【考研类试卷】计算机学科专业基础综合计算机网络-4及答案解析.doc

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1、计算机学科专业基础综合计算机网络-4 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、综合应用题(总题数：25，分数：100.00)1.一个电缆公司决定在一个有 5000 户的社区中提供因特网服务。该公司使用一条同轴电缆和一种频谱分配方案，允许每条电缆有 100Mbps 的下行带宽。为了吸引客户，公司决定在任何时间都保证每户至少有2Mbps 的下行带宽。该电缆公司需要怎样做才能提供这一保证? （分数：4.00）_2.T1 线路的开销比例有多大?即 1.544Mbps 中有多少比例没有投递给端点用户? （分数：4.00）_3.如果一个 T1 传输系统一旦失去了同步，它就会尝试使用每一帧

2、中的第一位重新同步。问平均要查看多少帧才能重新取得同步且保证误判率不超过 0.001? （分数：4.00）_4.对于幅度为 A 的纯粹正弦波按增量调制编码，每秒 x 次采样。输出+1 对应信号变化+A/8，输出-1 对应信号变化-A/8。在无积累误差的前提下，可以跟踪的最大频率是多少? （分数：4.00）_5.SONET 时钟的漂移率大约为 10 -9 ，需花多长时间才能使漂移相当于 1 比特宽?该计算结果有什么含义? （分数：4.00）_6.在一条 OC-12c 连接中可提供的用户带宽是多少? （分数：4.00）_7.一个全双工 QAM-64 Modem 使用多少个频率? （分数：4.00）

3、_8.高性能微处理器价格的降低使得有可能在每个调制解调器中都装上一个，这样对电话线路的出错处理有什么样的影响? （分数：4.00）_9.有 10 个信号，每个需要 4000Hz。它们使用 FDM 被复用到单个通道。问该复用通道所需要的最小带宽是多少?假定警戒带是 400Hz 宽。 （分数：4.00）_10.为什么 ADSL 在不到 1MHz 的带宽中可以取得高达每秒几个兆比特的传送速率? （分数：4.00）_11.试比较虚电路和数据报的不同点。 （分数：4.00）_12.用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz，最大信息传输速率为 35kbps，那么若想最大信息传输速率增加 60%，问

4、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/N 再增大到 10 倍，问最大信息速率能否再增加 20%? （分数：4.00）_13.简述中继器和集线器的作用和特点。 （分数：4.00）_14.举例说明什么是隐藏终端问题?试给出一种解决这一问题的办法。 （分数：4.00）_15.一个 2Mbps 的网络，线路长度为 1km，传输速度为 20m/ms，分组大小为 100 字节，应答帧大小可以忽略。若采用简单停-等协议，问实际数据速率是多少?信道利用率是多少?若采用滑动窗口协议，问最小序号位有多大? （分数：4.00）_16.在选择重传 ARQ 协议中，设编号用 3bit。再

5、设发送窗口 W r =6 而接收窗口 W R =3。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。 （分数：4.00）_17.假定 A 与 B 结点之间正在传送 LLC 信息帧，所传送帧的主要参数按照“地址.帧名.序号.P/F”的先后顺序表示，当 P/F 为 1 时才写上 P 或 F，请按正确顺序在下列空格内填入信息帧的主要参数。 B，1，2，2，P A，1，2，3 A，1，3，3 A，1，4，3，P _ A，1， （分数：4.00）_18.数据链路层协议几乎总是把 CRC 放在尾部，而不是放在头部，为什么? （分数：4.00）_19.一个 12 位的海明码到达接收方时的十六进制值是 0xE

6、4F，那么，原先的值用十六进制表示是什么样子?假定传输差错不超过 1 位。 （分数：4.00）_20.卫星信道的数据率为 1Mbps。取卫星信道的单程传播时延为 0.25 秒。每一个数据帧长都是 2000bit。在这里，1M=10 6 ，忽略误码率、确认帧长和处理时间，忽略帧首部长度对信道利用率的影响。试计算下列情况下的信道利用率： (1)停止等待协议。 (2)连续 ARQ 协议，W T =7。 (3)连续 ARQ 协议，W T =127。 (4)连续 ARQ 协议，W T =250。 （分数：4.00）_21.一个 3000 公里长的 T1 干线被用来传送采取后退 N 帧错误重传滑动窗口协议

7、的长度都是 64 字节的数据链路帧。如果传播速度是每公里 6 微秒，那么序列号应该是多少位? （分数：4.00）_22.一个 PPP 帧的数据部分(用十六进制写出)是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么(用十六进制写出)? （分数：4.00）_23.位流“10011101”使用标准的 CRC 发送，生成多项式是 x 3 +1，说明实际发送的位串。假定左起第 3位在传输期间变反了，说明该差错在接收方是怎样可以被检测到的。 （分数：4.00）_24.一个通过以太网发送的 IP 分组有 60B(包括它的所有的头)，如果不使用 LLC，那么在这个以太

8、网帧中需要填充吗?如果需要，用多少字节? （分数：4.00）_25.长度为 1km、数据传输率为 10Mbps 的 CSMA/CD 以太网，信号传播速度为 200m/s。试求能够使该网络正常运行的最小帧长。 （分数：4.00）_计算机学科专业基础综合计算机网络-4 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、综合应用题(总题数：25，分数：100.00)1.一个电缆公司决定在一个有 5000 户的社区中提供因特网服务。该公司使用一条同轴电缆和一种频谱分配方案，允许每条电缆有 100Mbps 的下行带宽。为了吸引客户，公司决定在任何时间都保证每户至少有2Mbps 的下行带宽。该电缆公

9、司需要怎样做才能提供这一保证? （分数：4.00）_正确答案：()解析：每户 2Mbps 的下行带宽保证意味着每条同轴电缆最多穿行 50 户。因此，电缆公司将需要把现有的电缆分裂成 100 条同轴电缆，并且把它们中的每一条都直接连接到一个光纤结点。2.T1 线路的开销比例有多大?即 1.544Mbps 中有多少比例没有投递给端点用户? （分数：4.00）_正确答案：()解析：T1 载波处理复用在一起的 24 条话音信道。24 条信道轮流将其采样的 8 位数字插入输出串，其中 7位是用户数据，1 位是控制信号。1 帧包含 248 比特和一个附加的帧位(用于帧同步)，这样每 125s 193 比特

10、，总的数据率是 1.544Mbps。由于在一个帧中，端点用户使用 193 位中的 168(=724)位，开销占 25(=193-168)位，因此开销比例等于 2519313%。3.如果一个 T1 传输系统一旦失去了同步，它就会尝试使用每一帧中的第一位重新同步。问平均要查看多少帧才能重新取得同步且保证误判率不超过 0.001? （分数：4.00）_正确答案：()解析：10 个帧。在数字通道上某些随机比特是 0101010101 模式的概率是 4.对于幅度为 A 的纯粹正弦波按增量调制编码，每秒 x 次采样。输出+1 对应信号变化+A/8，输出-1 对应信号变化-A/8。在无积累误差的前提下，可以

11、跟踪的最大频率是多少? （分数：4.00）_正确答案：()解析：在波的 1/4 周期内信号必须从 0 上升到 A。为了能够跟踪信号，在 T/4 的时间内(假定波的周期是 T)必须采样 8 次，即每一个全波采样 32 次，采样的时间间隔是 1/x，因此波的全周期必须足够长，使得能包含 32 次采样，即 T32/x，或 fx/32。因此，可以跟踪的最大频率是 x/32。5.SONET 时钟的漂移率大约为 10 -9 ，需花多长时间才能使漂移相当于 1 比特宽?该计算结果有什么含义? （分数：4.00）_正确答案：()解析：10 -9 的漂移率意味着 10 9 s 中的 1s，或每秒中的 1ns。对

12、于 OC-1 速率，即 51.840Mbps，取近似值 50Mbps，大约 1 位持续 20ns。这就说明，每隔 20s 时钟就要偏离 1 位，就是说，时钟必须连续进行同步才能保持不会偏离太大。6.在一条 OC-12c 连接中可提供的用户带宽是多少? （分数：4.00）_正确答案：()解析：当一条线路(例如 OC-3)没有被多路复用而仅从一个源输入数据时，字母 c(表示 concatenation，即串联)被加到名字标识的后面。因此，OC-3 表示由 3 条单独的 OC-1 线路复用成 155.52Mbps 线路，而OC-3c 表示来自单个源的 155.52Mbps 的数据流。OC-3c 流中

13、所包含的 3 个 OC-1 流按列交织编排，首先是流 1 的第 1 列，流 2 的第 1 列，流 3 的第 1 列，随后是流 1 的第 2 列，流 2 的第 2 列，依次类推，最后形成 270 列宽 9 行高的帧。 OC-3c 流中的用户实际数据传输速率比 OC-3 流的速率略高(149.760Mbps 和 148.608Mbps)，因为通路开销仅在 SPE 中出现 1 次，而不是当使用 3 条单独 OC-1 流时出现的 3 次。换句话说，OC-3c 中 270 列中的 260列可用于用户数据，而在 OC-3 中仅能使用 258 列。更高层次的串联帧(如 OC-12c)也存在。 OC-12c

14、帧有 1290=1080 列和 9 行。其中段开销和线路开销占 123=36 列，这样同步载荷信封就有1080-36=1044 列。SPE 中仅 1 列用于通路开销，结果就是 1043 列用于用户数据。由于每列 9 个字节，因此一个 OC-12c 帧中用户数据比特数是 891043=75096。每秒 8000 帧，得到用户数据速率750968000=600768000bps。 所以，在一条 OC-12c 连接中可提供的用户带宽是 600.768Mbps。7.一个全双工 QAM-64 Modem 使用多少个频率? （分数：4.00）_正确答案：()解析：两个。一个用于上行，另一个用于下行。调制机

15、制本身仅使用振幅和相位，频率没有被调制。8.高性能微处理器价格的降低使得有可能在每个调制解调器中都装上一个，这样对电话线路的出错处理有什么样的影响? （分数：4.00）_正确答案：()解析：通常在物理层对于在线路上发送的比特不采取任何差错纠正措施。在每个调制解调器中都包括一个CPU，使得有可能在第 1 层中包含错误纠正码，从而大大减少第 2 层所看到的错误率。由调制解调器做的错误处理可以对第 2 层完全透明。现在许多调制解调器都有内建的错误处理功能。9.有 10 个信号，每个需要 4000Hz。它们使用 FDM 被复用到单个通道。问该复用通道所需要的最小带宽是多少?假定警戒带是 400Hz 宽

16、。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：有 10 个 4000Hz 信号，需要 9 个警戒带以避免干扰。这样所需要的最小带宽等于4000104009Hz=43600Hz。10.为什么 ADSL 在不到 1MHz 的带宽中可以取得高达每秒几个兆比特的传送速率? （分数：4.00）_正确答案：()解析：ADSL 采用称作离散多音频的线路编码技术，把 1.1MHz 带宽划分成 256 个 4kHz 子波段，每个子波段的带宽为 4312.5Hz。子波段 0 用于普通电话业务。为了保持模拟话音信号和数字数据信号隔离，防止互相干扰，子波段 15 不使用。在其余的 250 个子波段中，1 个用于上行控制

17、，1 个用于下行控制，剩下的 248 个子波段可用于用户数据。在各个子波段中基于其波段的质量实现不同的频谱效率，一些子波段可以使用比其他子波段更先进的调制方式。由于每个子波段的噪声特征可能不同，因此每个信道的频谱效率都可以被优化。而在每个子波段中的一个单独的载波则使用正交振幅调制。采用正交振幅调制，每波特最多可调制 15 比特。因此，在不到 1MHz 的带宽中却可以使传送速率高达每秒几个兆比特。11.试比较虚电路和数据报的不同点。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：对比的方面 虚电路服务 数据报服务 思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证 连接的建立 必须有 不需要

18、 终点地址 在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电 路号 每个分组都有终点的完整地址 分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路进行 转发 每个分组独立选择路由进行转发 当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组，一些路由 可能会发生变化 分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序 端到端的差错和流量控制 可以由网络负责，也可以由用户主机负责 由用户主机负责 12.用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz，最大信息传输速率为 35kbps，那么若想最大信息传输速率增加 60%，问信噪比 S/N 应增大到多少倍?如果在刚才

19、计算出的基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，问最大信息速率能否再增加 20%? （分数：4.00）_正确答案：()解析：本题主要考查香农定理和奈奎斯特定理，这类题型经常出现在考试题目中，应当引起重视。奈奎斯特定理：每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒 2 个码元。香农定理：信道带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。根据香农公式，计算信道的极限传输速率 C 为Wlog(1+S/N)bps。奈奎斯特定理则给出了理想低通信道的最高码元传输速率为 2WBaud，说明了即使信道比较理想，码元的传输速率也不是不受限制的。 根据上面的公式，我们可以计算出，信噪比 S/N

20、应该增大到约 100 倍。 如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大 10 倍，最大信息速率只能再增加 18.5%左右。13.简述中继器和集线器的作用和特点。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：中继器是模拟设备，用于连接两根电缆段。在一段上出现的信号被放大后放到另一段上。中继器并不理解帧、分组和头的概念，它们只能理解电压值。例如，在经典的以太网中，为了将电缆的最大长度从500m 扩展到 2500m，以太网允许 4 个中继器。 集线器有许多条输入线路，它将这些输入线路连接起来。在任何一条线路上到达的帧都将被发送到所有其他的线路上。如果两帧同时到达，则它们将会冲突，就好像它们在同一根电缆上一样

21、。连接到同一个集线器上的所有线路必须运行在同样的速度上。集线器与中继器不同，它们通常不会放大进入信号，并且可以容纳多块线卡，每块卡上有多个输入，但是，集线器与中继器的差别并不大。与中继器类似的是，集线器不检查 802 地址，也不以任何方式使用 802 地址。14.举例说明什么是隐藏终端问题?试给出一种解决这一问题的办法。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：下图画出了 4 个无线站点。其中 A 和 B 的无线电波范围互相重合并且可能互相干扰。C 可能干扰 B和 D 但不会干扰 A。现在假定 A 向 B 发送，C 在侦听，因为 A 在 C 的范围之外，所以 C 听不到 A，它会错误地认为它也

22、可以发送。如果 C 确实也在此时开始发送，它就会干扰 B，从而破坏了从 A 传来的帧。由于可能的竞争者相距太远，导致基站不能监测到的问题有时被称作隐藏终端问题。 15.一个 2Mbps 的网络，线路长度为 1km，传输速度为 20m/ms，分组大小为 100 字节，应答帧大小可以忽略。若采用简单停-等协议，问实际数据速率是多少?信道利用率是多少?若采用滑动窗口协议，问最小序号位有多大? （分数：4.00）_正确答案：()解析：发送延迟=8100(210 6 )=0.4(毫秒)。传播延迟=1000 米20 米/毫秒=50 毫秒。 1 帧发送完后等待 1 个 RTT，再发另 1 帧，周期长度=0.

23、4 毫秒+50 毫秒2=100.4 毫秒。 1 个周期内发送 1 帧，实际数据速率=8100 位/帧1 帧100.4 毫秒=7968 位/秒。 信道利用率=7968 位/秒(210 6 )位/秒=0.3984%。 若采用滑动窗口协议，可连续发送的帧的个数： 周期长度分组发送时间=100.4 毫秒0.4 毫秒=251256=2 8 。 所以，最小序号位有 8 位。16.在选择重传 ARQ 协议中，设编号用 3bit。再设发送窗口 W r =6 而接收窗口 W R =3。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：假定发送端已发送完 05 号共 6 个

24、数据帧。因发送窗口已满，发送暂停。再假定 6 个数据帧中的0 号帧正确到达接收端，1 号帧丢失，并且随后的 2、3、4 和 5 号帧的传输都正确，那么接收端在把 0 号帧提交给上层协议模块之后，因需要等待对发送端重传的 1 号帧的接收，必须缓存正确接收的 2、3、4和 5 号帧。然而由于 W R =3，接收端没有足够容量的缓存空间同时存储这 4 个帧，只能把最后到达的 5 号帧丢弃。这种情况的发生，表明在选择重传 ARQ 协议中，若编号用 3bit，发送窗口 W T =6，接收窗口 W T =3，协议不能正确工作。17.假定 A 与 B 结点之间正在传送 LLC 信息帧，所传送帧的主要参数按照

25、“地址.帧名.序号.P/F”的先后顺序表示，当 P/F 为 1 时才写上 P 或 F，请按正确顺序在下列空格内填入信息帧的主要参数。 B，1，2，2，P A，1，2，3 A，1，3，3 A，1，4，3，P _ A，1， （分数：4.00）_正确答案：()解析：B，1，2，2，P因超时 A 以 P 位置 1 的命令帧形式重传 2 号信息帧。实际上，超时的帧已经被 B收到了，该重传帧却在传输过程中丢失了。 A，1，2，3B 以命令形式发送自己的信息帧。此时 A 没有收到 B 发送的 P 位置 1 的命令帧，所以没有对其进行应答。 A，1，3，3B 继续以命令形式发送信息帧。 A，1，4，3，PB

26、发送 P 位置 1 的命令帧，同时发送自己的 4 号信息帧。 A，1，3，5，F A 以 F 位置 1 的响应形式进行应答，同时发送 3 号信息帧。 A，1，B 继续以命令形式发送信息帧。 因此答案是：A，1，3，5，F。18.数据链路层协议几乎总是把 CRC 放在尾部，而不是放在头部，为什么? （分数：4.00）_正确答案：()解析：CRC 是在发送期间进行计算的。一旦把最后一位数据送上外出线路，就立即把 CRC 编码附加在输出流的后面发出。如果把 CRC 放在帧的头部，那么就要在发送之前把整个帧先检查一遍来计算 CRC。这样每个字节都要处理两遍，第一遍是为了计算检验码，第二遍是为了发送。把

27、 CRC 放在尾部就可以把处理时间减半。19.一个 12 位的海明码到达接收方时的十六进制值是 0xE4F，那么，原先的值用十六进制表示是什么样子?假定传输差错不超过 1 位。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：111001001111 13+5+7+9+111+0+0+1+11 23+6+7+10+111+1+0+1+10 45+6+7+120+1+0+10 80+10+11+121+1+1+10 第 2 位的值是不正确的，因此发送的 12 位值应该是 0xA4F，原先的 8 位数据值是 10101111，用十六进制表示应该：是 0xAF。20.卫星信道的数据率为 1Mbps。取卫星信

28、道的单程传播时延为 0.25 秒。每一个数据帧长都是 2000bit。在这里，1M=10 6 ，忽略误码率、确认帧长和处理时间，忽略帧首部长度对信道利用率的影响。试计算下列情况下的信道利用率： (1)停止等待协议。 (2)连续 ARQ 协议，W T =7。 (3)连续 ARQ 协议，W T =127。 (4)连续 ARQ 协议，W T =250。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：1 帧的发送时间等于 200010 6 秒。 (1)U=200010 6 (0.252+200010 6 )=1/251，信道利用率是 1/251。 (2)U=2000710 6 (0.252+200010 6

29、 )=7/251，信道利用率是 7/251。 (3)U=200012710 6 (0.252+200010 6 )=127/251，信道利用率是 127/251。 (4)U=200025010 6 (0.252+200010 6 )=250/2511，信道利用率约等于 1。21.一个 3000 公里长的 T1 干线被用来传送采取后退 N 帧错误重传滑动窗口协议的长度都是 64 字节的数据链路帧。如果传播速度是每公里 6 微秒，那么序列号应该是多少位? （分数：4.00）_正确答案：()解析：为了有效运行，序列空间(实际上就是发送窗口大小)必须足够大，以允许发送方在收到第 1 个确认应答之前可以

30、不断发送。 63000=18000(微秒) 传播时间是 18000 微秒，即 18 毫秒。 在 T1 速率，即 8248000=1.53610 6 bps(不包括每个物理帧中的 1 个帧位)。 发送 64 字节的帧需花时间：6481.536333(微秒)，即 0.333 毫秒，约等于 0.3 毫秒。 因此，第一个帧从开始发送起，18.3 毫秒后完全到达接收方。确认应答又花了回程 18 毫秒加上很少的(可以忽略)发送时间，就可以完全收到。 这样，加在一起的总的时间是 36.3 毫秒。发送方应该有足够的窗口空间，从而能够连续发送 36.3 毫秒。36.30.3=121，也就是说，为充满管道需要 1

31、21 帧，因此序列号应该是 7 位。22.一个 PPP 帧的数据部分(用十六进制写出)是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么(用十六进制写出)? （分数：4.00）_正确答案：()解析：把第 1 和第 2 字节的 7D 5E 还原成 7E，把第 5 和第 6 字节的 7D 5D 还原成 7D，把第 7 和第 8 字节的 7D 5D 也还原成 7D，把最后两个字节的 7D 5E 还原成 7E，结果得到真正的数据 7E FE 27 7D 7D 65 7E。23.位流“10011101”使用标准的 CRC 发送，生成多项式是 x 3 +1，说明实际

32、发送的位串。假定左起第 3位在传输期间变反了，说明该差错在接收方是怎样可以被检测到的。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：位流是“10011101”，生成多项式是 1001，在位流后面附加 3 个 0 变成 10011101000，用 1001 去除 10011101000 的余数是 100。因此实际发送的位串是 10011101100，收到的第 3 位变反了的位流是10111101100。用 1001 去除这个位串产生余数 100。由于余数不是 0，接收方就知道传输过程中发生了差错，可以请求重传。24.一个通过以太网发送的 IP 分组有 60B(包括它的所有的头)，如果不使用 LLC，

33、那么在这个以太网帧中需要填充吗?如果需要，用多少字节? （分数：4.00）_正确答案：()解析：最小的以太网帧是 64B，包括在帧头中的两个地址、类型/长度段和检验和。由于头段占 18B，IP分组是 60B，所以总的帧长是 78B，已经超过 64B 的最小值，因此不需要填充。25.长度为 1km、数据传输率为 10Mbps 的 CSMA/CD 以太网，信号传播速度为 200m/s。试求能够使该网络正常运行的最小帧长。 （分数：4.00）_正确答案：()解析：200m/s=20010 6 m/s，来回路程=1000m2 RTT=10002(20010 6 )s，发送速率=10Mbps=1010 6 bps 10002(20010 6 )(1010 6 )=100(比特) 所以，能够使该网络正常运行的最小帧长是 100 比特。