計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第三版)第6章-課后習(xí)題答案

1.與廣域網(wǎng)比較，局域網(wǎng)有哪些特點？

答：

(1)較小的地域范圍，僅用于辦公室、機(jī)關(guān)、企業(yè)、學(xué)校、公司、居民小區(qū)等單位內(nèi)

部的連網(wǎng)。

(2)高傳輸速率和低誤碼率。

(3)由機(jī)構(gòu)或單位自行建設(shè)，自己進(jìn)行控制管理和使用.

(4)建設(shè)的側(cè)重點在于機(jī)構(gòu)內(nèi)部資源的共享。

3.以太網(wǎng)與總線網(wǎng)這兩個概念有什么關(guān)系？

答：以太網(wǎng)(Ethernet)是局域網(wǎng)的一種標(biāo)準(zhǔn)，在IEEE802.3中定義。而總線網(wǎng)指的是拓

撲結(jié)構(gòu)為總線型的網(wǎng)絡(luò)。采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有很多，以太網(wǎng)也允許采用總線型拓?fù)?/p>

結(jié)構(gòu)。

4.以太網(wǎng)與IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)的相同點有哪些？不同點有哪些？

答：以太網(wǎng)是DEC、Intel和Xerox三家公司開發(fā)的一種局域網(wǎng)，其標(biāo)準(zhǔn)為EthernetII,

后來又被接納成為IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中的一個選項。

以太網(wǎng)和IEEE802.3在很多方面都非常相似，但是兩種標(biāo)準(zhǔn)之間仍然存在著一定的區(qū)

別。以太網(wǎng)所提供的服務(wù)主要對應(yīng)于OSI/RM參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層;而IEEE802.3

則是對物理層和邏輯鏈路層的介質(zhì)訪問部分進(jìn)行了規(guī)定。此外，IEEE802.3沒有定義邏輯鏈

路控制協(xié)議，但是指定了多種不同的物理層，而以太網(wǎng)只提供了一種物理層協(xié)議。下表中對

以太網(wǎng)(EthernetII)和IEEE802.3進(jìn)行了對比。

特性以太網(wǎng)IEEE802.3

標(biāo)稱速率(Mbps)1010—10000

信號方法基帶基帶

每網(wǎng)段長度500100?2000

介質(zhì)類型50歐姆粗同軸電纜50歐姆粗/細(xì)同軸電纜、多模/單模

光纖、Cat.3?Cat.6雙絞線

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型總線型、星形、點對點

幀首部第13-14字節(jié)的含義網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型數(shù)據(jù)部分的長度

外部收發(fā)器測試“心跳”測試SQE測試

6.試分析CSMA/CD介質(zhì)訪問控制技術(shù)的工作原理。

答：CSMA/CD是一種用于總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上的多點訪問控制技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)

和802.3網(wǎng)絡(luò)中。其工作原理是，若站點有數(shù)據(jù)發(fā)送：

①監(jiān)聽介質(zhì)是否空閑，如果介質(zhì)空閑，則可以發(fā)送；

②如果介質(zhì)忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，一旦發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑，再等待一個幀間隔時間，然后返回步

驟①；

③站點在發(fā)送幀的同時需要繼續(xù)監(jiān)聽是否有沖突發(fā)生，若有沖突，則停止發(fā)送；

④等待一段隨機(jī)時間(目的是為了減少再次沖突的概率)，返回步驟①。

7.在10Mbit/s以太網(wǎng)中，某一工作站在發(fā)送時由于沖突前兩次都發(fā)送失敗，那么它最多等

待多長時間就可以開始下一次重傳過程？

答：lOMbit/s以太網(wǎng)的時間槽長度為51.2us,所以

基本退避時間T=51.2us

重傳次數(shù)1<=1^11(3,10)=3

最大等待時間=(2k-l)*T=(23-l)*51.2=358.4us

8.如果10BASE2以太網(wǎng)中有一臺工作站的網(wǎng)卡出現(xiàn)故障，它始終不停地發(fā)送幀。試分析一

下，這個網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？若這時從網(wǎng)絡(luò)中任何其他一臺正常的工作站上發(fā)送數(shù)據(jù)，

會成功嗎？將會發(fā)生什么事情？

答：10BASE2以太網(wǎng)是一個總線型局域網(wǎng)，因此同時只能有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)，其他

站點監(jiān)聽到總線上有數(shù)據(jù)傳輸時就會繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，而不會發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，對于題目

所述情況，網(wǎng)絡(luò)中任何一個站點都不會有機(jī)會發(fā)送數(shù)據(jù)。其他站點要發(fā)送數(shù)據(jù)，由于網(wǎng)絡(luò)始

終處于忙狀態(tài)，肯定不會成功，就好像網(wǎng)絡(luò)癱瘓了一樣。

10.在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，為什么要有最小幀長度和最大幀長度的限制？

答：規(guī)定最小幀長度是因為沖突檢測的需要，如果幀長度太短將無法檢測出沖突。例如，

兩臺主機(jī)A和B同時發(fā)送數(shù)據(jù)，假如在B的沖突信號傳輸?shù)紸之前，A發(fā)送的短幀已經(jīng)發(fā)

送完畢，那么A將檢測不到?jīng)_突而誤認(rèn)為己發(fā)送成功(注意，以太網(wǎng)中的站點僅在發(fā)送時

才會檢測沖突)。由于信號傳播是有時延的，因此檢測沖突也需要一定的時間，即幀長度必

須保證發(fā)送站發(fā)送完一個幀之前遠(yuǎn)端的沖突信號能夠傳播到發(fā)送站。

規(guī)定最大幀長度是因為以太網(wǎng)的信道是所有站點共享的，要共同爭用信道的使用權(quán)。如

果一個站點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀太長就有可能使某些站點長時間爭用不到信道的使用權(quán)，而且太長

的數(shù)據(jù)可能超出接收端的緩沖區(qū)大小，造成緩沖溢出。為避免單一站點占用信道時間過長，

所以以太網(wǎng)規(guī)定了以太網(wǎng)幀的最大幀長。

12.考慮一個使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制技術(shù)的100Mbit/s局域網(wǎng)，若該網(wǎng)絡(luò)跨距為

1km,則理論上其最小幀長度至少應(yīng)為多少？

答：假定電信號在介質(zhì)中的傳播速度為20萬km,則信號在1km距離上的往返時間為

lOuso100Mbit/s局域網(wǎng)中每位的傳輸時間為O.Olus,則10us內(nèi)能傳輸1000位。所以在理論

上100Mbit/s局域網(wǎng)的最小幀長度至少應(yīng)為1000位。

16.在半雙工千兆以太網(wǎng)中，短幀過多會出現(xiàn)什么問題？千兆以太網(wǎng)是如何解決這個問題

的？

答：千兆以太網(wǎng)對于短幀要在物理層幀的尾部附加特殊的“載波擴(kuò)展”符號序列，將整

個發(fā)送長度擴(kuò)展到512字節(jié)，以保持時間槽長度不變。若短幀過多，有效的數(shù)據(jù)傳輸速率就

會下降，使網(wǎng)絡(luò)傳輸效率降低。為解決此問題，千兆以太網(wǎng)采用了“幀突發(fā)”技術(shù)，即將多

個短幀連續(xù)發(fā)送，避免了每發(fā)送一個幀就要重新競爭信道使用權(quán)，從而提高了短幀的傳輸效

率。

18.某以太網(wǎng)交換機(jī)除具有24個10Mbit/s端口外，還擁有2個100Mbit/s快速以太網(wǎng)端口。

請問，為什么該交換機(jī)要配置快速以太網(wǎng)端口？該端口的用途是什么？請用該交換機(jī)構(gòu)造

一個星形交換式局域網(wǎng)，需要連接的設(shè)備有：20臺工作站，1臺服務(wù)器。另外，這個局域

網(wǎng)需要通過100Mbit/s的以太網(wǎng)鏈路與校園網(wǎng)連接。請畫出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

答：

(1)用于上連到核心交換機(jī)或核心網(wǎng)絡(luò)(Backborn)。

（2）拓?fù)鋱D如下:

100Mbps

10Mbps[校園網(wǎng)

20.某公司需要構(gòu)建一個局域網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)有150臺，分布在3座辦公樓中，1號樓有

60臺計算機(jī)，2號樓有40臺計算機(jī)，3號樓有50臺計算機(jī)。另外，公司還需再購置2臺新

的服務(wù)器。每座樓的高度不超過15米，水平跨距不超過50米。3座樓之間的距離不超過

50米。請起草一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，包括網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、電纜類型、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型、所

采用的局域網(wǎng)技術(shù)、所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和器材清單等。

答：

網(wǎng)絡(luò)采用三級星形結(jié)構(gòu)：核心層、匯聚層和邊緣層。核心層實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主干連接，匯聚層

實現(xiàn)各辦公樓的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，邊緣層連接樓內(nèi)的計算機(jī)。

核心層設(shè)備選用企業(yè)級千兆交換機(jī)1臺，配置12個千兆光纖接口，12個千兆雙絞線接

口。光纖接口用于連接三座辦公樓的匯聚層交換機(jī)，雙絞線接口連接2臺服務(wù)器、路由器（用

于因特網(wǎng)連接）和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

匯聚層設(shè)備選用部門級百兆交換機(jī)3臺（每座樓1臺），，配置1個千兆光纖接口，12

個百兆雙絞線接口。光纖接口用于連接核心交換機(jī)，雙絞線接口連接邊緣層交換機(jī)和樓內(nèi)的

其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

邊緣層設(shè)備選用部門級百兆交換機(jī)8臺（1#樓3臺、2#樓2臺、3#樓3臺），配置為24

個百兆雙絞線接口，用于連接各計算機(jī)終端。

網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

因特網(wǎng)

主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和器材清單如下（其中光纖、雙絞線、RJ-45頭等都留有余量）:

序號設(shè)備/器材名稱規(guī)格單位數(shù)量

1企業(yè)級核心交換機(jī)臺1

12x千兆光纖接口，12x千兆雙絞線接口

2部門級交換機(jī)臺3

lx千兆光纖接口，12x百兆雙絞線接口

3部門級交換機(jī)臺8

24x百兆雙絞線接口

4多模室外光纖150米