西电通信网络基础答案

1第一章1.1 答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点） ，常用的通信网络有ATM 网络，X.25 分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。1.2 答：通信链路包括接入链路和网络链路。接入链路有：（1）Modem 链路，利用 PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为 300b/s 和 56kb/s；（ 2）xDSL 链路，通过数字技术，对 PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线 DSL，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用 PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道： B 信道（64kb/s） ，D 信道（16kb/s 或 64kb/s） ；（ 4）数字蜂窝移动通信链路，十几 kb/s2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率 10Mb/s,100Mb/s。网络链路有：（1）X.25 提供 48kb/s，56kb/s 或 64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为 64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH （同步数字系列） ，具有标准化的结构等级 STM-N；（4）光波分复用 WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。1.3 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目 的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。1.4 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网 PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。1.5 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1 AAL5 （ATM Adaptation Layer）,形成协议数据单元 CS-PDU，再将 CS-PDU 分成信元，再传输。1.7 答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。它们的对应关系如下：OSI 模型 TCP/IP 参考模型1.10 解：YttX2cosYcos21 应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层互连网层网络接入层硬件2X(1) 0 2P 1/2 1/21021XEYtcos1Ycos222104 cos4s2 21 YEEXtXE1.11 解：0cos2cos dtwAdftwAttmX ccc ccdt ftttEtR os21os2cos21 , 0)(2AtXEX显然， t的均值为常数，相关函数仅与时差 有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。0sinco.cos2. sincos2.1. TwAmiltdwTAmil dttwttXTTTcT cT ccT ccwAdttil ttXos21 os24. .2故 tX的均值和相关函数都具有各态历经性， tX是各态历经过程。1.12 解：定义：称计数过程 0,tN是参数为 0 的 Poisson 过程，如果：（1） ；（2） ,t是平稳的独立增量过程；3（3） tNt ,0服从参数为 t的 Poisson 分布，,210 !kektPt0 ! 1110 ttet kttektNEtt tktkkt 22NEttDtNttet tktekt NEtEt tkt 22 2202 !11DN不妨设 ts，则tsstst sNEDNtEsttR,min 00,222 22,RN1.13 解：由 0t是强度为 的 poisson 过程及题设知， 0,tY和0,tZ是一零初值的平稳的独立增量过程。又 0t，2,10 !1! ! 00 kekptmtekpt itptCit iNktYPiNkYP ttki i kitkikitii 即 0t， ,ttY故 ,tY是强度为 的 poisson 过程。42,10 !1!1 ! 100 kektpmptektp ipttCit itNktZPiNktZP tptki ikitkikitii 即 0t， ,ttZ故 ,tZ是强度为 的 poisson 过程。1.14 解： ,210 !kektNPt3（1） 04124t（2）定理：设 ,是参数为 0的 Poisson 分布， ,21,n是其到达时间序列，则 21n服从 分布，即 n的概率密度函数为： 0 0!ttetfnnn =1 ttetf310 1001 tedFttt t 331 tett1.15 解：知道过程现在的条件下，其“将来”的分布不依赖于“过去” 。状态转移图如下：1当甲有一个球时，状态转移图如下：0 13 / 53 / 52 / 52 / 550 1 23 / 41 / 41 / 43 / 41 / 41 / 21 / 44 / 94 / 90 1 2 311 / 94 / 94 / 91 / 91一步转移概率矩阵如下：0109/4/3 / 41 / 41 / 43 / 41 / 41 / 21 / 41 2 32 / 53 / 53 / 52 / 5321.16 解：Prim Dijkstra：Kruskal：6第二章2.1答：有三种，分别是面向字符，面向比特，采用长度计数的组帧技术，其中采用长度计数的组帧方式开销最小。2.2 答：接收字符串为：C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB DC C0恢复为： 第一帧：空 10 36 87 C0 C0 DC DD DB . 第二帧： 7C 8D DC C02.3 答：插入后：011011111 0 0011111 0 101011111 0 11111 0 01111010恢复：01111110 11111 0 110011111 0 011111 0 11111 0 1100 01111110Flag Flag1011111 02.4 答：在接收端，收到 015 后，如果下一位是“0” ，就将该“0”删去，如果是“1” ，就表示一帧结束。按此规则：011 011111 0 111111 011111 0 1 01111110015 015 Flag2.5 答： 1S2 3 1C 2 3 4校验规则1 0 0 1 0 1 10 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 01 1 0 0 1 1 01 0 1 0 1 0 11 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 1 1321SC231324SC该码的最小距离为 4。2.6 解： 324345734 1DDDDS 34567 324 0 01DgS4 余数为 32.7 证明：（1）已知 DgmainderDgmainderCLiLii RR一个任意的数据多项式10121 KiiKK SSSS7其 CRC 多项式 1010 10Re ReKiiLiKi LKiiLDCSgSmandr gSmandrDirDC（2）将iiLii DCDC011代入到10Kii中，得iKiiKiLiKiLiKii iii CSSS 0110210101 0 又有 12DCDCLL对应可得 LjSKiijj 102.80 1 0 0 1A C KA C K N A K出错A C KA A BCC在这种情况下，由于时延的影响，分组 B 出错却导致分组 C 重发，最终分组 B 丢失。2.9 证：根据停等式 ARQ 协议，当序号采用模 2 表示时仍可正常运行。描述如下：发端 A：（1）置 SN0；（2）若从高层接收到一个分组，则将 SN 指配给该分组，若没有分组则等待；（3）将第 SN 个分组装入物理帧中发送给接收节点 B；（4）若从 B 接收到 RNSN，则将 SN 模 2 加 1，返回（2） ，若在规定时间内，并未收到 B 的 RNSN的应答，则返回（3） 。收端 B：（1）置 RN0 ；（2）无论何时从 A 端收到一个 SN=RN 的分组，将该分组传送给高层，并将 RN 模 2 加 1；（3）在接收到分组的规定有限时长内将 RN 放入一帧的RN 域发送给 A，返回（2） 。2.10解：设任意一个分组平均需要发送 N次才能成功，而一个分组发送 i次成功的概率为 1i，从而有1iiN8成功发送一个分组所需要的时间为 rNT，故 rT1max2.11 与课本上图 211 的 a，c 图基本相同，只需将 A，B 名字交换。2.122.13 答：sTP 05.164331280.64ACKTss 015.（1）428ACKP个（2） 6190APT个（3）当节点连续发送时，可以发送的帧最多a.1405.8帧 0.082s 后可收到应答；b.7692.帧 0.134s 后可收到应答。2.14 答：停等式 ARQ 21maxPU返回 nARQ 21 121 nPn选择重传 ARQ UARPANET ARQ 2718 218 即即P这里 DPT, 所以 U与误帧率及信道传播时延与数据帧的传输时延的比值有关。9当 21n时， 21PU与 Pn1均小于 ；当 时， 2所以，当 n和 8 均大于 21 时，选择重传式 ARQ 和 ARPANET ARQ 链路利用率都最高，当 时选择重传式 ARQ 链路利用率高，当 8n时，ARPANET ARQ 链路利用率高。2.18 答：（1）在没有发生任何差错的情况下如下图所示：I N I TA C K DA C K II N I TA C K ID I S CA C K ID I S CA C K DA C K DU PU PD O W ND O W Nt在各种可能的差错下：D I S CA C K ID I S CA C K ID I S CA C K DD I S CA C K ID I S CA C K DA C K DD I S CA C K DA C K DtD O W ND O W N可见，不论发生哪一种差错，每个节点最终都会认为链路处于 DOWN 状态。（2）有两种可能情况I N I TA C K DA C K II N I TA C K ID I S CA C K ID I S CA C K DA C K DU PU PtD O W ND O W NI N I TA C K DA C K II N I TA C K ID I S CA C K ID I S CA C K DA C K DU PU PtD O W ND O W N丢失102.19 答：（1）D I S C D I S C D I S C D I S C故障A C K D A C K D A C K I A C K DA C K II N T I故障 故障I N T I D 0I N T I D 0R N 1丢失（2）故障X故障X D 0故障X D 0Y Y R N 1丢失2.20 解：假定有 n 个节点交换机，在题中所给的条件下，传输一个分组（从源端到目的端）需要(n-1)T 秒，传输两个分组需要(n+1)T 秒，如此类推，传输 m 个分组需要(n-1+2(m-1)T 秒，速率为 m/(n-1+2(m-1)T .若 mn，可以认为分组交付给目的地的速率最快为 1/2T 分组/秒。2.21 答：(1) 采用收数据转发发确认的机制，假定 B 做完第二件事即转发后出现故障，则 A 由于没有收到 B 发回的确认，在定时器溢出后将重发上一分组，B 将这个分组作为新分组转发给 C，但 C 已在 B 出故障那次收到了该分组。因此，造成 C 接收重复分组。（2）采用收数据发确认转发的机制，假定 B 做完第二件事即发确认后出现故障，则B 不会向 C 转发该分组。而实际上 A 又收到了 B 发回的确认，所以 A 继续发送下一分组。由此造成 C 丢失 B 故障前的那个分组。只有采用