络拓扑的定义；主要网络拓扑构型的特点。 （5）OSI参考模型各层的功能；OSI环境中的数据传输过程。 （6）初步掌握TCP/IP体系结构。 【教学内容】 1、计算机网络的发展过程。 2、计算机网络的分类方法。 3、计算机网络的基本结构。 4、研究计算机网络拓扑的重要性。 5、OSI参考模型层次划分原则；OSI参考模型的基本结构。 6、计算机网络的定义。 7、广域网、城域网与局域网的特点。 8、资源子网的主要功能与组成；通信子网的主要功能与组成。通信网络基础-(李建东-盛敏-)课后习题答案
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