通信网络基础李建东盛敏课后习题答案.docx
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通信网络基础李建东盛敏课后习题答案
1.1答:
通信网络由子网和终端构成(物理传输链路和链路的汇聚点),常用的通信网络有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和网络链路。
接入链路有:
(1)Modem链路,利用PSTN电话线路,在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输,速率为300b/s和56kb/s;
(2)xDSL链路,通过数字技术,对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL,x表示不同的传输方案;(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的传输速率,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),具有标准化的结构等级STM-N;(4)光波分复用WDM,在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。
1.3答:
分组交换网中,将消息分成许多较短的,格式化的分组进行传输和交换,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的分组头,分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。
每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。
1.4答:
虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。
在一个会话过程开始时,确定一条源节点到目的节点的逻辑通路,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的传输。
会话过程中的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信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换,长度和格式固定,可用硬件电路处理,缩短了处理时间。
为支持不同类型的业务,ATM网络提供四种类别的服务:
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五个相对独立的层次为:
应用层,运输层,互联网层,网络接入层,物理层。
它们的对应关系如下:
OSI模型TCP/IP参考模型
1.10解:
X
(1)
P
1/21/2
;
1.11解:
显然,的均值为常数,相关函数仅与时差有关,且为二阶矩过程,所以该随机过程是广义平稳的。
故的均值和相关函数都具有各态历经性,是各态历经过程。
1.12解:
定义:
称计数过程是参数为的Poisson过程,如果:
(1);
(2)是平稳的独立增量过程;
(3)服从参数为的Poisson分布,
不妨设,则
1.13解:
由是强度为的poisson过程及题设知,和是一零初值的平稳的独立增量过程。
又,
即,故是强度为的poisson过程。
即,故是强度为的poisson过程。
1.14解:
(1)
(2)定理:
设是参数为的Poisson分布,是其到达时间序列,则服从分布,即的概率密度函数为:
1.15解:
知道过程现在的条件下,其“将来”的分布不依赖于“过去”。
状态转移图如下:
1>当甲有一个球时,状态转移图如下:
2>当甲有两个球时,状态转移图如下:
3>当甲有三个球时,状态转移图如下:
一步转移概率矩阵如下:
4>当甲有四个球时,状态转移图如下:
5>当甲有五个球时,状态转移图如下:
1.16解:
Prim—Dijkstra:
Kruskal:
2.1答:
有三种,分别是面向字符,面向比特,采用长度计数的组帧技术,其中采用长度计数的组帧方式开销最小。
2.2答:
接收字符串为:
C0C0103687DBDCDBDCDCDDDBDDC07C8DDCDBDCC0
恢复为:
第一帧:
空.第二帧:
7C8DDCC0
2.3答:
插入后:
011011111000111110101011111011111001111010
恢复:
0111111011111011001111100111110111110110001111110
FlagFlag
10111110
2.4答:
在接收端,收到015后,如果下一位是“0”,就将该“0”删去,如果
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
该码的最小距离为4。
2.6解:
余数为
2.7证明:
(1)已知
一个任意的数据多项式
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,由于时延的影响,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的RN≠SN的应答,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的分组,将该分组传送给高层,并将RN模2加1;(3)在接收到分组的规定有限时长内将RN放入一帧的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
的概率为,从而有
成功发送一个分组所需要的时间为,故
2.11与课本上图2-11的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,可以发送的帧最多
a.帧0.082s后可收到应答;
b.帧0.134s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的传输时延的比值
有关。
当时,与均小于;
当时,
所以,当和8均大于时,选择重传式ARQ和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的情况下如下图所示:
在各种可能的差错下:
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,在题中所给的条件下,传输一个分组(从
源端到目的端)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的地的速率最快为1/2T分组/秒。
2.21答:
(1)采用收数据-转发-发确认的机制,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发回的确认,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-转发的机制,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发回的确认,所以A继续发送下一分组。
由此造成C丢失B故障前的那个分组。
只有采用端到端的发确认消息的方法,在AC之间建立起一对SN,RN(在运输层,参看课本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之间的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故障前那一分组的确认,就会重复发送这一分组,直到收到C对这一数据的确认。
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。
2.26答:
在差错控制时,ARQ协议用于保证分组的正确传输,它侧重于分组的
内容;在流控时,ARQ用于减缓网络中分组的发送速度,侧重于网络的状
态。
3.1解:
顾客到达率为人/分钟
平均每个顾客的服务时间为分钟
根据little定理,得快餐店内的平均顾客数为人
3.5解:
(1)①10个相等容量的时分复用系统:
对于一个session而言,平均服务时间为,分组到达率为。
在系统中的平均分组数为:
根据little定理,得分组的平均时延为:
队列中的平均分组数为:
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/分钟的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/分钟的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。
3.13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。
设第个用户的服务时间为,用户的等待时间为:
个用户的服务时间
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:
3.17解:
ACE:
100个/分ADE:
200个/分
BCEF:
500个/分BDEF:
600个/分
个/分个/秒
个/分个/分个/分
个/分个/分个/分
个/分
个/分
个
分组的平均时延:
4.1答:
固定多址接入协议可以保证每个用户之间的公平性(每个用户都分配了固定的资源)以及数据的平均时延。
它适合于恒定比特流的业务的传输,对于用户数较少且数量大致固定,每个用户业务量较大的情形是一种有效的方法。
它对于突发性数据业务的传输,通常会有较大时延。
若已分配固定信道的用户没有通信,那么这些资源就会浪费,若有限的信道资源被分配完毕,那么新的用户将不能通信。
4.4解:
每个节点发送数据的速率是:
纯ALOHA系统最大通过率为
时隙ALOHA系统的最大通过率为
4.5答:
稳定的多址协议是指对于给定到达率,多址协议可以保证每个分组的平均时延是有限的。
伪贝叶斯算法的时隙ALOHA协议对任何的到达率都是稳定的。
根据该算法,,其稳定的最大通过率为。
4.6答:
CSMA协议的基本原理是:
节点在发送分组之前先侦听信道,判断是否有用户正在传输,进而确定信道的忙闲状态,然后再决定分组是否发送。
CSMA是ALOHA协议的改进,它采用