计算机网络综合应用题
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1-10 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)。从源站到目的站共经过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：对于电路交换，t=s时电路建立起来；t=s+x/b时报文的最后1位发送完毕；t=s+x/b+kd时报文到达目的地。而对于分组交换，最后1位在t=x/b时发送完毕。为到达最终目的地，最后1个分组必须被中间的路由器重发k-1次，每次重发花时间p/b（一个分组的所有比特都接收齐了，才能开始重发，因此最后1位在每个中间结点的停滞时间为最后一个分组的发送时间），所以总的延迟为
xb?(k?1)pb?kd
为使分组交换比电路交换快，令
xb?(k?1)pb?kd?s?xb?kd?s?(k?1)pb
所以，当s?(k?1)pb时分组交换网的延迟更短。
1-11 在上题的分组交换网中，设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
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不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？
答：所需要的分组总数是x/p，因此总的数据加上头信息交通量为(p+h) x/p位。
源端发送这些位需要时间为
(p+h) x/(pb)
中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为
(k—1)(p+h)/b
因此我们得到总的延迟为
(p?h)xpb?(p?h)(k?1)1b
对该函数求p的导数，得到
p?(p?h)xp2b?k?1b
令上式等于零，得
hxp2?k?1?p?hxk?1，p>0
所以，当p?P66
hxk?1时能使总的延迟最小。
2-12 有600MB（兆字节）的数据，需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁盘上，然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路（设信息传送的速率是2.4Kb/s）传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为33.6Kb/s，
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其结果又如何？
答：假定连续传送且不出错。若用2.4Kb/s速率，传600MB（=600×1048576×8=5033164800 bit）需要24.3天。若用33.6Kb/s速率传送，则需时间1.73天。比托人乘火车捎去要慢，且更贵。
2-13 56Kb/s的调制解调器是否突破了香农的信道极限传输速率？这种调制解调器的使用条件是什么？
答：56Kb/s的调制解调器主要用于用户与ISP的通信，这时从用户到ISP之间只需经过一次A/D转换，比两个用户之间使用的33.6Kb/s调制解调器的量化噪声要小，所以信噪比进一步提高。虽然33.6Kb/s调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率，但是56Kb/s的调制解调器的使用条件不同，它提高了信噪比，它没有突破香农极限传输速率的公式。
56Kb/s的调制解调器的使用条件是ISP也使用这种调制解调器（这里是为了进行数字信号不同编码之间的转换，而不是数模转换），并且在ISP与电话交换机之间是数字信道。若ISP使用的只是33.6Kb/s调制解调器，则用户端的56Kb/s的调制解调器会自动降低到与33.6Kb/s调制解调器相同的速率进行通信。
2-17、共有4个站进行CDMA通信，其芯片序列分别为： 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）， 现收到码序列为：（－1+1－3+1－1－3+1+1），问哪个站发送了数据？发送的代码是什么？
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答：A·M/8=1；（2分） B·M/8=－1; （2分） C·M/8=0; （2分） D·M/8=1（2分）
故A，D发1,B发0,C未发。（2分） P91
3-06 信道速率为4Kb/s。采用停止等待协议。传播时延tp=20ms。确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%？
答：由于忽略误比特率、确认帧长度和处理时间，所以停止等待协议中数据帧的应答帧的发送时间关系，如题图3-06所示。
tTtI2tpDATAACKDATAtp 题图3－06 停止等待协议中数据帧和应答帧的发送时间关系
假设帧长为L，信道速率（即数据传输速率）为S，则
tI?L/S?L/4
信道利用率E?tI/tT?tI/(tI?2tp)
根据题意要求E?50%，所以有tI/(tI?2tp)?0.5，即
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L/4/(L/4?2?20)?0.5，所以，L?160bit，即帧长大于或等
于160bit才能使信道利用率至少达到50%。 3-15
T=τ+tf+ tp+ tack ≈2τ+tf
U= tf / T = tf /(2τ+tf)=1/(1+2a)， (a=τ/ tf) 无差错
1，w≥2a+1 U=
w/(1+2a)， w<2a+1 3-22
参考P438参考答案。 P135
4-04 数据率为10Mb/s的以太网的码元传输速率是多少？ 答：码元传输速率即为波特率。以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。
4-05 以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了冲突。于是按二进制指数类型退避算法进行重传。重传次数记为i，i=1,2,3,…。试计算第1次重传失败的概率、第2次重传失败的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I。
参考P105、 P104图4-11
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