数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。 319
以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这 与传统的时分复用 TDM 相比优缺点如何？
答：CSMA/CD 是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，而传统的时分复用 TDM 是 一种静态的划分信道，所以对信道的利用，CSMA/CD 是用户共享信道，更灵活，可提高信 道的利用率，不像 TDM，为用户按时隙固定分配信道，即使当用户没有数据要传送时，信 道在用户时隙也是浪费的；也因为CSMA/CD 是用户共享信道，所以当同时有用户需要使用
信道时会发生碰撞，就降低信道的利用率，而 TDM 中用户在分配的时隙中不会与别的用户
发生冲突。对局域网来说，连入信道的是相距较近的用户，因此通常信道带宽较宽，如果使 用TDM 方式，用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多，不利于信道的充分利用。 对计算机通信来说，突发式的数据更不利于使用TDM 方式 320
假定 1km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为 200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。
答：对于1km 电缆，单程传播时间为，即5μs，来回路程传播时间为10μs。为了能够按 照CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能小于10μs。以1Gb/s 速率工作，10μs 可以发送的
比特数等于，因此，最短帧长10000 比特或1250 字节。 327
假定一个以太网上的通信量中的 80%是在本局域网上进行的，而其余的 20%的通 信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个 使用以太网集线器，另 一个使用以太网交换机。你 认为以太网交换机应当用在哪一个网络上。
答：以 太网交换机用在这样的网络，其 20%通信量在本局域网而80%的通信量到因特网。
328 有10个站连接在以太网上。试计算以下三种情况下每一个站所能得到的带宽。 （1） 10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器。 （2） 10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器。 （3） 10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。 答：（1）10个站共享10Mb/s。 （3） 10个站共享100Mb/s。（3）每个站独占10Mb/s。 329
10Mb/s 以太网升级到100Mb/s 和1Gb/s 时，需要解决哪些技术问题？
答：欲保持10M，100M，1G 的MAC 协议兼容，要求最小帧长的发送时间大于最长的 冲突检测时间，因 而千兆以太网采用载波扩充方法。而 且为了避免由此带来的额外开销过大，
当连续发送多个短帧时采用帧突发技术。而100M 以太网采用的则是保持帧长不变但将最大
电缆长度减小到100m。其它技术改进：（1）采用专用的交换集线器，缩小冲突域（2）发 送、接收、冲突检测传输线路独立，降低对媒体带宽要求（3）为使用光纤、双绞线媒体， 采用新的信号编码技术。
补充题：为 什么在CSMA/CD协议中参数a必须很小？用什么方法可以保证a的值很小？ 答：在CSMA/CD 协议中参数a 很小，可以使线路利用率和整个网络系统吞吐率保持较 高水平。限 制网络传输媒体长度、提 高总线速率或增加帧长度都是保证a值很小的有效方法 331
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？
答：网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先存放在其缓存中， 若此帧未出现差错，且欲发往的目的站 MAC 地址属于另一网段，则通过查找网桥中生成的
站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。否则，就丢弃该帧。
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。但网桥转发前需先缓存并查找站表，连接不同 MAC 子层的网段
时需耗时修改某些字段内容；增加了时延；无流量控制，以致产生丢帧；当网桥连接的用户 过多时易产生较大广播风暴。
网桥与转发器相比，主要有以下异同点：（1）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 MAC 子层和不同速率局域网的作用。转发器的数目
受限，而网桥从理论上讲，扩展的局域网范围是无限制的；（2）都能实现网段的互连，但网 韶关学院信息工程学院 骆耀祖整理 桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；转发器只通过按比特转发信号实现各网段物 理层的互连，网桥在 MAC 层转发数据帧实现数据链路层的互连，而且网桥能互连不同物理
层甚至不同 MAC 子层的网段；（3）互连的各网段都在同一广播域，但网桥不像转发器转发
所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；网桥将网段隔离 为不同的冲突域，而转发器则无隔离信号作用。（ 4）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； 网桥与以太网交换机相比，主要有以下异同点：（1）以太网交换机实质上是一个多端口 的网桥，以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有 24 个端口；它们都工作在数据 链路层；（ 2）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都直接与主机相连， （3）交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。（ 4） 网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采 用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。 330
以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？
答：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层上。每一 个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。它能同时连通多对端口， 使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒 体的带宽。
以太网交换机支持存储转发方式，而有些交换机还支持直通方式。但要应当注意的是： 用以太网交换机互连的网络只是隔离了网段（ 减少了冲突域），但 同一台交换机的各个网段仍
属于同一个广播域。因此，在需要时，应采用具VLAN 能力的交换机划分虚拟网，以减少广
播域（802.1q协议）。 习题
一个信道速率为 4 kb/s。采用停止等待协议。传播时延为20 ｍｓ。确认帧长度和 处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少 50％？
答：当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2 倍时，信道利用率是50％，或者说当发 送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，效率将是 50％。即 20ms*2=40ms。现在发送速 率是每秒4000bit，即发送一位需0.25ms。则帧长40/0.25=160bit 习题
卫星信道的数据率为 1Ｍb/s。数据帧长为 2000 bit。忽略确认帧长和处理时间。试 计算下列情况下的信道利用率： （1）停止等待协议。
（2）连续ARQ 协议，Wt=7。 （3）连续 ARQ 协议，Wt＝127。 （4）连续ARQ 协议，Wt＝255。
答：使用卫星信道端到端的传输延迟是 250ms270ms, 以 1Mb/s 发送，2000bit 长的帧的
发送时间是2000bit/（1Mb/s）=2ms。若用t=0 表示开始传输时间，那么在t=2ms，第一帧发
送完毕。t=252ms，第一帧完全到达接收方。t=254ms，对第一帧的确认帧发送完毕。t=504ms 时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是542ms。如果在504ms 内可以发送k 个帧（每 个帧的发送用2ms时间），则 信道利用率是2k/504，因 此，（1）停 止等待协议，k =1,2/504=1/252
（2）W=7，14/504=7/252（3）W=127，254/504=127/252（4）W=255 ，2W=510>504，故信
道利用率为1。
PPP 协议的主要特点是什么？它适用在什么情况下？ 答：点对点协议PPP,它有三个组成部分:
（1）一个将IP 数据报封装到串行链路的方法.
（2）一个用来建立,配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP. （3）一套网络控制协议NCP,支持不同的网络层协议. 点对点协议PPP 适用于在PSTN 拨号的情况
习题有 600 MB（兆字节）的数据，需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁 盘上，然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路（设信息 传送的速率是 2.4 kb/s）传 送此数据。试 比较这两种方法的优劣。若 信息传送速率为 33.6 kb/s，
其结果又如何？
答：假定连续传送且不出错。若用 2.4Kb/s 速率，传输 600MB 需要 24.3 天 （=600×1048576×8=5033164800 bit）。若用33.6Kb/s 速率传送，则需时间1.73 天。比托人乘
火车捎去要慢，且更贵。
习题2
56 kb/s 的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率？这种调制解调器的 使用条件是怎样的？
答：56Kb/s 的调制解调器主要用于用户与ISP 的通信，这时从用户到ISP 之间只需经过 一次A/D 转换，比两个用户之间使用的33.6Kb/s 调制解调器的量化噪声要小，所以信噪比进
一步提高。虽 然33.6Kb/s调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率，但 是56Kb/s
的调制解调器的使用条件不同，它提高了信噪比，它没有突破香农极限传输速率的公式。 56Kb/s 的调制解调器的使用条件是ISP 也使用这种调制解调器（这里是为了进行数字信号不
同编码之间的转换，而不是数模转换），并且在ISP 与电话交换机之间是数字信道。若ISP 使 用的只是 33.6Kb/s 调制解调器，则用户端的 56Kb/s 的调制解调器会自动降低到与 33.6Kb/s
调制解调器相同的速率进行通信。 313
第四章 403
03作为中间系统。转发器、网桥、路由器和网关有何区别？
答：转发器：是物理层中间设备。主要作用是在物理层中实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。 网桥：是数据链路层的中间设备。主要作用是根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。
路由器：网络层的中间设备。作用是在互连网中完成路由选择的功能。
网关：网络层以上的中间系统。作用是在高层进行协议的转换以连接两个不兼容的系统。 404
6-04试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
答：IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
ARP协议：完成IP地址到MAC地址的映射。
RARP：使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。
ICMP：允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。从而提高IP数据报交
付成功的机会。 406
试根据 IP 地址的规定，计算出表中的各项数据。 10 Netid Hostid
1110 组播地址 110 Netid Hostid
11110 保留为今后使用
韶关学院信息工程学院 骆耀祖整理
网络类别 最大网络数 第一个可用的网络号 最后一个可用的网络号 每个网络中的最大主机数
A 126 1 126 16777214
B 16384 128.0 191.255 65534
C 2097152 192.0.0 223.255.255 254
解：1）A 类网中，网络号占七个bit, 则允许用的网络数为2 的7 次方，为128，但是要 除去0 和127 的情况，所以能用的最大网络数是126，第一个网络号是1，最后一个网络号是
126。主机号占24 个bit, 则允许用的最大主机数为2 的24 次方，为16777216，但是也要除
去全0 和全1 的情况，所以能用的最大主机数是16777214。
2） B 类网中，网络号占14 个bit，则能用的最大网络数为2 的14 次方，为16384，第 一个网络号是128.0，因为127 要用作本地软件回送测试，所以从128 开始，其点后的还可以
容纳2 的8 次方为256，所以以128 为开始的网络号为128.0~~128.255，共256 个，以此类
推，第16384 个网络号的计算方法是：16384/256=64128+64=192，则可推算出为191.255。主
机号占16 个 bit, 则允许用的最大主机数为2 的16 次方，为65536，但是也要除去全0 和全
1 的情况，所以能用的最大主机数是65534。
3）C 类网中，网络号占21 个bit, 则能用的网络数为2 的21 次方，为2097152，第一个 网络号是 192.0.0 ， 各个点后的数占一个字节，所以以 192 为开始的网络号为
192.0.0~~192.255.255，共256*256=65536，以此类推，第2097152 个网络号的计算方法是： 2097152/65536=32192+32=224，则可推算出为223.255.255。主机号占8 个bit, 则允许用的最
大主机数为2 的8 次方，为256，但是也要除去全0 和全1 的情况，所以能用的最大主机数
是254。 408