计算机网络理论与实践 习题及答案 第7章

第七章习题答案简述无线网络的分类。答：按覆盖范围分类1）无线个域网无线个域网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）一般指短距离通信的小范围网络，如手机和耳机通过无线相连，电脑和无线键盘、无线鼠标的连接，以及和打印机等的无线连接等。2）无线局域网无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）可分为有固定基础设施和无固定基础设备两大类。有固定基础设施的WLAN标准是IEEE802.11，包含预先建立的基站等固定基础设施和若干移动站。无固定基础设施的WLAN称为自组织网络，应用较多的是移动自组织网络（MANET），由一些可以移动的彼此平等的节点组成，节点之间可以相互通信，组成一个临时的无线局域网，不需要预先建立固定基础设施。在军事和民事领域有着广阔的应用前景。如地面的汽车群，军事上的坦克群、战机群、舰艇群等。3）无线城域网无线通信的便捷性促使对无线网络的覆盖范围有更大的需求。以IEEE802.16为代表的无线城域网技术被提出，其单个基站的覆盖范围可达几十千米，可组成城市规模大小的无线网络，通常被称为城域网。4）无线广域网类似卫星通信网络或蜂窝移动通信网络等均覆盖了广阔的区域，被称为无线广域网。简述CSMA/CA的工作原理，并说明其和CSMA/CD的区别。答：CSMA/CA的工作流程如下：（1）发送站在发送数据前，首先监听信道，若信道空闲，需等待一个IFS，若信道继续空闲，则立即发送数据。（2）在（1）中监听信道的过程中，若信道忙，则继续监听信道，直到信道空闲。（3）当信道转入空闲时，等待一个IFS，若信道依然空闲，则发送数据；若信道转为忙，则执行二进制指数退避算法，进入争用窗口，同时继续监听信道。CSMA/CA无法完全使用CSMA/CD协议，这是由无线局域网的几个通信特点决定的。（1）信号强度的问题。无线信号从源站发出到接收站的过程中，无线介质的动态范围很广，会产生较大的衰减，导致发送端无线适配器识别困难，不适合边发送边检测冲突的算法。（2）隐蔽站的问题。所谓隐蔽站是指双方彼此检测不到对方的信号，但却有可能导致冲突的发生。请说明无线局域网中为何会出现隐蔽站的问题。答：所谓隐蔽站是指双方彼此检测不到对方的信号，但却有可能导致冲突的发生。隐蔽站发生碰撞的情况如下图所示。在CSMA/CA中有哪几种帧间间隔（IFS）？为什么这样设计？答：802.11设计了三种不同的IFS：（1）短帧间间隔（SIFS）。这是最短的帧间间隔，具有最高的优先级，用于将帧尽快发送出去，典型值为10μs。（2）点协调帧间间隔（PIFS）。在PCF机制中使用，如中央控制器查询帧。PIFS长度大于SIFS。（3）分布协调帧间间隔（DIFS）。在DCF机制中使用，异步帧争用访问控制权时的帧间间隔，是最长的IFS，典型值为50μs。为了降低碰撞的发生，提高传输效率，在802.11中针对不同类型的帧设计了不同的IFS，这使得802.11中的帧有了事实上的优先级属性，因为拥有较短的IFS的帧可以优先获得发送权。如何解决无线局域网中的隐蔽站问题？答：针对隐蔽站带来的碰撞问题，发送站在送出数据前，先发送一段请求传送帧RTS到目标站，并等待目标站对该请求的回应帧CTS，握手同意后，发送站即可发送数据帧，帧中都包含通信所需的时间通告，相当于对信道进行预约，其他站点接收到此信息后，会推迟发送，避免了收发双方后面的数据传输发生碰撞。简述蓝牙技术及其应用。答：蓝牙作为一种小范围无线连接技术，能在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据通信和语音通信，因此它是实现无线个域网通信的主流技术之一。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑及相关外设等众多设备之间进行无线信息传输。蓝牙使用IEEE802.15协议，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段。蓝牙传输距离较短，蓝牙技术的主要工作范围在10米左右，经过增加射频功率后的蓝牙技术，可以在100米的范围进行工作。蓝牙主要有以下一些应用：1）车载设备间的通信2）工业生产中的应用3）医药领域中的应用简述ZigBee技术及其应用。答：ZigBee无线通信技术是基于蜜蜂相互间联系的方式而研发的一项应用于互联网通信的网络技术，其基于IEEE的802.15.4无线标准。通常用在无线个域网或机器人间的组网中。相较于传统网络通信技术，ZigBee无线通信技术表现出更为高效、便捷的特征。作为一项近距离、低成本、低功耗的无线网络技术，尤为适用于数据流量偏小的业务，该技术可便捷地在一些固定式、便携式移动终端中进行安装。ZigBee网络的理论最大节点数为2的16次方，即65536个节点，网络中的任意节点之间都可以进行数据通信，并具有自动修复功能。当节点移动时，节点间的网络连接关系也会发生变化，节点的网络通信模块可以通过重新搜索通信对象，通过确定它们之间的联系来重置原始网络。只要节点在网络模块通信的范围内自动找到对方，它们就可以快速形成互联的网络。ZigBee技术的先天性优势，使得它在物联网行业逐渐成为一种主流技术，在工业、农业、智能家居等领域得到大规模的应用。例如，它可用于厂房内进行设备控制、采集粉尘和有毒气体等数据。在农业方面，可以实现温度、湿度、pH值等数据的采集并根据数据分析的结果进行灌溉、通风等操作。在矿井中，可实现环境检测、语音通信和人员位置定位等功能。什么是移动IP，其含义是什么？答：当使用手机访问互联网时，用户已经习惯了一边移动一边通信，但从计算机网络的发展来看，计算机站点的地理位置一般是固