计算机网络课后习题及答案.pdf

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1、计 算 机 网 络 课 后 习 题 答 案 第 一 章 概 述 习 题 1-0 1计 算 机 网 络 向 用 户 可 以 提 供 哪 些 服 务？答:P 1第 二 段，三 种 网 络 各 自 提 供 的 服 务 及 计 算 机 网 络 的 功 能 习 题 1-0 2试 简 述 分 组 交 换 的 要 点。答：分 组 交 换 技 术 采 用 存 储 转 发 技 术，将 完 整 的 报 文 分 割 成 较 小 的 数 据 段，在 每 个 数 据 段 前 面，加 上 一 些 必 要 的 控 制 信 息 组 成 首 部 后，就 构 成 了 分 组。分 组 是 在 计 算 机 网 络 中 传 送 的 数

2、 据 单 元。发 送 分 组，接 收 端 剥 去 首 部，抽 出 数 据 部 分，还 原 成 报 文 后 进 行 重 组，这 就 是 分 组 交 换 技 术。习 题 1-0 3试 从 多 个 方 面 比 较 电 路 交 换、报 文 交 换 和 分 组 交 换 的 主 要 优 缺 点。答：电 路 交 换 的 优 点：适 用 于 连 续 传 送 大 量 数 据；缺 点：电 路 建 立 连 接 时 间 长，线 路 利 用 率 低。信 息 传 输 延 迟 小，就 给 定 的 连 续 路 由 来 说，传 输 延 迟 是 固 定 不 变 的。信 息 编 码 方 法、信 息 格 式 以 及 传 输 控 制

3、程 序 来 都 不 受 限 制，即 可 向 用 户 提 供 透 明 的 通 路。报 文 交 换 的 优 点：是 采 用 了 存 储 转 发 技 术，线 路 使 用 率 高；缺 点：是 延 迟 长。分 组 交 换 的 优 点：分 组 动 态 分 配 带 宽，且 对 网 络 逐 段 占 用，提 高 通 信 线 路 使 用 效 率。分 组 独 立 选 择 路 由，使 结 点 之 间 数 据 交 换 比 较 灵 活。分 组 大 大 压 缩 结 点 所 需 的 存 储 容 量，也 缩 短 了 网 络 延 时。较 短 的 报 文 分 组 比 较 长 的 报 文 可 大 大 减 少 差 错 的 产 生，提

4、高 传 输 可 靠 性。缺 点：分 组 在 各 结 点 存 储 较 发 时 需 要 排 队，这 就 会 造 成 一 定 的 时 延。当 网 络 通 信 量 大 时，这 种 时 延 也 可 能 会 很 大。同 时，各 分 组 必 须 携 带 的 控 制 信 息 也 造 成 了 一 定 的 开 销。习 题 1-04为 什 么 说 因 特 网 是 自 印 刷 术 以 来 人 类 通 信 方 面 最 大 的 变 革？答：因 特 网 缩 短 了 人 际 交 往 的 时 间 和 空 间，改 变 了 人 们 的 生 活、工 作、学 习 和 交 往 方 式,使 世 界 发 生 了 极 大 的 变 化。习 题

5、1-05因 特 网 的 发 展 大 致 分 为 哪 能 几 个 阶 段？请 指 出 这 几 个 阶 段 最 主 要 的 特 点。答：P 3第 一 阶 段 是 从 单 个 网 络 向 互 联 网 发 展 的 过 程。第 二 个 阶 段 的 特 点 是 建 成 了 三 级 结 构 的 因 特 网。分 为 主 干 网、地 区 网 和 校 园 网。第 三 阶 段 的 特 点 是 逐 渐 形 成 了 多 层 次 ISP结 构 的 因 特 网。习 题 1-06简 述 因 特 网 标 准 制 定 的 几 个 阶 段。答：P7(1)因 特 网 草 案。(2)建 议 标 准(3)草 案 标 准(4)因 特 网

6、标 准 习 题 1-07小 写 和 大 写 开 头 的 英 文 名 字 internet和 Internet在 意 思 上 有 何 重 要 区 别？答：P 4以 小 写 字 母 i 开 始 的 internet(互 联 网 或 互 连 网)是 一 个 通 用 名 词，它 泛 指 由 多 个 计 算 机 网 络 互 连 而 成 的 网 络。以 大 写 字 母 I 开 始 的 的 Internet(因 特 网)则 是 一 个 专 用 名 词，它 指 当 前 全 球 最 大 的、开 放 的、由 众 多 网 络 相 互 连 接 而 成 的 特 定 计 算 机 网 络，它 采 用 T C P/IP协 议

7、 族 作 为 通 信 的 规 则，且 其 前 身 是 美 国 的 ARPANET,习 题 1-0 8计 算 机 网 络 都 有 那 些 类 别？各 种 类 别 的 网 络 都 有 哪 能 些 特 点？答：P17 1、按 网 络 的 作 用 范 围 进 行 分 类：广 域 网，城 域 网，局 域 网，接 入 网。2、按 网 络 的 使 用 者 进 行 分 类：公 用 网，专 用 网。3、按 接 入 方 式 不 同 进 行 分 类：宽 带 接 入、拨 号 接 入 等。习 题 1-0 9计 算 机 网 络 中 的 主 干 网 和 本 地 接 入 网 各 有 何 特 点？答：主 干 网 特 点：设 施

8、 共 亨；高 度 综 合 集 成，可 应 付 高 密 度 的 业 务 量 需 求；工 作 在 可 控 环 境；使 用 率 高；技 术 演 进 迅 速，以 较 件 为 主；成 本 逐 渐 下 降。本 地 接 入 网 特 点：设 施 专 用，且 分 散 独 立；接 入 业 务 种 类 多，业 务 量 密 度 低；线 路 施 工 难 度 大，设 备 运 行 环 境 恶 劣；使 用 率 低；技 术 演 进 迟 缓，以 硬 件 为 主；网 径 大 小 不 一，成 本 与 用 户 有 关。习 题 1-1 0试 在 下 列 条 件 下 比 较 电 路 交 换 和 分 组 交 换。要 传 送 的 报 文 共

9、x(b it).从 源 站 到 目 的 站 共 经 过 k 段 链 路，每 段 链 路 的 传 播 时 延 为 d(s),数 据 率 为 b(b/s)。在 电 路 交 换 时 电 路 的 建 立 时 间 为 s(s)。在 分 组 交 换 时 分 组 长 度 为 p(b it),且 各 结 点 的 排 队 等 待 时 间 可 忽 略 不 计。问 在 怎 样 的 条 件 下，分 组 交 换 的 时 延 比 电 路 交 换 的 要 小？解：电 路 交 换 的 传 播 时 延 和 分 组 交 换 的 传 播 时 延 都 为 d*k电 路 交 换 的 发 送 时 延=数 据 块 长 度/信 道 带 宽=

10、x/b电 路 交 换 总 时 延=连 接 时 间+发 送 时 延+传 播 时 延=$+*右+(1*1(1)对 于 分 组 交 换，设 共 有 n 个 分 组。一 个 站 点 的 发 送 时 延 为 t=p/b。显 然，数 据 在 信 道 中，经 过 k-1个 t 时 间 的 流 动 后，从 第 k 个 t 开 始，每 个 t 时 间 段 里 将 有 一 个 分 组 到 达 目 的 站，从 而，发 送 n 个 分 组 的 时 延=(k-l)*p/b+n*p/b分 组 交 换 的 总 时 延=(k-l)*p/b+n*p/b_d*k(2)比 较(1)(2)知，若 要 分 组 交 换 总 时 延 电

11、路 交 换 总 时 延，则(k l)*p/b+n*p/b_d*kVs+x/d+d*k对 于 分 组 交 换，n*p和 x,所 以 分 组 交 换 时 延 较 电 路 交 换 时 延 小 的 条 件 为：(k-l)*p/bs习 题 L U 在 上 题 的 分 组 交 换 网 中，设 报 文 长 度 和 分 组 长 度 分 别 为 X和(p+h)(bit),其 中 P 为 分 组 的 数 据 部 分 的 长 度，而 h 为 每 个 分 组 所 带 的 控 制 信 息 固 定 长 度，与 P 的 大 小 无 关。通 信 的 两 端 共 经 过 k 段 链 路。链 路 的 数 据 率 为 b(b it

12、/s),但 传 播 时 延 和 结 点 的 排 队 时 间 均 可 忽 略 不 计。若 打 算 使 总 的 时 延 为 最 小，问 分 组 的 数 据 部 分 长 度 P应 取 为 多 大？答：忽 略 排 队 时 间 和 传 播 时 延，分 组 交 换 总 时 延=发 送 时 延 共 有 X/p个 分 组，每 个 分 组 长 度(p+h),故：D=(x/p)*(p+h)/b+(k-l)*(p+h)/b求 D 对 p 的 导 数 为 D，(p)=x*h/(b*p2)+(k-l)/b令 D，(p)=0解 出：，p=Vhx/(k-l)习 题 1-1 2因 特 网 的 两 大 组 成 部 分(边 缘

13、部 分 与 核 心 部 分)的 特 点 是 什 么？它 们 的 工 作 方 式 各 有 什 么 特 点？答：P8习 题 1-1 3客 户 服 务 器 方 式 与 对 等 通 信 方 式 的 主 要 区 别 是 什 么？有 没 有 相 同 的 地 方？答：客 户 服 务 器 有 主 机 和 客 户 机 之 分，客 户 机 向 主 机 发 送 服 务 请 求，并 有 主 机 的 地 址，主 机 被 动 的 接 收 客 户 的 请 求，给 于 客 户 请 求 服 务。对 等 通 信 方 式 没 有 主 机 和 客 户 机 之 分，每 个 电 脑 都 是 平 等 的，每 个 电 脑 都 可 能 是 主

14、 机 和 客 户 机，这 个 主 要 看 电 脑 是 在 请 求 服 务 还 是 在 给 于 服 务.客 户 服 务 器 方 式 和 对 等 通 信 方 式 都 是 在 网 络 上 进 行 的，都 有 大 量 的 电 脑 组 成 一 个 网 络,并 且 有 着 相 同 的 软 件 支 持，都 间 接 存 在 主 机 和 客 户 机 之 分，都 存 在 网 络 边 缘 和 网 络 核 心！习 题 1-1 4计 算 机 网 络 有 哪 些 常 用 的 性 能 的 指 标？答：P 1 8 计 算 机 网 络 有 七 种 性 能 指 标：1.速 率 2.带 宽 3.吞 吐 量 4.时 延 5.时 延

15、带 宽 积 6.往 返 时 间 R T T 7.利 用 率 习 题 1-1 5假 定 网 络 的 利 用 率 到 达 了 90%。试 估 算 一 下 现 在 的 网 络 时 延 是 它 的 最 小 值 的 多 少 倍？答：P22习 题 1-1 6计 算 机 网 络 有 哪 些 非 性 能 特 征？非 性 能 特 征 与 性 能 指 标 有 什 么 区 别？答:P23习 题 1-1 7收 发 两 端 之 间 的 传 输 距 离 为 1 0 0 0 k m,信 号 在 媒 体 上 的 传 播 速 率 为 2 x 1 0s机/s。试 计 算 以 下 两 种 情 况 的 发 送 时 延 的 传 播 时

16、 延：(1)数 据 长 度 为 Ufbit,数 据 发 送 速 率 为 100kb/so(2)数 据 长 度 为 10%也 数 据 发 送 速 率 为 iGb/s。从 以 上 计 算 结 果 可 得 出 什 么 结 论？解：(1)发 送 时 延=l(fbit/(100*10()3b/s)=100s(2)发 送 时 延=103bit/(10%/s)=/JS两 者 的 传 播 时 延 都 为 nlOOCriOm/Q勺 oSm/sASms：结 论：若 数 据 发 度 大 而 发 送 速 率 低，则 在 总 的 时 延 中，发 送 时 延 往 往 大 于 传 播 时 延。但 若 数 据 和 蔗 短 而

17、 发 送 速 率 高，则 传 播 时 延 又 可 能 是 总 时 延 中 的 主 要 成 分。习 题 1-1 8假 设 信 号 在 媒 体 上 的 传 播 速 率 为 2.3*106m/s。媒 体 长 度 1分 别 为(1)10cm(网 卡)；(2)100m(局 域 网)；(3)100km(城 域 网)；(4)5000km(广 域 网)。试 计 算 当 数 据 率 为 lM b.s和 10Gb/s时 在 以 上 媒 体 中 正 在 传 播 的 比 特 数。答：当 媒 体 为 0.1 m,数 据 率 为 IMb/s时，媒 体 中 比 特 数 计 算 如 下：传 播 时 延=0.1m/(2.3*l

18、()8m/s)=4.35*10l0s媒 体 中 的 比 特 数=4.35*10s*1*106b/s=4.35*10-4s其 它 情 况 都 按 上 述 方 法 计 算，答 案 如 下 表媒 体 长 度 传 播 时 延 媒 体 中 的 比 特 数 数 据 率=1 Mb/s 数 据 率=10Gb/s0.1m 4.35*1010s 4.35*1 O-44.35100m4.35*1070.4354.35*103100km4.35*104s 4.35*1024.35*1065000km 0.0217s 2.17*1042.17*10s习 题 1-19长 度 为 100字 节 的 应 用 层 数 据 交

19、给 运 输 层 传 送,需 要 加 20字 节 的 T C P 首 部。再 交 给 网 络 层 传 送，需 加 上 20字 节 的 IP首 部。最 后 交 给 数 据 链 路 层 的 以 太 网 传 送，再 加 上 首 部 和 尾 部 共 18字 节。试 求 数 据 的 传 输 效 率。若 应 用 层 数 据 发 度 为 1000字 节，数 据 的 传 输 效 率 是 多 少？答：数 据 长 度 100字 节 的 数 据 传 输 效 率=100/（100+20+20+18）=63.3%数 据 长 度 1000字 节 的 数 据 传 输 效 率=1000/（1000+20+20+18）=94.5

20、%习 题 1-20网 络 体 系 结 构 为 什 么 要 采 用 分 层 次 的 结 构？试 举 出 一 些 与 分 层 体 系 结 构 的 思 想 相 似 的 日 常 生 活。答：网 络 体 系 结 构 采 用 分 层 次 的 结 构，可 以 减 少 协 议 设 计 的 复 杂 性，使 得 各 层 之 间 是 独 立 的，增 强 灵 活 性，使 得 网 络 体 系 结 构 上 可 以 分 割 开，易 于 实 现 和 维 护，同 时 促 进 标 准 化 工 作。日 常 生 活 中，比 如，甲、乙 两 地 两 个 人 a、b 通 信，a 将 写 好 的 信 交 给 甲 地 邮 局，甲 地 邮 局

21、 经 过 交 通 部 门 将 信 邮 至 乙 地 邮 局，b 再 从 乙 地 邮 局 取 信。这 相 当 一 个 三 层 结 构。虽 然 两 个 用 户、两 个 邮 政 局、两 个 运 输 部 门 分 处 甲、乙 两 地，但 它 们 都 分 别 对 应 同 等 机 构，同 属 一 个 子 系 统；而 同 处 一 地 的 不 同 机 构 则 不 在 一 个 子 系 统 内，而 且 它 们 之 间 的 关 系 是 服 务 与 被 服 务 的 关 系。习 题 1-21协 议 与 服 务 有 何 区 别？有 何 关 系？答：服 务 和 协 议 的 区 别：协 议 是“水 平”的，服 务 是“垂 直”的

22、；服 务 是 由 下 层 向 上 层 通 过 层 间 接 口 提 供 的；本 层 用 户 只 能 看 到 服 务，而 无 法 看 到 下 层 协 议。服 务 与 协 议 的 关 系：实 体 利 用 协 议 来 实 现 它 们 的 服 务 的 定 义；在 协 议 的 控 制 下，两 个 对 等 实 体 间 的 通 信 使 得 本 层 能 够 向 上 一 层 提 供 服 务；要 实 现 本 层 协 议，还 要 使 用 下 面 一 层 所 提 供 的 服 务；只 要 不 改 变 提 供 给 用 户 的 服 务，实 体 可 以 任 意 地 改 变 它 们 的 协 议。习 题 1-22网 络 协 议 的

23、 三 个 要 素 是 什 么？各 有 什 么 含 义？答：网 络 协 议：为 进 行 网 络 中 的 数 据 交 换 而 建 立 的 规 则、标 准 或 约 定。由 以 下 三 个 要 素 组 成：（1）语 法：即 数 据 与 控 制 信 息 的 结 构 或 格 式。（2）语 义：即 需 要 发 出 何 种 控 制 信 息，完 成 何 种 动 作 以 及 做 出 何 种 响 应。（3）同 步：即 事 件 实 现 顺 序 的 详 细 说 明。习 题 1-23为 什 么 一 个 网 络 协 议 必 须 把 各 种 不 利 的 情 况 都 考 虑 到？答：习 题 1-24试 述 五 层 协 议 的

24、网 络 体 系 结 构 的 要 点，包 括 各 层 的 主 要 功 能。答：所 谓 五 层 协 议 的 网 络 体 系 结 构 是 为 便 于 学 习 计 算 机 网 络 原 理 而 采 用 的 综 合 了 OSI七 层 模 型 和 TCP/IP的 四 层 模 型 而 得 到 的 五 层 模 型。五 层 协 议 的 体 系 结 构 见 图 各 层 的 主 要 功 能：（1）应 用 层：确 定 进 程 之 间 通 信 的 性 质 以 满 足 用 户 的 需 要，即 解 决 做 什 么 的 问 题。（2）运 输 层：功 能 是 使 源 端 和 目 的 端 主 机 上 的 对 等 实 体 可 以 进

25、 行 会 话，即 解 决 对 方 在 何 处 的 问 题。运 输 层 只 能 存 在 于 分 组 交 换 网 外 面 的 主 机 之 中，运 输 层 以 上 的 各 层 就 不 再 关 心 信 息 传 输 的 问 题 了。（3）网 络 层：功 能 是 使 主 机 可 以 把 分 组 发 往 任 何 网 络 并 使 分 组 独 立 地 传 向 目 标（可 能 经 由 不 同 网 络），即 解 决 走 那 条 路 径 的 问 题。在 发 送 数 据 时，网 络 层 将 运 输 层 产 生 的 报 文 段 或 用 户 数 据 报 封 装 成 分 组 或 包 进 行 传 送。（4）数 据 链 路 层：

26、功 能 是 使 物 理 层 对 网 络 层 呈 现 为 一 条 无 错 线 路，即 解 决 下 一 步 怎 么 走 的 问 题。发 送 数 据 时，数 据 链 路 层 的 任 务 是 将 由 网 络 层 交 下 来 的 IP数 据 报 组 装 成 帧，在 两 个 相 邻 结 点 间 的 链 路 上 传 送 以 帧 为 单 位 的 数 据。每 一 帧 包 括 数 据 和 必 要 的 控 制 信 息。如 发 现 有 差 错，数 据 链 路 层 就 丢 弃 这 个 出 了 差 错 的 帧，然 后 采 取 下 面 两 种 方 法 之 一：或 者 不 作 任 何 其 它 的 处 理；或 者 由 数 据

27、链 路 层 通 知 对 方 重 传 这 一 帧，直 到 正 确 无 误 地 收 到 此 帧 为 止。（5）物 理 层：透 明 地 传 输 比 特 流。物 理 层 上 传 送 的 数 据 单 位 是 比 特。物 理 层 要 考 虑 用 多 大 的 电 压 代 表 1”或 0 以 及 当 发 送 端 发 出 比 特 1”时，接 收 端 如 何 识 别 出 这 是 力”而 不 是“0”；一 个 比 特 维 持 多 少 微 秒；传 输 是 否 在 两 个 方 向 上 同 时 进 行；最 初 的 连 接 如 何 建 立 和 完 成 通 信 后 连 接 如 何 终 止。物 理 层 还 要 确 定 连 接

28、电 缆 的 插 头 应 当 有 多 少 根 脚 以 及 各 个 脚 如 何 连 接。习 题 1-2 5试 举 出 日 常 生 活 中 有 关“透 明”这 种 名 词 的 例 子。答：习 题 1-2 6解 释 下 列 名 词：协 议 栈、实 体、对 等 层、协 议 数 据 单 元、服 务 访 问 点、客 户、服 务 器、客 户-服 务 器 方 式。答：协 议 栈：在 网 络 中，为 了 完 成 通 信，必 须 使 用 多 种 协 议。这 些 协 议 按 照 层 次 顺 序 组 合 在 一 起，构 成 了 协 议 栈，也 称 为 协 议 族。实 体：表 示 任 何 可 发 送 或 接 收 信 息

29、的 硬 件 或 软 件 进 程。对 等 层：在 网 络 体 系 结 构 中，通 信 双 方 实 现 同 样 功 能 的 层，即 不 同 机 器 的 同 一 层。协 议 数 据 单 元：在 O S I参 考 模 型 中，在 对 等 层 次 上 传 送 的 数 据，其 单 位 都 称 为 该 层 的 协 议 数 据 单 元 PDU。服 务 访 问 点：在 同 一 系 统 中 相 邻 两 层 的 实 体 进 行 交 互（即 交 换 信 息）的 地 方。服 务 访 问 点 SAP是 一 个 抽 象 的 概 念，它 实 体 上 就 是 一 个 逻 辑 接 口。客 户、服 务 器：客 户 和 服 务 器

30、都 是 指 通 信 中 所 涉 及 的 两 个 应 用 进 程。客 户-服 务 器 方 式 所 描 述 的 是 进 程 之 间 服 务 和 被 服 务 的 关 系。客 户 是 服 务 请 求 方，服 务 器 是 服 务 提 供 方。客 户-服 务 器 方 式：客 户-服 务 器 方 式 所 描 述 的 是 进 程 之 间 服 务 和 被 服 务 的 关 系，当 客 户进 程 需 要 服 务 器 进 程 提 供 服 务 时 就 主 动 呼 叫 服 务 进 程，服 务 器 进 程 被 动 地 等 待 来 自 客 户 进 程 的 请 求。习 题 1-27 试 解 释 everything over

31、ip 和 IP over everything 的 含 义。答：1、everything over IP：即 I P为 王，未 来 网 络 将 由 I P一 统 天 下。未 来 的 通 信 网 既 已 肯 定 以 数 据 信 息 业 务 为 重 心，并 普 遍 使 用 互 联 网 规 约 I P,那 么 网 上 信 息 业 务 宜 一 律 使 用 IP,即 所 谓 everything over IP。当 然，每 种 信 息 业 务 都 用 I P后，仍 要 保 证 信 息 顺 利 传 送，达 到 应 有 的 Q oS要 求，例 如 IP。Phone。everything over I P的

32、理 论 依 据：规 模 成 本。可 以 利 用 的 现 有 投 资，包 括 设 备、软 件 和 人 才。如 果 I P被 替 代，只 有 一 种 可 能，就 是 某 种 特 性 I P不 能 满 足，或 者 I P 为 了 支 持 这 种 特 性，需 要 追 加 的 成 本 大 大 高 于 另 一 种 技 术 的 成 本。这 种 可 能 性 是 存 在 的-就 是 Q o S问 题。2 IP over everything：未 来 的 网 络 是 everything over I P,是 光 通 信 网（现 在 是 电 通 信 网），但 现 阶 段，”通 信 网 内 部 还 有 重 要 的

33、交 换 机 迄 今 尚 未 完 全 做 成 对 应 数 据 通 信 业 务、具 有 分 组 交 换 功 能 的 简 便 装 备。而 在 现 行 宽 带 通 信 网 中 使 用 较 多、技 术 上 比 较 成 熟 的 异 步 转 移 模 式-A T M,其 装 备 受 到 国 际 上 广 大 通 信 厂 商 重 视 和 改 进，在 性 能 和 服 务 上 又 普 遍 为 广 大 通 信 用 户 所 接 受。虽 然 ATM不 是 专 供 数 据 通 信 分 组 交 换 的 设 施，但 是 它 已 在 世 界 上 推 广 使 用。因 此 得 出 权 宜 的 结 论：目 前 可 以 让 I P与 AT

34、M配 合 使 用，称 为 IP over ATM。当 然，这 不 是 最 理 想 的 办 法，但 在 电 通 信 网 普 遍 存 在 的 现 阶 段，它 不 失 为 一 种 明 智 的 过 渡 方 案。近 年 国 际 上 积 极 试 验 的 光 通 信 网，已 确 定 以 波 分 多 路 W D M为 基 本，而 不 考 虑 利 用 ATM。但 如 到 那 时，光 的 分 组 交 换 机 尚 未 研 制 成 功，或 者 没 有 找 到 解 决 光 交 换 的 其 他 办 法，那 就 有 必 要 妥 慎 考 虑 像 现 在 电 通 信 网 那 样 采 用 权 宜 之 计，选 择 IP与 WDM配

35、 合 应 用 的 方 案,即 IP over WDM o”在 过 渡 到 光 通 信 网 的 初 期，很 可 能 采 用 IP over W D M以 顺 利 过 渡，也 就 是 说，在 发 展 未 来 的 以 分 组 数 据 通 信 为 重 心 的 新 型 通 信 网 以 及 从 电 通 信 网 过 渡 至 光 通 信 网 的 前 进 道 路 上，很 可 能 从 IP over ATM 过 渡 至 IP over W D M,总 的 来 说 就 是 IP over everything,第 二 章 物 理 层 习 题 2-0 1物 理 层 要 解 决 什 么 问 题？物 理 层 的 主 要

36、特 点 是 什 么？答：（1）物 理 层 要 解 决 的 主 要 问 题：1、物 理 层 要 尽 可 能 屏 蔽 掉 物 理 设 备、传 输 媒 体 和 通 信 手 段 的 不 同，使 上 面 的 数 据 链 路 层 感 觉 不 到 这 些 差 异 的 存 在，而 专 注 于 完 成 本 层 的 协 议 与 服 务。2、给 其 服 务 用 户（数 据 链 路 层）在 一 条 物 理 的 传 输 媒 体 上 传 送 和 接 收 比 特 流（一 般 为 串 行 按 顺 序 传 输 的 比 特 流）的 能 力。为 此，物 理 层 应 解 决 物 理 连 接 的 建 立、维 持 和 释 放 问 题。3

37、、在 两 个 相 邻 系 统 之 间 唯 一 地 标 识 数 据 电 路。（2）物 理 层 的 主 要 特 点：1、由 于 在 O S I之 前，许 多 物 理 规 程 或 协 议 已 经 制 定 出 来 了，而 且 在 数 据 通 信 领 域 中，这 些 物 理 规 程 已 被 许 多 商 品 化 的 设 备 所 采 用。加 之，物 理 层 协 议 涉 及 的 范 围 广 泛，所 以 至 今 没 有 按 O S I的 抽 象 模 型 制 定 一 套 新 的 物 理 层 协 议，而 是 沿 用 已 存 在 的 物 理 规 程，将 物 理 层 确 定 为 描 述 与 传 输 体 接 口 的 机

38、械、电 气、功 能 和 规 程 特 性。2、由 于 物 理 连 接 的 方 式 很 多，传 输 媒 体 的 种 类 也 很 多，因 此，具 体 的 物 理 协 议 相 当 复 杂。习 题 2-0 2试 给 出 数 据 通 信 系 统 的 模 型 并 说 明 其 主 要 组 成 构 件 的 作 用。答：一 个 数 据 通 信 系 统 可 划 分 为 三 大 部 分：源 系 统（或 发 送 端）、传 输 系 统（或 传 输 网 络）、和 目 的 系 统（或 接 收 端）。数 据 通 信 系 统 数 据 通 信 系 统 的 模 型 源 系 统 一 般 包 括 以 下 两 个 部 分：源 点：源 点

39、设 备 产 生 要 传 输 的 数 据，又 称 为 源 站。例 如 正 文 输 入 到 P C 机，产 生 输 出 的 数 字 比 特 流。发 送 器：通 常 源 点 生 成 的 数 据 要 通 过 发 送 器 编 码 后 才 能 在 传 输 系 统 中 进 行 传 输。例 如,调 制 解 调 器 将 PC 机 输 出 的 数 字 比 特 流 转 换 成 能 够 在 用 户 的 电 话 线 上 传 输 的 模 拟 信 号。接 收 器：接 收 传 输 系 统 传 送 过 来 的 信 号，并 将 其 转 换 为 能 够 被 目 的 设 备 处 理 的 信 息。例 如，调 制 解 调 器 接 收 来

40、 自 传 输 线 路 上 的 模 拟 信 号，并 将 其 转 换 成 数 字 比 特 流。终 点：终 点 设 备 从 接 收 器 获 取 传 送 过 来 的 信 息。在 源 系 统 和 目 的 系 统 之 间 的 传 输 系 统 可 以 是 简 单 的 传 轮 班 线，也 可 以 是 连 接 在 源 系 统 和 目 的 系 统 之 间 的 复 杂 网 络 系 统，负 责 数 据 的 传 输。习 题 2-03试 解 释 以 下 名 词：数 据、信 号、模 拟 数 据、模 拟 信 号、数 字 数 据、数 字 信 号、单 工 通 信、半 双 工 通 信、全 双 工 通 信。答：数 据：是 运 送 信

41、 息 的 实 体。信 号：则 是 数 据 的 电 气 的 或 电 磁 的 表 现。模 拟 数 据：取 值 为 连 续 数 值 的 数 据。模 拟 信 号：一 种 电 平 是 连 续 可 变 的 信 号。数 字 信 号：是 用 两 种 不 同 的 电 平 去 表 示 0,1比 特 序 列 电 压 脉 冲 的 信 号。数 字 数 据：取 值 为 不 连 续 数 值 的 数 据。单 工 通 信：只 能 有 一 个 方 向 的 通 信 而 没 有 反 方 向 的 交 互。半 双 工 通 信：通 信 双 方 都 可 以 发 送 信 息，但 不 能 双 方 同 时 发 送 或 接 收。这 种 通 信 方

42、式 是 一 方 发 送 另 一 方 接 收，过 一 段 时 间 后 再 反 过 来。全 双 工 通 信：通 信 的 双 方 可 以 同 时 发 送 和 接 收 信 息。习 题 2-04物 理 层 的 接 口 有 哪 几 个 方 面 特 性？各 包 含 什 么 内 容？答：物 理 层 的 主 要 任 务 可 描 述 为 确 定 与 传 输 媒 体 接 口 的 一 些 标 准 特 性。主 要 有 以 下 几 方 面：（1）机 械 特 性，指 明 接 口 所 用 的 接 线 器 的 形 状 和 尺 寸、引 线 数 目 和 排 列、固 定 和 锁 定 装 置 等 等。（2）电 气 特 性，指 明 在

43、接 口 上 各 线 的 电 平、电 流、逻 辑 定 义（常 用 串 行 传 输）。（3）功 能 特 性，指 明 某 条 线 上 出 现 的 某 一 电 平 的 电 压 表 示 何 意，各 线 的 功 能 定 义（有 关 应 答 信 号 等）.（4）规 程 特 性，说 明 对 于 不 同 功 能 的 各 种 可 能 事 件 的 出 现 顺 序。习 题 2-05奈 氏 准 则 与 香 农 公 式 在 数 据 通 信 中 的 意 义 是 什 么？比 特 和 波 特 有 何 区 别？答：(1)奈 氏 准 则 给 出 了 理 想 低 通 信 道 下 的 最 高 码 元 传 输 速 率，但 这 与 实 际

44、 所 使 用 的 信 道 有 很 大 的 差 别，实 际 信 道 能 传 输 的 最 高 码 元 速 率 明 显 低 于 奈 氏 准 则 给 出 的 上 限 数 值；香 农 公 式 则 告 诉 我 们 只 要 信 息 传 输 速 率 低 于 信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率，就 一 定 可 以 找 到 某 种 方 法 来 实 现 无 差 错 的 传 输，但 它 没 有 告 诉 我 们 具 体 的 实 现 办 法。(2)波 特 是 码 元 传 输 的 速 率 单 位，说 明 每 秒 传 送 我 少 个 码 元。比 特 是 信 息 量 的 单 位，与 波 特 是 两 个 完 全 不 同

45、的 概 念。信 息 的 传 输 速 率“比 特/秒”与 码 元 的 传 输 速 率“波 特”在 数 量 上 有 一 定 的 关 系。习 题 2-06用 香 农 公 式 计 算 一 下:假 定 信 道 带 宽 为 3100Hz,最 大 信 息 传 输 速 率 为 35kb/s,那 么 若 想 使 最 大 信 息 传 输 速 率 增 加 60%。问 信 噪 比 S/N应 增 大 到 多 少 倍？如 果 在 刚 才 计 算 出 的 基 础 上 将 信 噪 比 S/N再 增 大 到 10倍，问 最 大 信 息 传 输 速 率 能 否 再 增 加 20%?答：根 据 奈 氏 准 则，理 想 低 通 信

46、道 的 最 高 码 元 传 输 速 率=2Wbaud。根 据 得 农 公 式，计 算 机 信 道 的 极 限 信 息 传 输 速 率 C-w log2(l+s/n)b/s35kb/s=3100*log2(1+s/n)=s/n=.(1)35kb/s*160%=3100*lgo2(l+s/n)=s/n=.(2)(2)和(1)值 相 对，得 出 信 噪 比 s/n增 大 到 约 100倍。如 果 在 此 基 础 上 将 信 噪 比 s/n再 增 大 到 1 0倍，受 奈 氏 准 则 限 制，最 大 信 息 速 率 只 能 再 增 加 18.5%左 右。习 题 2-07常 用 的 传 输 媒 体 有

47、那 几 种？各 有 何 特 点？答：常 见 的 传 输 媒 体 有 以 下 几 种：1、双 绞 线：双 绞 线 分 屏 蔽 双 绞 线 和 无 屏 蔽 双 绞 线。由 两 根 相 互 绝 缘 的 导 线 组 成。可 以 传 输 模 拟 信 号，也 可 以 传 输 数 字 信 号，有 效 带 宽 达 250kHz,通 信 距 离 一 般 为 几 到 十 几 公 里。导 线 越 粗 其 通 信 距 离 越 远。在 数 字 传 输 时，若 传 输 速 率 为 每 秒 几 兆 比 特，则 传 输 距 离 可 达 几 公 里。一 般 用 作 电 话 线 传 输 声 音 信 号。虽 然 双 绞 线 容 易

48、 受 到 外 部 高 频 电 磁 玳 的 干 扰，误 码 率 高，但 因 为 其 价 格 便 宜，且 安 装 方 便，既 适 于 点 到 点 连 接，又 可 用 于 多 点 连 接，故 仍 被 广 泛 应 用。2、同 轴 电 缆：同 轴 电 缆 分 基 带 同 轴 电 缆 和 宽 带 同 轴 电 缆，其 结 构 是 在 一 个 包 有 一 层 绝 缘 的 实 心 导 线 外，再 套 上 一 层 外 面 也 有 一 层 绝 缘 的 空 心 圆 形 导 线。由 于 其 高 带 宽(高 达 300400Hz)、低 误 码 率、性 能 价 格 比 高，所 以 用 在 L A N中。同 轴 电 缆 的

49、最 大 传 输 距 离 随 电 缆 型 号 和 传 输 信 号 的 不 同 而 不 同，由 于 易 受 低 频 干 扰，在 使 用 时 多 将 信 号 调 制 在 高 频 载 波 上。3、光 导 纤 维：光 导 纤 维 以 光 纤 作 为 载 体，利 用 光 的 全 反 向 原 理 传 播 光 信 号、其 优 点 是 直 径 小、质 量 轻；传 输 频 带 宽、通 信 容 量 大；抗 雷 电 和 电 磁 干 扰 性 能 好，无 串 音 干 扰，保 密 性 好，误 码 率 低。但 光 电 接 口 的 价 格 较 昴 贵。光 纤 被 广 泛 用 于 电 信 系 统 铺 设 主 干 线。4、无 线

50、电 微 波 通 信：无 线 电 微 波 通 信 分 地 面 微 波 接 力 通 信 和 卫 星 通 信。其 主 要 优 点 是 频 率 高，频 带 范 围 宽，通 信 信 道 的 容 量 大；信 号 所 受 工 业 干 扰 较 小，传 输 质 量 高，通 信 比 较 稳 定；不 受 地 理 环 境 影 响，建 设 投 资 少、见 效 快。缺 点 是 地 面 微 波 接 力 通 信 在 空 间 是 直 线 传 播，传 输 距 离 受 到 限 制，一 般 只 有 5 0 k m,隐 蔽 性 和 保 密 性 较 差；卫 星 通 信 虽 然 通 信 距 离 远 且 通 信 费 用 与 通 信 距 离