计算机网络杨晓晖主编-(中国铁道出版社-河北大学电气一类专业用书-)课后题答案.doc

第二章1，基本的数字编码信号编码方法。包括单极性不归零码，双极性不归零码，单极性归零码，双极性归零码。2，曼彻斯特编码与查分曼彻斯特编码。3，4B/5B编码。四、什么是数据传输率？什么是信号传输速率？他们之间有什么关系？（负责人：娄光泽）答：数据传输率：只每秒能传输的二进制信息位数。信号传输速率：指每秒信号状态变化的次数或者通过信道传输的码元个数。关系:S=Blog2N （ 其中B数据传输率。为N信号传输速率为。）五、数据传输速率与信道容量的单位各是什么？他们之间有什么不同？（负责人：李远航）答：数据传输速率单位为bit/s ，信道容量的单位为 bit/s。不同：信道容量代表信道传输数据的能力，即信道的最大数据传输速率。六、解：（负责人：李远航）不考虑噪声干扰。则最大传输速率即信道容量，则有公式C=2Hlog2N，其中信道带宽H=6MHz,N=4C=2*6*log24=24Mbit/s七、解： 考虑噪声干扰，则由香农公式： C=Hlog2(1+S/N),其中H=3kHz，信噪比S/N=30dB，则C=3000*log2(1+1030/10)=30kbit/s 八、解：由香农公式,C=Blog22(1+ S/N)已知H=4kHz,而C=20/4=5kb/s,所以S/N=1.3784,故信噪比(S/N)=10log2(S/N) 1.3938dB2-9采用8种相位，每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，试计算在1200Band的信号传输速率下能达到数据传输速率为多少？答：N=82=16S=B=1200=4.8kbps2-10.简述标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的特点，并分别用两种编码画出1011001的波形图。答：曼彻斯特和差分曼彻斯特编码是原理基本相同的两种编码，后者是前者的改进。他们的特征是在传输的每一位信息中都带有位同步时钟，因此一次传输可以允许有很长的数据位。 曼彻斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半，当传输“1”时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；而传输“0”时正相反。这样，每个时钟周期内必有一次跳变，这种跳变就是位同步信号。 差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的改进。它在每个时钟位的中间都有一次跳变，传输的是“1”还是“0”，是在每个时钟位的开始有无跳变来区分的。 差分曼彻斯特编码比曼彻斯特编码的变化要少，因此更适合与传输高速的信息，被广泛用于宽带高速网中。然而，由于每个时钟位都必须有一次变化，所以这两种编码的效率仅可达到50%左右 2-11.采用曼彻斯特编码的10Mbit/s局域网的波特率是多少？答：在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码中，每一个码元都被调制成两个电平，数据传输速率只有调制速率的一半，所以数据传输率为10Mbit/s，采用曼彻斯特或者差分曼彻斯特编码，线路上信号状态每秒变化20M次，即波特率为20MBaud。2-12对于宽带为4kHz的语音信号，采用量化级别为128的PCM方法编码，问所产生的二进制位最少要用多大传输速率的信道才能传输？答：=128 解得N=7B=2H=28kHzS=B=8=24kpbs2-13.计算T1载波线路的编码效率和开销率。若要采用两种物理状态传输的50kbit/s信道上传输1.544Mbit/s的T1载波，问信道的信噪比至少应该是多少？答：T1载波利用脉冲编码调制PCM和时分TDM技术，使24路采样声音信号复用一个通道。每一个帧包含 193位，每一帧用 125us时间传送。T1系统的数据传输速率为1.544Mbps。所以，T1载波编码效率=24*7/1930.87T1载波是专用电话连接、时分多路数字传输设施。T1 线路实际上是由24个单独的通道组成的，每个通道支持 64K 比特/秒的传输速度,其中数据速率为56Kb/s。【工作原理】：Bell系统的T1载波利用脉码调制PCM和时分TDM技术，使24路采样声音信号复用一个通道。（1）当T1系统用于模拟传输时，多路复用24路话音信道，每条话音信道输出：7bit数据+1bit控制复用（2）当T1系统完全用于数字传输时，仅23条信道用于数据传输，第24条信道用于同步模式。【帧结构】：24路采样声音信号，每路采样用7位编码，再加上1位控制信号（即每路占用8位），24路后再增加1位帧同步位；因此每一个帧包含 193位，且每一帧用 125us时间传送。则： （1） T1载波支持的数据传输速率为1.544Mbps （即 193bit/125us=1.544Mbps)（2）每个通道支持 的数据速率为 56Kb/s ，传输速度为64Kb/s因为传输速度= 1.544Mbps/24=64Kb/s；而每路的8位中，只要7位是用于用户数据，所以数据速率=7/8*64=56Kb/s（3）T1载波开销所占比例为13% 。因为一帧193bit中，168bit（247）用于用户数据，25bit（193-168）用于开销。所以开销所占比例=25bit/193bit13%2-14.什么是PCM和差分PCM？答：PCM是脉冲编码调制，差分PCM是差分脉冲编码调制。PCM采用的是等分量化的方法，每个样本取整量化的绝对误差是相同的，与信号幅值无关，因此，低幅值的采样值相对误差较大。差分PCM不是对采样点量化后的幅值本身进行编码，而是利用信号的相关性找出可以反应信号变化特征的一个差值量进行编码，即对当前值和前一个值之差进行编码。（李慧 王翠婷 董蕾）15.常用的交换机技术有哪几种？是比较他们的异同常用的交换技术有电路交换、报文交换和分组交换。电路交换信息传输时延短、信息传输效率高，对用户提供“透明”传输通路。但当传输短信息时，链路建立和释放时间造成通信效率低。一旦链路建立，在连接时间内是专用的，电路资源的利用率较低。电路交换机不具备编码变换、速率调制的功能，不同类型的终端不能互相通信。当出现对方用户终端忙或交换网负载过重时可能产生呼叫不通的情况。电路交换比较适合传输信息量大、通信对象比较确立的用户。报文交换优点：线路利用率高，接收者和发送者无法同时在线，当流量加大时，电路交换可能到这呼叫阻塞，报文仍可以接收。可以向多个目的站发送同一个报文，可在报文传输中建立报文的优先级，可以实现不同速率的端点之间的连接。但是报文交换不适合传输声音或视频信息，设备费用比较高，不适合交互通信。分组交换适合较轻和间歇式负载，对于交换中心必须等待数据或大量数据时可以使用分组交换，适用于短报文交换和具有灵活性的报文。16.为什么要使用多路复用技术？常用多路复用技术有哪几种？是比较各自的优缺点在数据通信系统中，通常信道所提供的带宽往往比所传输的信号带宽大很多，所以在一条信道上只传输一种信号会浪费资源，信道复用技术就是为了充分利用信道容量在一条传输信道上传输两个或两个以上的数据以达到提高信道传输效率而发展起来的。常用多路复用技术有频分复用、时分复用、波分复用、码分复用。频分复用基于频带传输方式将信道的带宽划分为多个子信道，每个子信道为一个频段，然后分配给多个用户。当有多路信号输入时，发送端分别将各路信号调剂到各自分配的频带范围内的载波上，接收时再调剂恢复到原来的信号波形。用户在同样的时间占用不同的频率带宽波分复用采用波长分割多路复用方法将光纤信道划分为多个波段类型，每个信号占一个波段。光的频分复用，用于光纤通信时分复用是将时间划分为一段段的等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM帧的长度）。TDM信号也称为等时(isochronous)信号。所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度，分为时分复用和统计时分复用两种。码分复用各用户使用经过特殊挑选的不同码型，彼此不会造成干扰。CDMA系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片(chip)。码分复用：CDMA码分多址。（负责人：魏书东）17. 共有四个站点经行CDMA通信，四个站点的码片序列分别为：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）现收到这样的码片序列：（-1 +1 3 +1 -1 3 +1 +1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1 还是0？答：SA=（11311311）8=1， A 发送1SB=（11311311）8=1， B 发送0SC=（11311311）8=0， C 无发送SD=（11311311）8=1， D 发送1（负责人：臧连生）18.计算机网络使用的传输介质类型有哪些？各自的特点是什么？最早的有铜轴电缆，分为粗缆和细缆，优点：价格便宜，容易安装；缺点：传输距离短，抗干扰性能差。现在流行双绞线和光纤，特点分别如下：双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），屏蔽双绞线（STP）的特点是抗干扰性能好，传输距离中等，但是对安装（接地）的要求比较高。非屏蔽双绞线（UTP）的特点是，安装简单，传输距离较长，但是抗干扰性不好，容易受到强磁场或电场的干扰。双绞线，短距离，高速率，仅适用于局域网。光纤的特点是，传输距离远，抗干扰性能强，保密性好，安装调试稍微复杂，价格昂贵。光纤，长距离，高速率，避免电磁干扰，多用于干线、广域网。与同轴电缆比较，光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、传输距离长(2公里以上)、传输率高(可达数千Mbps)、抗干扰性强(不会受到电子监听)，是构建安全性网络的理想选择。微波，中长路离中继，安装方便，造价比光纤低，两点间需可见，受天气影响同轴电缆：由同轴的内外两条导线构成，内导线是一根金属线，外导线是一条网状空心圆柱导体，内外导线有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外套。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体，同时也使中心导体免受外界干扰，故同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪声抑制特性。分类：一种为50(指沿电缆导体各点的电磁电压对电流之比)同轴电缆，用于数字信号的传输，即基带同轴电缆；分为：粗缆最大距离为2500米，价格高。细缆按最大长度为185米。另一种为75同轴电缆，用于宽带模拟信号的传输，即宽带同轴电缆。但需要安装附加信号，安装困难，适用于长途电话网，电视系统，宽带计算机网缺点：由于物理可靠性不好，易受干拢，由双绞线替代。19.什么是DTE和DCE？请举例说明。（DTE：数据终端设备。如计算机。DCE：数据通讯设备，如modem.第三章1. 为什么要定义数据链路层？数据链路层的功能有哪些?（1-6 董光 贠强）答：（1）在原始的物理传输路线上传输数据信号是有差错的设计数据链路层的主要目的就是在原始的、有差错的无力传输路线的基础上，插曲插差错检测、差错控制与流量控制等方法，讲有差错的屋里路线改进成逻辑上无差错的数据链路，想网络层提供高质量的服务。从网络参考模型的角度看，物理层之上的隔层都有盖上数据传输质量的责任，数据链路层是最重要的一层。（2）链路层的主要功能 链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应 具备如下功能: 链路连接的建立,拆除,分离. 帧定界和帧同步.链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有 差别,但无论如何必须对帧进行定界. 顺序控制,指对帧的收发顺序的控制. 差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校 验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成. 2. 如果在数据链路层不能惊醒帧定界会发生什么问题？答：将发生帧数据错误，造成数据混乱，通信失败3. 常用的成帧方法有哪几种？他们各是如何实现透明传输的？答：字节计数法，利用头部中一个域来指定该帧中的字节数，该域称为计数字段。当目前的主机的数据链路层接受带这个字节计数值时就知道了后面跟随的字节数，从而可以确定帧的结束位置。使用字符填充的收尾定界法，使用一些特定的字符来定界一帧的开始与结束、分隔不同的段和控制整个信息交换的过程，被传输的数据是由若干个字符组成的数据块。使用比特填充的首位定界法，用一组特定的比特模式来标志数据帧的开头与结束，为了避免与数据段中的比特模式混淆，当发送方的数据链路层碰到5个连续的1时，自动在其后填充一个0；接收方则进行相反的0比特删除，即每收到连续5个1，自动删除后跟的0。违规编码法，不需要任何填充技术，便能实现数据传输的透明性，但只是用于存在冗余编码的环境4. 如果位串0111101111101111110是经过位填充的，那么输出串是什么？答：011110111110111110105. 常用的差错控制方法有哪几种？他们有什么不同？答：简单的差错控制编码（奇偶校验码、定比码、正反码），循环冗余码，海明码6. 简述ARQ方法和FEC方法在原理上有什么相同和不同。答：在ARQ方式中，接收方检测书差错时，就设法通知发送方重发，直到收到正确码元为止。因此，使用这种机制必须有双向信道才能够将差错信息反馈至发送方，同时发送方还要预制缓冲区来存放已发出去的数据，以便出现差错是重发。在FEC方式中，接收方不但能发现差错，而且能自动确定码元发生错误的位置，从而加以纠正。所以，这种机制不需要反馈信息来传递请求重发，发送方也不需要设置数据缓冲区。（7-12 许舒香 曹青 刘丽丹）7. x7+x5+1被生成多项式x3+1除，所得余数是多少？解: 多项式 x7+x5+1对应的位串是10100001，生成多项式对应的位串是1001，则 101101001 101000011001 1100 1001 1010 1001 111 所以余数为r =x2+x+18、采用生成多项式G（X）=X4+X2+X+1为信息位1010101产生循环冗余码，加在信息位后面形成码字，再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？k(x )=x6+x4+x2+1冗余位的位数r=4xrk(x)=10101010000G(x)=x4+x2+x+1 即10111对应的CRC码字为101010101109.已知循环冗余码的生成多项式为X5+X4+X+1,若接收方收到的码字为1010110001101，问传输中是否有差错？解：接收方收到的码字多项式不能呗G（X）整除，所以传输中有差错。10. 若信息位为1001000，要构成能纠正一位错的海明码，则至少要加上多少冗余位？写出其监督关系表达式。解： 设增加r个冗余位，则有r个监督关系式。因信息位有7位，则需满足2r =7+r+1，有r =4，所以 至少要加上4位冗余位，设为a3a2a1a0 加上7位信息位构成11位码字a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0 错码位置说明为（没有做表格）S3S2S1S0 0000 0001 0010 0100 1000 0011 0101 0110 0111 1001 1010 1011 错码位置 无错 a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10则 S3 =a3 xor a8 xor a9 xor a10 S2 =a2 xor a5 xor a6 xor a7 S1 =a1 xor a4 xor a6 xor a7 xor a10 S0 =a0 xor a4 xor a5 xor a7 xor a8 xor a10使上述四式中的S3、S2、S1、S0 均取值为0，求得其监督关系式为： S3 =a3 = a8 xor a9 xor a10 S2 =a2 = a5 xor a6 xor a7 S1 =a1 = a4 xor a6 xor a7 xor a10 S0 =a0 = a4 xor a5 xor a7 xor a8 xor a1011、若海明码的监督关系式为s0=a0a3a4a5 S1=a1a4a5a6 S2=a2a3a5a6接收方收到的码字为：a6a5a4a3a2a1a0=1010100，问在最多一位错的情况下发送方发送的信息位是什么？有监督关系式可得错码位置说明表：S2S1S0000001010100101011111110错码无错a0a1a2a3a4a5a6a6a5a4a3a2a1a0=1010100S0=0010=1S1=0101=0S2=1001=0所以a0出错所以发送方发送的信息位是101010112.停等协议的缺点是什么？为什么要从停等协议发展到顺序接收的管道协议？答：停等协议的缺点是发送方因等待Ack返回造成了信道浪费。 顺序接受的管道协议允许发送方不等确认帧返回就连续发送若干帧，能够提高信道的有效利用率。（13-16王晓璇 李雪妮）13、 若帧号字段占三个二进制位，则对于停等协议、回退n协议和选择重传协议来说，发送窗口和接受窗口的最大尺寸分别为多少？解：发送窗口接收窗口停等协议11回退n协议2m-11选择重传协议2(m-1)1且不大于发送窗口如图所示，对于停等协议来说发送窗口和接受窗口都是1。对于回退n协议来说发送窗口应2m-1，此题帧号字段占三位，则发送窗口-1最大为7，接收窗口为1。对于选择重传协议来说，2(m-1)，则发送窗口最大为，接收窗口发送窗口，则接收窗口最大为。14、 50kbit/s卫星信道上，采用停等协议，帧长度为1000b，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，计算该卫星的信道利用率。解：帧长度=1000b，信道容量B=50kbit/s，延时R=125ms根据公式，信道利用率U=L/（L+2RB）得U=1000/（1000+2*125*0.001*50000）=1000/12501=7.99%15、 一个数据传输速率为4kbit/s、单向传播延时为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%？解：信道容量B=4kbit/s，延时R=20ms，U=50% 根据公式，信道利用率U=L/（L+2RB）得0.5=L/（L+2*20*0.001*4000）则L=160b16、 使用回退n协议在3000km长的1.544Mbit/s的T1干线上发送64B的帧，若信号传播速度是6us/km，问帧的顺序号应是多少位？ 17.重负荷的50kbit/s卫星信道上，用选择重传协议发送含40b帧头和3960b数据的帧。假定无确认帧，NAK帧为40b，数据帧的出错率为1%，NAK帧的的出错率可忽略不计，顺序号是7位，问由于帧头和差错重发而浪费的信道带宽占百分之几？答：数据帧为：40b+3960b=4kbit（帧头+NAK+重传）/ (4000+NAK+重传) *100%=（40+40*1%+4000*1%）/（4000+40*1%+4000*1%）=80.4/4040.4=1.9899% 18.一个1Mbit/s的卫星信道上发送1000b长的帧。信号在信道中端到端传输延迟是270ms，假定ACK帧很短，占用信道的时间忽略不计，并且使用3位的帧序号。对以下协议而言，计算卫星信道可能达到的最大信道利用率。(a)停等协议；（b）回退N协议；（c）选择重传协议。答：（a）最大信道利用率：（L/B）/(L/B+2R)=（1000/1M）/（1000/1M+2*270） (b)2m-1=23-1=7 最大信道利用率为：7（L/B）/(L/B+2R)(c)2(m-1)=2(3-1)=4 最大信道利用率为：4（L/B）/(L/B+2R)19、回退n协议和选择重传协议的优缺点分别是什么？回退n协议：提高信道利用率，但可能因为重传很多出错的帧而造成信道浪费。选择重传协议：避免了帧出错时其后所有的帧都要重传的浪费，但对接收方提出了更高的要求。20、局域网参考模型包含哪几层？物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。21、在局域网体系结构中，为什么要将数据链路层分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层？答：将数据链路层分为两个子层，只要设计合理，使得MAC子层向上提供统一的服务接口，就能将底层的实现细节完全屏蔽掉，局域网对于LLC子层来说是透明的，只有到MAC子层才能看见所连接的是采用什么标准的局域网。也就是说，对于不同的物理网络，其LLC子层是相同的，数据帧的传送完全独立于所采用的物理介质和介质访问控制方法，网络层以上的协议可以运行于任何一种IEEE 802标准的局域网上。这种分层方法也使得IEEE 802标准具有良好的可扩充性，可以很方便地接纳新的传输介质以及介质访问控制方法。22、最常见的IEEE 802标准是哪几个？答：IEEE 802.1A：概述及网络体系结构。IEEE 802.1B：寻址、网络管理和网际互连。IEEE 802.2：逻辑链路控制协议。IEEE 802.3：CSMA/CD。IEEE 802.4：令牌总线。IEEE 802.5：令牌环。IEEE 802.6：分布队列双总线（城域网标准）。IEEE 802.7：宽带技术。IEEE 802.8：光纤技术。IEEE 802.9：综合业务数据局域网。IEEE 802.10：交互局域网的安全。IEEE 802.11：无线局域网。IEEE 802.12：优先级高速局域网100VG-AnyLAN。IEEE 802.14：电缆电视（Cable-TV）。（23-26卢谦 李崇）23.纯ALOHA和十分ALOHA比较 哪一个时延更小？为什么？ALOHA算法又分为四种类1、纯ALOHA算法2、时隙ALOHA算法（标签信息发送时间离散化）3、帧时隙ALOHA算法（时间域进一步离散化）4、动态帧时隙ALOHA算法纯ALOHA系统和时分ALOHA系统时延的区别：在纯ALOHA系统中，用户可以在任意时间发送数据。通过监听信道来了解发送是否成功。如不成功，则重新发送。通过一系列的分析和计算，最后得出信道的最大利用率为18.4% 。在时分ALOHA中，其基本思想是将时间分成时间片，每个时间片可以用来发送一个帧；用户有数据要发送时，必须等到下一个时间片的开始才能发送。通过分析其信道的最大利用率可达到36.8%.24. 某个局域网采用二进制到计数法的信道分配策略，在某一时刻，10个站点的虚站号为8、2、4、5、1、7、3、6、9、0.接下来要进行数据发送的是4、3、9三个站点。当三个站点全部完成发送后，各站点新的虚站号是什么？ 当三个站点全部完成发送后各站点新的虚站号是 8、2、5、1、7、6、0、4、3、9。25简单比较1-坚持、非坚持和p-坚持CSMA协议。答 1-坚持CSMA的基本思想是当一个结点要发动送数据时，首先监听信道，如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则等待，同时继续监听直至信道空闲；如果发生冲突，则随机等待一段时间后再重新开始监听信道。 非坚持CSMA则在监听到信道忙后将放弃监听，这样就减少了多个结点等待信道空闲后同时发送数据导致冲突的频率。 p-坚持CSMA试图降低1-坚持CSMA协议中多个结点检测到信道空闲后同时发送的冲突频率；采用“坚持”监听，是师徒客服非坚持CSMA协议中由于随机等待造成等待时间较长的缺点26 简述CSMA/CD的工作原理答 在某时刻一个结点完成数据发送，信道变为空闲，此时其他结点可以发送数据；当多个结点同时发送时产生冲突，各结点检测到冲突后立即停止发送，这是形成争用时隙；当争用信道的结点较多时，会形成一系列争用时隙；经过几轮竞争后，有一个结点发送数据成功。随后重复这一过程。 CSMA/CD的工作过程就是传输周期、争用周期和空闲时期周而复始，交替出现的过程。 27为什么以太网存在最小帧长度问题？以太网的最小帧长度为什么是64B？以CSMA/CD作为MAC算法的一类LAN称为以太网。CSMA/CD冲突避免的方法：先听后发、边听边发、随机延迟后重发。一旦发生冲突，必须让每台主机都能检测到。关于最小发送间隙和最小帧长的规定也是为了避免冲突。考虑如下极限的情况，主机发送的帧很小，而两台冲突主机相距很远。在主机A发送的帧传输到B的前一刻，B开始发送帧。这样，当A的帧到达B时，B检测到冲突，于是发送冲突信号。假如在B的冲突信号传输到A之前，A的帧已经发送完毕，那么A将检测不到冲突而误认为已发送成功。由于信号传播是有时延的，因此检测冲突也需要一定的时间。这也是为什么必须有个最小帧长的限制。按照标准，10Mbps以太网采用中继器时，连接的最大长度是2500米，最多经过4个中继器，因此规定对10Mbps以太网一帧的最小发送时间为51.2微秒。这段时间所能传输的数据为512位，因此也称该时间为512位时。这个时间定义为以太网时隙，或冲突时槽。512位64字节，这就是以太网帧最小64字节的原因。28一个1km长的10Mbit/s的CSMA/CD局域网（不是IEEE802.3），其信号传播速度为200m/us，数据帧长度为256b，其中包括32b首部，校验和以及其它开销。传输成功后的第一个时隙被留给接收方，用来使接收方捕获信道饼发送一个32b的确认帧。假定没有冲突，试计算该局域网的有效数据传输速率（不包括开销）（周美奇，姚媛媛）29一个长度为1Km的CSMA/CD网络的数据传输速率为1Gbit/s，信号的传播速度为200000km/s。试计算在该CSMA/CD网络中的最小帧长。（周美奇，姚媛媛）对于1km电缆，单程传播时间为1/200000=5微秒，来回路程传播时间为10微秒，为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10微秒，以1Gb/s速率工作，10 微秒可以发送的比特数等于10*（109/1*106）=10000,因此，最短帧是10000位或1250字节长 30. 简述二进制指数退避算法的工作过程（周美奇，姚媛媛）在CSMA/CD协议中，一旦检测到冲突，为降低再冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再使用CSMA方法试图传输。为了保证这种退避维持稳定，采用了二进制指数退避算法的技术，其算法过程如下：1.将冲突发生后的时间划分为长度为2t的时隙2.发生第一次冲突后，各个站点等待0或1个时隙再开始重传3.发生第二次冲突后，各个站点随机选择等待0，1,2或3个时隙再开始重传4.第i次冲突后，在0至2的i次方减一间随机选择一个等待的时隙数，再开始重传5.10次冲突后，选择等待的时隙数固定在0至1023（2的10次方减一）间6.16次冲突后，发送失败，报告上层31.假设以太网的往返传播时延是51.2us，最小帧长度为64B，若往返传播时延保持不变，将以太网速度提高到100Mbit/s，最小帧长度是多少？（周美奇，姚媛媛）（100Mbit/s*64B）/（64*8/51.2us）=640B32、数据传输速率为5Mbit/s,传播速度为200m/us令牌环接口的一个比特延迟等于多少米的电缆？解：1/（5Mbit/s）*200m/us=40m33.以太网有时候被认为是不适合实时计算的，因为在最坏的情况下重发间隔是无限的，假设令牌环网中节点是固定且已知的，在什么情况下，令牌环也会出现上述这种最坏的情况？在什么情况下令牌环能已知最坏的情况？答：在令牌环上，如果一个站点在获取令牌后，保持令牌的时间不受限制，可以发送任意多个数据帧，那么，该令牌网环网与以太网一样，要发送数据的站点等待时间无上限。仅当每个站保持令牌的时间有一个上限的条件下，令牌环网才是确定性的，即任何一站等待发送的时间都是有限的。 34、千兆位以太网为什么要引入载波扩展和桢突发机制？答、千兆位以太网的数据传输速率提高到1000Mbit/s,在半双工模式下，由于CSMA/CD的约束，如果保持IEEE802.3标准规定的最小桢长不变，冲突域将随着数据传输速率的增加进一步缩小到无法实用的地步。为了在半双工模式下扩展冲突域和增加系统跨距，千兆以太网采用了两项特殊技术：载波扩展和分组突发。35 在提高以太网速度的过程中，人们主要解决的问题有哪些（分10Mb/s到100Mb/s，100Mb/s到1000Mb/s分别论述）？ 答：需要解决的共通问题是保证使用相同的以太网帧格式。 速率从10Mb/s提高到100Mb/s时解决的问题包括：传输速率的提高所造成的RFI/EMI辐射增大和网络跨距缩小，同一网络中同时兼容10Mb/s和100Mb/s设备，在半双工方式下保证CAMA/CD协议继续有效。速率从100Mb/s提高到1000Mb/s时解决的问题包括：网络跨距缩小和短帧较多时网络效率降低。同一网络中同时兼容10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s设备，在半双工方式下保证CAMA/CD协议继续有效。 速率从1000Mb/s提高到10000Mb/s时解决的问题主要是网络跨距的严重缩小以及如何有效地限制成本和功耗。36HDLC帧可分为哪几大类？试简述各类帧的作用。答：分三大类。1信息帧：用于数据传输，还可同时用来对已收到的数据进行确认和执行轮询功能。2监督帧：用于数据流控制，帧本身不包含数据，但可执行对数据帧的确认，请求重发信息帧和请求暂停发送信息帧等功能。3无编号帧：主要用于控制链路本身，不使用发送或接收帧序号。37、HDLC中常用的操作方式有以下三种：（1）正常响应方式NRM正常响应方式NRM（Normal Responses Mode）是一种非平衡数据链路操作方式，有时也称非平衡正常响应方式。该操作方式适用于面向终端的点到点或一点与多点的链路。在这种操作方式，传输过程由主站启动，从站只有收到主站某个命令帧后，才能作为响应向主站传输信息。响应信息可以由一个或多个帧组成，若信息 由多个帧组成，则应指出哪一个是最后一帧。主站负责管理整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站发送命令的权利，同时也负责对超时、重发及各类恢复 操作的控制。（2）异步响应方式ARM异步响应方式ARM（Asynchronous Responses Mode）也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。在这种操作方式下，由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。（3）异步平衡方式ABM异步平衡方式ABM（Asynchronous Balanced Mode）是一种允许任何节点来启动传输的操作方式。为了提高链路传输效率，节点之间在两个方向上都需要的较高的信息传输量。在这种操作方式下任何时候任何站都能启动传输操作，每个站既可作为主站又可作为从站，每个站都是组合站。各站都有相同的一组协议，任何站都可以发送或接收命令，也可以给出应答，并且各站对差错恢复过程都负有相同的责任。38、一个PPP帧的数据部分是7D 5E 7D 5D 65 7D 5E实际需要传输的数据是什么？7E FE 27 7