計算機網絡原理課后習題答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。同時交換機不但可以工作在半雙工方式，也可以工作在全雙工模式下，因此連接在交換上的站實際上是獨占信道的。[解答]（1）10個站共享10Mb/s；（2）10個站共享100Mb/s；（3）每一個站獨占10Mb/s。，協(xié)議采用CSMA/CD，總線速率為5Mb/s，幀平均長度為1000bit。試估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數的最大值。傳播時延為5us/km。[解析]此題欲求每秒發(fā)送的平均幀數，因此怎樣得到此總線的信道利用率是關鍵。已知站點數較多時的信道利用率為Smax=1/（1+），a=t /T0 ，它是總線的單程傳播時延與幀的發(fā)送時延之比。[解答] a=t/T0=tC/L=5us/km4km5Mb/s247。1000bit=當站點數較大時，信道利用率最大值Smax=1/（1+）=信道上每秒發(fā)送的幀數的最大值=5Mb/s247。1000bit=3462每個站每秒種發(fā)送的平均幀數的最大值為3462247。100≈34。410. 假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率為1Gb/s。設信號在網絡上傳播速率為200 000km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。[解析] CSMA/CD是總線局域網帶有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議。數據在總線上傳輸存在傳播時延，即使發(fā)送數據前監(jiān)聽到信道為“空閑”，仍有可能在發(fā)送數據一段時間內發(fā)生碰撞。當一個站在發(fā)送數據后，最遲要經過兩倍的端到端的傳播時延，才能知道自己發(fā)送的數據是否和其他站發(fā)送的數據發(fā)生了碰撞。局域網按最壞情況計算總線兩端的兩個站之間的傳播時延為端到端的傳播時延。因此，幀的傳播時延應該大于等于端到端往返傳播時延才能檢測得到沖突。[解答]對于1km電纜，單程端到端傳播時延為t=1km247。200000km/s=5106s=5us，端到端往返時延為：2t=10us按照CSMA/CD工作，數據幀的發(fā)送時延不能小于10us，以1Gb/s速率工作，10us可發(fā)送的比特數等于：(10106s) (109b/s)=10 000bit=1250B因此，最短幀長是10000bit或1250B。411．有一個使用集線器的以太網，每個站到集線器的距離為d，數據發(fā)送速率為C，幀長為12500字節(jié)，108m/s。距離d為25m或2500m，發(fā)送速率為10Mb/s或10Gb/s。這樣就有4種不同的組合。試利用公式（45）分別計算這四種不同情況下參數a的數值，并進行簡單的討論。[解析]公式45指的是信道利用率定量分析中的參數a的計算方法，即 a=t/T0=t/L/C=tC/L[解答] a=t/T0=t/L/C=tC/L=d/sC/L=d247。(108m/s) C247。(125008)=41014dC，根據d和C的四種不同組合來討論a的值，結果如下表所示。參數d=25md=2500mC=10Mb/sC=10Gb/sC=10Mb/sC=10Gb/sa1051021031注釋a越小，信道利用率越大討論1． 站點到集線器距離一定的情況下，數據發(fā)送率越高，信道利用率越低。2． 數據發(fā)送率相同的情況下，站點到集線器的距離越短，信道利用率越高。417．網橋的工作原理和特點是什么？網橋與轉發(fā)器以及以太網交換機有何異同？[解析]網橋、轉發(fā)器與交換機在局域網中都具有連接主機、數據轉發(fā)的功能，但又有其不同點。[解答]網橋的每個端口與一個網段相連，網橋從端口接收網段上傳送的各種幀。每當收到一個幀時，就先暫存在緩沖中。若此幀未出錯，且欲發(fā)往的目的站MAC地址屬于另一網段，則通過查找網橋站表，將收到的幀送往對應的端口轉發(fā)出去；若該幀出現差錯，則丟棄此幀。網橋過濾了通信量，擴大了物理范圍，提高了可靠性，可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網。但同時也增加了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網不適合。網橋與轉發(fā)器的異同，體現在：（1） 網橋工作在數據鏈路層，而轉發(fā)器工作在物理層；（2） 網橋不像轉發(fā)器轉發(fā)所有的幀，而只轉發(fā)未出現差錯，且目的站屬于另一網絡的幀或廣播幀；（3） 轉發(fā)器轉發(fā)一幀時不用檢測傳輸媒體，而網橋在轉發(fā)一幀前必須執(zhí)行CSMA/CD算法；（4） 網橋和轉發(fā)器都有擴展局域網的作用，但網橋還能提高局域網的效率并連接不同的MAC子層和不同速率的局域網。以太網交換機通常有十幾個端口，而網橋一般只有2～4個端口；它們都工作在數據鏈路層；網橋的端口一般連接到局域網，而以太網交換機的每個接口可直接與主機相連，交換允許多對主機間同時通信，而網橋允許每個網段上的計算機同時通信。所以實質上以太網交換機是一個多端口的網橋，連到交換機上的每臺計算機就象連到網橋的一個局域網段上。420．無線局域網的MAC協(xié)議有哪些特點？為什么在無線局域網中不能使用CSMA/CD協(xié)議？結合隱蔽站問題和暴露站問題說明RTS幀和CTS幀的作用。[解析]無線局域網同以太網的差別是導致不能使用CSMA/CD的主要原因。 隱蔽站和暴露站問題實在CSMA/CA協(xié)議中解決的問題，RTS幀和CTS幀是為了實現對信道的預約。[解答]無線局域網的MAC層在物理層上面，包括有兩個子層，分別是分布協(xié)調功能DCF子層和點協(xié)調功能PCF子層。通過協(xié)調功能來確定在基本服務集BSS中移動站發(fā)送數據或者接收數據的時間。為了避免碰撞，規(guī)定所有的站點發(fā)送完一幀數據后，必須再等待一段時間才能發(fā)送下一幀數據。CSMA/CD協(xié)議不能用于無線局域網的原因主要有：（1） CSMA/CD協(xié)議要求一個站點在發(fā)送數據的同時還必須不間斷地檢測信道，以便發(fā)現是否有其他的站也在發(fā)送數據，這樣才能實現“碰撞檢測”的功能。但在無線局域網的設備中要實現這種功能花費過大。（2） 即使能夠實現碰撞檢測的功能，并且當我們在發(fā)送數據時檢測到信道是空閑得，在接收端仍然有可能發(fā)生碰撞。即碰撞檢測對無線局域網沒有什么用處。（3） 無線信道還由于傳輸條件特殊，造成信號強度的動態(tài)范圍非常大，致使發(fā)送站無法使用碰撞檢測的方法來確定是否發(fā)生了碰撞。因此，無線局域網不能使用CSMA/CD，而只能使用改進的CSMA/CA協(xié)議。隱蔽站問題：當A和C都檢測不到無線信號時，以為B是空閑的，向B發(fā)送數據，結果B同時收到A和C同時發(fā)送的數據，發(fā)生碰撞，這就是隱蔽站問題。使用RTS和CTS幀后，B處在A的傳輸范圍，可以收到A發(fā)送的RTS幀，當請求允許后，B將會向其余站點發(fā)送CTS幀。當C收到B的CTS幀后，在A和B通信過程中就不會發(fā)送數據，保證了A和B的正常通信。暴露站問題：當站點B向A發(fā)送數據，而C想和D通信時，由于C檢測到了媒體上有信號，于是就不能向D發(fā)送數據。這就是暴露站問題。使用RTS和CTS幀后，在A和B通信的時間內，C能收到B的RTS幀，但收不到A的CTS幀，所以C可以發(fā)送自己的數據給D而不會干擾B向A發(fā)送數據。421．為什么無線局域網上發(fā)送數據幀后要對方發(fā)回確認幀，而以太網就不需要對方發(fā)回確認幀？[解析]無線局域網與以太網相比，最大的差別就是傳輸介質不同所導致的傳輸差錯的增多，這也是無線局域網制定協(xié)議時主要考慮的問題，可以從這個方面著手回答。[解答]無線局域網發(fā)送數據必須發(fā)回確認幀是保證在MAC層對幀丟失予以檢測并重新發(fā)送，且進一步避免碰撞的發(fā)生。在以太網上不要求對方發(fā)回確認幀，理由是局域網信道的質量很好，信道通信質量產生差錯的概率很小，這樣做可以提高傳輸的效率。第5章 廣域網501．從多個方面比較虛電路和數據報這兩種服務的優(yōu)缺點。數據報的特點：1) 同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網；2) 同一報文的不同分組到達目的結點時可能出現亂序、重復與丟失現象；3) 每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；4) 數據報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。虛電路的特點：1)