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计算机网络课后题答案第九章
第九章无线网络
9-01.无线局域网都由哪几部分组成?
无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影
响?
接入点AP是否就是无线局域网中的固定基础设施?
答:
无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成,采用单元结构,将
整个系统分成许多单元,每个单元称为一个基本服务组。
所谓“固定基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。
直
接影响无线局域网的性能。
接入点AP是星形拓扑的中心点,它不是固定基础设施。
9-02.Wi-Fi与无线局域网WLAN是否为同义词?
请简单说明一下。
答:
Wi-Fi在许多文献中与无线局域网WLAN是同义词。
802.11是个相当复杂的标准。
但简单的来说,802.11是无线以太网的标准,它是使用星
系列协议的局域网又称为Wi-Fi(Wireless-Fidelity,意思是“无线保真度”)。
因此,在
许多文献中,Wi-Fi几乎成为了无线局域网WLAN的同义词。
9-03服务集标示符SSID与基本服务集标示符BSSID有什么区别?
答:
SSID(ServiceSetIdentifier)AP唯一的ID码,用来区分不同的网络,最多可以有
32个字符,无线终端和AP的SSID必须相同方可通信。
无线网卡设置了不同的SSID就可
以进入不同网络,SSID通常由AP广播出来,通过XP自带的扫描功能可以相看当前区域
内的SSID。
出于安全考虑可以不广播SSID,此时用户就要手工设置SSID才能进入相应的
网络。
简单说,SSID就是一个局域网的名称,只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能
互相通信。
BSS是一种特殊的Ad-hocLAN的应用,一个无线网络至少由一个连接到有线网络的AP和
若干无线工作站组成,这种配置称为一个基本服务装置BSS(BasicServiceSet)。
一群
计算机设定相同的BSS名称,即可自成一个group,而此BSS名称,即所谓BSSID。
9-04.在无线局域网中的关联(association)的作用是什么?
答:
802.11标准并没有定义如何实现漫游,但定义了一些基本的工具。
例如,一个移动站
若要加入到一个基本服务及BSS,就必须先选择一个接入点AP,并与此接入点建立关联
(association)。
建立关联就表示这个移动站加入了选定的AP所属子网,并和这个接入
点AP之间粗昂见了一个虚拟线路。
只有关联的AP才想这个移动站发送数据帧,而这个
移动站也只有通过关联的AP才能向其他站点发送数据帧。
这和手机开机之后必须和某个
基站建立关联的概念是相似的。
9-05.以下几种接入(固定接入、移动接入、便携接入和游牧接入)的主要特点是什么?
答:
9-06.无线局域网的物理层主要有哪几种?
答:
无线局域网的物理层主要有802.11家族谱、蓝牙新贵、家庭网络的HomeRF
9-07.无线局域网的MAC协议有哪些特点?
为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议
而必须使用CSMA/CA协议?
答:
无线局域网的MAC协议提供了一个名为分布式协调功能(DCF)的分布式接入控制机制
接入方式主要特点
固定接入在作为网络用户期间,用户设置的地理位置
保持不变
移动接入
用户设备能够以车辆熟读(一般取为每小时
120公里)移动时进行网络通讯。
当发生切
换(即用户移动到不同蜂窝小区)时,通信
仍然是连续的。
便携接入
在受限的网络覆盖面积中,用户设备能够在
以步行速度移动时进行网络通信,提供有限
的切换能力。
游牧接入
用户设备的地理位置至少在进行网络通信
时保持不变。
如果用户设备移动了位置(改
变了蜂窝小区),那么再次进行通信时可能
还要寻找最佳的基站。
以及工作于其上的一个可选的集中式控制,该集中式控制算法称为点协调功能(PCF)。
DCF
采用争用算法为所有通信量提供接入;PCF提供无争用的服务,并利用了DCF特性来保
证它的用户可靠接入。
PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站,从而避免了冲
突的产生,对于分组语音这样对于时间敏感的业务,就应提供PCF服务。
由于无线信道
信号强度随传播距离动态变化范围很大,不能根据信号强度来判断是否发生冲突,因此
不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CD。
802.11采用了CSMA/CA技术,CA表示冲
突避免。
这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。
这种CSMA/CA协议通过
RTS(请求发送)帧和CTS(允许发送)帧来实现。
源站在发送数据前,先向目的站发送
一个称为RTS的短帧,目的站收到RTS后向源站响应一个CTS短帧,发送站收到CTS后
就可向目的站发送数据帧。
9-08.为什么无线局域网的站点在发送数据帧时,即使检测到信道空闲也仍然要等待一小
段时间?
为什么在发送数据帧的过程中不像以太网那样继续对信道进行检测?
答:
因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。
无线局域网的站点在传送数据帧时,检
测到信道空闲,其实并不空闲。
数据在线路上还会出现碰撞,一旦出现碰撞,在这个帧的
发送时间内信道资源都被浪费了,所以要等待一小段时间。
因为无线局域网上发送数据帧后要对方必须放回确认帧,以太网就不需要对方发回确认
帧。
9-09.结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。
RTS/CTS是强制使用还是
选择使用?
请说明理由。
答:
源站在发送数据帧之前发送RTS帧,若信道空闲,则目的站响应CTS帧,当源站收到CTS
帧后就可发送其数据帧,实际上就是在发送数据帧前先对信道预约一段时间。
RTS/CTS
是选择使用的,因为当数据帧本身长度很短时,使用RTS/CTS反而会降低效率。
9-10.为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方必须发回确认帧,而以太网就不需要对
方发回确认帧?
答:
无线局域网可能出现检测错误的情况:
检测到信道空闲,其实并不空闲,而检测到信道
忙,其实并不忙,因此需要接收方发回确认帧来确定信道是否空闲。
9-11.无线局域网的MAC协议中的SIFS,PIFS和DIFS的作用是什么?
答:
SIFS,即短帧间间隔。
SIFS是最短的帧间间隔,用来分隔开属于一次对话的各帧;PIFS,
即点协调功能帧间间隔(比SIFS长),是为了在开始使用PCF方式时(在PCF方式下使
用,没有争用)优先获得接入到媒体中;DIFS,即分布协调功能帧间间隔(最长的IFS),
在DCF方式中用来发送数据帧和管理帧。
9-12.试解释无线局域网中的名词:
BSS,ESS,AP,BSA,DCF,PCF和NAV.
答:
BSS:
一种非凡的Ad-hocLAN的应用,称为BasicServiceSet(BSS),一群计算机设
定相同的BSS名称,即可自成一个Group,而此BSS名称,即所谓BSSID。
ESS:
一种infrastructure的应用,一个或多个以上的BSS,即可被定义成一个Extended
ServiceSet(ESS),使用者可于ESS上Roaming及存取BSS中的任何资料,其中Access
Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许Roaming.
AP接入点:
用于无线网络的无线HUB,是无线网络的核心。
它是移动计算机用户进入有
线以太网骨干的接入点,AP可以简便地安装在天花板或墙壁上,它在开放空间最大覆盖
范围可达300米,无线传输速率可以高达11Mbps。
BSA:
一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围。
DCF:
分布协调功能,DCF不采用任何中心控制,而是在每一个节点使用CSMA机制的分布
式接入算法,让各个站通过争用信道来获取发送权。
PCF:
点协调功能,PCF是选项,是用接入点AP集中控制整个BSS内的活动,因此自组网
络就没有PCF子层。
PCF使用集中控制的接入算法,用类似于探询的方法把发送数据权
轮流交给各个站,从而避免碰撞的产生。
NAV:
网络分配向量指出了信道处于忙状态的持续时间,信道处于忙状态就表示:
或者是由
于物理层的载波监听检测到信道忙,或者是由于MAC层的虚拟载波监听机制指出了信道
忙。
9-13.冻结退避计时器剩余时间的做法是为了使协议对所有站点更加公平,请进一步解释。
答:
站点每经历一个时隙的时间就检测一次信道。
这可能发生两种情况,若检测到信道空闲,
退避计时器就继续倒计时,若检测到信道忙,就冻结退避计时器的剩余时间,重新等待
信道变为空闲并经过时间DIFS后,从剩余时间开始继续倒计时。
如果退避计时器的时间
减小到零时,就开始发送整个数据帧。
9-14.为什么某站点在发送第一帧之前,若检测到信道空闲就在等待时间DIFS后立即发送
出去,但在收到第一帧的确认后并打算发送下一帧时,就必须执行退避算法。
答:
因为
(1)在发送它的第一帧之前检测到信道处于忙状态;
(2)每一次的重传;
(3)每一次的成功发送后再要发送下一帧。
9-15.无线局域网的MAC帧为什么要使用四个地址字段?
请用简单的例子说明地址3的作
用。
答:
地址4用于自组网络,前三个地址的内容取决于帧控制字段中的“到DS”(到分配系统)
和“从DS”(从分配系统)这两个子字段的数值。
这两个子字段各占1位,合起来共有4
种组合,用于定义802.11帧中的几个地址字段的含义。
例如:
站点A向B发送数据帧,但这个过程要分两步走。
首先要由站点A把数据帧发送到
接入点AP1,然后再由AP1把数据帧发送到站点B。
当站点A把数据帧发送到AP1时,帧
控制字段中的“到DS=1”而“从DS=0”。
因此地址1是AP1的MAC地址(接收地址),地
址2是A的MAC地址(源地址),地址3是B的MAC地址(目的地址)。
当AP1把数据帧
发送到站点B时,帧控制字段中的“到DS=0”而“从DS=1”。
因此地址1是B的MAC
地址(目的地址),地址2是AP1的MAC地址(发送地址),地址3是A的MAC地址(源地
址)。
9-16.试比较IEEE802.3和IEEE802.11局域网,找出它们之间的主要区别?
答:
IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户
与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。
目前,3Com
等公司都有基于该标准的无线网卡。
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的
需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。
三者之间技术上
的主要差别在于MAC子层和物理层。
IEEE802.3:
描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法,在多种物理媒体上以多种
速率采用CSMA/CD访问方式,对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。
早期的
IEEE802.3描述的物理媒体类型包括:
10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36
等;快速以太网的物理媒体类型包括:
100BaseT、100BaseT4和100BaseX等。
9-17.无线个人区域网WPAN的主要特点是?
现在已经有了什么标准?
答:
主要特点:
一个人为中心,低功率、小范围、低速率和低价格。
标准:
由IEEE的802.15工作组制定的标准[W-IEEE802.15]
9-18.无线城域网WMAN的主要特点是什么?
现在已经有了什么标准?
答:
特点:
运用宽带无线接入技术,可以将数据、Internet、话音、视频和多媒体应用传送
到商业和家庭用户,能够提供高速数据无线传输乃至于实现移动多媒体宽带业务。
2004);另一个是2005年通过的802.16的增强版本,即802.16e.
第八章因特网上的音频/视频服务
8-1音频/视频数据和普通文件数据都有哪些主要区别?
这些区别对音频/视频数据在因特
网上传送所用的协议有哪些影响?
既然现有的电信网能够传送音频/视频数据,并且能够保
证质量,为什么还要用因特网来传送音频/视频数据呢?
答:
区别
第一,多音频/视频数据信息的信息量往往很大,
第二,在传输音频/视频数据时,对时延和时延抖动均有较高的要求。
影响
如果利用TCP协议对这些出错或丢失的分组进行重传,那么时延就会大大增加。
因此
实时数据的传输在传输层就应采用用户数据报协议UDP而不使用TCP协议。
电信网的通信质量主要由通话双方端到端的时延和时延抖动以及通话分组的丢失率决
定。
这两个因素都是不确定的,因而取决于当时网上的通信量,有网络上的通信量非常大以
至于发生了网络拥塞,那么端到端的网络时延和时延抖动以及分组丢失率都会很高,这就导
致电信网的通信质量下降。
8-2端到端时延与时延抖动有什么区别?
产生时延抖动的原因时什么?
为什么说在传送音
频/视频数据时对时延和时延抖动都有较高的要求?
答:
端到端的时延是指按照固定长度打包进IP分组送入网络中进行传送;接收端再从收到
的IP包中恢复出语音信号,由解码器将其还原成模拟信号。
时延抖动是指时延变化。
数
据业务对时延抖动不敏感,所以该指标没有出现在Benchmarking测试中。
由于IP上
多业务,包括语音、视频业务的出现,该指标才有测试的必要性。
产生时延的原因
IP数据包之间由于选择路由不同,而不同路由间存在不同时延等因素,导致同一voip
的数据包之间会又不同的时延,由此产生了时延抖动。
把传播时延选择的越大,就可以消除更大的时延抖动,但所要分组经受的平均时延也
增大了,而对某些实时应用是很不利的。
如果传播时延太小,那么消除时延抖动的效果就较
差。
因此播放时延必须折中考虑。
8-3目前有哪几种方案改造因特网使因特网能够适合于传送/音频视频数据?
答:
1.大量使用光缆,是网络的时延和时延抖动减小,使用具有大量高速缓存的高数路
由器,在网上传送实时数据就不会有问题。
2.将因特网改造为能够对端到端的带宽实现预留,从而根本改变因特网的协议栈—
从无连接的网络变为面向连接的网络。
3.部分改动因特网的协议,也能够使多媒体信息在因特网上的传输质量得到改进。
8-4实时数据和等时数据是一样的意思吗?
为什么说因特网是不等时的?
实时数据都有哪
些特点?
试说播放延时的作用?
答:
实时数据和等时数据不是一样的意思。
模拟的音频/视频信号只有经过数字化以后才能在因特网上传送。
就是对模拟信号
要经过采样和模数转换为数字信号,然后将一定数量的比特组组装成分组进行传送。
这些分
组在发送时的时间间隔时恒定的,但传统的因特网本身是非等时的。
这是因为在时延IP协
议的因特网中,每一个分组是独立的传送,因而这些分组在到达接收端时就变成非等时的。
消除时延的抖动。
8-5流式存储音频/视频,流式实况音频/视频和交互式音频/视频都有何区别?
答:
流式存储音频/视频是边下载边播放,即在文件下载后不久就开始播放。
流式实况音频/视频是发送时边录制边发送,接受时也是能够连续播放。
接受方收到
的节目时间和节目中事件的发生时间可以认为是同时的。
交互式音频/视频是用户使用因特网和其他人进行交互式通信。
8-6媒体播放器和媒体服务器的功能是什么?
请用例子说明。
媒体服务器为什么称为流式服
务器?
答:
媒体播放器的主要功能是:
管理用户界面,解压缩,消除时延抖动和处理传输带来
的差错。
媒体服务器的主要功能是使用元文件的URL接入到媒体服务器,请求下载浏览器所
请求的音频/视频文件,给出响应把该音频/视频文件发送给媒体播放器。
8-7实时流式协议RTSP的功能是什么?
为什么说它是个带外协议?
答:
RTSP是IETF的MMUSIC工作组开发的协议,功能是为了给流式过程增加更多的功能
而设计的协议。
RTSP本身并不传送数据,而仅仅是使媒体播放器能够控制多媒体的传送,因此RTSP
又称为外带协议。
8-08狭义的IP电话和广义的IP电话都有哪些区别?
IP电话都有哪几种连接方式?
答:
狭义的IP电话就是指在网络上打电话。
广义的IP电话不仅仅是电话通信,而且还可
以是在IP网络上进行交互式多媒体实时通信(包括电话.视像等)甚至还包括即时传信IM。
IP电话有3种连接方式分别为:
(1)2个PC机之间的通话。
(2)PC机到固定用户之间的通
话。
(3)2个固定电话之间打IP电话。
8-09IP电话的通话质量与那些因素有关?
影响IP电话话音质量的主要因素有哪些?
为什
么IP电话的通话质量是不确定的?
答:
IP电话的通话质量主要由两个因素决定。
一是通话双方端到端的时延和时延抖动,另
一个是话音分组的丢失率。
影响IP电话话音质量主要因素有:
语音编解码技术、包丢失以
及时延和时延抖动等。
若网络上的通信量非常大以致发生了网络拥堵,那么端到端时延和时
延抖动以及分组丢失率都会很高,这就导致IP电话的通信质量下降。
因此,一个用户使用IP
电话的通信质量取决于当时其他的许多用户的行为。
8-10为什么RTP协议同时具有运输层和应用层的特点?
答:
从开发者的角度看,RTP应当是应用层的一部分。
在应用程序的发送端,开发者必须编
写用RTP封装分组的程序代码,然后把RTP分组交给UDP套接字接口。
在接受端,RTP分组
通过UDP套接字接口进入应用层后。
还要利用开发者编写的程序代码从分组中把应用数据块
提取出来。
然而RTP的名称又隐含地表示出它是一个运输层协议。
这样划分也是可以的,应
为RTP封装了多媒体应用的数据块,并且由于RTP向多媒体应用程序提供了服务(如时间戳
和序号)。
因此可以吧RTP看成是在UDP之上的一个运输层子层的协议。
8-11RTP协议能否提供应用分组的可靠传输?
请说明理由。
答:
不能。
因为RTP为实时应用提供端到端的运输,但不提供任何服务质量的保证。
RTP是
一个协议框架因为它只包含了实时应用的一些共同功能。
RTP并不对多媒体数据块做任何处
理而只是向应用层提供一些附加的信息,让应用层知道应当如何进行处理。
8-12在RTP的分组中为什么要使用序号、时间戳和标记?
答:
序号占16位。
对每一个发送出的RTP分组,其序号加1.在一次RTP会话开始时的初始
序号是随机选择的序号使接收端能够发现丢失的分组,同时也能够将失序的RTP分组重新按
序排列好。
时间戳反映了RTP分组中的数据的第一字节的采样时刻。
接收端使用时间戳克准
确的知道应当在什么时间还原哪一个数据块,从而消除时间的抖动。
时间戳还可用来使视频
应用中声音和图像的同步。
标记置1表示这个RTP分组具有特殊意义。
8-13RTCP协议使用在什么场合?
它们各有何主要特点?
答:
RTP协议分别使用在:
结束分组BYE表示关闭一个数据流;特定应用分组APP时应用
程序能够定义新的分组类型;接收端报告分组RR用来使接收端周期性地向所有的点用多播
方式进行报告;发送端报告分组SR用来使发送端周期性地向所有接收端用多播方式进行报
告;远点描述分组SDES给出会话中参加者的描述。
8-14IP电话的两个主要标准各有何特点?
解:
IP电话的两个标准分别为:
ITU-T定义的H.323协议和IETF提出的绘画发起协议SIP.
的指令沿用原有电话网的信令模式,与原有电话网的连接比较容易。
SIP协议的特点:
以英特网为基础,将IP电话视为英特网那个上的新应用。
SIP使用了
HTTP的许多首部、编码规则、差错码以及一些鉴别机制。
它比H.323具有更好的可扩缩性。
8-15携带实时音频信号的固定长度分组序列发送到因特网。
每隔10ms发送一个分组。
前10
个分组通过网络的时延分别为45ms,50ms,53ms,46ms,30ms,40ms,46ms,49ms,55ms
和51ms。
(1)用图表示出这些分组发出时间和到达时间。
(2)若在接收端还原时的端到端时延为75ms,试求出每个分组经受的时延。
(3)画出接收端缓存中的分组数与时间的关系。
解:
(1)下图(a)的纵横坐标表示这些分组的发出时间和到达时间
(a)分组发送时间和到达时间图
(2)每个分组经受的时延分别为:
30,25,22,29,455,35,29,26,20和24ms
(3)接收端缓存中的分组数与时间的关系如下图(b)所示。
(b)接收端缓存中的分组数语时间关系图
8-16话音信号的采样速率为8000HZ,每隔10ms将已编码的话音采样装配为话音分组。
每
一个话音分组在发送之前要加上一个时间戳。
假定时间戳是从一个时钟得到的,该时钟每
隔△△取为9ms?
如果行,请说明理由。
如果不行,你认为△
应取为多少?
解:
不能将△取为9ms,可以将△取为5ms
8-17在传送音频/视频数据时,接收端的缓存空间的上限由什么因素决定?
实时数据流的
数据率和时延抖动对缓存空间上限的确定有何影响?
解:
接收端的缓存空间的上限取决于还原播放时所容许的时延,当还原播放时所用需的时延
已经确定时,缓存空间的上限与实时数据流的数据率成正比。
时延抖动越大,缓存空间也应
越大。
8-18什么是服务质量QoS?
为什么说“因特网根本没有服务质量可言”?
解:
服务质量QoS是服务性能的总效果,此效果决定了一个用户对服务的满意程度。
因特网
的网络本身提供的服务是不可靠的,它不能保证服务质量。
实际上“尽最大努力交付”的服
务就是没有质量保证的服务,根本没有服务质量可言。
8-19在讨论服务质量时,管制、调度、呼叫接纳表示什么意思?
解:
管制:
使某个数据流不影响其他正常数据流在网络中通过的一种机制。
调度:
路由器的队列所采用的排队规则。
呼叫接纳:
数据流要事先声明它所需要的服务质量,然后或者被准许进入网络,或者被拒绝
进入网络。
8-20试比较先进先出(FIFO)排队、公平排队(FQ)和加权公平排队(WFQ)的优缺点。
解:
先进先出(FIFO)排队的优点:
实施简单;其缺点:
不能区分时间敏感分组和一般数据
分组,并且对排在长分组的短分组也不公平。
公平排队(FQ)的优点:
在高优先级队列中总是有分组时,克服优先排队的局限,避免
了低优先级队列的分组长期得不到服务的现象出现;其缺点:
长分组得到的服务时间长,而
短分组得到的服务时间短,并且没有区分分组的优先级。
加权公平排队(WFO)的优点:
通过为每个队列分配一个与所需带宽百分比相对应的权
重,使高优先级队列中的分组有更多的机会得到服务;其缺点:
实施起来很复杂。
8-21假定有一个支持三种类别的缓存运行加权公平排队WFQ调度算法,并假定这三种类别
的权重分别是0.5,0.25,0.25。
如果是采用循环调度,那第这三个类别接受服务的顺序是
123123123…。
(1)如果每种类别在缓存中都有大量的分组,试问这三种类别的分组可能以何种顺序接受
服务?
(2)如果第1类和第3类在缓存中有大量的分组,但缓存中没有第2类的分组,试问这两
类分组可能以何种顺序接受服务?
解:
(1)如果每种类别在缓存中都有大量的分组,这三种类别的分组接受服务的顺序有:
321132113211…。
(2)如果1类和第3类在缓存中有大量的分组,但缓存中没有第2类的分
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- 计算机网络 课后 答案 第九
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