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"《计算机网络教程》习题参考答案 该文档是针对《计算机网络教程》的习题解答,涵盖了计算机网络的基本概念、发展历程以及主要的通信机制。文档中提到了计算网络的不同发展阶段,包括面向终端的通信网、分组交换网、计算机网络体系结构的形成以及高速计算机网络阶段。 在第一阶段,计算机网络主要是面向终端的,主机作为网络的核心,终端通过通信线路共享主机资源。这一阶段的网络以分层星型结构为主,计算机主要执行批处理任务,后来发展出分时系统,增加了交互性。 第二阶段引入了分组交换技术,通信子网与资源子网相结合,允许更灵活的资源共享和带宽分配。分组交换利用存储-转发机制,将数据分割成分组,通过动态复用技术在多条物理线路上传输,提高了线路利用率,尤其适合突发性数据传输。 第三阶段,OSI开放系统互连模型被提出,旨在促进不同体系结构的计算机网络间互联。OSI模型定义了七层协议,从物理层到应用层,为全球范围内的系统互连提供了标准化框架。 第四阶段,高速计算机网络成为主流,引入了高速网络技术,如综合业务数字网(ISDN)以及多媒体和智能网络的应用,传输速率显著提升。 文档还提到了分组交换的要点,解释了它如何结合电路交换的实时性和报文交换的灵活性,通过分组头部标识和存储-转发机制实现高效的数据传输。此外,文档还讨论了调制解调器在数字传输中的限制,说明了为何实际传输速率可能远低于理论上的兆比特每秒。 总结这些知识点,我们可以了解到计算机网络的发展历程、分组交换的工作原理以及标准化在网络互联中的作用,同时也理解了实际网络通信中的一些性能限制。这些内容对于学习和理解计算机网络的基础概念和技术非常有价值。"
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分析:
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。
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。
补充题:为什么在CSMA/CD协议中参数a必须很小?用什么方法可以保证a的值很小? 答:在
CSMA/CD协议中参数a很小,可以使线路利用率和整个网络系统吞吐率保持较 高水平。限制网络传输媒体
长度、提高总线速率或增加帧长度都是保证a值很小的有效方法。
5-13帧中继的数据链路连接标识符DLCI的用途是什么?什么是“本地意义”?
答:DLCI作地址信息用,用于FR交换机沿着虚电路向下一节点转发帧。
所谓“本地意义”是指帧包含的DLCI只标识帧所经过的这段链路,而不标识上一段、下 一段或其它链
路,该帧前进时其DLCI在每段链路上都可变化。另外,一条新建虚电路在某 链路上DLCI值的选取,只要求
在本段链路上与其它虚电路彼此不同,即只要局部不同,不 要求跟别的链路段不同(全局不同)。
5-14假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的,而其余的20%的通 信量是在本局域
网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况那么反过来。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上。
答:以太网交换机用在这样的网络,其20%通信量在本局域网而80%的通信量到因特网。
5-15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?
答:CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式,而传统的时分复用TDM是 一种静态的划分
信道,所以对信道的利用,CSMA/CD是用户共享信道,更灵活,可提高信 道的利用率,不像TDM,为用户
按时隙固定分配信道,即使当用户没有数据要传送时,信 道在用户时隙也是浪费的;也因为CSMA/CD是
用户共享信道,所以当同时有用户需要使用 信道时会发生碰撞,就降低信道的利用率,而TDM中用户在分
配的时隙中不会与别的用户 发生冲突。对局域网来说,连入信道的是相距较近的用户,因此通常信道带宽
较宽,如果使 用TDM方式,用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多,不利于信道的充分利用。
对计算机通信来说,突发式的数据更不利于使用TDM方式。
5-16使用CSMA/CD协议时,假设线路长度为100m,信号在线路上传播速率为2xl08m/s
o
数据的发送速率
为IGbit/s。试计算帧长度为512字节、1500字节和64000字节时的参数a 的数值,并进行简单讨论。
答:
a
=T/T0=TC/L=100^ (2x108) xlxl09/L=500/L,
信道最大利用率Smax =1/ (l+4.44a),最大吞吐量Tmax=Smaxx 1 Gbit/s
帧长 512 字节时,a=500/ (512x8) =0.122, Smax =0.6486, Tmax=648.6 Mbit/s
帧长 1500 字节时,a=500/ (1500x8) =0.0417, Smax =0.8438 , Tmax=843.8 Mbit/s
帧长 64000 字节时再=500/ (64000x8) =0.000977,Smax =0.9957, Tmax=995.7 Mbit/s
可见,在端到端传播时延和数据发送率一定的情况下,帧长度越大,信道利用率越大, 信道的最大吞
吐量越大。
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信息工程学院
5-17 100VG局域网有哪些特点?和以太网相比,优缺点各有哪些?
lOOVG-AnyLAN也是一种使用集线器的100 Mb/s高速局域网,它综合了现有以太网和 令牌环的优点。
IEEE 也制定其标准802.12o lOOVG-AnyLAN 常简写为100VG- VG 代表 Voice Grade,而Any那么表示它能使用
多种传输媒体,并可支持IEEE 802.3和802.5的数 据帧。
100VG是一种无冲突局域网,能更好地支持多媒体传输。在网络上可获得高达95%的 吞吐量。在媒体接
入控制 MAC 子层运行一种新的协议,叫做需求优先级(demand priority) 协议。各工作站有数据要发送时,
要向集线器发出请求。每个请求都标有优先级别。一般的 数据为低优先级,而对时间敏感的多媒体应用的
数据(如话音、活动图像)那么可定为高优先 级。集线器使用一种循环仲裁过程来管理网络的结点。它对各
结点的请求连续进行快速的循 环扫描,检查来自结点的服务请求。集线器维持两个指针:高优先级指针和低
优先级指针。 高优先级的请求可在低优先级请求之前优先接入网络,因而可保证对时间敏感的一些应用提
供所需的实时服务。集线器接收输入的数据帧并只将其导向具有匹配目的地址的端口,从而 提供了固有的网
络数据平安性。优先级的标记由高层应用软件完成。标记信息作为帧信息的 一局部被送往媒体接人控制MAC
子层。
100VG使用4对UTP (3类线、4类线或5类线)以半双工方式传送数据,因此每 对UTP的数据率只有25
Mb/So 100VG采用5B6B编码来传输数据。这种编码方法是先 将数据流划分为每组5 bit,然后按编码规那么将
其转换为6bit
o
因此每对UTP上30 MBaud 的信号速率可以获得25 Mb/s的数据率。5 bit共有32种组合。但在6 bit
的64种组合 中只有20种是其中的1和0 一样多(当每组中具有相同数量的1和0可使直流分量为 零),因此有
12种输入组合所对应的输出就一定有直流分量。编码规那么使这12种输入中的 每一种对应于两种不同的输
出:一种叫“方式2输出”,它包含2个1和4个0 ;另一 种叫“方式4输出”,它包含4个1和2个零。当这12种输
入中的某一种出现时,对应 的输出就使“方式2输出”和“方式4输出”交替出现。这样就可使输出数据流
中的直流分量 最小。
100VG还支持10BASE-T和令牌环的网络拓扑,因此现有的10BASE-T以太网和令牌 环可很方便地移植
成100 Mb/s的速率。100VG还可通过FDDI或ATM与广域网相连。
5-18网桥的工作原理和特点是什么?网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?
答:网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时,就先存放在其缓存中, 假设此帧未出
现过失,且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段,那么通过查找网桥中生成的 站表,将收到的帧送往对
应的端口转发出去。否那么,就丢弃该帧。
网桥过滤了通信量,扩大了物理范围,提高了可靠性,可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率
的局域网。但网桥转发前需先缓存并查找站表,连接不同MAC子层的网段 时需耗时修改某些字段内容;增
加了时延;无流量控制,以致产生丢帧;当网桥连接的用户 过多时易产生较大广播风暴。
网桥与转发器相比,主要有以下异同点:(1)网桥和转发器都有扩展局域网的作用,但 网桥还能提高
局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。转发器的数目 受限,而网桥从理论上讲,扩
展的局域网范围是无限制的;(2)都能实现网段的互连,但网信息工程学院
桥工作在数据链路层,而转发器工作在物理层;转发器只通过按比特转发信号实现各网段物 理层的互连,网
桥在MAC层转发数据帧实现数据链路层的互连,而且网桥能互连不同物理 层甚至不同MAC子层的网段;
(3)互连的各网段都在同一广播域,但网桥不像转发器转发 所有的帧,而是只转发未出现过失,且目的站
属于另一网络的帧或广播帧;网桥将网段隔离 为不同的冲突域,而转发器那么无隔离信号作用。(4)转发
器转发一帧时不用检测传输媒体, 而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法;
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