计算机网络第四版课后习题答案(中文版)(2)

宽？假设防护频段为400Hz宽。

有10个4000Hz信号。我们需要9个防护频段来避免干扰。最小带宽需求是4000×10+400×9 =43,600 Hz.

2-29 Why has the PCM sampling time been set at 125 μsec?

答：125的采样时间对应于每秒8000 次采样。一个典型的电话通道为4kHz。根据奈奎斯特定理，为获取一个4kHz 的通道中的全部信息需要每秒8000 次的采样频率。 (实际上额定带宽稍有些少，截止点并不清晰)

2-30 What is the percent overhead on a T1 carrier; that is, what percent of the 1.544 Mbps are not delivered to the end user?

每一帧中，端点用户使用193 位中的168（7*24）位，开销占25（=193-168）位，因此开销比例等于25/193=13%。

2-33 What is the difference, if any, between the demodulator part of a modem and the coder part of a codec? (After all, both convert analog signals to digital ones.)

答：有。编码器接受任意的模拟信号，并从它产生数字信号。而解调器仅仅接受调制了的正弦（或余弦）波，产生数字信号。

2-34 A signal is transmitted digitally over a 4-kHz noiseless channel with one sample every 125 μsec. How many bits per second are actually sent for each of these encoding methods?

(a) CCITT 2.048 Mbps standard. (b) DPCM with a 4-bit relative signal value. (c) Delta modulation.

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答：a．CCITT 2.048Mbps 标准用32 个8 位数据样本组成一个125的基本帧，30 个信道用于传信息，2 个信道用于传控制信号。在每一个4kHz 信道上发送的数据率就是 8*8000=64kbps。

b．差分脉码调制（DPCM）是一种压缩传输信息量的方法，它发送的不是每一次抽样的二进制编码值，而是两次抽样的差值的二进制编码。现在相对差值是4 位，所以对应每个4kHz 信道实际发送的比特速率为4*8000=32bps。

c．增量调制的基本思想是：当抽样时间间隔s t 很短时，模拟数据在两次抽样之间的变化很小，可以选择一个合适的量化值? 作为阶距。把两次抽样的差别近似为不是增加一个?就是减少一个? 。这样只需用1bit 二进制信息就可以表示一次抽样结果，而不会引入很大误差。因此，此时对应每个4kHz 信道实际发送的数据速率为1*8000=8kHz。

2-39What is the essential difference between message switching and packet switching?

信息交换发送到数据单元可以是任意长度。分组交换有最大报文大小限制，任何大于限制的信息将被拆分成多个报文。

2-41 Three packet-switching networks each contain n nodes. The first network has a star topology with a central switch, the second is a (bidirectional) ring, and the third is fully interconnected, with a wire from every node to every other node. What are the best-, average-, and-worst case transmission paths in hops? 三个分组交换网络每个包含n个节点。第一个网络是一个星型拓扑结构，有一个中心交换机；第二个网络是一个双向环；第三个网络是一个全连接结构，从任何一个节点到其他的节点都有一条线路。请问从传输路径的跳数来看，哪个最好？其次？最差？

答：The three networks have the following properties: 星型：最好为2，最差为2，平均为2； 环型：最好为1，最差为n/2，平均为n/4 如果考虑n 为奇偶数，

则n 为奇数时，最坏为（n-1）/2，平均为（n+1）/4 n 为偶数时，最坏为 n/2，平均为n2/4(n?1) 全连接：最好为1，最差为1，平均为1。

2-42 Compare the delay in sending an x-bit message over a k-hop path in a circuit-switched network and in a (lightly loaded) packet-switched network. The circuit setup time is s sec, the propagation delay is d sec per hop, the packet size is p bits, and the data rate is b bps. Under what conditions does the packet network have a lower delay?

请比较一下在一个电路交换网络中和在一个负载较轻的分组交换网络中，沿着k跳到路径发送x位消息的延迟情况。电路建立的时间为s秒，每一跳的传播延迟为d秒，分组的大小为p位，数据传输率为b bps。在什么条件下分组网络的延迟比较短？

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对于电路交换， t= s时电路建立起来；t?＝s+ x /d? 时报文的最后一位发送完毕；t?=? s+x/b+kd时报文到达目的地。而对于分组交换，最后一位在t=x/b?时发送完毕。

为到达最终目的地，最后一个分组必须被中间的路由器重发k?1次，每次重发花时间p/ b，所以总的延迟为

为了使分组交换比电路交换快，必须：

所以：

2-43 Suppose that x bits of user data are to be transmitted over a k-hop path in a packet-switched network as a series of packets, each containing p data bits and h header bits, with x p + h. The bit rate of the lines is b bps and the propagation delay is negligible. What value of p minimizes the total delay?

假定x位用户数据将以一系列分组的形式，在一个分组交换网络中沿着一条共有k跳到路径向前传输，每个分组包含p位数据和h位的头，这里x>>p+h。线路的传输率为b bps，传播延迟忽略不计。请问什么样的p值使总延迟最小？

答：所需要的分组总数是x /p ，因此总的数据加上头信息交通量为(p+h)x/p位。 源端发送这些位需要时间为(p+h?)x?/pb；中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为(k-1)(p?+h?)/ b 因此我们得到的总的延迟为

对该函数求p 的导数，得到

令

得到

因为p＞0，所以

故

时能使总的延迟最小。

2-44 In a typical mobile phone system with hexagonal cells, it is forbidden to reuse a frequency band in an adjacent cell. If 840 frequencies are available, how many can be used in a given cell? 在一个典型的移动电话系统中，蜂窝单元为六角形，在相邻的单元内禁止重新使用频段。如果总共有840个频率可以使用的话，则任何一个给定的单元内可以使用多少个频率？ 每个单元有6个邻居。如果中间的单元使用频段组合A，它的六个邻居可以分别使用的频段组合B, C, B, C, B, C。换句话说，只需要3个单一的单元。因此，每个单元可以使用280个频率。

2-50 Suppose that A, B, and C are simultaneously transmitting 0 bits, using a CDMA system with the chip sequences of

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Fig. 2-45(b). What is the resulting chip sequence?

FIG 2-45(b)

结果是通过对A、B、C求反再将这三个码片序列相加得到的。 结果是(+3 +1 +1 ?1 ?3 ?1 ?1 +1).

2-53 A CDMA receiver gets the following chips: (-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1). Assuming the chip sequences defined in Fig. 2-45(b), which stations transmitted, and which bits did each one send?

一个CDMA接收器得到了下面的时间片（-1+1-3+1-1-3+1+1）。假设时间片序列如图2.45b中所定义，请问那些移动站传输了数据？每个站发送了什么位？

Just compute the four normalized inner products:此处答案中的~疑为-号之误？ (?1 +1 ?3 +1 ?1 ?3 +1 +1) d (?1 ?1 ?1 +1 +1 ?1 +1 +1)/8 = 1 (?1 +1 ?3 +1 ?1 ?3 +1 +1) d (?1 ?1 +1 ?1 +1 +1 +1 ?1)/8 = ?1 (?1 +1 ?3 +1 ?1 ?3 +1 +1) d (?1 +1 ?1 +1 +1 +1 ?1 ?1)/8 = 0 (?1 +1 ?3 +1 ?1 ?3 +1 +1) d (?1 +1 ?1 ?1 ?1 ?1 +1 ?1)/8 = 1

结果是 A 和 D 发送了1位, B发送了0位, C 没有发送。

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第 3 章 数据链路层

3-1 An upper-layer packet is split into 10 frames, each of which has an 80 percent chance of arriving undamaged. If no error control is done by the data link protocol, how many times must the message be sent on average to get the entire thing through?

一个上层的分组被切分成10帧，每一帧有80％的机会可以无损地到达。如果数据链路协议没有提供错误控制的话，请问，该报文平均需要发送多少次才能完整地到达接收方？

答：由于每一帧有0.8 的概率正确到达，整个信息正确到达的概率为 p=0.810=0.107。

为使信息完整的到达接收方，发送一次成功的概率是p ，二次成功的概率是(1-p)p，三次成功的概率为(1-p?)2 p，i 次成功的概率为(1-p)i-1 p，因此平均的发送次数等于：

3-2The following character encoding is used in a data link protocol: A: 01000111; B: 11100011; FLAG: 01111110; ESC: 11100000 Show the bit sequence transmitted (in binary) for the four-character frame: A B ESC FLAG when each of the following framing methods are used:

(a) Character count. (b) Flag bytes with byte stuffing. (c) Starting and ending flag bytes, with bit stuffing.

结果是

(a) 00000100 01000111 11100011 11100000 01111110

(b) 01111110 01000111 11100011 11100000 11100000 11100000 01111110 01111110

(c) 01111110 01000111 110100011 111000000 011111010 01111110

3-5 A bit string, 0111101111101111110, needs to be transmitted at the data link layer. What is the string actually transmitted after bit stuffing?

位串0111101111101111110需要在数据链路层上被发送，请问，经过位填充之后实际被发送出去的是什么？ 输出是1110111110011111010.

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