哈工大Mooc——計算機網絡:作業9


2019/11/07
哈工大Mooc——計算機網絡:作業9
1(12分)

假設CRC編碼的生成比特模式G=10011。請回答下列問題:

(1)如果數據D=1010101010,則CRC編碼后<D,R>=?

(2)如果數據D=1010100000,則CRC編碼后<D,R>=?

(3)如果接收端收到碼字01011010101001,則該碼字在傳輸過程中是否發生差錯? 

(4)如果接收端收到碼字10010101010000, 則該碼字在傳輸過程中是否發生差錯?

 

我的答案

(1)如果數據D=1010101010,則CRC編碼后<D,R>=1010101010 1101 

  利用G=10011去除1010101010 0000,(1分)得R=0100,所以,CRC編碼后<D,R>=10101010100100

(2)如果數據D=1010100000,則CRC編碼后<D,R>=1010100000 0111 

  利用G=10011去除1010100000 0000,(1分)得R=1001,(1分)所以,CRC編碼后<D,R>=10101000001001。

(3)碼字01011010101001除以G=10011余0110,余式不為全0,有錯。

(4)碼字10010101010000除以G=10011余0000,余式全0,無錯。

標准答案

評分說明:

(1)只要認真完成作業(無論對錯),即可得到基礎分4分,總分為12分;

(2)如果總得分超過基礎分(4分),則按如下參考答案及評分標准逐項給分,並累加核算本題總得分。

參考答案及評分標准:

(1)利用G=10011去除1010101010 0000,(1分)得R=0100,(1分)所以,CRC編碼后<D,R>=10101010100100。(1分)

(2)利用G=10011去除1010100000 0000,(1分)得R=1001,(1分)所以,CRC編碼后<D,R>=10101000001001。(1分)

(3)利用G=10011去除01011010101001,(1分)得余式=0110,不為0000,(1分)因此該碼字在傳輸過程中發生差錯。 (1分)

(4)利用G=10011去除10010101010000,(1分) 得余式=0000,(1分)因此該碼字在傳輸過程中未發生差錯。 (1分)

自我點評:思考計算原理,理順答題思路!


2(6分)

假設在采用廣播鏈路的10Mbps以太網中,回答下列問題:

(1)某結點連續第5次沖突后,按二進制指數退避算法,選擇K=4的概率是多少?相應地延遲多久再次重新嘗試發送幀?

(2)如果連續第12次沖突,該結點最多延遲多久再次重新嘗試發送幀?

 

我的答案

(1)①連續5次沖突后,從離散整數集合[0,1,...,31]中隨機取出一個數 K,因此選擇K=4的概率為1/32;

②因為對於以太網,一個結點等待的實際時間量是K×512比特時間(即發送512比特進入以太網所需時間的K倍),

所以相應的延遲時間為:512比特/10Mbps×4=512bit/107bps×4=0.0002048s=0.2048ms=204.8us 

(2)如果連續12次沖突,因為重傳次數大於10,K就不在增大而一直等於10,

也即K=min[重傳次數,10],所以結點隨機從[0,1,...2^10 - 1=1023]中隨機一個數K,

得出最多延遲時,K取最大值為1023,則

對應延遲時間為512比特/10Mbps×1023=512/10^6×1023=0.523776s=523.776ms=523776us。

=512/(10*106)*1023=0.0523776‬s=52.3776ms=52377.6us。

標准答案

評分說明:

(1)只要認真完成作業(無論對錯),即可得到基礎分2分,總分為6分;

(2)如果總得分超過基礎分(2分),則按如下參考答案及評分標准逐項給分,並累加核算本題總得分。

參考答案及評分標准:

(1)連續第5次沖突后,結點網卡從{0, 1, 2,…, 31}中選擇K,(1分)因此,選擇到K=4的概率為1/32,(1分)相應地延遲時間為4*512/(10*10^6)=0.2048ms=204.8μs。(1分)

(2)當連續12次沖突后,網卡將從{0, 1, 2,…,1022,1023}中選擇K,(1分)因此最多延遲時間是選擇到K=1023,(1分)相應地延遲時間為1023*512/(10*10^6)=52.3776ms。(1分)

自我點評:謹記計算錯誤!10Mbps=10^7B!


 3(12分)

某局域網采用CSMA/CD協議實現介質訪問控制,數據傳輸速率為10 Mbps,主機甲和主機乙之間的距離為2km,信號傳播速度是200000km/s。請回答下列問題:

(1)若主機甲和主機乙發送數據時發生沖突,則從開始發送數據時刻起,到兩台主機均檢測到沖突時刻止,最短需經過多長時間?最長需經過多長時間?(假設主機甲和主機乙發送數據過程中,其他主機不發送數據)

(2)若網絡不存在任何沖突與差錯,主機甲總是以標准的最長以太網數據幀向主機乙發送數據,主機乙每成功收到一個數據幀后立即向主機甲發送一個64字節的確認幀,主機甲收到確認幀后方可發送下一個數據幀。此時主機甲的有效數據(上層協議數據)傳輸速率是多少?(不考慮以太網幀的前導碼)

 

我的答案

(1)①從主機甲發送到主機乙一次所用時間為:2km / 200000km/s = 0.01s = 10us;

因為即使在傳輸過程中出現了碰撞,主機甲和主機乙發出的數據,依然繼續完整的傳輸他們的幀。

所以最短需要經過一個單向傳播時間:10us。

②當主機甲向主機乙發送一個數據,在即將到達主機乙時,主機乙發送數據,則立即發生數據碰撞,檢測到沖突,此時已過去一個單向傳播用時10us,而主機乙發送的數據繼續經過一個單向傳播距離到達甲,此時,主機甲得知產生數據碰撞沖突。

所以最長用時20us。

(2)以太網數據幀大小范圍為64B~1518B,

則最長以太網數據幀大小為1518B

目的MAC地址6B+源MAC地址6B+類型2B+數據1500B+CRC4B),

主機甲發送1518B的數據幀到主機乙用時:1518B×8/10Mbps=0.0012144‬s=1.2144ms=1214.4us;

主機乙發送64B確認幀到主機甲用時:64Bit×8/10Mbps=0.0000512s=0.0512ms=51.2us;

主機甲從發送數據幀到主機乙到接收到確認幀的總時間為:

​1214.4us+51.2us+2×10=1285.6us;

主機甲的有效數據(上層協議數據)傳輸長度1518B-18B(包括目的MAC地址6B+源MAC地址6B+類型2B+CRC4B)=1500B=1500*8bit=12,000‬bit;

所以主機甲的有效數據傳輸速率為:

12000bit/1285.6us=9.33416bit/us≈9.33Kb/ms=9.33Mb/s

標准答案

評分說明:

(1)只要認真完成作業(無論對錯),即可得到基礎分4分,總分為12分;

(2)如果總得分超過基礎分(4分),則按如下參考答案及評分標准逐項給分,並累加核算本題總得分。

參考答案及評分標准:

(1)主機甲和主機乙之間單向傳播延遲時間= 2km/(200000km/s)=10μs;(1分)

兩台主機均檢測到沖突時,最短所需時間和最長所需時間對應下面兩種極端情況:

①主機甲和主機乙同時各發送一個數據幀,(1分)信號在信道中發生沖突后,沖突信號繼續向兩個方向傳播。因此,雙方均檢測到沖突需要1個單向傳播延遲,即10μs。

因此,甲乙兩台主機均檢測到沖突時,最短需經過10μs。(1分)              

②主機甲(或主機乙)先發送一個數據幀,當該數據幀即將到達主機乙(或主機甲)時,主機乙(或主機甲)也開始發送一個數據幀。(1分)這時,主機乙(或主機甲)將立即檢測到沖突;而主機甲(或主機乙)要檢測到沖突,沖突信號還需要從主機乙(或主機甲)傳播到主機甲(或主機乙),(1分)因此,主機甲(或主機乙)檢測到沖突需要2個單向傳播延遲,即20μs。

因此,甲乙兩台主機均檢測到沖突時,最長需經過20μs。 (1分)              

(2)以太網最大幀長為1518B;(1分)發送1518B的數據幀所用時間(傳輸延遲) = 1518×8 bits/10 Mbps=1214.4μs;(1分)

發送64B的確認幀所用時間(傳輸延遲) = 64×8bits/10Mbps=51.2μs;(1分)

主機甲從發送數據幀開始到收完確認幀為止的時間記為T總,則

T總=1214.4+51.2+2×10=1285.6 μs;(1分)

在1285.6μs內發送的有效數據長度=1518B-18B=1500B=12000bits;(1分)

因此,主機甲的有效數據傳輸速率=12000bits/1285.6μs ≈ 9.33Mbps。(1分)

自我點評:理順答題思路,注意答題格式!戒驕戒躁,勝不驕敗不餒!


每個不曾起舞的日子

都是對生命的辜負

所以趁着年輕

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