計算機網(wǎng)絡(luò)習(xí)題選講二

計算機網(wǎng)絡(luò)習(xí)題選講二3.20假定1km長的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gb/s。設(shè)信號在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。

解:對于1km電纜，單程端到端傳播時延為：τ=1÷200000=5×10-6s=5μs，端到端往返時延為：2τ=10μs

為了能按照CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)送時延不能小于10μs，以1Gb/s速率工作，10μs可發(fā)送的比特數(shù)等于：10×10-6×1×109=10000bit=1250字節(jié)。3-24.假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點之間的傳播時延為225比特時間?，F(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結(jié)束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應(yīng)當(dāng)考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）解:設(shè)在t=0時A開始發(fā)送，在t=（64+8）*8=576比特時間，A應(yīng)當(dāng)發(fā)送完畢。t=225比特時間，B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特時間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后也不會再發(fā)送碰撞了如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當(dāng)然也不會和其他站點發(fā)生碰撞）。3-26以太網(wǎng)上只有兩個站，它們同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了碰撞。于是按二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法進(jìn)行重傳。重傳次數(shù)記為i，i=1,2,3,…。試計算第1次重傳失敗的概率、第二次重傳失敗的概率、第三次重傳失敗的概率，以及一個站成功發(fā)送數(shù)據(jù)之前的平均重傳次數(shù)I。答：第i次重傳分布在[0，1，…，2i

-1]共2i個時間槽內(nèi)，因此，i次重傳碰撞的概率為pi=2-i，i=min[i,10]。第一次重傳碰撞的概率為p1=2-1=0.5，第2次重傳失敗的概率為p2=2-2=0.25，第3次重傳失敗的概率為p3=2-3=0.125。開始k-1次失敗，緊接著第k次重傳成功的概率為,進(jìn)一步化簡可得：

（平均重傳k次的概率）平均重傳次數(shù)3-xx100個站分布在4km長的總線上。協(xié)議采用CSMA/CD?？偩€速率為5Mb/s，幀平均長度為1000bit。試估算每個站每秒鐘發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值。傳播時延為5μs/km。

答：假定總線上有N臺工作站，每個工作站發(fā)送幀的概率都是p；爭用期長度為2τ，即端到端時延的2倍，檢測到碰撞后不發(fā)送阻塞信號；幀長是Lbit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率是Cbps；用表示總線的單程傳輸時延τ與幀的發(fā)送時延T0之比，那么

可以有一個站發(fā)送成功的概率，某個站發(fā)送失敗的概率為1-A。爭用期的平均個數(shù)等于幀被重發(fā)的次數(shù)為NR：

由此可以求出以太網(wǎng)的信道利用率：

U=成功的發(fā)送占用期T0/(若干個爭用期+成功的發(fā)送占用期)=T0/TAV

當(dāng)A增大時，信道利用率也增高。通過對式子的兩邊對p求導(dǎo)，即時，A得到最大值，即p=1/N。當(dāng)N趨向于∞時，。事實上，只要有十幾個站，Amax就接近于0.368個極限值了。此時以太網(wǎng)信道的利用率總線上總共有100個站，每個站每秒發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值等于

幀。

4-12有一個使用集線器的以太網(wǎng)，每個站到集線器的距離為d，數(shù)據(jù)發(fā)送率為C，幀長為12500字節(jié)，信號在線路上的傳播速率為2.5×108m/s。距離d為25m和2500m，發(fā)送速率為10Mbit/s或10Gbit/s。這樣就有4種不同的組合。試?yán)霉剑?-9）分別計算4種不同情況下a的數(shù)值，并進(jìn)行簡單討論。答：a=τ/T0=τC/L，L=12500字節(jié)=12500×8=05bitd=25md=2500mC=10Mbit/sC=10Gbit/sC=10Mbit/sC=10Gbit/sa10-510-210-31a越小，信道利用率越大站點到集線器距離一定的情況下，數(shù)據(jù)發(fā)送率越高，信道利用率越低。數(shù)據(jù)發(fā)送率相同的情況下，站點到集線器的距離越短，信道利用率越高。3-32現(xiàn)有5個站分別連接在三個局域網(wǎng)上，并且用兩個網(wǎng)橋連接起來（下圖）。每一個網(wǎng)橋的兩個端口號都標(biāo)明在圖上。在一開始，兩個網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即H1發(fā)送給H5，H3發(fā)送給H2，H4發(fā)送給H3，H2發(fā)送給H1。試將有關(guān)數(shù)據(jù)填入下表中。

H1H2H3端口

12B112B2H4H5MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5發(fā)送的幀網(wǎng)橋1的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋2的轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)橋1的處理的(轉(zhuǎn)發(fā)?丟棄?登記?)網(wǎng)橋2的處理的(轉(zhuǎn)發(fā)?丟棄?登記?)站地址端口站地址端口H1

→H5MAC11MAC11轉(zhuǎn)發(fā)