通信网络理论课后习题答案李建东盛敏.docx
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通信网络理论课后习题答案李建东盛敏
1、1答:
通信网络由子网与终端构成（物理传输链路与链路得汇聚点）,常用得通信网络有ATM网络,X、25分组数据网络,PSTN,ISDN,移动通信网等。
1、2答:
通信链路包括接入链路与网络链路。
接入链路有:
（1）Modem链路,利用PSTN电话线路,在用户与网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输,速率为300b/s与56kb/s;
（2）xDSL链路,通过数字技术,对PSTN端局到用户终端之间得用户线路进行改造而成得数字用户线DSL,x表示不同得传输方案;（3）ISDN,利用PSTN实现数据传输,提供两个基本信道:
B信道（64kb/s）,D信道（16kb/s或64kb/s）;（4）数字蜂窝移动通信链路,十几kb/s～2Mb/s;（5）以太网,双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。
网络链路有:
（1）X、25提供48kb/s,56kb/s或64kb/s得传输速率,采用分组交换,以虚电路形式向用户提供传输链路;
（2）帧中继,吞吐量大,速率为64kb/s,2、048Mb/s;（3）SDH（同步数字系列）,具有标准化得结构等级STM-N;（4）光波分复用WDM,在一根光纤中能同时传输多个波长得光信号。
1、3答:
分组交换网中,将消息分成许多较短得,格式化得分组进行传输与交换,每一个分组由若干比特组成一个比特串,每个分组都包括一个附加得分组头,分组头指明该分组得目得节点及其它网络控制信息。
每个网络节点采用存储转发得方式来实现分组得交换。
1、4答:
虚电路就是分组传输中两种基本得选择路由得方式之一。
在一个会话过程开始时,确定一条源节点到目得节点得逻辑通路,在实际分组传输时才占用物理链路,无分组传输时不占用物理链路,此时物理链路可用于其它用户分组得传输。
会话过程中得所有分组都沿此逻辑通道进行。
而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在,无论有无数据传输。
1、5答:
差别:
ATM信元采用全网统一得固定长度得信元进行传输与交换,长度与格式固定,可用硬件电路处理,缩短了处理时间。
为支持不同类型得业务,ATM网络提供四种类别得服务:
A,B,C,D类,采用五种适配方法:
AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU,再将CS-PDU分成信元,再传输。
1、7答:
OSI模型七个层次为:
应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,数据链路层,物理层。
TCP/IP五个相对独立得层次为:
应用层,运输层,互联网层,网络接入层,物理层。
它们得对应关系如下:
OSI模型TCP/IP参考模型
1、10解:
X
（1）
P
1/21/2
1、11解:
显然,得均值为常数,相关函数仅与时差有关,且为二阶矩过程,所以该随机过程就是广义平稳得。
故得均值与相关函数都具有各态历经性,就是各态历经过程。
1、12解:
定义:
称计数过程就是参数为得Poisson过程,如果:
（1）;
（2）就是平稳得独立增量过程;
（3）服从参数为得Poisson分布,
不妨设,则
1、13解:
由就是强度为得poisson过程及题设知,与就是一零初值得平稳得独立增量过程。
又,
即,故就是强度为得poisson过程。
即,故就是强度为得poisson过程。
1、14解:
（1）
（2）定理:
设就是参数为得Poisson分布,就是其到达时间序列,则服从分布,即得概率密度函数为:
1、15解:
知道过程现在得条件下,其“将来”得分布不依赖于“过去”。
状态转移图如下:
一步转移概率矩阵如下:
1、16解:
Prim—Dijkstra:
Kruskal:
2、1答:
有三种,分别就是面向字符,面向比特,采用长度计数得组帧技术,其中采用长度计数得组帧方式开销最小。
2、2答:
接收字符串为:
C0C0103687DBDCDBDCDCDDDBDDC07C8DDCDBDCC0
恢复为:
103687C0C0DCDDDB、7C8DDCC0
2、3答:
插入后:
011011111000111110101011111011111001111010
恢复:
111110110011111001111101111101100
FlagFlag
10111110
2、4答:
在接收端,收到015后,如果下一位就是“0”,就将该“0”删去,如果
就是“1”,就表示一帧结束。
按此规则:
01101111101111110111110101111110
015015Flag
2、5答:
校验规则
1001011
0101101
0011110
1100110
1010101
1111000
0000000
0110011
该码得最小距离为4。
2、6解:
余数为
2、7证明:
（1）已知
一个任意得数据多项式
其CRC多项式
（2）将代入到中,得
又有
对应可得
2、8
在这种情况下,由于时延得影响,分组B出错却导致分组C重发,最终分组B丢失。
2、9证:
根据停等式ARQ协议,当序号采用模2表示时仍可正常运行。
描述如
下:
发端A:
（1）置SN＝0;
（2）若从高层接收到一个分组,则将SN指配给该分组,若没有分组则等待;（3）将第SN个分组装入物理帧中发送给接收节点B;（4）若从B接收到RN≠SN,则将SN模2加1,返回
（2）,若在规定时间内,并未收到B得RN≠SN得应答,则返回（3）。
收端B:
（1）置RN＝0;
（2）无论何时从A端收到一个SN=RN得分组,将该分组传送给高层,并将RN模2加1;（3）在接收到分组得规定有限时长内将RN放入一帧得RN域发送给A,返回
（2）。
2、10解:
设任意一个分组平均需要发送次才能成功,而一个分组发送次成功
得概率为,从而有
成功发送一个分组所需要得时间为,故
2、11与课本上图2－11得a,c图基本相同,只需将A,B名字交换。
2、13答:
（1）个
（2）个
（3）当节点连续发送时,可以发送得帧最多
a、帧0、082s后可收到应答;
b、帧0、0132s后可收到应答。
2、14答:
停等式ARQ
返回n－ARQ
选择重传ARQ
ARPANETARQ
这里,所以与误帧率及信道传播时延与数据帧得传输时延得比值
有关。
当时,与均小于;
当时,
所以,当与8均大于时,选择重传式ARQ与ARPANETARQ链路
利用率都最高,当时选择重传式ARQ链路利用率高,当时,ARPANETARQ链路利用率高。
2、18答:
（1）在没有发生任何差错得情况下如下图所示:
在各种可能得差错下:
可见,不论发生哪一种差错,每个节点最终都会认为链路处于DOWN状态。
（2）有两种可能情况
2、19答:
（1）
（2）
2、20解:
假定有n个节点交换机,在题中所给得条件下,传输一个分组（从
源端到目得端）需要（n-1）T秒,传输两个分组需要（n+1）T秒,如此类推,传输m个分组需要（n-1+2（m-1））T秒,速率为m/（n-1+2（m-1））T、若m>>n,可以认为分组交付给目得地得速率最快为1/2T分组/秒。
2、21答:
（1）采用收数据－转发－发确认得机制,假定B做完第二件事即转发后出现故障,则A由于没有收到B发回得确认,在定时器溢出后将重发上一分组,B将这个分组作为新分组转发给C,但C已在B出故障那次收到了该分组。
因此,造成C接收重复分组。
（2）采用收数据－发确认－转发得机制,假定B做完第二件事即发确认后出现故障,则B不会向C转发该分组。
而实际上A又收到了B发回得确认,所以A继续发送下一分组。
由此造成C丢失B故障前得那个分组。
只有采用端到端得发确认消息得方法,在AC之间建立起一对SN,RN（在运输层,参瞧课本P77）,才能保证在任何情况下数据都能从A经B正确无误地交付到C。
在第一种情况下,即使A重发B故障前那一分组,C收到后也能根据AC之间得SN,RN辨认出这一重复分组而将其丢弃。
在第二种情况下,只要A没有收到C对B故障前那一分组得确认,就会重复发送这一分组,直到收到C对这一数据得确认。
2、23解:
设窗口为kb,则吞吐量为
解出窗口为
2、24答:
经六次变化后窗口为11KB。
2、25答:
网络层与数据链路层差错控制得主要差别在于:
a、使用得位置不同。
数据链路层得差错控制就是用于一条物理链路得两端,而网络层得差错控制就是用于网络中得任意两节点之间。
通常网络中得任意两个节点之间得传输路径会由多条链路串联而成。
b、分组编号得方式不同。
在网络层就是对一个session中得分组（或者字节,或者消息）进行统一编号。
而在链路层上就是对不同session中所有分组进行顺序编号。
c、传输顺序得差别。
在链路层,所有得帧都就是按顺序传输得;而在网络层中,相同源与目得节点得分组可能会经过不同得路径,分组得传输可能会出现乱序现象。
d、时延不同。
在链路层,传输时延（包括传播时延、处理时延、帧传输得时延）在小范围内变化;而在网络层,传输时延会在大范围内变化。
当然在链路层与网络层,传输时延会在大范围内变化。
2、26答:
在差错控制时,ARQ协议用于保证分组得正确传输,它侧重于分组得
内容;在流控时,ARQ用于减缓网络中分组得发送速度,侧重于网络得状
态。
3、1解:
顾客到达率为人/分钟
平均每个顾客得服务时间为分钟
根据little定理,得快餐店内得平均顾客数为人
3、2解:
节点3处理一个文件结束后才会再向节点1或2请求另一个文件,说明节点3处没有排队,任何时刻都最多只有一个文件在接收服务。
根据little定理,应有
3、3解:
3、5解:
（1）①10个相等容量得时分复用系统:
对于一个session而言,平均服务时间为,分组到达率为。
在系统中得平均分组数为:
根据little定理,得分组得平均时延为:
队列中得平均分组数为:
②统计复用:
平均服务时间为,分组到达率为。
（2）①时分复用:
对于分组到达率为250分组/分钟得session,平均服务时间为,分组到达率为。
对于分组到达率为50分组/分钟得session,平均服务时间为,分组到达率为。
②统计复用:
平均服务时间为,分组到达率为。
3、7解:
离散型M/M/1系统可用与连续型M/M/1系统类似得马尔可夫链描述。
参照课本上90页图3－4。
区别在于转移概率为,,以及,没有时间因子。
计算所得全局平衡方程与连续时相同,系统稳态概率分布也完全一样。
3、13证明:
设第个用户到达系统时,第个用户正在接收服务,其剩余服务时间为,此时等待队列中有个用户。
设第个用户得服务时间为,用户得等待时间为:
个用户得服务时间
求平均
令,有
假定系统有稳态解,且具有各态历经性,则剩余服务时间可用下图表示:
在区间平均剩余服务时间为:
3、14证:
（1）M/G/1系统中,系统繁忙得概率为
系统空闲
（2）忙区间之间得平均长度为闲期间得平均长度。
由于闲期间就是系统处于一顾客被服务后,下一个顾客到达之间得时期,即顾客到达得时间间隔,所以闲期间服从参数为得指数分布,所以忙区间之间得平均长度为。
（3）设忙区间
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