2022年2022年计算机网络课后答案 3.pdf

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2、要解决的问题有哪些（分10Mb/s 到100Mb/s ，100Mb/s 到 1000Mb/s分别论述）？升级到万兆以太网时，又有哪些问题需要解决？ 答：需要解决的共通问题是保证使用相同的以太网帧格式。 速率从 10Mb/s 提高到 100Mb/s 时解决的问题包括：传输速率的提高所造成的RFI/EMI 辐射增大和网络跨距缩小，同一网络中同时兼容10Mb/s和 100Mb/s设备，在半双工方式下保证CAMA/CD 协议继续有效。 速率从 100Mb/s 提高到 1000Mb/s时解决的问题包括：网络跨距缩小和短帧较多时网络效率降低。同一网络中同时兼容10Mb/s 、100Mb/s 和 1000M

3、b/s设备，在半双工方式下保证CAMA/CD 协议继续有效。 速率从 1000Mb/s提高到 10000Mb/s 时解决的问题主要是网络跨距的严重缩小以及如何有效地限制成本和功耗。 12 考虑一个使用CSMA/CD 介质访问控制技术的100Mb/s 局域网，若该网络跨距为 1km ，则理论上其最小帧长度至少应为多少？ 答：假定电磁波在铜介质中的传播速率约为0.7c，则：电磁波在网络中的一个来回的距离为 2103m ，共需 2103/0.7c= 9.5238 s；当网络传输速率为100Mb/s时，9.5238s可传输的位数为 9.5238s100Mb /s 952 位。即理论上的最小帧长度为95

4、2 位。 13 以太网中全双工操作为什么能够增加网络跨距？在哪些介质上能采用全双工操作？ 答：以太网中全双工操作时将不再使用CSMA/CD 介质访问控制方法， 因此不受最小帧长度的限制， 这意味着在允许的信号衰减范围内网络跨距不再受限制。采用全双工操作时需要使用双绞线或光纤介质。 14 一个令牌环网的介质长度为1km ，传输速率为 16Mb/s ，网中共有 20 台工作站。若要求每个工作站在发送数据前的等待时间不能超过10ms ，问此令牌环网能否满足要求？ 答：该令牌环上可容纳的比特位数Br传播时延（5s/km）介质长度数据速率中继器延迟5s/km1km 16Mb/s 20100位12.5 字

5、节。 在最坏情况下，20 台工作站在某一时刻都要发送数据，且数据帧长度都是令牌环的最大帧长度 4521 字节（此值远大于该令牌环上可容纳的比特位数100 位，所以按最大帧长度计算总延迟）。 每帧（4521 字节）的发送时间为2.2605ms ，如果采用早期令牌释放技术，第5个站的发送等待时间就已超过10ms ，所以此令牌环网不能满足要求。 需要注意的是， 这只是理论计算结果， 在大多数情况下， 网络负载率与上述的最坏情况并不相符。 例如，当每个帧的长度不超过100 字节时，该令牌环网是可以满足要求的。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

6、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 作者： jboy1979 2007-6-24 12:06 回复此发言 7 第 4 章答案 续 （高教第二版 冯博琴） 15 千兆以太网是如何解决冲突域收缩问题的？这与传统以太网中数据长度不足 46 字节时要进行填充有哪些相同之处？有哪些不同之处？ 答： 解决方法是将时间槽长度扩展到512字节。 如果发送的帧长度小于512字节，那么物理层在发送完帧后紧接着再发送一个特殊的“载波扩展”符号序列，将整个发送长度扩展到512 字节。 这与传统以太网中的数据填充有类似之处，即都用特

7、殊数据填充帧以满足帧长的特殊要求，填充数据的处理对上层来说是透明的。 但在本质上两者有很大的差别：传 统以太网中的数据填充体现在帧内部（即它是帧的一部分），由MAC 子层处理，而千兆位以太网的载波扩展体现在帧外部，由物理层处理。 16 在半双工千兆以太网中，短帧过多会出现什么问题？千兆以太网是如何解决这个问题的？ 答：短帧过多将使网络效率大大降低，因为（额外的）帧扩展部分将占用大部分的网络流量。 千兆位以太网解决这个问题主要采用了帧突发技术，即允许一次可以发送多个短帧。 17 半双工千兆以太网中，若要发送一个100 字节的帧，从把第一个字节发送到物理介质上开始，需要用多长时间才能把它发送完？若

8、要发送10 个 100 个字节的帧，又需要多长时间？ 答：半双工千兆以太网中，发完一个100 字节的帧共需 10081000Mb/s 0.8s。若要发送10 个 100 个字节的帧，则需 8s。 18课堂上已讲过，此处略 19 一个 10BASE-T的部门局域网需要进行升级， 有哪些可选择的方案？试分析其各自的优缺点。 答：方案 1：升级为 100BASE-T快速局域网，网卡、集线器、双绞线都需要兼容100BASE-T标准，可能都需要进行更换，升级成本较高。 方案 2：升级为 10BASE-T 交换式以太网，需要将集线器更换为网络交换机，但网卡和双绞线都不需要更新，简单易行。 方案 3：升级为

9、 100BASE-T 交换式以太网，网卡、集线器、双绞线都需要兼容100BASE-T标准，可能都需要进行更换，升级成本较高，但网络性能可以得到明显的提升。 20 简述 802.11 使用的 CSMA/CA 与 802.3 使用的 CSMA/CD 之间的区别。 答：CSMA/CA 协议的关键在于冲突避免，它与CSMA/CD 中的冲突检测有着本质上的区别。CSMA/CA 不是在发送过程中去监听是否发生了冲突，而 是事先就要设法避免冲突的发生。 采用这种方法的原因是由于无线信道的特殊性质而使得在无线网络中检测信道是否存在冲突比较困难： 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

10、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - ? 要检测冲突， 设备必须能够在发送数据的同时接收数据，以便检测是否发生冲突，这对于无线网络设备是非常难以实现的。 ? 无线介质上的信号强度的动态范围很大，因此发送站无法用信号强度的变化来检测是否发生了冲突。 CSMA/CA 协议中发送过程的“载波检测多路访问”部分是在两个层次上进行的，一个是物理层次，另一个是虚拟层次。 物理层次上的载波检测机制与802.3 以太网使用的载波侦听基本相同。 要发送数据的站点首先要侦听介质上有无信号，如果信道处于

11、“空闲”状态， 它就可以开 始发送数据。 如果信道上有信号传播， 它就推迟自己的传输而继续监听直到信道空闲。任何站点当检测到信道由忙变闲时，都必须通过退避算法与其他站点一起竞争 信道的访问权，而不是直接访问信道。 虚拟层次上的载波检测是通过接收到其他站点要占用介质的通告而主动推迟本站的发送来实现的， 其效果相当于“检测”到信道忙而延迟发送。虚拟载波检测利用了 802.11帧中的“传输持续时间”字段。每一站点的 MAC 层将检查接收到的帧中的“传输持续时间”字段， 如果发现该字段的值大于当前本站点的网络分配矢 量 NAV的值，就用该字段的值更新本站点的NAV 。站点要发送数据时，NAV从设定的值

12、开始不断减1， 当 NAV的值减为 0， 且物理层报告信道空闲时， 它就 可以开始发送数据。 21 CSMA/CA是如何实现“冲突避免”的？ 答：采用三种机制来实现：预约信道、正向确认和RTS/CTS 机制。 （1）预约信道。发送站点利用“传输持续时间”字段向所有其他无线站点通告本站点将要占用信道多长时间， 以便让其它站在这段时间内不要发送数据，以避免冲突。 （2）正向确认机制。802.11 规定接收站点若正确收到以它为目的地的数据帧时，就应向发送数据帧的站点发送一个ACK帧作为接收成功的肯定回答，否则 将不采取任何动作。 发送站点在发送完数据帧的规定时间内若没有收到ACK帧，就需要多次重新发

13、送数据帧，直到收到ACK帧为止。 （3）通过请求发送RTS/ 允许发送 CTS选项，以解决隐蔽站的冲突问题。 22 解释 IEEE 802.11 标准中 RTS/CTS 机制的基本原理。 答：IEEE 802.11 标准中请求发送 RTS/ 允许发送 CTS选项主要是用来解决隐蔽站问题。隐蔽站是指这样一种情况，有A、B、C 三个站点，B 位于 A和 C之间。虽 然 A和 C都能与 B通信， 但 A和 C却因为相距较远或二者之间存在障碍物而彼此收不到对方发出的信号。 当 A和 C都要与 B通信时，因为互相感知不到对方的存在， 因而都向 B发送数据，结果数据在B站点发生冲突。 若使用 RTS/CT

14、S 协议，就可解决此问题：首先，A向 B发送 RTS帧，表明 A要向B发送若干数据，B收到 RTS帧后，就回送一个 CTS帧，表明已准备就 绪，而此时 C也会收到 B 发出的 CTS帧，从而知道 B要与其它某个站点进行数据传输，于是 C进入“静默”状态，这样就使得A可以向 B发送数据而不会产生冲 突。最后，B 正确接收数据后，立即发出一个ACK确认帧，然后三个站点重新开始竞争信道。 23 IEEE 802.11是如何解决“隐蔽站”问题的？ 答：采用了 RTS/CTS 机制，其基本原理如上题之解答。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -