5-01的主要特点是什么

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1、第五章 局域网501 的主要特点是什么？为什么说局域网是一个通信网？ 答： 局域网 LAN 是指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通信网络。从 功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：共享传输信道。在局域网中，多个系统连 接到一个共享的通信媒体上。地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位 服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内。一般来说，局 域网的覆盖范围约为 10m10km 内或更大一些。传输速率高。局域网的数据传输速率一 般为 1100Mbps，能支持计算机之间的高速通信，所以时延较低。误码率低。因近距离 传输，所以误码率很低，一般在

2、10-810-11 之间。多采用分布式控制和广播式通信。 在局域网中各站是平等关系而不是主从关系，可以进行广播或组播。 从网络的体系结构和传输控制规程来看，局域网也有自己的特点：低层协议简单。在局 域网中，由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可靠性高，因此信道利用率已不是 人们考虑的主要因素，所以低层协议较简单。不单独设立网络层。局域网的拓扑结构多 采用总线型、环型和星型等共享信道，网内一般不需要中间转接，流量控制和路由选择功 能大为简化，通常在局域网不单独设立网络层。因此，局域网的体系结构仅相当与 OSI/RM 的最低两层。采用多种媒体访问控制技术。由于采用共享广播信道，而信道又可用不同

3、 的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源、多目的的链路管理。由此引发出多种媒体访 问控制技术。 在 OSI 的体系结构中，一个通信子网只有最低的三层。而局域网的体系 结构也只有 OSI 的下三层，没有第四层以上的层次。所以说局域网只是一种通信网。502 ieee802 局域网参考模型与 OSI 参考模型有何异同之处？答：局域网的体系结构与 OSI 的体系结构有很大的差异。它的体系结构只有 OSI 的下 三层，而没有第四层以上的层次。即使是下三层，也由于局域网是共享广播信道，且产品 的种类繁多，涉及到种种媒体访问方法，所以两者存在着明显的差别。在局域网中，物理层负责物理连接和在媒体上传输比特流，

4、其主要任务是描述传输媒 体接口的一些特性。这与 OSI 参考模型的物理层相同。但由于局域网可以采用多种传输媒 体，各种媒体的差异很大，所以局域网中的物理层的处理过程更复杂。通常，大多数局域 网的物理层分为两个子层：一个子层描述与传输媒体有关的物理特性，另一子层描述与传 输媒体无关的物理特性。在局域网中，数据链路层的主要作用是通过一些数据链路层协议，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。这与 OSI 参考模型的数据链路层相同。 但局域网中，由于各站共享网络公共信道，由此必须解决信道如何分配，如何避免或解决 信道争用，即数据链路层必须具有媒体访问控制功能。有由于局域网采用

5、的拓扑结构与传 输媒体多种多样，相应的媒体访问控制方法也有多种，因此在数据链路功能中应该将与传 输媒体有关的部分和无关的部分分开。这样，IEEE802 局域网参考模型中的数据链路层划 分为两个子层：媒体访问控制 MAC 子层和逻辑链路控制 LLC 子层。在 IEEE802 局域网参考模型中没有网络层。这是因为局域网的拓扑结构非常简单，且 各个站点共享传输信道，在任意两个结点之间只有唯一的一条链路，不需要进行路由选择 和流量控制，所以在局域网中不单独设置网络层。这与 OSI 参考模型是不同的。但从 OSI 的观点看，网络设备应连接到网络层的服务访问点 SAP 上。因此，在局域网中虽不设置网 络层

6、，但将网络层的服务访问点 SAP 设在 LLC 子层与高层协议的交界面上。从上面的分析可知，局域网的参考模型只相当于 OSI 参考模型的最低两层，且两者的 物理层和数据链路层之间也有很大差别。在 IEEE802 系列标准中各个子标准的物理层和媒体访问控制 MAC 子层是有区别的，而逻辑链路控制 LLC 子层是相同的，也就是说，LLC 子 层实际上是高层协议与任何一种 MAC 子层之间的标准接口。3、一个7层楼，每层有一排共15间办公室。每个办公室的楼上设有一个插座，所有的插座 在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。设任意两个插座之间都允许连上电 缆（垂直、水平、斜线均可）。现要用电缆

7、将它们连成（1）集线器在中央的星形网； （2）总线式以太网。试计算每种情况下所需的电缆长度。 答:（1）假定从下往上把7层楼编号为1-7层。按楼层高4米计算。在星形网中，集线器放在 4层中间位置（第8间房）。电缆总程度等于:7 15 4 （i-4）2+（j-8）2=1832（m）i=1 j=1 （2）对于总线式以太网（如10BASE2），每层需414=56（m）水平电缆，垂直电缆需 46=24（m），所以总长度等于 756+24=416（m）4 数据率为10Mb/s的以太网的码元传输速率是多少？ 答：码元传输速率即为波特率。10Mb/s以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一 位都有两个信

8、号周期，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。5、有 10 个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。 （1）10 个站点连接到一个 10Mbit/s 以太网集线器； （2）10 站点连接到一个 100Mbit/s 以太网集线器； （3）10 个站点连接到一个 10Mbit/s 以太网交换机。 答:（1）10 个站共享 10Mbit/s； （2）10 个站共享 100Mbit/s； （3）每一个站独占 10Mbit/s。6、试说明 10BASE5，10BASE2，10BASE-T，和 10BROAD36 和 FOMAU 所代表的意思。 答:10BASE5:“10”表示数据

9、率为 10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号， “5”表示每一段电缆的最大长度是 500m。 10BASE2:“10”表示数据率为 10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是基 带信号， “2”表示每一段电缆的最大长度是 185m。 10BASE-T:“10”表示数据率为 10Mbit/s，“BASE”表示电缆上的信号是 基带信号， “T”表示使用双绞线作为传输媒体。10BROAD36:“10”表示数据率为 10Mbit/s，“BROAD”表示电缆上的信 号是宽带信号，“36”表示网络的最大跨度是 3600m。 FOMAU : (Fiber Optic Medium A

10、ttachment Unit) 光纤媒介附属单元。7、10Mbit/s 以太网升级到 100Mbit/s 和 1Gbit/s 甚至 10Gbit/s 时，需要解决哪些技术问 题？在帧的长度方面需要有什么改变？为什么？传输媒体应当有什么改变？ 答:以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突 的检测。所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数 a 保持为较小的值，才 能有效地检测冲突。在帧的长度方面，几种以太网都采用 802.3 标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。100bit/s 的以太网采用保持最短帧长 （64byte）不

11、变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到 100m，同时将帧间间隔时间 由原来的 9.6s，改为 0.96s。1Gbit/s 以太网采用保持网段的最大长度为 100m 的方法， 用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为 64 字节，同时将争用字节增大为 512 字节。传输媒体方面，10Mbit/s 以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而 100Mbit/s 和 1Gbit/s 以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s 以太网只支持光纤。8、100 个站分布在 4km 长的总线上，协议采用 CSMA/CD。总线速率为 5Mbit/s，帧平均长 度为 1000bit。试估算每个站每秒种发送的

12、平均帧数的最大值。传播时延为 5s/km。 答:a=/T0=C/L=5s/km4km5Mbit/s1000bit=0.1 当站点数较大时，信道利用率最大值 Smax 接近=1/（1+4.44a）=0.6925 信道上每秒发送的帧的最大值= SmaxC/L=0.69255Mbit/s/1000bit=3462 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=349、在以下条件下，分别重新计算上题，并解释所得结果。 （1）总线长度减小到 1km。（2）总线速度加倍。（3）帧长变为 10000bit。 答:设 a 与上题意义相同 （1） a1=a/4=0.025，Smax1=0.9000 每个

13、站每秒种发送的平均帧数的最大值=45 总线长度减小，端到端时延就减小，以时间为单位的信道长度与帧长的比也减小,信道给比 特填充得更满,信道利用率更高，所以每站每秒发送的帧更多。 （2） a2=2a=0.2，Smax2=0.5296 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=53总线速度加倍，以时间为单位的信道长度与帧长的比也加倍，信道利用率 减小（但仍比原来的 1/2 大），所以最终每站每秒发送的帧比原来多。（3）a3=a/10=0.01，Smax3=0.9574 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=4.8帧长加长 10 倍，信道利用率增加，每秒在信道上传输的比特增加（但没有 10 倍），所 以最终

14、每站每秒发送的帧比原来少。10、假定 1km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 1Gbit/s。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。 答:对于 1km 电缆，单程端到端传播时延为:=1200000=510-6s=5s， 端到端往返时延为: 2=10s 为了能按照 CSMA/CD 工作，最小帧的发送时延不能小于 10s，以 1Gb/s 速率工作，10s 可发送的比特数等于:1010-61109=10000bit=1250 字节。11、有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为 d，数据发送率为 C，帧长为 12500 字节，信号在线路上的传播速

15、率为 2.5108m/s。距离 d 为 25m 和 2500m，发送速率 为 10Mbit/s 或 10Gbit/s。这样就有 4 种不同的组合。试利用公式（5-9）分别计算 4 种不 同情况下 a 的数值，并进行简单讨论。 答:a=/T0=C/L=d（2.5108）C（125008）=410-14 d Cd=25m d=2500mC=10Mbit/s C=10Gbit/s C=10Mbit/s C=10Gbit/sa 10-5 10-2 10-3 1a 越小，信道利用率越大1、 站点到集线器距离一定的情况下，数据发送率越高，信道利用率越低。2、 数据发送率相同的情况下，站点到集线器的距离越短，信道利用率越高。13试比较以太网的 MAC 层协议和 HDLC 协议的相似点和不同点。 1）首先强调关于 HDLC 的定义问题： 约束通信双方按一定规则进行通信的体系为数据链路控制规程（DLCP） ，也叫数据通信控 制规程（DCCP） 。自上世纪六十年代开始，世界上许多国家组织和大财团都在研究制定此 类规程。从发布的规程体系看，共包括两类面向字符的控制规程和面向比特的控制规 程。 面向字符的规程，典型代表有美国标准协会 ANSI 的 X3.28，ISO 的 ISO1745、DEC 公司 的 DDCMP、中国的 GB3453-82、IBM 公司的 BSC。 后来，IBM 公司在同步数