2022年2022年计算机网络原理自考_大题__归类复习 .pdf

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1、一、时延、数据传输速率、信道传输能力问题1.数据传输速率：每秒能传输的二进制信息位数R=1/T*log2N （位/秒，bps 或b/s）信号传输速率 =码元速率 =调制速率 =波特率B=1/T (波特， Baud) 信号传输速率和数据传输速率的对应关系：R =B log2N 2、奈奎斯特公式无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽 H的关系 ：B=2*H (Baud) 无噪信道信道数据传输能力的奈奎斯特公式: C =2 H log2N (bps)3. 有噪声情况下香农公式：C =H log2(1+S/N) (bps) 信噪比=10log10(S/N) （分贝）4.采样定理：若对连续变化的模拟信号进

2、行周期性采样,只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍,则采样值便可包含原始信号的全部信息。? 设原始信号的最高频率为Fmax, 采样频率为 Fs,则采样定理可以用下式表示: Fs(=1/Ts)=2Fmax或Fs=2Bs ?Fs为采样频率?Ts为采样周期?Fmax 为原始信号的最高频率?Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - ? 每次采样位数 =log2量化级? 数

3、据传输速率 (bps) = 采样频率每次采样位数5. 时延=延迟(delay 或 latency) 总时延= 发送时延+ 传播时延+ 处理时延传输时延=数据块长度（比特） /信道带宽（比特 /秒）传播时延=信道长度（米） /信号在信道上的传播速率（米/秒）处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间例1：信噪比为 30dB,带宽为 3kHZ的信道的最大数据传输速率为多少？解：根据香农公式 C =H log2(1+S/N) 已知 H=3KHz ， 10*log10(S/N)=30dB ，log10(S/N)=30/10 ，S/N=10 30/10=1000 C=3klog2(1+

4、1030/10)=3klog2(1+1000)=30kbps. 例2：设利用 12MHz 的采样频率对信号进行采样，若量化级为 4，试计算出在无噪声信道中的数据传输速率和所需的信道带宽。(08.4) 解：已知量化级 4，采样位数 =log2量化级 =log24=2位采样频率 12MHz 数据传输速率 =采样频率 *量化位数 =12*2=24Mbps 根据奈奎斯特公式 C =2 H log2N，24Mbps= 2 H log24 H=6MHz 例3.月球到地球的距离大约为3.8105 Km，在它们之间架设一条200Kbps 的点到点链路，信号传播速度为光速，将一幅照片从月球传回地球所需的时间为

5、501.3s。试求出这幅照片占用的字节数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - 解：总时间 =传播时间 +传输时间假设照片占用的字节数为L 总时间 = 501.3s 传播时间 = 3.8105 Km / 3 108 m/s=1.3s 传输时间 =总时间-传播时间 = 501.3-1.3 =500s L=500s 200Kbps /8 L=12.5MB 这幅照片占用的字节数为：12.5MB 例 6下列情况下，假定不对数

6、据进行压缩，对于（a）（d） ，计算实时传输所需要的带宽：（a）HDTV 高清晰度视频，分辨率为1920*1080，24 位/像素，30 帧/秒（b）8 比特 POTS（普通的电话服务）语音频率，采样频率为8KHz （c）260 比特 GSM 移动语音音频，采样频率为50Hz （d）24 比特 HDCD 高保真音频，采样频率为88.2KHz 答: (a) 1920*1080*24 *30= 1.49Gbps (b) 8KHz *8Bit=64Kbps (c)260*50 =13kbps (d)88.2*24=2116.8kbps 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

7、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - 二、异步传输问题群同步 =异步传输 =“ 起一止 ” 式传输例7：假设使用调制解调器，并采用1位起始位、 1位停止位、无校验位的异步传输模式，在 1分钟内传输 7200个汉字，调制解调器至少应达到的传输速率为多少？（08.4）解：一个汉字需要用 2个字节表示 ，即每个汉字符传输位数(8+1+1)X2=20( 位) 1分钟传输的 7200个汉字，即需要传送 7200 X20=144000 位调制解调器至少应达到的传输速率为144000/60=2

8、.4kbps 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - 三、数据编码技术NRZ( 不归零码 )规则： 低表示“ 0” ，高表示“ 1” ；曼彻斯特编码规则： 低到高的跳变表示“ 0” ，高到低的跳变表示“ 1” ；四、CRC 校验（ 3）例 8：设要发送的二进制数据为10110011 ，若采用 CRC 校验方法，生成多项式为X4+X3+1，试求出实际发送的二进制数字序列。（要求写出计算过程）（08.4）例 9已知发送方采

9、用 CRC 校验方法， 生成多项式为 X4+X3+1，若接收方收到的二进制数字序列为101110110101 ， 请判断数据传输过程中是否出错。 （08.7）另 ： 要 发 送 的 数 据 为1101011011。 采 用CRC 的 生 成 多 项 式 是P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1 变成了 0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1 都变成了 0，问接收端能否发现？答：添加的检验序列为1110（110101101 10000 除以 10011）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

10、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - 数据在传输过程中最后一个1 变成了0，11010110101110 除以10011，余数为 011，不为 0，接收端可以发现差错。五、信道的利用率、吞吐率问题信道的利用率指信号传输时间与信号传输时间和信道时延之和的比值， 信道利用率 =传输时间 /总时间吞吐率指单位时间内实际传送的位数，吞吐率 =帧长/总时间例 10：设信道上数据传输速率为4Kbps，信道的传播时延为20ms，采用停等协议，帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计，若信道的利用率为 50%。试求出

11、数据帧的长度。 （09.4）解：信道的利用率 =传输时延总时延。假设数据帧传输时延为：Xms 从发送站开始发送算起，经X+ 20ms，数据帧才能到达目的站。帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计，则又需 20ms确认帧才能被发送站收到。因此信道的利用率为： Xms/(X+20ms+20ms)=50% X=40ms 数据帧长 =4Kbps*40ms=160bit 另：设信道上数据传输速率为4Kbps，数据帧长为 240bit，信道的传播时延为20ms，采用停等协议，帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计。试求出信道的利用率。 （10.4）六、滑动窗口问题略名师资料总结 - - -精品

12、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - 七、路由算法问题1.最短路由2、距离矢量路由算法例 15.某通信子网如图所示，使用距离矢量路由算法。假设到达路由器 C 的路由器 B、D、E 的矢量分别为（ 5，0，8，12，6，2） 、 （16，12，6，0，9，10）和（7，6，3，9，0，4） ；C 到 B、D、E 的延迟分别为 6、3 和 5，试画出 C 的新路由表并注明使用的输出线路及从C 出发到达各路由器的延迟。 （08.4）名师资料总结 -

13、- -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3、RIP 协议例 16.设网络中路由器 B 的当前路由表如题49 表 1 所示，B 收到从路由器 C 发来的路由信息如题49 表 2 所示。试给出路由器B 更新后的路由表。 （11.4）八、 ALOHA 问题例 19. 一万个站点在竞争使用一时分ALOHA 通道。如果每个站平均每个小时做18 次请求。信道时隙是 125us 。 计算总的信道负载G 为多少？（注：网络负载是指单位帧时内系统发送的数

14、据帧的平均数量）解答：求信道负载G 即求每个时隙内发送的数据帧的个数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - 每个站平均每个小时做18 次请求，一万个站点每小时是18*10000=1.8*105次请求。1 小时 =3600 秒； 1 秒=106us；时隙是125us，所以1 小时有3600*106/125=2.88*107个时隙信道负载 G=1.8*105/2.88*107=6.25*10-3另.5000个站点竞争使用一

15、个时分ALOHA 信道，信道时隙为 125us，各站点每小时发出 36 次请求。试计算总的信道载荷。 （信道载荷指请求次数与时隙的比值）（09.7）例 20. N 个站点共享 56K bps的纯 ALOHA 信道。每个站点平均每100秒输出一个 1000 bit 的帧，不管前一个帧是否已经发出去（假设站点有发送缓存）。N 的最大值是多少？（ 10.4）解答：对于纯 ALOHA ，信道利用率最大值是18.4%，所以可用的带宽是0.18456Kb/s=10.304kbps；每个站都需要的带宽是1000100=10bps 。因此 N=10304101030。所以，最多可以有1030个站，即 N 的最

16、大值是 1030。九、CSMA/CD 问题介质访问控制 （CSMA/CD ） ，传播延时和传输延时的关系，冲突检测时间和最短帧长的计算1、传输时延与传播时延关系：基带 CSMA/CD ：传输时延 =2 倍于传播时延宽带 CSMA/CD ：传输时延 =4 倍于传播时延。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - 例 21. 设 A、B两站位于长 1km的基带总线局域网的两端， 数据传输速率为 10Mbps ，信号传播速率为

17、200m s ，若 A向 B发送 800bit 的数据帧，B接收完毕该帧所需的时间是多少？若A、B站同时发送数据， 经过多长时间两站发现冲突？(08.4) 解：传输时延 =数据帧长数据传输速率=800bit 10Mbps=80 s 传播时延 =两个站点间的距离信号传播速度=1km 200m s=5s B接收完毕该帧所需的时间=传输时延 + 传播时延 =80s+5s=85s 若两个站点同时发送数据：冲突检测时间 =两个站点间的距离信号传播速度=1km 200m s=5s 另：1）有一个电缆长度为1Km 的 CSMA/CD 局域网，信号传播速度为光速的 2/3，其最小帧长度为1000bit。试求出

18、数据传输速率。(09.4) 2）有一个电缆长度为1Km 的 CSMA/CD 局域网，数据传输速率为 1Gbps，信号传播速度为2105Km/s。试求出最小帧长度。 (10.4) 例 23.有一个电缆长度为2Km 的 CSMA/CD局域网，数据传输率为10Mbps，信号传播速度为光速2/3，数据帧长度是512bit（包括 32bit开销） ，传输成功后的第一个时隙留给接收方，用于捕获信道并发送一个 32bit 的确认帧。假设没有冲突发生， 试求出有效的数据传输速率 （不包括开销）。 （光速值为 310?5Km/s）【解析】有效的数据传输速率=传输数据帧长度总时间。名师资料总结 - - -精品资料

19、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - 传输数据帧长度 =总数据帧长度 -开销总时间 =发送方传输时延 +发送方到接收方传播时延+接收方确认帧传输时延 +接收方到发送方传播时延解：发送方传输时延 =512bit10Mbps=51.2s 接收方确认帧传输时延 =32bit10Mbps=3.2s 发送方到接收方传播时延=接收方到发送方传播时延=2Km2/3310-5Km/s=10s 总时间 =51.2s+10s +3.2s+10s=74.4s 有效的数

20、据传输速率 =（512bit-32bit）74.4s=6.45Mbps十、令牌环问题1、环的比特长度 =信号传播时延数据传输速率接口延迟位数例 24.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。答：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=250bit 2、有效传输速率问题例 25. 长 1Km、10Mbps、50 个站点的令牌环，每个站引入1 位延迟，信号传播速度

21、为 200m/us,令牌长 8 位，数据帧最大长度为256（包括 32位开销），确认在数据帧捎带，问该环不包括开销的有效数据速率为多少？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - 【解析】站点在令牌环上一个完整的工作周期如下： 获取令牌：停止令牌运行； （传输时延）发送数据帧：把数据帧发送到环上； （传输时延）数据帧绕环一周：绕环线一周； （传播时延） 经过每个站点有1 位时延。 （传输时延）发送令牌帧：把令牌帧发送到环

22、上； （传输时延）解：1）获取令牌传输时延为 : 8bit10Mbps=0.8us 2）发送数据帧传输时延为: 256bit10Mbps=25.6us 3）信号绕环一周传播时延为: 1000m200m/us=5us 4）50 站点 1 位传输时延为 : 50 * 1bit10Mbps=5us 5）发送令牌帧传输时延为: 8bit10Mbps=0.8us 所需总时间为： (0.8+25.6 +5 +5 +0.8)us=37.2us 该 环 不 包 括 开 销 的 有 效 数 据 传 输 速 率 为 :(256-32)bit 37.2us=6.02Mbps 4、吞吐率问题吞吐率 T(单位时间内实际

23、传送的位数)，单位时间内实际传送的位数。T=帧长总时间 =帧长(传播时延 +传输时延 ) =帧长 (网络段长传播速度 +帧长网络数据速率 ) 例 27.有一个 100Mbps 的令牌环网络，令牌环行时间是120s，每个主机在每次得到令牌后可以发送1000 字节的分组，发送完成后立即释放令牌。试求出任意一台主机可以取得的最大吞吐率。(09.4) 解：吞吐率 =帧长总时间；帧长= 1000字节=8000bit 总时间 =令牌传播时间 +数据帧传输时间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

24、 - 第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - 令牌传播时间 =120s 数据传输时间=帧长数据帧传输速率= 8000bit100Mbps =80s 吞吐率 = 8000bit(120s+ 80s) =40Mbps 十一、 PPP、IP、TCP、UDP 报文问题1、PPP 帧格式PPP帧格式与 HDLC 相似，区别在于 PPP是面向字符的， 采用字符填充技术标记域： 01111110 ；地址域： 11111111, 表示所有的站都可以接收该帧; 控制域：缺省值为00000011 ，表示无序号帧，不提供使用序号和确认的可靠传输；协议域：指示净是何种分组，缺省大小为2 个字节

25、。净荷域：变长，缺省为1500 字节；校验和域： 2 或 4 个字节名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - 2、UDP 报文格式：另：长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20 字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20 字节的 IP 首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部18 字节。试求数据的传输效率。答：数据长度为 100 字节时传输效率 =100/（100+20+20+18 ）

26、=63.3% 例 29: 设 UDP 数据报的数据部分长度为1000 字节，封装该数据报的lP数据报的 IHL 字段值为 5 ，而 IP 数据报又封装在协议字段和校验字段长度均为 2 字节的 PPP帧中，试求出 PPP帧的长度。解: UDP协议格式为：源端口 +目标端口 +长度+校验和 +数据，头部长度固定为 8B 所以 UDP 数据报长： 1000+8=1008B ，这也是 I P 数据部分长度IP 头：4B*5=20B 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共

27、 21 页 - - - - - - - - - IP 数据报： 1008B+20B=1028B PPP帧格式：PPP ：1028+1+1+1+2+2+1=1036B 十三、 HDLC 协议比特填充法（零比特插入） ：对于信息位中的任何连续出现的五个“1” ，发送时要自动在其后插入一个“0”例 1：如果使用HDLC 协议进行传送，假设要传输的信息比特序列是10111011111011111101，请写出为实现透明传输，在线路上实际传输的比特串是什么 ? 1011101111100111110101 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

28、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - 2.某 8 比特数据经“位填充”后在信道上用曼彻斯特编码发送，信道上的波形如下图所示，试求原8 比特的数据。解：先根据曼彻斯特编码规则: 高到低跳变表示“ 1” ，低到高跳变表示“0”所以，上图的二进制码为：111110010又由于采用“位填充”可去掉连续5 个“1”后面的一个“ 0” ，则原 8比特的数据为： 11111010 3.当 HDLC 的控制帧中地址字段为 “10110010”， 控制字段为 “10001001”，帧校验序列采用 G(X)=x16+X12+X5+

29、1 来产生， 请写出此帧的完整形式。(注 FCS用规定长度的 X 代替) 分析： 在草稿纸上画出 HDLC 帧格式如下所以帧的完整格式为：01111110 10110010 10001001XXXXXXXXXXXXXXXX01111110名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - 4. 说明下面 HDLC 帧类型是什么？写出其地址字段和控制字段的比特序列。（FCS用规定长度的 X 代替）01111110 00110011

30、 10001001 XXXXXXXXXXXXXXXX01111110 解：由 HDLC 帧格式得出地址字段为00110011 ，控制字段为 100010015.用 HDLC 传输 12 个汉字 (双字节 )时,帧中的信息字段占多少字节?总的帧长占多少字节 ? 答：信息字段 (I)占 122=24 字节总的帧长占 1B+1B+1B+24B+2B+1B 30 字节名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - 6.题 50 图为

31、 HDLC 一帧的内容，请说明帧中各字段信息的具体含义。(10.7) 参考书 P8889 答：18 位 和 4148位 这 2 个字节为标志字段内容；916 位为地址字段，全1 为广播地址，表示该帧发给所有站点；1724位为控制字段，其中：1718两位为 10 表示该帧为监控帧（ S帧）; 1920两位为 00 表示主站用 RR 型 S 帧来轮询从站；2124三位为 011表示主站轮询从站希望从站传输编号为011（3）的信息帧；2540共 16 位为校验码位。7.采用正常模式的HDLC 传送国标汉字时 ,若已知总的帧长度为50 个字节,问其中信息字段占多少个字节?含多少个汉字 ? 解：由 HD

32、LC 帧格式得出50-1-1-1-2-1=44 字节即 22 个汉字名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 21 页 - - - - - - - - - 十四、 T1、E1 载波问题十五、其他问题1 选择重传法1、设发送方连续发送0、1、2, 号帧，在发送至4 号帧时开始接收到0号帧的确认信息0ACK，当发送至 5 号帧时，接收到 1 号帧的否认返回信息1NAK， 要求选择重发 1 号帧，假设 1 号帧之后的各帧均能被正确接收。画出选择重发方法的示意图并说明选择

33、重发方法的特点。（某份历年试卷上有或参考书 83 页图 4-6）2、已知某单位的网络结构如题50 图所示，其中楼间距均大于200 米。请从题 50 表中选择合适的设备或介质，将其序号填在题50 图中的编号处。题 50 图序号 设备名称 数量描述A 交换机 1 2台各具有 24个lOBase-T端口和两个 100M快速以太网名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 21 页 - - - - - - - - - 端 口 （ 其 中 一 个 lOOBase-TX 、 一

34、 个lOOBase-FX）B 交换机 2 1台各具有 48个lOBase-T端口和两个 100M快速以太网端 口 （ 其 中 一 个 lOOBase-TX 、 一 个lOOBase-FX）C 交换机 3 1台配 置 4 端 口 lOOBase-FX 模 块 、 24 个lOOBase-TX快速以太网端口；具有 MIB 管理模块。D 路由器1台提供了对内的 10/100M局域网接口，对外的128K的ISDN或专线连接，同时具有防火墙功能。E 5类双绞线任意 RJ45 F 多模光纤 任意 ST/SC 题 50 表 设备与介质明细表名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - -