計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理公式及計(jì)算題

1、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理公式及計(jì)算題第三章物理層公式一:數(shù)據(jù)傳輸速率的定義和計(jì)算每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù),單位為位/秒（bits per second），記作bps或b/s R=1/T*Log2N（bps）T為一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度(全寬碼情況)或重復(fù)周期(歸零碼情況)單位為秒.N一個(gè)碼元所取有效離散值個(gè)數(shù),也稱調(diào)制電平數(shù),取2的整數(shù)次方值公式二: 信號(hào)傳輸速率（碼元速率、調(diào)制速率或波特率）定義和計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，也就是信號(hào)經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率,單位為波特（Baud）。 B=1/T （Baud）公式三:調(diào)制速率與數(shù)據(jù)傳輸速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系式 R=B*Log2N（bps）公式四:奈奎斯特

2、公式奈奎斯特（Nyquist）定理奈奎斯特首先給出了無噪聲情況下碼元速率的極限值B與信息帶寬H的關(guān)系B=2*H H是信道的帶寬，單位為Hz信道傳輸能力的奈奎斯特公式:C=2*H*Log2N公式五:香農(nóng)公式受隨機(jī)噪聲干擾的信道情況，給出了計(jì)算信道的香農(nóng)公式： C=H*Log2（1+S/N）（bps）其中，S表示信號(hào)功率，N為噪聲功率，S/N則為信噪比。由于實(shí)際使用的信道的信噪比都要足夠大，故常表示成10*log10 (S/N)，以分貝(dB)為單位來計(jì)算，在使用時(shí)要特別注意公式六:誤碼率誤碼率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo)，它定義為二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)的概率。設(shè)傳

3、輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)總數(shù)為N位，其中出錯(cuò)的位數(shù)為Ne，則誤碼率表示為； Pe= Ne/N 公式七:采樣定律采樣定理v Fs（= 1/Ts ） 2Fmax 或Fs2Bsv Fs是采樣頻率，F(xiàn)max 是原始信號(hào)最大頻率，Ts 為采樣周期，Bs（= Fmax- Fmin）為原始信號(hào)的帶寬。v 量化級(jí)是2的整數(shù)倍，用來生成每次采樣的二進(jìn)制碼的個(gè)數(shù)，v 2二進(jìn)制碼個(gè)數(shù)=量化級(jí)，比如量化級(jí)為128，則每次采樣二進(jìn)制碼為7個(gè)v 信號(hào)傳輸速率=采樣頻率*每次采樣的二進(jìn)制碼個(gè)數(shù)v R(數(shù)據(jù)傳輸率)=1/T*log2N公式八: T1載波和E1載波的編碼效率和開銷率。T1載波利用脈碼調(diào)制PCM和時(shí)分TDM技術(shù)，使24路采

4、樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道。每一個(gè)幀包含 193位，每一幀用 125us時(shí)間傳送。T1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為1.544Mbps。E1載波(歐洲標(biāo)準(zhǔn))。它每一幀開始處有8位同步作用，中間有8位作用信令，再組織30路8位數(shù)據(jù)，全幀包括256位，每一幀用 125us時(shí)間傳送。可計(jì)算出E1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為256位/125us=2.048Mbps。用戶的開銷為241（控制位）+1（基本幀）=25 b 總開銷為：（7+1）24+1=193 b 因此，用戶的開銷所占的百分比為：25/193100%13%1)T1載波的編碼效率=7*24/（8*24+1）=168/193=87%開銷率=（1*24+1）/193=

5、25/193=13%2)E1載波的編碼效率=8*30/（8+8+8*30）=240/256=93.75%開銷率=（8+8）/256=16/256=6.25%計(jì)算題:1、設(shè)信道帶寬為3400Hz，采用PCM編碼，采樣周期為125b/s, 每個(gè)樣本量化為128個(gè)等級(jí)，則信道的數(shù)據(jù)速率為（）？解析：本題使用公式七采樣定律采樣周期為125b/s所以為8000Hz，即，f=1/T=1/0.000125=8000HZ，128個(gè)量化等級(jí)，需要7位編碼（也就是2的7次方）。R(數(shù)據(jù)傳輸率)=1/T*log2N=8000*7=56kb/s - B(調(diào)制速率)=1/T baud2、 在一個(gè)帶寬為3KHz,沒有噪聲

6、的信道,傳輸二進(jìn)制信號(hào)時(shí)能夠達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率為_.一個(gè)帶寬為3KHz,信噪比為30dB的信道,能夠達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率為_,上述結(jié)果表明_.根據(jù)奈奎斯特第一定理,為了保證傳輸質(zhì)量,為達(dá)到3Kbps的數(shù)據(jù)傳輸率要的帶寬為_,在一個(gè)無限帶寬的無噪聲信道上,傳輸二進(jìn)制信號(hào),當(dāng)信號(hào)的帶寬為3KHz時(shí),能達(dá)到的極限數(shù)據(jù)率為_Kbps.解析： 使用公式四奈奎斯特定律和公式五香農(nóng)公式（1） 根據(jù)奈奎斯特第一定理，理想低通信道傳輸二進(jìn)制信號(hào)時(shí)能夠達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率為2B（帶寬）。 B=2H=2*3K=6K（2） 一個(gè)帶寬為3KHZ、信噪比為30dB的信道，能夠達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率為3KHZ*log2(1+1

7、030/10)=29.9Kbit/s30kbps （3） 香農(nóng)公式是針對(duì)有噪聲的信道而言的。 （4） 根據(jù)奈奎斯特第一定理，數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)率為W，傳輸系統(tǒng)帶寬為2W,則可提供滿意的服務(wù)。 3Kbps 的數(shù)據(jù)傳輸率需要的帶寬為2*3=6Hz（5） 在一個(gè)無限帶寬的無噪聲信道上，傳輸二進(jìn)制信號(hào)，當(dāng)信號(hào)的帶寬為 3KHz 時(shí)，能達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率6Kbps 。3、 設(shè)有3路模擬信號(hào)，帶寬分別為2kHz.4kHz,2kHz,8路數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)率都為7200bps，當(dāng)采用TDM方式將其復(fù)用到一條通信線路上，假定復(fù)用后為數(shù)字傳輸，對(duì)模擬信號(hào)采用PCM方式量化級(jí)數(shù)為16級(jí)，則復(fù)用線路需要的最小通信能力為？

8、解析：本題使用公式七采樣定律對(duì)3路模擬信號(hào)采用PCM方式變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，采樣頻率是帶寬的兩倍分別為4KHz,8KHz,4KHz, 對(duì)模擬信號(hào)采用PCM方式量化級(jí)數(shù)為16級(jí),log24=16需要的數(shù)據(jù)率=采樣頻率*采樣二進(jìn)制碼個(gè)數(shù)分別為16kbps,32kbps 16kbps 對(duì)8路數(shù)字信號(hào)，8720057.6kbps 答案為64+57.6=121.6約等于128Kbps4、 若要在采用兩種物理狀態(tài)傳輸?shù)?0Kbps信道上傳輸1.544Mbps的T1載波，問信道的信噪比至少要多少？解析：求信噪比需要使用香農(nóng)公式： C = H*log2(1+S/N)調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸率對(duì)應(yīng)關(guān)系式：R = B * l

9、og2N (bps) - B = R/log2N (baud)1) B = R/log2N = 50K/log22 = 50K(Baud)2) B = 2*H - H = B/2 = 50K/2 = 25K(Hz)求出了帶寬3) C = H*log2(1+S/N), C = 1.544Mbps = 1544Kbps S/N = 2C/H-1 = 21544K/25K-1 = 261.76-1 = 2.3058430092137*1018然后將上面的S/N 轉(zhuǎn)化為dB形式：轉(zhuǎn)化公式：10lg(S/N) = 10lg (2.3058430092137 * 1018)= 10*18.363= 183

10、.63 dB 10lg(S/N) = 10lg(261.76-1)=10*18.6=186(分貝)（噪音太大了?。?、 某調(diào)制解調(diào)器同時(shí)使用幅移鍵控和相移鍵控,采用0,兀/2,兀和3/2兀四種相位,每種相位又都有兩個(gè)不同的幅值,問在波特率為1200的情況下數(shù)據(jù)速率是多少?答：使用公式三，調(diào)制速率與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系公式R=B*log2N =1200*log28=3600bps6、 采用每種相位各有兩種幅度的帶寬為8KHz的無噪信道上傳輸數(shù)字信號(hào)，若要達(dá)到64Kbps的數(shù)據(jù)速率，PAM調(diào)制方法 至少要多少種不同的相位？答：由無噪信道的奈奎斯特公式: C=2Hlog2N得：N=2C/2H=264K/(

11、2*8K)=24=16, 相位數(shù)=16/2=8即至少要8種不同的相位。7、 信道帶寬為3KHz，信噪比為30db，則每秒能發(fā)送的比特?cái)?shù)不會(huì)超過多bps?答：本題使用香農(nóng)公式C = H*log2 (1+S/N) C = 3K*log2 (1+1030/10) C = 30Kbps8、帶寬為4KHz,如果有8種不同的物理狀態(tài)表示數(shù)據(jù),信噪比為30dB.那么按奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)定理計(jì)算,分別計(jì)算其最大限制的數(shù)據(jù)傳輸速率奈式準(zhǔn)則：C = 2Hlog2N C = 2*4*log28 C = 24Kbps香農(nóng)定理：C = H*log2(1+S/N) C = 4*log2 (1+1030/10) C = 40K

12、bps9、設(shè)利用12MHz的采樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，若量化級(jí)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。（要求寫出計(jì)算過程）根據(jù)公式三采樣12MHz是采樣頻率 R=B*Log2N數(shù)據(jù)傳輸率=采樣頻率*log2(4)=2*采樣頻率=24Mbps 這里所說的帶寬是模擬信道的帶寬，也即被采樣信號(hào)的帶寬。根據(jù)采樣定律：B=2*H被采樣信號(hào)帶寬=采樣頻率/2=6MHz所以要容納這個(gè)信號(hào)，需要的信道帶寬為6MHz。10、對(duì)于帶寬為6MHz的信道，若用4種不同的狀態(tài)來表示數(shù)據(jù)，在不考慮熱噪聲的情況下，該信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？答：由無熱噪聲的奈奎斯特公式: C=2Hlog2N=2*6M

13、*log24=24Mbps，即該信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是24Mbps。11、數(shù)據(jù)速率為1200bps,采用無校驗(yàn)、1位停止位的異步傳輸，問1分鐘內(nèi)最多能傳輸多少個(gè)漢字（雙字節(jié)）？ 答：本題考查的是對(duì)異步傳輸時(shí)群同步的字符格式（一個(gè)字符8位，一個(gè)起始位和一個(gè)停止位）1分鐘內(nèi)最多能傳輸?shù)臐h字為:1200*60/2*(1+8+1)=72000/20=3600(個(gè))12、信源以字節(jié)(8比特)為單位傳輸數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)速率為B(bps),對(duì)下列兩種情況分別計(jì)算有效數(shù)據(jù)傳輸速率：(1)異步串行傳輸，無校驗(yàn)位、1位停止位；(2)同步串行傳輸，每幀包含48位控制位和4096位數(shù)據(jù)位。答：(1)有效數(shù)據(jù)傳輸速率：8

14、/(1+8+1)=8/10(2)有效數(shù)據(jù)傳輸速率：4096/(48+4096)=4096/414413、調(diào)制解調(diào)器的傳輸速率為4800bps，并采用1位起始位，1位停止位，1位奇偶校驗(yàn)位的異步傳輸模式，求傳輸2400個(gè)漢字所需要的時(shí)間。(要求寫出計(jì)算過程)答：因?yàn)橐粋€(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)，所以得：2400*(1+1+8+1)*2/4800bps=11s14、調(diào)制解調(diào)器采用1位起始位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位的異步傳輸模式，一分鐘傳輸7200個(gè)漢字，至少達(dá)到多大傳輸速率7200*（1+1+8）*2/60=2400bps15、在一個(gè)數(shù)字信道上，數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度833*10-6，采用四象調(diào)制法，信道傳輸

15、速率是多少？R=1/T*LOG24=1/(833*10-6)*2=2400bps16、一條600Kb的消息要在20秒內(nèi)發(fā)出，信道寬度3KHZ，信噪比20dB,信道是否能完成工作，不能，信噪比要調(diào)成多少？消息所需最小速率是600/20=30Kbps根據(jù)香農(nóng)公式信道傳輸速率=3K*LOG2(1+1020/10)=20Kbps不能完成工作，S/N=10*lg230/3=30dB課后習(xí)題4 控制字符 SYN的 ASCII 碼編碼為 0010110,請(qǐng)畫出 SYN的 FSK、NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼等四種編碼方法的信號(hào)波形。 a)不歸零碼(NRZ) b) 曼徹斯特碼 c) 差分曼徹斯特碼

16、FSK頻移鍵控用兩段頻率不同的波來表示0和15 對(duì)于脈沖編碼制 PCM 來說，如果要對(duì)頻率為 600Hz的某種語音信號(hào)進(jìn)行采樣，傳送 PCM 信號(hào)的信道帶寬為 3KHz，那么采樣頻率 f取什么值時(shí)，采樣的樣本就可以包含足夠重構(gòu)原語音信號(hào)的所有信息。 根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率大于等于有效信號(hào)最高頻率或其帶寬的兩倍，則采樣值便可包含原始信號(hào)的全部信息，利用低通濾波器可以從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)。 所以Fs（= 1/Ts ） 2Fmax f=2*600Hz=1200Hz 9、考慮一條長度為 50Km 的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，對(duì)一個(gè) 100 字節(jié)的分組，帶寬為多大時(shí)其傳播延遲（速度為 2*108m/s）

17、等于發(fā)送延遲？對(duì)于 512 字節(jié)的分組，情況又如何？ 傳輸時(shí)延=幀長/數(shù)據(jù)傳輸速率（帶寬）；傳播時(shí)延=兩端距離/電磁波傳播速率傳播延遲等于：50*103米/（2*108米/秒）=25*10-5秒=250微秒100字節(jié)/250微秒=0.4 字節(jié)*106/秒=0。4M字節(jié)/秒=3.2Mbps512字節(jié)/250微秒=2.04M字節(jié)/秒*8=16384Kbps10、計(jì)算下列情況的時(shí)延（從第一個(gè)比特發(fā)送到最后一個(gè)比特接收） ： （a）在通路上有1個(gè)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)的1Gbps以太網(wǎng)，分組大小是5000位。假定每條鏈路引入10微妙的傳播延遲，并且交換機(jī)在接收完分組之后立即重發(fā)。解答：分析 一個(gè)交換機(jī)應(yīng)有2條

18、鏈路1位的發(fā)送延遲=1/109=10-9S=0.001s所以，一個(gè)分組由5000位組成，在每條鏈路上引入的發(fā)送延遲是5s ，分組在每條鏈路上的傳播延遲都是10s因此總的延遲等于：52+102=30s。（兩次發(fā)送，兩次傳播）（整個(gè)分組接收完經(jīng)過分析才確定轉(zhuǎn)發(fā)的外出端口，因此延遲了一個(gè)分組的發(fā)送時(shí)間）（b）跟（a）的情況類似，但有3個(gè)交換機(jī)。解答：3個(gè)交換機(jī)，共有4條鏈路，總的延遲等于：54+104=60s 。（4次發(fā)送，4次傳播）（c）跟（a）的情況相同，但假定交換機(jī)實(shí)施“直通”交換：它可以在收到分組的開頭128位后就重發(fā)分組。 解答：使用直通交換，交換機(jī)延遲分組128位，即0.128s。在這種

19、情況下仍然有1個(gè)5s的發(fā)送延遲，2個(gè)10s的傳播延遲，再加上0.128s的交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲，因此總的延遲等于：51+102+0.128=25.128s （1個(gè)發(fā)送延遲，2個(gè)傳播延遲，1個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)延遲）如果像（b）那樣有3個(gè)交換機(jī)，那么總的延遲將會(huì)等于：51+104+0.1283=45.384s。（1個(gè)發(fā)送延遲，4個(gè)傳播延遲，3個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)延遲） 11、假設(shè)在地球和一個(gè)火星探測車之間架設(shè)了一條 128Kbps 的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路，從火星到地球的距離(當(dāng)它們 離得最近時(shí))大約是 55gm，而且數(shù)據(jù)在鏈路上以光速傳播，即 3*108m/s。 a) 傳播時(shí)延=55*106公里=550*108米/(3*108米/秒)=

20、183.3秒b)總時(shí)間=數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間+信號(hào)傳播時(shí)延發(fā)送時(shí)間=5MB*8/128K=312.5秒總時(shí)間=312.5+183.3=495.8秒 12、下列情況下假定不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，對(duì)于(a)(d)，計(jì)算實(shí)時(shí)傳輸所需要的帶寬: a)1920*1080*24*30=1.5Gbpsb)8*8K=64Kbpsc)260*50=1.3Kbpsd)24*882K=2.1Mbps四章 數(shù)據(jù)鏈路層公式一:編碼效率R=k/n=k/(k+r) k是碼字中的信息位長度，r是外加的冗余位長度，n是編碼后的碼字長度，編碼效率越高，信道有效利用率越高。公式二：循環(huán)冗余編碼計(jì)算1、 發(fā)送端生成CRC校驗(yàn)碼的過程CRC碼一般在

21、k位信息位之后拼接r位校驗(yàn)位生成。編碼步驟如下： （1）將待編碼的k位信息表示成多項(xiàng)式 K(x)。 （2）將 K(x)左移 r 位，得到 K(x)*Xr 。 （3）用r+1位的生成多項(xiàng)式G(x)去除M(x)*xr 得到余數(shù)R(x)。 （4）將K(x)*Xr 與R(x)作模2加，余數(shù)得到CRC碼。信道上發(fā)送的碼字T(X)=Xr*K(X)+R(X)2、接收端檢錯(cuò)的過程T(X)/G(X)=Q(X) Q(X)=0則傳輸無錯(cuò)誤，否則有錯(cuò)誤補(bǔ)充題1、 HDLC傳輸25個(gè)漢字，幀中信息位占多少字節(jié)，總幀長多少字節(jié)？信息位25*2=50字節(jié)，總幀長P87 起始標(biāo)志1字節(jié),地址1字節(jié),控制1字節(jié),校驗(yàn)字段2字節(jié)

22、,結(jié)束標(biāo)記1字節(jié)共6字節(jié),所以幀長56字節(jié).2、 用BSC傳18個(gè)漢字,采用不帶報(bào)頭的單塊報(bào)文傳輸,有效傳輸率是多少?P85由BSC規(guī)程,不帶報(bào)頭(以字符串格式)的分塊傳輸?shù)膸袷綖? SYNSYNSTX報(bào)文ETB/ETXBCC有效傳輸率36/413、生成多項(xiàng)式X4+X2+1,求信息位1010010的CRC冗余位3、 PPP傳輸2000漢字，幀控制字符10字節(jié)，凈荷域最大值默認(rèn)長度1500字節(jié)，需要分幾幀傳輸，總幀長多少字節(jié)P90答：需要傳輸2000*2=4000字節(jié)，每個(gè)幀傳1500字節(jié)，需要傳3幀總幀長=4000+3*10=4030字節(jié)課后習(xí)題P915題解答： 發(fā)送方還可發(fā)送3幀 可發(fā)4、

23、5、6號(hào)6題。若窗口序號(hào)位數(shù)為3,發(fā)送窗口尺寸為2,采用GO-BACK-N法,請(qǐng)畫出由初始態(tài)出發(fā)相繼下列事件發(fā)生時(shí)的發(fā)送及接收窗口圖.發(fā)送幀0,發(fā)送幀1,接收幀0,接收確認(rèn)幀0,發(fā)送幀2,幀1接收出錯(cuò),幀1確認(rèn)超時(shí),重發(fā)幀1,接收幀1,發(fā)送幀2,接收確認(rèn)幀1.7題。 若BSC幀數(shù)據(jù)段中出現(xiàn)下列字符串：問字符填充后的輸出是什么?“ABCDE” 解答：字符填充后的輸出是：“ABCDE” 8題9題用BSC規(guī)程傳輸一批漢字，若已知采用不帶報(bào)頭的分塊傳輸，而且最大報(bào)文塊長為129字節(jié)，共傳輸了5幀，其中最后一塊報(bào)文長為101字節(jié)。問每個(gè)報(bào)文最多能傳多少漢字?這批數(shù)據(jù)報(bào)共有多少漢字? 解答：分析 ：由BS

24、C規(guī)程,不帶報(bào)頭(以字符串格式)的分塊傳輸?shù)膸袷綖? SYNSYNSTX報(bào)文ETB/ETXBCC不帶報(bào)頭的分塊傳輸是5個(gè)控制字符，開銷5個(gè)字節(jié)，（1295）/2=62故前4幀每幀最多能傳的漢字?jǐn)?shù)為：(129-3(SYN+SYN+STX)-2(ETB+BCC)/262(個(gè))每個(gè)報(bào)文傳62個(gè)漢字，前4幀傳248個(gè)漢字最后一幀（1015）/248該批數(shù)據(jù)共有的漢字?jǐn)?shù)為：624+(101-3(SYN+SYN+STX)-2(ETX+BCC)/2296(個(gè)) (2)由BSC規(guī)程,不帶報(bào)頭(以比特流格式)的分塊傳輸?shù)膸袷綖? SYNSYNDLESTX報(bào)文DLEETB/ETXBCC故前4幀每幀最多能傳的漢

25、字?jǐn)?shù)為：(129-4-3)/261(個(gè))該批數(shù)據(jù)共有的漢字?jǐn)?shù)為：614+(101-4-3)/2291(個(gè)) 注:因假設(shè)采用單字節(jié)的塊校驗(yàn)字符(非比特流),故應(yīng)取(1)的計(jì)算結(jié)果。10題： 用HDLC傳輸12個(gè)漢字時(shí)，幀中的信息字段占多少字節(jié)？總的幀長占幾字節(jié)？解答：看HDLC 幀格式 P87信息字段(I)占122=24字節(jié)總的幀長占1(F)+1(A)+1(C)+24(I)+2(FCS)+1(F)30字節(jié)13題14題練習(xí)：1）要發(fā)送的數(shù)據(jù)為。采用CRC的生成多項(xiàng)式是G(x)=x8+x2+x+1 100000111。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)？

26、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10010011 （00000000除以100001011）,10010011 數(shù)據(jù)在傳輸過程中最左一個(gè)1變成了0，10010011除以100000111，余數(shù)為11010001，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。八章 局域網(wǎng)技術(shù)公式一:ALOHA性能P1591、 穩(wěn)定狀態(tài)下，吞吐量與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的關(guān)系S=GP,P是成功發(fā)送一個(gè)幀的概率S是吞吐量，單位幀時(shí)內(nèi)系統(tǒng)成功發(fā)送新產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀的平均數(shù)量，0=SS,負(fù)載較小時(shí)，G約等于S2、純ALOHA，2t時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)幀發(fā)送的概率，即幀成功發(fā)送的概率P=e-2G e= 2.718281

27、3、系統(tǒng)吞吐量S=G e-2G,G=0.5時(shí)，Smax=1/(2e)約等于0.1844、時(shí)分ALOHA,t時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)數(shù)據(jù)幀的概率，即幀成功發(fā)送的概率P=e-G 3、系統(tǒng)吞吐量S=G e-G,G=0.5時(shí)，Smax=1/e約等于0.368公式二時(shí)隙時(shí)間和最小幀長度公式P1641、時(shí)隙時(shí)間=2S/0.7C+2tPHY S是兩節(jié)點(diǎn)最大間距 C是光速 0.7C是電信號(hào)在介質(zhì)上傳輸速率是個(gè)常量 光速是30萬公里每秒，所以0.7C約等于200米/微秒。tPHY在物理層的處理延遲。因此爭用時(shí)隙長度是網(wǎng)絡(luò)上最大傳播延遲的兩倍2、時(shí)隙時(shí)間=Lmin/R R是傳輸速率 Lmin是最小幀長度3、最小幀長度=（2

28、S/0.7C+2tPHY ）*R公式三沖突檢測時(shí)間和最小幀長度公式1、基帶總線，沖突檢測時(shí)間是網(wǎng)絡(luò)上任意兩節(jié)點(diǎn)之間最大傳播時(shí)延的兩倍2、寬帶總線，沖突檢測時(shí)間是網(wǎng)絡(luò)上任意兩節(jié)點(diǎn)之間最大傳播時(shí)延的4倍3、CSMA/CD最小幀長度=2S/200*R公式四環(huán)的比特長度公式P1771、環(huán)的比特長度=信號(hào)傳播時(shí)延*數(shù)據(jù)傳輸速率+接口延遲位數(shù)=環(huán)路介質(zhì)長度*5（微秒/公里）*數(shù)據(jù)傳輸速率+接口延遲位數(shù) 5（微秒/公里）是信號(hào)傳播速率200（米/微秒）的倒數(shù)。 1比特長度=1/200(米/微秒)=5（微秒/公里）公式五傳播延時(shí)和傳輸延時(shí)的關(guān)系1、傳播延時(shí)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送數(shù)據(jù)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始接受數(shù)據(jù)所需時(shí)間

29、，傳播延時(shí)（微秒）=兩節(jié)點(diǎn)的距離（米）/信號(hào)傳播速率（200米/微秒）2、傳輸延時(shí)指數(shù)據(jù)幀從一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送到該數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢所需時(shí)間，傳輸延時(shí)（秒）=數(shù)據(jù)幀長度（比特）/數(shù)據(jù)傳輸速率（bps）3、傳輸延時(shí)至少是傳播延時(shí)的兩倍4、數(shù)據(jù)幀從一個(gè)站點(diǎn)開始發(fā)送,到該數(shù)據(jù)被另一個(gè)站點(diǎn)全部接收，所需的總時(shí)間等于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延+信號(hào)傳播時(shí)延課后習(xí)題5題一萬個(gè)站點(diǎn)在競爭使用每一時(shí)分ALOHA通道。如果每個(gè)站平均每個(gè)小時(shí)做 18次請(qǐng)求。信道時(shí)隙是125us?？偟耐ǖ镭?fù)載約為多少？解答：通道每小時(shí)時(shí)隙個(gè)數(shù)為3600/(125*10-6)=2.88*107。每小時(shí)需發(fā)送的幀個(gè)數(shù)為10000*18=1.8*105要發(fā)

30、送的幀數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于時(shí)隙個(gè)數(shù),所以通道負(fù)載為1.8*1056題N個(gè)站點(diǎn)共享56K 的純ALOHA信道。每個(gè)站點(diǎn)平均每100秒輸出一個(gè)1000 bit的幀，即使前一個(gè)幀還沒有發(fā)送完也依舊進(jìn)行（假設(shè)站點(diǎn)都有緩存）。N的最大值是多少？解答：對(duì)于純ALOHA，可用的帶寬是0.18456Kb/s=10304b/s；每個(gè)站都需要的帶寬是1000100=10b/s。因此N=10304101030。所以，最多可以有1030個(gè)站，即N的最大值是1030。7題答：見P166在二進(jìn)制倒計(jì)數(shù)法中，每個(gè)想要使用信道的站點(diǎn)首先將其地址以二進(jìn)制位串的形式按照由高到低的順序進(jìn)行廣播，并且假定所有地址的長度相同。為了避免沖突，必

31、須進(jìn)行仲裁：如果某站發(fā)現(xiàn)其地址中原本為0 的高位被置換為1，那么它便放棄發(fā)送。對(duì)于次高位進(jìn)行同樣的信道競爭操作，直到最后只有一個(gè)站贏得信道為止。一個(gè)站點(diǎn)在贏得信道競爭后便可發(fā)送一幀，然后另一個(gè)信道競爭周期又將開始。什么是Mok 和Ward 版本的二進(jìn)制倒計(jì)數(shù)法。Mok 和Ward 提出了二進(jìn)制倒計(jì)數(shù)法的一個(gè)變種。該方法采用了并行接口而不是串行接口：還使用虛擬站號(hào)，在每次傳輸之后對(duì)站重新編號(hào)，從0開始，已成功傳送的站被排在最后。如果總共有N 個(gè)站，那么最大的虛擬站號(hào)是N-1。本題中，當(dāng)4 站發(fā)送時(shí)，它的號(hào)碼變?yōu)?，而0、1、2 和3 號(hào)站的號(hào)碼都增1，10 個(gè)站點(diǎn)的虛站號(hào)變?yōu)?，3，0，5，2，

32、7，4，6，9，1當(dāng)3 站發(fā)送時(shí)，它的號(hào)碼變?yōu)?，而0、1 和2 站的號(hào)碼都增1，10 個(gè)站點(diǎn)的虛站號(hào)變?yōu)椋?，0，1，5，3，7，4，6，9，2 最后，當(dāng)9 站發(fā)送時(shí)，它變成0，所有其他站都增1，結(jié)果是：9，1，2，6，4，8，5，7，0，3。8題。不做要求，可以不用管P1679題。超綱不用管10題 標(biāo)準(zhǔn)10MBPS802。3LAN的波特率是多少？解答：標(biāo)準(zhǔn)10MBPS802。3LAN采用曼徹斯特編碼 即 數(shù)據(jù)傳輸率只有調(diào)制速率的1/2R=1/2BB=2*10MBPS=20波特11題。一個(gè)1km長的10Mb/s 的CSMA/CD局域網(wǎng)（不是802.3），其傳播速度等于每微秒200米。數(shù)據(jù)幀的

33、長度是256bit，其中包括用于幀頭、檢驗(yàn)和以及其他開銷的32bit。傳輸成功后的第一個(gè)時(shí)隙被留給接受方，用來捕獲信道并發(fā)送一個(gè)32bit的確認(rèn)幀。假定沒有沖突發(fā)生，有效數(shù)據(jù)率（不包括開銷）是多少？解法1:僅以成功的發(fā)送與傳播計(jì)算：發(fā)送數(shù)據(jù)幀256位所需時(shí)間= 256bit/10Mbps=25.6us數(shù)據(jù)幀在信道上的傳播時(shí)間= 1000m/(200m/us)=5us共用時(shí)間= 25.6us+5us=30.6us故有效數(shù)據(jù)傳輸速率為：(256-32)b/30.6us=7.3Mbps 解法2:從發(fā)送至接收確認(rèn)全程計(jì)算（依題意是這種計(jì)法）：1)發(fā)送數(shù)據(jù)幀256位所需時(shí)間= 256bit/10Mbps

34、=25.6us數(shù)據(jù)幀在信道上的傳播時(shí)間= 1000m/(200m/us)=5us共用時(shí)間= 25.6us+5us=30.6us2)回發(fā)確認(rèn)幀32位所需時(shí)間= 32bit/10Mbps=3.2us確認(rèn)幀在信道上的傳播時(shí)間= 1000m/(200m/us)=5us共用時(shí)間= 3.2us+5us=8.2us故有效數(shù)據(jù)傳輸速率為：(256-32)b/(30.6+8.2)us=5.77Mbps14題。長1Km、10Mbps的基帶總線LAN,信號(hào)傳播速度為200M/s,試計(jì)算:1000比特的幀從發(fā)送開始到接收結(jié)束的最大時(shí)間是多少?若兩相距最遠(yuǎn)的站點(diǎn)在同一時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù),則經(jīng)過多長時(shí)間兩站發(fā)現(xiàn)沖突?解答：兩站

35、點(diǎn)從發(fā)送開始到接收結(jié)束的總時(shí)間=數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延+信號(hào)傳播時(shí)延=1000bit/10Mbps + 1000m/200m/us =100us+5us=105us同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的兩站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)沖突的時(shí)間=信號(hào)傳播時(shí)延=1000m/200m/us=5us(注:若非同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù),兩站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)沖突的最大時(shí)間=2*信號(hào)傳播時(shí)延)練習(xí)：某CSMA/CD基帶總線網(wǎng)長度為1000m，信號(hào)傳播速度為200m/s,假如位于總線兩端的站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)發(fā)生了沖突,試問: 該兩站間信號(hào)傳播延遲時(shí)間是多少? 最多經(jīng)過多長時(shí)間才能檢測到?jīng)_突?【解析】該兩站間時(shí)延a =1000m/200(m/S)=5S沖突檢測時(shí)間=2a=25s=10s【答案】5slOs15題。100個(gè)站點(diǎn)的時(shí)槽環(huán)，任意兩站間的平均距離為10m,數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps,信號(hào)傳播速度為200m/us,若每個(gè)站引入1位延遲,試計(jì)算：兩站間鏈路的位長度為多少位？整個(gè)環(huán)路的有效位長度為多少位？此環(huán)上最多允許有幾個(gè)37位長的時(shí)槽？ 解答：見P177公式 環(huán)的比特長度=信號(hào)傳播時(shí)延*數(shù)據(jù)傳輸速率+接口延遲位數(shù)兩站間鏈路的位長度為：10m/200m/us * 10Mbps=0.5bit(不計(jì)1位延遲)總環(huán)路的有效位長度為：100(0.5bit+1bit)=150bit時(shí)槽數(shù)為：150bit/3