計算機網絡答案

1、6. 一個帶寬為6MHz的信道，假設用4種不同的狀態(tài)表示數(shù)據(jù)，在不考慮熱噪聲的情況下 最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？在不考慮熱噪聲的理想情況下，計算信道容量的公式是奈奎斯特公式?，F(xiàn)帶寬H= 6MHz碼元可取的有效離散值個數(shù)N= 4,那么信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為：C= 2Hlog2N= 2X 6X 106x log 24 b/s = 24Mb/s7. 某信道帶寬為3kHz,信噪比為30dB,試計算該信道的最大比特率。假設采用二進制信 號傳輸，那么該信道的最大比特率是多少？由信噪比=30db 可知 S/N= 1030/10 = 1000?，F(xiàn)帶寬H= 3kHz,根據(jù)香農公式可知信道的最大比特率為：3C =

2、 Hlog2 (1+S/N) = 3 X 10 x log 2 (1+1000)30kb/s。假設采用二進制信號傳輸，該信道的最大比特率為：3C= 2Hlog 2N= 2X 3X 10 x log 22 = 6kb/s。&要在帶寬為4kHz的信道上用4秒鐘發(fā)送完20KB的數(shù)據(jù)塊，按照香農公式，信道的信噪 比最小應為多少分貝？要在帶寬為4kHz的信道上用4秒鐘發(fā)送完20KB的數(shù)據(jù)塊，即所需的數(shù)據(jù)傳輸速率為 20KB/4=40kbps，由香農公式有 C=Hlog2 (1+S/N)由 H=4kHz, C> 40kbps，得 S/N> 1024，因此 10log 1q(S/N)&g

3、t; 30dB,即信噪比最小應為30分貝。13. 計算T1載波線路的編碼效率和開銷率。假設要采用兩種物理狀態(tài)傳輸?shù)?0kb/s信道上傳輸1.544Mb/s的T1載波，問信道的信噪比至少應該是多少？在T1載波線路中，一幀包括193b。這193b按時分多路復用方式細分為24個信道，每個信道8b,余下1b作同步位。8b中1b用來傳輸控制信號，7b用來傳輸數(shù)據(jù)信息。據(jù)此， T1載波線路的編碼效率為：24 X 7/193 = 87%對應地，開銷率為 1-0.87 = 13%因為是采用兩種物理狀態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，那么從數(shù)值上來說，B= S,而B= 2H,所以信道帶寬H= B/2 = S/2 = 25kHz。由香

4、農公式C=Hlog2(1+S/N)可知信噪比S/N= 2c/H-1 = 21.544M/25k-1 = 261.76 -1以分貝計算，那么 S/N= 10log 10(261.76-1)疋 186dB17.共有四個站點進展 CDMA通信，四個站點的碼片序列分別為：A : (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)B: (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C : (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)D: (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)現(xiàn)收到碼片序列-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1，問哪個站發(fā)送了數(shù)據(jù)？發(fā)送的 1還是0 ? 設當

5、前收到的碼片序列S為-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +11 81 8那么A S=:ASj =1B S=-BiSi =-18 i 18 i 1c s=!8CS =0D1 8 s= DS =18i 18 i 1所以站點A和D發(fā)送“ 1，B發(fā)送“ 0，站點C未發(fā)送數(shù)據(jù)。x7+x5+1被生成多項式x3+1除，所得余數(shù)是多少？解：x 7+x5+1對應的二進制位串為10100001, x3+1對應的二進制位串為1001，通過多項式除法運算，可得余數(shù)為111.過程略438. 采用生成多項式 G(X)=X+X+X+1為信息位1010101產生循環(huán)冗余碼，加在信息位后面形 成碼字，再經比特填充后從左向

6、右發(fā)送，問發(fā)送在物理線路上的比特序列是什么？解：由生成多項式的次數(shù)可知冗余位位數(shù)為4，信息位對應的多項式為x6+x4+x2+1，在信息位后面附 力口 4位0對應的多項式為x4*(x 6+x4+x2+1)，用生成多項式G(X)去除x4*(x 6+x4+x2+1)可得余數(shù)多項式，經計算，可得余數(shù)為1011，因此需通過物理線路傳送的比特序列是。9. 循環(huán)冗余碼的生成多項式為X5+X4+X+1，假設接收方收到的碼字為01，問傳輸中是否有過失？解： 生成多項式 G(X) = X5+X4+X+1對應的代碼為110011, 假設接收碼字為01，計算T(X)模2除G(X)的余數(shù)：110001001100110

7、1110011000011001101111001100001由算式可知余數(shù)為 00001工0，因此傳輸有錯，所接收的碼字不是正確的碼字。10. 假設信息位為1001000，要構成能糾正一位錯的海明碼，那么至少要加上多少冗余位？ 寫出其監(jiān)視關系表達式。解：信息位長度 k= 7,根據(jù)表達式2r> k+r+1可知冗余位長度r = 4,所以最后構成的海明碼碼字長度應為n = k + r = 11 ,在 7 位信息位 aea9a534后追力口 4位冗余位 a3a2a1a°，構成 11位碼字 aea9。 設置校正因子與錯碼位置的對應關系如下：S3 S2S1S000000001001001

8、0010000011010101100111100110101011錯碼位置無錯a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10由上表可得監(jiān)視關系式:S)=a0® a4® a5® a7® as® S=a1 ® a4® a6® a7® a9®S?=a2 ® a5 ® a6 ® a7 S3=a3 ® as ® a9 ®令 S3SS1S0= 0000，即令a0 ® a4 ® a5® a? ® aa

9、4; ae=0a1 ® a4 ® a6 ® a7 ® a9 ® ae=0a2 ® a5 ® a6 ® a7=0a3 ® as® a9® ae=0由此可求得各冗余位的生成表達式：a°= a4 ® a5 ® a7 ® as ®a1= a4® a6 ® a7 ® ®a2= a5 ® a6 ® a7a3= a8® a9® aio11. 假設海明碼的監(jiān)視關系式為:S0

10、=ao ® a3 ® a4® a5S =ai ® a4 ® a5 ® a6S2=a2 ® a3 ® a5 ® a6接收端收到的碼字為：a6a5a4a3a2aiao=1O1O1OO，問在最多一位錯的情況下發(fā)送端發(fā)送的 信息位是什么？解： 將a6a5a4a3a2aiao=1O1O1OO帶入監(jiān)視關系式可得：So=ao ® a3 ®a4 ®a5=0 ® 0 ®1®0=1Si=ai ® a4 ®a5 ®a6=0 ®

11、1 ®0®1=0S2=a2 ® a3 ®a5 ®a6=1 ® 0 ®0®1=0因為S2SS0= 001工0,接收的碼字有錯，錯誤位置是a。，所以正確的碼字應為1010101。14. 50Kb/s衛(wèi)星信道上，采用停等協(xié)議，幀長度為1000比特，衛(wèi)星的上行和下行鏈路的延遲都為125ms,不考慮誤碼率而且假設確認幀的處理時間可以忽略，計算該衛(wèi)星信道的 利用率。解：50Kb/s衛(wèi)星信道上發(fā)送幀長度為1000比特的數(shù)據(jù)幀所需時間為 1000b/50Kb/s=20ms衛(wèi)星的上行和下行鏈路的延遲都為125ms,因此數(shù)據(jù)幀到達接收

12、方與確認幀返回所需時間為2* 125ms+125m© =500ms,不考慮誤碼率而且假設確認幀的處理時間可以忽略的 情況下，該衛(wèi)星信道的利用率為20ms/(20+500)ms=3.8%15. 一個數(shù)據(jù)傳輸速率為 4Kb/s、單向傳播時延為 20ms的信道，確認幀長度和處理時間均忽略不計，那么幀長度在什么圍，停等協(xié)議的效率可以到達50%?解：分析停等協(xié)議的信道利用率，如以下圖所示：刈T喊功咬H帕數(shù)I厲悴之間的址屮時t.時間處理片阿7桜播時延J處理吋間間何隔4 / 12# / 12停止等恃協(xié)諫中般據(jù)帕和箍認幀的發(fā)送時恫假設幀長度為L比特，由題可知數(shù)據(jù)傳輸速率 B=4Kb/s，單向傳播時延

13、 R為20ms,采用 停等協(xié)議進展數(shù)據(jù)幀的傳輸， 確認幀長度和處理時間均忽略不計， 假設使效率到達50% 即L/BL/B 2R50%# / 12代入L、B和R,可得L> 160b。# / 1216. 使用回退n幀協(xié)議在3000km長的1.544Mb/s的T1干線上發(fā)送64字節(jié)的幀，假設信號傳播速度是6卩s/km，問幀的順序號應是多少位？解：在信號傳播速度為 6卩s/km、3000km長的信道上傳輸數(shù)據(jù)，傳輸延遲為：6X 3000= 18000 卩 s1.544Mb/s 的T1干線每秒傳輸 8000個193b的數(shù)據(jù)幀，每幀有 24 X 8b的數(shù)據(jù)和1b的 同步比特，因此實際用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?/p>

14、寬為1.544 8000 X 10-6 = 1.536Mb/s。那么，發(fā)送一個64B的數(shù)據(jù)幀所需的發(fā)送時間為：64 X 8/1.536 = 333 卩 s假設確認幀的發(fā)送時間很短，可以忽略不計，那么一個數(shù)據(jù)幀自發(fā)送到確認幀返回發(fā)送方所需時間為：333+ 18000 + 18000=36333 卩 s假設發(fā)送方在等待第一幀確認期間一直發(fā)送數(shù)據(jù)幀，那么可以發(fā)送36333/333疋110幀。對110幀編號，那么需要 7位幀序號。17. 重負荷的50Kb/s衛(wèi)星信道上，用選擇重傳協(xié)議發(fā)送含40比特幀頭和3960比特數(shù)據(jù)的幀。假定無確認幀，NAK幀為40比特，數(shù)據(jù)幀的出錯率為1%, NAK幀的出錯率可忽

15、略不計，順序號是7位，問由于幀頭和過失重發(fā)而浪費的信道帶寬占百分之幾？解：在50kb/s的衛(wèi)星信道上發(fā)送幀長為40 + 3960= 4000b的數(shù)據(jù)幀，所需發(fā)送時間為：4000/50k= 80ms這樣，從t = 0時刻開場發(fā)送，在 t = 80ms時發(fā)送方發(fā)送一幀完畢。衛(wèi)星信道延遲為 270ms,因此，在t = 80 + 270 = 350ms時數(shù)據(jù)幀到達接收方。因為沒有確認幀，可以采用捎 帶應答方式進展確認。所以，在t = 350 + 80= 430ms時，帶有反向捎帶應答的數(shù)據(jù)幀從接收方發(fā)向發(fā)送方，該幀在t = 430+ 270= 700ms時到達發(fā)送方。一幀的傳輸周期為700ms。幀序號

16、長度為7位，因此窗口大小最大可達27-1 = 64。連續(xù)發(fā)送64個數(shù)據(jù)幀所需時間 64 X80= 5120ms,遠大于一個幀的傳輸周期700ms=這意味著64的窗口大小足以令信道始終保持繁忙，所以總開銷可以由單個數(shù)據(jù)幀的開銷得到。數(shù)據(jù)幀的出錯率為1 %，對于幀長為4000b的數(shù)據(jù)幀來說，平均重傳長度為4000 X 1 %=40b，傳送NAK的平均長度為40X 1%= 0.4b。所以，傳輸3960b數(shù)據(jù)帶來的附加開銷為 40+ 40 + 0.4 = 80.4b。因此，幀頭和過失重發(fā)的開銷占總帶寬的比例為：80.4/(3960+ 80.4)2%18. 一個1Mb/s的衛(wèi)星信道上發(fā)送 1000bit

17、長的幀。信號在信道中端到端傳輸延遲是270ms,假定ACKM很短，占用信道的時間忽略不計，并且使用3位的幀序號。對以下協(xié)議而言,計算衛(wèi)星信道可能到達的最大信道利用率。(a) 停-等協(xié)議；(b)回退N協(xié)議；(c)選擇重傳協(xié)議解：三種協(xié)議的窗口大小值分別是1,7和4.以1Mb/s發(fā)送，1000bit長的幀的發(fā)送時間是1ms.我們用t = 0表示傳輸開場時間，那么在t = 1ms時，第一幀發(fā)送完畢.t = 271ms,第一 幀完全到達接收方.t = 541ms 時確認幀到達發(fā)送方.因此周期是541ms.如果在541ms 可以發(fā)送k個幀,(每個幀發(fā)送用1ms時間),那么信道的利用率是 k/541,因此

18、：(a) k = 1, 最大信道利用率 =1/541 = 0.18%(b) k = 7, 最大信道利用率 =7/541 = 1.29% 1分(c) k = 4, 最大信道利用率 =4/541 = 0.74% 1分一個如圖4-42所示的子網。采用距離矢量路由選擇算法，如下向量進入路由器C:來自B的5,0,8,12,6,2 丨；來自 D 的16,12,6,0,9,10 丨；來自 E 的7,6,3,9,0,4。至UB D和E的延遲分別是6、3和5。C的新路由選擇表是什么樣的？給出采用的輸出線 路和預計延遲。圖 4-42解：通過 B給出(11,6,14,18, 12,8)通過 D給出(19,15,9,

19、3, 12,13)通過 E給出(12,11,8,14, 5,9)取到達每一個目的地的最小值得：(11 , 6, 0, 3 , 5 , 8)輸出線路是：(B , B, - , D, E, B)數(shù)據(jù)報子網允許路由器在必要時扔掉分組。一個路由器扔掉分組的概率為P。考慮一源端主機連接到源端路由器， 源端路由器又連到目的端路由器，它又連接到目的主機。如果其中一個路由器扔掉一個分組，源端主機最后會超時， 并重傳該分組。如果主機到路由器與路由器到路由器的線路都算作一個站段，那么：1一個分組在每次傳輸中所經過的平均站段數(shù)是多少？2一個分組平均傳輸次數(shù)是多少？3每次收到的分組所需的平均站段數(shù)為多少？解：由源主機

20、發(fā)送的分組可能行走1個站段、2個站段或3個站段。走1個站段的概率是 p,走2個站段的概率是 p(1-p)，走3個站段的概率是(1-p) 2, 那么，一個分組平均通路長度的期望值：2 2L=1 X p+2p(1-p)+3(1-p) =p -3p+3即每次發(fā)送一個分組行走的平均站段數(shù)是p2-3p+3。一次發(fā)送成功(走完整個通路)的概率等于(1-p) 2，令a = (1-p) 2,兩次發(fā)射成功的概率2等于(1-a)a,三次發(fā)射成功的概率等于(1-a) a, 因此，一個分組平均發(fā)送次數(shù)為：223T=a+2a(1-a)+3a(1-a)+ =a/(1-a)(1-a)+2(1-a)+3(1-a) +因為kq

21、kk 1q(1 q)26 / 12# / 12所以1 1 a (1 p)2a1 a21 a 1(1a)即一個分組平均做1/(1-p) 2次發(fā)送。最后，每個接收到的分組行走的平均站段數(shù)為：2 2H=LX T=(p -3p+3)/(1-p)10. 一個6Mb/s的網絡中有一臺由令牌桶算法控制的計算機。令牌桶以1Mb/s的速率注入,其容量為8Mb,最初令牌桶是滿的。問該計算機能以6Mb/s的速率全速傳送多長時間？解：應用公式S= C/(M-P)，其中S表示以秒計量的突發(fā)時間長度，M表示以每秒字節(jié)計量的最大輸出速率，C表示以字節(jié)計量的桶的容量，P表示以每秒字節(jié)計量的令牌到達速率。用 C= 8 X 10

22、6/8=10 6, M=6X 106/8 , P= 1 X 106/8 代入公式得到1.6(s)1066 66 10 8 1 10 8所以，計算機可以用完全速率6M/s發(fā)送1.6s的時間11. IP地址分為幾類？各如何表示？答：在分類IP地址中，將IP地址共分為五類，分別是 A類、B類、C類、D類和E類。不 同類別的IP地址，網絡號和主機號這兩局部的長度是不同的，如以下圖所示。12. 在分類IP地址空間中，試分別計算 A類、B類和C類IP地址所包含的網絡數(shù)量與每個網絡中包含的主機數(shù)量。 答：如表所示：網絡類別可用網絡數(shù)目第一個可用的網絡號最后一個可用的網絡號每個網絡中可容納主機數(shù)量A類網絡12

23、6 (2 7 - 2)112616,777,214 224-2B類網絡16,383(2 141)128.1191.25565,534 216-2C類網絡2,097,151(2211)192.0.1223.255.255254 28-213. 子網掩碼有什么作用？ A類、B類、C類IP地址的子網掩碼各是什么？答：在一個網絡中引入子網， 就是將主機號進一步劃分成子網號和主機號，通過靈活定義子網號的位數(shù)，就可以控制每個子網的規(guī)模。 傳統(tǒng)的網絡號-主機號兩級IP地址空間變成網絡 號-子網號-主機號三級IP地址空間，為了判斷IP地址所屬的網絡，需要用到子網掩碼。在傳統(tǒng)的分類IP地址空間中，A、B C類I

24、P地址對應的子網掩碼分別是14. 將一個A類地址空間劃分為如下數(shù)目的子網，試計算所需的子網號比特數(shù)、對應的子網掩碼與每個子網包含的主機數(shù)。12263510答: (1)由于要劃分成2個子網，需要擴展1231 位(2 -2=8388606 ;(2)由于要劃分成6個子網，需要擴展3213 位(2 -2=2097150 ;(3)由于要劃分成510個子網，需要擴展9159 位(2-2=32766。15.在一個B類地址空間中，如果其子網掩碼分別如下，試計算其子網號比特長度、可劃分的子網數(shù)與每個子網包含的主機數(shù)。11110000 00000000由B類地址空間的結構可知：子網號比特長度為4位，所以可劃分的子

25、網數(shù)為24=16,包含的主機數(shù)為212-2=4094 ；11111111 00000000由B類地址空間的結構可知：子網號比特長度為8位，所以可劃分的子網數(shù)為28=256,包含的主機數(shù)為28-2=254 ；11111111 11111000由B類地址空間的結構可知：子網號比特長度為13位，所以可劃分的子網數(shù)為213=8192,包含的主機數(shù)為23-2=6。16. 解釋網絡地址、32位全0的地址以與網絡號全 0的地址的含義。答：網絡地址是網絡號不為0但主機號為0的IP地址，用來標記一個對應的網絡。32位全0的地址代表默認路由地址。網絡號是全0,該地址是本網絡上的特定主機地址。路由器收到目的地址是此

26、類地址的IP報文時不會向外轉發(fā)該分組，而是直接交付給本網絡中的特定主機號的主機。17. 直接播送地址和受限播送地址的區(qū)別是什么？答：目的地址為直接播送地址的IP報文將被發(fā)送到特定網絡中的所有主機。目的地址為受限播送地址的IP報文將被發(fā)送到本物理網絡中的所有主機。路由器阻擋該報文通過，將其播送功能只限制在本網部。18.答：將兩個地址塊轉換為二進制形式得：11001101 10000000 00000000 00000000 (205.128/11)11001101 10000010 00011119.解：將4個/24地址塊變?yōu)槎M制形式有：11001010 11001110 1000010011

27、001010 11001110 1000010111001010 11001110 1000011011001010 11001110 10000111將上面4個地址塊聚合為一個地址塊，得到11001010 11001110 10000118. 以下地址中的哪一個和 86.32/12匹配？說明理由。21.(1)每個子網的網絡前綴有多長？每個子網中有多少個地址？每-個子網的地址塊是什么？每-個子網可分配給主機使用的最小地址和最址分別是什么?答：1每個子網前綴為 28位。2每個子網中有16個地址。3四個子網的地址塊分別是：37.設路由器R有如下所示的路由表:目的網絡子網掩碼下一個路由器地址128.

28、96.39.0255.255.255.128接口 0128.96.39.128255.255.255.128接口 1128.96.40.0255.255.255.128R2192.4.153.0255.255.255.192R3*默認R4R可以直接從接口 0和接口 1轉發(fā)IP報文，也可以通過相鄰的路由器R、艮和R4進展轉發(fā)?，F(xiàn)有5個IP報文，其目的IP地址分別為：試分別計算Ri轉發(fā)這些報文的下一個路由器地址。38.某公司網絡拓撲圖如圖4-43所示，路由器 Ri通過接口 Ei、E2分別連接局域網1、局域網2，通過接口 L0連接路由器 艮，并通過路由器 Rz連接域名效勞器與互聯(lián)網。R的L02的 L

29、oio目的網絡IP地址子網掩碼下一跳IP地址 接口(2) 請給出R1的路由表，使其明確包括到局域網1的路由、局域網2的路由、域名效勞器的主機路由和互聯(lián)網的路由。(3) 請采用路由聚合技術，給出R2到局域網1和局域網2的路由。解：1考慮到每個局域網要120臺主機，那么IP地址中主機號局部需要7位才能滿足需要27-2=126>120，也就是說網絡前綴局部為25位。所以可以按照如下方案劃分：局域網1： 125局域網 2： 202.118.1.128/252根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，可以很簡單的得出R1的路由表為:目標IP子網掩碼下一跳IP轉發(fā)接口202.118.1.0/25255.255.255.128

30、直接連接E1202.118.1.128/25255.255.255.128直接連接E2202.118.3.2255.255.255.255222.118.2.2L。默認路由0.0.0.0222.118.2.2L。3根據(jù)上面的數(shù)據(jù)， R2到局域網1和局域網2的路由為:目標IP子網掩碼下一跳IP轉發(fā)接口202.118.1.0/24255.255.255.0222.118.2.1L0傳輸連接的建立和釋放為什么采用三次握手協(xié)議？使用兩次握手建立連接會產生死鎖嗎？ 試舉例說明。答：三次握手完成兩個重要功能，既要雙方做好發(fā)送數(shù)據(jù)的準備工作，也要允許雙方就初 始序列號進展協(xié)商，這個序列號在握手過程中被發(fā)送與確認。假設把三次握手改成僅需兩次握手，死鎖是可能發(fā)生的。例如，考慮計算機 A和B之間的通信。假定 B和A發(fā)送一個連接請求分組，A收到了這個分組，并發(fā)送了確認應答分組。按照兩次握手的協(xié)定，A認為連接已經成功的建立了，可以開場發(fā)送數(shù)據(jù)分組?？墒荁在A的應答分組在傳輸中被喪失的情況下，將不知道A是否已準備好，不知道A建議什么樣的序列號用于 A到B的交通，也不知道A是否同意B所建議的用于 B到A交通的序列號，B甚至疑心A是否收到自己的連接請求分組。在這種情況下，B認為連接還未建立成功，將忽略A發(fā)來的任何數(shù)