A. 計算機網路原理的計算題（CRC校驗和數據傳輸問題）
第一題：進行模2除法時被除數錯了，應該是M*2^4，不是M*2^5，因為多項式是4階的，在M後面添4個0
B. 求解，計算機網路技術基礎詳細過程！
1. 在CRC校驗中。已知生成多項式是G(x)=x4+x3+1。要求寫出信息1011001的CRC校驗碼。 解：
生成多項式G(x)=11001，為5位，校驗余數取4位，按模2除法計算過程如下：
1101010 11001 10110010000
11001 11110
11001 011110 11001 011100 11001 1010 余數R(x)= 1010
CRC校驗碼=1011001 1010
2. 雙方採用CRC循環校驗碼進行通信，已知生成多項式為x4+x3+x+1,接收到碼字為10111010011。判斷該信息有無錯誤。 解：
依題意，生成多項式G(x)=11011，如果信息正確，則模2除法余數應為0
1100101 11011 10111010011 11011 11000
11011 11100 11011 11111 11011 100 結果余數R(x)= 100不為零所以結果有錯。
在一個帶寬為 3KHZ、沒有雜訊的信道，能夠達到的碼元速率極限值為6kbps 碼元速率是信道傳輸數據能力的極限，奈奎斯特（Nyquist）首先給出了無雜訊情況下碼元速率的極限值與信道帶寬的關系：B=2H （Baud）其中，H是信道的帶寬，也稱頻率范圍，即信道能傳輸的上、下限頻率的差值。由此可以推出表徵信道數據傳輸能力的奈奎斯特公式：C=2•H•log2N （bps）對於特定的信道，其碼元速率不可能超過信道帶寬的2倍，但若能提高每個碼元可能取的離散值的個數，則數據傳輸速率便可成倍提高。例如，普通電話線路的帶寬約為3kHz，則其碼元速率的極限值為6kBaud。若每個碼元可能取得離散值的個數為32（即N=32），則最大數據傳輸速率可達C=2*3k*log2 32=30kbps。
實際的信道總要受到各種雜訊的干擾，香農（Shannon）則進一步研究了受隨機雜訊干擾的信道的情況，給出了計算信道容量的香農公式： C=H*log2(1+S/N) (bps)其中，S表示信號功率，N為雜訊功率，由此可見，只要提高信道的信噪比，便可提高信道的最大數據傳輸速率
希望能幫到你
C. 網路工程師常用計算公式
網路工程師常用計算公式大全
為了方便廣大計算機學習者，我下面為你整理了網路工程師經常用到的計算公式，希望對你有所幫助。
單位的換算
1位元組(B)=8bit 1KB=1024位元組1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
通信單位中K=千，M=百萬
計算機單位中K=210，M=220
倍數剛好是1024的冪
^為次方;/為除;*為乘;(X/X)為單位
計算匯流排數據傳輸速率
匯流排數據傳輸速率=時鍾頻率(Mhz)/每個匯流排包含的時鍾周期數*每個匯流排周期傳送的位元組數(b)
計算系統速度
每秒指令數=時鍾頻率/每個匯流排包含時鍾周期數/指令平均佔用匯流排周期數
平均匯流排周期數=所有指令類別相加(平均匯流排周期數*使用頻度)
控製程序所包含的匯流排周期數=(指令數*匯流排周期數/指令)
指令數=指令條數*使用頻度/總指令使用頻度
每秒匯流排周期數=主頻/時鍾周期
FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8
計算機執行程序所需時間
P=I*CPI*T
執行程序所需時間=編譯後產生的機器指令數*指令所需平均周期數*每個機器周期時間
指令碼長
定長編碼:碼長>=log2
變長編碼:將每個碼長*頻度，再累加其和
平均碼長=每個碼長*頻度
流水線計算
流水線周期值等於最慢的那個指令周期
流水線執行時間=首條指令的執行時間+(指令總數-1)*流水線周期值
流水線吞吐率=任務數/完成時間
流水線加速比=不採用流水線的執行時間/採用流水線的執行時間
存儲器計算
存儲器帶寬:每秒能訪問的位數單位ns=10-9秒
存儲器帶寬=1秒/存儲器周期(ns)*每周期可訪問的位元組數
(隨機存取)傳輸率=1/存儲器周期
(非隨機存取)讀寫N位所需的平均時間=平均存取時間+N位/數據傳輸率
內存片數：(W/w)*(B/b)W、B表示要組成的存儲器的字數和位數;
w、b表示內存晶元的字數和位數
存儲器地址編碼=(第二地址–第一地址)+1
{例:[(CFFFFH-90000H)+1]/[(16K*1024)*8bit]}
內存位數：log2(要編址的字或位元組數)
Cache計算
平均訪存時間：Cache命中率*Cache訪問周期時間+Cache失效率*主存訪問周期時間
[例:(2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns]
映射時，主存和Cache會分成容量相同的組
cache組相聯映射主存地址計算
主存地址=(主存容量塊數*字塊大小)log2(主存塊和cache塊容量一致)
[例:128*4096=219(27*212)]
主存區號=(主存容量塊數/cache容量塊數)log2
Cache訪存命中率=cache存取次數/(cache存取次數+主存存取次數)
磁帶相關性能公式
數據傳輸速率(B/s)=磁帶記錄密度(B/mm)*帶速(mm/s)
數據塊長充=B1(記錄數據所需長度)+B2(塊間間隔)
B1=(位元組數/記錄)*塊因子/記錄密度
讀N條記錄所需時間:T=S(啟停時間)+R+D
R(有效時間)=(N*位元組數/記錄)/傳輸速度
D(間隔時間)=塊間隔總長/帶速=[(N/塊化因子)*(塊間間隔)]/帶速
每塊容量=記錄長度*塊化系數
每塊長度=容量/(記錄密度)
存儲記錄的.塊數=磁帶總帶長/(每塊長度+每塊容量)
磁帶容量=每塊容量*塊數
磁碟常見技術指標計算公式
雙面碟片要*2因為最外面是保護面又-2 N*2-2
非格式化容量=位密度*3.14159*最內圈址徑*總磁軌數
[例:(250*3.14*10*10*6400)/8/1024/1024=59.89MB]
總磁軌數=記錄面數*磁軌密度*(外直徑-內直徑)/2
[例:8面*8*(30-10)/2*10=6400]
每面磁軌數=((外徑-內徑)/2)×道密度
每道位密度不同，容易相同
每道信息量=內徑周長×位密度
[例:10cm×10×3.14159×250位/mm=78537.5位/道]
格式化容量=每道扇區數*扇區容量*總磁軌數
[例:(16*512*6400)/1024/1024=50MB]
or
格式化容量=非格式化容量×0.8
平均傳輸速率=最內圈直徑*位密度*碟片轉速
[例:[2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]
數據傳輸率=(外圈速率+內圈速率)/2
外圈速率=外徑周長×位密度×轉速
[例:(30cm×10×3.14159×250位/mm×120轉/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s]
內圈速率=內徑周長×位密度×轉速
[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120轉/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s]
數據傳輸率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s
存取時間=尋道時間+等待時間
處理時間=等待時間+記錄處理時間
(記錄處理最少等待時間=0，最長等待時間=磁碟旋轉周期N ms/周*記錄道數)
移動道數(或扇區)=目標磁軌(或扇區)-當前磁軌(或扇區)
尋道時間=移動道數*每經過一磁軌所需時間
等待時間=移動扇區數*每轉過一扇區所需時間
讀取時間=目標的塊數*讀一塊數據的時間
數據讀出時間=等待時間+尋道時間+讀取時間
減少等待時間調整讀取順序能加快數據讀取時間
平均等待時間=磁碟旋轉一周所用時間的一半
(自由選擇順逆時鍾時，最長等待時間為半圈，最短為無須旋轉)
平均等待時間=(最長時間+最短時間)/2
平均尋道時間=(最大磁軌的平均最長尋道時間+最短時間)/2
最大磁軌的平均最長尋道時間=(最長外徑+圓心)/2
操作系統
虛存地址轉換
(((基號)+段號)+頁號)*2n+頁內偏移網路流量與差錯控制技術 最高鏈路利用率
a:幀計數長度
a可以是傳播延遲/發一幀時間
數據速率*線路長度/傳播速度/幀長
數據速率*傳播延遲/幀長
停等協議最高鏈路利用率E=1/(2a+1)
W:窗口大小
滑動窗口協議E=W/(2a+1)
P:幀出錯概率
停等ARQ協議E=(1-P)/(2a+1)
選擇重發ARQ協議
若W>2a+1則E=1-P
若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)
後退N幀ARQ協議
若W>2a+1則E=(1-P)/(1-P+NP)
若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)
CSMA/CD常用計算公式
網路傳播延遲=最大段長/信號傳播速度
沖突窗口=網路傳播延遲的兩倍.(寬頻為四倍)
最小幀長=2*(網路數據速率*最大段長/信號傳播速度)
例:Lmin=2*(1Gb/s*1/200 000)=10 000bit=1250位元組
性能分析
吞吐率T(單位時間內實際傳送的位數)
T=幀長/(網路段長/傳播速度+幀長/網路數據速率)
網路利用率E
E=吞吐率/網路數據速率
乙太網沖突時槽
T=2(電波傳播時間+4個中繼器的延時)+發送端的工作站延時+接收站延時
即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy
T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr
S=網路跨距
0.7C=電波在銅纜的速度是光波在真空中的0.7倍光速
Tphy=發送站物理層時延
Tr=中繼器延時
快速乙太網跨距
S=0.35C(Lmin/R–2 Tphy-8Tr)
令牌環網
傳輸時延=數據傳輸率*(網段長度/傳播速度)
例:4Mb/s*(600米/200米/us)us=12比特時延(1us=10-6秒)
存在環上的位數=傳播延遲(5us/km)*發送介質長度*數據速率+中繼器延遲
路由選擇
包的發送=天數*24小時(86400秒)*每秒包的速率
IP地址及子網掩碼計算
可分配的網路數=2網路號位數
網路中最大的主機數=2主機號位數-2例:10位主機號=210-2=1022
IP和網路號位數取子網掩碼
例:IP:176.68.160.12網路位數:22
子網:ip->二進制->網路號全1，主機為0->子網前22位1，後為0=255.255.252.0
Vlsm復雜子網計算
Ip/子網編碼
1.取網路號.求同一網路上的ip
例:112.10.200.0/21前21位->二進制->取前21位相同者(ip)/(子網)
2.路由匯聚
例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判斷前24位->二進制->取前24位相同者10001000 10001111
系統可靠性:
串聯:R=R1*R2*....RX
並聯:R=1-(1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)
pcm編碼
取樣:最高頻率*2
量化:位數=log2^級數
編碼量化後轉成二進制
海明碼信息位:
k=冗餘碼
n=信息位
2^k-1>=n+k
數據通信基礎
信道帶寬
模擬信道W=最高頻率f2–最低頻率f1
數字信道為信道能夠達到的最大數據速率
有雜訊
香農理論C(極限數據速率b/s)=W(帶寬)*log2(1+S/N(信噪比))
信噪比dB(分貝)=10*log10 S/N S/N=10^(dB/10)
無雜訊
碼元速率B=1/T秒(碼元寬度)
尼奎斯特定理最大碼元速率B=2*W(帶寬)
一個碼元的信息量n=log2 N(碼元的種類數)
碼元種類
數據速率R(b/s)=B(最大碼元速率/波特位)*n(一個碼元的信息量/比特位)=2W*log2 N
交換方式傳輸時間
鏈路延遲時間=鏈路數*每鏈路延遲時間
數據傳輸時間=數據總長度/數據傳輸率
中間結點延遲時間=中間結點數*每中間結點延遲時間
電路交換傳輸時間=鏈路建立時間+鏈路延遲時間+數據傳輸時間
報文交換傳輸時間=(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+報文傳送時間)*報文數
分組交換
數據報傳輸時間=(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*分組數
虛電路傳輸時間=鏈路建立時間+(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*分組數
信元交換傳輸時間=鏈路建立時間+(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*信元數
差錯控制
CRC計算
信息位(K)轉生成多項式=K-1K(x)
例:K=1011001=7位–1=從6開始
=1*x^6+0*x^5+1*x^4+1*x^3+0*x^2+0*x^1+1*x^0
=x6+x4+x3+1
冗餘位(R)轉生成多項式=和上面一樣
生成多項式轉信息位(除數)=和上面一樣，互轉
例:G(x)=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011
原始報文後面增加“0”的位數和多項式的最高冪次值一樣，生成校驗碼的位數和多項式的最高冪次值一樣，計算CRC校驗碼，進行異或運算(相同=0，不同=1)
網路評價
網路時延=本地操作完成時間和網路操作完成時間之差
吞吐率計算
吞吐率=(報文長度*(1-誤碼率))/((報文長度/線速度)+報文間空閑時間
吞吐率估算
吞吐率=每個報文內用戶數據占總數據量之比*(1–報文重傳概率)*線速度
吞吐率=數據塊數/(響應時間–存取時間)
響應時間=存取時間+(數據塊處理/存取及傳送時間*數據塊數)
數據塊處理/存取及傳送時間=(響應時間–存取時間)/數據塊數
有效資源利用率計算
有效利用率=實際吞吐率/理論吞吐率
例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587
組網技術
(adsl)計算文件傳輸時間
T=(文件大小/*換算成bit)/(上行或下行的速度Kb)/*以mb速度*/
如24M 512kb/s T=(24*1024*1024*8)/(512*1000)=393秒
;D. 計算機網路題求解答 謝謝
2017年12月28日，星期四，
兄弟，你這照片上的第一題中多項式的指數看不清呀，
沒事，我就現在的情形，給你說一下大概的思路，你參考著，再結合題目中實際的參數，再套一遍就能把題目解出來了，
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）基帶沖突檢測的載波監聽多路訪問技術(載波監聽多點接入/碰撞檢測)。所有的節點共享傳輸介質。
原理，如下，
1、所有的站點共享唯一的一條數據通道，
2、在一個站點發送數據時，其他的站點都不能發送數據，如果要發送就會產生碰撞，就要重新發送，而且所有站點都要再等待一段隨即的時間，
3、對於每一個站而言，一旦它檢測到有沖突，它就放棄它當前的傳送任務。換句話說，如果兩個站都檢測到信道是空閑的，並且同時開始傳送數據，則它們幾乎立刻就會檢測到有沖突發生。
4、它們不應該再繼續傳送它們的幀，因為這樣只會產生垃圾而已；相反一旦檢測到沖突之後，它們應該立即停止傳送數據。快速地終止被損壞的幀可以節省時間和帶寬。
5、它的工作原理是: 發送數據前 先偵聽信道是否空閑 ,若空閑，則立即發送數據。若信道忙碌，則等待一段時間至信道中的信息傳輸結束後再發送數據；若在上一段信息發送結束後，同時有兩個或兩個以上的節點都提出發送請求，則判定為沖突。若偵聽到沖突,則立即停止發送數據，等待一段隨機時間,再重新嘗試。
6、原理簡單總結為：先聽後發，邊發邊聽，沖突停發，隨機延遲後重發。
7、Carrier Sense Multiple Access就是，要發送和發送中都要進行監聽，
8、有人將CSMA/CD的工作過程形象的比喻成很多人在一間黑屋子中舉行討論會，參加會議的人都是只能聽到其他人的聲音。每個人在說話前必須先傾聽，只有等會場安靜下來後，他才能夠發言。人們將發言前監聽以確定是否已有人在發言的動作稱為"載波監聽"；將在會場安靜的情況下每人都有平等機會講話成為「多路訪問」；如果有兩人或兩人以上同時說話，大家就無法聽清其中任何一人的發言，這種情況稱為發生「沖突」。發言人在發言過程中要及時發現是否發生沖突，這個動作稱為「沖突檢測」。如果發言人發現沖突已經發生，這時他需要停止講話，然後隨機後退延遲，再次重復上述過程，直至講話成功。如果失敗次數太多，他也許就放棄這次發言的想法。通常嘗試16次後放棄。
9、核心問題：解決在公共通道上以廣播方式傳送數據中可能出現的問題（主要是數據碰撞問題）
包含四個處理內容：監聽、發送、檢測、沖突處理
監聽：
通過專門的檢測機構，在站點准備發送前先偵聽一下匯流排上是否有數據正在傳送（線路是否忙）？
若「忙」則進入後述的「退避」處理程序，進而進一步反復進行偵聽工作。
發送：
當確定要發送後，通過發送機構，向匯流排發送數據。
檢測：
數據發送後，也可能發生數據碰撞。因而，要對數據邊發送，邊檢測，以判斷是否沖突了。
沖突處理：
當確認發生沖突後，進入沖突處理程序。有兩種沖突情況：
① 偵聽中發現線路忙
② 發送過程中發現數據碰撞
① 若在偵聽中發現線路忙，則等待一個延時後再次偵聽，若仍然忙，則繼續延遲等待，一直到可以發送為止。每次延時的時間不一致，由退避演算法確定延時值。
② 若發送過程中發現數據碰撞，先發送阻塞信息，強化沖突，再進行監聽工作，以待下次重新發送
10、
先聽後說，邊聽邊說，邊說邊聽；
一旦沖突，立即停說；
等待時機，然後再說；
註：「聽」，即監聽、檢測之意；「說」，即發送數據之意。
11、在發送數據前，先監聽匯流排是否空閑。若匯流排忙，則不發送。若匯流排空閑，則把准備好的數據發送到匯流排上。在發送數據的過程中，工作站邊發送邊檢測匯流排，是否自己發送的數據有沖突。若無沖突則繼續發送直到發完全部數據；若有沖突，則立即停止發送數據，但是要發送一個加強沖突的JAM信號，以便使網路上所有工作站都知道網上發生了沖突，然後，等待一個預定的隨機時間，且在匯流排為空閑時，再重新發送未發完的數據。
12、
CSMA/CD網路上進行傳輸時，必須按下列五個步驟來進行
（1）傳輸前監聽
（2）如果忙則等待
（3）如果空閑則傳輸並檢測沖突
（4）如果沖突發生，重傳前等待
（5）重傳或夭折
補充一個重要的知識點：
要使CSMA/CA 正常工作，我們必須要限制幀的長度。如果某次傳輸發生了碰撞，那麼正在發送數據的站必須在發送該幀的最後一比特之前放棄此次傳輸，因為一旦整個幀都被發送出去，那麼該站將不會保留幀的復本，同時也不會繼續監視是否發生了碰撞。所以，一旦檢測出有沖突，就要立即停止發送，
舉例說明，
A站點發送數據給B站點，當A站通過監聽確認線路空閑後，開始發送數據給B站點，同時對線路進行監聽，即邊發送邊監聽，邊監聽邊發送，直到數據傳送完畢，那麼如果想要正確發送數據，就需要確定最小幀長度和最小發送間隙（沖突時槽）。
CSMA/CD沖突避免的方法：先聽後發、邊聽邊發、隨機延遲後重發。一旦發生沖突，必須讓每台主機都能檢測到。關於最小發送間隙和最小幀長的規定也是為了避免沖突。
考慮如下的情況，主機發送的幀很小，而兩台沖突主機相距很遠。在主機A發送的幀傳輸到B的前一刻，B開始發送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到沖突，於是發送沖突信號，假如在B的沖突信號傳輸到A之前，A的幀已經發送完畢，那麼A將檢測不到沖突而誤認為已發送成功。由於信號傳播是有時延的，因此檢測沖突也需要一定的時間。這也是為什麼必須有個最小幀長的限制。
按照標准，10Mbps乙太網採用中繼器時，連接的最大長度是2500米，最多經過4個中繼器，因此規定對10Mbps乙太網一幀的最小發送時間為51.2微秒。這段時間所能傳輸的數據為512位，因此也稱該時間為512位時。這個時間定義為乙太網時隙，或沖突時槽。512位＝64位元組，這就是乙太網幀最小64位元組的原因。
以上信息的簡單理解是：A發送一個幀的信息（大小不限制），B收到此幀，發現有沖突，馬上發送包含檢測到了沖突的信息給A，這個沖突信息到達A也是需要時間的，所以，要想A成功發送一個幀（並知道這個幀發送的是否成功，沖沒沖突）是需要這個幀從A到B，再從B到A，這一個來回的時間，
也就是說，當一個站點決定是否要發送信息之前，一定要先進行線路的檢測，那麼隔多長時間檢測一次合適呢（在沒有檢測的期間是不進行數據的發送的，因此也就不存在沖突），這就要看， 一個電子信號在這兩個站點之間跑一個來回的時間了，試想一下，如果這個信號還沒有跑到地方，你就開始檢測，顯然是浪費檢測信號的設備資源，然後，A站點發送一個電子信號給B站點，信號經過一段時間到達了B站點，然後假設B發現了沖突，馬上告訴A，那麼這個電子信號再跑回A也需要一段時間，如果當這個信號在路上的時候，A就開始檢測是不是有沖突，顯然是不合適的，因為，B發送的沖突信號還在路上，如果A在這個時間段就檢測，一定不會發現有沖突，那麼，A就會繼續發送信號，但這是錯誤，因為已經有沖突被檢測出來，因此，A這么做是錯誤的，所以，A要想正確發送一個電子信號給B，並且被B正確接收，就需要，A發送一個電子信號，並等待它跑一個來回的時間那麼長，才能確認是沒有沖突，然後再繼續發送下一個信號，
這個電子信號跑一個來回的時間，是由站點間的距離s、幀在媒體上的傳播速度為v（光速）以及網路的傳輸率為r（bps）共同決定的,
那麼，假設電子信號跑一個來回的時間是t，則有如下式子，
t=2s/v；
又有，假設在時間t內可以傳送的數據量（最小幀）為L，則有如下式子，
L=t*r；解釋：這個就是說，一個電子信號從A跑到B需要t這么長時間，又因為電子信號幾乎接近光速，因此，即使在t這么短的時間內，我仍然可以不停的發送很多個電子信號，這樣就形成了一串二進制數列在t這個很小的時間段內被從A發送出去，那麼我在t這個時間段內究竟能發送出去多少的電子信號，就要看我的傳輸率r是多少了，因為有這種關系，所以就形成了最小幀的概念，
將 L=t*r 變形為 t=L/r，並將 t=L/r 帶入 t2s/v，得到式子：L/r=2s/v，
再將，題目中給出的數據帶入上式，得到
2500位元組/（1G bps）=2s/200000（Km）；將單位統一後，有下式：
（2500*8）/（1024*1024*1024）=2s/200000（Km）；繼續計算，得：
s=1.86Km，
若1Gbps取值為1000*1000*1000，則s=2Km；
兄弟，我這個利用工作空隙給你寫答案，你別著急啊，現在是12:48，第三題，我抓緊時間幫你算。