中国科学院大学计算机网络硕士课程
第三单元 点到点链路和多点链路
第3次练习题解答
1． 在一个采用CSMA/CD协议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率1Gbps，电缆中的信号传播速度是200 000km/s。若最小数据帧长度减少800比特，则最远的两个站点之间的距离需要增加还是减少？如果答案是增加，那么至少需要增加多少米？如果答案是减少，那么至少需要减少多少米？
【解答】由于最小数据帧长度减少了，最远的两个站点之间的距离也需要减少。1位传输时间是（1÷10）= 10秒，最大RTT时间减少 t= 10×800=8×10秒, v=2×10m/s, 来回路程减少2L= vt = 2×10×8×10=160m， L= 160m÷2=80m。因此，最远的两个站点之8
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间的距离需要减少80米。
2． 下图表示LAN通过网桥互连。请按照图上所标的网桥ID和端口号，利用生成树算 法求出此网络的生成树。
图1 习题1插图
【解答】
授课教师：鲁士文 授课地点：雁栖湖教学区 公布答案时间：2013年10月11日
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第三单元 点到点链路和多点链路
3. 千兆位以太网每秒最多可以处理多少个帧？ 要求针对下列几种情况分别进行计算：
（1） 假定使用长度为64字节的最小以太网帧，并且运行帧迸发； （2） 假定使用长度为64字节的最小以太网帧，没有帧迸发；
（3）假定使用长度为1518字节的最大以太网帧，并且运行帧迸发。
【解答】由于最小帧（64字节）可以用比传统以太网快100倍的速度发送，最大距离减少到1/100，变成25米。 802.3z委员会认为，25米距离是不可接受的。为了增加距离，在标准中引入了两个特征。第一个特征是载波延伸，在通常的帧之后让硬件加入填充，从而把帧延伸到512字节。由于填充是由发送方硬件加入、而由接收方去除的，软件并不感知，因此不需要改变现有的软件。当然，使用512字节发送46字节的用户数据，线路效率仅为9%. 第二个特征是帧迸发，允许一个发送方在单次发送中发送串接在一起的多个帧。如果总的迸发少于512字节，那么硬件还要做填充。如果有足够的帧在等待发送，这一方案是高效的，优于载波延伸。 上述两个新特征把网络的跨度延伸到200米，对于大多数办公室，可能都足够了。
最小的以太网帧是64字节即512位，因此以1 Gbps操作，1×10÷512=1953125，每秒
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1 953 125帧，约每秒2百万个帧。然而，仅当运行帧迸发时才能取得。
如果没有帧迸发，把短帧填充到512字节即4096位，那么在这种情况下，1×10÷4096=244 140，最大数目是每秒244 140帧。
在运行帧迸发的情况下，对于最大帧1518字节，即12 144位，1×10÷12144=82 345，处理速率可达每秒82 345帧。
4．计算在下列情况下一个分组的延迟（从发出第1位开始到收到最后1位为止）：
(a) 在通路上有1个存储转发交换机的10Mbps以太网，分组大小是5000位。假定每条链路引入10微妙的传播延迟，并且交换机在接收完分组之后立即重发。
【解答】1位的发送延迟是0.1μs，一个分组由5000位组成，在每条链路上引入的发送延迟是500μs ，分组在每条链路上的传播延迟都是10μs，因此总的延迟等于：500×2+10
授课教师：鲁士文 授课地点：雁栖湖教学区 公布答案时间：2013年10月11日
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第三单元 点到点链路和多点链路
×2=1020μs, 即1.02ms。（两次发送，两次传播）
（整个分组接收完经过分析才确定转发的外出端口，因此延迟了一个分组的发送时间） （b）跟（a）的情况类似，但有3个交换机。
解答：3个交换机，共有4条链路，总的延迟等于： 500×4+10×4=2040μs=2.04ms。（4次发送，4次传播）
（c）跟（a）的情况相同，但假定交换机实施“直通”交换：它可以在收到分组的开头200位后就重发分组。
解答：使用直通交换，交换机延迟分组200位，即20μs。在这种情况下仍然有1个500μs的发送延迟，2个10μs的传播延迟，再加上20μs的交换机转发延迟，因此总的延迟等于：
500×1+10×2+20=540μs （1个发送延迟，2个传播延迟，1个转发延迟） 如果像（b）那样有3个交换机，那么总的延迟将会等于： 500×1+10×4+20×3=600μs。（1个发送延迟，4个传播延迟，3个转发延迟） 5．考察下图中示出的透明桥接器的布局。假定开始时所有的转发表都是空的，试给出在下列的传输序列之后，桥接器B1-B4中的每一个的转发表的内容： *A给C传送 *C给A发送 *D给C发送
要求在表中用可以从一个端口可以直接到达的那个邻居节点来标识该端口，例如，B1的两个端口可标识为B1的A端口和B1的B2端口。
【解答】 当A给C传送时，所有的桥都看到了分组，知道A在哪里。然而，当随后C给A发送时，分组经过已知路径B3-B2-B1直接前往A，B4不知道C在哪里。类似地，当D给C发送时，分组经B4传播到B2后，经已知路径B2-B3直接前往C，B1不知道D在哪里。所以现在桥接器B1-B4中的每一个的转发表的内容分别为： 桥B1：目的地A--端口A，目的地C—端口B2 （无D）
桥B2：目的地A--端口B1，目的地C—端口B3，目的地D—端口B4 桥B3：目的地A--端口B2，目的地C—端口C，目的地D—端口B2 桥B4：目的地A--端口B2，目的地D—端口D （无C）
授课教师：鲁士文 授课地点：雁栖湖教学区 公布答案时间：2013年10月11日
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第三单元 点到点链路和多点链路
6. 假定在桥接网络上的一台计算机把一个分组发给在网络上不存在的一个设备。桥接器将如何处理这个分组？
【解答】桥接器不知道网络上是否存在该设备，它只知道在它的表中没有这个目标设备。因此当桥接器收到这个目的地未知的分组时，它将扩散该分组，即把该分组发送到所连接的除输入网段以外的所有其他网段。
授课教师：鲁士文
授课地点：雁栖湖教学区公布答案时间：2013年10月11日4