計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課后作業(yè)以及答案(中英文對(duì)照)

1、Chapterl 1- 11.Whataretworeas on sforusi nglaReredprotocols? （請(qǐng)說出使用分層協(xié)議的兩個(gè)理由） 答：通過協(xié)議分層可以把設(shè)計(jì)問題劃分成較小的易于處理的片段。分層意味著 某一層的協(xié)議的改變不會(huì)影響高層或低層的協(xié)議。 1- 13.Whatisthepri ncipaldiffere ncebetwee nconn ectio nlesscommu ni cati onan dconnection-orie ntedcom muni cati on? （在無連接通信和面向連接的通信兩者之間，最主要的區(qū)別是什么？） 答：主要的區(qū)別有兩條。 其一

2、：面向連接通信分為三個(gè)階段，第一是建立連接，在此階段，發(fā)出一個(gè)建 立連接的請(qǐng)求。只有在連接成功建立之后，才能開始數(shù)據(jù)傳輸，這是第二階段。 接著，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢，必須釋放連接。而無連接通信沒有這么多階段，它直 接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 其二：面向連接的通信具有數(shù)據(jù)的保序性，而無連接的通信不能保證接收數(shù)據(jù) 的順序與發(fā)送數(shù)據(jù)的順序一致。 1- 20.AsRstemhasa nn-laRerprotocolhierarchR.Applicati on sge neratemessage sofle ngthMbRtes.AteachofthelaRers,a nh-bRteheaderisadded.What

3、fractio no fthen etworkba ndwidthisfilledwithheaders? （一個(gè)系統(tǒng)有n層協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)。應(yīng)用程序產(chǎn)生的消息的長度為 M字節(jié)。 在每一層上需要加上一個(gè)h字節(jié)的頭。請(qǐng)問，這些頭需要占用多少比例的網(wǎng)絡(luò)帶 寬） 答：hn/（hn+m）R100% 1- 28.A nimageis1024R768piRelswith3bRtes/piRel.Assumetheimageisu ncompre ssed.Howlo ngdoesittaketotra nsmititovera56-kbpsmodemcha nn el?Overa1-Mbp scablemo

4、dem?0vera10-MbpsEthernet?0ver100-MbpsEthernet? （一幅圖像的分辨率為1024R768像素，每個(gè)像素用3字節(jié)來表示。假設(shè)該圖 像沒有被壓縮。請(qǐng)問，通過56kbps的調(diào)制解調(diào)器信道來傳輸這幅圖像需要多長 時(shí)間？通過 1Mbps的電纜調(diào)制解調(diào)器呢？通過10Mbps的以太網(wǎng)呢？通過 100Mbps的以太網(wǎng)呢？） 答： Theimageis1024R768R3bRtesor2359296bRtes.Thisis18874368bit.At56,000bi ts/sec,ittakesabout337.042sec.At1,000,000bits/sec,it

5、takesabout18.874 sec.At10,000,000bits/sec,ittakesabout1.887sec.At100,000,000bits/sec, ittakesabout0.189sec. Chapter2 2- 2.A noiseless4-kHzcha nn elissampledeverR1msec.WhatisthemaRimumdatarat e? （一條無噪聲4kHz信道按照每1ms一次進(jìn)行采樣，請(qǐng)問最大數(shù)據(jù)傳輸率是多 少？） 答：無噪聲信道最大數(shù)據(jù)傳輸率公式：最大數(shù)據(jù)傳輸率=2Hlog2Vb/s。因此最大 數(shù)據(jù)傳輸率決定于每次采樣所產(chǎn)生的比特?cái)?shù)，如果每次

6、采樣產(chǎn)生16bits，那么 數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)128kbps；如果每次采樣產(chǎn)生1024bits，那么可達(dá)8.2Mbps。注 意這是對(duì)無噪聲信道而言的，實(shí)際信道總是有噪聲的，其最大數(shù)據(jù)傳輸率由香 農(nóng)定律給出。 2- 4.1 fabi narRsig nalisse ntovera3-kHzcha nn elwhosesig nal-to-noiseratiois 20dB,whatisthemaRimumachievabledatarate? (如果在一條3kHz的信道上發(fā)送一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)，該信道的信噪比為20dB, 則最大可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率為多少？) 答：信噪比為20dB即S/N=100由于Iog

7、2101 6.658，由香農(nóng)定理，該信道的信 道容量為 3log 2(1+100)=19.98kbps。 又根據(jù)乃奎斯特定理，發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)的3kHz信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 2R3Rlog22=6kbps。 所以可以取得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 6kbps。 2- 5.Whatsig nal-to-no iseratiois neededtoputaT1carrier on a50-kHzli ne? (在50kHz的線路上使用1T線路需要多大的信噪比？) 答：為發(fā)送T1信號(hào)，我們需要 $ 日 10劉(1 + ) = 1.544x107/ N H = 50000 N 101og10(231 -

8、1) = 93 dB 所以，在50kHz線路上使用T1載波需要93dB的信噪比。 2- 34.Asig nalistra nsmitteddigitallRovera4-kHz no iselesscha nn elwitho nesa mpleeverR125 卩 sec.HowmanRbitspersecondareactuallRsentforeachoftheseen cod in gmethods? (a) CCITT2.048Mbpssta ndard. (b) DPCMwitha4-bitrelativesig nalvalue. (c) Deltamodulatio n. (一

9、個(gè)信號(hào)在4kHz的無噪聲信道上以數(shù)字方式進(jìn)行傳輸，沒125us采樣一次。 請(qǐng)問，按照以下的編碼方法，每秒鐘實(shí)際發(fā)送多少位？ (a) CCITT2.048Mbps標(biāo)準(zhǔn)。 (b) 有4位相對(duì)信號(hào)值的DPCM (c) 增量調(diào)制。 ) 答：a. CCITT2.048Mbps標(biāo)準(zhǔn)用32個(gè)8位數(shù)據(jù)樣本組成一個(gè) 125的基本幀，30 個(gè)信道用于傳信息，2個(gè)信道用于傳控制信號(hào)。在每一個(gè)4kHz信道上發(fā)送的數(shù) 據(jù)率就是 8R8000=64kbps b. 差分脈碼調(diào)制(DPCM是一種壓縮傳輸信息量的方法，它發(fā)送的不是每 一次抽樣的二進(jìn)制編碼值，而是兩次抽樣的差值的二進(jìn)制編碼?，F(xiàn)在相對(duì)差值 是4位，所以對(duì)應(yīng)每個(gè)4k

10、Hz信道實(shí)際發(fā)送的比特速率為 4R8000=32bps c. 增量調(diào)制的基本思想是：當(dāng)抽樣時(shí)間間隔st很短時(shí)，模擬數(shù)據(jù)在兩次抽 樣之間的變化很小，可以選擇一個(gè)合適的量化值作為階距。把兩次抽樣的差別 近似為不是增加一個(gè)就是減少一個(gè)。這樣只需用1bit二進(jìn)制信息就可以表示一 次抽樣結(jié)果，而不會(huì)引入很大誤差。因此，此時(shí)對(duì)應(yīng)每個(gè)4kHz信道實(shí)際發(fā)送的 數(shù)據(jù)速率為1R8000=8kHz 2-43.Supposethat RDitsofuserdataaretobetransmittedoverak-hoppathinapac ket-switched networkasaseriesofpackets,

11、eachco ntai ning pdatabitsand hheaderbits,withRp+h.Thebitrateofthelinesisbbpsandthepr opagati on delaRis negligible.Whatvalueofpmini mizesthetotaldelaR? (假定R位用戶數(shù)據(jù)將以一系列分組形式，在一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)中沿著一條 共有k跳的路徑向前傳播，每個(gè)分組包含p位數(shù)據(jù)和h位的頭，這里Rp+h 線路的傳輸率為bbps，傳播延遲忽略不計(jì)。請(qǐng)問，什么樣的p值使總延遲最??？) 答：所需要的分組總數(shù)是R/p，因此總的數(shù)據(jù)加上頭信息交通量為(p+h)RR/p

12、位。 源端發(fā)送這些位需要時(shí)間為(p+h)RR/pb 中間的路由器重傳最后一個(gè)分組所花的總時(shí)間為(k-1)R(p+h)/b 因此我們得到的總的延遲為 pbb 對(duì)該函數(shù)求p的導(dǎo)數(shù)，得到 /b+ 令 p-(p + h)x A-l _ p1 b+ b 得到 居L I 因?yàn)閜0,所以 故 時(shí)能使總的延遲最小 2-53.ACDMAreceivergetsthefollowi ngchips:(-1+1-3+1-1-3+1+1).Assumi ngth echipseque ncesdefi nedinF ig.2-45(b),whichstati on stra nsmitted,a ndwhichb i

13、tsdideacho nese nd? (一個(gè)CDMA接收器得到了下面的時(shí)間片：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。假設(shè)時(shí)間片 序列如圖2.45 (b)中所定義，請(qǐng)問哪些移動(dòng)站傳輸了數(shù)據(jù)？每個(gè)站發(fā)送了什么 位?) 答: Justcomputethefournormalizedinnerproducts: (1+13+113+1+1) (1+13+113+1+1) (1+13+113+1+1) d (111+1+11+1+1 /8=1 d (11+11+1+1+11 /8=1 d (1+11+1+1+111 /8=0 (1+13+113+1+1) d (1+11111+11) /8=1 The

14、resultisthatAa ndDse nt1bits,Bse nta0bit,a ndCwassile nt. Chapter3 3- 3.Thefollowi ngdatafragme ntoccursi nthemiddleofadatastreamforwhichthe bRte-stuffi ngalgorithmdescribedi ntheteRtisused:ABESCCESCFLAGFLAGD.Wha tistheoutputafterstuffi ng? （數(shù)據(jù)片斷（ABESCCESCFLAGFL）出現(xiàn)在一個(gè)數(shù)據(jù)流的中間，而成幀方式 采用的是本章介紹的字節(jié)填充算法，請(qǐng)問經(jīng)

15、過填充之后的輸出時(shí)什么？） 答：Afterstuffing,wegetABESCESCCESCESCESCFLAGESCFLAGD. 3- 15.Abitstream10011101istra nsmittedusi ngthesta ndardCRCmethoddescribe di ntheteRt.Thege neratorpoIR no mialisR3+1.Showtheactualbitstri ngtra nsmi tted.Supposethethirdbitfromtheleftisi nv ertedduri ngtra nsmissio n.Showth atthiser

16、rorisdetectedatthereceiverse nd. （利用本章中介紹的標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式 CRC方法來傳輸位流1001101。生成器多項(xiàng)式 為R3+1。請(qǐng)給出實(shí)際被傳輸?shù)奈淮＜僭O(shè)在傳輸過程中左邊第三位變反了。請(qǐng) 證明，這個(gè)錯(cuò)誤可以在接收端被檢測(cè)出來。） 答： Theframeis10011101.Thege neratoris1001.Themessageafterappe ndi ngthreez erosis10011101000.Theremai ndero ndividi ng10011101000bR1001is100.So,th eactualbitstri ng Tran

17、 smittedis10011101100.Thereceivedbitstreamwitha nerrori nthethirdbi tfromtheleftis10111101100.Dividi ngthisbR1001producesarema in der100,wh ichisdiffere ntfromzero.Thus,thereceiverdetectstheerrora ndcan askforar etra nsmissi on. 3- 18.A3000-km-lo ngT1tru nkisusedtotra nsmit64-bRteframesusi ngprotoco

18、l5. Ifthepropagationspeedis6 卩 sec/km,howmanRbitsshouldthesequencenumbersb e? （一條3000公里長的T1骨干線路被用來傳輸64字節(jié)的幀，兩端使用了協(xié)議 5。如果傳輸速度為6us/公里，則序列號(hào)應(yīng)該有多少位？） 答：為了有效運(yùn)行，序列空間（實(shí)際上就是發(fā)送窗口大?。┍仨氉銐虻拇?，以 允許發(fā)送方在收到第一個(gè)確認(rèn)應(yīng)答之前可以不斷發(fā)送。信號(hào)在線路上的傳播時(shí) 間為6X 3000=18000us，即18ms在T1速率，發(fā)送64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀需花的時(shí)間： 64X 8-（1.536 X 106）=0.33us。所以，發(fā)送的第一幀從開始發(fā)

19、送起，18.33ms后 完全到達(dá)接收方。確認(rèn)應(yīng)答又花了很少的發(fā)送時(shí)間（忽略不計(jì)）和回程的18ms 這樣，加在一起的時(shí)間是36.33ms。發(fā)送方應(yīng)該有足夠大的窗口，從而能夠連續(xù) 發(fā)送36.33ms。36.33/0.33=110也就是說，為充滿線路管道，需要至少110幀， 因此序列號(hào)為7位。 3- 22 .In protocol6,whe nadataframearrives,acheckismadetoseeiftheseque nee nu mberdiffersfromthe on eeRpecteda ndno_n akistrue .I fbothc on diti on shold,a

20、 NAKisse nt.Otherwise,theauRiliarRtimerisstarted.Supposethattheelseclau sewereomitted.Wouldthischa ngeaffecttheprotocolscorrect ness? （在協(xié)議6中，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀到達(dá)的時(shí)候，需要執(zhí)行一個(gè)檢查，看它的序列 號(hào)是否與期望的序列號(hào)不同，并且no_nak為真。如果這兩個(gè)條件都成立，則發(fā) 送一個(gè)NAK否則的話，啟用輔助定時(shí)器。假定else子句被省略掉。這種改變 會(huì)影響協(xié)議的正確性嗎？） 答：可能導(dǎo)致死鎖。假定有一組幀正確到達(dá)，并被接收。然后，接收方會(huì)向前 移動(dòng)窗口。 現(xiàn)在假

21、定所有的確認(rèn)幀都丟失了，發(fā)送方最終會(huì)產(chǎn)生超時(shí)事件，并且再次發(fā) 送第一幀，接收方將發(fā)送一個(gè) NAK然后NONAI被置成偽。假定NAK也丟失了。 那么從這個(gè)時(shí)候開始，發(fā)送方會(huì)不斷發(fā)送已經(jīng)被接收方接受了的幀。接收方只 是忽略這些幀，但由于NONA為偽，所以不會(huì)再發(fā)送 NAK從而產(chǎn)生死鎖。如果 設(shè)置輔助計(jì)數(shù)器（實(shí)現(xiàn)“ else ”子句），超時(shí)后重發(fā)NAK終究會(huì)使雙方重新獲 得同步。 3-31.C on sidera nerror-free64-kbpssatellitecha nn elusedtose nd512-bRtedat aframes inon edirecti on, withverRshortack no wledgeme ntsco min gbacktheother waR.WhatisthemaRimumthroughputforwi ndowsizesof1,7,15,a nd127?Theearth- satellitepropagatio ntimeis270msec. （考慮在一個(gè)無錯(cuò)誤的64kbps衛(wèi)星信道上單向發(fā)送512字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，有 一些非常短的確認(rèn)