【正文】 ) 即 D=10 D0 。116計算機通信網(wǎng)有哪些非性能特征？計算機通信網(wǎng)性能指標與非性能特征有什么區(qū)別？答：計算機通信網(wǎng)非性能特征有：費用、質量、標準化、可靠性、可擴展性和可升級性、易于管理和維護。計算機通信網(wǎng)性能指標有：速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間、利用率。性能指標指的是與通信網(wǎng)絡本身性能相關的指數(shù)，而非性能特征與其本身無直接關系。117收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，108 。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時延： 　?。?） 數(shù)據(jù)長度為107bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s，傳播距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2108m/s。 　?。?） 數(shù)據(jù)長度為103bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s，傳輸距離和信號在媒體上的傳播速率同上。 答：（1）：發(fā)送延遲=107/（1001000）=100s 　　傳播延遲=10001000/（2108）=5103s=5ms 　 （2）：發(fā)送延遲=103/（109）=106s=1us 傳播延遲=10001000/（2108）=5103s=5ms118 、108m/s。媒體長度l分別為：(1) 10cm(網(wǎng)卡)(2) 100m(局域網(wǎng))(3) 100km(城域網(wǎng))(4) 5000km(廣域網(wǎng))試計算當數(shù)據(jù)率為Mb/s1和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。 答：傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率 時延帶寬積=傳播時延*帶寬 （1）1108b/s= （2）100m/1108b/s= （3）100000/1108=435bit （4）5106/1108=21739bit11長度為100字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20字節(jié)的TCP首部。再交給網(wǎng)絡層傳送，需加上20字節(jié)的IP首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。 　　若應用層數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？ 答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時 　　傳輸效率=100/（100+20+20+18）=% 　　數(shù)據(jù)長度為1000字節(jié)時， 傳輸效率=1000/（1000+20+20+18）=%120 網(wǎng)絡體系結構為什么要采用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。答：網(wǎng)絡體系結構采用分層的結構，可以減少協(xié)議設計的復雜性，使得各層之間是獨立的，增強靈活性，使得網(wǎng)絡體系結構上可以分割開，易于實現(xiàn)和維護，同時促進標準化工作。日常生活中，比如，甲、乙兩地兩人a、b通信，a將寫好的信交給甲地郵局，甲地郵局經(jīng)過交通部門將信郵至乙地郵局，b再從乙地郵局取信。這相當于一個三層結構，如下圖所示雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但是它們都分別對應同等機構，同屬一個子系統(tǒng)，而同處一地的不同機構則不再一個子系統(tǒng)內(nèi)，而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。 121 協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關系？答：協(xié)議是水平的，服務是垂直的。協(xié)議是“水平的”， 即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務是“垂直的”， 即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。協(xié)議與服務的關系在協(xié)議的控制下，上層對下層進行調(diào)用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有連接。122 網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素是什么？各有什么含義？答：在計算機網(wǎng)絡中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一個網(wǎng)絡協(xié)議要由以下三個要素組成：（1）語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式；（2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答；（3）同步，即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。對于非常復雜的計算機網(wǎng)絡協(xié)議，其結構最好采用層次式的。123 為什么一個網(wǎng)絡協(xié)議必須把各種不利的情況都考慮到？答：因為網(wǎng)絡協(xié)議如果不全面考慮不利情況，當情況發(fā)生變化時，協(xié)議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，并且約定不見不撒。這個協(xié)議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網(wǎng)絡是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協(xié)議能否應付各種異常情況。124試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構的要點，包括各層的主要功能。答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結構是為便于學習計算機網(wǎng)絡原理而采用的綜合了OSI七層模型和TCP/IP的四層模型而得到的五層模型。五層協(xié)議的體系結構見圖11所示。 圖11五層協(xié)議的體系結構各層的主要功能：（1）應用層　 應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理（user agent),來完成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。(2）運輸層任務是負責主機中兩個進程間的通信。因特網(wǎng)的運輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。面向連接的服務能夠提供可靠的交付。無連接服務則不能提供可靠的交付。只是besteffort delivery.(3)網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層負責為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機。（4）數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的任務是將在網(wǎng)絡層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結點間的鏈路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。（5）物理層物理層的任務就是透明地傳輸比特流。 “透明地傳送比特流”指實際電路傳送后比特流沒有發(fā)生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當發(fā)送端發(fā)出比特“1”時，接收端如何識別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應當有多少根腳以及各個腳如何連接。125試舉出日常生活中有關“透明”這種名詞的例子。答:“透明”是指某一個實際存在的事物看起來卻好像不存在一樣。書上舉例如:你看不見在你面前有100%透明的玻璃的存在。126試解釋下列名詞：協(xié)議棧、實體、對等層、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、服務訪問點、客戶、服務器、客戶服務器方式。答：協(xié)議棧：指計算機網(wǎng)絡體系結構采用分層模型后，每層的主要功能由對等層協(xié)議的運行來實現(xiàn)，因而每層可用一些主要協(xié)議來表征，幾個層次畫在一起很像一個棧的結構。實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。在許多情況下，實體是一個特定的軟件模塊。對等層：在網(wǎng)絡體系結構中，通信雙方實現(xiàn)同樣功能的層。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層實體進行信息交換的數(shù)據(jù)單位。服務訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方。服務訪問點SAP是一個抽象的概念，它實體上就是一個邏輯接口?？蛻?、服務器：客戶和服務器都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴掌鞣绞剿枋龅氖沁M程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠照埱蠓?，服務器是服務提供方?？蛻舴掌鞣绞剑嚎蛻舴掌鞣绞剿枋龅氖沁M程之間服務和被服務的關系，當客戶進程需要服務器進程提供服務時就主動呼叫服務進程，服務器進程被動地等待來自客戶進程的請求。127 試解釋everything over IP和IP over everything的含義。答：everything over IP：即IP為王，未來網(wǎng)絡將由IP一統(tǒng)天下。未來的通信網(wǎng)既已肯定以數(shù)據(jù)信息業(yè)務為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP，那么網(wǎng)上信息業(yè)務宜一律使用IP，即所謂everything over IP。IP over everything：在現(xiàn)在的電通信網(wǎng)過渡到光通信網(wǎng)的過程中，IP、ATM、WDM會配合使用，漸漸過渡，既是IP over everything。第二章 物理層201 物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？ （1）物理層要解決的主要問題： ①.物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本曾的協(xié)議與服務。 ②.給其服務用戶（數(shù)據(jù)鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳輸?shù)谋忍亓鳎┑哪芰?。為此，物理層應解決物理連接的建立、維持和釋放問題。③.在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標識數(shù)據(jù)電路。（2）物理層的主要特點：①.由于在OSI之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經(jīng)制定出來了，而且在數(shù)據(jù)通信領域中，這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協(xié)議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI的抽象模型制定一套心的物理層協(xié)議，而是沿用已存在的物理規(guī)程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。②.由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協(xié)議相當復雜。202 規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？答：在數(shù)據(jù)通信的早期，對通信所使用的各種規(guī)則都稱為“規(guī)程”（procedure），后來具有體系結構的計算機網(wǎng)絡開始使用“協(xié)議”（protocol）這一名詞，以前的“規(guī)程”其實就是“協(xié)議”，但由于習慣，對以前制定好的規(guī)程有時仍常用舊的名稱“規(guī)程”。203 試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構件的作用。答：一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡）、和目的系統(tǒng)（或接收端）。源系統(tǒng)一般包括以下兩個部分：?源點：源點設備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機，產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流。?發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進行傳輸。例如，調(diào)制解調(diào)器將PC機輸出的數(shù)字比特流轉換成能夠在用戶的電話線上傳輸?shù)哪M信號。?接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。例如，調(diào)制解調(diào)器接收來自傳輸線路上的模擬信號，并將其轉換成數(shù)字比特流。?終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。204 試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、基帶信號、帶通信號、數(shù)字數(shù)據(jù)、數(shù)字信號、碼元、單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳輸、并行傳輸。答：數(shù)據(jù)：是運送信息的實體。信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運送信息的模擬信號。模擬信號：連續(xù)變化的信號?；鶐盘枺簛碜孕旁吹男盘枴ㄐ盘枺航?jīng)過載波調(diào)制后的信號。數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數(shù)字數(shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。碼元：在使用時間域的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當然也不能同時接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。帶通信號——把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。205物理層的接口有哪幾個特性？各包含什么內(nèi)容？答：（1）機械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。（2）電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。（3）功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。（4）規(guī)程特性：說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。206 數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個：（1）在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會出現(xiàn)嚴重的碼元間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。（2）由于噪聲會使接收端對碼元的判決產(chǎn)生錯誤（1判決為0或0判決為1）。所以信噪比要限制在一定范圍內(nèi)。由香農(nóng)公式可知，信息傳輸速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的增加而提高；非均勻量化的信號量噪比，例如PCM隨編碼位數(shù)N指數(shù)規(guī)律增長，DPCM與頻率有關等。但實際信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數(shù)會導致接收機的成本提高，制作工藝復雜等。香農(nóng)公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種方法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鐘傳送的信息量；碼元/秒是碼元傳輸速率，每秒鐘傳送的碼元個數(shù)。兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要乘以log以2為底的進制數(shù)等于碼元傳輸速率207 假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率（b/s）？ 答：80000 b/s208 假定要用3kHz貸款的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無差錯傳輸），試問這個信道應該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示），這個結果說明什么問題？答：S/N= 是個信噪比很高的信道209 用香農(nóng)公式計算一下：假定信道帶寬為3100Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，那么若想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能否再增加20%？答：奈氏準則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元。香農(nóng)公式則表明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。根據(jù)香農(nóng)公式，計算信道的極限信息傳輸速率C為：C=log