計算機網絡第3章習題答案 - 下載本文

太網所容許的最短的幀,那么A在檢測到和B發生碰撞之前能否把自己的數據發送完畢?換言之,如果A在發送完畢之前并沒有檢測到碰撞,那么能否肯定A所發送到幀不會和B發送的幀發生碰撞?(提示:在計算時應當考慮到每一個以太網幀在發送到信道上時,在MAC幀前面還要增加若干字節的前同步碼和幀定界符) 答: 以太網幀最短64字節,還要加上8個字節的首部,因此最短幀長度為72字節576比特.

設在t=0時A開始發送。在t=576比特時間,A應當發送完畢。

t=225比特時間,B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特時間之前發送數據,A在發送完畢之前就一定檢測到碰撞。就能夠肯定以后也不會再發送碰撞了。

如果A在發送完畢之前并沒有檢測到碰撞,那么就能夠肯定A所發送到幀不會和B發送的幀發生碰撞(當然也不會和其他的站點發送碰撞)。

3-25 在上題中的站點A和B在t=0時同時發送了數據幀。當t=225比特時間,A和B同時檢測到發送了碰撞,并且在t=225+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數分別是rA=0和rB=1.。試問A和B各在什么時間開始重傳其數據幀?A重傳的數據幀在什么時間到達B?A重傳的數據會不會和B重傳的數據再次發送碰撞?B會不會在預定的重傳時間停止發送數據? 答:t=0時,A和B開始發送數據。

t=225比特時間,A和B都檢測到碰撞。

t=273比特時間,A和B結束干擾信號的傳輸。

信道空閑時刻為273+225,A等待0*512比特時間后還要等待96比特時間,即最小幀間間隔,因此

t=594比特時間,A開始發送 t=785比特時間,B在273比特時間開始等待1*512比特時間后再次檢測信道。如空閑,

則B在785+96=881比特時間發送數據。否則再退避。

A重傳的數據在819比特時間到達B,B先檢測到信道忙,因此B在預定的881比特時間停止發送數據。0

t A B 0 發送 發送

225 監測到碰撞,發送干擾 監測到碰撞,發送干擾 273 干擾傳送完畢 干擾傳送完畢 498 接受完干擾,信道空閑 594 A發送

785 檢測信道,信道空閑,等待發送 819 A發送信號到

881 B準備發送,檢測信道,信道忙,停止發送

3-26 以太網上只有兩個站,他們同時發送數據,產生了碰撞。于是按截斷二進制指數退避算法進行重傳。重傳次數記為i,i=1,2,3,。。。試計算第一次重傳失敗的概率、第二次重傳失敗的概率、第三次重傳失敗的概率,以及一個站成功發送數據之前的平均重傳次數N。

答:設第i次重傳失敗的概率為Pi,顯然

k

Pi=(0.5), k=min[i,10]

故第一次重傳失敗的概率P1=0.5, 第二次重傳失敗的概率P2=0.25, 第三次重傳失敗的概率P3=0.125.。

P[傳送i次才成功]=P[第1次傳送失敗]×P[第2次傳送失敗]×。。!罰[第I -1次傳送失敗]×P[第i次傳送成功]

求 {P[傳送i次才成功]}的統計平均值,得出平均重傳次數為1.637.

3-27 假定一個以太網上的通信量中的80%是在本局域網上進行的,而且其余的20%的通信量是在本局域網和因特網之間進行的。另一個以太網的情況則反過來。這兩個以太網一個使用以太網集線器,而另一個使用以太網交換機。你認為以太網交換機應當用在哪一個網絡上?

答:以太網交換機用在這樣的以太網,其20%通信量在本局域網內,而80%的通信量到因特網。

3-28 有10個站連接到以太網上,試計算以下三種情況下每一個站所能得到帶寬。 (1)10個站點連接到一個10Mbit/s以太網集線器; (2)10站點連接到一個100Mbit/s以太網集線器; (3)10個站點連接到一個10Mbit/s以太網交換機。 答:(1)10個站共享10Mbit/s; (2)10個站共享100Mbit/s; (3)每一個站獨占10Mbit/s。

3-29 10Mbit/s以太網升級到100Mbit/s和1Gbit/s甚至10Gbit/s時,需要解決哪些技術問題?在幀的長度方面需要有什么改變?為什么?傳輸媒體應當有什么改變?

答:以太網升級時,由于數據傳輸率提高了,幀的發送時間會按比例縮短,這樣會影響沖突 的檢測。所以需要減小最大電纜長度或增大幀的最小長度,使參數a保持為較小的值,才能有效地檢測沖突。在幀的長度方面,幾種以太網都采用802.3標準規定的以太網最小最大幀長,使不同速率的以太網之間可方便地通信。100bit/s的以太網采用保持最短幀長(64byte)不變的方法,而將一個網段的最大電纜長度減小到100m,同時將幀間間隔時間由原來的9.6μs,改為0.96μs。1Gbit/s以太網采用保持網段的最大長度為100m的方法,用“載波延伸”和“分組突法”的辦法使最短幀仍為64字節,同時將爭用字節增大為512字節。傳輸媒體方面,10Mbit/s以太網支持同軸電纜、雙絞線和光纖,而100Mbit/s和1Gbit/s以太網支持雙絞線和光纖,10Gbit/s以太網只支持光纖。

3-30以太網交換機有何特點?它與集線器有何區別?

答:以太網交換機實質上是一個多端口網橋。工作在數據鏈路層。以太網交換機的每個端口都直接與一個單個主機或另一個集線器相連,并且一般工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的端口,使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體一樣,進行無碰撞地傳輸數據。通信完成后就斷開連接。

區別:以太網交換機工作數據鏈路層,集線器工作在物理層。集線器只對端口上進來的比特流進行復制轉發,不能支持多端口的并發連接。

3-31 網橋的工作原理和特點是什么?網橋與轉發器以及以太網交換機有何異同?

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,就先暫存在其緩沖中。若此幀未出現差錯,且欲發往的目的站MAC地址屬于另一網段,則通過查找站表,將收到的幀送往對應的端口轉發出去。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。 網橋與轉發器不同,(1)網橋工作在數據鏈路層,而轉發器工作在物理層;(2)網橋不像轉發器轉發所有的幀,而是只轉發未出現差錯,且目的站屬于另一網絡的幀或廣播幀;(3)轉發器轉發一幀時不用檢測傳輸媒體,而網橋在轉發一幀前必須執行CSMA/CD算法;(4)網橋和轉發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MAC子層和不同速率局域網的作用。

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,而以太網的每個接口都直接與主機相連,交換機允許多對計算機間能同時通信,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像連到網橋的一個局域網段上。網橋采用存儲轉發方式進行轉發,而以太網交換機還可采用直通方式轉發。以太網交換機采用了專用的交換機構芯片,轉發速度比網橋快。

3-32現有五個站分別連接在三個局域網上,并且用兩個透明網橋連接起來,如下圖所示。每一個網橋的兩個端口號都標明在圖上。在一開始,兩個網橋中的轉發表都是空的。以后有以下各站向其他的站發送了數據幀,即H1發送給H5,H3發送給H2,H4發送給H3,H2發送給H1。試將有關數據填寫在下表中

B11H1H2B22H312H4H5MAC1答:

MAC2MAC3MAC4MAC5

網橋1的轉發表 發送的幀 站地址 H1?H5 H3?H2 H4?H3 H2?H1 MAC1 MAC3 MAC4 MAC2 端口 1 2 2 1 網橋2的轉發表 網橋1的處理 (轉發?丟棄?站地址 端口 登記?) MAC1 MAC3 MAC4 1 1 2 轉發,寫入轉發表 轉發,寫入轉發表 寫入轉發表,丟棄不轉發 寫入轉發表,丟網橋2的處理 (轉發?丟棄?登記?) 轉發,寫入轉發表 轉發,寫入轉發表 轉發,寫入轉發表 接收不到這棄不轉發

個幀





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