./Chapter11-11.Whataretworeasonsforusinglayeredprotocols?<請說出使用分層協(xié)議的兩個理由>答：通過協(xié)議分層可以把設(shè)計問題劃分成較小的易于處理的片段.分層意味著某一層的協(xié)議的改變不會影響高層或低層的協(xié)議.1-13.Whatistheprincipaldifferencebetweenconnectionlesscommunicationandconnection-orientedcommunication?<在無連接通信和面向連接的通信兩者之間,最主要的區(qū)別是什么？>答：主要的區(qū)別有兩條.其一：面向連接通信分為三個階段,第一是建立連接,在此階段,發(fā)出一個建立連接的請求.只有在連接成功建立之后,才能開始數(shù)據(jù)傳輸,這是第二階段.接著,當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢,必須釋放連接.而無連接通信沒有這么多階段,它直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.其二：面向連接的通信具有數(shù)據(jù)的保序性,而無連接的通信不能保證接收數(shù)據(jù)的順序與發(fā)送數(shù)據(jù)的順序一致.1-20.Asystemhasann-layerprotocolhierarchy.ApplicationsgeneratemessagesoflengthMbytes.Ateachofthelayers,anh-byteheaderisadded.Whatfractionofthenetworkbandwidthisfilledwithheaders?<一個系統(tǒng)有n層協(xié)議的層次結(jié)構(gòu).應(yīng)用程序產(chǎn)生的消息的長度為M字節(jié).在每一層上需要加上一個h字節(jié)的頭.請問,這些頭需要占用多少比例的網(wǎng)絡(luò)帶寬>答：hn/<hn+m>*100%1-28.Animageis1024x768pixelswith3bytes/pixel.Assumetheimageisuncompressed.Howlongdoesittaketotransmititovera56-kbpsmodemchannel?Overa1-Mbpscablemodem?Overa10-MbpsEthernet?Over100-MbpsEthernet?<一幅圖像的分辨率為1024x768像素,每個像素用3字節(jié)來表示.假設(shè)該圖像沒有被壓縮.請問,通過56kbps的調(diào)制解調(diào)器信道來傳輸這幅圖像需要多長時間？通過1Mbps的電纜調(diào)制解調(diào)器呢？通過10Mbps的以太網(wǎng)呢？通過100Mbps的以太網(wǎng)呢?>答：Theimageis1024*768*3bytesor2359296bytes.Thisis18874368bit.At56,000bits/sec,ittakesabout337.042sec.At1,000,000bits/sec,ittakesabout18.874sec.At10,000,000bits/sec,ittakesabout1.887sec.At100,000,000bits/sec,ittakesabout0.189sec.Chapter22-2.Anoiseless4-kHzchannelissampledevery1msec.Whatisthemaximumdatarate?<一條無噪聲4kHz信道按照每1ms一次進(jìn)行采樣,請問最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少？>答：無噪聲信道最大數(shù)據(jù)傳輸率公式：最大數(shù)據(jù)傳輸率=2Hlog2Vb/s.因此最大數(shù)據(jù)傳輸率決定于每次采樣所產(chǎn)生的比特數(shù),如果每次采樣產(chǎn)生16bits,那么數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)128kbps；如果每次采樣產(chǎn)生1024bits,那么可達(dá)8.2Mbps.注意這是對無噪聲信道而言的,實(shí)際信道總是有噪聲的,其最大數(shù)據(jù)傳輸率由香農(nóng)定律給出.2-4.Ifabinarysignalissentovera3-kHzchannelwhosesignal-to-noiseratiois20dB,whatisthemaximumachievabledatarate?<如果在一條3kHz的信道上發(fā)送一個二進(jìn)制信號,該信道的信噪比為20dB,則最大可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率為多少？>答：信噪比為20dB即S/N=100由于log2101≈6.658,由香農(nóng)定理,該信道的信道容量為3log2<1+100>=19.98kbps.又根據(jù)乃奎斯特定理,發(fā)送二進(jìn)制信號的3kHz信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為2*3*log22=6kbps.所以可以取得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6kbps.2-5.Whatsignal-to-noiseratioisneededtoputaT1carrierona50-kHzline?<在50kHz的線路上使用1T線路需要多大的信噪比？>答：為發(fā)送T1信號,我們需要所以,在50kHz線路上使用T1載波需要93dB的信噪比.2-34.Asignalistransmitteddigitallyovera4-kHznoiselesschannelwithonesampleevery125μsec.Howmanybitspersecondareactuallysentforeachoftheseencodingmethods?<a>CCITT2.048Mbpsstandard.<b>DPCMwitha4-bitrelativesignalvalue.<c>Deltamodulation.〔一個信號在4kHz的無噪聲信道上以數(shù)字方式進(jìn)行傳輸,沒125us采樣一次.請問,按照以下的編碼方法,每秒鐘實(shí)際發(fā)送多少位？〔aCCITT2.048Mbps標(biāo)準(zhǔn).〔b有4位相對信號值的DPCM.〔c增量調(diào)制.答：a．CCITT2.048Mbps標(biāo)準(zhǔn)用32個8位數(shù)據(jù)樣本組成一個125的基本幀,30個信道用于傳信息,2個信道用于傳控制信號.在每一個4kHz信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)率就是8*8000=64kbps.b．差分脈碼調(diào)制〔DPCM是一種壓縮傳輸信息量的方法,它發(fā)送的不是每一次抽樣的二進(jìn)制編碼值,而是兩次抽樣的差值的二進(jìn)制編碼.現(xiàn)在相對差值是4位,所以對應(yīng)每個4kHz信道實(shí)際發(fā)送的比特速率為4*8000=32bps.c．增量調(diào)制的基本思想是：當(dāng)抽樣時間間隔st很短時,模擬數(shù)據(jù)在兩次抽樣之間的變化很小,可以選擇一個合適的量化值作為階距.把兩次抽樣的差別近似為不是增加一個就是減少一個.這樣只需用1bit二進(jìn)制信息就可以表示一次抽樣結(jié)果,而不會引入很大誤差.因此,此時對應(yīng)每個4kHz信道實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)速率為1*8000=8kHz.2-43.Supposethatxbitsofuserdataaretobetransmittedoverak-hoppathinapacket-switchednetworkasaseriesofpackets,eachcontainingpdatabitsandhheaderbits,withx>>p+h.Thebitrateofthelinesisbbpsandthepropagationdelayisnegligible.Whatvalueofpminimizesthetotaldelay?<假定x位用戶數(shù)據(jù)將以一系列分組形式,在一個分組交換網(wǎng)絡(luò)中沿著一條共有k跳的路徑向前傳播,每個分組包含p位數(shù)據(jù)和h位的頭,這里x>>p+h.線路的傳輸率為bbps,傳播延遲忽略不計.請問,什么樣的p值使總延遲最小？>答：所需要的分組總數(shù)是x/p,因此總的數(shù)據(jù)加上頭信息交通量為<p+h>*x/p位.源端發(fā)送這些位需要時間為<p+h>*x/pb中間的路由器重傳最后一個分組所花的總時間為<k-1>*<p+h>/b因此我們得到的總的延遲為對該函數(shù)求p的導(dǎo)數(shù),得到令得到因?yàn)閜＞0,所以故時能使總的延遲最小.2-53.ACDMAreceivergetsthefollowingchips:<-1+1-3+1-1-3+1+1>.AssumingthechipsequencesdefinedinFig.2-45<b>,whichstationstransmitted,andwhichbitsdideachonesend?<一個CDMA接收器得到了下面的時間片：<-1+1-3+1-1-3+1+1>.假設(shè)時間片序列如圖2.45〔b中所定義,請問哪些移動站傳輸了數(shù)據(jù)？每個站發(fā)送了什么位?>答：Justcomputethefournormalizedinnerproducts:〔1+13+113+1+1d〔111+1+11+1+1/8=1〔1+13+113+1+1d〔11+11+1+1+11/8=1〔1+13+113+1+1d〔1+11+1+1+111/8=0〔1+13+113+1+1d〔1+11111+11/8=1TheresultisthatAandDsent1bits,Bsenta0bit,andCwassilent.Chapter33-3.Thefollowingdatafragmentoccursinthemiddleofadatastreamforwhichthebyte-stuffingalgorithmdescribedinthetextisused:ABESCCESCFLAGFLAGD.Whatistheoutputafterstuffing?<數(shù)據(jù)片斷〔ABESCCESCFLAGFLAGD出現(xiàn)在一個數(shù)據(jù)流的中間,而成幀方式采用的是本章介紹的字節(jié)填充算法,請問經(jīng)過填充之后的輸出時什么？>答：Afterstuffing,wegetABESCESCCESCESCESCFLAGESCFLAGD.3-15.Abitstream10011101istransmittedusingthestandardCRCmethoddescribedinthetext.Thegeneratorpolynomialisx3+1.Showtheactualbitstringtransmitted.Supposethethirdbitfromtheleftisinvertedduringtransmission.Showthatthiserrorisdetectedatthereceiver'send.<利用本章中介紹的標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式CRC方法來傳輸位流1001101.生成器多項(xiàng)式為x3+1.請給出實(shí)際被傳輸?shù)奈淮?假設(shè)在傳輸過程中左邊第三位變反了.請證明,這個錯誤可以在接收端被檢測出來.>答：TransmittedisDividingthisby1001producesaremainder100,whichisdifferentfromzero.Thus,thereceiverdetectstheerrorandcanaskforaretransmission.3-18.A3000-km-longT1trunkisusedtotransmit64-byteframesusingprotocol5.Ifthepropagationspeedis6μsec/km,howmanybitsshouldthesequencenumbersbe?<一條3000公里長的T1骨干線路被用來傳輸64字節(jié)的幀,兩端使用了協(xié)議5.如果傳輸速度為6us/公里,則序列號應(yīng)該有多少位？>答：為了有效運(yùn)行,序列空間〔實(shí)際上就是發(fā)送窗口大小必須足夠的大,以允許發(fā)送方在收到第一個確認(rèn)應(yīng)答之前可以不斷發(fā)送.信號在線路上的傳播時間為6×3000=18000us,即18ms.在T1速率,發(fā)送64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀需花的時間：64×8÷<1.536×106>=0.33us.所以,發(fā)送的第一幀從開始發(fā)送起,18.33ms后完全到達(dá)接收方.確認(rèn)應(yīng)答又花了很少的發(fā)送時間〔忽略不計和回程的18ms.這樣,加在一起的時間是36.33ms.發(fā)送方應(yīng)該有足夠大的窗口,從而能夠連續(xù)發(fā)送36.33ms.36.33/0.33=110也就是說,為充滿線路管道,需要至少110幀,因此序列號為7位.3-22.Inprotocol6,whenadataframearrives,acheckismadetoseeifthesequencenumberdiffersfromtheoneexpectedandno_nakistrue.Ifbothconditionshold,aNAKissent.Otherwise,theauxiliarytimerisstarted.Supposethattheelseclausewereomitted.Wouldthischangeaffecttheprotocol'scorrectness? <在協(xié)議6中,當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀到達(dá)的時候,需要執(zhí)行一個檢查,看它的序列號是否與期望的序列號不同,并且no_nak為真.如果這兩個條件都成立,則發(fā)送一個NAK.否則的話,啟用輔助定時器.假定else子句被省略掉.這種改變會影響協(xié)議的正確性嗎？>答：可能導(dǎo)致死鎖.假定有一組幀正確到達(dá),并被接收.然后,接收方會向前移動窗口.現(xiàn)在假定所有的確認(rèn)幀都丟失了,發(fā)送方最終會產(chǎn)生超時事件,并且再次發(fā)送第一幀,接收方將發(fā)送一個NAK.然后NONAK被置成偽.假定NAK也丟失了.那么從這個時候開始,發(fā)送方會不斷發(fā)送已經(jīng)被接收方接受了的幀.接收方只是忽略這些幀,但由于NONAK為偽,所以不會再發(fā)送NAK,從而產(chǎn)生死鎖.如果設(shè)置輔助計數(shù)器〔實(shí)現(xiàn)"else"子句,超時后重發(fā)NAK,終究會使雙方重新獲得同步.3-31.Consideranerror-free64-kbpssatellitechannelusedtosend512-bytedataframesinonedirection,withveryshortacknowledgementscomingbacktheotherway.Whatisthemaximumthroughputforwindowsizesof1,7,15,and127?Theearth-satellitepropagationtimeis270msec.〔考慮在一個無錯誤的64kbps衛(wèi)星信道上單向發(fā)送512字節(jié)的數(shù)據(jù)幀,有一些非常短的確認(rèn)從另一個方向回來.對于