计算机网络复习整理（二三四章习题）

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有关本专栏，请查阅计算机网络复习整理（第一章-1）

第二章

1．试比较模拟通信与数字通信。

【参考答案】

（1）模拟信号的电平随时间连续变化，语音信号是典型的模拟信号。能传输模拟信号的信道称为模拟信道。如果利用模拟信道传送数字信号，必须经过数字与模拟信号之间的变换（A/D变换器），例如，调制解调过程。

（2）离散的数字信号在计算机中指由“0”、“1”二进制代码组成的数字序列。能传输离散的数字信号的信道称为数字信道。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换。数字信道适宜于数字信号的传输，更需解决数字信道与计算机之间的接口问题。

2．简述同步通信与异步通信有何不同？

【参考答案】

（1）在同步通信传送时，发送方和接收发将整个字符组作为一个单位传送，数据传输的效率高。一般用在高速传输数据的系统中。

（2）异步通信方式实现比较容易，因为每个字符都加上了同步信息，计时时钟的漂移不会产生大的积累，但每个字符需要多占2-3位的开销，适用于低速终端设备。由于这种方式的字符发送是独立的，所以也称为面向字符的异步传输方式。

第三章

（1）物理层的4个重要特性是机械特性、电气特性、功能特性和____。（答案：C）

A．接口特性 B．协议特性 C．规程特性 D．物理特性

（2）物理层上传输的数据单元是______。（答案：B）

A．分组 B．比特 C．数据包 D．报文

（3）属于物理层的互连设备是______。（答案：A）

A．中继器 B．网桥 C．交换机 D．路由器

（4）IEEE 802.3ae 10Gbps以太网标准支持的工作模式是______。（答案：A）

A．全双工 B．半双工 C．单工 D．全双工和半双工

（5）快速以太网和以太网一样，都可使用______拓扑结构。（答案：C）

A．总线型 B．环型 C．星型 D．网状

（6）快速以太网不支持的传输介质是______。（答案：A）

A．同轴电缆 B．5类双绞线 C．3类双绞线 D．光纤

1．简述物理层的定义和主要特点。

【参考答案】

（1）物理层的定义

ISO对OSI模型的物理层给出的定义：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。

（2）物理层的主要特点

① 由于在OSI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OSI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媒体接口的机械，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。

2．简述物理层提供的服务有哪些？

【参考答案】

物理层定义了在物理传输介质上传输比特流所必需的功能，它向数据链路层提供的服务主要包括以下内容：

（1）物理连接的建立、维持和释放

当数据链路层实体发出建立物理连接的请求时，物理层实体使用相关的接口协议（物理层协议）完成这种连接的建立。并且在数据信号传输过程中要维持这个连接，当传输结束后释放这个连接。

（2）数据的传输

物理层为数据传输提供服务，需要形成适合数据传输需要的实体。该实体应提供足够的带宽，且保证数据能正确通过。传输数据的方式要能满足点到点、点到多点、串行或并行、半双工或全双工、同步或异步传输的需要。

（3）物理层管理

可以对物理层内的一切活动进行管理。在将数据发送到物理传输介质之前，本地节点必须处理原始的数据流，把从数据链路层接收的数据帧转换为用0和1表示的适合传输介质的电、光或电磁信号。

3．简述物理层要解决问题有哪些？

【参考答案】

物理层要解决的主要问题有：

（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。

（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，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。

（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。

4．简述物理层的接口的4个特性及其所包含的内容。

【参考答案】

（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：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

（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。

（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。5．简述EIA-RS-232-C接口进行数据传输的过程。

5．试画图说明IEEE 802.3标准给出的以太网物理层结构。

第四章

简述数据链路层的主要功能有哪些。

【参考答案】

数据链路层是以帧为单位传输数据。主要有数据成帧、帧的透明传输、差错控制、流量控制、数据链路管理、链路访问控制和物理寻址等功能。

假设数据位为11011，生成多项式为G(x)=X3+X+1，试计算CRC校验码。

【参考答案】

生成多项式为G（x）=X3+X+1，写为二进制代码就是1011，因最高为3次方，故需要在信息码后面附加3bit的CRC码。

信息码为11011时，做二进制除法11011000/1011，得余数为1011，故CRC码为10011，实际发送的bit序列为110110001011。

采用生成多项式G(x)=x4+x2+x+1为信息位1111101产生循环冗余位，附加在信息位后形成码字，若在每站引入比特填充后从左向右发送，求发送时的比特序列。

【参考答案】

（1）因为生成多项G(x)是的阶数是4，所以先将信息位后加4个0，得到1111 1010000；

（2）用生成多项式G(x)对应的二进制序列10111模2除以上述二进制序列，得到余数为0011；

（3）将余数附加信息位后得11111010011；

（4）按“0比特插入法’’规则，得到发送时的比特序列1111 1001 0011。

（5）结论：发送时的比特序列为1111 1001 0011。

由于传输信道的失真或噪声等影响，信号在传输过程中会发生差错。因此如何发现差错并进一步纠正差错十分重要，试分析检错、纠错的基本原理。设有一种编码，它有m个信息位和r个校验位，若需要纠正所有单比特错，当m=7时，r最少应为多少？

【参考答案】

（1）检错、纠错的基本原理：发送方在发送数据前给传输的数据信息位按照一定规则添加足够的检测码（通常称为校验码），接收方收到数据（包括信息位和检测码）后，按照同样的规则检测收到的数据是否与发送方发送的数据相同，以判断传输是否出错达到检错的目的。如果检错的同时需要纠错，则需要在判断数据传输出错的同时确定出错的位，因为数据采用二进制编码，因此出错的位一定是0变为了1或1变成了0，很容易纠正。

（2）为了纠正单比特错，r与m之间应满足关系m+r+1≤2r ，当m=7时，r最少应该为4。

试述HDLC帧可分为几大类？简述各类帧的作用。

【参考答案】

HDLC帧可分为三大类：信息帧、监督帧、无编号帧。

（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

试写出二进制数011111011110111111011111110111111经位填充处理后的结果。

【参考答案】

0111 11001111011111010111110110

CSMA/CD工作原理：

（1）发送数据前“监听信道”。网络中任意一个网络节点在发送数据帧前，首先监测一下共享信道中是否有其他节点正在发送数据的信号。如果监测到这种信号，说明信道正忙，否则信道是空闲的。然后，根据预定的控制策略来决定：①若信道空闲，立即将自己的帧发送出去，或者为慎重起见暂时不发送出去；②信道忙碌，则继续坚持监听信道，或者暂时退避一段时间（根据一定的退避算法随机决定退避时间，以避免多个节点同时退避同样长度的时间而引起下一次冲突）再监听。

（2）数据发送中“边发边听”。任一发送节点在发送数据帧期间要保持监听信道的冲突情况，一旦检测到冲突发生，则应立即中止发送，不管正在发送的这一帧是否发送完。保证尽快知道冲突发生和尽早关闭冲突发生后的无用发送，有利于提高信道利用率。

（3）“加强冲突”。发送节点在检测到冲突并停止发送后，立即改为发送一串阻塞信号（Jam信号），以加强冲突检测效果，告知其他节点信道已发送冲突。可以提高网络上所有节点对于冲突检测的可信度。

（4）设置“基本等待时间”。任一发送节点能完整地发送完一个帧，则停顿一个时间区间（BWT=2τ）并监听信道状态。若在此期间未发生冲突，则可确认该帧已发送成功。τ为信道的最大传播时延，BWT称为冲突检测窗口。

简述令牌总线网的工作原理。

【参考答案】

令牌总线网是一种采用了令牌介质访问控制方法且具有总线型拓扑结构的局域网，他的工作原理是：具有发送信息要求的节点必须持有令牌，当令牌传到某一个节点后，如果该节点没有发送到信息，就把令牌按顺序传到下一个节点，如果该节点需要发送信息，可以在令牌持有的最大时间内发送自己的一个帧或多个帧，信息发送完毕，或者达到持有令牌最大时间时，节点必须交出令牌，把令牌传送到下一个节点。令牌总线网在物理拓扑上是总线型的，在令牌传递上是环形的。在令牌总线网上，每个节点都要有本节点的地址，以便接受其他站传来的令牌，同时每个节点必须知道他上一个节点和下一个节点的地址，以便令牌的传递能够形成一个逻辑环形。

试分析PPP协议的工作过程。

【参考答案】

PPP协议，即点对点协议n位于OSI参考模型的第二层数据链路层协议，主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据。PPP协议主要由链路控制协议(LCP)、网络控制协议族 (NCPs)和用于网络安全方面的验证协议族（PAP和CHAP）组成。NCP 主要负责与上层的协议进行协商，LCP用于创建和维护链路。PAP是两次握手验证协议，口令以明文传递，被验证方首先发起验证请求。CHAP是三次握手验证协议，不发送口令，验证方首先发起验证请求（也就是挑战信息），安全性比PAP高。PPP会话建立可归纳为三个阶段：链路建立阶段、验证阶段、网络层协议获得阶段

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