计算机网络原理计算题及答案

计算机网络原理计算题
1.设利用12MHz的采样频率对信号进行采样，苦量化级为4，试计算出在无噪声信道中的数据传输速率和所需的信道带宽。

解析：
根据R = 采样频率*log2(N)；
数据传输率R =12MHz*log2(4)=24Mbps；
根据采样定律：被采样信号带宽=采样频率/2；
所需信号带宽=12MHz/2=6MHz；
2.设信道带宽为2400Hz，采用PCM编码，采样周期为125us，每个样本量化为128个等级，则信道的数据速率为？
解析：
采样频率f = 1/T = 1/0.000125 = 8000Hz
传输速率R = F * log2(N) = 56Kbps
3.设信号的采样量化级为256，若要使数据传输速率达到64Kbps，试计算出所需的无噪声信道的带宽和信号调制速率。

(要求写出计算过程)
解析：根据奈圭斯特公式 C = 2H * log2(N)
即64000 = 2H * log2(256)
H = 64000/2/8 = 4KHz
信号调制速率 B = 2H
即B = 8000 (baud)
4.有一受随机噪声干扰的信道，其带宽为4KHz，信噪比为30dB。

试求出最大数据传输速率。

解析：
根据香农公式 C = H * log2(1+S/N)
C = 4000 * log2(1+10^(30/10)) = 4000 * log2(1001) ≈40Kbps
5.假设使用调制解调器，并采用1位起始位、1位停止位、无校验位的异步传输模式，在1分钟内传输7200个汉字（双字节），调制解调器至少应达到的传输速率为多少？
解析：
一个汉字两个字节，7200个汉字就是7200*2，1个起始位8个数据位1们停止位共10位组成一帧，求1分钟的传输速率，则：
(7200*2)*(1+8+1) /60 = 2400bps；
6.调制解调器的传输速率为4800bps，并采用1位起始位，1位停止位，1位奇偶校验位的异步传输模式，求传输2400个汉字所需要的时间。

(要求写出计算过程)
解析：
一个汉字两个字节.2400个汉字就是2400*2, 1个起始位8个数据位1个奇偶校验位1个终止位,一共11个位组成1帧,每帧传送一个字节,那就需：
2400*2*11/4800=11秒
7.设要发送的二进制数据为，若采用CRC校验方法，生成多项式X^4+X^3+1，试求出实际发送的二进制数字序列。

解析：
0000/11001余0100，发送的二进制数字序列为0100
8.已知发送方采用CRC校验方法，生成多项式X^4+X^3+1，若接收方收到的二进制数字序列为0101，请判断数据传输过程中是否出错
解析：
0101/11001余0110
余数不为0，所以传输出错
9.A、B两站位于长2Km的基带总线局域网的两端，C站位于A、B站之间，数据传输速率为10Mbps，信号传播速率为200m／μs，B站接收完毕A站发来的一帧数据所需的时间是80μs，求数据帧的长度；若A、C两站同时向对方发送一帧数据，4μs后两站发现冲突，求A、C两站的距离。

解析：
信号在2KM上的传播的时间：2000m/200m/us=10us
设数据帧长为X：
发送一帧传输时间：X/10Mbps+10us=80us
x/10Mbps=70us
x=70 (bit)
设A、C两站距离为X：
冲突发现时间：X / 200m/us = 4us
X = 800m
所以数据帧长度为70bit，A、C两站距离800米
10．设A，B两站位于长1KM的基带总线局网的两端，数据传输速率为10Mbps，信号传播速率为200M/US，
若A向B发送800bit的数据帧，B接收完毕该帧所需的时间是多少？若A，B站同时发送数据，经过多长时间两站发现冲突
解析：
信号在1KM上的传播时间为：1KM/200M/us = 5us;
数据在1KM上的传播时间为：800/10Mbps = 80us;
所以接收帧所需时间为：80us + 5us = 85us;
冲突发生时间为：1KM/200M/us = 5us;
11.设信道上数据传输速率为4Kbps，信道的传播时延为20ms，采用停等协议，帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计，若信道的利用率为50%。

试求出数据帧的长度。

解析：
信道利用率= 传输时延/总时延；
设传输时延为Xms,则：
Xms/Xms+20ms+20ms = 50%;
Xms = 40ms;
数据帧长=4Kbps*40ms = 160bit
12.月球到地球的距离大约为3.8×10^5 Km，在它们之间架设一条200Kbps的点到点链路，信号传播速度为光速，将一幅照片从月球传回地球所需的时间为501.3s。

试求出这幅照片占用的字节数。

解析：
照片字节数= 字节传输所用时间*传输速度。

字节传输所用时间= 总耗时-信号在途中花费时间。

信号在途中花费时间=两地距离/光速。

光在地球到月球的传播光速为：3.0*10^8
因此字节传输所用时间为：501.3-(3.8*10^5K / 3.0*10^8) = 500s
照片字节数= 500s * 200Kbps / 8 = 12500Kbps
13.有一个电缆长度为1Km的CSMA/CD局域网，信号传播速度为光速的2/3，其最小帧长度为1000bit。

试求出数据传输速率。

解析：
根据以太网最小帧长公式：L = 2R * d/v；（L最小帧长，R数据传输速率，d最大段长，v信号传输速率）
信号传输速率=3*10^8 * 2/3 = 2*10^8m；
则
1000bit = 2R * 1Km / 2*10^8
R = 10^8
14．有一个100Mbps的令牌环网络，令牌环行时间是120μs，每个主机在每次得到令牌后可以发送1000字节的分组，发送完成后立即释放令牌。

试求出任意一台主机可以取得的最大吞吐率
解析：
数据传输时间=1000*8/100Mbps = 80us；
假设发送完后立即释放令牌，则下一次发送分组最大也在120us后
最大吞吐率:80us/(80us+120us) = 40%
最大吞吐量:100Mbps % 40% = 40Mbps
15.设卫星信道上数据传输速率为1Mbps，数据帧长为5625bit，卫星信道的传播时延为270ms，采用顺序接收管道协议，其发送窗口尺寸为4，帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计。

试求出此信道的利用率。

(信道的利用率指信号传输时间与信号传输时间和信道时延之和的比值)
解析：
信道利用率=传输时延/总时延
一个帧的延时为：5625/1Mbps = 5.625ms
因其发送窗口为4，表示一次可发4帧，总传输时延为：5.625*4 = 22.5ms
发送端到接受端的传播时延为270ms，因帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计，则接受端返回到改善端的传播时延也为270ms
信道利用率=22.5/5.625+270+270=4.1%
16.设以太网中的A、B主机通过10Mbit/s的链路连接到交换机，每条链路的传播延迟均为20us，交换机接收完一个分组35us后转发该分组。

计算A向B发送一个长度为10000bit的分组时，从A开始发送至B接收到该分组所需的总时间
解析：
数据传输时间=数据帧长/数据传输速率=10000bit/(10*10^6 bit/s)=1000us
A——交换机——B = 1000us *2 = 2000us;
时延= 20us * 2+ 35us = 75us
总时间= 2000us + 75us = 2075us
17.设信道的数据传输速率为4Kbps，发送一帧数据所需的时间是信道单向传播延迟的3倍，通信双方采用停等协议，开始发送一帧数据至接收到确认帧所需时间为100ms。

试求出数据帧的长度（忽略帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间）
解析：
设信道单向传播时延为x，则数据传输时间为3x，发送方完成一帧发送到接收端需要3x + x
接收方返回确认信息时延（忽略帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间）为x
那么发送一帧到接到确认信息的总时延100ms = 3x + x + x ,x = 20ms
数据传播时延：3*20ms = 60ms；
数据帧长= 60ms * 4Kbps = 240 bit
18.设UDP数据报的数据部分长度为1000字节，封装该数据报的lP数据报的IHL字段值为5，而IP数据报又封装在协议字段和校验字段长度均为2字节的PPP帧中，试求出PPP帧的长度
解析：
根据教材143页，UDP段长度=1000+4*16/8=1008字节
根据教材128页，三层数据包长度=四层数据段加上三层IP包=1008+5*32/8=1028字节
根据教材90页PPP帧=1028+1+1+1+2+2+1=1036字节
19.设某令牌环网中有50个站点，长度为1Km，数据传输速率为10Mbps，每个站引入2位延迟，信号传播速度为200m/us，数据帧的最大长度为100字节。

试求出检测令牌丢失的超时计数器的最小值
解析：
检测令牌丢失的最小时间为最长帧环绕令牌环传输一周所需时间, 所以把上面长度为100字节的数据绕行令牌环的总时间算出来就好了
信号延时：1Km/200m/us = 5us
数据传播延时：(100*8bit)/10Mbps = 80us
传播延迟：(50*2bit)/ 10Mbps=10us。