计算机网络习题答案

第1章 绪论

1、蓝牙是目前流行的无线个域网技术。 2、分层模型的优点：（1）将建造网络这样一个复杂的任务分解为多个可处理的部分；（2）提供了一种更为模块化的设计。

3、理解实体、协议、接口和网络体系结构的含义。

实体：指计算机上能够发送和接收数据的任何事物，如进程或硬件设备。 协议：控制和管理两个实体之间数据通信过程的一组规则和约定。 接口：相邻两层之间的通信约定。

网络体系结构：网络中层次和协议的集合。

4、掌握ISO/OSI参考模型与TCP/IP参考模型的层次、各层功能以及之间的差异。 5、掌握一些术语：ISO、ITU、CCITT、IEEE、EIA、ANSI、MEF（城域以太网论坛）、Wi-Fi（无线相容性认证）、RFC、ISOC（因特网协会）、IAB、IETF、IRTF、INNA、ICANN、CNNIC。

第2章 数据通信基础

1、有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。假设每个用户占用一路电视信号带宽（6MHz），使用64-QAM技术，那么每个用户的速率是多少？ 答：根据奈奎斯特定理：

每个用户的速率＝2×信号带宽×log2V ＝2×6M×log264 ＝72Mbps

2、假定网络的利用率到达了90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？ 答：D=D0÷（1－U）（D——表示网络当前的时延；D0——表示网络空闲时的时延；U——网络的利用率） 所以，D/ D0=1/（1－U）= 1/(1-90%)=10

3、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s。 （2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。 从以上计算结果可得出什么结论？ 答：（1）发送时延：107 bit /100kb/s=100s，传播时延：1000km/2×108m/s=5ms。 （2）发送时延：103bit /1Gb/s =1us，传播时延：1000km/2×108m/s=5ms。 若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

4、假设信号在媒体上的传播速率为2.3×108m/s。媒体长度L分别为： （1）10cm（网络接口卡） （2）100m（局域网） （3）100km（城域网） （4）5000km（广域网）

试计算当数据率为1Mb/s和1Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。 答：

媒体长度 传播时延 媒体中的比特数 数据率＝1Mb/s 第1页

数据率＝10Gb/s （1）0.1m （2）100m （3）100km （4）5000km 4.35×10-10s 4.35×10-7s 4.35×10-4s 0.0217s 4.35×10-4 0.435 4.35×102 2.17×104 4.35 4.35×103 4.35×106 2.17×108

5、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，加上首部和尾部共18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发的总数据。若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？ 答：（1）长度100字节时：100/(100+20+20+18)=63.3% （2）长度1000字节时：1000/(1000+20+20+18)=94.5%

6、数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？ 答：（1）主要从奈氏准则和香农公式两个上去考虑。（信道的带宽、信噪比、信号的种类） （2）信噪比不能任意提高。 （3）意义：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 （4）一个码元不一定对应于一个比特。

7、假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）？ 答：Rb=RB*log2V Rb=20000×log216＝80000b/s。

8、假定要用3kHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？） 答：C=W* log2(1+S/N)

64kb/s=3k* log2(1+S/N) S/N=64.2db

9、用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加60％，问信噪比S/N应增加到多少倍？如果在刚才计算的基础上将信噪比S/N再增大到10倍，问最大信息速率能否再增加20％？ 答：（1）C=W* log2(1+S/N) 35000＝3100* log2(1+S/N) 35000+35000*60%=3100* log2(1+S/N) 上面两式相比，得出S/N的增加情况为100倍。 （2）C=W* log2(1+S/N) 35000＝3100* log2(1+S/N) 从中解出S/N，再带入C=3100* log2(1+10*S/N)，得到最大信息速率只能再增加18.5%左右。

10、假定有一种双绞线的衰减是0.7db/km（在1kHz时），若容许有20db的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里，问应当使衰减降低到多少？

第2页

答：20db/(0.7db/km)=28.6km 20db/x=100km x=0.2db/km

11、试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm和1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2×108m/s。 答：v = λf => f = v/ λ = 2×108m/λ

1200nm到1400nm：带宽23.8THz； 1400nm到1600nm：带宽17.86THz；

12、共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为： 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） D：（－1 ＋1 －1 －1 －1 －1 ＋1 －1） 现收到这样的码片序列：（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是0？

答：A*（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1）=8 B*（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1）=-8 C*（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1）=0

D*（－1 ＋1 －3 ＋1 －1 －3 ＋1 ＋1）=8 所以，A和D发送1，B发送0，C未发送数据。

13、某电话调制解调器使用QAM方式，采用0、90o、180 o、270 o 4种相位和2种振幅值，问在波特率为2400的情况下，该调制解调器的数据率是多少？ 答：V=2400×log28=7200bps

14、20个数字信号源使用同步TDM实现多路复用，每个信号源的速率是100kbps，如果每个输出帧（时隙）携带来自每个信号源的1比特，且需要每个输出帧1比特用于同步。问： 1）以比特为单位的输出帧的长度是多少？ 2）输出帧的持续时间是多少？ 3）输出帧的数据率是多少？ 4）系统效率（帧中有用比特与所有比特之比）是多少？

如果每个输出帧（时隙）携带来自每个信号源的2比特，上述题目的答案又是多少？ 答：1比特时： 1）20×1＋1＝21比特； 2）21/(20*100kbps)= 3）21×100kbps 4）20/21 2比特时： 1）20×2＋1＝41比特； 2）41/(20*100kbps)= 3）41×100kbps 4）40/41

第三章 广域网

1、PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

第3页

答：（1）经过零比特填充后变成011011111011111000（加上下划线的0是填充的） （2）删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110（连字符表示删除了0） 2、请解释为什么因特网校验和永远都不会是0xFFFF，除非进行因特网校验和计算的所有字节都是0。 答：因为计算校验和是所有字节的反码求和，最后取反，如果和都是0，则取反后不会是0xFFFF。 3、采用生成多项式G(x)=x4+x3+x+1为信息位1111100产生循环冗余码，加在信息位后面形成码字，再经比特填充后从左向右发送，问发送在物理线路上的比特序列是什么？ 答：循环冗余码为：0100； 送在物理线路上的比特序列是111110000100。

4、对于使用3比特序号的停等协议、后退N帧协议以及选择重传协议，发送窗口和接收窗口的最大尺寸分别是多少？ 答：

类别 停等协议 后退N帧协议 选择重传协议 发送窗口 7 7 接收窗口 1 1 4 4（相加要小于8，且接收窗口一定要小于发送窗口） 5、一个数据率为50kbps的卫星信道，采用停－等协议，帧长度为1000比特，卫星的上行和下行链路的延迟都为125ms，不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略，求该卫星信道的利用率。 答：T有效＝1000÷（50×103）＝0.02s 利用率＝T有效÷T总 ＝0.02÷（0.125×4＋0.02）＝3.85％

6、一个数据率为4kbps、单向传播时延为20ms的信道，帧长度在什么范围内，停－等协议的效率可以达到50％？

答：设帧长度为L，则：

（L/4k）÷（L/4k＋0.02×2）>=0.5 L>=160比特

7、假设卫星信道的数据率为1Mbps，数据帧长度为1000比特，卫星信道的传播时延为250ms，确认通过数据帧捎带，同时帧头非常短，可以忽略不计。分别采用3种协议，试计算卫星信道可能达到的最大利用率是多少（其中WT表示发送窗口大小，WR表示接收窗口大小）。 1）停－等协议。 2）后退N帧协议，WT＝7，WR＝1。 3）选择重传协议，WT＝4，WR＝4。 答：1）（1000/(1×106)）÷（1000/(1×106)＋0.25×2）＝2％ 2）（7×1000/(1×106)）÷（7×1000/(1×106)＋0.25×2）＝12.3％ 3）（4×1000/(1×106)）÷（4×1000/(1×106)＋0.25×2）＝7.4％

8、在GBN（后退N帧）协议中，假设其发送窗口大小是3，序号范围是1024。假设在时刻t，接收方期待接收帧的序号是k，请回答下面的问题： 1）在时刻t，发送窗口内的帧序号是多少？为什么？ 2）在时刻t，发送方可能收到的ACK帧的序号是多少？为什么？ 答：1）k,k+1（mod 1024）,k+2 （mod 1024）。因为发送窗口的后沿是已发送但还没有收到确认的最小帧序号。 2）k（mod 1024）。因为接收方期待接收帧的序号是k，所以接收方发出了k-1前的序号的确认。 9、简述PPP协议的组成。

第4页

答：LCP和NCP

10、在PPP协议中，常用的认证协议是哪两种？简述它们的工作原理。 答：PAP和CHAP。

11、试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。在电路交换时电路的建立时间为s（s）。在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？ 答： 电路交换的时延：

传播时延：k*d

第一站发送时延：x/b 建立电路时延：s；

分组交换的时延：传播时延：k*d

中间站点发送时延：(k-1)*p/b 第一站发送时延：x/b

所以，要使分组交换的时延比电路交换的要小，即：k*d+x/b+s>k*d+(k-1)*p/d+x/b 即(k-1)p/b

12、在上题的分组交换网中。该报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延最小，问分组的数据长度部分p应取多大？

答：总时延D=((x/p)*h+x)/b+(k-1)(p+h)/b，对D求p的导数，并令其为零得 P2=xh/(k-1) P=xh/(k?1)

第四章 局域网

1、假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使此协议的最短帧长。 答：（2×1/200000）×1Gb/s=10000bit=1250字节

2、假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？ 答：设在t=0时A开始发送。在t=576比特时间（512b（最短帧长）+64b（8字节前导）），A应当发送完毕。 t=225比特时间，B就检测出A的信号。只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞。就能够肯定以后也不会再发生碰撞了。 如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞。

3、在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=255比特时间，A和B同时检测到发生

第5页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6cef.html