内容发布更新时间 : 2024/11/14 15:02:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

作业

1-1什么是计算机网络？

1-2局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？ 1-3计算机网络的功能主要有哪些？

1-4由ｎ个结点构成的星状拓扑结构的网络中，共有多少个直接连接？对于ｎ个结点的环状网络呢？对于ｎ个结点的全连接网络呢？ 答：采用星状、环状、全连接拓扑结构的网络如图所示。

星状、环状、全连接拓扑结构网络如上图，在n个结点的星状网络中，直接连接数为n-1；在ｎ个结点的环状网络中，直接连接数为ｎ；在ｎ个结点的全连接网络中，直接连接数为n(n-1)/2。

1-5．假设一个系统具有ｎ层协议，其中应用进程生成长度为ｍ字节的数据。在每层都加上长度为ｈ字节的报头。计算为传输报头所占用的网络带宽百分比。

解答：在同一结点内，当应用进程产生数据从最高层传至最低层时，所添加的报头的总长度为ｎｈ字节，数据部分仍为ｍ字节。因此，为传输报头所占用的网络带宽百分比为：ｎｈ／（ｎｈ＋ｍ）×１００％

1-6．什么是体系结构？在设计计算机网络体系结构时，引入了分层思想带来了哪些好处？在网络体系结构中，有两个比较重要的概念———协议和服务，试谈谈对它们的理解。

2-1 物理层主要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？

2-2 对于带宽为4000Hz通信信道，如果采用16种不同的物理状态来表示数据，信道的信噪比S/N为30dB，按照奈奎斯特定理，信道的最大传输速率是多少？按照香农定理，信道的最大传输速率是多少？

2-3．假设需要在相隔1000km的两地间传送3kb的数据。有两种方式：通过地面电缆以4.8kb/s的数据传输速率传送或通过卫星通信以50kb/s的数据传输速率传送。则从发送方开始发送数据直至接收方全部收到数据，哪种方式的传送时间较短？已知电磁波在电缆中的传播速率为光速的2/3，卫星通信的端到端单向传播延迟的典型值为270ms。

解答：从发送方开始发送数据直至接收方收到全部数据的时间Ｔ＝数据发送时延＋信号传播时延。对于通过地面电缆的传送方式，电磁波在电缆中的传播速率＝３×１０５×２／３＝２×１０５（ｋｍ／ｓ），则Ｔ＝３／４．８＋１０００／２０００００＝０．６３（ｓ）。 对于通过卫星的传送方式，Ｔ＝３／５０＋２７０／１０００＝０．３３（ｓ）。

3-1．在数据传输过程中，若接收方收到的二进制比特序列为10110011010，接收双方采用的生成多项式为Ｇ（ｘ）＝ｘ4＋ｘ3＋１，则该二进制比特序列在传输中是否出现了差错？如果没有出现差错，发送数据的比特序列和ＣＲＣ校验码的比特序列分别是什么？

解答：已知接收方收到的二进制比特序列为１０１１００１１０１０；生成多项式Ｇ（ｘ

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＝ｘ＋ｘ＋１，所对应的二进制比特序列为１１００１。进行如下的二进制除法，被除数为１０１１００１１０１０，除数为１１００１：得余数为０，因此该二进制比特序列在传输过程中没有出现差错。发送数据的比特序列是１０１１００１，ＣＲＣ校验码的比特序列是１０１０。

3-2．要发送的数据比特序列为1010001101，ＣＲＣ校验生成多项式为Ｇ（ｘ）＝ｘ5＋ｘ4＋ｘ2＋１，试计算ＣＲＣ校验码。

解答：已知要发送的数据比特序列为１０１０００１１０１；ＣＲＣ校验生成多项式为 Ｇ（ｘ）＝ｘ＋ｘ＋ｘ＋１，所对应的二进制比特序列为１１０１０１。进行如下的二进制除法，被除数为１０１０００１１０１乘以２５即１０１０００１１０１０００００，除数为１１０１０１：得到余数比特序列为０１１１０，即ＣＲＣ校验码为０１１１０。

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3-3假设一个信道的数据传输速率为4kb/s，单向传播延迟时间为20ms，那么帧长在什么范围内，才能使用于差错控制的停止等待协议的效率至少为50%？

解答：已知信道的数据传输速率Ｂ＝４ｋｂ／ｓ＝４０００ｂ／ｓ，信道的单向传播时延Ｒ＝２０ｍｓ＝０．０２ｓ，一帧的帧长为Ｌ。在停止等待协议中，协议忙的时间为数据发送的时间＝Ｌ／Ｂ，协议空闲的时间为数据发送后等待确认帧返回的时间＝２Ｒ。则要使停止等待协议的效率至少为５０％，即要求信道利用率μ至少为５０％。因为信道利用率＝数据发送时延／（传播时延＋数据发送时延），则有：μ＝Ｌ／Ｂ／（Ｌ／Ｂ＋２Ｒ）≥５０％可得，Ｌ≥２ＢＲ＝２×４０００×０．０２＝１６０（ｂ）因此，当帧长大于等于１６０比特时，停止等待协议的效率至少为５０％。

4-1 已知Ethernet局域网的总线电缆长为200m，数据传输速率为10Mbps，电磁波信号在电缆中的传播速率为200m/us。试计算该局域网允许的帧的最小长度。

解析：本题主要考查Ｅｔｈｅｒｎｅｔ中最小帧长的概念与计算方法。第在Ｅｔｈｅｒｎｅｔ中采用带有冲突检测的载波侦听多路访问即ＣＳＭＡ／ＣＤ的控制方法，为了使发送结点能够在发送数据时检测到可能最晚到来的冲突信号，必须规定数据帧的最章小长度。１１９由于帧的最小长度（ｂ）／数据传输速率（ｂ／μｓ）＝２×任意两结点间最大距离（ｍ）／电磁波传播速率（ｍ／μｓ），所以，帧的最小长度（ｂ）＝２×任意两结点间最大距离（ｍ）／电磁波传播速率（ｍ／μｓ）×数据传输速率（ｂ／μｓ）。在本题中，线缆长度即任意两结点间的最大距离为２００ｍ，数据传输速率为１０Ｍｂ／ｓ＝１０ｂ／μｓ，电磁波传输速率为２００ｍ／μｓ，则该局域网所允许的帧的最小长度＝２×２００×１０／２００＝２０（ｂ）。

4-2假设有一个数据传输速率为１０Ｍｂ／ｓ、采用ＣＳＭＡ／ＣＤ作为介质访问控制方法的局域网（不是IEEE802.3），电缆长度为1km，电磁波在电缆中的传播速度为200m/us。数据帧的长度为256比特，这包括用于帧头、校验和以及其

他开销的32比特。假设数据帧发送成功后的第一个时隙保留给接收方，用来捕获信道并发送一个长度为32比特的确认帧。在没有冲突发生的情况下，有效的数据传输速率为多少？

解析：本题主要考查对于ＣＳＭＡ／ＣＤ的工作原理以及数据传输速率的概念。因为电缆的长度为１ｋｍ，电磁波在电缆中的传播速度为２００ｍ／μｓ，则信道的单向传播时延＝１０００／２００＝５（μｓ），往返传播时延＝２×５＝１０（μｓ）。由于数据帧长为２５６比特，确认帧长为３２比特，数据传输速率为１０Ｍｂ／ｓ，数据帧的发送时间＝２５６／１０＝２５．６（μｓ），确认帧的发送时间＝３２／１０＝３．２（μｓ）。在不考虑冲突的情况下，对于采用ＣＳＭＡ／ＣＤ的局域网，一个完整的数据传输实际上由６个阶段组成：发送方获得总线的访问权（１０μｓ），发送方发送数据帧（２５．６μｓ），数据帧到达接收方（５μｓ），接收方获得总线的访问权（１０μｓ），接收方发送确认帧（３．２μｓ），确认帧到达发送方（５μｓ）。对于一次数据帧的传输，传输的有效数据为（２５６－３２）＝２２４比特，因此，在不考虑冲突的情况下，有效的数据传输速率＝２２４／（１０＋２５．６＋５＋１０＋３．２＋５）≈３．８１（Ｍｂ／ｓ）。

4-3 假设一个具有1024×768像素的图像，每个像素由3个字节表示。如果该图像文件不采用压缩形式，试问通过56kbps的调制解调器传送需要多长时间？通过10Mb/s的Ethernet呢？

解答：该图像的大小为１０２４×７６８×３＝２３５９２９６（Ｂ）＝１８８７４３６８（ｂ）。如果采用数据传输速率为５６ｋｂ／ｓ＝５６０００ｂ／ｓ的调制解调器传送，需要的时间＝１８８７４３６８／５６０００＝３３７．０４２（ｓ）。采用数据传输速率为１Ｍｂ／ｓ＝１００００００ｂ／ｓ的调制解调器传送，需要的时间为１８８７４３６８／１００００００＝１８．８７４（ｓ）。采用数据传输速率为１０Ｍｂ／ｓ＝１０００００００ｂ／ｓ的Ｅｔｈｅｒｎｅｔ传送，需要的时间为１８８７４３６８／１０００００００＝１．８８７（ｓ）。采用数据传输速率为１００Ｍｂ／ｓ＝１００００００００ｂ／ｓ的Ｅｔｈｅｒｎｅｔ传送，需要的时间为１８８７４３６８／１００００００００＝０．１８９（ｓ）。

4-4 如图所示，６个站点通过透明网桥B1和B2连接到一个扩展的局域网上。初始时网桥B1和B2的转发表都是空的。假设需要传输的帧序列如下：Ｈ２传输给Ｈ１；Ｈ５传输给Ｈ４；Ｈ３传输给Ｈ５；Ｈ１传输给Ｈ２；Ｈ６传输给Ｈ５。请给出这些帧传输完之后网桥Ｂ１和Ｂ２的转发表。

网桥B1的转发表 网桥B2的转发表 网桥B1的网桥B2的处理（转处理（转发送的帧 发？丢发？丢站地址 端口 站地址 端口 弃？登弃？登记？） 记？） H2→H1