計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理自考大題歸類復(fù)習(xí)

1、一、時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、信道傳輸能力問題1.數(shù)據(jù)傳輸速率：每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù)1*2N （位/秒，或）信號傳輸速率=碼元速率=調(diào)制速率=波特率1 (波特，)信號傳輸速率和數(shù)據(jù)傳輸速率的對應(yīng)關(guān)系：R ·2N   2、奈奎斯特公式無噪聲下的碼元速率極限值B及信道帶寬H的關(guān)系：2*H  () 無噪信道信道數(shù)據(jù)傳輸能力的奈奎斯特公式: C =2·H·2N ()3.有噪聲情況下香農(nóng)公式：C ·2(1)     ()信噪比=1010() （分貝）4.采樣定理：若對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行周期性

2、采樣,只要采樣頻率大于等于有效信號最高頻率或其帶寬的兩倍,則采樣值便可包含原始信號的全部信息。 設(shè)原始信號的最高頻率為,采樣頻率為,則采樣定理可以用下式表示:    (=1)>=2或>=2 為采樣頻率 為采樣周期 為原始信號的最高頻率 ()為原始信號的帶寬 每次采樣位數(shù)2量化級 數(shù)據(jù)傳輸速率() =采樣頻率×每次采樣位數(shù)5. 時(shí)延=延遲( 或)總時(shí)延= 發(fā)送時(shí)延+ 傳播時(shí)延+ 處理時(shí)延傳輸時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長度（比特）/信道帶寬（比特/秒）傳播時(shí)延=信道長度（米）/信號在信道上的傳播速率（米/秒）處理時(shí)延：交換結(jié)點(diǎn)為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要

3、的處理所花費(fèi)的時(shí)間例1：信噪比為30,帶寬為3的信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？解：根據(jù)香農(nóng)公式C ·2(1)    已知 3， 10*10()=30，10()=30/10，10 30/10=1000 3k×2(1+1030/10)=3k×2(1+1000)=30.例2：設(shè)利用12的采樣頻率對信號進(jìn)行采樣，若量化級為4，試計(jì)算出在無噪聲信道中的數(shù)據(jù)傳輸速率和所需的信道帶寬。(08.4)解：已知量化級4，采樣位數(shù)2量化級24=2位采樣頻率12數(shù)據(jù)傳輸速率=采樣頻率*量化位數(shù)=12*2=24根據(jù)奈奎斯特公式C =2·H&

4、#183;2N，24 2·H·24 6例3.月球到地球的距離大約為3.8×105，在它們之間架設(shè)一條200的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，信號傳播速度為光速，將一幅照片從月球傳回地球所需的時(shí)間為501.3s。試求出這幅照片占用的字節(jié)數(shù)。解：總時(shí)間=傳播時(shí)間+傳輸時(shí)間假設(shè)照片占用的字節(jié)數(shù)為L總時(shí)間= 501.3s傳播時(shí)間= 3.8×105 / 3×108 1.3s傳輸時(shí)間=總時(shí)間-傳播時(shí)間= 501.3-1.3 =500s500s×200 /8 12.5這幅照片占用的字節(jié)數(shù)為：12.5例6下列情況下，假定不對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，對于（a）（d），計(jì)算實(shí)時(shí)傳輸所

5、需要的帶寬：（a）高清晰度視頻，分辨率為1920*1080，24位/像素，30幀/秒（b）8比特（普通的電話服務(wù)）語音頻率，采樣頻率為8（c）260比特移動語音音頻，采樣頻率為50（d）24比特高保真音頻，采樣頻率為88.2 答: (a) 1920*1080*24 *30= 1.49 (b) 8 *864 (c)260*50 =13(d)88.2*24=2116.8二、異步傳輸問題群同步=異步傳輸=“起一止”式傳輸例7：假設(shè)使用調(diào)制解調(diào)器，并采用1位起始位、1位停止位、無校驗(yàn)位的異步傳輸模式，在1分鐘內(nèi)傳輸7200個(gè)漢字，調(diào)制解調(diào)器至少應(yīng)達(dá)到的傳輸速率為多少？（08.4）解：一個(gè)漢字需要用2個(gè)

6、字節(jié)表示，即每個(gè)漢字符傳輸位數(shù)(8+1+1)X2=20(位) 1分鐘傳輸?shù)?200個(gè)漢字，即需要傳送7200 X20=144000位調(diào)制解調(diào)器至少應(yīng)達(dá)到的傳輸速率為 144000/60=2.4三、數(shù)據(jù)編碼技術(shù)(不歸零碼)規(guī)則：低表示“0”，高表示“1”；曼徹斯特編碼規(guī)則：低到高的跳變表示“0”，高到低的跳變表示“1”；四、校驗(yàn)（3）例8：設(shè)要發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為，若采用校驗(yàn)方法，生成多項(xiàng)式為X43+1，試求出實(shí)際發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字序列。（要求寫出計(jì)算過程）（08.4）例9已知發(fā)送方采用校驗(yàn)方法，生成多項(xiàng)式為X43+1，若接收方收到的二進(jìn)制數(shù)字序列為1，請判斷數(shù)據(jù)傳輸過程中是否出錯(cuò)。（08.7）另：

7、要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011。采用的生成多項(xiàng)式是P(x)41 。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個(gè)1變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個(gè)1都變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？答：添加的檢驗(yàn)序列為1110（110除以10011） 數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個(gè)1變成了0，110除以10011，余數(shù)為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。五、信道的利用率、吞吐率問題信道的利用率指信號傳輸時(shí)間及信號傳輸時(shí)間和信道時(shí)延之和的比值，信道利用率=傳輸時(shí)間/總時(shí)間吞吐率指單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù)，吞吐率=幀長/總時(shí)間例10：設(shè)信道上數(shù)據(jù)傳輸速率為4，信道的傳播時(shí)延為20，采用停等

8、協(xié)議，幀的控制信息、確認(rèn)幀長及幀處理時(shí)間均忽略不計(jì)，若信道的利用率為50%。試求出數(shù)據(jù)幀的長度。（09.4）解：信道的利用率=傳輸時(shí)延÷總時(shí)延。假設(shè)數(shù)據(jù)幀傳輸時(shí)延為：從發(fā)送站開始發(fā)送算起，經(jīng) 20，數(shù)據(jù)幀才能到達(dá)目的站。幀的控制信息、確認(rèn)幀長及幀處理時(shí)間均忽略不計(jì)，則又需20確認(rèn)幀才能被發(fā)送站收到。因此信道的利用率為：(2020)=50%40 數(shù)據(jù)幀長=4*40160另：設(shè)信道上數(shù)據(jù)傳輸速率為4，數(shù)據(jù)幀長為240，信道的傳播時(shí)延為20，采用停等協(xié)議，幀的控制信息、確認(rèn)幀長及幀處理時(shí)間均忽略不計(jì)。試求出信道的利用率。（10.4）六、滑動窗口問題略七、路由算法問題1.最短路由2、距離矢量

9、路由算法例15.某通信子網(wǎng)如圖所示，使用距離矢量路由算法。假設(shè)到達(dá)路由器C的路由器B、D、E的矢量分別為（5，0，8，12，6，2）、（16，12，6，0，9，10）和（7，6，3，9，0，4）；C到B、D、E的延遲分別為6、3和5，試畫出C的新路由表并注明使用的輸出線路及從C出發(fā)到達(dá)各路由器的延遲。（08.4）3、協(xié)議例16.設(shè)網(wǎng)絡(luò)中路由器B的當(dāng)前路由表如題49表1所示，B收到從路由器C發(fā)來的路由信息如題49表2所示。試給出路由器B更新后的路由表。（11.4）八、問題例19. 一萬個(gè)站點(diǎn)在競爭使用一時(shí)分通道。如果每個(gè)站平均每個(gè)小時(shí)做 18次請求。信道時(shí)隙是125。計(jì)算總的信道負(fù)載G為多少？（

10、注：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載是指單位幀時(shí)內(nèi)系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的平均數(shù)量）解答：求信道負(fù)載G即求每個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的個(gè)數(shù)每個(gè)站平均每個(gè)小時(shí)做 18次請求，一萬個(gè)站點(diǎn)每小時(shí)是18*10000=1.8*105次請求。1小時(shí)=3600秒；1秒=106；時(shí)隙是125，所以1小時(shí)有3600*106/125=2.88*107個(gè)時(shí)隙信道負(fù)載1.8*105/2.88*107=6.25*10-3另.5000個(gè)站點(diǎn)競爭使用一個(gè)時(shí)分信道，信道時(shí)隙為125，各站點(diǎn)每小時(shí)發(fā)出36次請求。試計(jì)算總的信道載荷。（信道載荷指請求次數(shù)及時(shí)隙的比值）（09.7）例20. N個(gè)站點(diǎn)共享56K 的純信道。每個(gè)站點(diǎn)平均每100秒輸出一個(gè)1000 的幀

11、，不管前一個(gè)幀是否已經(jīng)發(fā)出去（假設(shè)站點(diǎn)有發(fā)送緩存）。N的最大值是多少？（10.4）解答：對于純，信道利用率最大值是18.4%，所以可用的帶寬是0.184×5610.304；每個(gè)站都需要的帶寬是1000÷100=10。因此10304÷101030。所以，最多可以有1030個(gè)站，即N的最大值是1030。九、問題介質(zhì)訪問控制（），傳播延時(shí)和傳輸延時(shí)的關(guān)系，沖突檢測時(shí)間和最短幀長的計(jì)算1、傳輸時(shí)延及傳播時(shí)延關(guān)系：基帶：傳輸時(shí)延>=2倍于傳播時(shí)延 寬帶：傳輸時(shí)延>=4倍于傳播時(shí)延。例21.設(shè)A、B兩站位于長1的基帶總線局域網(wǎng)的兩端，數(shù)據(jù)傳輸速率為10，信號傳播速

12、率為200ms ，若A向B發(fā)送800的數(shù)據(jù)幀，B接收完畢該幀所需的時(shí)間是多少？若A、B站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過多長時(shí)間兩站發(fā)現(xiàn)沖突？(08.4)解：傳輸時(shí)延=數(shù)據(jù)幀長÷數(shù)據(jù)傳輸速率=800÷1080s傳播時(shí)延=兩個(gè)站點(diǎn)間的距離÷信號傳播速度=1÷200m5sB接收完畢該幀所需的時(shí)間=傳輸時(shí)延+ 傳播時(shí)延=80585s若兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)：沖突檢測時(shí)間=兩個(gè)站點(diǎn)間的距離÷信號傳播速度=1÷200m5s另：1）有一個(gè)電纜長度為1Km的局域網(wǎng)，信號傳播速度為光速的2/3，其最小幀長度為1000。試求出數(shù)據(jù)傳輸速率。(09.4)2）有一個(gè)電纜長

13、度為1Km的局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1，信號傳播速度為2×105Km。試求出最小幀長度。(10.4)例23.有一個(gè)電纜長度為2的局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸率為10，信號傳播速度為光速2/3，數(shù)據(jù)幀長度是512（包括32開銷），傳輸成功后的第一個(gè)時(shí)隙留給接收方，用于捕獲信道并發(fā)送一個(gè)32的確認(rèn)幀。假設(shè)沒有沖突發(fā)生，試求出有效的數(shù)據(jù)傳輸速率（不包括開銷）。（光速值為3×10¬5）【解析】有效的數(shù)據(jù)傳輸速率=傳輸數(shù)據(jù)幀長度÷總時(shí)間。傳輸數(shù)據(jù)幀長度=總數(shù)據(jù)幀長度-開銷總時(shí)間=發(fā)送方傳輸時(shí)延+發(fā)送方到接收方傳播時(shí)延+接收方確認(rèn)幀傳輸時(shí)延+接收方到發(fā)送方傳播時(shí)延解：發(fā)送方傳輸時(shí)

14、延=512÷1051.2s接收方確認(rèn)幀傳輸時(shí)延=32÷103.2s發(fā)送方到接收方傳播時(shí)延=接收方到發(fā)送方傳播時(shí)延=2÷2/3×3×10-510s總時(shí)間=51.210s +3.21074.4s有效的數(shù)據(jù)傳輸速率=（51232）÷74.46.45十、令牌環(huán)問題1、環(huán)的比特長度=信號傳播時(shí)延×數(shù)據(jù)傳輸速率接口延遲位數(shù)例24.某令牌環(huán)介質(zhì)長度為20，數(shù)據(jù)傳輸速率為2，環(huán)路上共有50個(gè)站點(diǎn).每個(gè)站點(diǎn)的接口引入1位延遲，設(shè)信號在介質(zhì)中的傳播速度為200ms，試計(jì)算環(huán)的比特長度。答：環(huán)的比特長度=信號傳播時(shí)延×數(shù)據(jù)傳輸速率接口延

15、遲位數(shù)=環(huán)路介質(zhì)長度÷200m/s×數(shù)據(jù)傳輸速率接口延遲位數(shù)=20000÷200m/s×250×1=2502、 有效傳輸速率問題例25.長1、10、50個(gè)站點(diǎn)的令牌環(huán)，每個(gè)站引入1位延遲，信號傳播速度為200m,令牌長8位，數(shù)據(jù)幀最大長度為256（包括32位開銷），確認(rèn)在數(shù)據(jù)幀捎帶，問該環(huán)不包括開銷的有效數(shù)據(jù)速率為多少？ 【解析】站點(diǎn)在令牌環(huán)上一個(gè)完整的工作周期如下： 獲取令牌：停止令牌運(yùn)行；（傳輸時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)幀：把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上；（傳輸時(shí)延）數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周：繞環(huán)線一周；（傳播時(shí)延） 經(jīng)過每個(gè)站點(diǎn)有1位時(shí)延。（傳輸時(shí)延）發(fā)送令牌幀：把令牌幀

16、發(fā)送到環(huán)上；（傳輸時(shí)延）解：1）獲取令牌傳輸時(shí)延為: 8÷100.82）發(fā)送數(shù)據(jù)幀傳輸時(shí)延為: 256÷1025.63）信號繞環(huán)一周傳播時(shí)延為: 1000m÷200m54）50站點(diǎn)1位傳輸時(shí)延為: 50 * 1÷1055）發(fā)送令牌幀傳輸時(shí)延為: 8÷100.8所需總時(shí)間為：(0.8+25.6 +5 +5 +0.8)37.2該環(huán)不包括開銷的有效數(shù)據(jù)傳輸速率為:(256-32)÷37.26.024、 吞吐率問題吞吐率T(單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù))，單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù)。幀長÷總時(shí)間=幀長÷(傳播時(shí)延+傳輸時(shí)延)=幀

17、長÷(網(wǎng)絡(luò)段長÷傳播速度+幀長÷網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率)例27.有一個(gè)100的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)，令牌環(huán)行時(shí)間是120s，每個(gè)主機(jī)在每次得到令牌后可以發(fā)送1000字節(jié)的分組，發(fā)送完成后立即釋放令牌。試求出任意一臺主機(jī)可以取得的最大吞吐率。(09.4)解：吞吐率=幀長÷總時(shí)間； 幀長= 1000字節(jié)=8000總時(shí)間=令牌傳播時(shí)間+數(shù)據(jù)幀傳輸時(shí)間令牌傳播時(shí)間=120s數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間=幀長÷數(shù)據(jù)幀傳輸速率= 8000÷100 =80s吞吐率= 8000÷(120 80s) =40十一、報(bào)文問題1、幀格式幀格式及相似，區(qū)別在于是面向字符的，采用字符填充

18、技術(shù)n 標(biāo)記域：；n 地址域：11111111,表示所有的站都可以接收該幀;n 控制域：缺省值為，表示無序號幀，不提供使用序號和確認(rèn)的可靠傳輸；n 協(xié)議域：指示凈是何種分組，缺省大小為2個(gè)字節(jié)。n 凈荷域：變長，缺省為1500字節(jié)；n 校驗(yàn)和域：2或4個(gè)字節(jié)2、報(bào)文格式：另：長度為100字節(jié)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給傳輸層傳送，需加上20字節(jié)的首部。再交給網(wǎng)絡(luò)層傳送，需加上20字節(jié)的首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)傳送，加上首部和尾部18字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。答：數(shù)據(jù)長度為100字節(jié)時(shí)傳輸效率=100/（100+20+20+18）=63.3%例29:設(shè)數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分長度為1000字節(jié)，封裝該數(shù)據(jù)報(bào)

19、的數(shù)據(jù)報(bào)的字段值為5，而數(shù)據(jù)報(bào)又封裝在協(xié)議字段和校驗(yàn)字段長度均為2字節(jié)的幀中，試求出幀的長度。解: 協(xié)議格式為：源端口+目標(biāo)端口+長度+校驗(yàn)和+數(shù)據(jù)，頭部長度固定為8B所以數(shù)據(jù)報(bào)長：1000+8=1008B，這也是I P數(shù)據(jù)部分長度頭：4B*5=20B數(shù)據(jù)報(bào)：1008201028B幀格式：1028+1+1+1+2+2+1=1036B十三、協(xié)議比特填充法（零比特插入）：對于信息位中的任何連續(xù)出現(xiàn)的五個(gè)“1”，發(fā)送時(shí)要自動在其后插入一個(gè)“0”例1：如果使用協(xié)議進(jìn)行傳送，假設(shè)要傳輸?shù)男畔⒈忍匦蛄惺?11111101，請寫出為實(shí)現(xiàn)透明傳輸，在線路上實(shí)際傳輸?shù)谋忍卮鞘裁?101111101012.某8

20、比特?cái)?shù)據(jù)經(jīng)“位填充”后在信道上用曼徹斯特編碼發(fā)送，信道上的波形如下圖所示，試求原8比特的數(shù)據(jù)。解：先根據(jù)曼徹斯特編碼規(guī)則: 高到低跳變表示“1”，低到高跳變表示“0”所以，上圖的二進(jìn)制碼為：111110010又由于采用“位填充”可去掉連續(xù)5個(gè)“1”后面的一個(gè)“0”，則原8比特的數(shù)據(jù)為：3.當(dāng)?shù)目刂茙械刂纷侄螢椤?0110010”，控制字段為“10001001”，幀校驗(yàn)序列采用G(X)16125+1來產(chǎn)生，請寫出此幀的完整形式。(注用規(guī)定長度的X代替)分析：在草稿紙上畫出幀格式如下所以幀的完整格式為：114. 說明下面幀類型是什么？寫出其地址字段和控制字段的比特序列。（用規(guī)定長度的X代替）11 01111110解：由幀格式得出地址字段為，控制字段為5.用傳輸12個(gè)漢字(雙字節(jié))時(shí),幀中的信息字段占多少字節(jié)?總的幀長占多少字節(jié)?答：信息字段(I)占12×2=24字節(jié)總的幀長占B30字節(jié)6.題50圖為一幀的內(nèi)容，請說明幀中各字段信息的具體含義。(10.7) 參考書P8889答：18位 和 4148位 這2個(gè)