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一、综合题

1． 10Mb/s以太网升级到100Mb/s，1Gb/s和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？

【答案】（1）将10Mb/s以太网升级到100Mb/s，lGb/s和10Gb/s，并非将速率简单地提高十倍、百倍甚至是千倍，这里有许多技术问题需要解决，如帧格式、帧长度、传输媒体以及工作方式等。

①为了在已有以太网进行升级时仍能和较低速率的以太网通信，帧格式应该保持不变；

②在采用半双工工作方式时，为了保证在速率提高的同时令参数保持较小的值，需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度；

③由于速率不断提升，以太网的传输媒体逐渐由铜线向光纤过渡；

④从半双工向全双工方式过渡。10Mb/S以太网只工作在半双工方式下，而高速以太网都可以在全双工方式下工作。

（2）以太网应用范围的扩大是因为其本身有很多好处：

①它是一种成熟的技术；

②互操作性很好；

③在广域网中使用以太网价格便宜；

④统一的帧格式，无需进行格式转换，从而简化了操作和管理。

2． 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。

【答案】如图所示，一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。

（1）源系统：一般包括源点和发送器两部分。源点设备产生要传输的数据，又称为源站或信源；通常源点生成的数据比特流要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输；

（2）目的系统：包括接收器和终点两部分。接收器接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息；终点设备从接收器获取传送来的信息，又称为目的站或信宿；

（3）传输系统：在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂的网络系统。

图 数据通信系统的模型图

3． 电子邮件系统使用TCP 传送邮件。为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况？为什么有时对方会收不到我们发送的邮件？

【答案】虽然SMTP 使用TCP 连接试图使邮件的传送可靠，但它并不能保证不丢失邮件。也就是说，使用SMTP 传送邮件只能说可以可靠地传送到接收方的邮件服务器。再往后的情况如何就不知道了。接收方的邮件服务器也许会出故障，使收到的邮件全部丢失（在收件人读取信件之前）。所以有时即使邮件已被发送到接收方的邮件服务器上，对方仍会收不到我们发送的邮件。

如果当对方的邮件服务器不工作时，邮件就发送不出去，这就解释了为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况。

4． 在区分服务DiffServ 中的每跳行为PHB 是什么意思？EFPHB 和AFPHB 有何区别？它们各适用于什么样的通信量？

【答案】DiffServ 定义了在转发分组时体现服务水平的每跳行为PHB （Per-Hop Behavior）。所谓“行为”指在转发分组时路由器对分组是怎样处理的。“每跳”是强调这里所说的行为只涉及到本路由器转发的这一跳的行为，而下一个路由器再怎样处理则与本路由器的处理无关。

EFPHB 即迅速转发PHB （Expedited Forwarding PHB ）, EF 指明离开一个路由器的通信量的数据率必须等于或大于某一数值。因此，EFPHB 用来构造通过DS 域的一个低丢失率、低时延、低时延抖动、确保带宽的端到端服务。EFPHB 可理想地用于实时应用，如视频、VOIP 或网络游戏等。

AFPHB 即确保转发PHB , AF 用DSCP 的比特0〜2将通信量划分（Assured Forwarding PHB）

为四个等级，并给每一种等级提供最低数量的带宽和缓存空间。对于其中的每一个等级再用DSCP 的比特3〜5划分出三个“丢弃优先级”，当发生网络拥塞时，对于每一个等级的AF , 路由器将按照“丢弃优先级”分别丢弃分组。AFPHB 适用于需要速率保证，但不需要延迟或抖动限制的流量。

5． 设TCP 的ssthresh 的初始值为8（单位为报文段）。当拥塞窗口上升到12时网络发生了超时，TCP 使用慢开始和拥塞避免。试分别求出第1次到第15次传输的各拥塞窗口大小。你能说明拥塞窗口每一次变化的原因吗？

【答案】拥塞窗口大小依次为1、2、4、8、9、10、11、12、1、2、4、6、7、8、9。如图所示。

1、2、4、8执行的是慢开始算法，所以是按着指数规律递增，当拥塞窗口是8时，达到了ssthresh 初始值，所以开始执行拥塞避免“加法增大”，当拥塞窗口达到12时，开始执行“乘法减小”采

取慢开始的算法。当传输次数达到11次的时候，拥塞窗口达到了新的ssthresh 值6, 所以又开始执行“加法增大”。

图 慢开始和拥塞避免情况

6． 试计算一个包括5段链路的运输连接的单程端到端时延。5段链路程中有2段是卫星链路，有3段是广域网链路。每条卫星链路又由上行链路和下行链路两部分组成。可以取这两部分的传播时延之和为250ms 。每一个广域网的范围是1500km ，其传播时延可按150000km/s来计算。各数据链路速率为48kb/s, 帧长为960位。

【答案】5段链路的传播时延

5段链路的发送时延：

所以5段链路单程端到端时延

7． 详述CSMA/CD协议的工作原理，为什么CSMA/CD网络不适合实时应用。

【答案】（1）CSMA/CD的全称为带有冲突检测的载波侦听多路访问协议，是在局域网中被广泛应用的介质访问控制协议，由IEEE802.3标准定义。在CSMA 机制中，由于可能存在多个结点侦听到信道空闲并同时开始传送数据，从而造成冲突。于是，CSMA/CD在CSMA 的基础上增加了一个功能：冲突检测-是指结点在边发送数据的同时边检测信道上是否有冲突发生，如果有，则等待一段随机时间后再次重发数据。

CSMA/CD媒体访问控制方法的工作原理是在发送数据前，先监听总线是否空闲。若总线忙，则不发送；若总线空闲，则把准备好的数据发送到总线上。在发送数据的过程中，工作站边发送边检测总线，是否自己发送的数据有冲突：若无冲突则继续发送直到发完全部数据；若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个加强冲突的信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再次重新发送未发完的数据。

（2）因为CSMA/CD是用户共享信道，当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞，造成冲突，对实时应用通信来说，突发式的数据更不利于使用CSMA/CD方式。

8． SNMP 使用UDP 传送报文，为什么不使用TCP?

【答案】SNMP 信息的交换本身是一个不可靠的数据服务，并且每一个信息本身就是一个独