计算机网络课后题——第四章计算机局域网{89}

非标准答案，期待指正。

1.计算机局域网的主要特点有哪些？相比于广域网，局域网特有的特点有哪些？

局域网：在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机网络。

覆盖地域范围比较小。

高传输速率和低误码率。

采用共享广播信道，分布式控制。

低层协议简单。

不单独设立网络层。

采用多种媒体访问控制技术。

特有的特点：

结构相对简单。

覆盖地域范围比较小。

用户少。

采用共享广播信道，分布式控制。

低层协议简单。

不单独设立网络层。

采用多种媒体访问控制技术。

2.局域网的关键技术包括哪些？

拓扑结构（星形、环形、总线形、树形）

传输形式（基带传输、宽带传输）

传输介质（双绞线、基带同轴电缆、宽带同轴电缆、光纤、电磁波）

介质访问控制方法（固定分配、按需分配、适应分配、探寻分配、随机分配）

3.局域网有哪几种拓扑结构？简述每种拓扑结构的特点。

星形：

优点：

集中控制。
中心交换结点功能复杂，但其他通信结点负荷相对较轻。
结构简单，管理和维护相对容易，而且扩展性强。
网络延迟时间少，传输误差低。
除非中央结点故障，否则网络不会轻易瘫痪。
故障容易检测和隔离。

缺点：

安装维护的费用高。
通信线路利用率不高。
对中央结点要求高。

环形：

由一组转发器通过点对点连接成环路构成。
有源网络
分散控制
常采用令牌方式控制媒体访问
电缆总长度较短。
增加或减少工作站时仅需简单的连接操作。
结点的故障会引起全网故障。
故障检测困难。

树形：

具有星型网络的特点。
易于扩展
故障隔离较容易。
各个结点对根的依赖大。

总线形：

通信网络只是传输媒体。
分散控制
常采用CSMA/CD方式进行媒体访问控制
广播型网络

优点：

成本低。
需要的电缆长度相对较短，易于布线和维护。
结构简单，通常是无源的，可靠性较高。
组网容易，增加或减少用户方便。
多个结点共用一条传输信道，信道利用率高。

缺点：

总线的传输距离有限，通信范围受到限制。
总线一旦出现故障，所有结点都无法通信。
故障诊断和隔离较困难。

4.局域网有哪几种传输形式？典型的传输介质有哪几种？其主要特点分别是什么？

基带传输宽带传输

传输介质/特点：

双绞线：廉价

同轴电缆：即可用于宽带系统，又可用于宽带系统。吞吐量大，可连接设备多，性价比高，安装和维护比较方便。

光纤：传输的数据率高，因而通信容量大。传输损耗小，传输距离远。抗电磁干扰性能强，传输的误码率很低。保密性好，光信号不易被窃听或截取数据。重量轻，体积小，铺设容易。

5.信道访问控制方法主要有哪几类？

载波监听多路访问／冲突检测（CSMA／CD）技术、令牌环控制技术、令牌总线控制技术、光纤分布式数据接口（FDDI）技术。

6.IEEE802参考模型和OSI/RM参考模型的主要不同是什么？

IEEE参考模型只相当于OSI/RM参考模型的最低两层。

7.局域网体系结构可以分为几层？简述每层的主要功能。

分为物理层和数据链路层，数据链路层可以分为媒体访问控制层MAC和逻辑链路层LLC。

物理层：实现比特流的传输与接收，为进行同步的前同步码的产生与删除，信号的编码与译码，规定了拓扑结构和传输速率。

数据链路层：在不太可靠的传输信道上实现可靠的数据传输，负责帧的传送与控制。

MAC子层：发送时将上层交下来的数据封装成帧进行发送，接收时对帧进行拆卸，将数据交给上层；实现和维护MAC协议，实行比特差错检查和寻址。

LLC子层：建立和释放数据链路层的逻辑连接；提供与上层的接口（即服务访问点）；给LLC帧加上序号；差错控制。

8.局域网的LLC子层向上层提供哪几种服务？

不确认的无连接服务：（LLC1）数据报服务

面向连接的服务：（LLC2）相当于虚电路服务。

待确认的无连接服务：（LLC3）可靠的数据报令牌总线网使用。

告诉传输服务：（LLC4）城域网

9.简述CSMA/CD的工作原理。

先听在讲：要侦听总线上是否有载波，在确定总线空闲的情况下，才能开始发送数据。

等待帧间最小间隔，侦听总线空闲一段时间才发送数据。

边听边讲：某个终端开始发送数据后，必须一直检测总线上是否有冲突，如果冲突发生，就停止传输，并发送阻塞信号，使所有发送数据的终端检测到冲突。

退后在讲：有冲突发生则停止数据发送，延迟一段时间后，再开始侦听总线。

10.总线局域网主要由哪些部分组成？

=以太网传输媒体；网络设备；工作站；网卡

11.什么是传统以太网？以太网有哪两个主要标准？

传统以太网：DIX Ethernet V2 标准的局域网。

两个标准：DIX Ethernet V2 标准 IEEE 802.3标准

12.数据率为10Mbit/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？

单位时间内信号变化次数变为2倍

20MBaud

13.试说明10BASE-T中的10、BASE和T的含义。

10：数据率为10Mbit/s

BASE：基带传输

T：双绞线

14.以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道，这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

CSMA/CD优点：动态分配信道，更灵活；负荷较低时信道利用率高

缺点：高负荷时会发生冲突；造成时间等资源浪费

TDM 优点：不会发生冲突；适合均匀高负荷时应用

缺点：在负荷低或不均匀时资源浪费多。

15.假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。假设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。{87}

1/200000=5us

争用期2τ = 5*2 = 10us

1*10-5 * 1 * 109 = 10000bit
=1250B

16.假定在使用CSMA/CD协议的10Mbit/s以太网中的某个结点在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r = 100.试问这个结点需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mbit/s的以太网呢？

10Mbit/s的以太网：争用期为51.2us
51.2*100 = 5120us = 5.12ms

100Mbit/s的以太网：争用期为5.12us
5.12*100 = 512us

17.假定站点A和B在同一个10Mbit/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生冲突之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A在发送完毕之前没有检测到冲突，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生冲突（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）？

前同步码：7B = 56bit

帧定界符：1B = 8bit

512+56+8 = 576bit

假设A在0时刻发送数据，那么在225时刻B能检测到A的信号

如果发生碰撞是因为B在0~224时刻发送数据

225+224 = 449bit < 576bit

A在检测到发生碰撞时不能把自己的数据发完。

18.假设一个以太网上的通信量中的80%是在本地局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和外部网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络？

第二个网络。

19.有十个站都连接到以太网上。试计算一下3种情况下每一个站所能得到的带宽。1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器。2）10个站都连接到100Mbit/s以太网集线器。3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机。

1Mbit/s

10Mbit/s

每个站独占10Mbit/s

20.将10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s、1Gbit/s和10Gbit/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？

以太网是可扩展的。
灵活，支持多种媒体、全双工或半双工，有共享、交换的功能。
以太网易于安装，稳定性好。
以太网是经过实践证明的成熟技术。
以太网的互操作性好，不同厂商生产的以太网都能可靠互操作。
在广域网中使用以太网价格相对低廉。
端到端的以太网连接使帧的格式皆为以太网的格式，不需要进行格式转换，简化操作和管理。

以太网交换机特点？

使用交换技术，采用智能网桥来实现多个端口之间的信息帧转发和交换。
实现由共享方式到独占方式的转变，缓解了冲突的出现，提高了网络的效率。
将一个大的局域网分割成若干个小的独立网段。网段之间不共享带宽，以缓解网络拥塞。
以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。
以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。
可扩展网络距离，起到中继器的作用。

虚拟局域网的概念及其特征。

概念: VLAN是一组不受物理位置限制，而又可以象在同一个LAN上自由通信的结点集合，在逻辑上等价于广播域，是局域网给用户提供的一种服务。

特性：

一个VLAN是一个有限的广播域。
VLAN内的所有成员是独立于物理位置的、相同逻辑广播域的组成员。
在一个VLAN中，可以通过软件来管理成
员，简便快捷。
VLAN成员之间不需要路由。
VLAN具有较好的安全性。
VLAN需要使用交换机技术实现。