网络工程师软考常用计算公式

网络工程师软考常用计算公式一、数据通信基础1.数据传输速率数据传输速率是指单位时间内传输的数据量，通常用比特率（bps）表示。公式：$S=\frac{1}{T}\timeslog_2N$$S$：数据传输速率（bps）$T$：信号周期（秒）$N$：信号状态数示例：若信号周期为$0.001$秒，信号状态数为$16$，则数据传输速率$S=\frac{1}{0.001}\timeslog_216=1000\times4=4000$bps

2.码元传输速率码元传输速率也叫波特率，是指单位时间内传输的码元个数，用波特（Baud）表示。公式：$B=\frac{1}{T}$$B$：码元传输速率（波特）$T$：信号周期（秒）示例：若信号周期为$0.005$秒，则码元传输速率$B=\frac{1}{0.005}=200$波特

3.误码率误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率。公式：$Pe=\frac{Ne}{N}$$Pe$：误码率$Ne$：传错的码元数$N$：传输的总码元数示例：传输了$10000$个码元，其中有$10$个传错，则误码率$Pe=\frac{10}{10000}=0.001$

二、网络拓扑结构相关1.星型拓扑结构线缆长度计算在星型拓扑结构中，从中心节点到各个节点的线缆长度之和为总线缆长度。公式：$L=\sum_{i=1}^{n}l_i$$L$：总线缆长度$l_i$：第$i$个节点到中心节点的线缆长度$n$：节点数示例：有一个星型拓扑网络，包含$5$个节点，节点到中心节点的线缆长度分别为$10m$、$12m$、$8m$、$15m$、$9m$，则总线缆长度$L=10+12+8+15+9=54m$

2.总线型拓扑结构线缆长度计算总线型拓扑结构中，总线的长度就是线缆的总长度。公式：$L=l$$L$：总线缆长度$l$：总线的长度示例：总线型网络的总线长度为$50m$，则总线缆长度就是$50m$

三、网络设备相关1.交换机端口带宽计算交换机端口带宽的计算公式为端口速率乘以端口数量。公式：$B=R\timesn$$B$：交换机端口总带宽$R$：单个端口速率$n$：端口数量示例：一台交换机有$24$个端口，每个端口速率为$100Mbps$，则交换机端口总带宽$B=100\times24=2400Mbps$

2.路由器背板带宽计算路由器背板带宽是指路由器输入端与输出端之间的物理通道所能达到的最大数据率。公式：$B=\sum_{i=1}^{n}R_i\timesf_i$$B$：背板带宽$R_i$：第$i$种端口的传输速率$f_i$：第$i$种端口的数量示例：路由器有$10$个$100Mbps$的以太网端口和$2$个$1000Mbps$的光纤端口，则背板带宽$B=100\times10+1000\times2=3000Mbps$

四、IP地址与子网划分1.二进制与十进制转换二进制转十进制：将二进制数按位权展开相加。例如，二进制数$1011$转换为十进制为$1\times2^3+0\times2^2+1\times2^1+1\times2^0=8+0+2+1=11$。十进制转二进制：采用除$2$取余，逆序排列的方法。例如，将十进制数$13$转换为二进制：$13\div2=6$余$1$$6\div2=3$余$0$$3\div2=1$余$1$$1\div2=0$余$1$逆序排列得$1101$

2.子网掩码计算公式：子网掩码中，网络位全为$1$，主机位全为$0$。对于$A$类地址，默认子网掩码为$255.0.0.0$，即$11111111.00000000.00000000.00000000$。对于$B$类地址，默认子网掩码为$255.255.0.0$，即$11111111.11111111.00000000.00000000$。对于$C$类地址，默认子网掩码为$255.255.255.0$，即$11111111.11111111.11111111.00000000$。示例：要将一个$C$类网络划分为$4$个子网，则需要借用$2$位主机位（因为$2^2=4$）。新的子网掩码为$255.255.255.192$，即$11111111.11111111.11111111.11000000$。

3.子网划分计算步骤：确定要划分的子网数量$N$。计算需要借用的主机位数$n$，满足$2^n\geqN$。确定新的子网掩码。计算每个子网的网络地址、可用主机地址范围和广播地址。示例：将一个$C$类网络$192.168.1.0/24$划分为$8$个子网。因为$2^3=8$，所以需要借用$3$位主机位。新的子网掩码为$255.255.255.224$，即$11111111.11111111.11111111.11100000$。子网划分如下：子网$1$：网络地址$192.168.1.0$，可用主机地址范围$192.168.1.1192.168.1.30$，广播地址$192.168.1.31$。子网$2$：网络地址$192.168.1.32$，可用主机地址范围$192.168.1.33192.168.1.62$，广播地址$192.168.1.63$。子网$3$：网络地址$192.168.1.64$，可用主机地址范围$192.168.1.65192.168.1.94$，广播地址$192.168.1.95$。子网$4$：网络地址$192.168.1.96$，可用主机地址范围$192.168.1.97192.168.1.126$，广播地址$192.168.1.127$。子网$5$：网络地址$192.168.1.128$，可用主机地址范围$192.168.1.129192.168.1.158$，广播地址$192.168.1.159$。子网$6$：网络地址$192.168.1.160$，可用主机地址范围$192.168.1.161192.168.1.190$，广播地址$192.168.1.191$。子网$7$：网络地址$192.168.1.192$，可用主机地址范围$192.168.1.193192.168.1.222$，广播地址$192.168.1.223$。子网$8$：网络地址$192.168.1.224$，可用主机地址范围$192.168.1.225192.168.1.254$，广播地址$192.168.1.255$。

4.主机数量计算公式：每个子网的主机数量$H=2^m2$$H$：主机数量$m$：主机位数示例：在子网$192.168.1.0/27$中，主机位数为$5$位，则主机数量$H=2^52=30$

5.网络地址计算步骤：将IP地址与子网掩码进行按位与运算。示例：IP地址为$192.168.1.100$，子网掩码为$255.255.255.224$，即$11000000.10101000.00000001.01100100$与$11111111.11111111.11111111.11100000$按位与运算，得到网络地址为$192.168.1.96$。

6.广播地址计算步骤：先将网络地址的主机位全置为$1$。示例：网络地址为$192.168.1.96$，主机位全置为$1$后得到广播地址为$192.168.1.127$

7.可用主机地址范围计算步骤：网络地址的主机位加$1$得到第一个可用主机地址。广播地址减$1$得到最后一个可用主机地址。示例：网络地址为$192.168.1.96$，第一个可用主机地址为$192.168.1.97$；广播地址为$192.168.1.127$，最后一个可用主机地址为$192.168.1.126$，所以可用主机地址范围是$192.168.1.97192.168.1.126$

五、路由相关1.跳数计算跳数是指数据包从源节点到目的节点所经过的路由器数量。公式：跳数=经过的路由器个数示例：数据包从源节点出发，经过$3$个路由器到达目的节点，则跳数为$3$

2.路由度量值计算路由度量值是衡量到达目的网络的代价，不同路由协议有不同的计算方法。RIP协议：度量值=跳数OSPF协议：度量值=带宽、延迟、可靠性、负载、MTU等因素综合计算。通常根据链路带宽计算，公式为：度量值=$10^8/带宽$示例：链路带宽为$10Mbps$，则度量值=$10^8/10^7=10$

六、网络带宽与流量计算1.链路带宽利用率计算公式：链路带宽利用率=$\frac{实际流量}{链路带宽}\times100\%$实际流量：单位时间内通过链路的数据量链路带宽：链路的最大传输速率示例：一条链路带宽为$100Mbps$，某时刻实际流量为$20Mbps$，则链路带宽利用率=$\frac{20}{100}\times100\%=20\%$

2.网络流量计算公式：网络流量=平均流量×时间平均流量：单位时间内的平均数据传输量时间：统计流量的时间段示例：网络平均流量为$5Mbps$，统计$1$小时（$3600$秒）的流量，则网络流量=$5\times3600=18000$Mbps

七、无线网络相关1.无线传输速率计算无线传输速率受多种因素影响，常见的无线标准有$802.11a$、$802.11b$、$802.11g$、$802.11n$、$802.11ac$等。802.11b：最高传输速率为$11Mbps$。802.11g：最高传输速率为$54Mbps$。802.11n：最高传输速率可达$300Mbps$甚至更高，例如通过$2×2$MIMO技术可达到$300Mbps$，$3×3$MIMO技术可达到$450Mbps$。802.11ac：最高传输速率可达$1.733Gbps$甚至更高，例如通过$8×8$MIMO技术可达到较高速率。

2.无线覆盖范围计算无线覆盖范围受发射功率、天线增益、环境等因素影响，有一些经验公式：自由空间传播模型：$Pr(d)=Pt+Gt+Gr20log_{10}(d)20log_{10}(f)L$$Pr(d)$：接收功率$Pt$：发射功率$Gt$：发射天线增益$Gr$：接收天线增益$d$：距离$f$：频率$L$：系统损耗示例：已知发射功率