A. 自考计算机网络原理哪一部分难,我10月份就考试了,听说很难,到底难在哪部分
我也是自考这个,计算机网络原理,偏向于网络底部的传输,包括最底层的物理特性,以及传输的规则,难点,感觉是一些算法,比如网络的速率,还有一些通信编码的计算,还有osi网络体系模型各层的作用,像,香农定理,CRC多项式,尼奎斯特定理,ISO的高级数据链路控制规程HDLC ,必考,楼下的说要考html我不知道阁下哪里看见的?计算机网络原理不是计算机网页设计
CSMA/CD常用计算公式
网络传播延迟=最大段长/信号传播速度
冲突窗口=网络传播延迟的两倍.(宽带为四倍)
最小帧长=2*(网络数据速率*最大段长/信号传播速度)
例min=2*(1Gb/s*1/200 000)=10 000bit=1250字节
性能分析
吞吐率T(单位时间内实际传送的位数)
T=帧长/(网络段长/传播速度+帧长/网络数据速率)
网络利用率E
E=吞吐率/网络数据速率
以太网冲突时槽
T=2(电波传播时间+4个中继器的延时)+发送端的工作站延时+接收站延时
即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy
T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr
S=网络跨距
0.7C=电波在铜缆的速度是光波在真空中的0.7倍光速
Tphy=发送站物理层时延
Tr=中继器延时
快速以太网跨距
S=0.35C(Lmin/R–2 Tphy-8Tr)
令牌环网
传输时延=数据传输率*(网段长度/传播速度)
例:4Mb/s*(600米/200米 /us)us=12比特时延(1us=10-6秒)
存在环上的位数=传播延迟(5us/km)*发送介质长度*数据速率+中继器延迟
路由选择
包的发送=天数*24小时(86400秒)*每秒包的速率
IP地址及子网掩码计算
可分配的网络数=2网络号位数
网络中最大的主机数=2主机号位数-2例:10位主机号=210-2=1022
IP和网络号位数取子网掩码
例:IP:176.68.160.12网络位数:22
子网:ip->二进制->网络号全1,主机为0->子网前22位1,后为0=255.255.252.0
Vlsm复杂子网计算
Ip/子网编码
1.取网络号.求同一网络上的ip
例:112.10.200.0/21前21位->二进制->取前21位相同者 (ip)/(子网)
2.路由汇聚
例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判断前24位 ->二进制->取前24位相同者10001000 10001111
系统可靠性:
串联:R=R1*R2*....RX
并联:R=1-(1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)
pcm 编码
取样:最高频率*2
量化:位数=log2^级数
编码量化后转成二进制
海明码信息位:
k=冗余码
n=信息位
2^k-1>=n+k
数据通信基础
信道带宽
模拟信道W=最高频率f2–最低频率f1
数字信道为信道能够达到的最大数据速率
有噪声
香农理论C(极限数据速率b/s)=W(带宽)*log2(1+S/N(信噪比))
信噪比dB(分贝)=10*log10 S/N S/N=10^(dB/10)
无噪声
码元速率B=1/T秒(码元宽度)
尼奎斯特定理最大码元速率B=2*W(带宽)
一个码元的信息量n=log2 N(码元的种类数)
码元种类
数据速率R(b/s)=B(最大码元速率/波特位)*n(一个码元的信息量/比特位)=2W*log2 N
交换方式传输时间
链路延迟时间=链路数*每链路延迟时间
数据传输时间=数据总长度/数据传输率
中间结点延迟时间=中间结点数*每中间结点延迟时间
电路交换传输时间=链路建立时间+链路延迟时间+数据传输时间
报文交换传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+报文传送时间)*报文数
分组交换
数据报传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数
虚电路传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数
信元交换传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*信元数
差错控制
CRC计算
信息位(K)转生成多项式=K-1K(x)
例:K=1011001=7位–1=从6开始
=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
冗余位(R)转生成多项式=和上面一样
生成多项式转信息位(除数)=和上面一样,互转
例:G(x)=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011
原始报文后面增加“0”的位数和多项式的最高幂次值一样,生成校验码的位数和多项式的最高幂次值一样,计算CRC校验码,进行异或运算(相同=0,不同=1)
网络评价
网络时延=本地操作完成时间和网络操作完成时间之差
吞吐率计算
吞吐率=(报文长度*(1-误码率))/((报文长度/线速度)+报文间空闲时间
吞吐率估算
吞吐率=每个报文内用户数据占总数据量之比*(1–报文重传概率)*线速度
吞吐率=数据块数/(响应时间–存取时间)
响应时间=存取时间+(数据块处理/存取及传送时间*数据块数)
数据块处理/存取及传送时间=(响应时间–存取时间)/数据块数
有效资源利用率计算
有效利用率=实际吞吐率/理论吞吐率
例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587
组网技术
(adsl)计算文件传输时间
T=(文件大小/*换算成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
B. 计算机网络原理 计算最大跨距 为什么要除以2
根据我的理解,网络最大跨距应该指的是时间上的跨距,即以太网通信双方端到端的传播延时t。
争用期为2t。
电磁波信号在电缆中的传播速率为v。
则最小帧长L=2t×v(争用期×传播延时)
故t=L/(2v)
就是你说的要除以2。
C. 计算机网络:网络层(2)
如图,一个IP数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度,共20字节,是所有IP数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段,其长度是可变的。
(1)版本
占4位,指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议的版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4(即IPv4)。也有使用IPv6的(即版本6的IP协议)。
(2)首部长度
占4位,可表示的最大十进制数值是15。 这个字段所表示数的单位是32位字(1个32位字长是4字节),因此,当I的首部长度为1111时(即十进制的15),首部长度就达到最大值60字节。当分组的首部长度不是4字节的整数倍时,必须利用最后的填充字段加以填充。 因此数据部分永远在4字节的整数倍时开始,这样在实现IP协议时较为方便。首部长度限制为60字节的缺点是有时可能不够用。但这样做是希望用户尽量减少开销。最常用的首部长度就是20字节(即首部长度为0101),这时不使用任何选项。
(3)区分服务
占8位,用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型,但实际上一直没有被使用过。1998年ITF把这个字段改名为区分服务DS( Differentiated Services。只有在使用区分服务时,这个字段才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段。
(4)总长度
总长度指首部和数据之和的长度,单位为字节。总长度字段为16位,因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。
在IP层下面的每一种数据链路层都有其自己的帧格式,其中包括帧格式中的数据字段的最大长度,这称为最大传送单元MTU( Maximum Transfer Unit)。当一个IP数据报封装成链路层的帧时,此数据报的总长度(即首部加上数据部分)一定不能超过下面的数据链路层的MTU值。虽然使用尽可能长的数据报会使传输效率提高,但由于以太网的普遍应用,所以实际上使用的数据报长度 很少有超过1500字节 的。为了不使IP数据报的传输效率降低,有关IP的标准文档规定,所有的主机和路由器必须能够处理的IP数据报长度不得小于576字节。这个数值也就是最小的IP数据报的总长度。当数据报长度超过网络所容许的最大传送单元MTU时,就必须把过长的数据报进行分片后才能在网络上传送。这时,数据报首部中的“总长度”字段不是指未分片前的数据报长度,而是指分片后的每一个分片的首部长度与数据长度的总和。
(5)标识 (identification)
占16位。软件在存储器中维持一个计数器,每产生一个数据报,计数器就加1,并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号,因为IP是无连接服务,数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时,这个标识字段的值就被复制到所有的数据报片的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。
(6)标志(flag)
占3位,但目前只有两位有意义。
标志字段中的最低位记为 MF ( More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若千数据报片中的最后一个。
标志字段中间的一位记为 DF (Dont Fragment),意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。
(7)片偏移
占13位。片偏移指出:较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。也就是说,相对于用户数据字段的起点,该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说,每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。
(8)生存时间
占8位,生存时间字段常用的英文缩写是TTL( Time To live),表明是数据报在网络中的寿命。由发出数据报的源点设置这个字段。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜圈子(例如从路由器R1转发到R2,再转发到R3,然后又转发到R1),因而白白消耗网络资源。最初的设计是以秒作为TTL值的单位。每经过一个路由器时,就把TTL减去数据报在路由器所消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1秒,就把TTL值减1。当TTL值减为零时,就丢弃这个数据报然而随着技术的进步,路由器处理数据报所需的时间不断在缩短,一般都远远小于1秒钟,后来就把TTL字段的功能改为“跳数限制”(但名称不变)。路由器在转发数据报之前就把TTL值减1。若TTL值减小到零,就丢弃这个数据报,不再转发。因此,现在TTL的单位不再是秒,而是跳数。 TTL的意义是指明数据报在因特网中至多可经过多少个路由器 。显然,数据报能在因特网中经过的路由器的最大数值是255。若把TTL的初始值设置为1,就表示这个数据报只能在本局域网中传送。因为这个数据报一传送到局域网上的某个路由器,在被转发之前TTL值就减小到零,因而就会被这个路由器丢弃。
(9)协议
占8位,协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议,以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
过程大致如下:
(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。
(2)若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址,则进行直接交付,不需要再经过其他的路由器,直接把数据报交付给目的主机(这里包括把目的主机地址D转换为具体的硬件地址,把数据报封装为MAC帧,再发送此帧);否则就是间接交付,执行(3)。
(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
(4)若路由表中有到达网络N的路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(5)
(5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)。
(6)报告转发分组出错。
在进行更详细的转发解释之前,先要了解一下子网掩码:
上一篇说到了二级IP地址,也就是IP地址由网络号和主机号组成。
二级IP地址有以下缺点:
第一,IP地址空间的利用率有时很低每一个A类地址网络可连接的主机数超过1000万,而每一个B类地址网络可连接的主机数也超过6万。然而有些网络对连接在网络上的计算机数目有限制,根本达不到这样大的数值。例如10 BASE-T以太网规定其最大结点数只有1024个。这样的以太网若使用一个B类地址就浪费6万多个IP地址,地址空间的利用率还不到2%,而其他单位的主机无法使用这些被浪费的地址。有的单位申请到了一个B类地址网络,但所连接的主机数并不多,可是又不愿意申请一个足够使用的C类地址,理由是考虑到今后可能的发展。IP地址的浪费,还会使IP地址空间的资源过早地被用完。
第二,给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
每一个路由器都应当能够从路由表査出应怎样到达其他网络的下一跳路由器。因此,互联网中的网络数越多,路由器的路由表的项目数也就越多。这样,即使我们拥有足够多的IP地址资源可以给每一个物理网络分配一个网络号,也会导致路由器中的路由表中的项目数过多。这不仅增加了路由器的成本(需要更多的存储空间),而且使查找路由时耗费更多的时间,同时也使路由器之间定期交换的路由信息急剧增加,因而使路由器和整个因特网的性能都下降了。
第三,两级IP地址不够灵活。
有时情况紧急,一个单位需要在新的地点马上开通一个新的网络。但是在申请到一个新的IP地址之前,新增加的网络是不可能连接到因特网上工作的。我们希望有一种方法,使一个单位能随时灵活地增加本单位的网络,而不必事先到因特网管理机构去申请新的网络号。原来的两级IP地址无法做到这一点。
于是为解决上述问题,从1985年起在IP地址中又增加了一个“子网号字段”,使两级IP地址变成为三级IP地址,它能够较好地解决上述问题,并且使用起来也很灵活。这种做法叫作划分子网 (subnetting),或子网寻址或子网路由选择。划分子网已成为因特网的正式标准协议。
划分子网的基本思路如下:
(1)一个拥有许多物理网络的单位,可将所属的物理网络划分为若干个子网 subnet)。划分子网纯属一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络是由多少个子网组成,因为这个单位对外仍然表现为一个网络。
(2)划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号 subnet-id,当然主机号也就相应减少了同样的位数。于是两级IP地址在本单位内部就变为三级IP地址:网络号、子网号和主机号。也可以用以下记法来表示:
IP地址:=(<网络号>,<子网号>,<主机号>}
(3)凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报,仍然是根据IP数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后,再按目的网络号和子网号找到目的子网,把IP数据报交付给目的主机。
简单来说就是原来的IP地址总长度不变,把原来由“网络号+主机号”组成的IP地址,变为了“网络号+子网号+主机号”,因为其他网络找当前网络的主机时,使用的还是网络号,所以外面的网看不见当前网络的子网。当本网的路由器在收到IP数据报后,按目的网络号和子网号找到目的子网,把IP数据报交付给目的主机。
现在剩下的问题就是:假定有一个数据报(其目的地址是145.133.10)已经到达了路由器R1。那么这个路由器如何把它转发到子网145.3.3.0呢?
我们知道,从IP数据报的首部并不知道源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。这是因为32位的IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何有关子网划分的信息。因此必须另外想办法,这就是使用子网掩码( (subnet mask)。
子网掩码,简单来说就是把除了主机号设置为0,其他位置的数字都设置为1。
以B类地址为例:
把三级IP地址的网络号与子网号连起来,与子网掩码做“与”运算,就得到了子网的网络地址。
在因特网的标准规定:所有的网络都必须使用子网掩码,同时在路由器的路由表中也必须有子网掩码这一栏。如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。
那么既然没有子网,为什么还要使用子网掩码?
这就是为了更便于査找路由表。
默认子网掩码中1的位置和IP地址中的网络号字段 net-id正好相对应。因此,若用默认子网掩码和某个不划分子网的IP地址逐位相“与”(AND),就应当能够得出该IP地址的网络地址来。这样做可以不用查找该地址的类别位就能知道这是哪一类的IP地址。显然,
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。在RFC950成为因特网的正式标准后,路由器在和相邻路由器交换路由信息时,必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。在路由器的路由表中的每一个项目,除了要给出目的网络地址外,还必须同时给出该网络的子网掩码。若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
以一个B类地址为例,说明可以有多少种子网划分的方法。在采用固定长度子网时,所划分的所有子网的子网掩码都是相同的。
表中的“子网号的位数”中没有0,1,15和16这四种情况,因为这没有意义。虽然根据已成为因特网标准协议的RFC950文档,子网号不能为全1或全0,但随着无分类域间路由选择CIDR的广泛使用,现在全1和全0的子网号也可以使用了,但一定要谨慎使用,要弄清你的路由器所用的路由选择软件是否支持全0或全1的子网号。这种较新的用法我们可以看出,若使用较少位数的子网号,则每一个子网上可连接的主机数就较多。
反之,若使用较多位数的子网号,则子网的数目较多但每个子网上可连接的主机数就较少因此我们可根据网络的具体情况(一共需要划分多少个子网,每个子网中最多有多少个主机)来选择合适的子网掩码。
所以,划分子网增加了灵活性,但却减少了能够连接在网络上的主机总数。
在划分子网的情况下,分组转发的算法必须做相应的改动。
使用子网划分后,路由表必须包含以下三项内容:目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。
所以之前的流程变成了下面这样:
(1)从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。
(2)先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查:用各网络的子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配,则把分组进行直接交付(当然还需要把D转换成物理地址,把数据报封装成帧发送出去),转发任务结束。否则就是间接交付,执行(3)。
(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
(4)对路由表中的每一行(目的网络地址,子网掩码,下一跳地址),用其中的子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),其结果为N。若N与该行的目的网络地址匹配,则把数据报传送给该行指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)
(6)报告转发分组出错。
D. 网络工程师常用计算公式
网络工程师常用计算公式大全
为了方便广大计算机学习者,我下面为你整理了网络工程师经常用到的计算公式,希望对你有所帮助。
单位的换算
1字节(B)=8bit 1KB=1024字节1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
通信单位中K=千,M=百万
计算机单位中K=210,M=220
倍数刚好是1024的幂
^为次方;/为除;*为乘;(X/X)为单位
计算总线数据传输速率
总线数据传输速率=时钟频率(Mhz)/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数(b)
计算系统速度
每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数
平均总线周期数=所有指令类别相加(平均总线周期数*使用频度)
控制程序所包含的总线周期数=(指令数*总线周期数/指令)
指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度
每秒总线周期数=主频/时钟周期
FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8
计算机执行程序所需时间
P=I*CPI*T
执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间
指令码长
定长编码:码长>=log2
变长编码:将每个码长*频度,再累加其和
平均码长=每个码长*频度
流水线计算
流水线周期值等于最慢的那个指令周期
流水线执行时间=首条指令的执行时间+(指令总数-1)*流水线周期值
流水线吞吐率=任务数/完成时间
流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间
存储器计算
存储器带宽:每秒能访问的位数单位ns=10-9秒
存储器带宽=1秒/存储器周期(ns)*每周期可访问的字节数
(随机存取)传输率=1/存储器周期
(非随机存取)读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率
内存片数:(W/w)*(B/b)W、B表示要组成的存储器的字数和位数;
w、b表示内存芯片的字数和位数
存储器地址编码=(第二地址–第一地址)+1
{例:[(CFFFFH-90000H)+1]/[(16K*1024)*8bit]}
内存位数:log2(要编址的字或字节数)
Cache计算
平均访存时间:Cache命中率*Cache访问周期时间+Cache失效率*主存访问周期时间
[例:(2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns]
映射时,主存和Cache会分成容量相同的组
cache组相联映射主存地址计算
主存地址=(主存容量块数*字块大小)log2(主存块和cache块容量一致)
[例:128*4096=219(27*212)]
主存区号=(主存容量块数/cache容量块数)log2
Cache访存命中率=cache存取次数/(cache存取次数+主存存取次数)
磁带相关性能公式
数据传输速率(B/s)=磁带记录密度(B/mm)*带速(mm/s)
数据块长充=B1(记录数据所需长度)+B2(块间间隔)
B1=(字节数/记录)*块因子/记录密度
读N条记录所需时间:T=S(启停时间)+R+D
R(有效时间)=(N*字节数/记录)/传输速度
D(间隔时间)=块间隔总长/带速=[(N/块化因子)*(块间间隔)]/带速
每块容量=记录长度*块化系数
每块长度=容量/(记录密度)
存储记录的.块数=磁带总带长/(每块长度+每块容量)
磁带容量=每块容量*块数
磁盘常见技术指标计算公式
双面盘片要*2因为最外面是保护面又-2 N*2-2
非格式化容量=位密度*3.14159*最内圈址径*总磁道数
[例:(250*3.14*10*10*6400)/8/1024/1024=59.89MB]
总磁道数=记录面数*磁道密度*(外直径-内直径)/2
[例:8面*8*(30-10)/2*10=6400]
每面磁道数=((外径-内径)/2)×道密度
每道位密度不同,容易相同
每道信息量=内径周长×位密度
[例:10cm×10×3.14159×250位/mm=78537.5位/道]
格式化容量=每道扇区数*扇区容量*总磁道数
[例:(16*512*6400)/1024/1024=50MB]
or
格式化容量=非格式化容量×0.8
平均传输速率=最内圈直径*位密度*盘片转速
[例:[2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]
数据传输率=(外圈速率+内圈速率)/2
外圈速率=外径周长×位密度×转速
[例:(30cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s]
内圈速率=内径周长×位密度×转速
[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s]
数据传输率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s
存取时间=寻道时间+等待时间
处理时间=等待时间+记录处理时间
(记录处理最少等待时间=0,最长等待时间=磁盘旋转周期N ms/周*记录道数)
移动道数(或扇区)=目标磁道(或扇区)-当前磁道(或扇区)
寻道时间=移动道数*每经过一磁道所需时间
等待时间=移动扇区数*每转过一扇区所需时间
读取时间=目标的块数*读一块数据的时间
数据读出时间=等待时间+寻道时间+读取时间
减少等待时间调整读取顺序能加快数据读取时间
平均等待时间=磁盘旋转一周所用时间的一半
(自由选择顺逆时钟时,最长等待时间为半圈,最短为无须旋转)
平均等待时间=(最长时间+最短时间)/2
平均寻道时间=(最大磁道的平均最长寻道时间+最短时间)/2
最大磁道的平均最长寻道时间=(最长外径+圆心)/2
操作系统
虚存地址转换
(((基号)+段号)+页号)*2n+页内偏移网络流量与差错控制技术 最高链路利用率
a:帧计数长度
a可以是传播延迟/发一帧时间
数据速率*线路长度/传播速度/帧长
数据速率*传播延迟/帧长
停等协议最高链路利用率E=1/(2a+1)
W:窗口大小
滑动窗口协议E=W/(2a+1)
P:帧出错概率
停等ARQ协议E=(1-P)/(2a+1)
选择重发ARQ协议
若W>2a+1则E=1-P
若W<=2a+1则E=W(1-P)/(2a+1)
后退N帧ARQ协议
若W>2a+1则E=(1-P)/(1-P+NP)
若W<=2a+1则E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)
CSMA/CD常用计算公式
网络传播延迟=最大段长/信号传播速度
冲突窗口=网络传播延迟的两倍.(宽带为四倍)
最小帧长=2*(网络数据速率*最大段长/信号传播速度)
例:Lmin=2*(1Gb/s*1/200 000)=10 000bit=1250字节
性能分析
吞吐率T(单位时间内实际传送的位数)
T=帧长/(网络段长/传播速度+帧长/网络数据速率)
网络利用率E
E=吞吐率/网络数据速率
以太网冲突时槽
T=2(电波传播时间+4个中继器的延时)+发送端的工作站延时+接收站延时
即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy
T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr
S=网络跨距
0.7C=电波在铜缆的速度是光波在真空中的0.7倍光速
Tphy=发送站物理层时延
Tr=中继器延时
快速以太网跨距
S=0.35C(Lmin/R–2 Tphy-8Tr)
令牌环网
传输时延=数据传输率*(网段长度/传播速度)
例:4Mb/s*(600米/200米/us)us=12比特时延(1us=10-6秒)
存在环上的位数=传播延迟(5us/km)*发送介质长度*数据速率+中继器延迟
路由选择
包的发送=天数*24小时(86400秒)*每秒包的速率
IP地址及子网掩码计算
可分配的网络数=2网络号位数
网络中最大的主机数=2主机号位数-2例:10位主机号=210-2=1022
IP和网络号位数取子网掩码
例:IP:176.68.160.12网络位数:22
子网:ip->二进制->网络号全1,主机为0->子网前22位1,后为0=255.255.252.0
Vlsm复杂子网计算
Ip/子网编码
1.取网络号.求同一网络上的ip
例:112.10.200.0/21前21位->二进制->取前21位相同者(ip)/(子网)
2.路由汇聚
例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判断前24位->二进制->取前24位相同者10001000 10001111
系统可靠性:
串联:R=R1*R2*....RX
并联:R=1-(1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)
pcm编码
取样:最高频率*2
量化:位数=log2^级数
编码量化后转成二进制
海明码信息位:
k=冗余码
n=信息位
2^k-1>=n+k
数据通信基础
信道带宽
模拟信道W=最高频率f2–最低频率f1
数字信道为信道能够达到的最大数据速率
有噪声
香农理论C(极限数据速率b/s)=W(带宽)*log2(1+S/N(信噪比))
信噪比dB(分贝)=10*log10 S/N S/N=10^(dB/10)
无噪声
码元速率B=1/T秒(码元宽度)
尼奎斯特定理最大码元速率B=2*W(带宽)
一个码元的信息量n=log2 N(码元的种类数)
码元种类
数据速率R(b/s)=B(最大码元速率/波特位)*n(一个码元的信息量/比特位)=2W*log2 N
交换方式传输时间
链路延迟时间=链路数*每链路延迟时间
数据传输时间=数据总长度/数据传输率
中间结点延迟时间=中间结点数*每中间结点延迟时间
电路交换传输时间=链路建立时间+链路延迟时间+数据传输时间
报文交换传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+报文传送时间)*报文数
分组交换
数据报传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数
虚电路传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数
信元交换传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*信元数
差错控制
CRC计算
信息位(K)转生成多项式=K-1K(x)
例:K=1011001=7位–1=从6开始
=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
冗余位(R)转生成多项式=和上面一样
生成多项式转信息位(除数)=和上面一样,互转
例:G(x)=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011
原始报文后面增加“0”的位数和多项式的最高幂次值一样,生成校验码的位数和多项式的最高幂次值一样,计算CRC校验码,进行异或运算(相同=0,不同=1)
网络评价
网络时延=本地操作完成时间和网络操作完成时间之差
吞吐率计算
吞吐率=(报文长度*(1-误码率))/((报文长度/线速度)+报文间空闲时间
吞吐率估算
吞吐率=每个报文内用户数据占总数据量之比*(1–报文重传概率)*线速度
吞吐率=数据块数/(响应时间–存取时间)
响应时间=存取时间+(数据块处理/存取及传送时间*数据块数)
数据块处理/存取及传送时间=(响应时间–存取时间)/数据块数
有效资源利用率计算
有效利用率=实际吞吐率/理论吞吐率
例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587
组网技术
(adsl)计算文件传输时间
T=(文件大小/*换算成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
;E. 简述计算机网络按距离的分类
1、从网络结点分布(即地理范围)来看,可分为局域网(LocalAreaNetwork,LAN)、广域网(WideAreaNetwork,WAN)和城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)。
2、按交换方式可分为线路交换网络(CircurtSwitching)、报文交换网络(MessageSwitching)和分组交换网络(PacketSwitching)。
3、按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。
(5)计算机网络中的跨距扩展阅读
一、局域网(LocalAreaNetwork,LAN)是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。
局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
二、广域网(英语:WideAreaNetwork,缩写为WAN),又称广域网、外网、公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。
通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能连接多个地区、城市和国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。广域网并不等同于互联网。
三、城域网(MetropolitanAreaNetwork)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术,网中传输时延较小,它的传输媒介主要采用光缆,传输速率在100兆比特/秒以上。