計(jì)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(diǎn)？

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(diǎn)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(gè)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(diǎn)有哪些？不同點(diǎn)有哪些？

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

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

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(duì)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(duì)物理層和邏輯鏈路層的介質(zhì)訪問(wèn)部分進(jìn)行了規(guī)定。此外，IEEE802.3沒(méi)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(duì)

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

特性以太網(wǎng)IEEE802.3

標(biāo)稱(chēng)速率(Mbps)1010—10000

信號(hào)方法基帶基帶

每網(wǎng)段長(zhǎng)度500100?2000

介質(zhì)類(lèi)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)

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

外部收發(fā)器測(cè)試“心跳”測(cè)試SQE測(cè)試

6.試分析CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)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(diǎn)訪問(wèn)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(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送：

①監(jiān)聽(tīng)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(tīng)，一旦發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑，再等待一個(gè)幀間隔時(shí)間，然后返回步

驟①；

③站點(diǎn)在發(fā)送幀的同時(shí)需要繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)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(shí)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(shí)由于沖突前兩次都發(fā)送失敗，那么它最多等

待多長(zhǎng)時(shí)間就可以開(kāi)始下一次重傳過(guò)程？

答：lOMbit/s以太網(wǎng)的時(shí)間槽長(zhǎng)度為51.2us,所以

基本退避時(shí)間T=51.2us

重傳次數(shù)1<=1^11(3,10)=3

最大等待時(shí)間=(2k-l)*T=(23-l)*51.2=358.4us

8.如果10BASE2以太網(wǎng)中有一臺(tái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？若這時(shí)從網(wǎng)絡(luò)中任何其他一臺(tái)正常的工作站上發(fā)送數(shù)據(jù)，

會(huì)成功嗎？將會(huì)發(fā)生什么事情？

答：10BASE2以太網(wǎng)是一個(gè)總線型局域網(wǎng)，因此同時(shí)只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，其他

站點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)到總線上有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)就會(huì)繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，而不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于題目

所述情況，網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)站點(diǎn)都不會(huì)有機(jī)會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。其他站點(diǎn)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(huì)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(zhǎng)度和最大幀長(zhǎng)度的限制？

答：規(guī)定最小幀長(zhǎng)度是因?yàn)闆_突檢測(cè)的需要，如果幀長(zhǎng)度太短將無(wú)法檢測(cè)出沖突。例如，

兩臺(tái)主機(jī)A和B同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，假如在B的沖突信號(hào)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(cè)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(diǎn)僅在發(fā)送時(shí)

才會(huì)檢測(cè)沖突)。由于信號(hào)傳播是有時(shí)延的，因此檢測(cè)沖突也需要一定的時(shí)間，即幀長(zhǎng)度必

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

規(guī)定最大幀長(zhǎng)度是因?yàn)橐蕴W(wǎng)的信道是所有站點(diǎn)共享的，要共同爭(zhēng)用信道的使用權(quán)。如

果一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀太長(zhǎng)就有可能使某些站點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間爭(zhēng)用不到信道的使用權(quán)，而且太長(zhǎng)

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(diǎn)占用信道時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，

所以以太網(wǎng)規(guī)定了以太網(wǎng)幀的最大幀長(zhǎng)。

12.考慮一個(gè)使用CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)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(zhǎng)度至少應(yīng)為多少？

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

lOuso100Mbit/s局域網(wǎng)中每位的傳輸時(shí)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(zhǎng)度至少應(yīng)為1000位。

16.在半雙工千兆以太網(wǎng)中，短幀過(guò)多會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？千兆以太網(wǎng)是如何解決這個(gè)問(wèn)題

的？

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

個(gè)發(fā)送長(zhǎng)度擴(kuò)展到512字節(jié)，以保持時(shí)間槽長(zhǎng)度不變。若短幀過(guò)多，有效的數(shù)據(jù)傳輸速率就

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

個(gè)短幀連續(xù)發(fā)送，避免了每發(fā)送一個(gè)幀就要重新競(jìng)爭(zhēng)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(gè)10Mbit/s端口外，還擁有2個(gè)100Mbit/s快速以太網(wǎng)端口。

請(qǐng)問(wèn)，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(qǐng)用該交換機(jī)構(gòu)造

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

網(wǎng)需要通過(guò)100Mbit/s的以太網(wǎng)鏈路與校園網(wǎng)連接。請(qǐng)畫(huà)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(gè)局域網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)有150臺(tái)，分布在3座辦公樓中，1號(hào)樓有

60臺(tái)計(jì)算機(jī)，2號(hào)樓有40臺(tái)計(jì)算機(jī)，3號(hào)樓有50臺(tái)計(jì)算機(jī)。另外，公司還需再購(gòu)置2臺(tái)新

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

50米。請(qǐng)起草一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，包括網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、電纜類(lèi)型、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類(lèi)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(jí)星形結(jié)構(gòu)：核心層、匯聚層和邊緣層。核心層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主干連接，匯聚層

實(shí)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(jì)算機(jī)。

核心層設(shè)備選用企業(yè)級(jí)千兆交換機(jī)1臺(tái)，配置12個(gè)千兆光纖接口，12個(gè)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(tái)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(mén)級(jí)百兆交換機(jī)3臺(tái)（每座樓1臺(tái)），，配置1個(gè)千兆光纖接口，12

個(gè)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(mén)級(jí)百兆交換機(jī)8臺(tái)（1#樓3臺(tái)、2#樓2臺(tái)、3#樓3臺(tái)），配置為24

個(gè)百兆雙絞線接口，用于連接各計(jì)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(hào)設(shè)備/器材名稱(chēng)規(guī)格單位數(shù)量

1企業(yè)級(jí)核心交換機(jī)臺(tái)1

12x千兆光纖接口，12x千兆雙絞線接口

2部門(mén)級(jí)交換機(jī)臺(tái)3

lx千兆光纖接口，12x百兆雙絞線接口

3部門(mén)級(jí)交換機(jī)臺(tái)8

24x百兆雙絞線接口

4多模室外光纖150米