第六章 习题及思考题

 1、标准的10Mb/s 802.3 LAN的波特率是多少？

波特率：每秒钟信号的变化次数。由于标准10M 802.3 LAN采用Manchester编码，用两个二进制码位表示一个数据位，为完成10M bps的传输，信号每秒钟变化是20M 次，故波特率是20M baud。

2、试比较非坚持、1-坚持和P-坚持三种类型CSMA的优缺点，为什么CSMA/CD倾向于长的分组传送？

非坚持CSMA：如果介质空闲则发送；如果介质是忙的，等待一段随机时间，重复第一步。不坚持算法利用随机的重传时间来减少冲突的概率，这种算法的缺点是：即使有几个站有数据要发送，介质仍然可能处于空闲状态，介质的利用率较低。

1-坚持CSMA：如果介质空闲则发送；如果介质是忙的，继续监听，直到空闲，立即发送，如果发生冲突，则等待一段随机时间重复第一步。1-坚持算法可避免介质利用率的损失，但缺点是：假如有两个或两个以上的站点要发送，冲突就不可避免。

P-坚持CSMA，是一种折衷的算法，如果介质空闲则以P的概率发送，而以（1-P）的概率延迟一个时间单位，时间单位等于最大的传播延迟；如果介质是忙的，继续监听直到空闲，重复第一步。如果发送被延迟一个时间单位，则重复第一步。P-坚持算法一方面试图降低1-坚持算法中的冲突概率，另一方面又减少不坚持算法中的介质浪费。在此算法中要注意P值的大小为 N*P〈1 ，P值过小，通道利用率会大大降低，过大则冲突不可避免。

对于基带总线而言，CSMA/CD检测出冲突的时间等于任意两个站点之间最大的传播延迟的两倍。因此，必须保证分组有足够的长度，单个分组的发送时间至少比冲突检测时间要大。

3、长度为1km，传输速率为10Mb/s的802.3LAN，其传播速度为200m/us，数据帧长256位，包括32位报头、校验和其他开销在内。一个成功发送以后的第一位时间片保留给接收方以捕获信道来发送一个32位的确认帧。假定没有冲突，那么不包括开销的有效数据速率是多少？

有效数据位：256-32=224；

发送时间：256/10M=25.6us；

传输时延：1000/200=5us；

确认时间：32/10M+5=8.2us；

有效数据速率：224/38.8us=5.77Mb/s

4、考虑一个具有等距间隔的站点的基带总线LAN，数据速率为10Mb/s，总线长度为1000m，传播速度为200m/us，发送一个1000位的帧给另一站，以发送开始到接收结束的平均时间是多少？如果两个站严格地在同一时刻开始发送，它们的帧会彼此干扰，如果每个发送站在发送期间监听总线，多长时间可发现这干扰？

1) 1000/10Mb/s+1000/200m/us=105us

2) 105*2=210us

5、一个4Mb/s的令牌环的令牌保持计时器的值为10ms，在此环上可发送的最长的帧是多少？

4Mb/s*10ms=40kb

6、与广域网比较，局域网有哪些特点？

1）较小的地域范围，仅范围有限，用户个数有限，仅用于办公室、工厂、学校等内部网络。一般认为距离为0.1km～25km。

2）高传输速率和低误码率。局域网传输速率为1Mb/s～100Mb/s，误码率一般在10-8～10-11之间。

3）局域网一般为一个单位所建，在单位或部门内部控制管理和使用 ，而广域网往往是面向一个行业或全社会服务。

4）局域网与广域网侧重点不完全一样。局域网侧重共享信息的处理，广域网侧重共享位置准确无误及传输的安全性。

7、局域网络的三个关键技术是什么？试分析传统以太网（10BASE-5）采用的是什么技术？以太网与总线网这两个概念有什么关系？

决定局域网特征的主要技术：连接各种设备的拓扑结构、数据传输形式、介质访问控制方法。

传统以太网（10BASE-5）采用总线型拓扑结构，同轴电缆基带传输，共享总线，争用总线的技术。

以太网是最早的局域网，也是目前最常见、最具有代表性的局域网。它的核心思想是使用共享的公共传输信道，来源于夏威夷大学的ALOHA无线网络。总线网是以太网标准中的一种网络拓扑结构。

8、IEEE802标准规定了哪些层次？

IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则，解决最低两层：物理层和数据链路层的功能及与网络层的接口服务、网际互联有关的高层功能，IEEE 802标准规定了：网际层、逻辑链路控制LLC子层、介质访问控制MAC子层、物理层。

9、试分析CSMA/CD介质访问控制技术的工作原理。

CSMA/CD 载波监听多路访问/冲突检测：为提高总线的利用率的一种CSMA改进方案。工作原理：每个站在发送帧期间，同时有检测冲突的能力。一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线发一串阻塞信号，通知总线上的各站点冲突已发生，这样通道的容量不会因白白传送已损坏的帧而浪费。

10、试比较以802.3、802.4及802.5标准配置的局域网的优缺点，它们适用的场合是什么？

802.3  CSMA/CD总线局域网采用随机访问技术的竞争型访问方法。在轻负载下，网络利用率高，但随着负载的增加，由于传输冲突的增加，使网络利用率明显下降。适合于结构简单、负载轻、时实性低的网络。 

802.4  令牌总线局域网在物理总线上建立一个逻辑环，物理上是总线网，逻辑上是环形网。和令牌环一样，在令牌总线中的站点只有获得令牌才能发送信息，没有冲突。轻负载低效，重负载高效。适合于工业自动化系统。 

802.5  令牌环局域网内设置一个令牌在循环传送，任何站点仅在令牌通过该站，获得令牌后，将令牌从空的标志该为满的标志，接着才能将信息发到环路上。轻负载低效，重负载高效。结构复杂、不易扩展。 

第七章 习题及思考题

 1、网络设备分哪几大类，各自的用途是什么？

网络设备按其主要用途可分为三大类：一类是计算机与计算机网络进行连接的设备，称为接入设备，最常见的有网卡、调制解调器等；另一类是网络互联设备，如中继器、Router、Hub、交换机等；最后一类是网络服务设备，如远程接入服务器、网络打印机等。

2、请列举目前最为常用的三种网络接口卡的总线类型。

常用的网卡总线类型有：ISA总线、EISA总线、PCI总线。

3、请比较普通集线器同网络交换机的异同。

　　从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片，具有地址识别、信息缓冲和转发等功能。

　　从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都有收听到信息，容易产生广播风暴。当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响，那么用什么方法避免这种现象的发生呢？交换机就能够起到这种作用，当交换相工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。

　　从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，所以基于集线器的网络属于共享介质的局域网。而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作。

4、现在市场上有一种双速集线器，它的各个端口既可连接10Mb/s的设备，也能连接100Mb/s的设备。当它同时与若干台10Mb/s的工作站和若干台100Mb/s的工作站连接时，实际上在其内部形成了10Mb/s和100Mb/s两个网段，你能说出这两个网段在该集线器内部是采用什么技术互联起来的吗？两个网段的这种互联采用的机制是什么？分析这种集线器的优缺点。

这两个网段在该集线器内部采用了分段技术，即内部有10Mb/s和100Mb/s两个网段，段内各端口共享带宽，而段与段之间则采用交换技术。这种集线器可以自动侦测各端口的网络连接速率，并将各端口调整到相应的工作速率上，从而减少了发生冲突的概率，提高了通信效率。

5、网络分段可采用哪几种设备？说明它们各自的优缺点。

网络分段最初是用网桥或路由器来实现的，它们确实可以解决一些网络瓶颈与可靠性方面的问题，但解决得并不彻底。从整体上看，网络效率还是没有改善。

由于以上原因，采用以太网交换机来取代网桥和路由器对网络实施网段分割，主要解决通信网络带宽不足的问题，提高了每个工作站的平均占有带宽并提供了网络整体的集合带宽，具有高通信流量、低延时和低价格。

6、一般可以用几种方法类设置远程访问服务器，各有什么优缺点？

建立远程访问有两种方法：一是使用软件型的远程访问服务器，例如NT的RAS。二是使用硬件型的远程访问服务器来建立远程访问网络。前者价格便宜，但性能低，可靠性差；后者正相反，可靠性高，运行稳定，但价格较高。

第八章 习题及思考题

 1、网络互联从通信协议的角度来看可以分成哪些层次？

网络互联从通信协议的角度可以分为四个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层及以上层次。与之对应的硬件设备是中继器、网桥、路由器和网关。

2、分析路由器的作用及使用场合。

路由器是网络互联设备中的一种较高层次的产品，它工作在网络层，最主要的特点是具有寻址的能力，它处理网络层的网络地址和数据分组，决定数据分组的转发和网络信息通信的完整路由。路由器可以接入多种协议的网络，也可接广域网络。此外，它还是一种有高度智能化的设备。

3、比较常见的公共传播系统的工作原理、速率及用户接口。

常见的公共传输系统有：PSTN公共电话交换网、ISDN综合业务数据网、DDN数字数据网、X.25分组交换网、F.R帧中继等。

PSTN公共电话交换网：是以模拟技术为基础的电路交换网络，因此经PSTN通信时，中间必须经Modem实现数/模信号的转换。网络资源利用率低，但入网方式简便灵活。

ISDN综合业务数据网：用户经由一个标准的用户网络接口可享用各种类型的网络服务。ISDN将网络分为用户网络、接入网络、核心网络。ISDN把用户设备分为两类：一类是专用的ISDN终端设备，称为TE1，可经数字管道直接接入ISDN；另一类非ISDN终端设备称为TE2，需经ISDN适配器TA适配后接入IDSN。ISDN为用户提供两类速率的接口：一类为基本速率接口BR1，2B+D，B通道只有物理协议，用于进行用户数据的透明传输，速率为64Kb/s；D通道用于传输信令，具有三层协议，速率为16Kb/s。另一类为主速率接口PRI，主速借口按国家或地区不同分为23B+D和30B+D，在PRI中D通道速率为64Kb/s。

DDN数字数据网：是一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网，也是面向所有专线或专网用户的基础电信网。DDN接入方式常用的有：二线模拟传输方式、二线（四线）频带调制解调器传输方式、2B+D数据终端单元（DTU）传输方式等。

X.25分组交换网：是在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间的接口，DTE和DCE之间通过单个物理链路连接，实现点对点的交互方式。X.25接入方式有：a、在大规模、多协议网络中，采用路由器和网关同时连接X.25和本地局域网。b、在中小规模协议较少的网络中，采用一台PC机做为路由器。c、使用分组装拆设备PDA。

F.R帧中继：是在X.25基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量，而形成的一种新型的交换技术。

4、在用户进行数据传输时，电话网能提供哪些服务？

在用户进行数据传输时，电话网在通信双方建立一条独占的信道。电话网是一个模拟信道网络，用户在进行数据传输时，必须经Modem实现数/模信号的转换。电话网可看成只是物理层的一个延伸，在其内部没有上层协议保障其差错控制能力。

5、用户如何将自己的局域网连入X.25网络中？如何将自己的单机连入X.25网络中？

局域网连入X.25网络方式有：1）采用路由器和网关同时连接X.25和本地局域网，适合于大规模、多协议网络。2）采用一台PC机做为路由器，安装相应的X.25网卡和路由软件，使用于中小规模且协议较少的网络中。c、使用分组装拆设备PDA。

6、DDN专线与PSTN专线有什么不同？

DDN专线与PSTN专线的区别在于：PSTN专线的连接是固定的物理连接，DDN专线的连接则为半固定连接；PSTN专线是一个模拟信道，其带宽窄、质量差、没有完善的网管软件系统，而DDN专线是一个数字信道，其质量高、带宽宽，并具有路由故障自动迂回功能。

7、什么是帧中继，其主要应用什么？

帧中继是在X.25基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量，而形成的一种新型的交换技术。因此帧中继为原X.25用户提供性能更高或范围更广的业务，另外，帧中继也可基于DDN网等平台上实现。

8、如果通信子网采用虚电路操作方式，每一分组必须有3字节的分组首部，各节点还需要为识别虚电路保留8字节的存储区。如果通信子网采用数据报操作方式，每一分组需有15字节的分组首部，但节点不需要保留路由表的存储空间。假定每段链路的通信开销为0.10元/106字节；节点存储的费用为0.01元/字节，且存储器的工作寿命为2年；一条虚电路的平均使用时间为1000s，在此时间内传输200个分组；每个分组平均要经过4个链路段。试问：通信子网采用何种操作方式更为经济？请给出计算结果。

虚电路方式：3*200*0.10*10-6*4+0.01*8*5=0.40024元

数据报方式：15*200*0.10*10-6*4=0.012元

虚电路的开销大，所以通信子网采用数据报方式更为经济。

9、网络互联的目的是什么？它有哪些基本要求？

网络互联的目的是使得一个网络上的某一主机能够与另一网络上的主机进行通信，即使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，可使不同网络上的用户相互通信和交换信息。

网络互联要求有：1）在网络之间提供一条连接的链路，至少需要一条物理和链路控制的链路；2）在不同的网络进程之间提供路由选择和传送数据；3）对各用户使用互联网络提供计帐和统计服务。4）在提供上述服务时，不需要修改原有网络体系结构。

10、网桥的工作原理是什么？目前采用的路由选择策略是什么？

网桥是工作在数据链路层实现局域网互联的设备。它在两个局域网段之间存储、转发数据链路帧，把两个物理网络连接成一个逻辑网络，使这个逻辑网络的行为看起来就像一个单独的物理网络一样。

网桥的路径选择方法：1）透明网桥：具有学习、过滤、帧转发等功能。它通过分析来自所有相连网络的输入封包的源地址来学习网络拓扑结构，建立一个对应关系表，根据这种对应关系表作为封包传输转发的基础。常采用生成树算法。2）原路由网桥算法。3）源路由透明网桥算法。

11、假设有两个网桥各连接一对令牌总线局域网（802.4标准），第一个网桥必须每秒转发1000分组，每个分组为512字节。第二个网桥必须每秒转发200分组，每个分组为4096字节。试问哪个网桥的处理器需要有较高的处理速度？

第一个网桥速率：1000*512=512Kb/s

第二个网桥速率：200*4096=819.2Kb/s

所以第二个网桥的处理器处理速度高