计算机网络释疑与习题解答第5版.pdf

第一章第一章 概述概述 【1 1- -1717】收发两端之间的传输距离为】收发两端之间的传输距离为 1000 km,1000 km,信号在媒体上的传播速信号在媒体上的传播速 率为率为 2xl02xl0 8 8m/s m/s。 试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：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 10 7bit,数据发送速率为 100kb/s。 (2)数据长度为 10 3 bit,数据发送速率为 1 Gb/s。 从以上计算结果可得出什么结论？ 题解题解：两种情况分别计算如下： (1)发送时延为 10 7bit/(100kb/s)= 100 s, 传播时延为 10 6 m / (2 x 108 m/s) = 5 ms。 发送时延远大于传播时延。 (2)发送时延为 10 3 bit / (1 Gb/s) = 1 烬， 传播时延为 5 ms。 犮送时延远小于传播时延。 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，则传播时延乂可能是总时延中的主要成分。 【1 1- -1818】 假设信号在媒体上的传播速率为】 假设信号在媒体上的传播速率为 2.3xl02.3xl0 8 8m/s m/s。 媒体长度。 媒体长度/ /分别分别 为：为： (1)10cm (网络接口卡） (2)100 m (局域网） (3)100 km (城域网） ， (4)5000 km (广域网） 试计算当数据率为 1 Mb/s 和 10Gb/s 时，在以上媒体中正在传播 的比特数。 题解：计算步骤如下：题解：计算步骤如下： (1)先计算 10cm (即 0.1m)的媒体上信号的传播时延： 0.1 ml(2.3x 10 8)m/s = 4.3478x 10-10s 4.35x 10-10s 计箅 10 cm 线路上正在传播的比特数： 1 Mb/s 数据率时为：1 Mb/s x 4.35 x 10 -10s = 4.35 x 10-4 bit 读者应正确理解在线路上只有 0.000435 个比特到底是什么意思。 10Gb/s 数据率时为：10 Gb/s x 4.35 xlO -10s = 4.35 bit 把以上计算结果填入下面的表 T-1-18 中。 对于后面的几种情况，计算方法都是一样的。计算结果见表中所示。 【1 1- -1919】 长度为长度为 100100 字节的应用层数据交给运输层传送， 需加上字节的应用层数据交给运输层传送， 需加上 2020 字字 节的节的 TCPTCP 首部。首部。 再交给网络层传送，需加上再交给网络层传送，需加上 2020 字节的字节的 IPIP 首部。最后首部。最后 交给数据链路层的以太网交给数据链路层的以太网 传送，加上首部和尾部共传送，加上首部和尾部共 1818 字节。试求数字节。试求数 据的传输效率。据的传输效率。 若应用层数据长度为若应用层数据长度为 10001000 字节， 数据的传输效率是多字节， 数据的传输效率是多 少？少？ 题解题解：数据长度为 100 B (B 表示字节）时，以太网的帧长： 100B+20B+20B+18B=158B 数据传输效率=100 B / (158 B) = 63.29% =63.3% 数据长度为 1000B 时，以太网的帧长：1000B+20B+20B+18B= 1058B 传输效率=1000 B / (1058 B) = 94.52% = 94.5%。传输效率明显提高 了。 第二章第二章 物理层物理层 【2-09】用香农公式计算一下，假定信道带宽为用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz 3100Hz ，最大信息传输速率，最大信息传输速率 为为 35kb / s , 35kb / s , 那么若想使最大信息传输速率增加那么若想使最大信息传输速率增加 60 % 60 % ，问信噪比夕万应增，问信噪比夕万应增 大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S / N S / N 再增大到再增大到 10 10 倍，倍， 问最大信息速率能否再增加问最大信息速率能否再增加 2020% ?% ? 题解题解：将以上数据代入香农公式，得出： 35000 = 3100log2(1S/N) Log2(l+S/N)35000/3100=350/31=lg(l+S/N)/lg2, 请注意：以 10 为底的对 数通常就记为 lg。lg(l+S/N) lg2 x 350/31。 信噪比应增大到约 100 倍。设在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，而最 大信息传输速率可以再增大到 y 倍，则利用香农公式，得出 35000 1.6 y = 31001og2( l + 2505 109.396 10 ) y = 31001og2(l+2505 109.396 10)/35000 1.6 = (31001g2740370.8/lg2)/35000 1.6 = 1.184 即最大信息速率只能再增加 18 . 4 左右。 【2-11】 假定有一种双绞线的衰减是假定有一种双绞线的衰减是 0.7db/0.7db/km(km(在在 1kHz1kHz 时时),),若容许有若容许有 20dB20dB 的衰的衰 减减, , 试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长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如果要使这种双绞线的工 作距离增大到作距离增大到 100100 公里公里, ,问应当使衰减降低到多少问应当使衰减降低到多少? ? 题解题解:这种双绞线的链路的工作距离是:20/0.7=28.6km 若工作距离增大到 100km, 则衰减应降低到 20/100=0.2db/km。 【2 2- -1616】共有四个站进行码分多址】共有四个站进行码分多址 CDMACDMA 通信。四个站的码片序列为通信。四个站的码片序列为: : A:(A:(- -1 1- -1 1- -1+1+11+1+1- -1+1+1)1+1+1) B:(B:(- -1 1- -1+11+1- -1+1+1+11+1+1+1- -1)1) C:(C:(- -1+11+1- -1+1+1+11+1+1+1- -1 1- -1)1) D:(D:(- -1+11+1- -1 1- -1 1- -1 1- -1+11+1- -1)1) 现收到这样的码片序列现收到这样的码片序列:(:(- -1+11+1- -3+13+1- -1 1- -3+1+1)3+1+1)。问哪个站发送数据了。问哪个站发送数据了? ?发送数据发送数据 的站发送的的站发送的 1 1 还是还是 0?0? 题解: A站 的 内 积 :(-1+1-3+1-1-3+1+1) (-1-1-1+1+1-1+1+1)/8=(+1-1+3+1- 1+3+1+1)/8=1 B 站的内积:(-1+1-3+1-1-3+1+1)(-1-1+1-1+1+1+1-1)/8=(+1-1-3-1-1-3+1- 1)/8=-1 C 站的内积:(-1+1-3+1-1-3+1+1)(-1+1-1+1+1+1-1-1)/8=(+1+1+3+1-1-3-1- 1)/8=0 D 站的内积:(-1+1-3+1-1-3+1+1)(-1+1-1-1-1-1+1-1)/8=(+1+1+3-1+1+3+1- 1)/8=1 因此,A 和 D 发送 1,B 发送 0,而 C 未发送数据。 第三第三章章 数据链路层数据链路层 【3-7】要发送的数据为 1101011011采用 cRc 的生成多项式是P(X)X 4十 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 l 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？ 采用 CRC 检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？ 题解题解：采用 cRc 的生成多项式是P(X)X 4十 X十 1，用二进制表示就是P 10011。现在除数是 5 位，因此在数据后面要添加 4 个 O 就得出被除数（图 T-3 一 07 一 a）。 除法运算得出的余数 R 就是应当添加在数据后面的检验序列：1110. 现在数据在传输过程中最后一个 l 变成了 0，即 1101011010。数据 1101011010 的后面。1110。然后把检验序列 1110 接在下一步就是进行 CRC 检 验（图 T-3 一 7 一 b): 从图 T-3 一 07 一 2 可看出，余数 R 不为零，因此判定所接收的数据有差 错。可见这里的 CRC 检验可以发现这个差错。 若数据在传输过程中最后两个 l 都变成了 O，即 1101011000。把检验序列 1110 接在数据 1101011000 的后面，下一步就是进行 CRC 检验（图 T-3 一 07 一 c): 现在余数 R 不为零，因此判定所接收的数据有差错。可见这里的 CRC 检 验可以发现这个差错。 采用 CRC 检验后，数据链路层的传输并非变成了可靠的传输。当接收方进 行 CRC 检验时，如果发现有差错，就简单地丢弃这个帧。数据链路层并不能保