一晚缩、簡(jiǎn)答題

1. 使用和制定網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？

(1) 首先荞彼，應(yīng)保證在源-宿點(diǎn)之間存在物理的傳輸資源
(2) 要解決信息源的突發(fā)性帶來(lái)的額外費(fèi)用消耗济舆，也就是要解決共享和多路接入問(wèn)題
(3) 提供自動(dòng)差錯(cuò)處理，保證所接收到的比特流是所發(fā)送的比特流的精確復(fù)制
(4) 保證消息抵達(dá)正確的目的地
(5) 在端節(jié)點(diǎn)或交換節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)所收到的信息签夭，直至這些信息能夠得到服務(wù)或再轉(zhuǎn)發(fā)出去
(6) 必須進(jìn)行流量控制第租，避免緩沖器溢出慎宾，防止過(guò)分擁擠
(7) 必須保證接入通路能與用戶特性相協(xié)調(diào)一致
(8) 充分考慮并兼容現(xiàn)有協(xié)議，對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的情況留下足夠的空間

2. 簡(jiǎn)述層券犁、協(xié)議和服務(wù)的關(guān)系粘衬。

協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體(或多個(gè)實(shí)體)進(jìn)行通信的規(guī)則的集合稚新，在協(xié)議控制下跪腹，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)冲茸，要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議噪裕，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)股毫，協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù),具體來(lái)說(shuō);
　
　　服務(wù)是各層向它的上層提供的一組操作铃诬，描述兩層之間的接口趣席，下層是服務(wù)提供者，上層是服務(wù)用戶想罕。
　
　　協(xié)議定義的是同層對(duì)等實(shí)體間交換的幀按价、分組和報(bào)文的格式和意義的一組規(guī)則。
協(xié)議關(guān)系到服務(wù)的實(shí)現(xiàn)楼镐，但對(duì)服務(wù)的用戶來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的框产。

3. 簡(jiǎn)述云計(jì)算服務(wù)的定義秉宿、內(nèi)涵和發(fā)展趨勢(shì)

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式描睦，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源酌摇。分為廣義和狹義云計(jì)算。
　　云計(jì)算是分布式計(jì)算仍稀、并行計(jì)算埂息、效用計(jì)算千康、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)享幽、虛擬化值桩、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物豪椿。已經(jīng)應(yīng)用到云物聯(lián)咳秉、云安全鸯隅、云存儲(chǔ)、云會(huì)議和云社交等諸多方面户誓。
　　云計(jì)算被視為科技業(yè)的下一次革命，它將帶來(lái)工作方式和商業(yè)模式的根本性改變悼潭。 首先舰褪，對(duì)中小企業(yè)和創(chuàng)業(yè)者來(lái)說(shuō)占拍，云計(jì)算意味著巨大的商業(yè)機(jī)遇晃酒，他們可以借助云計(jì)算在更高的層面上和大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)窄绒。其次彰导，從某種意義上說(shuō)位谋，云計(jì)算意味著硬件之死掏父。至少损同，那些對(duì)計(jì)算需求量越來(lái)越大的中小企業(yè)膏燃，不再試圖去買價(jià)格高昂的硬件组哩，而是從云計(jì)算供應(yīng)商那里租用計(jì)算能力。在避免了硬件投資的同時(shí)蛛砰，公司的技術(shù)部門也無(wú)須為忙亂不堪的技術(shù)維護(hù)而頭痛泥畅，節(jié)省下來(lái)的時(shí)間可以進(jìn)行更多的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

4. 簡(jiǎn)述同步傳輸和異步傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)聂抢，指出各自需要哪些同步信號(hào)琳疏。

• 同步傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)是

每幀的內(nèi)容由一對(duì)字符組裝空盼，所有幀必須有一個(gè)(或多個(gè))字節(jié)(或字符)作為幀的同步信號(hào),以使接收端確定每一數(shù)據(jù)幀的間隔新荤。

• 異步通信中典型的幀格式是

每一符號(hào)的起始比特(1──>0)迟隅， 每一符號(hào)的終止比特1，為了可靠接收,時(shí)鐘必須高于傳輸Bit率的N倍奔缠，每一傳輸單元包含10個(gè)比特校哎，1個(gè)起始+8個(gè)字符+1個(gè)結(jié)束闷哆。

5. 同步傳輸有哪兩種方式抱怔，分別闡述如何實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)耐该餍浴?/h5>

• 位同步

在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時(shí)間和時(shí)鐘頻率來(lái)校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率康二。

• 字符同步

為保證收發(fā)雙方正確傳輸字符,將字符以組為單位傳送味混，在每組字符之前加上一個(gè)用于同步控制的同步字符SYN洽故，數(shù)據(jù)結(jié)束后加上后同步信號(hào)盗誊，接收端根據(jù)SYN與后同步信號(hào)確定數(shù)據(jù)字符的起始與終止。

6. 簡(jiǎn)述子網(wǎng)掩碼和無(wú)分類編址的作用，并分別舉例說(shuō)明。

7. 子網(wǎng)掩碼用于計(jì)算IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址糠馆，并可用于將B類地址劃分為多個(gè)子網(wǎng)，如

一臺(tái)主機(jī)的IP地址是：202.112.14.137毕匀，子網(wǎng)掩碼是：255.255.255.240癌别。
IP地址是：
202.112. 14 .137 --> 11001010.01110000.00001110.10001001
子網(wǎng)掩碼是：
255.255.255.240 --> 11111111.11111111.<u>11111111.1111</u>0000
“與”運(yùn)算結(jié)果：
202.112. 14 .128 <-- 11001010.01110000.00001110.100000000
得出該IP地址所在的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址即為202.112.14.128皂岔。子網(wǎng)號(hào)為12位，有212個(gè)子網(wǎng)數(shù)规个，每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)為（24-2）個(gè)凤薛。

2. 無(wú)分類編址把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)IP地址組成一個(gè)“CDIR地址塊”,如：地址172.16.107.120/20,表示這個(gè)地址前綴是20位姓建，剩下的12位是主機(jī)位诞仓，因此這個(gè)地址塊包含212個(gè)IP地址缤苫。
   最小地址是172.16. 96 .0 --> 10101100.00010000.01100000.00000000
   最大地址是172.16.111.0 --> 10101100.00010000.01101111.00000000

二、計(jì)算和分析

1. 某調(diào)制解調(diào)器同時(shí)使用幅移鍵控和相移鍵控墅拭。采用0活玲、180兩個(gè)相位，每種相位又都有兩個(gè)不同的幅值谍婉。問(wèn)在波特率為1200的情況下數(shù)據(jù)率是多少舒憾？

解：由于采用0、180兩個(gè)相位穗熬，而每種相位又都有兩個(gè)不同的幅值镀迂，所以每個(gè)周期內(nèi)可能有4種狀態(tài)。（用兩位表示）唤蔗。
數(shù)據(jù)傳輸率 =12002=2400(b/s)

2. 給出奈奎斯特準(zhǔn)則和仙農(nóng)定理的定義探遵，并簡(jiǎn)述它們的關(guān)系。

• 香農(nóng)定理

香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限妓柜、無(wú)差錯(cuò)的信息傳輸速率箱季。信道的極限信息傳輸速率 C 可表達(dá)為
C = W log2(1+S/N ) b/s
W 為信道的帶寬（以 Hz 為單位）；
S 為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率棍掐；
N 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率藏雏。

• 奈奎斯特準(zhǔn)則

任何一個(gè)信號(hào)如果通過(guò)帶寬為W(Hz)的理想低通濾波器，若每秒取樣 2W 次作煌，就可以完整地重現(xiàn)該濾波過(guò)后的信號(hào)掘殴。在理想條件下(無(wú)噪音有限帶寬 W 的信道)，其最大的數(shù)據(jù)傳輸速率C（信道容量）為：

式中：N為離散性信號(hào)或電平的個(gè)數(shù)粟誓。所以二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率 C=2W

• 奈奎斯特準(zhǔn)則: 用于理想低通信道杯巨，要求無(wú)碼間干擾時(shí)，求最大速率努酸，此速率單位是Baud服爷，N 電平下：

C1 = W log2 N bps

• 香農(nóng)定理:

用于非理想信道，有限帶寬高斯噪聲干擾获诈，要求誤碼率為無(wú)窮小時(shí)仍源，求最大速率，單位是bps
C2 = W log2 (1+S/N) bps
在非理想信道必須滿足： C1 ≤ C2

三舔涎、循環(huán)碼

1. 設(shè)有一碼多項(xiàng)式為,當(dāng)將它移四位后笼踩，并以模，試求其移位后的碼多項(xiàng)式亡嫌，并寫出相應(yīng)的碼組嚎于。

解：
S(x)=x-4 (x5 +x4+x2+1)mod(x7+1)=x5 +x3+x+1
則其左移位后的碼多項(xiàng)式為 即對(duì)應(yīng)01010110
右移位后的碼多項(xiàng)式為x5 +x3+x+1 即對(duì)應(yīng)00101011

2. 構(gòu)造（7,3）循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式掘而，并解釋的唯一性和存在性的含義,并證明的唯一性。

定義

若是一個(gè)次多項(xiàng)式于购，且是的因式袍睡，則由可以生成一個(gè)循環(huán)碼，稱為該循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式肋僧。循環(huán)碼碼組集合中(全“0”碼除外)冪次最低的多項(xiàng)式(階)稱為生成多項(xiàng)式斑胜。
具有以下特性：

1. 是一個(gè)常數(shù)項(xiàng)為1的次多項(xiàng)式；
2. 是的一個(gè)因式嫌吠；
3. 該循環(huán)碼中其它碼多項(xiàng)式都是的倍式止潘。
   根據(jù)以上特性來(lái)構(gòu)造。

例：一種（7辫诅，3）循環(huán)碼的全部碼字

|序號(hào)|碼字||
|:-:|:-:|:-:|:-:|
| |信息位|監(jiān)督位|
||　a6 a5 a4|a3 a2 a1 a0|
|1|　0　0　0|0　0　0　0|
|2|　0　0　1|0　1　1　1|
|3|　0　1　0|0　1　1　0|
|4|　0　1　1|1　0　0　1|
|5|　1　0　0|1　0　1　1|
|6|　1　0　1|1　1　0　0|
|7|　1　1　0|0　1　0　1|
|8|　1　1　1|0　0　1　0|
現(xiàn)在以表3-1的（7凭戴，3）循環(huán)碼為例，來(lái)構(gòu)造它的生成矩陣和生成多項(xiàng)式炕矮，這個(gè)循環(huán)碼主要參數(shù)為么夫，n＝7，k＝3吧享，r＝4魏割。從表中可以看到，其生成多項(xiàng)式可以用第1碼字構(gòu)造：　

　　在上面的例子中钢颂，是利用表3-1給出的（7钞它，3）循環(huán)碼的所有碼字，構(gòu)造了它的生成多項(xiàng)式和生成矩陣殊鞭。但在實(shí)際循環(huán)碼設(shè)計(jì)過(guò)程中遭垛，通常只給出碼長(zhǎng)和信息位數(shù)，這時(shí)可以利用設(shè)計(jì)生成多項(xiàng)式和生成矩陣所具有基本特性進(jìn)行設(shè)計(jì)操灿。
　　首先锯仪，生成多項(xiàng)式是的一個(gè)因式，其次是一個(gè)r次因式趾盐。因此庶喜，就可以先對(duì)進(jìn)行因式分解，找到它的r次因式救鲤。下面仍以（7久窟，3）循環(huán)碼為例進(jìn)行分析。

1. 對(duì)進(jìn)行因式分解得：

（3-21）

2. 構(gòu)造生成多項(xiàng)式

為了求（7本缠，3）循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式斥扛，要從式（3-21）中找到r=n-k次的因子。不難看出丹锹，這樣的因子有兩個(gè)稀颁，即：　

（3-22）

（3-23）

　　以上兩式都可作為生成多項(xiàng)式用芬失。不過(guò)，選用的生成多項(xiàng)式不同匾灶，產(chǎn)生出的循環(huán)碼碼組就不同棱烂。用式（3-22）作為生成多項(xiàng)式產(chǎn)生的循環(huán)碼即為表3-1所列。

四粘昨、已知信道的數(shù)據(jù)速率為垢啼，往返傳播遲延時(shí)間為窜锯，幀長(zhǎng)度為张肾，幀號(hào)用3位，并假定不考慮確認(rèn)锚扎、幀頭和差錯(cuò)重發(fā)所需的開(kāi)銷吞瞪。問(wèn)采用選擇性重發(fā)協(xié)議信道可能達(dá)到的最大有效利用率是多少？

解：

五驾孔、一個(gè)的干線用選擇幀性協(xié)議來(lái)傳輸64字節(jié)幀芍秆，如果傳播速率為，信道容量為翠勉，問(wèn)要使信道效率最高妖啥，序號(hào)空間應(yīng)為多少？

解：