计算机网络作业

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第二章

3、电视频道的带宽是6MHz。如果使用4 级数字信号，则每秒钟可以发送多少位？ 解答：

由于频道的带宽是 6MHz，根据尼奎斯特定理，采样速率应该为每秒12M 次。 采样４级应该使用２位，每次采样2bit，故最大数据传输率=2Hlog2V =24Mbps. 注意：这里有一个地方容易引起误解，题目中的带宽指的应该是电视信号的带宽而不是传输电视信号的线路的带宽。

4、如果在一条3kHz 的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB，则最大可达到的数据传输率为多少？ 答：信噪比为20 dB 即 S/N = 100.由于 log2101≈6.658，由香农定理，该信道的信道容量为3log2(1 +100) =19.98kbps。

又根据乃奎斯特定理，发送二进制信号的3kHz 信道的最大数据传输速率为 2*3 log22=6 kbps。

所以可以取得的最大数据传输速率为6kbps。

28、有10 个信号，每个都要求4000Hz，现在用FDM 将它们复用在一条信道上。对于被复用的信道，最小要求多少带宽？假设防护频段为400Hz 宽。

解答：

最小带宽=10*4000Hz+9*400Hz=43600Hz.

注意：要分隔开10 个信道，只需要９个400Hz 的防护频带

29、为什么PCM 采样时间被设置为125μs？ 解答：

一条普通的电话线路带宽为 4kHz。根据尼奎斯特定理，只要每秒4000*2=8000 次的采样频率就能获取一个4kHz 的信道中的全部信息，再高的采样率也无意义。所以PCM 的采样时间定为1/8000=125μs。

42、请比较一下在一个电路交换网络中和在一个（负载较轻的）分组网络中，沿着k 跳的路径发送一个x 位消息的延迟情况。电路建立的时间为s 秒，每一跳的传播延迟为d 秒，分组的大小为p 位，数据传输率为b bps。在什么条件下分组网络的延迟比较短？

解答：

（１）电路交换网络的延迟情况： t1=s 时电路建立；

t2=s+x/b 时数据的最后一位被发送出去 t3=s+x/b+kd 时数据开始到达目的地。

说明：这里忽略了信号在电路中传送的时间。

（２）分组交换网络的延迟情况：

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t4=x/b 时数据的最后一位被发送出去

t5=x/b+(k-1)p/b+kd 时数据开始到达目的地。

说明：其中的(k-1)p/b，表示因为有k 跳，所以每个分组会被路由器转发，总的转发次数为 k-1 次。故每次转发消耗的时间为：(k-1)p/b

若要分组网络延迟较短，则有t3>t5，故有s>(k-1)p/b

50、假设A、B 和C 通过一个CDMA 系统同时传输位0，他们的时间片序列如图2.45（b）所示。请问结果得到的时间片序列是什么？

解答：

为发送 0，A,B,C 把时间片序列的补码发送出去。分别为 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)

故结果得到的序列为(+3 +1 +1 –1 –3 –1 -1 +1)

53、一个CDMA 接收器得到了下面的时间片：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。假设时间片序列如图2.45(b)中

所定义，请问哪些移动站传输了数据？每个站发送了什么位？

解答：

S=(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)

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) 所以

A·S=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1 B·S=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1 C·S=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0 D·S=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1

所以A 和D 发送1 位, B 发送0 位,C 不发送。

第三章

2. 数据链路协议中使用了下面的字符编码:

A :01000111; B :11100011; FLAG:01111110; ESC:11100000

为了传输一个包含4 个字符的帧: A B ESC FLAG,请给出当使用下面的成帧方法时所对应的位序列(用二进制表达) : (a) 字符计数.

(b) 包含字节填充的标志字节. (c) 包含位填充的起始和结束标志. 解答：

符合题目要求的位序列分别如下:

(a) 00000100 01000111 11100011 11100000 01111110 其中第一个字节值为4，表示接下来有四个字节

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(b) 01111110 01000111 11100011 11100000 11100000 11100000 01111110 01111110 注意：第一个和最后一个字节标志开始和结束。ESC和FLAG前都加了一个ESC (c) 01111110 01000111 110100011 11100000 011111010 01111110 注意：倒数第二个字节使用了位填充技术

5. 位串0111101111101111110 需要在数据链路层上被发送,请问,经过位填充之后实际被发送出去的是什么? 解答：

实际被发送位流应该为: 011110111110011111010

10. 假设用偶数位的海明码对一个8 位字节进行编码。该字节编码前为10101111,请问编码之后的二进制值是什么?

解答：

先将检验位置空得 □□1□010□1111，检查每个校验位所影响的位置.使其所有位置上的1 的个数为偶数,得出结果：101001001111

14. x7 + x5 +1被生成器x3 +1除,所得的余数是什么? 解答：

2

将多项式化为码字后进行计算,运算过程如下:如所列的除式，所得的余数为x+x+1。

17. 一个信道的位速率为4Mbps,传输延迟为20ms.请问帧的大小在什么范围内,停-等协议才可以获得至少50%的效率.

答：当发送一帧的时间等于信道的传播延迟的2 倍时，信道的利用率为50%。或者说，当发送一帧的时间等于来回路程的传播延迟时，效率将是50%。而在帧长满足发送时间大于延迟的两倍时，效率将会高于50%。

现在发送速率为4Mb/s，发送一位需要0.25。

只有在帧长不小于160kb 时，停等协议的效率才会至少达到50%。

29. 利用地球同步卫星在一个1Mbps 的信道上发送1000 位的帧,该信道离开地球的传

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输延迟为270ms.确认信息总是被捎带在数据帧上.头部非常短,并且使用3 位序列号.在下面的协议中,最大可获得的信道利用率是多少? (a) 停-等协议 (b) 协议5 (c) 协议6

解答：对应三种协议的窗口大小值分别是1、7 和4。 使用卫星信道端到端的典型传输延迟是270ms，以1Mb/s 发送，1000bit 长的帧的发送时间为1ms。我们用t=0 表示传输开始的时间，那么在t=1ms 时，第一帧发送完毕；t=271ms时，第一帧完全到达接收方；t=272ms，对第一帧的确认帧发送完毕；t=542ms，带有确认的帧完全到达发送方。因此一个发送周期为542ms。如果在542ms 内可以发送k 个帧，由于每一个帧的发送时间为1ms，则信道利用率为k/542，因此：

（a） k=1，最大信道利用率=1/542=0.18% （b） k=7，最大信道利用率=7/542=1.29% （c） k=4，最大信道利用率=4/542=0.74%

第四章

17．画出位流0001110101 的曼彻施特编码。 解答：

设 H 为高电压，L 为低电压，则曼彻施特编码为： LHLHLHHLHLHLLHHLLHHL

18．画出上一个问题中的位流的差分曼彻施特编码。假设线路的初始状态为低电位。 解答：

设 H 为高电压，L 为低电压，则曼彻施特编码为： HLHLHLLHHLLHLHHLHLLH

21．考虑在一条1km 长的电缆（无中继器）上建立一个1Gbps 速率的CSMA/CD 网络，信号在电缆中的速度为200000km/s。请问最小的帧长度为多少？

解答：在 1km 长的电缆是，往返一周的时间约为

故帧的长度L 应为

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第五章

9.考虑图5.13(a)中的子网.该子网使用了距离矢量路由算法,下面的矢量刚刚到达路由C:来自B的矢量为(5,0,8,12,6,2);来自D的矢量为(16,12,6,0,9,10);来自E的矢量为

(7,6,3,9,0,4).经测量,到B,D,E,的延迟分别为6,3和5.请问C的新路由表将会怎么样?请给出将使用的输出线路以及期望的延迟.

答：通过B 给出（11，6，14，18，12，8） 通过D 给出（19，15，9，3，12，13） 通过E 给出（12，11，8，14，5，9）

取到达每一目的地的最小值（C 除外）得到：（11，6，0，3，5，8） 输出线路是：（B，B，-，D，E，B） 说明：计算方法请参考教材P302页

37.假设最初的时候B类地址的网络部分并不是16位,而是20位.请问那将会有多少个B类网络?

解答：

B类网络要保留2位(10)作为前缀，由于现有20位用于网络部分,故将剩下18位用来表示网络。 考虑到全0和全1是特殊地址，所以B类网络会有2－2=262144-2=262142 个。

38.如果一个IP地址的十六进制表示C22F1582,请将它转换成点分十进制标记. 解答： 先写成二进制：

11000010,0010101111,0001010,10000010 所以，它的点分十进制为：194.47.21.130

39.Interent上一个网络的子网掩码为255.255.240.0.请问它最多能够处理多少台主机?

答：对于一个B 类网络，高端16 位形成网络号，低端16 位是子网或主机域。在子网掩码的低端16 位中，最高有效4 位为1111，因此剩下12 位用于主机号。因此，存在4096 个主机地址。但由于全0 和全1 是特别地址，因此最大的主机数目为4094。

40.假定从198.16.0.0开始有大量连续的IP地址可以使用.现在4个组织A,B,C和D按照顺序依次申请4000,2000,4000和8000个地址.对于每一个申请,请利用w.x.y.z/s的形式写出所分配的第一个IP地址,以及掩码.

解答：

因为只能是2的整数次方的,故应分别借4096,2048,4096,8192个IP地址。它们分别为2的12次方,2的11次方,2的11次方,2的13次方.故可有如下分配方案：

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