计算机网络原理课后习题答案

4-08.100个站分布在4km长的总线上，协议采用CSMA/CD，总线速率为5Mb/s，帧平均长度为1000bit。试估算每个站每秒钟发送的平均帧数的最大值。传播时延为5us/km。

[解析]此题欲求每秒发送的平均帧数，因此怎样得到此总线的信道利用率是关键。已知站点数较多时的信道利用率为Smax=1/（1+4.44a），a=? /T0 ，它是总线的单程传播时延与帧的发送时延之比。 [解答] a=?/T0=?C/L=5us/km×4km×5Mb/s÷1000bit=0.1

当站点数较大时，信道利用率最大值Smax=1/（1+4.44×0.1）=0.6925 信道上每秒发送的帧数的最大值=0.6925×5Mb/s÷1000bit=3462 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值为3462÷100≈34。 4-10. 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上传播速率为200 000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。 [解析] CSMA/CD是总线局域网带有冲突检测的载波监听多路访问协议。数据在总线上传输存在传播时延，即使发送数据前监听到信道为“空闲”，仍有可能在发送数据一段时间内发生碰撞。当一个站在发送数据后，最迟要经过两倍的端到端的传播时延，才能知道自己发送的数据是否和其他站发送的数据发生了碰撞。局域网按最坏情况计算总线两端的两个站之间的传播时延为端到端的传播时延。因此，帧的传播时延应该大于等于端到端往返传播时延才能检测得到冲突。

[解答]对于1km电缆，单程端到端传播时延为?=1km÷200000km/s=5×10-6s=5us，

端到端往返时延为：2?=10us

按照CSMA/CD工作，数据帧的发送时延不能小于10us，以1Gb/s速率工作，10us可发送的比特数等于：

(10×10-6s) ×(1.0×109b/s)=10 000bit=1250B 因此，最短帧长是10000bit或1250B。

4-11．有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为d，数据发送速率为C，帧长为12500字节，信号在线路上的传播速率为2.5×108m/s。距离d为25m或2500m，发送速率为10Mb/s或10Gb/s。这样就有4种不同的组合。试利用公式（4-5）分别计算这四种不同情况下参数a的数值，并进行简单的讨论。

[解析]公式4-5指的是信道利用率定量分析中的参数a的计算方法，即 a=?/T0=?/L/C=?C/L

[解答] a=?/T0=?/L/C=?C/L=d/s×C/L=d÷(2.5×108m/s) ×C÷(12500×8)=4×10-14dC，根据d和C的四种不同组合来讨论a的值，结果如下表所示。

参数 a 注释 C=10Mb/s 10-5 d=25m C=10Gb/s 10-2 d=2500m C=10Mb/s C=10Gb/s 10-3 1 a越小，信道利用率越大 数据发送率越高，信道利用率越低。 讨论 1．站点到集线器距离一定的情况下，2．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。 4-17．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？

[解析]网桥、转发器与交换机在局域网中都具有连接主机、数据转发的功能，但又有其不同点。

[解答]网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在缓冲中。若此帧未出错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找网桥站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去；若该帧出现差错，则丢弃此帧。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。但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。

网桥与转发器的异同，体现在：

（1） 网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；

（2） 网桥不像转发器转发所有的帧，而只转发未出现差错，且

目的站属于另一网络的帧或广播帧；

（3） 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；

（4） 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的MAC子层和不同速率的局域网。 以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2～4个端口；它们都工作在数据链路层；网桥的端口一般连接到局域网，而以太网交换机的每个接口可直接与主机相连，交换允许多对主机间同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就象连到网桥的一个局域网段上。

4-20．无线局域网的MAC协议有哪些特点？为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议？结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。

[解析]无线局域网同以太网的差别是导致不能使用CSMA/CD的主要原因。 隐蔽站和暴露站问题实在CSMA/CA协议中解决的问题，RTS帧和CTS帧是为了实现对信道的预约。

[解答]无线局域网的MAC层在物理层上面，包括有两个子层，分别是分布协调功能DCF子层和点协调功能PCF子层。通过协调功能来确定