第一章 概述
1-01 計算機網絡向用戶可以提供那些服務？ 答： 連通性和共享
1-02 簡述分組交換的要點。 答：（1）報文分組，加首部（2）經路由器儲存轉發（3）在目的地合並
1-03 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
答：（1）電路交換：端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續傳送大量數據效率高。（2）報文交換：無須預約傳輸帶寬，動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高，通信迅速。（3）分組交換：具有報文交換之高效、迅速的要點，且各分組小，路由靈活，網絡生存性能好。
1-04 為什么說因特網是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
答： 融合其他通信網絡，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。
1-05 因特網的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的主要特點。
答：從單個網絡APPANET向互聯網發展；TCP/IP協議的初步成型 建成三級結構的Internet；分為主干網、地區網和校園網；形成多層次ISP結構的Internet；ISP首次出現。
1-06 簡述因特網標准制定的幾個階段？
答：（1）因特網草案(Internet Draft) ——在這個階段還不是 RFC 文檔。（2）建議標准(Proposed Standard) ——從這個階段開始就成為 RFC 文檔。（3）草案標准(Draft Standard)（4） 因特網標准(Internet Standard)
1-07小寫和大寫開頭的英文名internet 和Internet在意思上有何重要區別？
答：（1） internet（互聯網或互連網）：通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡。；協議無特指（2）Internet（因特網）：專用名詞，特指采用 TCP/IP 協議的互聯網絡。區別：后者實際上是前者的雙向應用
1-08 計算機網絡都有哪些類別？各種類別的網絡都有哪些特點？
答：按范圍：（1）廣域網WAN：遠程、高速、是Internet的核心網。
（2）城域網：城市范圍，鏈接多個局域網。
（3）局域網：校園、企業、機關、社區。
（4）個域網PAN：個人電子設備
按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。
1-09 計算機網絡中的主干網和本地接入網的主要區別是什么？
答：主干網：提供遠程覆蓋\高速傳輸\和路由器最優化通信。本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。 要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。）
答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b)，其中(k-1)(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發延遲，當s>(k-1)(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。
1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s)，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。）答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)((p+h)/b)+ (k-1)(p+h)/b D對p求導后，令其值等於0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 因特網的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？它們的工作方式各有什么特點？
答：邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網。核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。
1-13 客戶服務器方式與對等通信方式的主要區別是什么？有沒有相同的地方？
答：前者嚴格區分服務和被服務者，后者無此區別。后者實際上是前者的雙向應用。
1-14 計算機網絡有哪些常用的性能指標？
答：速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率
1-15 假定網絡利用率達到了90%。試估計一下現在的網絡時延是它的最小值的多少倍？
解：設網絡利用率為U。，網絡時延為D，網絡時延最小值為D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10 現在的網絡時延是最小值的10倍
1-16 計算機通信網有哪些非性能特征？非性能特征與性能特征有什么區別？
答：征：宏觀整體評價網絡的外在表現。性能指標：具體定量描述網絡的技術性能。
1-17 收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：
（1） 數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s。
（2） 數據長度為103bit,數據發送速率為1Gb/s。
從上面的計算中可以得到什么樣的結論？
解：（1）發送時延：ts=107/105=100s傳播時延tp=106/(2×108)=0.005s
（2）發送時延ts =103/109=1µs傳播時延：tp=106/(2×108)=0.005s
結論：若數據長度大而發送速率低，則在總的時延中，發送時延往往大於傳播時延。但若數據長度短而發送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。
1-18 假設信號在媒體上的傳播速度為2×108m/s.媒體長度L分別為：
（1）10cm（網絡接口卡）（2）100m（局域網）
（3）100km（城域網）（4）5000km（廣域網）
試計算出當數據率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。
解：（1）1Mb/s:傳播時延=0.1/(2×108)=5×10-10比特數=5×10-10×1×106=5×10-4 1Gb/s: 比特數=5×10-10×1×109=5×10-1
（2）1Mb/s: 傳播時延=100/(2×108)=5×10-7比特數=5×10-7×1×106=5×10-1 1Gb/s: 比特數=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 傳播時延=100000/(2×108)=5×10-4比特數=5×10-4×1×106=5×1021Gb/s: 比特數=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s: 傳播時延=5000000/(2×108)=2.5×10-2比特數=2.5×10-2×1×106=5×1041Gb/s: 比特數=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19長度為100字節的應用層數據交給傳輸層傳送，需加上20字節的TCP首部。再交給網絡層傳送，需加上20字節的IP首部。最后交給數據鏈路層的以太網傳送，加上首部和尾部工18字節。試求數據的傳輸效率。數據的傳輸效率是指發送的應用層數據除以所發送的總數據（即應用數據加上各種首部和尾部的額外開銷）。若應用層數據長度為1000字節，數據的傳輸效率是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20 網絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。答：分層的好處：①各層之間是獨立的。某一層可以使用其下一層提供的服務而不需要知道服務是如何實現的。②靈活性好。當某一層發生變化時，只要其接口關系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。③結構上可分割開。各層可以采用最合適的技術來實現④易於實現和維護。⑤能促進標准化工作。與分層體系結構的思想相似的日常生活有郵政系統，物流系統。
1-21 協議與服務有何區別？有何關系？ 答：網絡協議：為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務，而要實現本層協議，還需要使用下面一層提供服務。
協議和服務的概念的區分：
1、協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
2、協議是“水平的”，即協議是控制兩個對等實體進行通信的規則。但服務是“垂直的”，即服務是由下層通過層間接口向上層提供的。上層使用所提供的服務必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。
1-22 網絡協議的三個要素是什么？各有什么含義？
答：網絡協議：為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
1-23 為什么一個網絡協議必須把各種不利的情況都考慮到？
答：因為網絡協議如果不全面考慮不利情況，當情況發生變化時，協議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，並且約定不見不散。這個協議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網絡是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。
1-24 論述具有五層協議的網絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。
答：綜合OSI 和TCP/IP 的優點，采用一種原理體系結構。各層的主要功能：物理層 物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。） 物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。數據鏈路層 數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。網絡層 網絡層的任務就是要選擇合適的路由，使 發送站的運輸層所傳下來的分組能夠
正確無誤地按照地址找到目的站，並交付給目的站的運輸層。運輸層 運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節。應用層 應用層直接為用戶的應用進程提供服務。
1-25 試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。
答：電視，計算機視窗操作系統、工農業產品
1-26 試解釋以下名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶-服務器方式。
答：實體(entity) 表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。 協議棧:指計算機網絡體系結構采用分層模型后,每層的主要功能由對等層協議的運行來實現,因而每層可用一些主要協議來表征,幾個層次畫在一起很像一個棧的結構.對等層:在網絡體系結構中,通信雙方實現同樣功能的層.
協議數據單元:對等層實體進行信息交換的數據單位.服務訪問點:在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方.服務訪問點SAP是一個抽象的概念,它實體上就是一個邏輯接口.
1-27 試解釋everything over IP 和IP over everthing 的含義。
TCP/IP協議可以為各式各樣的應用提供服務 （所謂的everything over ip） 答：允許IP協議在各式各樣的網絡構成的互聯網上運行（所謂的ip over everything）
第二章 物理層
2-01 物理層要解決哪些問題？物理層的主要特點是什么？
答：物理層要解決的主要問題：
（1）物理層要盡可能地屏蔽掉物理設備和傳輸媒體，通信手段的不同，使數據鏈路層感覺不到這些差異，只考慮完成本層的協議和服務。（2）給其服務用戶（數據鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳輸的比特流）的能力，為此，物理層應該解決物理連接的建立、維持和釋放問題。（3）在兩個相鄰系統之間唯一地標識數據電路
物理層的主要特點：（1）由於在OSI之前，許多物理規程或協議已經制定出來了，而且在數據通信領域中，這些物理規程已被許多商品化的設備所采用，加之，物理層協議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI的抽象模型制定一套新的物理層協議，而是沿用已存在的物理規程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械，電氣，功能和規程特性。（2）由於物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協議相當復雜。
2-02 歸層與協議有什么區別？
答：規程專指物理層協議
2-03 試給出數據通信系統的模型並說明其主要組成構建的作用。
答：源點：源點設備產生要傳輸的數據。源點又稱為源站。
發送器：通常源點生成的數據要通過發送器編碼后才能在傳輸系統中進行傳輸。接收器：接收傳輸系統傳送過來的信號，並將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。終點又稱為目的站傳輸系統：信號物理通道
2-04 試解釋以下名詞：數據，信號，模擬數據，模擬信號，基帶信號，帶通信號，數字數據，數字信號，碼元，單工通信，半雙工通信，全雙工通信，串行傳輸，並行傳輸。
答：數據：是運送信息的實體。信號：則是數據的電氣的或電磁的表現。模擬數據：運送信息的模擬信號。模擬信號：連續變化的信號。數字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數字數據：取值為不連續數值的數據。碼元(code)：在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的基本波形。
單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送（當然也不能同時接收）。這種通信方式是一方發送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時發送和接收信息。基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。帶通信號——把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道）。
2-05 物理層的接口有哪幾個方面的特性？個包含些什么內容？
答：（1）機械特性 明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。（2）電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。（3）功能特性 指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何意。（4）規程特性說明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
2-06 數據在信道重的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香農公式在數據通信中的意義是什么？“比特/每秒”和“碼元/每秒”有何區別？
答：碼元傳輸速率受奈氏准則的限制，信息傳輸速率受香農公式的限制 香農公式在數據通信中的意義是：只要信息傳輸速率低於信道的極限傳信率，就可實現無差傳輸。比特/s是信息傳輸速率的單位碼元傳輸速率也稱為調制速率、波形速率或符號速率。一個碼元不一定對應於一個比特。
2-07 假定某信道受奈氏准則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調制，把碼元的振幅划分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數據率（b/s）?
答：C=RLog2（16）=20000b/s4=80000b/s
2-08 假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數據（無差錯傳輸），試問這個信道應具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示？這個結果說明什么問題？）
答：C=Wlog2（1+S/N）(b/s)
W=3khz，C=64khz----àS/N=64.2dB 是個信噪比要求很高的信源
2-09 用香農公式計算一下，假定信道帶寬為為3100Hz，最大信道傳輸速率為35Kb/ｓ，那么若想使最大信道傳輸速率增加６０％，問信噪比Ｓ/Ｎ應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比Ｓ/Ｎ應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，問最大信息速率能否再增加２０％？
答：C = W log2(1+S/N) b/s-àSN1=2（C1/W）-1=2（35000/3100）-1
SN2=2（C2/W）-1=2（1.6C1/w）-1=2（1.635000/3100）-1
SN2/SN1=100信噪比應增大到約100倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10SN2）C3/C2=18.5%
如果在此基礎上將信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-10 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？
答：雙絞線 屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair) 無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同軸電纜 50 W 同軸電纜 75 W 同軸電纜 光纜無線傳輸：短波通信/微波/衛星通信
2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(在 1 kHz時)，若容許有20dB的衰減，試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長？如果要雙絞線的工作距離增大到100公里，試 應當使衰減降低到多少？
解：使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km
衰減應降低到20/100=0.2db
2-12 試計算工作在1200nm到1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.
解： V=L*F-àF=V/L–àB=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm：帶寬=23.8THZ
1400nm到1600nm：帶寬=17.86THZ
2-13 為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？
答：為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。頻分、時分、碼分、波分。
2-14 試寫出下列英文縮寫的全文，並做簡單的解釋。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.
答：FDM(frequency division multiplexing)
TDM(Time Division Multiplexing)
STDM(Statistic Time Division Multiplexing)
WDM(Wave Division Multiplexing)
DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)
CDMA(Code Wave Division Multiplexing)
SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數字系列
STM-1(Synchronous Transfer Module)第1級同步傳遞模塊
OC-48(Optical Carrier)第48級光載波
2-15 碼分多址CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾？這種復用方法有何優缺點？
答：各用戶使用經過特殊挑選的相互正交的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。 這種系統發送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似於白噪聲，不易被敵人發現。占用較大的帶寬。
2-16 共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為
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）
現收到這樣的碼片序列S：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。問哪個站發送數據了？發送數據的站發送的是0還是1？
解：S•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A發送1
S•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B發送0
S•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C無發送
S•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D發送1
2-17 試比較xDSL、HFC以及FTTx接入技術的優缺點？
答：xDSL 技術就是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業務。成本低，易實現，但帶寬和質量差異性大。HFC網的最大的優點具有很寬的頻帶，並且能夠利用已經有相當大的覆蓋面的有線電視網。要將現有的450 MHz 單向傳輸的有線電視網絡改造為 750 MHz 雙向傳輸的 HFC 網需要相當的資金和時間。FTTx（光纖到……）這里字母 x 可代表不同意思。可提供最好的帶寬和質量、但現階段線路和工程成本太大。
2-18為什么在ASDL技術中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳送速率高達每秒幾個兆比？
答：靠先進的DMT編碼，頻分多載波並行傳輸、使得每秒傳送一個碼元就相當於每秒傳送多個比特
……
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