第一章练习

简答题

1. 简述计算机网络业务的分类及各类业务的特点。

按网络的作用范围划分：
（1）广域网 WAN，作用范围通常为几十到几千公里，也称为远程网，是 Internet 的核心部分。
（2）城域网 MAN，作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城市，其作用距离约为 5～50公里。
（3）局域网 LAN，作用范围局限在较小的范围（如 1 公里左右）。
（4）个人区域网 PAN，也称无线个人区域网，作用范围大约在 10m 左右。
按网络的使用者划分：
（1）公用网：面向公共营运、按规定缴纳费用的人都可使用的网络。
（2）专用网：面向特定机构、不向本单位以外的人提供服务的网络。

2. 什么是业务服务质量(QoS)？请列举计算机网络中三种业务服务质量指标。

QoS（Quality of Service，服务质量）指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是网络的一种安全机制， 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。

可用性：可用性是当用户需要时网络即能工作的时间百分比。可用性主要是设备可靠性和网络存活性相结合的结果。对它起作用的还有一些其他因素，包括软件稳定性以及网络演进或升级时不中断服务的能力。

吞吐量：吞吐量是在一定时间段内对网上流量(或带宽)的度量。对IP网而言可以从帧中继网借用一些概念。根据应用和服务类型，服务水平协议(SLA)可以规定承诺信息速率(CIR)、突发信息速率(BIR)和最大突发信号长度。承诺信息速率是应该予以严格保证的，对突发信息速率可以有所限定，以在容纳预定长度突发信号的同时容纳从话音到视像以及一般数据的各种服务。一般讲，吞吐量越大越好。

时延：时延指一项服务从网络入口到出口的平均经过时间。许多服务，特别是话音和视像等实时服务都是高度不能容忍时延的。当时延超过200-250毫秒时，交互式会话是非常麻烦的。为了提供高质量话音和会议电视，网络设备必须能保证低的时延。
产生时延的因素很多，包括分组时延、排队时延、交换时延和传播时延。传播时延是信息通过铜线、光纤或无线链路所需的时间，它是光速的函数。在任何系统中，包括同步数字系列(SDH)、异步传输模式（ATM）和弹性分组环路(RPR)，传播时延总是存在的。

3. 描述业务量特性有哪些指标？

峰值速率(Vp)
平均速率(Vm)
突发(β：Vp/Vm)

4. 局域网有哪些拓扑结构？简述树型拓扑结构的特点。

1、总线型网络拓扑结构；
2、环形网络拓扑结构；
3、星型网络拓扑结构；
4、树型网络拓扑结构；
5、网状网络拓扑结构；
6、混合网络型拓扑结构。

树型拓扑结构是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。树型拓扑结构是就是数据结构中的树。树型拓扑结构图如下:

树形拓扑结构的网络特点如下：
• 网络结构简单，便于管理；
• 控制简单，建网容易；
• 网络延迟时间较短，误码率较低；
• 网络共享能力较差；
• 通信线路利用率不高；
• 中央结点负荷太重。
树型拓扑结构的结构特点如下：
• 易于扩充。树形结构可以延伸出很多分支和子分支，这些新节点和新分支都能容易地加入网内。
• 故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将故障分支与整个系统隔离开来。
• 各个节点对根节点的依赖性太大。如果根发生故障，则全网不能正常工作。

第二章练习

1. 一个可以分解为四个频率分别为0Hz、20Hz、50Hz和200Hz的信号的带宽是多少？所有的振幅相同，画出频谱。

带宽： 信号带宽是信号频谱的宽度，信号波是由n个正弦波叠加而成的，那么信号的带宽也就是着n个谐波信号中的最高频率分量与最低频率分量之差。

故此信号带宽为200Hz。

频谱为

2. 画出01001110的差分曼彻斯特编码的波形。

曼彻斯特编码的编码规则是:在信号位中电平从低到高跳变表示1，在信号位中电平从高到低跳变表示0。
差分曼彻斯特编码方式，在每一位中心处始终有跳变，在每个时钟周期的起始处：跳变则说明该比特是0，不跳变则说明该比特是1。

3. 对于带宽为10000 Hz（1000 Hz到11000 Hz）的信号，需要多大的采样频率？

采样定理（奈奎斯特采样定理）：在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>=2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;

故至少需要22000Hz的采样频率

4. 话音的频率是0到4000 Hz，假设每个采样采用8位比特进行数字化编码，问比特率是多少？

比特率，是指单位时间内传送的比特（bit）数，单位为bps（bit per second）
故比特率为4000 * 2 * 8 = 64k bit/s

5. 计算1000波特的16-QAM信号的比特率。

在信息传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，单位时间内通过信道传输的码元数称为码元传输速率，简称波特率，其单位是波特（Baud,symbol/s），波特率是传输通道频宽的指标。
QAM是英文Quadrature Amplitude Modulation的缩略语简称，意为正交幅度调制，是一种数字调制方式。
16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。

比特率 = 1000Baud * 4bit/Baud/s = 4000bit/s

6. 简述电路交换和分组交换的交换原理及特点。

电路交换：直接利用可切换的物理通信线路，连接通信双方 在发送数据前，必须建立起点到点的物理通路；建立物理通路时间较长，数据传送延迟较短

分组交换：信息以分组为单位进行存储转发。源结点把报文分为分组，在中间结点存储转发，目的结点把分组合成报文。每个分组包括数据和控制信息（源、目的地址） 每个分组头包括目的地址，独立进行路由选择；网络结点设备中不预先分配资源；线路利用率高；结点存储器利用率高；易于重传，可靠性高；易于开始新的传输，让紧急信息优先通过；额外信息增加。

第三章练习

1. 什么是协议？协议包括哪些内容？

协议是网络中计算机或设备之间进行通信的一系列规则的集合。
网络协议是由三个要素组成：
(1) 语义。语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。
(2) 语法。语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。
(3) 时序。时序是对事件发生顺序的详细说明。（也可称为“同步”）。

2. OSI模型将网络功能分为几层？简述每层的功能。

 应用层：为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务
 表示层：数据的解码和编码、加密和解密、压缩和解压缩
 会话层：负责建立、管理和终止表示层实体之间的会话连接
 传输层（TCP/UDP）：负责建立端到端的连接，保证报文在端到端之间的传输。 服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制。
 网络层（IP）：为网络设备提供逻辑地址 进行路由选择、维护路由表，负责将分组数据从源端传输到目的端
 数据链路层（MAC）：在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务，把帧从一跳（结点）移动到另一跳（结点）。 组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制
 物理层：
负责把逐个的比特从一跳（结点）移动到另一跳（结点）。
定义接口和媒体的物理特性（线序、电压、电流）
定义比特的表示、数据传输速率、信号的传输模式
定义网络物理拓扑（网状、星型、环型、总线型等拓扑）

第四章练习

1. 简述物理层的主要功能。

OSI物理层的主要功能是以二进制数据形式在物理媒体上传输数据。利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后再转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换），这一层的数据叫作比特。

2. 简述非屏蔽双绞线的优缺点。3、4、5类线最大的传输速率是多少，分别适合哪类应用？

双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响。在EIA/TIA－568标准中，将双绞线按电气特性区分为： 三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线，已有六类以上的。
双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP：Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP：Shielded Twisted Pair)两种类型。
现在相对流行的是非屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹，价格相对便宜，组网灵活，更易于安装。安装屏蔽双绞线时，双绞线的屏蔽层必须接地，在实际施工时，很难全部完美接地，从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源，导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线。所以，除非有特殊需要，通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线。

非屏蔽双绞线的优点：
（1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间；
（2）重量轻，易弯曲，易安装；
（3）将串扰减至最小或加以消除；
（4）具有阻燃性；
（5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。
（6）非屏蔽双绞线 ，安装简单 ，实际使用效果好。
非屏蔽双绞线的缺点：
除组成双绞线线对的两条绝缘铜导线要按要求进行扭绕外，标准双绞线电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行扭绕。否则将会引起电缆电阻的不匹配，限制了传输距离。

 3类线：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10BASE-T。
 4类线：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。
 5类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。

3. 列举三种接入技术，简述其特点。

1、ADSL：中文名称：为非对称数字用户线环路 。它利用现有的一对铜双绞线，为用户提供上、下行非对称的传输速率，上行为低速传输；下行为高速传输。 适用于有宽带业务需求的普通家庭用户、中小商务用户等；
2、LAN：接入方式主要采用以太网技术，以信息化小区的方式为用户服务。在核心节点使用高速路由器，为用户提供FTTX+LAN的宽带接入。基本做到千兆到小区、百兆到居民大楼、十兆到用户；
3、PON:是一种新兴的宽带接入方式，可向客户提供更稳定的接入和更高速率的带宽；
4、FTTH：接入方式是在保持用户现有通信业务的基础上，直接将光纤线路接入用户家中，取代原有电缆线路。通信能力及品质大幅提升，宽带可实现2M/4M/10M至100M多种高速率接入，上网速度更快，网络质量更加稳定，在线高清视频、网络电视、高速下载、大型网游等网络应用更加给力。

第五章练习

1. 如果要传送的数据为11100111 11011101 00111001 10101001，计算纵向冗余校验码（按照每八位为一组进行计算）。

11100111 XOR 11011101 XOR 00111001 XOR 10101001
=00111010 XOR 10010000
= 10101010

故校验码为10101010

2. 计算数据100100的CRC校验码，除数为1101。

故CRC校验码为001。

3. 计算1001101的海明码。

海明码又被称为汉明码，其实质是多重奇偶校验码。假设信息位有n位，信息位被分成多组，总计k个校验位，对每组进行偶校验。校验位的位置在整个校验码的二的幂次的位置，即1、2、4、8、16等位置处
先列出1001101序列(2^4>=7+4+1),海明校验位为4
AB1C001D101(^表示异或,数字代表位)
A=3⁵7⁹11=0
B=3⁶7¹⁰11=1
C=5⁶7=1
D=9¹⁰11=0
所以海明码为:01110010101

4. 采用退后n帧的滑动窗口协议，帧的序号为0，1，……15，计算接收窗口和发送窗口的最大值。

接收窗口最大值：1
发送窗口最大值：n

5. 采用退后n帧的滑动窗口协议，帧的序号为0，1，……7，画出以下情况接收窗口和发送窗口。

（1） 发送了0号帧，0号帧的确认已收到。
（2） 发送了1，2，3号帧，2号帧的确认已收到。
在上题中，发送了4，5，6，7号帧后，发现五号帧出错，发送方重发帧的序号。