《计算机网络》第二版_部分习题参考答案

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1、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？

2、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=20K8440Kbps；而

3、W4KHz （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/N30dB，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 = B2（1+S/N） = 30002（1+1000）30 kbps。 另外，它也应受不考虑噪声时，奈奎斯特定理

4、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 = 1 bit的信息量，所以按奈奎斯特定理算出的最大数据速率是：2300022 = 6 kbps。 最大可达到的数据速率应取两者中小的一个，即min（30 k，6 k） = 6 kbps。 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

5、的异同点。 1720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

6、率为21*100kbps = 2.1Mbps 4）系统效率为20/2195%； 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 = 4.1Mbps 4）系统效率为40/4197.6%。 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

7、数序列：Ni+1=（5+7Ni）mod 17-1。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X14；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125s？

8、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125s。 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、2704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

9、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

10、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 1011100100110111101011011101101101110000110110111110000011011 得码字为 11111000（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

11、列为 11111000100 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

12、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

13、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，

14、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）=0.2%； 2）回退N帧滑动窗口协议，k=7，E=7/（500+7*2）=1.4%； 3）回退N帧滑动窗口协议，k=4，E=4/（500+4*2）=0.8%。 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