南昌大学高级计算机网络课堂提问及详解

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1、课堂提问单元11、试说明在计算机网络的工作中哪些是由通信子网完成的？那些不是？通信子网承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信处理工作。通信子网的功 能是把信息从一台主机传输到另一台主机。从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共 享。把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，而 把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。2、LAN与WAN的根本区别是什么？传输的地理范围不同。3、在一个n层网络系统中，每层协议分别要加上H字节的报头，若要求传输的应用数据长 度为A字节，问传输介质的带宽中有多大比例用于传输有效应用数

2、据？.每层协议要求加上Hi字节的报头.n层的网络系统中，增加的开销为nH又应用数据长度为A字节.传输有效应用数据的有效的带宽占A/(A+nH)4、ISO-OSI RM哪一层处理以下问题：数据流组帧；分组送达目的地出错；产生数据传输 的同步信号；数据传送的最高负责。网络接口卡(NIC)主要定义了与网络线进行连接的物理方式和在网络上传输二进 制数据流的组帧方式(链路层)。5、教材第一章题26： ATM的分组为什么使用短的、固定长度的信元？采用固定长度的原因是，所有数据单元都有相同大小，其复用具有更高效率。如果 数据分组具有不同大小，在交付时可能产生变化的时延。用户数据分割成较小的数据 单元，使得来

3、自不同链路的数据单元在复用线路上交织时的等待时延较小。所以ATM 采用了称为信元的固定且较小长度的数据单元，能适应实时业务的需求。与香农定理的关系：奈奎斯特准则：对于一个带宽为W (Hz)的无噪声低通信道，最高的码元传输速率Bmax:Bmax=2W(band)如果编码方式的码元状态数为M，得出极限信息传输速率(信道容量)Cmax：Cmax=2Wlog2M(b/s)因为信道总是有噪声的，因此奈奎斯特准则给出的是理论上的上限。香农定理：Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s)S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率1、什么是基带传输和宽带传输，局域网主要使用那一种？基带传输又叫

4、数字传输，是指把要传输的数据转换为数字信号，使用固定的频率在 信道上传输。宽带(Broadband )传输：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信 号，称为宽带传输。宽带是传输模拟信号，数据传输速率范围为0400Mb/s，而通常使用的传输速率 是5Mb/s10 Mb/s。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统多 是模拟信号传输系统。局域网主要使用宽带传输。2、主要的三种传输介质是哪些？哪一种广泛应用于从交换机或集线器到桌面？为什么？ 哪一种广泛应用于交换机或集线器和建筑物之间？为什么？哪一种在传统网络中广泛 应用？为什么？三种传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤。双绞线广

5、泛用于交换机或集线器到桌面，布线方便，线缆利用率高，模拟信号和数字信 号都可传送，价格低廉。同轴电缆广泛应用于交换机或集线器与建筑物之间。同轴电缆可以在相对长的无中继器 的线路上支持高带宽通信，相对双绞线来说它的抗干扰性、传输速率和传输距离更强。 光纤广泛用于传统网络中。光纤用于远程主干通信和园区网，它的信号损耗小，抗干扰 性最好，传输速率最强，传输距离也更长。3、比特速率和波特率的区别是什么？如果传输线有10000的波特率，并且有8种可能的线 状态，它的比特速率是多少？如果希望每一波特传输两个比特,需要几种线状态？比特率Rb和波特率RB统称为系统的传输速率。在不同的信号调制系统中，每个 码元

6、所载的比特是不同的。例如，一个码元可携带一个二进制bit，也可载三个八进制 bit。一般而言，每个码元脉冲可代表log2M个M进制bit。比特速率Rb=RBlog2M=1000X3=3000 bps。如果希望每一波特传输两个比特，需要4种 线状态。4、一般而言，随着噪声的增加，信道的最大传输速率发生什么变化？根据香农公式C=Wlog2(1+S/N),噪声增加，信道内所传信号平均功率与信道内的高 斯噪声功率之比S/N减小，在带宽W不变的情况下，最大传输速率C会减小。5、奈奎斯特准则和香农公式在数据通信中的意义是什么？奈氏准则并没有对信息传输速率(b/s)给出限制。要提高信息传输速率就必须使 每一

7、个传输的码元能够代表许多个比特的信息。这就需要有很好的编码技术。香农公式给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽(以赫兹为单位)和 一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信 息的传输速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何办法。6、双绞线在用于数字传输时的速率可以达到每秒几M比特；但使用MODEM以电话拨号方式 与ISP连接时，数据传输速率最高只能达到56Kb/S，为什么？信道的最高传输速率是跟信道带宽和信道上的噪音有关的。信道噪音包括信号的衰 减和一些通信设备在对信号处理时的噪音。根据香农定理。56km

8、odem是根据具体的信 道噪音和带宽按照香农公式计算出来的。之所以只能有56k，是因为在modem上进行模 拟和数字信号的变换时产生了很大噪音，所以极限速率只能这么大7、教材第二章题2。一条无噪声4kHZ信道按照1ms 一次进行采样，请问最大数据传输率是多少？最大传输速率=2Hlog2V b/s看调制阶数。因此最大数据传输率决定于每次采样所产生的比特数，如果每次采样产生16bits，那么数据传输率可达128kbps；如果每次采样 产生1024bits，那么可达8.2Mbps。8、教材第二章题4。如果在一条3kHZ的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB，则可叨叨的 数据传输率为多少

9、？信噪比公式 信噪比（dB）= 10log10（S/N）（dB）- S/N=100香农公式最高码元速率为Cmax=Wlog2 （ 1+S/N）=19.98kbps根据奈式准则Cmax=2Wlog2M=6kbps两者相比取其小，所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。9、教材第二章题22。一个类似于图2.25的调制解调器星座图有以下几个坐标点：（1,1）、（1,-1）、（-1,1）和（-1， -1）。请问一个具备这些参数的调制解调器在1200波特上可以达到多少bps？四个点有四个线状态，说明每个码元脉冲携带两个二进制数，根据Rb=RBlog2M =2400bps10、教材第二章题23。一个类

10、似于图2.25的调制解调器星座图有两个坐标点（0,1）和（0,2）。请问该调制解 调器使用相位调制还是振幅调制？相位总是0，但使用两个振幅，因此这是直接的幅度调制。11、教材第二章题29。为什么PCM采样时间被设置为125”？脉冲编码调制（PCM）已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换 机，并在用户话机中采用。125仇s91/（125 X 10的负六次方）=8000次/s采样一个典型的电话通道为4kHz。根据奈奎斯特定理，为获取一个4kHz的通道中的全部信 息需要每秒8000次的采样频率。1、什么条件下，选择重传ARQ协议与连续ARQ协议在效果上完全一致？答：滑动窗口为1的情况下。

11、2、教材第三章题16。数据链路协议几乎总是将CRC放在尾部，而不是头部，请问这是为什么？答：CRC是在发送期间进行计算的。一旦把最后一位数据送上外出线路，就立即把 CRC编码附加在输出流的后面发出。如果把CRC放在帧的头部，那么就要在发送之前 把整个帧先检查一遍来计算CRC。这样每个字节都要处理两遍，第一遍是为了计算检验码，第二遍是为了发送。把CRC放在尾部就可以把处理时间减半。3、教材第三章题36。PPP基本上是以HDLC为基础的，HDLC则使用了位填充技术来防止在净荷数据中偶 尔出现标识字节，以避免引起混淆。请给出至少一个理由说明为什么PPP却使用了字 节填充技术？答：PPP基本上是以HD

12、LC为基础的，HDLC则使用了位填充技术来防止在净荷数据 中偶尔出现标识直接，以避免引起混淆。请给出至少一个理由说明为什么PPP却使用了 直接填充技术？HDLC通常是用硬件来实现的，与它不同的是PPP往往是通过软件的方式来实现的。在 软件的实现过程中，对于字节的操作比对位的操作要简单得多。此外，PPP是被设计用于调制解调线路的，而调制解调线路上是传输模式是以字节为单 位的，因此适合用于字节填充技术。4、教材第三章题37。用PPP来发送IP分组的最小开销是多少？只计算由于PPP本身而引入的开销，不计算 IP头部的开销。7EFF03*标志地址控制协鸿信息战校旭标志1B1B1B如2B1 B协议字段一

13、般可以缩短为一个字节，从图上来看，最小的开销应该是7字节。但由 于PPP协议是被运用在点对点的链路上的特殊性，它不像广播或多点访问的网络一样， 因为点对点的链路就可以唯一标示对方，因此使用PPP协议互连的通信设备的两端无 须知道对方的数据链路层地址，所以该字节已无任何意义，按照协议的规定将该字节填 充为全1的广播地址。同地址域一样，PPP数据帧的控制域也没有实际意义，按照协议的规定通信双方将该字节的内容填充为0x03。所以，地址和控制域往往省略，实际的 最小开销只有5个字节。由于在缺省配置下，地址和控制字段总是常数，因此LCP （链路控制协议）为这 二部分提供了必要的机制，可以协商选项，允许省

14、略掉这2个字段，从而在每帧上节省 2个字节。协议段缺省大小为2个字节，但在使用LCP时，可以变成1字节。在最小 开销条件下，每个帧有两个标志字节，一个协议字节和两个校验和字节，这样，每个帧 共有5个开销字节。1、 如何区别hub和交换机？其中那一种的等待时间较长？为什么？哪一个更贵？ 10BASE-T的hub和交换机都能为单个用户提供同样的速度吗？答：集线器的信道是共享的，交换机的信道是独享的。如果是多用户的话，集线器的等 待时间较长，因为多个用户共享带宽，用户间抢占带宽。交换机更贵。可以提供同样的 速度。2、a)当网卡出厂时是否每一块都有唯一的802.3 MAC层地址？ b)802.3 MA

15、C层数据字段(包括PAD)最少是多少比特？ c)802.3 MAC层数据字段最多是多少比特？ d)典型 MAC帧的数据字段内容是什么？ 答：是的。MAC帧最小64字节(64X8=512bit)，最大1518字节。在一个最大长度为2500米， 拥有4个中继器的10Mb/s的局域网中，允许的最小发送时间为51.2us，这个时间等于 64字节的发送时间，64字节就是因此而来。考虑到信道的吞吐量，1518字节的最大帧 长度使得数据正好充满整个信道。MAC帧包含帧头，数据部分，帧尾三个部分，帧头包含三个字段，前两个字段分别 为6字节长的目的地址字段和源地址字段，目的地址字段包含目的MAC地址信息，源地 址字段包含源MAC地址信息。第三个字段为2字节的类型字段，里面包含的信息用来标 志上一层使用的是什么协议，以便接收端把收到的MAC帧的数据部分上交给上一层的这 个协议。MAC帧的帧尾也只有一个字段，为4字节长，包含的信息是帧校验序列FCS (使 用CRC循环冗余校验码校验)。帧头和帧尾共计18个字节，数据部分只有一个字段，所 以最小长度为64-18=46字节(46X8=368 bit)最大长度为1518-18=1500字节(1500 X8=12000 bit)。MAC帧数据部分包含的信息是