计算机通信网复习题（答案）

计算机通信网复习题

第一章

重点复习范围

课后习题（布置的作业）

1、 计算机通信网的组成，及各部分作用

计算机通信网是由通信子网和用户资源子网组成的。

用户资源子网包括各种类型的计算机、终端以及数据采集系统，有的请求共享资源，有的可提供资源共享；

通信子网则可以采用电信部门提供的各种网络，支持用户资源子网的接入

2、 试将TCP/IP与ISO/OSI七层模型相比较，说明其相同点和不同点。 答：相似点：都是独立的协议栈的概念；层的功能也大体相似。

不同点：OSI更好的区分了服务、接口和协议的概念，因此比TCP/IP具有更好的隐藏性，能够比较容易的进行替换；OSI是先有模型的概念，然后再进行协议的实现，而TCP/IP是先有协议，然后建立描述该协议的模型；层次数量及层次功能有差别：TCP/IP 没有会话层和表示层，OSI不支持网络互连。OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，而在传输层仅有面向连接的通信，而TCP/IP在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式。

3、简要说明OSI参考模型中各层的功能。 1、物理层 物理层处于OSI模型的最低层。物理层的主要功能是利用物理媒介为它的上一层（数据链路层）提供物理连接，以便透明地传送比特流。单位是比特流。 2、数据链路层 数据链路层的功能是提供建立、维持和释放数据链路连接的有关功能和规程。 以帧为单位

3、网络层 网络层是OSI参考模型七层中最为复杂的一层。网络层的功能是通过路由选择，使通信系统中的发送端的运输层传下来的分组能够准确无误地找到接接收端，并交付给其运输层。单位是分组（或称为包） 4、运输层 运输层是网络体系结构中最为关键的一层。运输层的功能是向高层屏蔽下层数据通信的细节，透明地传送报文，达到为用户提供可靠的端到端的服务的目的。在运输层，数据的传送单位是报文。运输层只存在于端系统中（即主机之中），所以有时这一层又称为主机—主机层。

5、会话层 会话层的功能就是在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和同步其会话，并管理数据的交换。 6、表示层 表示层的主要功能是对两个通信系统中所交换信息表示方式进行处理，其中包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。 7、应用层 应用层向终端用户提供直接服务。应用层的功能是确定应用进程之间通信的性质，以满足用户的需要。

4. 写出ISO/OSI 七层模型的各层名称。试述TCP/IP的分层结构，并与ISO/OSI七层模型相比较。（综合）

答：ISO/OSI 七层模型中，第一层为物理层；第二层为数据链路层；第三层为网络层；第四层为传送层；第五层为会话层；第六层为表示层；第七层为应用层 TCP/IP模型由低到高分别为 网络接口层、网际层、传输层、应用层。 OSI参考模型和TCP/IP协议体系有很多相似之处。它们都是基于独立的协议栈的概念。而且层的功能也大体相似。除了这些基本的相似点之外，两种体系也有很多差别。 OSI模型有3个主要概念，即服务、接口和协议。因此，OSI模型中的协议比TCP/IP结构中的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对容易地进行替换。 OSI参考模型没有偏向任何特定协议，因此非常通用。但不利的方面是设计者在协议方面没有太好的经验，因此不知道该把哪些功能放到哪一层最好。ISO没有考虑广泛的网络互连。 OSI与TCP/IP相比，更能将协议层的细节隐藏，由于技术改变，协议也更容易被替代。OSI参考模型的核心设计概念在于：服务、接口和协议的定义。这些设计思想和今天的面相对象的编程思想是一致的。TCP/IP参考模型最初设计并不明确区分服务、接口和协议，尽管后来也有人想把TCP/IP改造成像OSI模型一样。OSI参考模型是在一些协议出现之后设计的，并不是为了适应某一个协议组，而是一种通用的参考模型。 TCP/IP是先有的协议，然后采用参考模型的方式描述TCP/IP协议组，两者之间匹配得很好，而用OSI参考模型不能很好地描述互联网协议族。 OSI模型有7层，而TCP/IP参考模型只有四层。另一个不同是面相连接服务和无连接服务的差别。OSI在网络层既支持面相连接服务也支持无连接服务，但在传输层只支持面相连接的服务。而TCP/IP参考模型在网络层只支持无连接服务，而在传输层既支持面向连接服务也支持无连接服务。 5、TCP/IP模型各层功能：

(1)应用层:TCP/IP应用层为用户提供访问Internet的一组应用高层协议，即一组应用程序。 (2)运输层：1、格式化信息 2、提供可靠传输

(3)网络层：1、处理来自运输层的分组发送请求 2、处理输入数据报 3、处理差错与控制报文

(4)网络接口层：负责接收IP数据报，并且通过特定的网络进行传输；或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，上交给IP层。

第二章

重点复习范围

1．课后习题（布置的作业）

2、画图说明服务和协议之间的关系。 3、说明（N）服务的概念。 在（N）协议的控制下，（N）层通过（N）实体的工作，可以向上一层即（N+1）层提供服务。这种服务称为（N）服务。接受（N）服务的是（N+1）实体，它被称为（N）服务用户或简称（N）用户。 归纳起来，（N）服务是由这样三部分组成的： (1)（N）实体自己提供的某些功能；

(2)从（N－1）层及其以下各层以及本地环境得到的服务；

(3)通过与处在另一开放系统中的对等（N）实体的通信而得到的服务。 4、网络协议的概念。

实现网络数据交换而建立的规则、约定或标准就称为网络协议。 一个网络协议主要由三个要素组成：

1、 语法，即数据与控制信息的结构或格式；

2、 语义，即需要何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答； 3、 同步，即事件实现顺序的详细说明。

5、协议数据单元、服务数据单元的概念

协议数据单元是指在不同端点的各层对等实体之间，为实现该层协议所交换的信息单元。一般将（N）层的协议数据单元记为（N）PDU （N）PDU由两部分组成：

1、 本层的用户数据，记为（N）用户数据； 2、 本层的协议控制信息记为（N）PCI

注意：协议数据单元中一定含有控制信息但可以没有用户数据。 接口数据单元

接口数据单元是指：同一系统中，两相邻层的实体之间，在一次交互中，经过层间接口的信息单元。一般将（N）层与（N+1）层的接口信息单元称为（N）IDU 服务数据单元

（N）SDU是一个供接口使用的数据，它要求不管在传送过程中经过什么变化，要保持在（N）连接的两端其大小不变。实际上，一个（N）SDU就是（N）服务所要传送的逻辑数据单元。 6、协议分层的好处。 答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。分层意味着某一层的协议的改变不会影响高层或低层的协议。

7、无连接通信和面向连接通信的最主要区别是什么？ 答：主要的区别有两点。 其一：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直接进行数据传输。

其二：面向连接的通信具有数据的保序性， 而无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。

8、 下图为建立运输连接的情况,要求在指定位置写出①~④处的服务原语.

①T-CONNECT.request(被叫地址，主叫地址，加速数据选择，服务质量，用户数据) ②T-CONNECT.indication(被叫地址，主叫地址，加速数据选择，服务质量，用户数据)

③T-CONNECT.response(服务质量，响应地址，加速数据选择，用户数据) ④T-CONNECT.confirm(服务质量，响应地址，加速数据选择，用户数据)

第三章

1、 比较虚电路和数据报的优缺点。 端到端的连接 虚电路 必须有 数据报 不要 目的站地址 分组的顺序 端到端的差错处理 端到端的流量控制 仅在连接建立阶段使用 总是按发送顺序到达目的站 由通信子网负责 由通信子网负责 每个分组都有目的站的全地址 到达目的站时可能不按发送顺序 由主机负责 由主机负责

2、简要叙述对数字数据用模拟信号进行调制的三种技术。 答：三种技术分别是调幅（ASK）、调频（FSK）和调相（PSK）：（1）ASK：用载波频率的不同的振幅来表示数据，该方式容易受增益变化的影响，是一种效率相当低的调制技术。（2）FSK：用载波频率附近的不同频率来表示数据，效率要高于ASK技术。（3）PSK：利用载波信号的相位移动来表示数据，PSK技术具有较强的抗干扰能力，而且比FSK方式更有效。PSK可以使用二相或多于二相的相移，利用这种技术，可以对传输速率起到加倍的作用。以上各种技术可以组合起来使用。由PSK和ASK结合的相位幅度调制PAM，是解决相移数已达到上限但还要提高传输速率的有效方法。

3、什么是频分多路复用、时分多路复用和波分多路复用，码分多路复用？ 答：实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术叫做多路复用技术。（1）时分多路复用技术是利用时间上离散的脉冲组成相互不重叠的多路信号，广泛应用于数字通信。时分复用是把一个宽的信道分成许多小时间片，让每一个小时间片分别传输一路信号；若干个小时片组成一组，这个组有一个专业名词叫\帧\。这样按照时间先后顺序一帧一帧的传输，就可以周而复始地用来支持许多路信号的传输了。（2）频分多路复用是将各路信号分别调制到不同的频段进行传输，多用于模拟通信。将一个信道内可以传输的带宽按其频谱划分成许多更细小的频段，每一个频段用来传递一路信号，用这种方式共享一个较大带宽的信道的技术为频分复用。频分复用的典型例子有日常的广播电台的播音频道，就是事先分配好，使得许多电台可以同时在空中广播而它们之间信号互不干扰。（3）波分复用技术。波分复用是近年来发展起来的一种共享光纤带宽的技术。在波长和频率之间有着互相转换的关系，所以波分复用实际上就是光波的频段上的一种频分复用，它在光纤中以不同的波长为载波来传递多路信号，这是在光波频率范围内，把不同波长的光波，按一定间隔排列在一根光纤中传送。 4.物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，哪些特性？ 5.物理层V系列、X系列、I系列建议分别是什么标准系列

第四章

1、链路层功能 2、链路层服务

3、三种协议工作原理及会定性分析通信效率 4、PPP和HDLC协议的区别 5、HDLC协议操作规程的时空图

6、链路层的流量控制机制和差错控制机制必要性和原理 7、理解捎带确认和累计确认的区别和优点 8、什么是帧？简述成帧的四种方式。

答：帧是具有一定长度和格式的信息块，一般由一些字段和标志组成。成帧的方式主要有。

（1）字节计数法。这种方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。接受方可以通过对该特殊字符的识别从位流中区分出帧的起始，并从专门字段中获知该帧中随后跟随的数据字节数，从而可确定出帧的终止位置。由于采用字段计数方法来确定帧的终止边界不会引起数据及其它信息的混淆，因而不必采用任何措施便可实现数据的透明性，即任何数据均可不受限制地传输。（2）使用字符填充的首尾定界符法。该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止，本节稍后要介绍的BSC规程便是典型例子。为了不使数据信息位中出现的与特定字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据字符前填充一个转义控制字符（DLE）以示区别，从而达到数据的透明性。（3）使用位填充的首尾定界符法。该法以一组特定的位模式（如01111110）来标志一帧的起始与终止。本节稍后要详细介绍的HDLC规程即采用该法。为了不使信息位中出现的与该特定模式相似的位串被误判为帧的首尾标志，可以采用位填充的方法。如采用特定模式01111110，则对信息位中的任何连续出现的5个“1”，发送方自动在其后插入一个“0”，而接受方则做该过程的逆操作，即每收到连续5个“1”，则自动删去其后所跟的“0”，以此恢复原始信息，实现数据传输的透明性。位填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。（4）违法编码法。该法在物理层采用特定的位编码方法时采用。例如，曼彻斯特编码方法，是将数据位“1”编码成“高-低”电平对，将数据位“0”编码成“低-高”电平对。而“高-高”电平对和“低-低”电平对在数据位中是违法的。可以借用这些违法编码序列来定界帧的起始与终止。局域网IEEE 802标准中就采用了这种方法。违法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透明性，但它只适用采用冗余编码的特殊编码环境。由于字节计数法中Count字段的脆弱性以及字符填充实现上的复杂性和不兼容性，目前较普遍使用的帧同步法是位填充法和违法编码法。

9、掌握滑动窗口协议的算法。

10、一个信道的位速率为4kbps，传输延迟为为20ms。请问帧的大小在什么范围内，停等式协议才可以获得至少50%的效率。

答：当发送一帧的时间等于信道的传播延迟的2 倍时，信道的利用率为50%。或者说，当发送一帧的时间等于来回路程的传播延迟时，效率将是50%。而在帧长满足发送时间大于延迟的两倍时，效率将会高于50%。

现在发送速率为4Mb/s，发送一位需要0.25。

只有在帧长不小于160kb 时，停等协议的效率才会至少达到50%。

11、利用地球同步卫信在一个1Mbps的信道上发送1000位的帧，该信道离开地球的传输延迟为270ms。确认信息总是被梢带在数据帧上。头部非常短，并且使用3位序列号。在下面协议中，最大可获得的信道利用率是多少？ （a）停等式协议

（b）退回n-ARQ协议

（c）选择性重传-ARQ协议

答：对应三种协议的窗口大小值分别是1、7 和4。

使用卫星信道端到端的典型传输延迟是270ms，以1Mb/s 发送，1000bit 长的帧的发送时间为1ms。我们用t=0 表示传输开始的时间，那么在t=1ms 时，第一帧发送完毕；t=271ms时，第一帧完全到达接收方；t=272ms，对第一帧的确认帧发送完毕；t=542ms，带有确认的帧完全到达发送方。因此一个发送周期为542ms。如果在542ms 内可以发送k 个帧，由于每一个帧的发送时间为1ms，则信道利用率为k/542，因此：

（a） k=1，最大信道利用率=1/542=0.18%

（b） k=7，最大信道利用率=7/542=1.29% （c） k=4，最大信道利用率=4/542=0.74%

12、考虑在一条无差错的64kbps的卫星信道上单项发送512字节的数据帧，有一些非常短的确认从另一方回来。对于窗口大小为1、7、15和127的情况，最大的吞吐率是多少？从地球到卫星的传输时间为270ms。

答：使用卫星信道端到端的传输延迟为270ms，以64kb/s 发送，周期等于604ms。发送一帧的时间为64ms，我们需要604/64=9 个帧才能保持通道不空。

对于窗口值1，每604ms 发送4096 位，吞吐率为4096/0.604=6.8kb/s。

对于窗口值7，每604ms 发送4096*7 位，吞吐率为4096*7/0.604=47.5kb/s。 对于窗口值超过9（包括15、127），吞吐率达到最大值，即64kb/s。

第五章

1、CSMA/CD的原理 2、局域网的体系结构 3、三种局域网的比较

4、自己设计一个无冲突的多点链路访问协议。

5. 考虑建立一个CSMA/CD网，电缆长1公里，不使用重发器，运行速率为1Gbps。电缆中的信号速度是200000公里/秒。问最小帧长度是多少？ 答：对于1km 电缆，单程传播时间为1/200000=5×(10-6 s，即5微秒，来回路程传播时间为2t =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10000， 因此，最小帧是10 000 bit 或1250 字节长。

6、 CSMA/CD总线网的特点。

答：1.竟争总线 2.冲突显著减少 3.轻负荷有效 4.广播式通信 5.发送和应答时间具有统计性 6.总线结构和MAC规程简单

7、CSMA/CD的工作原理。

答：1、一个站要发送信息，首先对总线进行监听，看介质上是否有其他站发送的信息存在。 2、如果介质是空闲的，则可以发送信息。

3、在发送信息帧的同时，继续监听总线，即“边发边听”。当监听到有冲突发生时，便立即停止发送，并发出报警信号，告知各工作站已发生冲突。此时，信息剩余部分不再发送，也防止它们再发送新的信息介入冲突。若发送完成后，尚未检测到冲突，则发送成功。 3、 发出报警信号后，退让一段随机时间，然后再试。

简单总结:1、发前先听 2.不忙即发 3.边发边听 4.冲突避退

8、是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长，最小帧长和最大帧长分别是多少？ 答：设置最小帧长是为了区分开噪声和因发生碰撞而异常中止的短帧。 设置最大帧长是为了保证个站都能公平竞争接入到以太网。因为如果某个站发送特长的数据帧，则其他的站就必须等待很长的时间才能发送数据。

9.试说明10BASE5，10BASE2，10BASE-T， 10BROAD36所代表的意思

第六章

1、网络层的功能；

2、动态路由算法和静态路由选择算法的原理； 3、虚电路子网和数据报子网的比较； 4、分析拥塞产生的深层次原因； 5、在 IPv4 头中有多少字节?

6、给出流量控制和拥塞控制之间的区别。

第八章

1、传输层的功能

2、如何理解传输层的重要性 3、UDP为什么必须存在？ 4、请设计一个建立在UDP之上的应用层协议，实现客户端到服务器端可靠数据传输的协议。 5、最小的TCP MTU的总长度是多少？

6、在TCP/IP协议族的传输层中，有两个不同的传输层协议TCP和UDP，为什么设置这样两种不同的协议，试对它们进行比较。

答：TCP和UDP是工作在传输层的因特网协议，其中TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是专门设计用于在不可靠的因特网上提供可靠的、端到端的字节流通信的协议。TCP协议将数据分成可被IP层传输的数据包交IP层传送，或者将从IP层收到的数据包重新组合为完整的消息并进行校验。TCP是面向连接的协议。 UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议。它是TCP/IP协议中的非连接协议。UDP向应用程序提供了一种发送封装的原始IP数据报的方法，并且发送时无需建立连接。它将应用程序产生的数据信息转化成数据包，然后经由IP发送。它不验证消息是否正确发送，其可靠性依赖于产生消息的应用程序自身。 TCP的连接是可靠的，UDP连接是不可靠的。 7、是否TCP和UDP都需要计算往返时延RTT？

答：往返时延RTT只是对运输层的TCP协议才很重要，因为TCP要根据平均往返时延RTT的值来设置超时计时器的超时时间。

UDP没有确认和重传机制，因此RTT对UDP没有什么意义。 因此，不要笼统地说“往返时延RTT对运输层来说很重要”，因为只有TCP才需要计算RTT，而UDP不需要计算RTT。

8、在传输层和数据链路层的流量控制有什么区别。（简答题）

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