网络工程师考试常用计算公式汇总

网络工程师考试常用计算公式汇总

一、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=2^10 , M= 2^20
倍数刚好是1.024的幂 ^ 为次方; /为除 ; 为乘 ; (X/X)为单位
二、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)
三、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
四、计算机执行程序所需时间
P=ICPIT
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
五、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
六、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
流水线的总时间＝（指令总数+2）周期值
七、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] / [(16K1024)8bit]}
内存位数：log2（要编址的字或字节数）
八、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: 1284096 = 219(27212)
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)
九、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
十、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 N2-2
非格式化容量＝位密度3.14159最内圈址径总磁道数
[例: (2503.1410106400) /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: (165126400) /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: [23.14(100/2)]2507200/60/8=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[-1: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
十一、操作系统
虚存地址转换
(((基号)+ 段号) +页号) * 2n（注：这里是指2的Ｎ次方） +页内偏移
十二、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)
十三、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
十四、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
十五、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) + 24Tr+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
十六、快速以太网跨距
S = 0.35C (Lmin /R – 2 Tphy -8Tr)
十七、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
十八、路由选择
 包的发送 = 天数 * 24小时(86400秒) * 每秒包的速率 = *** == 2 *
十九、IP地址及子网掩码计算（重点）
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 = 2^10 -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
二十、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

二十一、系统可靠性:
串联: R = R1R2…RX
并联: R = 1 - (1-R1)(1-R2)…(1-RX)
二十二、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
二十三、海明码信息位:
k=冗余码
n=信息位
2^k-1 >= n+k
二十四、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) = 10log10 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 = 2W(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
二十五、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
二十六、差错控制
CRC计算
 信息位( K )转生成多项式 = K-1  K(x)
例: K = 1011001 = 7 位 – 1 = 从6开始
= 1x^6 + 0x^5 +1x^4 + 1x^3 + 0x^2 +0x^1 + 1x^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 = 1x^3 + 0x^2 + 1x^1 +1x^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)
二十七、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
二十八、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= (24102410248) / (5121000)=393秒