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一、综合题

1． 为什么要使用信道复用技术，常用的信道复用技术有哪些？

【答案】使用信道复用技术是为了提高系统容量和系统效率。常用的信道复用技术有频分复用、时分复用、波分复用和码分复用四种。

（1）频分复用（FDM , FrequencyDivisionMultiplexing ）将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，保证各路信号互不干扰（条件之一）。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM ）外，还有一种正交频分复用（OFDM ）;

（2）时分复用（TDM , TimeDivisionMultiplexing ）将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干个时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变。其优点是时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路利用率；

（3）波分复用（WDM , WavelengthDivisionMultiplexing ）本质上也是频分复用。WDM 是在1根光纤上承载多个波长（信道）系统，将1根光纤转换为多条“虚拟”光纤，每条虚拟纤独立工作在不同波长上，这样极大地提高了光纤的传输容量；

（4）码分复用（CDM ，CodeDivisionMultiplexing ）是一种靠不同的编码来区分各路原始信号的复用方式，它和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信，由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此，各用户之间不会造成干扰。码分复用最初是用于军事通信，因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。

2． 某单位分配到一个B 类IP 地址，其Net-id 为

个不同的地点。如选用子网掩码为

地点主机号码的最小值和最大值。 【答案】

主机数

共有子网数

可给每个地点分配如下子网号码：

能满足实际需求。 平均每个地点250台机器。如选为掩码，则每个网络所连该单位有4000台机器，分布在16试给每一个地点分配一个子网号码，并算出每个

3． 某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输率为l0Mbit/s, 主机甲和主机乙之

间的距离为2km ，信号传播速度是200000km/s。请回答下列问题，要求说明理由或写出计算过程。

（1）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，再到两台主机均检测到冲突时刻为止，最短需经过多长时间？最长经过多长时间（假设主机甲和主机乙发送数据的过程中，其他主机不发送数据）？

（2）若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以太数据帧（1518B ）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据帧后立即向主机甲发送一个64B 的确认帧，主机甲收到确认帧后立即发送下一个数据帧。此时主机甲的有效数据传输速率是多少（不考虑以太网帧的前导码）？

【答案】（1）题目中已说明主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，说明在主机甲（乙）发送的数据未到达主机乙（甲）时，主机乙（甲）就已经开始发送数据了，否则就不会冲突了。而任何一方的数据未达到对方分别对应两种极端情况，即刚发和马上到。

极端情况一（刚发）：当甲乙双方同时向对方发送数据时，信号将会在信道中发生冲突，并且冲突信号继续向两个方向传播。因此，在这种极端方式下，双方均检测到冲突的时间达到最短，只需要1个单向传播时延，即

极端情况二（马上到）：假设主机甲先发送数据，当该数据马上要到主机乙时，主机乙开始发送数据。这时主机乙立刻就检测到了冲突，而主机甲要检测到冲突，冲突信号还需要从主机乙传播到主机甲，因此主机甲检测到冲突需要1个往返时延，即20ps 。因此，在这种极端方式下，双方均检测到冲突的时间达到最长，为20us 。

（2）首先计算主机甲发送一个以太网数据帧的时间=

=接着主机乙每成功收到一个数据帧后立即向主机甲发送一个64B 的确认帧，发送此确认帧需要的时间

=0.0512ms; 中间还有一个往返时延，，时间为0.02ms （第一问已经计算过）所以主机甲成功发送一数据帧所需要的总时间为：

也就是说主机甲在1.2856ms 里可以发送1518B 的数据帧。还有一点需要提醒，题目中是说有

效数据传输速率，而这1518B 并不是都是有效数据，因为其中包含了18B 的帧首部（这个首部长度需要考生记住），所以有效数据只有1500B ，故可得主机甲的有效数据传输速率

=

4． 为什么密钥分配是一个非常重要但又十分复杂的问题？试举出一种密钥分配的方法。

【答案】密钥分配是指如何将密钥分配给用户，密钥应做到经常更换同时尽量减少人的参与。密钥必须通过最安全的通路进行分配。

密钥分配主要解决的就是密钥的存储和传送问题，如何安全的存储和传送密钥是十分重要的。可以派非常可靠的信使携带密钥分配给互相通信的各用户，这种方法称为网外分配方式。但随着用户的增多和网络流量的増大，密钥更换频繁，派信使的方法已不再适用，而采用网内分配方式，即对密钥自动分配。

目前常用的密钥分配方式是设立密钥分配中心KDC ，通过KDC 来分配密钥。密钥分配步骤如下：

假设用户A 和B 都是KDC 的注册用户，他们分别拥有与KDC 通信的主密钥

登记的身份；

（2）KDC 用随机数产生“一次一密”的会话密钥

送回答报文。这个回答报文用A 的密钥

这个票据用B 的密钥供A 和B 的这次会话使用，然后向A 发和请。加密。这个报文中包含有这次会话使用的密钥 （1）首先，用户A 向KDC 发送用明文，说明想和用户B 通信。在明文中给出A 和B 在KDC A 转给B 的一个票据，它包含A 和B 在KDC 登记的身份，以及这次会话将要使用的密钥加密，因此A 无法知道此票据的内容；

（3）当B 收到A 传来的票据并使用自己的密钥

道KDC 为这次和A 通信所分配的会话密钥

此后，A 和B 就可以使用密钥。 解密后，就知道A 要和他通信，同时也知进行这次的通信了。

5． 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？

【答案】网络层是为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。网络层所提供的数据报或虚电路服务，不影响其上层运输层的运行机制，但使得运输层下面各层所发生的事件对其是透明的。

6． 解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。

【答案】协议栈：在网络中，为了完成通信，必须使用多层次的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈，也称为协议族；

实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程；

对等层：在网络体系结构中，通信双方实现同样功能的层。

协议数据单元：OSI 参考模型中在对等层次之间传送的数据单位；

服务访问点（SAP ）:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方；