《数据通信与计算机网络》补充知识题参备考资料答案解析

__《数据通信与计算机网络》补充题题介第一章计算机网络的发展经历了几个阶段？各阶段有什么特点？简述可以从几种不同角度来对计算机网络分类。第二章1．在一个n层的网络系统中，每层协议分别要求加上Hi字节长的报头。若送往该网络的应用数据长度为A字节，问在物理媒体的带宽中有多少百分比是用来传输有效应用数据的？解：∵每层协议要求加上Hi字节的报头∴n层的网络系统中，增加的开销为

i1

Hi

∵ A字节∴传输有效应用数据的有效的带宽占 AAHii1第三章简述通信系统的模型。物理层协议包括哪四方面的内容？简述模拟数据及数字数据的模拟信号及数字信号表示方法。MODEMCODEC什么是数据通信？数据传输速率与信号传输速率的单位各是什么？它们之间有什么关系？数据传输速率与信道容量的单位各是什么？它们之间有什么不同？对于带宽为4KHz的信道，若用8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为30db，试问按奈奎斯特定理，最大限制的数据速率是多少？按香农定理最大限制的数据速率是多少解：按奈奎斯特定理 C=2H·log2N∵N=8，H=4KHZ ∴C=24kbps按香农定理，C=H·log2（1+S/N）30db，30db=logS/N30∴ S/N10101000 H=4KHZ∴C=H·log2（1+1000）=40kbps对于带宽为6MHz的信道，若用4该信道的最大数据传输速率是多少？解：按奈奎斯特定理：C=2·H·log2N∵N=4， H=6MHZ∴C=2·6MHZ·log24=24Mbps某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、π/2、π和四种相位，每种相位又都有两个不同的幅度值，问波特率为1200移键控和相移键控解：有

2

,32

4种相位，每个相位又有2个幅度∴N=4×2=8 B=1200baud∴S=B·log2N=3600bps信道带宽为3KHz，信噪比为30db解：按香农定理：信噪比为30db，H=3KHZS 3010101000∴ NC=H·log2（1+1000）=30kbps按奈奎斯特定理 C=2H·log2N∵N=2，H=3KHZ ∴C=6kbps所以该信道每秒能发送的比特数不会超过6kbit。采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，问在1200Baud的信号传输速率 下能达到的数据传输速率为多少？解：N=8×2=16种，B=1200Band∴S=B·log2N=4800bps采用每种相位各有两种幅度的PAM8KHz的无噪信道上传输数字信64Kbps解：按奈奎斯特定理=8KHZ，C=64kbpsC=2·H·log2N N=16∵每种相位各有两种幅度 ∴N/2=种相位答至少要8种不同相位简述异步传输方式与同步传输方式的区别。数据速率为1200bps1位停止位的异步传输，问1分钟内最多能传输多少个汉字（双字节）？解：异步传输汉字时，每个汉字占二个群；数据位为8位，采用无校验，1位停止位，1位起始位每分钟可传输的汉字数1200bps60s12所以1分钟内最多能传输汉字3600个。分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出1011001的波形图解：数据为 1011001全宽码

v 1 0 0 0111t111曼彻斯特码差分曼彻斯特码10Mbps解：采用曼彻斯编码时，在最坏情况下，一位二进制比特需要有二次跳变，所以10Mbps局域网的波特率为10Mbps*2= 20Mbaud简述异步传输方式的字符格式，并说明各部分的所用。信源以字节比特）为单位传输数据，若数据速率为B(bps计算有效数据传输速率：异步串行传输，不用校验位、使用148位控制位和4096位数据位。1）以字节为单位，8位数据，不用校验，1位起始位，1位停止位8 B0.8B811（2）同步传输：每帧包含48位控制位和4096位数据位4096 B0.988B409648率之比约为百分之几？解：在相同数据速率B下，传输大批量数据时异步传输的效率最多为 8B0.8B10同步传输的效率为接近于1×B两者的传输效率之比为

0.8B0.81B对于带宽为4KHz128的PCM方法编码，问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？解：语音信号带宽为4KHZ，所以采样频率为2×4KHZ=8KHZ

即每秒采样8000次每次间隔时间为125us，量化级为128，故每次采样要用七位二进制来表示所以数据速率为7bit×8KHZ=56kbps或 7bit/125us=56kbpsFDMTDMT1E1解：T1载波:每帧由24路声音，每路声音7位数据，1位控制，每帧1位标志编码效率为 7

168

0.87开销率为

8241 193250.12950.13193E1载波：每帧由30路声音，每路声音8位数据，每帧有8位同步，8位控制编码效率为

30

240

0.9375开销为

30888 25616 0.062525650Kbps信道上传输1.544Mbps的T1载波，问信解：在两种物理状态下传输50kbps，即C1=2·H·log2N∴H=25KHZ

∵N=2，C1=50kbps1.544的T1∴C2=H·log2（1+S/N）∴leg2（1+S/N）=61.76

C2=1.544MbpsS/N=261.76-1信噪比为10lg

S9N试比较电路交换、报文交换、虚电路分组交换及数据报分组交换方式的特点。对于交换网定义如下参数：N – 两个给定站点间转接的节点数L – 报文长(比特)；B – 链路上的数据传输速率P – 每个分组的长(比特)；H – 每个分组的开销(比特)；S – 电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时(秒)D – 每个转接点的转接延迟时(秒)。M – 两个节点之间的传播延迟时间(秒)。假设不需要确认，请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。1）电路交换，有电路的建立时间，报文传输延迟和传播延迟时间T

=SL(N1)MB

（M为两站点之间的传播延迟）（2）报文交换，无电路的建立时间，但采用存贮转发T

=(N(LM)NDB分组交换：分组个数 L 记为个分组（可能最后一个分组中数据量不P-H）PH最后一个分组长度为 （x

P-H）+H记为Y虚电路分组交换：有虚电路的建立时间，延迟时间可为T虚电路交换=虚电路的建立时间+第一个分组的到达时间+后续分组的到达时间S(N

M)ND

(x2)pyB B数据报分组交换：无虚电路的建立时间T数据报交换=第一个分组的到达时间+后续分组的到达时间(NP

M)ND

(x2)pyB B若两个端系统之间有三个转接点，要传送的报文为4800bits，所有链路上的数据速率为10Mbps，若采用虚电路分组交换技术，呼叫建立的时间为0．001秒，每个分组的最大长度为40bits秒。两个站点之间的传播时延为0．00001解：每个分组的最大长度为1200bits，每个分组要有40bits的开销,所以每个分组只能携带1160bits数据。分组个数为X=4800÷1160≈4.1个，为5个分组。最后一个分组长度为x· ）呼叫建立的时间为M=0．00001秒=0．01ms；N=3；B=10Mbps=10bit/μsT虚电路交=虚电路的建立时间+第一个分组的到达时间+后续分组的到达时间S(N1)(P

M)ND

(x2)pyB B=2.5ms若在相隔1000公里两地之间要传送3K位的数据。可以通过地面电缆以4.8kbps的数据速率传送或通过卫星信道以50kbps部数据为止用那种方式传送时间较短？解：地面电缆：T=传输延迟+传播延迟 3k 1000103m4.8kbps 200m/us=625ms+5ms=630ms卫星信道：卫星的单向传播延迟时间约为270msT=传输延+传播延迟 3k 270ms50kbps=60ms+270ms=330ms所以用卫星信道传送的时间较短。1MHZ的全双工中继线连到长途局，平均每台电话机在8小时的工作日中使用4次，每次通话平均持续6分钟，其中（即经过长途局的，若设每路话音带宽为，问每个终端局能够支持的电话机最多台数是多少？解：按频分多路

250 个子信道4KHZ按时分多路

8604610%

200 个用户可支持的电话机的最多台数为250×200=50000台假如你训练你的急救用狗，方法是传送一个装有三片软盘的盒子，每个盘片上存有250，000字节的信息，不管你在那里，狗都能以18公里小时的速度跑到你跟前，问在什么距离范围内，狗的数据传输率比电路交换的数据传输率300bps3250000300bps（公里）x/18公里/小时325000018103mx 公里300bps 3600s8010盒8mm的磁带，每盒3盘带，每盘带容量为7GB155Mb/s的ATM网络要高？解：设距离为Y公里1037GB y/公里/小时10371098 80103my

240公里155106 3600s某信道误码率为10-5，每帧长度为10000 bits,试问：若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits率是多少？解：Pe=10-5，每帧长度为（1）若为单个错：p e

104bitNeN

Ne=1 ∴N=105有多少个帧：105104

∴ 10%（2）若为突发错：Ne=100bitN∴N

e107P有多少帧

e1071000 个帧，但突发错误可能影响一个帧，也可能影响二个帧；104所以帧的平均错误率为 1 或 21000 1000第四章ARQFEC+X3+X2+1，求信息位1010101的CRC码。解：生成多项式g(x)=x4+x3+x2+111101(r=4)信息位1010101对立的二进制多项式为k(x)求 x4k(x)g(x)

的余式11101011010101000011101011010101000011101∴余式r(x)=x3+110000→10011110111011C(x)=x4·k(x)+r(x)1110111000→对应的CRC码为1110110101011001

10100111011001已知C6+C3+C2+C1=0C5+C2+C1+C0=0C6+C5+C1=0C5+C4+C0=0求该循环码的生成多项式G（X）和信息码110的余式r(x)？解：在（7，3）循环码中前k-1位为0的信息位是001，即有C6C5C4C3C2C1C00 0 1 X X X 代入校验方程组：C6+C3+C2+C1=0 C5+C2+C1+C0=0 C6+C5+C1=0 →C1=0；C5+C4+C0=0 →C0=1；生成多项式对应的二进制位串为0011101(r=4)；生成多项式为g(x)=x4+x3+x2+1信息位110对立的二进制多项式为k(x)求 x4k(x)g(x)

的余式∴余式r(x)=x3+1

11101

101110000011101101110000010100→1001 111011001C(x)=x4·k(x)+r(x) →对应码为 1101001设有一个码，其生成多项式,当传输信息为101时，求循环冗余码。解：生成多项式g(x)=x4+x3+x2+1对应的二进制位串为11101(r=4)信息位101对立的二进制多项式为k(x)求 x4k(x)g(x)

的余式∴余式r(x)=x+1→0011C(x)=x4·k(x)+r(x)→对应码为 1010011

11101

1111010000111011111010000100101110111110111010011设信息为7位，冗余位为410110011101001CRC解：生成多项式g(x)=x4+x3+1对应的二进制位串为11001(r=4)信息位1011001对立的二进制多项式为k(x)求 x4k(x)g(x)

的余式∴余式r(x)=x3+x→1010

11001

11010101011001000011001110101010110010000111101100111110C(x)=x4·k(x)+r(x)→对应的CRC码为10110011010

1100111100110011010100100111010010000100100111010010000∴余式r(x)=1→0001C(x)=x4·k(x)+r(x)→对应码为 11010010001

11001

11001110101100111000110010001试比较四种帧定界方法的特点。若发送窗口尺寸为3号帧并收到2可发帧的序号。解：发送窗口尺寸为4，即不必等待确认帧的到来，最多可连续发送4个帧。发送了3号帧，即前面一共发送了0，1，2，3号4个帧。0号，1234号，5号和6号帧。若窗口序号位数为3，发送窗口尺寸为2，采用Go-back-N法，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧0、发送帧1、接收帧0、接收确认帧02111121。––2，12个帧，而接收为顺序接收。––2，12个帧，而接收为顺序接收。初态 发0 发1 收0 接收确认0 发201230101230111265704312706706543120123122帧1接收错 帧1确认超时 重发1 接收帧1 重发2 接收确认12212112121同左21同左2若帧序号位数为3，窗口尺寸为2发生时的发送及接收窗口图：发送帧0、发送帧1、接收帧0、接收确认帧0、发送帧2、接收1。30~722个帧，而接收为不按顺序接收。初态 发0 发1 接收帧0 接收确认帧0 发2706543170654312001112接受窗口 同左 同左 同左 同左接收否定确认帧1 接收帧2 重发1 接收帧1 接收确认帧20310312发送窗口 同左 同左3123121212若BSC帧数据段中出现下列字符串：问字符填充后的输出是什么？解：BSC帧数据段中出现下列字符串：“A<DLE><STX>BC<DLE><DLE>DE<DLE><ETB>”字符填充后为：“A<DLE><DLE><STX>BC<DLE><DLE><DLE><DLE>DE<DLE><DLE><ETB>”1．C”问比特填充后的输出是什么？解：HDLC帧数据段中出现下列比特串：“010000011111110101111110”比特填充后为:“01000001111101101011111010”一个信道的数据速率为4Kbps,单向传播延迟时间为20ms，问帧在什么范围内，才能使停50%？解：∵题中未提确认帧，即确认帧很短，可以忽略，不占时间∴停等协议的信道利用率为LU B L

∵B=4kbps ；R=20msL2RB

L2RB∴ LL2RB

50%

∴L≥160bit答：帧长要大于等于160bit一个信道的数据速率为1Mbps，往返传播延迟时间为4ms，帧长度为1000比特，帧的顺序号用三位，并假设确认不采用捎带方式，并且不占时间，问若不考虑差错重发和帧头所造成的信道损失时，采用选择重发协议，信道可能达到的最大有效利用率是多少？解：确认方式：单独的确认帧，帧长（不采用捎带方式）单独的确认帧，帧长很短，可以忽略，不占时间；L′ 采用捎带方式，帧长为数据帧，故L

（不采用捎带方式）帧的顺序号为三位，故最大帧序号为Smax=23–1=7上发送方的发送窗口的最大尺寸为序号范围的一半，即23–1=4信道的最大利用率：U

4L ∵L=1000bit；2R=4ms；B=1MbpsL2RB∴ U

4103

480%1034103 5使用后退n协议在3000km长的1.544Mbps的T1干线上发送64字节的帧，若信号传6s/km,问帧的顺序号应有多少位？解：设帧的顺序号n位，则后n协议的发送窗口的最大尺寸为Smax=2n–1=m即可连续发送个帧，并设确认帧不占时=0)∴后退n协议的信道利用率U

mL U1L2DBV∴ mL L2DBV

∴ (mL2DBVD 3000103mm12 B/L2 1.544Mbps/(64=108.56V 103m/6us∴m=1092n-1=m

∴ n=leg2（m+1）=7答帧的顺序号应有7位二进制.在50Kbps的卫星信道上发送1Kbit长的帧，确认信号总是由数据帧捎带，帧头很短，使用三位顺序号，对于下面三种协议，最大可能达到的信道有效利用率是多少？停等协议 （2）后退n协议 （3）选择重发协议解：确认信号总是由数据帧捎带，故确认帧长等于数据帧长，L′ =L，帧头很短，故帧的开销可忽略不计。 使用三位帧顺序号，则Smax=1=7卫星信道的单向传播延迟时间约为270ms（1）停等协议，发送窗口为1，只能发送1个帧U

L 1

L′ /BLL2RB 2L2RB 29（2）后退n协议，发送窗口的最大尺寸为Smax=7U 7

7L

724.15%LL2RB 2L2RB 29（3）选择重发协议，发送窗口的最大尺寸为序号范围的一半,即为4U 4

4L

413.8%LL2RB 2L2RB 29用C规程传输一批汉字（双字节为1295101）解：BSC规程中帧的格式为SYSYSYST报文ETBC每个报文可以最多传输的汉字数：（129B–5B）/2=62个汉字共有多少个汉字：4×62+（101B-5B）/2=296个汉字用HDLC帧传输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？解：HDLC帧的格式为8 8 8 16 801111110 A C I FCS 01111110信息字段为 12×2=信息字段24字总的帧长24B+6B=30B数据传输速率0s、最大分组长度4位（未含分组头，传输长度为K字节1）总共传输的分组数2）总共传输的比特数3）解：最大分组长度4（未含分组头； 传输长度字节的报文（1）25610248个分组1024（2）每个分组要加上3个字节的分组头（24bit）总共传输的比特数：2048*（1024+24）=2146304bit（3）传输所用的总时间：20481048bit894.3秒2400bit/s若题目改为网络层的分组在数据链路层被组装成帧（HDLC）传输问（4）总共传输的帧数？（5）总共传输的比特数？（6）传输所用的总时间？（4）总共传输的帧数为2048个帧（5）总共传输的比特数2048*（1024+24+48）=2244608bit（6）20481096bit935.25秒2400bps第四章CSMA/CDCSMA/否则，当检测到冲突后，站点已经将分组传送结束，无法进行冲突检测；另外，传送长的分组，可以相对地减少冲突。1P-坚持算法的特点。长10Mbps的802.3256（包括32位开销。一个成功发送后的第一位时间片留给接收方以捕获信道来发送一个32位的确认帧。假设不考虑冲突、问不包括开销的有效数据速率为多少？解：基带传输时，时间片的长度等于往返传播延迟时间（，否则不能确保信道是否空闲2a2D

2

1km

10usV 200m/us发送一个数据分组的时间为L/B=256bit/bps=发送一个确认分组的时间为L/B=32bit/ 10×106bps=00，发送确认分组的时间。总时间T=10us+25．6us+10us+3．2us=48．8us在一次成功的发送中，共发送的有效数据为 L=256-32=位所以有效数据速率为 L

224bit

4.59MbpsT 48.8us长10Mbps的基带总线LAN，信号传播速度为200m/s，计算一个1000比特的帧从发送开始到接收结束的最大时间是多少？若两相距最远的站点在同一时刻发送数据，则经过多长时间两站发现冲突。解：帧从发送开始到接收结束的最大时间是多少T=T传输+T传播=

LD

1000bit

1kmB V 10Mbps 200m/us=100us+5us=105us在 1D2 V

D5usV5．100个站点的时槽环，任意两站间的平均距离为10m，数据传输速率为10Mbps，信号传播速度为0ms1位延迟，试计算1）位？（2）37位长的时槽？1）

dB

10m

10Mbps0.5bit

v 200m/us10010m10Mbps100150bit200m/us（3）此环上最多允许有几个37位长的时槽150÷374．05 个时槽10Mbps501，令牌长8位，数据帧长度位6位（包括2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？解：（1）在轻负荷时，只有一个站点要发送数据最坏情况下发送一帧的时间=空令牌绕环一周的时间+一个数据帧绕环一周的时间T(L

Dn1)(L

Dn1)B V B B V B( 8

50 )

256

50 )10bit/us 200m/us 10bit/us 10bit/us 200m/us 10bit/us46.4us数据位数 256-32=位所以有效数据速率为224bit/T=224bit/46．4us=4．83Mbps在重负荷时，每个站点都要发送数据，n个站点发n个数据帧；所使用的总时间=空令牌绕环一周的时间+n个数据帧各绕环一周的时间T(L

Dn1)n(L

Dn1)B V B B V B=10．8us+n·35．6us=1790．8us总的数据位数

·

256-32）=224·n位=11200bit所以有效数据速率为 n·224/T=6.25Mbps长16Mbps100200m/s。）位的延迟相当于多少米长度的电缆？）该环的有效位长度为多少位？1位的延迟相当于多少米长的电缆1V 1 200m/us12.5mB 16bit/us（2）有等效位长度（两种方法）ⅰ） 10km B100900bit200m/usⅱ）等效的媒体长度10km

1V10011.250kmB等效的位长度11.250kmB900bit200m/us长4Mbps50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/s，设数据帧最大长度为100字节。问该环上检查令牌丢失的超时计数器的值至少要设置为多少微秒？解：T

LDn1

1008

501B V B 4bit/us 200m/us 4bit/us一个10Mbps的令牌环，其令牌保持计数器的设置值为10s，在此环上可发送的最长帧为多少位？解： TL

Dni

题中没有给出环的长度，故 D 省略B V B

V题中没有给出站点的延迟时间（n·i）/B省略B∴ TL ∴ L≤T·B=10us×10Mbps=100bitB10．10Mbps100个站点的令牌总线网，令牌长度为12字节，当只有一个站点要求发送报文时，问该站发送报文的最大等待时间为多少？（忽略信号传播时延）解：T为空令牌绕环一周所需的时间。但是在总线网络令牌是广播到总线的Tn(L

D

此题中传播时延忽略，站点处理时延略B V

12

)960us10bit/us考虑把一个1吞吐量各是多少？64Kbps（媒体上的传播时延不计。带有两个站的总线拓扑结构局域网。两个站之间的距离为D，数据传送速率为每秒位，分组长度为P，其中有80位的开销。在发送下一个分组之前对