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《计算机网络教程》习题参考答案
第一章概述
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度
发送时延=数据块长度/信道带宽
总时延=传播时延+发送时延十排队时延
1-01计算机网络的开展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？
答：计算机网络的开展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心 计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计 算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，那么具有交互式处理和 成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共 享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。网络的共享采用排队方式，即由 结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户断续（或动态） 分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准 化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架一开放系统互连基 本参考模型OSL。这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也 遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和 智能型网络的兴起。
1-02试简述分组交换的要点。
答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上开展起来的。它兼有电路交换和报文交 换的优点。在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。以短的分 组形式传送。分组交换在线路上采用动态复用技术。每个分组标识后，在一条物理线路上采 用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据 暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺 序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，信息工程学院
高只能到达56 kb/s,与每秒几个兆比特相距甚远。这是为什么？
答：“在数字传输时，假设传输速率为每秒几个兆比特，那么传输距离可达几公里。”这是指 使用数字线路，其两端的设备并没有带宽的限制。当我们使用调制解调器与ISP相连时，使 用的是 的用户线。这种用户线进入市话交换机处将带宽限制在3400Hz以下，与数字线 路的带宽相差很大。
3-15码分复用CDMA 为什么可以使所有用户在同样地时间使用同样的频带进行通信而 不会互相干扰？这种复用方法有何有缺点？
3-16有4个站进行码分复用CDMA通信。4个站的码片序列为：
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 送的代码是什么？
答：只须计算4个常规的内积：
(11
+ 1
-3
+ 1
—1
-3
+ 1
+1) ♦
(—1
—1
—1 +1
+ 1
—1
+ 1
+ 1)
/8=1
(—1
+1
-3
+ 1
—1
-3
+ 1
+ 1)・
(—1
—1
+1 — 1
+ 1
+ 1
+ 1
—1)
/8二—1
(—1
+ 1
-3
+ 1
—1
-3
+ 1
+1) -
(—1
+ 1
—1 +1
+ 1
+ 1
—1
—1)
/8=0
(-1
+ 1
-3
+ 1
—1
-3
+ 1
+ 1) -
(11
+ 1
—1 — 1
—1
—1
+ 1
—1)
/8=1
结果是A和D发送比特1, B发送比特0,而C未发送数据。
第4章数据链路层
4-01数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？ “电路接通了”与“数据 链路接通了”的区别何在？
答：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控 制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件展2） “电路接 通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，数据传 输并不可靠。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了"。此后，由 于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链 路，进行可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
4-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能？
答：数据链路层中的链路控制包括链路管理；帧同步；流量控制；过失控制；将数据和 控制信息分开；透明传输；寻址等功能。
4-03考察停止等待协议算法。在接收结点，当执行步骤（4）时，假设将“否那么转到（7） ” 改为“否那么转到（8） \将产生什么结果？
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答：步骤（4）中，假设，说明发送结点队上一帧确实认发送结点没有正确收到，发送结点 重传了上一帧，此时接收结点的做法应当是：丢弃该重复帧，并重发对该帧确实认。假设改为“转 到（8） ”，接收结点发送否认帧，那么接收结点以为该帧传输错误，那么一直重发该帧。
4-04在停止等待协议算法中，在接收站点，当执行步骤（3）时，假设将“否那么——一 转到（6） ”改为“否那么一一——转到（2）”将产生什么结果？
答：
4-05在停止等待协议算法中，假设不使用帧的序号将出现什么后果？
答：
4-06 一个信道速率为4 kb/s。采用停止等待协议。传播时延为20 ms。确认帧长度和 处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率到达至少50%?
答：当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50%,或者说当发 送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，效率将是50%o即20ms*2=40ms。现在发送速 率是每秒4000bit,即发送一位需0.25mso那么帧长40/0.25=160bit
4-07在停止等待协议中，确认帧是否需要序号？请说明理由。
答：在一般情况下，确认帧不需要序号。但如果超时时间设置短了一些，那么可能会出现 问题，即有时发送方会分不清对哪一帧确实认。
4-08试写出连续ARQ协议的算法。
答：连续ARQ协议的工作原理如下图。
时间

连续ARQ协议在简单停止等待协议的基础上，允许连续发送假设干帧，在收到相应ACK 后继续发送假设干帧，用以提高传输效率。这时ACK及NAK也必须有对应的帧序号，才能够 对应起来。
在发生过失时丢弃原已发送的所有后续帧，重发过失发生以后的所有帧，相当于完全返 回重传。
信道较差时，连续ARQ协议传输效率不高。
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4-09试证明：当用n个比特进行编号时，假设接收窗口的大小为1,那么只有在发送窗口 的大小Wt<=2「l时，连续 ARQ协议才能正确运行。
证明：
（1）显然 WT内不可能有重复编号的帧，所以WT<2no设WT=2n；（2）注意以下情况：
发送窗口:只有当收到对一个帧确实认，才会向前滑动一个帧的位置；
接收窗口:只有收到一个序号正确的帧，才会向前滑动一个帧的位置，且同时向发送端 发送对该帧确实认。
显然只有接收窗口向前滑动时，发送端口才有可能向前滑动。发送端假设没有收到该确认， 发送窗口就不能滑动。
（3）为讨论方便，取n=3。并考虑当接收窗口位于0时，发送窗口的两个极端状态
状态 1：发送窗口: 0 1 2345 670 1 2345 67
全部确认帧收到接收窗口： 0 1 2345670 1 2345 67
状态 2： 发送窗口: 0 1 2345 670 1 2345 67
全部确认帧都没收到接收窗口: 0 1 2345 670 1 2345 67
（4）可见在状态2下，接收过程前移窗口后有效序列号的新范围和发送窗口的旧范围之 间有重叠，致使接收端无法区分是重复帧还是新帧。为使旧发送窗口和新接收窗口之间序列 号不发生重叠，有 WT+WR<2n,所以WT<2n-lo
4-10试证明：对于选择重传ARQ协议，假设用n比特进行编号，那么接收窗口的最大值受 公式（4-8）的约束。
证明：同上，有，而选择重传ARQ协议中，接收窗口肯定比发送窗口小，即，故证。
4-11在选择重传ARQ协议中，设编号用3 bito再设发送窗口 Wt=6而接收窗口 WR=3。 试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。
答：设想在发送窗口内的序号为0, 1, 2, 3, 4, 5,而接收窗口等待后面的6, 7, 0o 接收端假设收到0号帧，那么无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丧失）。
4-12在连续ARQ协议中，设编号用3bit,而发送窗口 Wt=8o试找出一种情况，使得在 今此情况下协议不能正确工作。
答：设想在发送窗口内的序号为0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7o而接收窗口等待后面的0o 接收端假设收到0号帧，那么无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丧失）
4-13在什么条件下，选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致？
答：当传输误过失时，或者选择重传协议的接收窗口为1时
4-14在连续ARQ协议中，假设发送窗口 Wt=7,那么发送端在开始时叶连续发送7个数据信息工程学院
帧。因此，在每一帧发出后，都要置一个超时计时器。现在计算机里只有一个硬时钟。设这 7个数据帧发出的时间分别为tO, tl, t6,且 加都一样大。试问如何实现这7个超时计 时器(这叫软时钟法)？
答：可使用链表实现。
4-15卫星信道的数据率为IMb/s。数据帧长为2000 bit。忽略确认帧长和处理时间。试 计算以下情况下的信道利用率：
(1)停止等待协议。
(2)连续ARQ协议，Wt=7o(3)连续 ARQ 协议，Wt=127o
(4)连续 ARQ 协议，Wt=255o
答：使用卫星信道端到端的传输延迟是250ms-270ms似IMb/s发送，2000bit长的帧的 发送时间是2000bit/ (1 Mb/s) =2ms。假设用t=0表示开始传输时间,那么在t=2ms,第一帧发 送完毕。t=252ms,第一帧完全到达接收方。t=254ms,对第一帧确实认帧发送完毕。t=504ms 时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是542mso如果在504ms内可以发送k个帧(每 个帧的发送用2ms时间)，那么信道利用率是2k/504,因此，1)停止等待协议，k= 1,2/504= 1/252 (2) W=7, 14/504=7/252 (3) W=127, 254/504=127/252 (4) W=255 , 2W=510>504,故信 道利用率为lo
4-16试简述HDLC帧各字段的意义。HDLC用什么方法保证数据的透明传输？
答：(1) HDLC帧的格式，信息字段(长度可变)为数据链路层的数据，它就是从网络 层传下来的分组。在信息字段的两端是24bit的帧头和帧尾。
HDLC帧两端的标志字段用来界定一个帧的边界，地址字段是用来填写从站或应答站的 地址信息，帧校验序列FCS用来对地址、控制和信息字段组成的比特流进行校验，控制字段 最复杂，用来实现许多主要功能。
(2)采用零比特填充法来实现链路层的透明传输，即在两个标志字段之间不出现6个连 续lo具体做法是在发送端，当一串比特流尚未加上标志字段时，先用硬件扫描整个帧，只 要发现5个连续的1,那么在其后插入1个0,而在接收端先找到F字段以确定帧的边界，接 着再对其中的比特流进行扫描，每当发现5个连续的1,就将这5个连续1后的1个0删除, 以还原成原来的比特流。
4-17 HDLC帧可分为哪几个大类？试简述各类帧的作用。
答:在 HDLC中，帧被分为三种类型：(1)信息帧用于传输数据的帧，具有完全的控制 顺序。(2)监控帧用于实现监控功能的帧。包括接收准备好、接收未准备好、请求发送、选 择发送等监控帧。主要完成回答、请求传输、请求暂停等功能。(3)无编号帧用于提供附加 的链路控制功能的帧。该帧没有信息帧编号，因此可以表示各种无编号的命令和响应(一般 情况下，各种命令和响应都是有编号的)，以扩充主站和从站的链路控制功能。
4-18 HDLC规定，接收序号N (R)表示序号为[N (R) -1] (mod8)的帧以及在这以前信息工程学院
的各帧都已正确无误地收妥了。为什么不定义“N (R)表示序号为N (R) (mod8)的帧以及 在这以前的各帧都已正确无误地收妥了 ”？
答：因为帧的初始序号为0
4-19 PPP协议的主要特点是什么？它适用在什么情况下？
答：点对点协议PPP,它有三个组成局部：
(1) 一个将IP数据报封装到串行链路的方法.
(2) 一个用来建立，配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP.
(3) 一套网络控制协议NCP,支持不同的网络层协议.
点对点协议PPP适用于在PSTN拨号的情况。
第5章局域网
5-01局域网的主要特点是什么？为什么说局域网是一个通信网？
答：局域网是将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。
1)特点：
高数据速率(0.1 Mbps-100Mbps)
短距离(0.1km〜25km)
低误码率(10-8〜10-11 ) o
2)局域网络是一个通信网络，因为从协议层次的观点看，它包含着下三层的功能。
在OSI的体系结构中，一个通信子网只有最低的三层。而局域网的体系结构也只有OSI 的下三层，没有第四层以上的层次。所以说局域网只是一种通信网。
5-02 IEEE 802局域同参考模型与 OSI参考模型有何异同之处？
答：0SI体系结构指7层开放式互连标准参考模型。IEEE802是国际电子与电气工程师 协会发布的关于办公自动化和轻工业局域网体系结构的一系列标准文件，该标准基本上对应 于0SI模型的物理层和数据链路层，这个标准使网络的物理连接和访问方法规范化。已被ISO 陆续接收为标准。
相同：IEEE802局域网遵循OSI模型。包括物理层、数据链路层和网络层。
不同：对应OSI模型的数据链路层分成两个子层，介质访问控制子层和逻辑链路控制子 层；一般不单独设置网络层。
局域网的参考模型只相当于OSI参考模型的最低两层，且两者的物理层和数据链路层之 间也有很大差异。在IEEE802系列标准中各个子标准的物理层和媒体访问控制MAC子层是 有区别的，而逻辑链路控制LLC子层是相同的，也就是说，LLC子层实际上是高层协议与 任何一种MAC子层之间的标准接口。
5-03 一个7层楼，每层有一排共15间办公室。每个办公室的楼上设有一个插座。所 有的插座在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。设任意两个插座之间都允许
信息工程学院连上电缆(垂直、水平、斜线均可)。现要用电缆将它们连成：(1)集线器在中央的
星形同；(2)以太网；试计算每种情况下所需的电缆长度。
答：(1)假定从下往上把7层楼分别编号为1〜7层。在星形网中，路由器放在4层中间 位置。到达7x15-1=104个场点中的每一个场点都需要有电缆。因此电缆的总长度等于：
(2)对于以太网(10BASE5),每一层都需要56m水平电缆，再加上24m (=4x6)垂 直方向电缆，所以总长度等于：56x7 + 24=416 (m)
5-04数据率为10Mb/s的以太网的码元传输速率是多少？
答：码元传输速率即为波特率。10Mb/s以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每 一位都有两个信号周期，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
5-05有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每个站所能得到的带宽？
答:(1) 10 个站共享 10Mbit/s； 10/10=1 mbps(2) 10 个站共享 100Mbit/s； 100/10=10 mbps
(3)每站独占1 OMbpso连接到以太网交换机上的每台计算机都享有lOmbps的带宽。
5-06 试说明 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T, 10BASE-F、1BASE5, 10BROAD36、 和FOMAU所代表的意思。
答：10BASE5：r0”表示数据率为10Mbit/s, “BASE”表示电缆上的信号是基带信号， “5”表示每一段电缆的最大长度是500mo
10BASE2，10”表示数据率为10Mbit/s, BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“2” 表示每一段电缆的最大长度是185m。
10BASE-T：" 10”表示数据率为10Mbit/s, BASE”表示电缆上的信号是基带信号， 表示使用双绞线作为传输媒体。
10BROAD36，10”表示数据率为10Mbit/s, BROAD”表示电缆上的信号是宽带信号， “36”表示网络的最大跨度是3600mo
FOMAU : (Fiber Optic Medium Attachment Unit)光纤媒介附属单元，用以连接扩展以太 网的转发器之间的光纤链路FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)。
5-07 lOMb/s以太网升级到100Mb/s和IGb/s时,需要解决哪些技术问题?
答：欲保持10M, 100M, 1G的MAC协议兼容，要求最小帧长的发送时间大于最长的 冲突检测时间，因而千兆以太网采用载波扩充方法。而且为了防止由此带来的额外开销过大， 当连续发送多个短帧时采用帧突发技术。而100M以太网采用的那么是保持帧长不变但将最大 电缆长度减小到100m。其它技术改进：(1)采用专用的交换集线器，缩小冲突域(2)发 送、接收、冲突检测传输线路独立，降低对媒体带宽要求(3)为使用光纤、双绞线媒体， 采用新的信号编码技术。
5-08 100个站点分布在4km长的总线上，协议采用CSMA/CD。总线速率为5Mbps,帧 平均长度为1000比特，传播时延为5|is/kmo试估算每个站每秒钟发送的平均帧数最大值。
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答案一：因传播时延为5|is/km,那么传播速度为2x10 8m。
100个站点时,每站发送成功的概率为A= (1-1/100) loo-i =0.369
信道利用率最大值 Smax=l/ (1+0.1 (2/0.369-1) ) =0.693
因总线速率为5Mbps,且100个站点的100个帧的总长度为100000比特，所以每个站 每秒钟发送的平均帧数最大值为34.65 o
答案二：a=i/T0=TC/L=5|is/kmx4kmx5Mbit/s4-1000bit=0.1
当站点数较大时，信道利用率最大值Smax接近=1/ (l+4.44a) =0.6925
信道上每秒发送的帧的最大值二SmaxxC/L=0.6925x5Mbit/s/1000bit=3462
每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=34
5-09在以下条件下，重新计算每个站每秒钟发送的平均帧数最大值。
(1)总线长度减小为1km； (2)总线速率加倍；(3)帧长变为10000比特。
答：设a与上题意义相同。当改变条件时，答案如下：
(1) al=a/4=0.025, Smax 1=0.9000
每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=45
总线长度减小，端到端时延就减小，以时间为单位的信道长度与帧长的比也减小,信道给 比特填充得更满，信道利用率更高，所以每站每秒发送的帧更多。
(2) a2=2a=0.2,整个总线网的吞吐率Smax2=0.5296
每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=53
总线速度加倍，以时间为单位的信道长度与帧长的比也加倍，信道利用率减小(但仍比 原来的1/2大)，所以最终每站每秒发送的帧比原来多。
(3) a3=a/l0=0.01,整个总线网的吞吐率 Smax3=0.9574
每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=4.8
帧长加长10倍，信道利用率增加，每秒在信道上传输的比特增加(但没有10倍)，所以 最终每站每秒发送的帧比原来少。
5-10假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为IGb/s。设信号在网络上的传播速率为 200000km/so求能够使用此协议的最短帧长。
答：对于1km电缆，单程传播时间为,即5|is,来回路程传播时间为lOpiSo为了能够按 照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10|iso以IGb/s速率工作，10w 可以发送的 比特数等于，因此，最短帧长10000比特或1250字节。
5-11有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为d,数据发送率为C,帧长 为12500字节，信号在线路上的传播速率为2.5x108m/so距离d为25m和2500m,发送速 率为10Mbit/s或10Gbit/so这样就有4种不同的组合。试利用公式(5-9)分别计算4种不同 情况下a的数值，并进行简单讨论。
答：a=T/T0=TC/L=d： (2.5x108) xC： (12500x8) =4x10-14 dCa越小，信道利用率越大

d=25m
d=2500m
C=10Mbit/s
C=10Gbit/s
C=10Mbit/s
C=10Gbit/s
a
10-5
10-2
10-3
1
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分析：
站点到集线器距离一定的情况下，数据发送率越高，信道利用率越低。
数据发送率相同的情况下，站点到集线器的距离越短，信道利用率越高。
补充题：为什么在CSMA/CD协议中参数a必须很小？用什么方法可以保证a的值很小？ 答：在CSMA/CD协议中参数a很小，可以使线路利用率和整个网络系统吞吐率保持较 高水平。限制网络传输媒体长度、提高总线速率或增加帧长度都是保证a值很小的有效方法。
5-13帧中继的数据链路连接标识符DLCI的用途是什么?什么是“本地意义”？
答：DLCI作地址信息用，用于FR交换机沿着虚电路向下一节点转发帧。
所谓“本地意义”是指帧包含的DLCI只标识帧所经过的这段链路，而不标识上一段、下 一段或其它链路，该帧前进时其DLCI在每段链路上都可变化。另外，一条新建虚电路在某 链路上DLCI值的选取，只要求在本段链路上与其它虚电路彼此不同，即只要局部不同，不 要求跟别的链路段不同(全局不同)。
5-14假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通 信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况那么反过来。这两个以太网一个 使用以太网集线器，另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络上。
答：以太网交换机用在这样的网络，其20%通信量在本局域网而80%的通信量到因特网。
5-15以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用 TDM相比优缺点如何？
答：CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，而传统的时分复用TDM是 一种静态的划分信道，所以对信道的利用，CSMA/CD是用户共享信道，更灵活，可提高信 道的利用率，不像TDM,为用户按时隙固定分配信道，即使当用户没有数据要传送时，信 道在用户时隙也是浪费的；也因为CSMA/CD是用户共享信道，所以当同时有用户需要使用 信道时会发生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用户在分配的时隙中不会与别的用户 发生冲突。对局域网来说，连入信道的是相距较近的用户，因此通常信道带宽较宽，如果使 用TDM方式，用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多，不利于信道的充分利用。
对计算机通信来说，突发式的数据更不利于使用TDM方式。
5-16使用CSMA/CD协议时，假设线路长度为100m,信号在线路上传播速率为2xl08m/so 数据的发送速率为IGbit/s。试计算帧长度为512字节、1500字节和64000字节时的参数a 的数值，并进行简单讨论。
答：a=T/T0=TC/L=100^ (2x108) xlxl09/L=500/L,
信道最大利用率Smax =1/ (l+4.44a),最大吞吐量Tmax=Smaxx 1 Gbit/s
帧长 512 字节时,a=500/ (512x8) =0.122, Smax =0.6486, Tmax=648.6 Mbit/s
帧长 1500 字节时，a=500/ (1500x8) =0.0417, Smax =0.8438 , Tmax=843.8 Mbit/s
帧长 64000 字节时再=500/ (64000x8) =0.000977,Smax =0.9957, Tmax=995.7 Mbit/s
可见，在端到端传播时延和数据发送率一定的情况下，帧长度越大，信道利用率越大， 信道的最大吞吐量越大。
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5-17 100VG局域网有哪些特点？和以太网相比，优缺点各有哪些？
lOOVG-AnyLAN也是一种使用集线器的100 Mb/s高速局域网，它综合了现有以太网和 令牌环的优点。IEEE 也制定其标准802.12o lOOVG-AnyLAN 常简写为100VG- VG 代表 Voice Grade,而Any那么表示它能使用多种传输媒体，并可支持IEEE 802.3和802.5的数 据帧。
100VG是一种无冲突局域网，能更好地支持多媒体传输。在网络上可获得高达95%的 吞吐量。在媒体接入控制 MAC 子层运行一种新的协议，叫做需求优先级（demand priority） 协议。各工作站有数据要发送时，要向集线器发出请求。每个请求都标有优先级别。一般的 数据为低优先级，而对时间敏感的多媒体应用的数据（如话音、活动图像）那么可定为高优先 级。集线器使用一种循环仲裁过程来管理网络的结点。它对各结点的请求连续进行快速的循 环扫描，检查来自结点的服务请求。集线器维持两个指针：高优先级指针和低优先级指针。 高优先级的请求可在低优先级请求之前优先接入网络，因而可保证对时间敏感的一些应用提 供所需的实时服务。集线器接收输入的数据帧并只将其导向具有匹配目的地址的端口，从而 提供了固有的网络数据平安性。优先级的标记由高层应用软件完成。标记信息作为帧信息的 一局部被送往媒体接人控制MAC子层。
100VG使用4对UTP （3类线、4类线或5类线）以半双工方式传送数据，因此每 对UTP的数据率只有25 Mb/So 100VG采用5B6B编码来传输数据。这种编码方法是先 将数据流划分为每组5 bit,然后按编码规那么将其转换为6bito因此每对UTP上30 MBaud 的信号速率可以获得25 Mb/s的数据率。5 bit共有32种组合。但在6 bit的64种组合 中只有20种是其中的1和0 一样多（当每组中具有相同数量的1和0可使直流分量为 零），因此有12种输入组合所对应的输出就一定有直流分量。编码规那么使这12种输入中的 每一种对应于两种不同的输出：一种叫“方式2输出”，它包含2个1和4个0 ；另一 种叫“方式4输出”，它包含4个1和2个零。当这12种输入中的某一种出现时，对应 的输出就使“方式2输出”和“方式4输出”交替出现。这样就可使输出数据流中的直流分量 最小。
100VG还支持10BASE-T和令牌环的网络拓扑，因此现有的10BASE-T以太网和令牌 环可很方便地移植成100 Mb/s的速率。100VG还可通过FDDI或ATM与广域网相连。
5-18网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？
答：网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先存放在其缓存中， 假设此帧未出现过失，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，那么通过查找网桥中生成的 站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。否那么，就丢弃该帧。
网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率的局域网。但网桥转发前需先缓存并查找站表，连接不同MAC子层的网段 时需耗时修改某些字段内容；增加了时延；无流量控制，以致产生丢帧；当网桥连接的用户 过多时易产生较大广播风暴。
网桥与转发器相比，主要有以下异同点：（1）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但 网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。转发器的数目 受限，而网桥从理论上讲，扩展的局域网范围是无限制的；（2）都能实现网段的互连，但网信息工程学院
桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；转发器只通过按比特转发信号实现各网段物 理层的互连，网桥在MAC层转发数据帧实现数据链路层的互连，而且网桥能互连不同物理 层甚至不同MAC子层的网段；（3）互连的各网段都在同一广播域，但网桥不像转发器转发 所有的帧，而是只转发未出现过失，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；网桥将网段隔离 为不同的冲突域，而转发器那么无隔离信号作用。（4）转发器转发一帧时不用检测传输媒体， 而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；
网桥与以太网交换机相比，主要有以下异同点：（1）以太网交换机实质上是一个多端口 的网桥，以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；它们都工作在数据 链路层；（2）网桥的端口一般连接到局域网，而以太网交换机的每个接口都直接与主机相连， （3）交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。（4） 网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采 用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。
5-19以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？
答：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层上。每一 个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。它能同时连通多对端口， 使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒 体的带宽。
以太网交换机支持存储转发方式，而有些交换机还支持直通方式。但要应当注意的是： 用以太网交换机互连的网络只是隔离了网段（减少了冲突域），但同一台交换机的各个网段仍 属于同一个广播域。因此，在需要时，应采用具VLAN能力的交换机划分虚拟网，以减少广 播域（802.1q协议）。
5-20 无线局域网WLAN的IEEE802.il标准的MAC协议有哪些特点？为什么 WLAN 中不能使用冲突检测协议？试说明RTS帧和CTS帧的作用。
答称之为DFWMAC的无线局域网MAC协议提供了一个名为分布式协调功能（DCF） 的分布式接入控制机制以及工作于其上的一个可选的集中式控制，该集中式控制算法称为点 协调功能（PCF） o DCF采用争用算法为所有通信量提供接入；PCF提供无争用的服务，并 利用了 DCF特性来保证它的用户可靠接入。PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各 站，从而防止了冲突的产生，对于分组语音这样对于时间敏感的业务，就应提供PCF服务。 由于无线信道信号强度随传播距离动态变化范围很大，不能根据信号强度来判断是否发生冲 突，因此不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CDo 802.11采用了 CSMA/CA技术， CA表示冲突防止。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。
这种CSMA/CA协议通过RTS （请求发送）帧和CTS （允许发送）帧来实现。源站在发 送数据前，先向目的站发送一个称为RTS的短帧，目的站收到RTS后向源站响应一个CTS 短帧，发送站收到CTS后就可向目的站发送数据帧。
5-21 IEEE802.il标准的MAC协议中的SIFS、PIFS和DIFS的作用是什么？
答SIFS是一种最短的帧间间隔，用于PCF中对轮询的响应帧、CSMA/CA协议中预约 交互性好。
分组交换网的主要优点是：
①高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占有。
②灵活。每个结点均有智能，为每一个分组独立地选择转发的路由。
③迅速。以分组作为传送单位，通信之前可以不先建立连接就能发送分组；网络使用高 速链路。
④可靠。完善的网络协议；分布式多路由的通信子网。
1-03试从多个方面比拟电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换 电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理 线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中 双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备本钱较低。但同时也带来线 路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路 交换比拟适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时， 再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。报文交换的 优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规 程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延 大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传 输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上开展起来的。它兼有电路交 换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段 的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个 数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端， 再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用 率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
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？
1-05试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。讨论是否需要这一层？
答：广播式网络是属于共享广播信道，不存在路由选择问题，可以不要网络层，但从OSI 的观点，网络设备应连接到网络层的服务访问点，因此将服务访问点设置在高层协议与数据 链路层中逻辑链路子层的交界面上，IEEE 802标准就是这样处理的。
1-06计算机网络可从哪几个方面进行分类？
答：从网络的交换功能进行分类：电路交换、报文交换、分组交换和混合交换；从网络 的拓扑结构进行分类：集中式网络、分散式网络和分布式网络；从网络的作用范围进行分类： 广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN；从网络的使用范围进行分类：公用网和专用网。
信息工程学院信道的RTS帧和CTS帧、目的站收到自己的数据帧后给发送站确实认帧等短帧的场合。PIFS 是中等的帧间间隔，用于PCF方式中轮询。DIFS是最长的帧间间隔，用于DCF方式中所有 普通的通信量。
补充题：解释CSMA/CD和它的用途。在802工程的哪个局部中使用到CSMA/CD?
答：CSMA/CD是用于以太网(802.3)的接入机制。如果站点想发送数据到网上，必须 首先监听线路上存在的通信量。如果没有检测到通信量，那么认为线路是空闲的并开始发送。 站点在发送数据后继续监听，如果检测到冲突，站点停止当前的发送并等待某个时间量直到 线路干净，然后再从头开始这一切。
第6章广域网
6-01试从多个方面比拟虚电路和数据报这两种服务的优缺点。
答：(1)在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路， 然后才能进行通信，通信结束应将虚电路撤除。数据报无需；(2)从地址设置看，虚电路每个分组含有一个短的虚电路号，数据报有完整地址；