软考中级-网络工程师
网络工程师考试常考公式、要点汇总表
码元：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字，这样的时间间
隔内的信号称为二进制码元。
码元速率（波特率）：即单位时间内载波参数（相位、振幅、频率等）变化的次数，
单位为波特，常用符号 Baud 表示，简写成 B。
比特率（信息传输速率、信息速率）：是指单位时间内在信道上传送的数据量（即比
特数），单位为比特每秒（
bit/s），简记为 b/s 或 bps。
波特率与比特率有如下换算关系：
比特率=波特率×单个调制状态对应的二进制位数=波特率× N
2
log
，其中 N 是码元
总类数。
信道带宽 W=最高频率-最低频率
信噪比与分贝关系 1dB=10×logS/N
无噪声情况下，数据速率依据尼奎斯特定理计算：
最大数据速率=2Wlog2N=Blog2N
其中，W 是带宽，B 是波特率，N 是码元总的种类数。
有噪声情况下，数据速率依据香农公式计算：
极限数据速率=带宽×log2(1+S/N)
其中，S 是信号功率，N 是噪声功率。
误码率：是指接收到的错误码元数在总传送码元数中所占的比例。
PC 错码误元码总元数数
异步通信数据速率=每秒钟传输字符数×（起始位+终止位+校验位+数据位）
异步通信有效数据速率=每秒钟传输字符数×数据位
E1 的一个时分复用帧（其长度 T=125
s）共划分为 32 个相等的时隙，每秒传送 8000
个帧，因此 PCM 一次群 E1 的数据率就是 2.048Mb/s。
T1 系统共有 24 个语音话路，每个时隙传送 8bit（
7bit 编码加上 1bit 信令），因此
共用 193bit（192bit+1bit 帧同步位）。每秒传送 8000 个帧，因此 PCM 一次群 T1 的计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试
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数据率=8000×193b/s＝1.544Mb/s
E1 和 T1 可以使用复用方法，4 个一次群可以构成 1 个二次群（称为 E2、T2）。
SONET 和 PCM 都是每秒钟传送 8000 帧，
STS-1 的帧长为 810 字节，因此基础速率为 8000
×810×8=51.84Mb/s。
SONET 中 OC-1 为最小单位，值为 51.84Mb/s，OC-N 则代表 N 倍的 51.84Mb/s。
STM-1 速率为 155.2Mb/s，与 OC-3 速率相同，STM-N 则代表 N 倍的 STM-1。
一帧包含 m 个数据位（报文）和 r 个冗余位（校验位）。假设帧总长度为 n，则有 n=m+r。
包含数据和校验位的 n 位单元通常称为 n 位码字（
codeword）。
海明码距（码距）：两个码字中不相同的位的个数。
两个码字的码距：一个编码系统中任意两个合法编码（码字）之间不同的二进制位数。
编码系统的码距：整个编码系统中任意两个码字的码距的最小值。
为了检测 d 个错误，则编码系统码距≥d+1；为了纠正 d 个错误，则编码系统码距>2d。
设海明码校验位为 k，信息位为 m，则它们之间的关系应满足 m+k+1≤2k。
以太帧头长 18 个字节，以太帧的数据字段最长为 1500 字节，以太网最小帧长为 64
字节。
MAC 地址为 48 位，前 24 位是厂商编号。
以太网规定了帧间最小间隔为 9.6μs。
电磁波在 1km 电缆传播的时延约为 5μs。
冲突检测最长时间为两倍的总线端到端的传播时延（
2τ），2τ称为争用期（
contention
period），又称为碰撞窗口。
10Mb/s 以太网争用期为 51.2μs。对于 10Mb/s 网络，51.2μs 可以发送 512bit 数据，
即 64 字节。
以太网规定 10Mb/s 以太网最小帧长为 64 字节，最大帧长为 1518 字节（如果还带有 4
个字节的 VLAN 标签，则应该是 1522 字节），最大传输单元（
MTU）为 1500 字节。小
于 64 字节的都是由于冲突而异常终止的无效帧，接收这类帧后应该丢弃（千兆以太网
和万兆以太网的最小帧长为 512 字节）。
最小帧长=网络速率×2×（最大段长/信号传播速度+站点延时），往往站点延时为 0。
吞吐率：单位时间实际传送数据位数。
吞吐率=帧长/（传输数据帧所花费的时间+1 帧发送到网络所花费的时间）=帧长/（网络段长/传播速度+1 帧长/网络数据速率）
网络利用率=吞吐率/网络数据速率
强化碰撞：当发生碰撞时，发送数据的站除了立刻停止发送当前数据外，还需要发送
32bit 或 48 比特的干扰信号（
Jamming Signal），所有站都会收到阻塞信息（连续
几个字节的全 1）。
快速以太网（
Fast Ethernet）：快速以太网的最小帧长不变，数据速率提高了 10 倍，
所以冲突时槽缩小为 5.12μs。以太网计算冲突时槽的公式为
slot≈2S/0.7C+2tphy
其中，S 表示网络的跨距（最长传输距离），0.7C 为 0.7 倍光速（信号传播速率），
tphy 是发送站物理层时延，由于往返需要通过站点两次，所以取其时延的两倍值。
IP 报头固定长度为 20 个字节。
A 类地址范围：1.0.0.0～126.255.255.255。
10.X.X.X 是私有地址。
127.X.X.X 是保留地址，用作环回（
Loopback）地址。
B 类地址范围：128.0.0.0～191.255.255.255。
172.16.0.0～172.31.255.255 是私有地址。
169.254.X.X 是保留地址。
C 类地址范围：192.0.0.0～223.255.255.255。
192.168.X.X 是私有地址。地址范围：192.168.0.0～192.168.255.255。
D 类地址范围：224.0.0.0～239.255.255.255。
E 类地址范围：240.0.0.0～247.255.255.255。
早期 IP 地址结构为两级地址：IP 地址::={<网络号>,<主机号>}。
RFC 950 文档发布后，增加一个子网号字段，变成三级网络地址结构。
IP 地址::={<网络号>,<子网号>,<主机号>}
子网能容纳的最大主机数=2 主机位–2
子网范围=[子网地址]～[广播地址]
IPv6 地址为 128 位长，但通常写作 8 组，每组为 4 个十六进制数的形式。
IPv6 全球单播地址最高位为 001（二进制）。
IPv6 组播分组的前 8 比特设置为 1，十六进制值为 FF。
TCP 的头部长度为 20 字节。
传输层系统端口取值范围为[0,1023]。
传输层登记端口取值范围为[1024,49151]。
传输层客户端使用端口[49152,65535]。
假定 SNMP 网络管理中，轮询周期为 N，单个设备轮询时间为 T，网络没有拥塞，则
支持的设备数 X=
轮询周期为 N
单个设备轮询时间为 T
