网络工程课后习题答案

1．“网络工程”的课题意义是什么？答：”网络工程”是计算机网络专业的核心课程。它在整个课程体系中起承上启下的作用。在”网络工程”之前学习的网络课程偏向于网络基础和理论，使学生们能够对网络的原理有一个基本的认识，但是网络学科是一门与实际应用紧密结合的课程，纯粹的理论学习会使学生的理论和实践严重脱节，不知道所学的知识的实际用途，不利于对网络理论的深入理解，也容易忘记。为此，本课程与比较成熟的网络技术为主，着重介绍计算机网络的基本原理，并结合实际实例加强对基本原理的理解，为学生打好坚实的基础，以适应千变万化的网络技术发展；概裹介绍计算机网络最新的技术发展，包裹已投入实际应用的技术和新技术发展动态，培养学生主动获取知识、分析和解决问题，以及跟踪新技术发展的能力。2．简述计算机网络的定义。答：计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，并没有一个非常精确的定义。简单来看，计算机网络是由自主计算机互连起来的集合体。其中，自主计算机由硬件和软件二部分组成，可以完整地实现计算机的各种功能；互连是指计算机之间的相互通信。从更完整的角度来看，计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。通俗地讲，计算机网络就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。3．计算机网络的拓扑结构主要有哪几种？各自的特点是什么？答：有星型、环形、总线型、树型、和混合型。星行拓扑结构以中心接点为中心，用单独的线路使中央接点与其它接点相连，各站点间的通信都要通过中央接点；环行拓扑结构中计算机相互连接而形成一个环；总线型拓扑结构就是将各个结点用一根总线连接起来，其特点是计算机都连接在同一条公共传输介质上，计算机相对于总线的位置关系是平等的；树型拓扑结构中，计算机都是既连接它的父结点（除根结点外）有连接它的子结点（除叶结点外），连接关系呈树壮；混合型拓扑结构就是以上四种拓扑结构中二种或二种以上的组合。4.OSI七层理论模型的意义是什么？答：OSI七层网络模型的定义是网络发展中的一个重要的里程碑。OSI七层网络模型的层次划分清晰、合理，非常便于学习、研究和分析计算机网络。它不但成为以前或后续的各种网络技术的评判、分析的依据，也成为网络协议设计和统一的参考模型。5．TCP／IP应用模型的特点是什么？答：TCP／IP网络模型共分为4层，由下至上分别为网络接口层、网际层、传输层和应用层，其网络接口层是TCP／IP网络模型的最低层，负责通过各种网络发送和接收IP数据报；网络接口层并没有定义实际的数据链路层和物理层规范，而是定义了IP数据报在拥有不同数据链路层和物理层网络的传输方法。这使得TCP／IP网络模型具有很强的兼容性和适应性，是TCP／IP成功的基础。网络层是TCP／IP网络模型最核心的层次，相当于OSI参考模型的网络层，负责网络间路由选择、流量控制和拥塞控制；本层的核心协议是IP，它是一种无连接的网络层协议，只能提供”尽力而为”的服务；网际层传送的数据单位是报文分组或数据包。传输层的主要功能是在网络中源主机与目的主机之间建立端到端的连接；传输层包裹传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)，其中，TCP是一种可靠的面向连接的协议，UDP是一种不可靠的无连接协议。应用层对应于OSI参考模型的高三层，为用户提供所需要的各种网络服务，包裹网络终端协议(Telnet)、文件传输协议(FTP)、简单邮件传输协议(SMTP)、简单网络管理协议(SNIVIP)、超文本传输协议(HTTP)等。TCP／IP模型在核心层只有一个IP，可以通过IP把众多低层网络差异统一起来，屏蔽低层细节，向传输层提供统一的IP数据报，进而支持应用层提供多种多样的服务，使得TCP/IP具有很好的兼容性、灵活性和健壮性，这是TCP/IP之所以成为国际互联网主流协议的根本原因。6．计算机网络技术主要包含哪些？答：计算机网络技术主要包含计算机网络组网技术、计算机网络管理技术以及计算机网络应用技术。其中与组网相关的技术主要包裹传输技术、承载技术和路由技术；计算机网络管理技术主要包裹网络安全、网络管理和维护。7．计算机网络设备主要包含哪些？各自工作在网络体系的哪个层次？它们如何扩展网络？扩展能力如何？答：计算机网络中常见的网络设备包裹中继器、集线器、网桥、以太网交换机、路由器等。其中，中继器和集线器工作在物理层，网桥、以太网交换机工作在数据链路层，路由器和三层以太网交换机工作在网络层。以太网中继器是模拟设备，将在一段上出现的信号放大到另一段，可以避免信号衰减过大，提高传输距离。以太网中继器扩展能力较弱。集线器通过将一个端口接收的信号分发给其它所有端口来扩展物理介质。集线器的扩展能力有限。当网桥收到一帧时，并不是向所有的端口转发次帧，而是先检查次帧的目的地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口，因此网桥可以隔离冲突域，从而提高了扩展能力。网桥对局域网的扩展方式更加灵活，扩展能力更加强大，可以更好地扩展局域网的覆盖范围。以太网交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独立通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据，因此交换机的扩展能力要比集线器强大得多。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络转发到另一个网络，它可以隔离广播，划分广播域，因此，路由器扩展能力非常强，可以将世界范围内得网络都互连在一起。2.6习题1．ADSL通过电话双绞线传送信号．如何区分话音业务与数据业务？答：ADSL采用频分复用技术把一对铜线（电话线）分成了电话、上行和下行3个相对独立的信道。传统的电话语音业务仍然使用铜线的低频部分（4kHz以上频段），不受数据业务的影响。数据业务支持上行速率512kbit／s～lMbit/s,下行速率1~8Mbit/s有效传输距离在3～5公里范围以内。2．简述ADSL中使用的DMT调制技术原理。答：DMT多音频调制技术是建立在QAM的思想基础之上的，这种调制方法有时也称为正交频分复用。QAM利用同频率的正弦和余弦波作为载波来传达信息，二个波形同时在一个信道中传播，并以其幅度值来传递信号比特。如果将传输信道频谱划分为若干频段，在各个频段上均采用上面提到的QAM方法，然后再将各自输出迭加在一起，经传输信道传送，所得到的波形即为DMT码（元）。每个频段编码器，在收到一组比特后，采用星座编码（计算）方法，所得到的值作为余弦波和正弦波的幅值。不同频段上的余弦波和正弦波，其频率各不同。如果收信机可以分离出不同的频段，则同样可以应用QAM解调器的处理过程，恢复出原始信息比特串。在上述过程中，对星座编码中点的数目并未做限制。这是DMT调制技术中的最大特点之一。根据传输信道的信噪比以频率的关系，可以在信噪比高的子信道传送较多比特，实现动态调整。3．简述El数字中继的帧结构。答：El分为成帧和不成帧二种方式。图25表示了成帧的结构，一帧由32个时隙组成，TSO时隙用于传输帧同步数据，其余的TS1～TS31传送用户信息或信令。16个帧可以组成一个复帧。在成复帧的El中，TS16用于传送信令，TS1～TS15、TS17～TS31共30个时隙用于传送有效数据。在不成帧的El中，所有32个时隙都可用于传输有效数据。这时可以把El线路当做一条2Mbit/s的线路整体对待。对于El线路上的一个复帧（16帧）的TSO中8bit的设置，线路二端的设备必须保持一致，否则线路无法正常同步。TSO中8bit的含义如下。第一位Si为保留给国际通信使用，暂定为1；如果启动CRC同步功能的话，Si就被Cl~C4bit所替代，传送CRC4码。奇帧的第三位A码为帧失步告警码，当接收端帧同步时，向发送端传送的A码为O，当接收端帧失步时，向发送端传送的A码就改为l。奇帧SA4～SA8bit为ITU保留使用，可以用于点到点的应用，例如按照G．761建议在El线路上传输60路ADPCM语音信号；一般情况下，SA4～SA8bit设置为1。偶帧的第2～8位为帧同步码。4．简述在光纤中使用的SDH技术的基本帧结构。答：SDH的帧结构是块状帧，以字节为基础，由纵向9字节和横向720XN字节组成。125us每帧，帧速率为8000f/s。帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、管理、维护能力大大加强。SDH帧由段开销、信息净荷和管理单元指针3个主要区域组成。5．SDH技术的基本组成设备有哪些？答：SDH网络一般包括终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(RFJ)和数字交叉连接(DXC)等4种设备。6．GSM蜂窝移动通信技术的基本组成有哪些？GPRS技术与其有何相关？答：基本组成有网络交换子系统(NSS)、基站子系统(BSS)和操作与支持子系统(Oss)，移动台(MS)通常被认为是BSS的一部分。GPRS网在GSM电话网的基础上增加了GGSN、SGSN和PTMSC功能实体。7．简述SDH的帧结构与虚容器。答：SDH的帧结构是块状帧，以字节为基础，由纵向9字节和横向720XN字节组成。125us每帧，帧速率为8000f/s。帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、管理、维护能力大大加强。SDH帧由段开销、信息净荷和管理单元指针3个主要区域组成。虚容器是一种用来支持通道层连接的信息结构。它由被安排在重复周期为125us或500us的块状帧结构中的信息净负荷和通道开销(POH)信息区组成，识别vc帧起点的定位信息由服务网络提供。8．在GSM蜂窝网络中，进行数据业务有那几种方式？答：电路型数据业务、分组型数据业务和增强数据率改进3种。二、选择题1．ADSL中使用下列(B)技术上网。A.PPPB.PPPoEC.DCFD.PCF2．El数字中继中，一帧包裹(A)个时隙。A．32B．16C．24D．313．El数字中继中，(A)时隙负责帧同步。A．0B．1C．2D．314．SDH的帧结构是一种块壮帧，它的速率是(B)f/s。A．64B．8000C．32D．20485．GSM无线通信中，语音是在(A)逻辑信道上传输的。A.TCHB.SDCCHC.PCHD.SCH6．GPRS中，(C)网元是不同于GSM技术的。A.BTSB.BSCC.SGSND.GGSN3.7习题1．请说明承载网络在TCP／IP协议体系中的位置和作用。答：承载网络在TCP／IP协议体系中的网络接口层。将各种各样的网络通过IP协议连接起来，实现IP层以上的网络通信。IP是利用网络提供的物理通道完成报文传输的。TCP／IP使得原来各自独立互不兼容的网络连接成一片，极大的发挥了网络的潜力；网络的存在也为TCP／IP协议体系的发展提供了广阔的空间。2．点到点网络为什么不用地址。答：点到点网络是最简单的网络拓扑，它实际上就是由一根通信电缆连接两台网络设备构成的网络。通信方式就是“你发送我接收、我发送你接收”的方式，没有寻址的问题，因此网络设备也不需要地址。3．广播网络如何实现广播（从一个主机向另一个指定的主机发送报文）的？答：单播是靠地址机制和接收设备实现的。首先每个网络设备都必须有一个唯一身份标识——地址，例如以太网的地址是48bit的二进制数。接收端的网络设备通过报文中的目的地址有选择地接受报文。也就是说，在收到的报文中如果目的地址和自己的地址相同就接收，否则丢弃。因此，在广播网络中必须给设备分配地址，这样才能实现单播。4．试设想两种在NBMA网络中实现广播的方法，并指出优缺点。答：NBMA网络有帧中继、ATM、X。25网络和电话网等。优点：需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载，具备广播所具备的优点；此协议和单播协议一样允许在Internet宽带网上传输。缺点：与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和oos加以弥补；现行网络虽然都支持组播的传输，但在客户认证、oos等方面还需要完善，这些缺点在理论上都有成熟的解决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。5．C