第5章-局域網(wǎng)(習(xí)題答案)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第5章 局域網(wǎng)一、 填空題1局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通信被限制在幾米至幾千米的地理范圍內(nèi)，能夠使用具有中等或較高傳輸速率的物理信道，并且具有較低的誤碼率。2IEEE 802參考模型只對應(yīng)OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制子層與介質(zhì)訪問控制子層。3以太網(wǎng)最大的特性在于信號是以廣播的方式在介質(zhì)中傳播。4以太網(wǎng)的核心技術(shù)是它的CSMA/CD方法，即帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問方法。5CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單地概括為先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，隨機重發(fā)。6萬兆以太網(wǎng)只支持雙工模式，而不支持單工模式，而以往的各種以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)均支持單工/雙工模式

2、。7為了實現(xiàn)在端口之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，交換機在內(nèi)部維護著一個動態(tài)的端口-MAC地址映射表。8以太網(wǎng)交換機對數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)方式可以分為直接交換方式、存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式和改進的直接交換方式3類。9簡單地說，多層交換技術(shù)就是 第二層交換技術(shù) 第三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù) 。10 VLAN隔離了廣播風(fēng)暴，同時也隔離了各個不同的VLAN之間的通訊，所以不同的VLAN之間的通訊是需要有路由來完成的。11VLAN技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)管理者將一個物理的LAN邏輯地劃分成不同的VLAN。12無線局域網(wǎng)一般分為有固定基礎(chǔ)設(shè)施 和 無固定基礎(chǔ)設(shè)施 兩大類。13目前常用的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)主要有 802.11 標(biāo)準(zhǔn)、藍牙（Bluetooth）標(biāo)準(zhǔn)以及Home

3、RF標(biāo)準(zhǔn)等。14無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為 無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 和 有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。二、 簡答題1. 簡述CSMA/CD的工作原理。在采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法的總線型局域網(wǎng)中，每一個節(jié)點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先要偵聽總線的忙、閑狀態(tài)。如果總線上已經(jīng)有數(shù)據(jù)信號傳輸，則為總線忙；如果總線上沒有數(shù)據(jù)傳輸，則為總線空閑。如果一個節(jié)點準(zhǔn)備好了要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，并且此時總線空閑，它就可以啟動發(fā)送。同時也存在著這種可能，那就是在幾乎相同的時刻，有兩個或兩個以上節(jié)點發(fā)送了數(shù)據(jù)，那么就會產(chǎn)生沖突，因此節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時應(yīng)該進行沖突檢測。所謂“沖突檢測”，是發(fā)送節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時也接收數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)送的信

4、號波形與從總線上接收到的信號波形進行比較。如果總線上同時出現(xiàn)兩個或兩個以上的發(fā)送信號，它們疊加后的信號波形將不等于任何節(jié)點發(fā)送的信號波形。當(dāng)發(fā)送節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己發(fā)送的信號波形與從總線上接收到的信號波形不一致時，表示總線上有多個節(jié)點在同時發(fā)送數(shù)據(jù)，沖突已經(jīng)產(chǎn)生。如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中沒有檢測出沖突，節(jié)點在發(fā)送結(jié)束后進入正常結(jié)束狀態(tài)；如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，為了解決信道爭用沖突，節(jié)點停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并發(fā)送一個強化沖突信號，然后按照某種算法隨機延遲一段時間后再重新進入發(fā)送程序。因此，Ethernet中任何一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)都要首先爭取總線使用權(quán)，那么，節(jié)點從它準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)到成功發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送等待延遲時

5、間是不確定的。CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法可以有效地控制多節(jié)點對共享總線傳輸介質(zhì)的訪問，方法簡單，易于實現(xiàn)。2. 簡述令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)的工作原理。在令牌環(huán)中，節(jié)點通過環(huán)接口連接成物理環(huán)形。令牌是一種特殊的MAC控制幀。令牌幀中有一位標(biāo)志令牌的忙/閑。當(dāng)環(huán)正常工作時，令牌總是沿著物理環(huán)單向逐站傳送，傳送順序與節(jié)點在環(huán)中排列的順序相同。如圖4-8所示，如果節(jié)點A有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送，它必須等待空閑令牌的到來。當(dāng)節(jié)點A獲得空閑令牌之后，它將令牌標(biāo)志位由“閑”變?yōu)椤懊Α?，然后傳送?shù)據(jù)幀。節(jié)點B，C，D將依次接收到數(shù)據(jù)幀。如該數(shù)據(jù)幀的目的地址是節(jié)點C，則節(jié)點C在正確接收該數(shù)據(jù)幀后，在幀中標(biāo)志出幀已被正

6、確接收和復(fù)制。當(dāng)節(jié)點A重新接收到自己發(fā)出的、并已被目的節(jié)點正確接收的數(shù)據(jù)幀時，它將回收已發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，并將忙令牌改成空閑令牌，再將空閑令牌向它的下一節(jié)點傳送。3. 將幾種傳統(tǒng)以太網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)填寫在下表中。以太網(wǎng)技術(shù)10BASE-510BASE-210BASE-T10BASE-F傳播媒體粗纜細纜雙絞線光纖網(wǎng)段最大長度5001851002000最大網(wǎng)段數(shù)量5355拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線總線星型總線纜線電阻75歐姆50歐姆-4. 將幾種快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)填寫在下表中?？焖僖蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)100BASE-TX100BASE-T4100BASE-FX線材5類以上UTP或STP雙絞線3類以上UTP雙絞線單模

7、/多模光纖接頭RJ-45RJ-45ST、MIC、SC網(wǎng)段最大長度100米100米2000米網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫切托切托切椭欣^器數(shù)量222全雙工支持是不是5. 簡要分析交換式以太網(wǎng)的工作原理。交換機對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)是以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點計算機的MAC地址為基礎(chǔ)的。交換機會檢測發(fā)送到每個端口的數(shù)據(jù)幀，通過對數(shù)據(jù)幀中有關(guān)信息（源節(jié)點的MAC地址、目的節(jié)點的MAC地址等）的“學(xué)習(xí)”，就能夠得到與每個端口相連接的節(jié)點MAC地址，并在交換機內(nèi)部建立一個動態(tài)的“端口-MAC地址”映射表。當(dāng)某個端口接收到數(shù)據(jù)幀后，交換機就通過該表獲得目的主機的端口，并迅速將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到該端口。這樣，多個端口就能夠互不干涉地同時傳輸數(shù)據(jù)，如圖所示。6

8、. 試分析三層交換技術(shù)的基本原理。一個具有三層交換功能的設(shè)備，是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機，但它是二者的有機結(jié)合，并不是簡單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機上就行了。 它利用第三層協(xié)議中的IP包的包頭信息來對后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進行標(biāo)記，具有同一標(biāo)記的業(yè)務(wù)流的后續(xù)報文被交換到第二層數(shù)據(jù)鏈路層，從而打通源IP地址和目的IP地址之間的一條通路。這條通路經(jīng)過第二層鏈路層。有了這條通路，三層交換機就沒有必要每次將接收到的數(shù)據(jù)包進行拆包來判斷路由，而是直接將數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)對數(shù)據(jù)流進行交換。三層交換的基本原理如圖所示。主機B三層交換機主機C主機A子網(wǎng)1子網(wǎng)2若同一子網(wǎng)中的主機A、B進行通信

9、，則交換機通過查找自己的地址映射表，能夠直接在端口A、B之間進行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若不在同一子網(wǎng)內(nèi)的主機A、C進行通信，發(fā)送主機A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP（地址解析）封包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實是三層交換機的三層交換模塊。當(dāng)發(fā)送主機A對“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出一個ARP請求時，如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道主機B的MAC地址，則向發(fā)送主機A回復(fù)主機B的MAC地址。否則三層交換模塊根據(jù)路由信息向主機B廣播一個ARP請求，主機B得到此ARP請求后向三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送主機A，同時將主機B的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從

10、這以后，當(dāng)A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機的速率很快，接近二層交換機的速率，同時比相同路由器的價格要低很多。7. 簡要說明VLAN的數(shù)據(jù)通信原理。VLAN技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)管理者將一個物理的LAN邏輯的劃分成不同的廣播域（或稱虛擬LAN，即VLAN），每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。但由于它是邏輯地而不是物理地劃分，所以同一個VLAN內(nèi)的各個工作站無須被放置在同一個物理空間里，即這些工作站不一定屬于同一個物理LAN網(wǎng)段。一個VLAN內(nèi)部

11、的廣播和單播流量都不會轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，即使是兩臺計算機有著同樣的網(wǎng)段，但是它們卻沒有相同的VLAN號，它們各自的廣播流也不會相互轉(zhuǎn)發(fā)，從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。如圖所示。8. VLAN的劃分有哪些方法？各有什么優(yōu)缺點？VLAN劃分的方法有多種，下面簡單說明幾種常用的方法。（1）基于端口來劃分VLAN 利用交換機的端口來劃分VLAN，被設(shè)定的端口都在同一個廣播域中。例如，一個交換機的1，2，3，4，5端口被定義為VLAN A，同一交換機的6，7，8端口組成VLAN B。這樣做允許各端口之間的通信，并允許共享型網(wǎng)絡(luò)的升級。但是，這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制

12、在了一臺交換機上。 第二代端口VLAN技術(shù)允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分VLAN，不同交換機上的若干個端口可以組成同一個虛擬網(wǎng)。如圖4-17所示。以交換機端口來劃分網(wǎng)絡(luò)成員，其配置過程簡單明了。因此從目前來看，這種根據(jù)端口來劃分VLAN的方式仍然是一種最常用的方式。 （2）基于MAC地址劃分VLAN 基于MAC地址劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置它屬于哪個組。這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點就是當(dāng)用戶計算機的物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不必重新配置。所以，可以認(rèn)為這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN

13、，這種方法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶，則配置工作是非常繁雜的。而且這種劃分的方法也導(dǎo)致了交換機執(zhí)行效率的降低，因為在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，這樣就無法限制廣播包了。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣，VLAN就必須不停地配置。 （3）基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN 基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議類型（如果支持多協(xié)議）劃分的，雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址，比如IP地址，但它不是路由，與網(wǎng)絡(luò)層的路由毫無關(guān)系。 這種方法的優(yōu)點是用戶的物理位置改變時，不需要重新配置所屬的VLA

14、N，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN，這對網(wǎng)絡(luò)管理者來說很重要，另外，這種方法不需要附加的幀標(biāo)簽來識別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)的通信量。 這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層地址是需要消耗處理時間的（相對于前面兩種方法），一般的交換機芯片都可以自動檢查網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時也更費時。當(dāng)然，這與各個廠商的實現(xiàn)方法有關(guān)。 （4）基于規(guī)則的VLAN基于規(guī)則的VLAN也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法，具有自動配置的能力，能夠把相關(guān)的用戶連成一體，在邏輯劃分上稱為“關(guān)系網(wǎng)絡(luò)”。網(wǎng)絡(luò)管理員只需在網(wǎng)管軟件中確定劃分V

15、LAN的規(guī)則（或?qū)傩裕?，那么?dāng)一個站點加入網(wǎng)絡(luò)中時，將會被“感知”，并被包含進正確的VLAN中。同時，對站點的移動和改變也可自動識別和跟蹤。采用這種方法，整個網(wǎng)絡(luò)可以非常方便地通過路由器擴展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。有的產(chǎn)品還支持一個端口上的主機分別屬于不同的VLAN，這在交換機與共享式Hub共存的環(huán)境中顯得尤為重要。自動配置VLAN時，交換機中的軟件自動檢查進入交換機端口的廣播信息的IP源地址，然后軟件自動將這個端口分配給一個由IP子網(wǎng)映射成的VLAN。9. 簡述無線局域網(wǎng)的特點。無線網(wǎng)絡(luò)利用無線電波或紅外線作為傳輸媒體，不用布線即可靈活地組成可移動的局域網(wǎng)。概括說來，無線網(wǎng)絡(luò)具有如下主要特性。(1) 靈活

16、性和移動性(2) 易安裝和可擴展性10. 簡述無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)的連接和通信方式，它分為無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在實際應(yīng)用中，根據(jù)具體情況通常是把兩種結(jié)構(gòu)混合使用。(1) 無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Peer to Peer）就是網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個站點都可以直接通信，每個站點都可以競爭公用信道，信道的接入控制協(xié)議（MAC）采用載波監(jiān)測多址接入（CSMA）類型的多址接入?yún)f(xié)議。無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是抗毀性強、建網(wǎng)容易、費用低。但是從它的結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的站點過多時，競爭公用信道會變得非常激烈，這將會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能，而且為了滿足任意兩個站點的直接通信，

17、公用信道的布局也將受到環(huán)境的限制，因此這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在用戶較少的網(wǎng)絡(luò)。(2) 有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（HUBBASED）就是網(wǎng)絡(luò)中有一個無線站點作為中心站，控制所有站點對網(wǎng)絡(luò)的訪問。這種結(jié)構(gòu)解決了無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中當(dāng)用戶增多時競爭公用信道所帶來的性能惡化，同時也沒有了怎樣布局公用信道的煩惱。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)需要接入有線網(wǎng)絡(luò)（比如Internet）時，有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就顯得非常方便，它只需要將中心站點接入有線網(wǎng)絡(luò)就可以了。這種結(jié)構(gòu)的缺點就是抗毀性差，只要中心站點出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的通信中斷，而且中心站點的設(shè)立也增加了網(wǎng)絡(luò)成本。(3) 網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展，使得網(wǎng)狀網(wǎng)得以實現(xiàn)。網(wǎng)狀網(wǎng)的特點主要是無線AP之間無須通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，僅通過純無線鏈路即可以建立一個大規(guī)模的類似“漁網(wǎng)”的網(wǎng)狀無線網(wǎng)絡(luò)，從而大大擴展了無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。無線網(wǎng)狀網(wǎng)能夠適應(yīng)快速部署無線網(wǎng)絡(luò), 能夠支持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，在網(wǎng)狀網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)中，任何一個無線AP或無線路由器都有可能是網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信，通常這種網(wǎng)絡(luò)也稱為無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，“Mesh”的意思就是指所有的節(jié)點都互相連接。由于網(wǎng)狀網(wǎng)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以對于某個無線終端來說，要想訪問網(wǎng)狀網(wǎng)的外部信息，可供選擇的路徑也是多條