計算機網絡原理與實踐課后習題及參考答案-資料下載頁

　　

【正文】 幀是由若干個比特組成。一個幀分為若干個字段，每個字段在幀中都有固定的位置，都有特定的功能和含義，同時使用一些特殊的比特組合來代表特殊的含義（如幀的開始和結束）。目前的數據鏈路層協議主要是面向比特的協議。7. 分別給出HDLC協議和PPP協議的幀格式。HDLC幀格式：PPP幀格式：8. BSC協議和HDLC協議是如何實現數據的透明傳輸的？試舉例說明。 在傳輸的數據中可能會出現控制字符，為了防止接收方產生錯誤，BSC協議在傳輸報文時，所有的控制字符前面都要添加轉義字符DLE（SYN除外），如果在數據中出現了DLE，那么就用DLE DLE來表示。這樣在接收方如果發現單個的DLE字符，則可知其后為傳輸控制字符；若發現連續兩個DLE字符，則知道傳輸的是單個的數據字符DLE，刪除一個DLE即可。利用這種方法，實現了數據的透明傳輸。 HDLC協議使用零比特添充法來實現數據的透明性傳輸。HDLC協議使用01111110作為標記,表示數據幀的開始和結束。在發送幀時，發送方要檢查所發送的比特序列，如果發現連續的五個1，就在后面添加一個0，而不管這5個1原來后面是什么。這樣做就避免在幀的內部出現連續的6個1，自然也就不會出現01111110。接收方接收幀時，也要檢查所收到的比特序列，如果發現連續的5個1后面有一個0，那么這個0一定是發送方填加的，直接將其去掉就可以還原原來的數據。9. 使用PPP協議訪問網絡要經過幾個階段？（1） 建立數據鏈路階段，這一階段主要的協議是LCP。（2） 認證階段，這一階段主要的協議是PAP或CHAP。（3） 協商網絡層參數，申請IP地址階段，這一階段主要的協議是IPCP。（4） 發送、接收IP數據階段，這一階段主要的協議是IP。（5） 終止網絡層活動階段，這一階段主要的協議是IPCP。（6） 終止數據鏈路階段，這一階段主要的協議是LCP。10. 簡述PAP協議與CHAP協議的不同PAP和CHAP都是用戶認證協議。PAP直接將用戶名和密碼發送到系統進行驗證，安全性不好。CHAP協議不直接發送用戶名和密碼，而是根據系統發來的Challenge值，使用事先定義好的函數作用于Challenge值和用戶的口令，生成一個值，將這個值和用戶名發送給系統。系統收到后，根據用戶名查找到對應的口令，使用相同的函數對Challenge值和查到的口令進行計算，如果結果和用戶發來的值相同，那么就通過認證，否則認證失敗。11．對001111111011011111001進行零比特填充的結果是什么？11011111100111111100是經過零比特填充的二進制串，是將其還原。 對001111111011011111001進行填充的結果是001111101101110111110001；11011111100111111100還原的結果是11011111100111111100。習題7 參考答案71 填空題1. 星型、總線型、環型2. 數據鏈路層和物理層3. 484. CSMA/CD5. ,64字節6. 細同軸電纜7. 粗同軸電纜8. 雙絞線 72 選擇題 1. A 73 簡答題1. 簡述CSMA/CD協議原理。 CSMA/CD全稱為載波偵聽多路訪問沖突檢測。網絡中的每個節點都有同等的權利使用總線，稱為多路訪問。在發送數據前，節點需要先“聽”一下總線上是否有數據信號，這個過程稱為載波偵聽。如果檢測到有數據信號，說明別的主機正在使用總線，于是節點便等待直到總線空閑。如果“聽”到總線沒有數據信號，說明總線空閑，那么節點就將數據幀發送出去。在發送數據幀的同時，還需要繼續監聽總線，檢測是否發生了沖突，稱為沖突檢測。如果發生了沖突，要立刻停止發送。沖突后節點需要等待一段的隨機的時間，再次發送數據幀，再次重復以上的過程。2. 什么是爭用期？爭用期如何計算？爭用期同最短幀長有什么關系？ 在以太網中，節點發出數據幀后的一段時間內可能會遇到沖突，這段時間稱為爭用期。爭用期過后，就不會有沖突產生了。爭用期＝2倍總線長度/信號的傳播速度。最短幀長＝爭用期*數據發送速率（帶寬）。3. 簡述截斷二進制后退指數算法 以太網中，當檢測到沖突時，節點要停止發送數據，等待一段隨機的時間再重新發送。這段時間的長短通過截斷二進制后退指數算法來計算。（1） 定義一個參數k，表示沖突的次數。第一次沖突時，k的值為1。以后每沖突一次，k的值就加1。當沖突次數超過10次時，k的值始終為10，不再自增。即k＝Min［沖突次數，10］。（2） 每次沖突后，從[0，1，2，4…2k－1]中隨機選擇一個數字r，r*2t就是需要等待的時間，其中2t是爭用期。 （3） 如果重傳16次仍然沖突，就丟棄數據，向高層報告。4. 什么是廣播域？什么是沖突域？兩者有什么聯系和區別？ 廣播域是一個廣播幀能夠到達的最大范圍。沖突域是指局域網中的某個區域內，如果兩臺主機同時發送數據，就會產生沖突，這樣的一個區域就稱為沖突域。一個廣播域可能包括一個或多個沖突域。在集線器連接的網絡中，沖突域和廣播域是重合的。在交換機連接的網絡中，一個交換機就是一個廣播域，而交換機的每一個端口是一個沖突域。5. 簡述集線器和交換機的區別。 集線器是工作在物理層的設備。集線器會將從一個端口收到的信號，向其他所有的端口轉發，因此集線器發揮的實際上是一個總線的作用，一個集線器就是一個沖突域。交換機是工作在數據鏈路層的設備，它能夠識別數據幀，能夠根據自學習算法，在交換機內建立端口和MAC地址的對應關系。根據數據幀中目的MAC地址將數據幀轉發到對應的端口，而不是廣播到所有的其他端口，因此交換機每個端口是一個沖突域。使用交換機能夠有效地減小沖突，提供數據包的發送效率。 6．什么是VLAN？為什么要劃分VLAN？ VLAN是指虛擬局域網技術，是為解決以太網的廣播風暴問題和安全性而提出的一種技術。 一個局域網就是一個廣播域。隨著局域網的范圍不斷擴大，廣播域也在不斷地擴大，隨之會帶來“廣播風暴”的問題。通過在交換機上做特定的設置，將屬于一個局域網的主機分成若干個小組，每個小組是一個VLAN。一個VLAN是一個邏輯廣播域，一個廣播幀只在某個VLAN范圍內傳遞，不會傳遞到其他的VLAN上。利用VLAN可以有效地在交換機上分割廣播域，動態地管理網絡。習題8 參考答案81 填空題模擬數據、數字數據、模擬信號、數字信信號信道幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控基帶傳輸、寬帶傳輸頻分復用、時分復用同軸電纜、雙絞線、光纖機械特性、電氣特性、功能特性、規程特性82 選擇題1. A 10. A 83 簡答題1. 簡述信息、數據和信號三者之間的關系。 通信的目的是將信息從一端發送到另一端。語言、文字、圖像、顏色、聲音、自然景物等都是信息的表現形式。信息在被傳輸前，必須被編碼成數據，使用數據來表示信息。數據要想從一端到達另一端，需要被轉換成信號，用信號來表示數據。信號通過通信網絡發送到接收端，接收端從信號中提取出數據，進而還原成信息。2. 什么是DTE，什么是DCE，兩者有什么區別和聯系？ DTE是數據終端設備，是指能夠產生、接收和處理二進制數字數據的設備。DTE最典型的代表是計算機。 DCE是數據電路終端設備，DTE具有一定的通信處理能力，但當它所產生的信號不能直接被通信網絡傳送時，就將其發送給DCE，DCE將其轉換成通信網絡能夠傳遞的信號形式發送給另一端的DCE。一端的DCE再將收到的信號轉換成DTE可以接收的形式發送給DTE。3. 簡述幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控和正交調幅技術各自的特點。 幅移鍵控通過振幅的不同來表示0和1，頻移鍵控通過頻率的不同來表示0，1，相移鍵控通過相位的不同來表示0，1。 幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控都只是改變正弦信號一個參數。而正交調幅技術則同時改變正弦信號的兩個參數：振幅和相位。因此正交調幅技術具有更高的數據傳輸效率。在幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控中，一個信號單元只能代表1比特，因此波特率和比特率是相等的。但在正交調幅中，一個信號單元能夠代表n個比特，比特率是波特率的n倍。4. 簡述脈碼調制（PCM）的作用和工作過程。 脈碼調制（PCM）的主要作用是把模擬信號轉換成數字信號，以便在數字信道中傳遞。PCM由4個過程組成：采樣、量化、二進制編碼、數字－數字編碼。采樣就是每隔一段相等的時間測量一次模擬信號的振幅。量化把采樣后的結果劃分為若干個等級，每個等級用一個數字來表示。二進制編碼是將量化的結果用二進制數來表示。采用數字－數字的編碼方式，將二進制編碼得到0、1比特串轉換為數字信號，通過通信鏈路發送出去。5. 畫出01101100的曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。 6. 簡述異步傳輸和同步傳輸各自的特點。 在異步傳輸中，傳輸的單位是字節。對于每個要發送的字節，它的開始都要附加一個比特，這個比特稱為起始位，起始位通常為0。同時這個字節的尾部還要加上一個比特，稱為停止位，停止位通常為1。字節和字節之間的間隙不固定。當沒有數據發送時，可以將信道置為空閑或用附加的停止位流代表。接收方檢測到起始位后，就啟動一個時鐘，這個時鐘會與發送方的時鐘保持同步，并開始接收比特，當收完一個字節后，接收方就等待停止位到達。檢測到停止位后，接收方就停止接收數據，直到檢測到下一個起始位 在同步傳輸中，傳輸的單位稱為幀。一個幀可以包含多個字節，字節和字節之間沒有間隙，收發雙方傳遞的就是不間斷的0、1比特流。在每一幀的首尾會有特殊的比特組合作為標志（如01111110），表示幀的開始和結束。開始標志不僅能夠通知接收方幀已到達，它同時還能讓接收方的采樣速度和比特的到達速度保持一致，使收發雙方進入同步。同步傳輸速度快，效率高，不僅要求建立幀同步，在一個幀內的每一個比特也都要求同步，要求比較高7. 什么是單工、半雙工和全雙工？（1） 單工傳輸：單工傳輸也稱單工通信，是指數據只能沿一個固定的方向單向傳遞，（2） 半雙工傳輸：半雙工傳輸也稱半雙工通信，是指兩站之間的數據可沿兩個方向交替傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送。（3） 全雙工傳輸：全雙工傳輸也稱為全雙工通信，是指通信雙方能夠同時接收和發送數據，一般實現方法是采用二個單工通信完成全雙工通信。 8．簡述物理層的功能和四個特性。（1） 機械特性機械特性定義了硬件連接接口的形狀、尺寸、插頭（Plug）的針和插座（Socket）孔的數量及針的排列方式等。（2） 電氣特性電氣特性規定了線路上傳輸數據所采用的電壓值和信號的類型，如什么樣的信號表示1，什么樣的信號表示0，每個比特占多長時間等。（3） 功能特性功能特性定義了接口中每條導線的用途，以及某條導線上出現的某一電平的電壓所表示的意義。（4） 規程特性 規程特性規定了使用接口線實現數據傳輸的操作過程，也就是在完成通信的過程中各線路上的動作規則或動作序列。第 27 頁 共 27 頁