《计算机网络原理》课后计算题和应用题解答.doc

练习。1)对于带宽为6MHZ的信道，若用4种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率为多少？答：C=2H*LOG2N=2*6MHZ*LOG24=24MBPS2）信道带宽为3KHZ，信噪比为30DB，则每秒能发送的比特数不会超过多少？答：C=H*LOG2（1+S/N）=3KHZ*LOG2（1+1030/10）=30KBPS（此应为约数）3）采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在1200BAUD的信号传输速率下能达到的数据传输速率为多少？答：C=B*LOG2（8*2）=1200BAUD*LOG2（16）=4800BPS4）采用每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在带宽为8KHZ的无噪声信道上传输数字信号，若要达到64KBPS的数据速率，问至少要多少种不同的相位？答：C=2H*LOG2（X*2）=64KBPS=2*8KHZ*LOG2（X*2）LOG2（X*2）=4X*2=16X=8种5）对于带宽为4KHZ的语音信号，采用量化级别为128的PCM方法编码，问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？答：二进制位数=LOG2（128）=7位 C=2*4KHZ*7位=56kBPS9题。 长度为50Km，一个100字节的分组，带宽为多大时其传播延迟等于发送延迟？对于512字节的分组呢？解：传播延迟等于：50*103米/（2*108米/秒）=25*10-5秒=250微秒100字节/250微秒=0。4 字节*106/秒=0。4M字节/秒=3。2位/秒512字节/250微秒=2。04M字节/秒因此，带宽分别等于0。4M字节/秒和2。04M字节/秒10题。计算在下列情况下一个分组的延迟（从发出第1位开始到收到最后1位为止）：（a）在通路上有1个存储转发交换机的1Gbps以太网，分组大小是5000位。假定每条链路引入10微妙的传播延迟，并且交换机在接收完分组之后立即重发。解答：分析 一个交换机应有2条链路 1位的发送延迟=1/109=10-9S=0.001s所以，一个分组由5000位组成，在每条链路上引入的发送延迟是5s ，分组在每条链路上的传播延迟都是10s 因此总的延迟等于：52+102=30s。（两次发送，两次传播）（整个分组接收完经过分析才确定转发的外出端口，因此延迟了一个分组的发送时间）（b）跟（a）的情况类似，但有3个交换机。解答：3个交换机，共有4条链路，总的延迟等于：54+104=60s 。（4次发送，4次传播）（c）跟（a）的情况相同，但假定交换机实施“直通”交换：它可以在收到分组的开头128位后就重发分组。解答：使用直通交换，交换机延迟分组128位，即0.128s。在这种情况下仍然有1个5s的发送延迟，2个10s的传播延迟，再加上0.128s的交换机转发延迟，因此总的延迟等于：51+102+0.128=25.128s （1个发送延迟，2个传播延迟，1个转发延迟）如果像（b）那样有3个交换机，那么总的延迟将会等于：51+104+0.1283=45.384s。（1个发送延迟，4个传播延迟，3个转发延迟）11题。一条128Kbps的点到点链路，距离55gm，而且数据以光速传播解答:a) 传播延迟=55*106米/(3*108米/秒)=0.183秒b)计算拍完一幅图到这幅图到达地球的时间，每幅图的大小为5MB总时间=数据发送时间+信号传播时延发送时间=5MB/128K=0.31秒总时间=0.31+0.18=0.49秒6题。若窗口序号位数为3,发送窗口尺寸为2,采用GO-BACK-N法,请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图.发送帧0,发送帧1,接收帧0,接收确认帧0,发送帧2,帧1接收出错,帧1确认超时,重发帧1,接收帧1,发送帧2,接收确认帧1.7题。 若BSC帧数据段中出现下列字符串：问字符填充后的输出是什么?“ABCDE” 解答：字符填充后的输出是：“ABCDE” 9题。用BSC规程传输一批汉字，若已知采用不带报头的分块传输，而且最大报文块长为129字节，共传输了5帧，其中最后一块报文长为101字节。问每个报文最多能传多少汉字?这批数据报共有多少汉字? 解答：（取1）由BSC规程,不带报头(以字符串格式)的分块传输的帧格式为: SYNSYNSTX报文ETB/ETXBCC不带报头的分块传输是5个控制字符，开销5个字节，（1295）/2=62故前4帧每帧最多能传的汉字数为：(129-3(SYN+SYN+STX)-2(ETB+BCC)/262(个)每个报文传62个汉字，前4帧传248个汉字，最后一帧（1015）/248该批数据共有的汉字数为：624+(101-3(SYN+SYN+STX)-2(ETX+BCC)/2296(个) (2)由BSC规程,不带报头(以比特流格式)的分块传输的帧格式为: SYNSYNDLESTX报文DLEETB/ETXBCC故前4帧每帧最多能传的汉字数为：(129-4-3)/261(个)该批数据共有的汉字数为：614+(101-4-3)/2291(个) 10题。用HDLC传输12个汉字时，帧中的信息字段占多少字节？总的帧长占几字节？解答：信息字段(I)占122=24字节总的帧长占1(F)+1(A)+1(C)+24(I)+2(FCS)+1(F)30字节4题。设有一通信子网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部，而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组要有15字节的分组首部，而结点就不需要保留路由表的存储空间。设每段链路每传1兆字节需0。01元，购买结点存储器的费用为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均使用时间为1000秒，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问：采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？答：分析：4段链路意味着涉及5个路由器。虚电路实现需要在1000秒内固定分配58=40字节的存储器。数据报实现需要比虚电路实现多传送的头信息的容量等于（153）4200=9600字节链路。现在的问题就成了40000字节秒的存储器对比9600字节链路的电路容量。虚电路实现方案：需在1000秒内固定分配58=40字节存储空间， 存储器使用的时间是2年，即252403600=1.5107秒每字节每秒的费用=0.1/（1.5107）=6.710-10元 总费用，即1000秒40字节的费用=1000406.710-10=2.710-5元 数据报实现方案：比上述虚电路实现方案需多传(15-3)4200=9600字节， 每字节每链路的费用=0。01/106=10-8元 总费用，即9600字节每链路的费用=960010-8=9.610-5元 9.6-2.7=6.9毫分 可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9毫分 5题。 一万个站点在竞争使用每一时分ALOHA通道。如果每个站平均每个小时做 18次请求。信道时隙是125us。总的通道负载约为多少？解答 每个终端每200（=3600/18=200）秒做一次请求，总共有10000个终端。因此，总负载是200秒做10000次请求，平均每秒50次请求。每秒8000个（=1/125 us）时隙，所以平均每个时隙发送次数是G=508000=1/160=0.00625。6题 。 N个站点共享56K 的纯ALOHA信道。每个站点平均每100秒输出一个1000 bit的帧，即使前一个帧还没有发送完也依旧进行（假设站点都有缓存）。N的最大值是多少？解答：对于纯ALOHA，可用的带宽是0.18456Kb/s=10.304b/s；每个站都需要的带宽是1000100=10b/s。因此N=10304101030。 所以，最多可以有1030个站，即N的最大值是1030。10题 标准10MBPS802。3LAN的波特率是多少？解答：标准10MBPS802。3LAN采用曼彻斯特编码 即 数据传输率只有调制速率的1/2R=1/2BB=2*10MBPS=20波特11题。一个1km长的10Mb/s 的CSMA/CD局域网（不是802.3），其传播速度等于每微秒200米。数据帧的长度是256bit，其中包括用于帧头、检验和以及其他开销的32bit。传输成功后的第一个时隙被留给接受方，用来捕获信道并发送一个32bit的确认帧。假定没有冲突发生，有效数据率（不包括开销）是多少？解法1:仅以成功的发送与传播计算：发送数据帧256位所需时间= 256bit/10Mbps=25.6us数据帧在信道上的传播时间= 1000m/(200m/us)=5us共用时间= 25.6us+5us=30.6us 故有效数据传输速率为：(256-32)b/30.6us=7.3Mbps 解法2:从发送至接收确认全程计算（依题意是这种计法）：1)发送数据帧256位所需时间= 256bit/10Mbps=25.6us数据帧在信道上的传播时间= 1000m/(200m/us)=5us共用时间= 25.6us+5us=30.6us2)回发确认帧32位所需时间= 32bit/10Mbps=3.2us确认帧在信道上的传播时间= 1000m/(200m/us)=5us共用时间= 3.2us+5us=8.2us故有效数据传输速率为：(256-32)b/(30.6+8.2)us=5.77Mbps14题。长1Km、10Mbps的基带总线LAN,信号传播速度为200M/s,试计算:1000比特的帧从发送开始到接收结束的最大时间是多少?若两相距最远的站点在同一时刻发送数据,则经过多长时间两站发现冲突?解答：两站点从发送开始到接收结束的总时间=数据传输时延+信号传播时延=1000bit/10Mbps + 1000m/200m/us =100us+5us=105us同时发送数据的两站点发现冲突的时间=信号传播时延=1000m/200m/us=5us(注:若非同时发送数据,两站点发现冲突的最大时间=2*信号传播时延)练习：某CSMA/CD基带总线网长度为1000m，信号传播速度为200m/s,假如位于总线两端的站点在发送数据帧时发生了冲突,试问: 该两站间信号传播延迟时间是多少? 2.最多经过多长时间才能检测到冲突?【解析】该两站间时延a =1000m/200(n/S)=5S 冲突检测时间=2a=25s=10s15题。 100个站点的时槽环，任意两站间的平均距离为10m,数据传输速率为10Mbps,信号传播速度为200m/us,若每个站引入1位延迟,试计算：两站间链路的位长度为多少位？整个环路的有效位长度为多少位？此环上最多允许有几个37位长的时槽？ 解答：环的比特长度=信号传播时延*数据传输速率+接口延迟位数两站间链路的位长度为：10m/200m/us * 10Mbps=0.5bit(不计1位延迟)总环路的有效位长度为：100(0.5bit+1bit)=150bit时槽数为：150bit/37bit=4.05(个)5(个)16题。当数据传输速率为5Mbps,传播速度为200m/us时，令牌环接口中的一个比特时延等价于多少米的电缆？解答：在5Mbps数据传输速率下，一个位时等于200us（=1/5*106），在200us时间内信号可以传播的距离=200*10-3*200=40米17题 长1Km、10Mbps、50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/us,令牌长8位，数据帧最大长度为256（包括32位开销），确认在数据帧捎带，问该环不包括开销的有效数据速率为多少？ 分析： 1.获取令牌：停止令牌运行（大约为1位时延，归入站点时延计算）； 发送数据帧：把数据帧发送到环上；（传输时延）数据帧绕环一周：绕环线一周；（传播时延）经过每个站点有1位时延。（传输时延） 发送令牌帧：把令牌帧发送到环上；（传输时延） 解：1）获取令牌传输时延为: 8bit/10Mbps=0.8us2）发送数据帧传输时延为: 256bit/10Mbps=25.6us3）信号绕环一周传播时延为: 1000m/200m/us=5us4）50站点1位传输时延为: 50 * 1bit/10Mbps=5us5）发送令牌帧传输时延为: 8bit/10Mbps=0.8us所需总时间为：(0.8+25.6 +5 +5 +0.8)us=36.4us该环不包括开销的有效数据传输速率为:(256-32)bit/36.4us=6.15Mbps 18题。长10Km、16Mbps、100个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/us。问：该环上1位的延迟相当于多少米长度的电缆？该环的有效位长度为多少位？ 解法1:令牌环的比特长度为：10Km*5us/Km * 16Mbps + 100bit=180bit故该环上1位的延迟相当于电缆的长度为：1bit * 10Km/180bit=5.56m该环的有效位长度为：10Km*5us/Km * 16Mbps=80bit(不计1位延迟) 解法2:该环上1位的延迟相当于电缆的长度为：200m/us / 16Mbps=200m/us / 16b/us =12.5m/b该环的有效位长度为：10Km/12.5m/b =80b(不计1位延迟)19题。长1Km、4Mbps、50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/us,设数据帧最大长度为100字节。问该环上检查令牌丢失的超时计数器的值至少要设置为多少微秒？ 解答：1Km