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一、综合题

1． 什么是网络管理？为什么说网络管理是当今网络领域中的热门课题？

【答案】网络管理，是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化管理的操作，主要包括故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理。网络管理的一般模型，如图所示。

图 网络管理的一般模型

网络管理对一个网络系统的高效运行非常重要，随着网络使用的普及，网络性能维护、网络计费使用以及网络安全管理等方面逐渐成为人们研宄的热点问题，因此，网络管理也就成为了当今网络领域中的热门课题。

2． 在TCP 的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法？这里每一种算法各起什么作用？“乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下？

【答案】（1）慢开始：在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd 设置为一个最大报文段MSS 的数值。在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个MSS 的数值。慢开始作用：用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd ，可以使分组注入到网络的速率更加合理；

（2）拥塞避免：当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。拥塞避免算法使发送的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT 就增加一个MSS 的大小。拥塞避免作用：这样可使拥塞窗口cwnd 按线性规律缓慢增长；

（3）快重传：快重传算法规定发送端只要一连收到三个重复的ACK 即可断定有分组丢失了，就应该立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时提示。快重传作用：由于不用等待重传计时器到时，所以采用快重传后可以使整个网络的吞吐量提高；

（4）快恢复：①当发送端收到连续三个重复的ACK 时，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh 减半；②由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞，因此与慢开始不同之处是拥塞窗口cwnd 不是设置为1，而是设置为ssthresh 减半后的值，然后开始执行拥塞避免算法，使

拥塞窗口缓慢地线性增大。快恢复作用：采用快恢复这样的拥塞控制方法使得TCP 的性能有明显的改进；

（5）①乘法减小是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以0.5。当网络频繁出现拥塞时，ssthresh 值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分组数；②加法增大是指执行拥塞避免算法后，在收到对所有报文段的确认后（即经过一个往返时间），就把拥塞窗口cwnd 增加一个MSS 大小，使拥塞窗口缓慢増大，以防止网络过早出现拥塞。

3． 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高，香农公式在数据通信中的意义是什么，“比特/每秒”和“码元海秒”有何区别？

【答案】根据香农定理公式其中，C 为信道的极限信息传输速率，W 为带宽，S/N为信噪比，可知，数据在信道中的传输速率受到信噪比和带宽的影响。

从理论上来说，只要信号功率足够大或者噪声功率足够小，信噪比就可以任意提高。但在实际的系统中，由于受到系统发射功率的限制，信号功率不可能无穷大，而对于系统来说，有一定的噪声基底，噪声功率不可能无穷小，因此信噪比不能任意提高。

香农公式的意义：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。不过，香农没有说明具体的实现方法。

“比特/秒”是信息的传输速率，“码元/秒”是码元的传输速率。两者在二进制时相等。在多进制时，比特率=码元速率×log 2L ，其中L 表示一个码元对应的数据信号电平的数量。显然，一个码元不一定对应于一个比特。

4． 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。

5． 共有四个站进行码分多址CDMA 通信。四个站的码片序列为：

现收到这样的码片序列：

根问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是0? 【答案】设接收到的码片序列为s ，A 、B 、C 、D4个站的码片序列分别为

据公式

由可作如下计算： 可知，A 站发送的数据是1。

同理，计算B 、C 、D 站： 由

由

由可知，B 站发送的数据为0。 可知，C 站没有发送数据。 可知，D 站发送的数据是1。

因此，发送数据的站有A 、B 、D 站，分别发送的是1、0、1，C 站没有发送数据。

6． 物理层要解决哪些问题，物理层的主要特点是什么？

【答案】（1）物理层要解决的主要问题：

①物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的差异，使上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么；

②怎样在连接各种计算机的硬件设备上传输数据比特流；

③在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。

（2）物理层的主要特点：

①由于在OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI 抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特性；

②由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。

7 假定1km 长的CSMA/CD网络的数据率为IGb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。．

求能够使用此协议的最短帧长。

【答案】当一个站在发送数据后，最迟要经过两倍的端到端的传播时延，才能检测到是否发生了碰撞。因为任意两个站之间的传播时延有长有短，所以局域网按最坏情况设计，即取总线两端的两个站之间的传播时延。因此，帧的传播时间应该大于等于端到端往返传播时延，这样才能检测得到冲突。

对于lkm 电缆，单程端到端传播时延为：

端到端往返时延为：