计算机网络课后作业以及答案(中英文对照)

1、Chapterl 1- 11.Whataretworeas on sforusi nglaReredprotocols? （请说出使用分层协议的两个理由） 答：通过协议分层可以把设计问题划分成较小的易于处理的片段。分层意味着 某一层的协议的改变不会影响高层或低层的协议。 1- 13.Whatisthepri ncipaldiffere ncebetwee nconn ectio nlesscommu ni cati onan dconnection-orie ntedcom muni cati on? （在无连接通信和面向连接的通信两者之间，最主要的区别是什么？） 答：主要的区别有两条。 其一

2、：面向连接通信分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建 立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。 接着，当数据传输完毕，必须释放连接。而无连接通信没有这么多阶段，它直 接进行数据传输。 其二：面向连接的通信具有数据的保序性，而无连接的通信不能保证接收数据 的顺序与发送数据的顺序一致。 1- 20.AsRstemhasa nn-laRerprotocolhierarchR.Applicati on sge neratemessage sofle ngthMbRtes.AteachofthelaRers,a nh-bRteheaderisadded.What

3、fractio no fthen etworkba ndwidthisfilledwithheaders? （一个系统有n层协议的层次结构。应用程序产生的消息的长度为 M字节。 在每一层上需要加上一个h字节的头。请问，这些头需要占用多少比例的网络带 宽） 答：hn/（hn+m）R100% 1- 28.A nimageis1024R768piRelswith3bRtes/piRel.Assumetheimageisu ncompre ssed.Howlo ngdoesittaketotra nsmititovera56-kbpsmodemcha nn el?Overa1-Mbp scablemo

4、dem?0vera10-MbpsEthernet?0ver100-MbpsEthernet? （一幅图像的分辨率为1024R768像素，每个像素用3字节来表示。假设该图 像没有被压缩。请问，通过56kbps的调制解调器信道来传输这幅图像需要多长 时间？通过 1Mbps的电缆调制解调器呢？通过10Mbps的以太网呢？通过 100Mbps的以太网呢？） 答： Theimageis1024R768R3bRtesor2359296bRtes.Thisis18874368bit.At56,000bi ts/sec,ittakesabout337.042sec.At1,000,000bits/sec,it

5、takesabout18.874 sec.At10,000,000bits/sec,ittakesabout1.887sec.At100,000,000bits/sec, ittakesabout0.189sec. Chapter2 2- 2.A noiseless4-kHzcha nn elissampledeverR1msec.WhatisthemaRimumdatarat e? （一条无噪声4kHz信道按照每1ms一次进行采样，请问最大数据传输率是多 少？） 答：无噪声信道最大数据传输率公式：最大数据传输率=2Hlog2Vb/s。因此最大 数据传输率决定于每次采样所产生的比特数，如果每次

6、采样产生16bits，那么 数据传输率可达128kbps；如果每次采样产生1024bits，那么可达8.2Mbps。注 意这是对无噪声信道而言的，实际信道总是有噪声的，其最大数据传输率由香 农定律给出。 2- 4.1 fabi narRsig nalisse ntovera3-kHzcha nn elwhosesig nal-to-noiseratiois 20dB,whatisthemaRimumachievabledatarate? (如果在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB, 则最大可达到的数据传输率为多少？) 答：信噪比为20dB即S/N=100由于Iog

7、2101 6.658，由香农定理，该信道的信 道容量为 3log 2(1+100)=19.98kbps。 又根据乃奎斯特定理，发送二进制信号的3kHz信道的最大数据传输速率为 2R3Rlog22=6kbps。 所以可以取得的最大数据传输速率为 6kbps。 2- 5.Whatsig nal-to-no iseratiois neededtoputaT1carrier on a50-kHzli ne? (在50kHz的线路上使用1T线路需要多大的信噪比？) 答：为发送T1信号，我们需要 $ 日 10刘(1 + ) = 1.544x107/ N H = 50000 N 101og10(231 -

8、1) = 93 dB 所以，在50kHz线路上使用T1载波需要93dB的信噪比。 2- 34.Asig nalistra nsmitteddigitallRovera4-kHz no iselesscha nn elwitho nesa mpleeverR125 卩 sec.HowmanRbitspersecondareactuallRsentforeachoftheseen cod in gmethods? (a) CCITT2.048Mbpssta ndard. (b) DPCMwitha4-bitrelativesig nalvalue. (c) Deltamodulatio n. (一

9、个信号在4kHz的无噪声信道上以数字方式进行传输，没125us采样一次。 请问，按照以下的编码方法，每秒钟实际发送多少位？ (a) CCITT2.048Mbps标准。 (b) 有4位相对信号值的DPCM (c) 增量调制。 ) 答：a. CCITT2.048Mbps标准用32个8位数据样本组成一个 125的基本帧，30 个信道用于传信息，2个信道用于传控制信号。在每一个4kHz信道上发送的数 据率就是 8R8000=64kbps b. 差分脉码调制(DPCM是一种压缩传输信息量的方法，它发送的不是每 一次抽样的二进制编码值，而是两次抽样的差值的二进制编码。现在相对差值 是4位，所以对应每个4k

10、Hz信道实际发送的比特速率为 4R8000=32bps c. 增量调制的基本思想是：当抽样时间间隔st很短时，模拟数据在两次抽 样之间的变化很小，可以选择一个合适的量化值作为阶距。把两次抽样的差别 近似为不是增加一个就是减少一个。这样只需用1bit二进制信息就可以表示一 次抽样结果，而不会引入很大误差。因此，此时对应每个4kHz信道实际发送的 数据速率为1R8000=8kHz 2-43.Supposethat RDitsofuserdataaretobetransmittedoverak-hoppathinapac ket-switched networkasaseriesofpackets,

11、eachco ntai ning pdatabitsand hheaderbits,withRp+h.Thebitrateofthelinesisbbpsandthepr opagati on delaRis negligible.Whatvalueofpmini mizesthetotaldelaR? (假定R位用户数据将以一系列分组形式，在一个分组交换网络中沿着一条 共有k跳的路径向前传播，每个分组包含p位数据和h位的头，这里Rp+h 线路的传输率为bbps，传播延迟忽略不计。请问，什么样的p值使总延迟最小？) 答：所需要的分组总数是R/p，因此总的数据加上头信息交通量为(p+h)RR/p

12、位。 源端发送这些位需要时间为(p+h)RR/pb 中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为(k-1)R(p+h)/b 因此我们得到的总的延迟为 pbb 对该函数求p的导数，得到 /b+ 令 p-(p + h)x A-l _ p1 b+ b 得到 居L I 因为p0,所以 故 时能使总的延迟最小 2-53.ACDMAreceivergetsthefollowi ngchips:(-1+1-3+1-1-3+1+1).Assumi ngth echipseque ncesdefi nedinF ig.2-45(b),whichstati on stra nsmitted,a ndwhichb i

13、tsdideacho nese nd? (一个CDMA接收器得到了下面的时间片：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。假设时间片 序列如图2.45 (b)中所定义，请问哪些移动站传输了数据？每个站发送了什么 位?) 答: Justcomputethefournormalizedinnerproducts: (1+13+113+1+1) (1+13+113+1+1) (1+13+113+1+1) d (111+1+11+1+1 /8=1 d (11+11+1+1+11 /8=1 d (1+11+1+1+111 /8=0 (1+13+113+1+1) d (1+11111+11) /8=1 The

14、resultisthatAa ndDse nt1bits,Bse nta0bit,a ndCwassile nt. Chapter3 3- 3.Thefollowi ngdatafragme ntoccursi nthemiddleofadatastreamforwhichthe bRte-stuffi ngalgorithmdescribedi ntheteRtisused:ABESCCESCFLAGFLAGD.Wha tistheoutputafterstuffi ng? （数据片断（ABESCCESCFLAGFL）出现在一个数据流的中间，而成帧方式 采用的是本章介绍的字节填充算法，请问经

15、过填充之后的输出时什么？） 答：Afterstuffing,wegetABESCESCCESCESCESCFLAGESCFLAGD. 3- 15.Abitstream10011101istra nsmittedusi ngthesta ndardCRCmethoddescribe di ntheteRt.Thege neratorpoIR no mialisR3+1.Showtheactualbitstri ngtra nsmi tted.Supposethethirdbitfromtheleftisi nv ertedduri ngtra nsmissio n.Showth atthiser

16、rorisdetectedatthereceiverse nd. （利用本章中介绍的标准多项式 CRC方法来传输位流1001101。生成器多项式 为R3+1。请给出实际被传输的位串。假设在传输过程中左边第三位变反了。请 证明，这个错误可以在接收端被检测出来。） 答： Theframeis10011101.Thege neratoris1001.Themessageafterappe ndi ngthreez erosis10011101000.Theremai ndero ndividi ng10011101000bR1001is100.So,th eactualbitstri ng Tran

17、 smittedis10011101100.Thereceivedbitstreamwitha nerrori nthethirdbi tfromtheleftis10111101100.Dividi ngthisbR1001producesarema in der100,wh ichisdiffere ntfromzero.Thus,thereceiverdetectstheerrora ndcan askforar etra nsmissi on. 3- 18.A3000-km-lo ngT1tru nkisusedtotra nsmit64-bRteframesusi ngprotoco

18、l5. Ifthepropagationspeedis6 卩 sec/km,howmanRbitsshouldthesequencenumbersb e? （一条3000公里长的T1骨干线路被用来传输64字节的帧，两端使用了协议 5。如果传输速度为6us/公里，则序列号应该有多少位？） 答：为了有效运行，序列空间（实际上就是发送窗口大小）必须足够的大，以 允许发送方在收到第一个确认应答之前可以不断发送。信号在线路上的传播时 间为6X 3000=18000us，即18ms在T1速率，发送64字节的数据帧需花的时间： 64X 8-（1.536 X 106）=0.33us。所以，发送的第一帧从开始发

19、送起，18.33ms后 完全到达接收方。确认应答又花了很少的发送时间（忽略不计）和回程的18ms 这样，加在一起的时间是36.33ms。发送方应该有足够大的窗口，从而能够连续 发送36.33ms。36.33/0.33=110也就是说，为充满线路管道，需要至少110帧， 因此序列号为7位。 3- 22 .In protocol6,whe nadataframearrives,acheckismadetoseeiftheseque nee nu mberdiffersfromthe on eeRpecteda ndno_n akistrue .I fbothc on diti on shold,a

20、 NAKisse nt.Otherwise,theauRiliarRtimerisstarted.Supposethattheelseclau sewereomitted.Wouldthischa ngeaffecttheprotocolscorrect ness? （在协议6中，当一个数据帧到达的时候，需要执行一个检查，看它的序列 号是否与期望的序列号不同，并且no_nak为真。如果这两个条件都成立，则发 送一个NAK否则的话，启用辅助定时器。假定else子句被省略掉。这种改变 会影响协议的正确性吗？） 答：可能导致死锁。假定有一组帧正确到达，并被接收。然后，接收方会向前 移动窗口。 现在假

21、定所有的确认帧都丢失了，发送方最终会产生超时事件，并且再次发 送第一帧，接收方将发送一个 NAK然后NONAI被置成伪。假定NAK也丢失了。 那么从这个时候开始，发送方会不断发送已经被接收方接受了的帧。接收方只 是忽略这些帧，但由于NONA为伪，所以不会再发送 NAK从而产生死锁。如果 设置辅助计数器（实现“ else ”子句），超时后重发NAK终究会使双方重新获 得同步。 3-31.C on sidera nerror-free64-kbpssatellitecha nn elusedtose nd512-bRtedat aframes inon edirecti on, withverRshortack no wledgeme ntsco min gbacktheother waR.WhatisthemaRimumthroughputforwi ndowsizesof1,7,15,a nd127?Theearth- satellitepropagatio ntimeis270msec. （考虑在一个无错误的64kbps卫星信道上单向发送512字节的数据帧，有 一些非常短的确认