《通信网络基础》(李建东盛敏　编著 )课后习题答案

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1、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

2、动通信链路，十几kb/s2Mb/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

3、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：AAL1AAL5,形成协

4、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参考模型硬件 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层运输层互连网层 网络接入层 1.10解： X(1) P1/2 1/2;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：

5、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，

6、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：PrimDijkstra：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：C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB DC C0 恢复为： 第一帧：空 . 第二帧： 7C 8D DC C02.3答：插入后：011011111 0 0011111 0 101011111 0 11111 0 01111010 恢复：

7、01111110 11111 0 110011111 0 011111 0 11111 0 1100 01111110 Flag Flag 1011111 02.4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： 011 011111 0 111111 011111 0 1 01111110 015 015 Flag2.5答： 校验规则1 0 0 1 0 1 10 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 01 1 0 0 1 1 01 0 1 0 1 0 11 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 1

8、 1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SN0；（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RNSN，则将SN模2加1，返回（2），若在规定时间内，并未收到B的RNSN的应答，则返回（3）。 收端B：（1）置RN0；（2）无论何

9、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211 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nARQ 选择重传ARQ ARPANET ARQ 这里, 所以与误帧率及信道传播

10、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ARPANET ARQ链路利用率都最高，当时选择重传式ARQ链路利用率高，当时，ARPANET ARQ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

11、m/(n-1+2(m-1)T .若mn，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

12、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

13、理，得快餐店内的平均顾客数为 人3.5解：（1）10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：统计复用：平均服务时间为，分组到达率为。 （2）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。 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

14、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

15、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，它采用了附加的硬件装置，每个节点都能检测到信道上有无分组传输。如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点可以等待信道空闲后再传输，这样可以减少要发送的分组与正在传输分组之间的碰撞，减少发送的盲目性，提高系统利用率。4.8答：CSMA方法要求收发共享一个信道，时延小。 因为卫星信道的传播时延非常大，因而在不同的监测点上同一信号出现或消失的时刻是不同的。在CSMA协议中，影响系统性能的最重要的参数是载波检测时延，因此CSMA不适于卫星信道。4.9解：由于吞吐量是关于归一化载波侦听时延的函数，所以只要LAN和MAN有相同的就会有相同的吞吐量。由知 得