计算机网络与通信习题答案

《计算机网络与通信》第 2版
习题答案
第1章计算机网络基础
1. 填空题
1.1所谓计算机网络就是将分散的计算机通过
通信线路 有机地结合在一起,达 到相互通信，实现 软、硬件资源共享
的综合系统。

1.2 国际标准化组织 _______________ 是制定计算机网络通信协议的最主要的
世界组织，其制定的 开放系统互联模型(OSI) 协议已成为全世界公认的世 界标准。

1.3进入20世纪90年代后，计算机网络的发展更加迅速，目前正在向
综合 化、智能 化 和高
速化发展，即人们所说的 新一代计算机
网络
1.4 网:
1.5 域
1.6按交换方式，计算机网络可分为 线路交换 网络(Circuit Switching )、
报文交换 网络(Message Switching )和 报文分组交换 网络(Packet Switching ）。

2. 问答题或思考题
1.1什么是计算机网络？计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有 何特点？ 答：所谓计算机网络就是将分散的计算机通过通信线路有机地结合在一起，达 到相互通信，实现软、硬件资源共享的综合系统。

计算机网络的产生和发展经历了从简单到复杂、 从单机系统到多机系统的发
展过程，其演变过程可分为四个阶段。

1. 具有通信功能的单机系统阶段
在计算机上增加一个通信装置，使主机具备通信功能。

将远地用户的输入
输出装置通过通信线路与计算机的通信装置相连。

2. 具有通信功能的多机系统阶段
通信控制处理机分工完成全部的通信控制任务，而让主机专门进行数据处
理。

在低速终端较集中的地区设置终端集中器
3•计算机网络阶段
以ARPA 网络为代表，公用数据网 PDN( Public Data Network )与局部网 络 LN
(Local Network )发展迅速。

O 从计算机网络组成角度来分，典型的计算机网络在逻辑上可以分为两个子 通信子网和资源子网。

从网络结点分布来看，计算机网络可分为
局域 网(Local Area Network ， LAN 、丄 网(Wide Area Network ， WAN 和 城域
网(Metropolitan Area Network ， MAN 。

4.网络体系结构的标准化和网络的高速发展
以In ternet为代表，网络向下一代网络发展。

1.2 计算机网络都能够通过哪些介质进行互连？ 答：计算机网络可采用了多种通信介质互连。

如电话线、双绞线、同轴电缆、 无线通信信道、微波与卫星通信信道等。

1.3 答： 统也不尽相同，它们在机器字长、信息的表示方法等多方面都存在差异，这就影 响了计算机之间的通信，正如使用不同语言的民族难以进行语言交流一样。

为了 解决这一问题， 需要制定一组通信规则， 虽然机器不同， 但只要遵从相同的规则， 就可以实现相互通信。

这些规则就称为通信协议。

国际标准化组织（ISO ）就是制 定计算机网络通信协议的最主要的世界组织，其制定的开放系统互连协议已成为 全世界公认的世界标准。

1.4 ARPA 网对计算机网的发展的主要贡献是什么？
答：ARPA 网是计算机网络技术发展的一个重要的里程碑，它对发展计算机网络 技术的主要贡献表现在以下几个方面：
完成了对计算机网络的定义、分类与子课题研究内容的描述； 提出了资源子
网、通信子网的两级网络结构的概念； 研究了报文分组交换的数据交换方法；
采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。

ARPF 网络研究成果对推动计算机网络发展的意义是深远的。

在它的基础之
上，
20世纪 70年代到 80年代计算机网络发展十分迅速， 1.5 网络软件是实现网络功能不可缺少的软件环境， 最主要的网络软件是什么软件？ 答：通常网络软件包括：
（ 1）网络协议和协议软件：实现网络协议功能， （ 2）网络通信软件：用于实现网络中各种设备之
间进行通信的软件。

（ 3）网络操作系统： 网络操作系统是用以实现系统资源共享、 管理用户对不 同
资源访问的应用程序，它是最主要的网络软件。

（ 4）网络管理及网络应用软件：网络管理软件是用来对网络资源进行管理和 对网络
进行维护的软件。

网络应用软件是为网络用户提供服务并为网络用户 解决实际问题
的软件。

1.6 计算机网络的逻辑组成包括哪几个部分？各个部分由哪些设备组成？
答：计算机的逻辑组成包括通信子网和资源子网两部分。

资源子网由主机、终 端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。

资源子网负责全网 的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。

通信子网由通信控 制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理 任务。

1.7 计算机网络可从哪方面进行分类？
答：（ 1）从网络结点分布来看，可分为局域网（ Local Area Network ， LAN ） 、 广域网（Wide Area Network, WAN 和城域网（Metropolitan Area Network, MA ） 2）按交换方式可分为线路交换网络（Circuit Switching ）、报文交换网络（Message Switching ）和报文分组交换网络（ Packet Switching ）。

（3）按网络拓扑结构可 分为星形网络、树形网络、总线形网络、环形网络和网状网络。

光纤、
什么是通信协议？
由于网络中可能存在不同公司、不同种类的计算机，在其上运行的操作系
1） 2） 3） 4） 出现了大量的计算机网络
它通常包括哪些部分？其中
比如 TCP/IP 、IPX/SPX 等。

1.8计算机网络有哪些功能？主要应用于哪些方面？
答：计算机网络应具备下面几个方面的功能：数据通信、资源共享、远程传输、集中管理、实现分布式处理、负荷均衡等。

主要应用在信息服务、通信与协作服务、交易服务与电子商务、休闲娱乐服务、计算服务、分布式控制系统、计算机集成与制造等领域。

1.9什么是计算机网络的拓扑结构？它可以分为哪几种类型？
答：计算机网络拓扑结构是抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式,是指网络电缆构成的几何形状, 它能表示出网络服务器、工作站的网络配置和相互之间的连接。

网络拓扑结构按形状可分为六种类型,分别是：星形拓扑结构、环形拓扑结构、总线形拓扑结构、树形拓扑结构、总线 / 星形拓扑结构及网状拓扑结构。

网络拓扑结构对整个网络的设计、功能、可靠性、费用等方面有着重要的影响。

1.10星型拓扑结构中,中央结点的主要功能是什么？答：星形拓扑结构是以中央结点为中心与各结点连接而组成的, 各个结点间不能直接通信, 结点间的通信必须经过中央结点的控制, 各结点与中央结点通过点与点方式连接,中央结点执行集中式通信控制策略,因此中央结点相当复杂, 负担也重。

以星形拓扑结构组网,中央结点主要功能有 : （ 1）为需要通信的设备建立物理连接；
（ 2）在两台设备通信过程中维物理连接；
（ 3 ）在完成通信或通信不成功时 , 拆除通道。

1.11星型拓扑结构的主要特点是什么？答：星形拓扑结构的特点是：很容易在网络中增加新的站点, 数据的安全性和优先级容易控制, 易实现网络监控；但是属于集中控制, 对中心结点的依赖性大,一旦中心结点有故障会引起整个网络瘫痪。

1.12环型网络拓扑结构的主要特点是什么？答：环形网的特点是：信息在网络中沿固定方向流动,两个结点间仅有唯一的通路,大大简化了路径选择的控制；某个结点发生故障时,可以自动旁路,可靠性较高；由于信息是串行穿过多个结点环路接口, 当结点过多时, 影响传输效率, 使网络响应时间变长,但当网络确定时,其延时固定,实时性强；由于环路封闭故扩充不方便。

1.13 什么是总线型拓扑？总线型拓扑有什么特点？答：用一条称为总线的中央主电缆, 将相互之间以线性方式连接的工作站连接起来的布局方式,称为总线形拓扑。

总线布局的特点是：结构简单灵活,非常便于扩充；可靠性高，网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使用方便；共享资源能力强，极便于广播式工作，即一个结点发送所有结点都可接收。

第2章数据通信基础
1.填空题
2.1模拟信号无论表示模拟数据还是数字数据 ，在传输一定距离后都会仝
减_。

克服的办法是用 放大器 来增强信号的能量，但 噪声 也会增强,
以至引起信号畸变。

2.2串行数据通信的方向性结构有三种， 2.3比特率是指数字信号的 传输速率，也叫
信息速率，反映一个数据通信系 统每秒传输二进制信息的 位数，单位为 bps 或bit/s 。

2.4波特率是一种调制速率，又称码元速率或波形速率，指 单位时间内通过信 道传输的码元数 ，单位为Baud 。

2.5信道容量表示一个信道的 最大数据传输速率，单位为bps 。

2.6奈奎斯特无噪声下的码元速率极限值 B 与信道带宽H 的关系为B=2 X H
（Baud ） 。

2.7 误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。

2.8根据调制所控制的载波参数的不同，有三种调制方式，分别为 幅移键控、 频移键控和相移键控 。

2.9模拟信号数字化的过程包括三个阶段，即抽样、量化和编码 2.10前文、后文加上所传输的数据信息构成了一个完整的同步传输方式下的数 据单位，称为 帧 。

它是 数据链路层 的数据传输单位。

2.11电路交换的通信过程包括3个阶段： 电路建立 、数据传输 和 电路
拆除。

2.12分组交换有 虚电路 分组交换和 数据报 分组交换两种。

它是计算机网 络中使用最广泛的一种交换技术。

2.13 ATM 技术具有动态分配 带宽 的特点，可以充分地利用带宽资源,并且能 很好地满足传输 突发性 数据的要求。

2.14帧中继（Frame Relay ，FR ）技术是从 X.25 分组通信技术 技术演变而 来的。

是在OSI （开放系统互连） 数据链路 层上用简化的方法传送和交换 数据单元的一种技术。

2.15数据信息位在向信道发送之前，先按照某种关系附加上一定的 冗余 位, 构成一个码字后再发送，这个过程称为 差错控制编码过程 。

2.1 答：
即信
息的
编码问题； 输问题，即发送和接收的同步问题和差错的发现和纠错问题。

2.2什么是数字通信？什么又是数据通信？两者有何区别？
答：通信的目的是为了在信源与信宿之间传递信息。

如果信息的自然形态是模拟 的，如语音、图像，经数字化处理后，用数字信号的形式进行传送，称为“数字 通信”。

如果信息的自然形态是数字的（离散的），如计算机数据，则不管用哪种 形式的信号进行传送都叫“数据通信”。

即单工、半双工 和双工 。

即抽样、
2. 问答题
在数据通信系统中，无论用哪种数据传输方式，均应解决什么问题？ 在数据通信系统
中，无论用哪种数据传输方式，均应解决如下问题：数据信息的表示， 信息的传输问题，即选用哪种数据传输方式的问题； 信息正确无误的传
曰、
2.3什么是比特率？什么是波特率？请举例说明两者的联系和区别？
答：比特率是指数字信号的传输速率，也叫信息速率，反映一个数据通信系统每秒传输二进制信息的位数，波特率是一种调制速率，又称码元速率或波形速率，指单位时间内通过信道传输的码元数。

它们之间的关系为：S=BX log 2N（bps）。

2.4什么是信号？在数据通信系统中有几种信号形式？
答：信号是数据的电子或电磁编码。

信号可分为模拟信号和数字信号。

模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。

可选择适当的参量来表示要传输的数据。

2.5何谓单工、半双工、全双工通信？请举例说明它们的应用场合。

答：单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互。

像无线电广播或者像计算机与打印机、键盘之间的数据传输均属单工通信。

单工通信只需要一条信道。

半双工通信：通信双方都可以发送（接收）信息，但不能同时双向发送。

这种方式得到广泛应用，因为它具有控制简单、可靠、通信成本低等优点。

显然，半双工通信需要两条信道。

全双工通信：通信双方可以同时发送和接收信息。

这要求通信双方具有同时运作的发送和接收机构，且要求有两条性能对称的传输信道。

2.6什么是基带传输？什么是频带传输？在频带传输中采用哪几种调制方法？答：数字数据以原来地0或1的形式原封不动地在信道上传送，称为基带传输。

频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。

在频带传输中根据调制所控制的载波参数的不同，有三种调制方式：幅移键控、频移键控和相移键控。

2.7设一个字符的ASCII编码位1011011，请画出该字符的非归零码、曼切斯特编码、差
分曼切斯特编码的波形示意图。

答：
0 0
2.8 数据传输系统中为什么要采用同步技术？请说明字符同步和帧同步的基本 工作原理。

答：数据在传输线路上传输时， 为了保证发送端发送的信号能够被接收端正确无 误地接收，接收端必须与发送端同步。

，如果发送端和接收端的时钟不同步，即 使只有较小的误差， 随着时间的增加， 误差逐渐积累， 终究会造成收发之间的失 步。

同步技术直接影响着通信质量， 作。

字符同步， 每次传送一个字符， 始位和 1 位或 1.5 位或 2 位停止位， 字符块为单位进行传输， 一个字符块一
般有几千个数据位。

为了防止发送端和接 收端失步， 发送时钟和接收时钟必须同步。

目前一般采用自同步法， 即从所接收 的数据中提取时钟信号。

为使接收端和发送端同步， 除使双方时钟同步外， 还必 须使接收端能准确判断出数据的开始和结束， 一般的做法是在数据块前加一个一 定长度的位模式，一般称为同步信号或前文（SYN ，数据结束后加上后同步信 号（后文）
2.9 什么是多路复用？有几种常用的多路复用技术，试简述之？ 答：多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的技术。

多路复 用系统可以将来自多个信息源的信息进行合并， 然后将这一合成的信息群经单一 的线路和传输设备进行传输。

常用的多路复用技术主要有四种形式： 频分多路复 用（Freque ncy Divisio n Mult ip lexi ng ，FDM 、时分多路复用（Time Divisio n Mult ip lexi ng ，TDM 、波分多路复用
（Wavele ngth Divisio n Mult ip lex ing ， WDM 和码分多路复用（Code Divisio n Mult ip lex ing ，CDM 。

2.10 在计算机网络中，数据交换的方式有哪几种？各有什么优缺点？ 答：数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送技术划分，交换网络 又可分为电路交换网、报文交换网和报文分组交换网。

（1）电路交换：在数据传输之前必须先设置一条完全的通路。

在线路拆除 （释
放）之前，该通路由一对用户完全占用。

电路交换效率不高。

（ 2 ）报文交换：报文从源点传送到目的地采用存储转发的方式，报文需要 排
队。

因此报文交换不适合于交互式通信，不能满足实时通信的要求。

（ 3）分组交换：分组交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传 送，并
规定了最大长度。

分组交换技术是在数据网中最广泛使用的一种交换技术， 适用于交换中等或大量数据的情况。

2.11 ATM 交换技术有何特点？
答：ATM 交换兼有电路交换和分组交换的优点，交换时延很小，通路速率灵活， 信道利用率高。

它既支持恒定比特率（信元周期地出现）的连续型业务，又支持 （信元非周期地出现）突发型业务；既支持低速业务，又支持高速业务，还能支 持变速（信元出现密度不同）业务，既支持实时性业务，又支持非实时性业务。

因此，ATM 交换是实现宽带综合业务数字网（B-ISDN ）的一种较好的宽带交换技 术。

2.12 什么是帧中继技术？帧中继技术有何特点？
答：帧中继是八十年代初发展起来的一种数据通信技术，其英文名为
Frame Relay ，简 称FR 。

它是从X.25分组通信技术演变而来的。

帧中继（ Frame Relay ，FR ）技术是在 OSI
（开放系统互连）数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。

帧中继仅完
质量不好的同步将会使通信系统不能正常工
具体做法是， 每个字符的首末分别设 1 位起 分
别表示字符的开始和结束。

帧同步， 是以
是，
成OSI物理层和数据链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间的协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧
中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。

帧中继对于基于信元交换的异步转移模式（ATM）网络，是一个重要的接入可选项。

作为一种新的承载业务，帧中继具有很大的潜力，主要应用在广域网（WAN ）中，支持多种数据型业务，如局域网（LAN ）互连、
计算机辅助设计（CAD ）和计算机辅助制造（CAM ）、文件传送、图像查询业务、图像监视等。

2.13分别使用奇校验和偶校验，计算下列数据的校验位。

（1）0010110
（2）1010110
答：（1）奇校验位：0,偶检验位：1
（2）奇校验位：1,偶检验位：0
2.14按照表2.3的形式，写出传输“ word”的垂直水平奇偶校验码，其中采用奇校验。

答：
2.15如果有一个数据比特序列为1001101110010, CRC校验中的生成多项式为:
G（X）=X4+X3+1，请计算CRC校验码比特序列。

答：由生成多项式得，r=4，生成码：11001
信码为：x12+X9+X8+X6+x5+x4+x+1
则：((X12+X9+X8+X6+X5+X4+X+1)X X4)/G (X)
得余式对应的冗余码是：100
2.16 一模拟信道带宽为48KHZ能否不失真地传输下列各信号？
⑴电视信号（6MHZ;
⑵语音信号；
⑶数据传输速率为2400bps的数字信号。

答：能不失真地传送语音信号和 2400bps的数字信号，不能传送电视信号。

2.17假设电平从低电平开始，请画出010*******的曼彻斯特编码和差分曼彻斯
特编码。

2.18 —个信道带宽为128KHZ若采用频分多路复用技术进行半双工通信时，可传输多少路声音信号？全双工呢？
答：采用半双工通信，可传输32路语音信号，采用全双工通信，可传输16路语音信号。

2.19以相同的数据率在信道上传送512位数据，请计算在以下两种情况下的各自传输效率。

⑴前后各1个同步字符，后面附加6位CRC校验位；
⑵8位数据为一个字符，另加1位起始位，1位停止位和1位校验位。

答：
（1）传输效率=512/ （ 512+8+8+6）= 96%
（2）传输效率=512/ （ 512+（ 512/8）*3）= 73%
第3章计算机网络体系结
1.填空题
3.1我们将计算机的 网络层次结构模型 与各层协议的集合定义为计算
机网络体系结构。

3.2在OSI 参考模型中，主机中要实现 七 层功能,通信子网中的通信处理机 只需要实现低 三层功能。

3.3传输层以上的数据单元统称为 报文，网络层的数据单元称为 分组， 数据链路层的数据单元称为 帧，物理层则以 3.4反映在物理接口协议的物理接口的四个特性是 机械 特性、电气 特性、 功能特性与规程特性。

3.5 IEEE 802委员会为局域网定义了 物理信号 层、介质访问控制(MAC 层、 逻辑链路控制(LLC)层。

其中 介质访问控制 层与 逻辑链路控制 层是属于 OSI 参考模型中数据链路层的两个子层。

3.6从OSI 参考模型的角度看，网络层所提供的服务可分为两类： 面向连接 的 网络服务和无连接 网络服务。

3.7 X.25建议由三层组成，分别对应 OSI 参考模型的低三层。

采用X.21建议做为它的“物理级”接口标准；在数据链路层, 的子集LAPB 做为它的“数据链路级”接口标准；在网络层, 分组级 标准。

3.8传输层提供端到端的通信。

这一层可以使用两种不同的协议。

一种是传输 控制协议(TCP 协议，提供 端到端之间的可靠的传输 服务，数据传送单 位是报文段，其地位相当于前面提到的报文。

另一种是 用户数据报 协议, 在端与端之间提供 不可靠传输 服务。

二进制位为单位进行传输。

在物理层，X.25 X.25 采用 HDLC X.25采用了它的
2.冋答题和思考题
3.1网络协议为什么要分层？谈谈你的理解。

答：网络协议对于计算机网络来说是必不可少的。

不同结构的网络，不同厂家的 网络产品，所使用的协议也不一样，但都遵循一些协议标准，这样便于不同厂家 的网络产品进行互连。

一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的协议集 合,
3.2 构。

对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模型。

什么叫“网络体系结
构”？划分网络层次结构的原则是什么？ 答：将计算机网络层次结构模型与各
层协议的集合定义为计算机网络体系结 层次结构划分的原则如下：
(1)
法更新时， (2) (3) 每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。

当某一层的具体实现方 只
要保持上、下层的接口不变，便不会对邻层产生影响。

层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。

层数应适中。

若层数太少，则造成每一层的协议太复杂；若层数太多,
则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。

3.3 OSI 参考模型的各层主要功能是什么？试画出 OSI 环境下的数据流图。

答：
（1）物理层
物理层是整个OSI七层协议的最底层，利用传输介质，完成在相邻结点之间的物理连接。

（2）数据链路层
数据链路层的目的是无论采用什么样的物理层，都能保证向上层提供一条无差错、高可靠性的传输线路，从而保证数据在相邻结点之间正确传输，为计算机网络的正常运行提供畅通无阻的基本条件。

（3）网络层
网络层的主要任务是通过执行某一种路径选择算法和流量控制算法，完成分
组从通信子网的源结点到目的结点的传输。

（4）传输层
传输层的目的是向用户提供从发送端（主机）到接收端（主机）报文的无差错传送。

（5）会话层
会话层、表示层和应用层统称为 OSI的高层，这三层不再关心通信细节，面对的是有一定意义的用户信息。

（6）表示层
表示层处理两个通信实体之间进行数据交换的语法问题。

（7）应用层
应用层是OSI参考模型中的最高层，直接面向用户。

应用层利用应用进程（比如In ternet中的电子邮件系统，信息查询系统等）为用户提供访问网络的手段。

主机A
主机B
数据I _____ + J应用进程B、
L应用进程A
OSI环境下的数据流图
3.4物理层接口的四个主要特性是什么？
答：物理层主要对连接到网络上的设备从四个方面进行规定。

这四个方面是
机械方面、电气方面、功能方面及规程方面。

机械方面规定连接器的类型、尺寸, 插脚的数目及所使用的电缆类型等；电气方面则规定网络上所传输信号的电气范围（多大的电压表示1,多大的范围表示0）以及信号的编码方法等；功能方面则规定每个引脚代表的是什么意义；规程方面规定在相邻两个结点之间传送电气信号时的工作顺序。

3.5数据链路层的主要功能是什么？它对网络层提供什么样的服务？
答：数据链路层的目的是无论采用什么样的物理层，都能保证向上层提供一。