计算机网络-谢希仁-7版-1-6章计算题及简答题
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1-29，有一个点对点链路，长度为 50 km。若数据在此链路上的传 播速度为 2 × 10^8 m/s，试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和 发送 100 字节的分组的发送时延一样大？如果发送的是 512 字节长的 分组，结果又应如何？
解： 传播时延 Tp = 50 × 10^3 m / (2 × 10^8) m/s = 2.5 × 10^(-4) s 100 字节时带宽 = 100 字节 / 2.5 × 10^(-4) s = 字节/s = 3.2 Mbit/s 512 字节时带宽 = 512 字节 / 2.5 × 10^(-4) s = 2.048 字节/s = 16.384 Mbit/s
第一章（P39）概述
1-15，假定网络的利用率达到了 90%。试估算一下现在的网络时 延是它的最小值的多少倍？
解： 可以理解 D0 默认为 100 设网络利用率为 U，网络时延为 D，网络时延最小值为 D=D0/(190%)=D0/0.1=10D0 利用率：D=D0/(1-U) D:当前网络延迟 D0：空闲时延迟 U： 网络利用率 1-17，收发两端之间的传输距离为 1000 km，信号在媒体上的传 播速率为 2 × 10^8 m/s。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 10^7 bit，数据发送速率为 100 kbit/s。 2） 数据长度为 10^3 bit，数据发送速率为 1 Gbit/s。 从以上计算结果可得出什么结论？ 解： 发送时延 Ts = 数据帧长度（bit）/ 发送速率（bit/s） 传播时延 Tp = 信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速度（m/s） 1） Ts = 10^7 bit / 100 kbit/s = 100 s，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s = 0.005 s 2） Ts = 10^3 bit / 1 Gbit/s = 1 μs，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s =
能再增加 18.5%左右。
2-11，假定有一种双绞线的衰减是 0.7 dB/km（在 1 kHz 时），若 容许有 20dB 的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？wk.baidu.com如果要使这种双绞线的工作距离增大到 100 公里，问应当使衰减降低 到多少？
1-30 有一个点对点链路，长度为 20000km。数据的发送速率是 1kbit/s，要发送的数据有 100bit。数据在此链路上的传播速度为 2× 108m/s。假定我们可以看见在线路上传输的比特，试画出我们看到的 线路上的比特（画两个图，一个在 100bit 刚刚发送完时，另一个是再经 过 0.05s 后）。
/N 再增大到 10 倍, 问最大信息速率能否再增加 20%？ 解： C = W × log2(1 + S/N) b/s S/N1=2 ^ (C1/W) – 1 = 2 ^ (35000/3100) -1 S/N2=2 ^ (C2/W) – 1 = 2 ^ (1.6 × C1/W) – 1 = 2 ^ (1.6 × 35000/3100)
-1 (S/N2) / (S/N1) = 100 再带入信噪比公式：dB=10 log10(S/N)得信噪比应增大到约 100 倍 C3=W × log2(1 + S/N3) = W × log2(1 + 10 × S/N2) C3/C2 = 18.5% 如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，最大信息速率只
第二章（P67）物理层
2-07，假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000 码元/ 秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为 16 个不同等级来传送， 那么可以获得多高的数据率(bit/s) ?P46
解： 香农公式 W：信道的带宽；S：信道内所传信号的平均功率；N：信道内部的高 斯噪声功率。 信道的极限信息传输速率 C = W × log2 (1 + S/N) (bit/s)
0.005 s 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，则传播时延就可能是总 时延中的主要成分
1-19 （1）长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上 20 字 节的 TCP 首部。再交给网络层传送，需加上 20 字节的 IP 首部。最后 交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共 18 字节。试求数 据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送 的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。 （2）若应用层数据长度为 1000 字节，数据的传输效率是多少？ 解：. 本层的传输效率=上层传送下来的数据/本层向下层传送的数据 1）100 / (100+20+20+18) = 63.3% 2）1000 / (1000+20+20+18) = 94.5%
C = 20000 × log2 (16) = 80000 bit/s 2-08 假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据（无差 错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表 示？这个结果说明什么问题？） 答： 将 W=3kHz 带宽，C=64kb/s 传输速率带入 香农公式：C=Wlog2（1+S/N）(b/s) S/N=2C/W-1 带入信噪比公式：dB=10 log10(S/N)dB=10log10(2C/W-1) 得出约等于 64.2db。 2-09，用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz，最大信道 传输速率为 35 kbit/s，那么若想使最大信道传输速率增加 60%，问信 噪比 S /N 应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S
1-31 条件同上题。但数据的发送速率改为 1Mbit/s。和上题的结 果相比较，你可以得出什么结论？
1-32，以 1 Gbit/s 的速率发送数据。试问在以距离或时间为横坐 标时，一个比特的宽度分别是多少？
解： 距离：1 bit × 2 × 10^8 m/s（在光纤中的速率）/ 1 Gbit/s = 0.2 m 时间：1 bit / 1 Gbit/s = 10^(- 9) s
解： 传播时延 Tp = 50 × 10^3 m / (2 × 10^8) m/s = 2.5 × 10^(-4) s 100 字节时带宽 = 100 字节 / 2.5 × 10^(-4) s = 字节/s = 3.2 Mbit/s 512 字节时带宽 = 512 字节 / 2.5 × 10^(-4) s = 2.048 字节/s = 16.384 Mbit/s
第一章（P39）概述
1-15，假定网络的利用率达到了 90%。试估算一下现在的网络时 延是它的最小值的多少倍？
解： 可以理解 D0 默认为 100 设网络利用率为 U，网络时延为 D，网络时延最小值为 D=D0/(190%)=D0/0.1=10D0 利用率：D=D0/(1-U) D:当前网络延迟 D0：空闲时延迟 U： 网络利用率 1-17，收发两端之间的传输距离为 1000 km，信号在媒体上的传 播速率为 2 × 10^8 m/s。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 10^7 bit，数据发送速率为 100 kbit/s。 2） 数据长度为 10^3 bit，数据发送速率为 1 Gbit/s。 从以上计算结果可得出什么结论？ 解： 发送时延 Ts = 数据帧长度（bit）/ 发送速率（bit/s） 传播时延 Tp = 信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速度（m/s） 1） Ts = 10^7 bit / 100 kbit/s = 100 s，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s = 0.005 s 2） Ts = 10^3 bit / 1 Gbit/s = 1 μs，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s =
能再增加 18.5%左右。
2-11，假定有一种双绞线的衰减是 0.7 dB/km（在 1 kHz 时），若 容许有 20dB 的衰减，试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长？wk.baidu.com如果要使这种双绞线的工作距离增大到 100 公里，问应当使衰减降低 到多少？
1-30 有一个点对点链路，长度为 20000km。数据的发送速率是 1kbit/s，要发送的数据有 100bit。数据在此链路上的传播速度为 2× 108m/s。假定我们可以看见在线路上传输的比特，试画出我们看到的 线路上的比特（画两个图，一个在 100bit 刚刚发送完时，另一个是再经 过 0.05s 后）。
/N 再增大到 10 倍, 问最大信息速率能否再增加 20%？ 解： C = W × log2(1 + S/N) b/s S/N1=2 ^ (C1/W) – 1 = 2 ^ (35000/3100) -1 S/N2=2 ^ (C2/W) – 1 = 2 ^ (1.6 × C1/W) – 1 = 2 ^ (1.6 × 35000/3100)
-1 (S/N2) / (S/N1) = 100 再带入信噪比公式：dB=10 log10(S/N)得信噪比应增大到约 100 倍 C3=W × log2(1 + S/N3) = W × log2(1 + 10 × S/N2) C3/C2 = 18.5% 如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，最大信息速率只
第二章（P67）物理层
2-07，假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000 码元/ 秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为 16 个不同等级来传送， 那么可以获得多高的数据率(bit/s) ?P46
解： 香农公式 W：信道的带宽；S：信道内所传信号的平均功率；N：信道内部的高 斯噪声功率。 信道的极限信息传输速率 C = W × log2 (1 + S/N) (bit/s)
0.005 s 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，则传播时延就可能是总 时延中的主要成分
1-19 （1）长度为 100 字节的应用层数据交给传输层传送，需加上 20 字 节的 TCP 首部。再交给网络层传送，需加上 20 字节的 IP 首部。最后 交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共 18 字节。试求数 据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送 的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。 （2）若应用层数据长度为 1000 字节，数据的传输效率是多少？ 解：. 本层的传输效率=上层传送下来的数据/本层向下层传送的数据 1）100 / (100+20+20+18) = 63.3% 2）1000 / (1000+20+20+18) = 94.5%
C = 20000 × log2 (16) = 80000 bit/s 2-08 假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据（无差 错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表 示？这个结果说明什么问题？） 答： 将 W=3kHz 带宽，C=64kb/s 传输速率带入 香农公式：C=Wlog2（1+S/N）(b/s) S/N=2C/W-1 带入信噪比公式：dB=10 log10(S/N)dB=10log10(2C/W-1) 得出约等于 64.2db。 2-09，用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz，最大信道 传输速率为 35 kbit/s，那么若想使最大信道传输速率增加 60%，问信 噪比 S /N 应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比 S
1-31 条件同上题。但数据的发送速率改为 1Mbit/s。和上题的结 果相比较，你可以得出什么结论？
1-32，以 1 Gbit/s 的速率发送数据。试问在以距离或时间为横坐 标时，一个比特的宽度分别是多少？
解： 距离：1 bit × 2 × 10^8 m/s（在光纤中的速率）/ 1 Gbit/s = 0.2 m 时间：1 bit / 1 Gbit/s = 10^(- 9) s