计算机网络计算题整理(共27页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第二章物理层1.最大传输速率R-MAX计算:无噪声信道:R-MAX=2Blog2V(B带宽,V信号离散等级)有噪声信道:香农公式:R-max=Blog2(1+s/n) 噪声=10log10S/N 噪声为30dB,S/N=10002.比特率与波特率的计算: 比特率=波特率*log2V注意单位:B(Byest)字节=8bit(比特)1KB=1024B 1Kbit=1000bit1MB=1024KB 1Mbit=1000Kbit 解解(知识点:2-1、2、3)注意时间单位换算:1s=1000ms 1ms=1000us 1us=1000ns 例题:1)在一条无噪声的信道上
2、,如果带宽是4MHz,信号分成32个等级,那么,信道的最大比特率(即数据传输率)为_bps,对应波特率为_波特,发送一个20KB的文件最短需要的时间是_。(作业一)解:(A)无噪声,B=4MHZ, V=32 R-MAX=2Blog2V(B带宽,V信号离散等级)=2*4*log2(32)=2*4*5=40Mbps (B) 比特率=波特率*log2V-波特率=比特率/log2V=40Mbps/log2(32)=8Mbroun (C)最短时间T=20KB/40Mbps=20*8(Kbit)/40*1000(Kbps)=0.004s=4ms(这里注意时间换算)2)某信道的带宽为4MHz,假定无噪声并采
3、用4电平的数字信号,试求该信道的最大数据传输率。(要求列出简要计算式)解:最大数据传输速率=2Blog2V=2*4*log24=2*4*2=16Mbps3)采用相幅调制(PAM)技术在带宽为32KHz的无噪声信道上传输数字信号,每个相位处都有两种不同幅度的电平。若要达到192Kbps的数据速率,至少要有多少种不同的相位? 解:无噪声,B=32KHZ, R-max=192Kbps; R-MAX=2Blog2V(B带宽,V信号离散等级)得 Log2V=R-max/2B=192/2*32=3 所以V=8,每个相位都有两种不同的幅度的电平,所以至少需要8/2=4种不同的相位。4)一个TDM系统容量为4
4、80kbps, 为10路语音线路共享,语音信号的带宽为3000 Hz. 请问模数转换的采样频率为多少?每个样本/信元携带多少比特的信息?假设该系统无噪声,并且采用二元信号进行传输,则信道的总带宽最小为多少Hz?如果采用曼切斯特编码,则信道的总带宽最小为多少Hz?解:(A)采样频率为两倍信号带宽,即2*3000HZ=6KHZ (B)先求出每路语音线路的数据传输速率为480Kbps/10=48kbps, 再求每个样本携带信息为:48k/6k=8 bit (C)假设该系统无噪声,并且采用二元信号进行传输,则信道的总带宽最小为:B=480kbps/2log2v=480ps/2=240KHZ (D)如果
5、采用曼切斯特编码,则信道的总带宽最小为: 曼切斯特编码对信号的利用率为50%, 根据结果(3),信道最小总带宽: 240KHZ/50%=480KHZ(5) 如果主机A通过由32路TDM共享的2.048Mbps总线链路向主机B发送一个32Kb的文件,则传输时间为_。解:先求出每路得传输速率=2.048/32=64Kbps 在求时间T=32Kb/64Kbps=0.5s=500ms(知识点:2-6)A. 500msB. 1000msC. 15.6msD. 1000ms6)在曼切斯特编码中,如果信号的到达速率(即信号的波特率)是10M,那么数据传输速率是_。(知识点:2-7)A. 5MbpsB. 10
6、MbpsC. 20MbpsD. 没有一个选项答案正确注:采用曼彻斯特编码的数字信道,数据传输速率是波特率1/2倍 第三/四章 数据链路层和MAC层1.带位填充首尾标志法即面向二进制帧格式:例:HDLC 考点:把所需传输的而精致数据一字排开,并以特列的位模式作为帧标志,如果内容中出现一个与帧标志相同的位串,即在第5个1后面插入1个0.例题:(1)采用位插入法的帧格式,若欲传输的信息是,则实际传输的比特串是_。(知识点:3-7)A. B. 1C. 1D. 1解:在第5个1后面插入一个0即 1某8比特数据经“0比特插入”后在信道上用“曼彻斯特码”发送,信道上的信号波形如下图所示,试求原8比特数据。
7、解:考了2个知识点:曼切斯特码(低到高代表0,高到低代表1),面向2进制帧格式 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 12.奇偶校验:考点:在数据后加一个奇偶(parity)位,奇偶位设置标准是保证码字中“1”位的数目是偶数(或奇数)。例子:偶校验:奇校验:3.校验和(CheckSum)考点:将发送的数据看成是二进制整数序列,并划分成一段段规定的长度(如8位、16位、32位等),累加他们的和,校验和是此和的补码。将校验和与数据一起发送。在接收端,所有数据与校验和之和0例:(1)07 6C 5F AA 86 7E1A3BC的32位校验和为_0BC152DF_。(知识点:
8、3-2) 解:(1)因为是32位故分成8个:如下:07 6C 5F AA +86 7E1A3B+C (2)依位相加,逢16进1位序号A的数位1+B数位1+数位1和当前位进位求补码补码1A+B+C=10+11+123333-16*2=11216-1=15F2A+3+3=10+3+316+2=1818-16=22115-2=13D3F+A+3=15+10+328+1=2929-16=13(D)D115-13=2245+1+3=99+1=10(10)AA015-10=555C+E+4=12+14+4=3030+0=3030-16=14(E)E115-14=1166+7+5=1818+1=1919-1
9、6=33115-3=12C77+6+6=1919+1=2020-16=44115-4=11B80+8+6=1414+1=15(15)FF015-15=00PS:如果是16位就把数分成4位,8位就分成2位相加。下面是16位的求法:序号A的数位1+B数位1+C数位1+D数位1+E数位1+F数位1和求当前位当前位进位求补码补码1C+A+E+B+4+C=12+10+14+11+4+126363-16*3=15F316-15=1126+A+7+3+5+3=6+10+7+3+5+33737-16*2=55215-5=10A37+F+6+A+6+3=7+15+6+10+6+34949-16*3=11315-
10、1=14E40+8+1+6+32121-16=55115-5=10A4.循环冗余校验(CRC)考点:(1)除以多项式(已经给定),如果能除尽说明无差错 (2)CRC校验码是除以多项式的余数即原BIT+余数是最终发送的比特流例:(1)01001采用CRC校验码,生成多项式为 x3+x+1,最后发送的数据为_。 解 step 1:通过多项式x3+x+1得到被除数为:1010,和需要在原比特后加(多项式的最高次幂是3)000 Step 2:原始比特+000后除以1010的余数即是CRC校验码(相同为0,不同为1)(2) 已知生成多项式G(x)=x4+x3+1,若接收端收到的位串为,问传输是否有错?为
11、什么?(列出说明理由的计算式) 解 :(1)由G(x)=x4+x3+1 得到被除数:11001 (2)用收到的位串除以11001,如果出尽(没有余数)则代表无传输错误5.流量控制(1)一位滑动窗口协议(协议4):WT=1,WR=1考点:S = next_frame_to_send, R = frame_expected 接收帧时:seq与R比较,若相等则接收送网络层,且R+;否则拒绝。ack与S比较,若相等则从网络层取新包,S+;否则S无变化。发送帧时:seq=next_frame_to_send; ack=frame_expected-1;例:1)采用一位滑动窗口协议(即协议4),通信一方的
12、next_frame_to_send=0,frame_expected=1,当收到一个(seq=0, ack=0, data)的帧后,next_frame_to_send=_,frame_expected =_,并将该帧的数据_。(知识点:3-5)A. 0,0,送网络层B. 0,1,丢弃C. 1,0,送网络层D. 1,1,丢弃解析:seq=0与frame_expeced=1 比较 ,不相等, frame_expeced=1 ,丢弃 Ack=0与next_frame_to_send=0比较,相等,next_frame_to_send+=1 答案是:1,1 ,丢弃 2)采用一位滑动窗口协议(即协议
13、4),通信一方的next_frame_to_send=0,frame_expected=1,当发送一帧时,帧的内容为(seq=_, ack=_, data)。(知识点:3-6)A. 0,0B. 0,1C. 1,0D. 1,1解:因发送帧时:seq=next_frame_to_send; ack=frame_expected-1;故:seq=0,ack=1-1=0(2)后退n帧协议考点:发送端的等待时间至少是发送端到接收端传播时间的二倍例题:1)如果主机A 到主机B 相距3000 km,信道的传输速率为1Mbps,信号传播速率为200m/ms,发送的帧长为64字节。A和B之间采用重发N帧协议(协
14、议5)或选择性重发协议(协议6)进行差错控制和流量控制。如果主机A的数据链路层向主机B的数据链路层发送了0-6号帧,主机A收到了2号帧的确认,并且它的0号帧超时。请回答以下问题:(10分)(1)要使信道的利用率达到最高,如果采用协议5,帧序号应该为多少位?(2)要使信道的利用率达到最高,如果采用协议6,帧序号应该是多少位?(3)如果采用协议6,并且又收到了6号帧的NAK,主机A重发了哪些帧?(4)如果采用协议5,并且又收到了3号帧的确认,4号帧定时器超时,主机A重发了哪些帧?答:(2分)发送一个帧即收到确认所需要的时间为2*(64*8/1M + 3000km/200) = 2*(0.512ms
15、+15 ms) = 2 * 15.512 = 31.024ms在31.024ms中可以发送的帧数为60.1。(1)(2分)用协议5,序号为6位(2)(2分)用协议6,序号为7位(3)(2分)重发6号帧(4)(2分)重发4、5、6号帧2)试根据发送滑动窗口变化过程,在下图所示各发送窗口下标出“发送帧序号”或“接收确认帧序号”说明。(参照第一窗口说明) 6.信道利用率:考点:信道的利用率为:发送时间/来回时间 如果帧长1位,发送率为b位/秒,往返传输时间为R秒 线路的利用率= =1/(1+bR)例题:1)在带宽为20Mbps、距离为5km的信道上用协议3传输数据帧,电信号在线路上的传播速度约为5
16、(s/km,确认帧长度忽略,当信道利用率为50%时,帧长为_。解:设帧长为L,7.CSMA/CD 最短帧长最短帧长和(知识点:4-3)时隙长度为度考点:(1)发送最短帧的时间=帧长/网络速率=2=2最长线路长度(D)/信号传播速率(V) (2)时隙的长度等于信号在介质上来回的传播时间例1)一个CSMA/CD的网络,最大传输距离为5000米,信号传播速率为200m/s,网络带宽为10M。最短帧长是_。(知识点:4-3)时隙长度为_。解:先求:一个时隙的长度=2T=2*D/V=2*5000/200m/us=10000/200(m/us)=50us 根据发送最短帧的时间=帧长(L)/网络速率(R)得
17、到 最短帧长 L=50us*10M=0.00005*bit=500bit2)若CSMA/CD局域网的节点最大距离为2km,网络的数据传输率为10Mbps,信号在介质中的传播速度为2108m/s,求该网的最短帧长。(要求写出计算过程) 解:最短帧的时间=2*2km/2*108m/s=20us 最短帧长=20us*10Mbps=200bit 3)设信号在介质中的传播速度为200m/s,若10Mbps的CSMA/CD LAN的最短帧长为200bit,试求该网站点的最大距离。 解:先求最短帧的时间=最短帧长/网络速率=200bit/10Mbps=20us 最大距离=20us*200m/us/2=200
18、0m8.求环比特长度,求总时间 例1)某令牌环介质长度为20km,数据传输速率为2Mbps,环路上共有50个站点.每个站点的接口引入1位延迟,设信号在介质中的传播速度为200ms,试计算环的比特长度。(要求写出计算过程) 解:环的比特长度=信号传播时延数据传输速率接口延迟位数=环路介质长度200m/s数据传输速率接口延迟位数=20000200m/s2Mbps+501=250bit2).在100Mbps以太网中,两站点间的最大距离是200m,信号传播速度是200m/s,求在该网上传输长度为1500bit的数据帧所需的总时间(s)。(要求列出简要计算步骤) 解:总时间=传输时延+信号传播时延 传播
19、时延=数据帧长度/数据传播速率 信号传播时延=两个站之间的距离/信号传播速度 总时间=数据帧长度/数据传播速率+两个站之间的距离/信号传播速度 =1500bit/1ooMbit/s+200m/200ms=15s+1s=16s9.二进制指数后退算法考点:(1)一般地,经i次冲突后,发送站点需等待的时隙数将从0 2i - 1中(即即0, 2i-1或0, 2i))随机选择 随机数的最大值是1023(即第10次冲突之后) (2)对于两个站点的第j次竞争,发生在第i次冲突之后,j=i+1,站点会在0,2j-1)或0,2i)范围选择等待时隙。其发生冲突的概率=1/2j-1=1/2i;前j次竞争都冲突的概率
20、=11/21/2j-1=1/2(j-1)j/2=1/2i(i+1)/2例题:1)在以太网中的某一时隙,有两个站点同时开始发送,则3次竞争内(包括第3次)将帧成功发送的概率是_。(或者说3次竞争总可以解决冲突的概率)(知识点:4-5)A. 12.5%B. 25%C. 75%D. 87.5%2)在一个时隙的起始处,两个CSMA/CD站点同时发送一个帧。求前4次竞争都冲突的概率解:前四次竞争都冲突的概率为:1 x 0.5 x 0.25 x 0.125 = 0.=1/24(4-1)/2第一次竞争冲突的概率为1=1/20;第二次竞争,即第一次冲突后,A、B都将在等待0个或1个时隙之间选择,选择的组合有:
21、00、01、10、11,共4种,其中00和11将再次冲突,所以第二次竞争时,冲突的概率为0.5=1/21第三次竞争,即第二次冲突后:A、B都将在0、1、2、3之间选择,选择的组合有:00、01、02、03、10、11、12、13、20、21、22、23、30、31、32、33共16种,其中00、11、22、33将再次冲突,所以第三次竞争时,冲突的概率为0.25=1/22第四次竞争,即第三次冲突后:A、B都将在0、1、2、3、4、5、6、7之间选择,选择的组合共有64种,其中00、11、 、77将再次冲突,所以第四次竞争时,冲突的概率为0.125=1/23前四次竞争都冲突的概率为:1 x 0.5
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