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1、第五章 习题与思考题1.选择题：（1）在局域网参考模型中，两个系统的同等实体按协议进行通信。在一个系统中，上下层之间则通过接口进行通信，用(B)来定义接口。A、服务原语B、服务访问点 C、服务数据单元D、协议数据单元（2）Ethernet以太网（Ethernet）中采用的CSMA/CD算法是（A）。A、非坚持CSMA和二进制指数退避 B、1-坚持CSMA和二进制指数退避C、P-坚持CSMA和二进制指数退避 D、(1-P)坚持CSMA和二进制指数退避（3）令牌总线的媒体访问控制方法是由(D)定义的。A、IEEE 802.2B、IEEE 802.3C、IEEE 802.4D、IEEE 802.5（
2、4）回收IEEE 802.5令牌环的数据帧的站是（A）A、发送站 B、校验出错误帧的站 C、接收站 D、管理站（5）令牌是一种特殊结构的（B），用来控制结点对总线的访问权。A、数据帧 B、控制帧 C、协议包 D、控制分组（6）Token Bus的环环初始化是指在网络启动或故障发生后，必须执行环初始化过程，根据某种算法将所有环中结点排序，动态形成 (A) A、逻辑环 B、物理环 C、令牌 D、结点（7）以下关于总线型局域网的论述哪些是不正确的?(D)A、所有的结点都通过相应的网卡直接连接到一条作为公共传输介质的同轴电缆上。B、所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结
3、点利用总线发送数据。C、如果同一时刻有两个或两个以上结点利用总线发送数据就会出现冲突，造成传输失败。D、只有总线型局域网存在冲突问题。2局域网的主要特点是什么？为什么说局域网是一个通信网？局域网的特性主要有以下几个方面：（1）局域网属于某一组织机构所有。如一个工厂、学校、企事业单位等内部网络，因此LAN的设计、安装、使用等均不受公共网络的束缚。（2）局域网覆盖范围有限，通常在数百米至数公里之内。（3）局域网具有较高的数据传输速率，一般在1-100Mbps之间。目前已出现速率高达1000Mbps的局域网。（4）具有较低误码率。局域网采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输媒体，出现差错的机会少，
4、可靠性高。局域网的误码率一般在10-11-10-8。（5）局域网容易组装、组建和维护，具有较好的灵活性。3.试述CSMA/CD的工作过程？先听后说：所谓载波侦听，就是指通信设备在准备发送信息之前，侦听通信介质上是否有载波信号。若有，表示通信介质当前被其他通信设备占用，应该等待；否则，表示通信介质当前处于空闲状态，可以立即向其发送信息。所谓多路访问，就是说明是总线拓扑结构的网络，许多计算机以多点接入的方式连接于总线上，即多个通信设备共享同一通信介质。由此可知，是通信节点竞争对通信媒体的使用。其特点可简单地概括为“先听后说” LBT（Listen Before Talk）。边说边听：多个通信设备同
5、时侦听到介质空闲而一起发送信息，这样，通信介质上必然会产生信息冲突（碰撞）。冲突检测（CD）的思想是：通信设备在发送和传输信息的过程中侦听通信介质，如果发现通信介质上出现冲突，则立即停止信息的发送。强化碰撞：为了使每个站都尽可能早地知道是否发生了碰撞，还采取一种强化碰撞措施，就是当发送数据的站一旦发现发生了碰撞，除了立即停止发送数据外，还要发送一阻塞信息以加强冲突，使正在发送信息的其他通信设备都知道现在已经发生了碰撞。延迟一随机时间，重复这一过程，直到某一极限值（一般为16）时，放弃这项信息的发送。4.假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号的传播速率为200000km/s
6、.求能够使用此协议的最短帧长。答：对于1km电缆，单程端到端传播时延为：=1200000=510-6s=5s，端到端往返时延为： 2=10s为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10s，以1Gb/s速率工作，10s可发送的比特数等于：1010-61109=10000bit=1250字节。 5.10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s和1Gbit/s时，需要解决哪些技术问题？在帧的长度方面需要有什么改变？为什么？传输媒体应当有什么改变？答：以太网升级时，由于数据传输率提高了，帧的发送时间会按比例缩短，这样会影响冲突的检测。所以需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，使参数a
7、保持为较小的值，才能有效地检测冲突。在帧的长度方面，几种以太网都采用802.3标准规定的以太网最小最大帧长，使不同速率的以太网之间可方便地通信。100bit/s的以太网采用保持最短帧长（64byte）不变的方法，而将一个网段的最大电缆长度减小到100m，同时将帧间间隔时间由原来的9.6s，改为0.96s。1Gbit/s以太网采用保持网段的最大长度为100m的方法，用“载波延伸”和“分组突法”的办法使最短帧仍为64字节，同时将争用字节增大为512字节。传输媒体方面，10Mbit/s以太网支持同轴电缆、双绞线和光纤，而100Mbit/s和1Gbit/s以太网支持双绞线和光纤，10Gbit/s以太网
8、只支持光纤。6.以太网使用的CSMA/CD协议是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
9、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。7.交换式以太网的特点？交换式以太网的核心设备是交换式集线器，交换式集线器又叫以太网交换机，通常有十几个端口。因此，以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，工作在数据链路层。此外，以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，工作在全双工方式。当主机需要通信时，交换机能同时连通许多对端口，每一对相互通信的主机都像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据，通信完成后就断开连接。以太网交换机由于使用了专用的交换机芯片，因此其交换速率较高。8.比较802.3、802.4、80
10、2.5三种局域网的优缺点？答：略9.对于基带CSMA/CD来说，最先发送数据的站点经过多长时间才能检测到冲突？如何确定的？ 两倍的传播延迟10.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，而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。11.解释VLAN标签交换的含义。由于VLAN重新划分了物理LAN成员的逻辑连接关系，因此，原来连接在一个交换机或处在一个IP子网的主机
11、之间的通信受到了限制。VLAN成员之间的寻址不再简单地按照桥接方式的MAC地址或是路由方式的IP地址进行。VLAN帧在网络互联设备设备中的转发根据VLAN标签中的寻址结构VID进行，这就是VLAN标签交换的含义。12.结合教材中的有关图说明VLAN标签交换过程。VLAN标签交换过程如图所示。13.简述WLAN组网方式。WLAN包括两种组网方式，即分布式方式和集中控制方式。1.分布式方式在分布式方式中，主机可以在无线通信覆盖范围内移动并自动建立点到点的连接。主机之间通过争用信道直接进行数据通信，而无需其他设备参与控制。2.集中控制方式在集中控制方式中，所有无线节点及有线局域网要与一个称为接入点(
12、Access Point，AP)的设备连接。14.解释WLAN中BSS和ESS的含义。BSS:基本服务集 ESS：扩展服务集一个BSS是WLAN的最小组成单元。当一个WLAN包含若干个BSS时，这些BSS要与一个称为分布系统(Distribution System，DS)连接。DS可以是有线局域网也可以是WLAN。这些连接在一起的BSS称为扩展服务集(Extended Service Set，ESS)，15.简述AP设备的作用。接入点设备的基本作用如下：（1）一是负责无线通信管理工作，例如给无线节点分配无线信道的使用权。（2）二是在实现无线通信与有线通信的转换。（3）三是起到与有线局域网网桥和
13、路由器相似的作用。16.WLAN使用哪些无线传输技术？适用于WLAN的电磁波主要包括微波和红外线。17.WLAN设备选型要考虑哪些方面？（1）是选择AP设备还是WLAN网桥：如果是小范围内的集中方式组网，则要选择AP设备。如果是范围较大（覆盖两个或多个建筑物）而且涉及点到多点的分布式连接，则应该选择WLAN网桥。（2）考察设备的传输距离的限制。（3）考察设备的传输速率。（4）考察设备的MAC技术、物理编码方式以及安全加密认证等标准。18.IEEE802.11标准的MAC技术是什么？IEEE802.11MAC技术CSMA/CA19.结合教材图5-33说明信道预约的原理。如图所示，节点A在向B发送
14、数据之前，先向B发送一个请求发送帧(Request To Send，RTS)。在RTS帧中说明将要发送的数据帧的长度。B收到RTS帧后向A发送允许发送帧(Clear To Send，CTS)。在CTS帧中附上A要发送的帧的长度。A收到CTS帧后就可以发送数据了。20.IEEE802.11为什么定义分布协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)？由于信道预约不能完全避免冲突。于是，IEEE802.11定义了分布协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)。DCF应用于分布式WLAN的MAC控制。因为，分布式WLAN没有具备集中控制功能的设备。DCF提供争用服务。在安装了具备集中控制功能设备的主从式WL
15、AN中，共享信道的使用权由AP统一分配，节点可以按照优先级或者轮流地使用它，而无需争用。PCF提供这种无争用服务。如果通过WLAN传输时间敏感的业务数据，就应该使用PCF。PCF多在采用轮询方式分配信道使用权时采用，由一个点协调程序(point coordinator)集中控制信道的使用。点协调程序询问各节点是否要发送数据，节点用应答帧回答点协调程序的询问。21.802.11MAC帧中地址字段的含义是什么？帧中字段含义是：(1)帧控制(frame control)：占2字节。该字段包含控制信息。(2)持续时间/标识符(duration/ID)：占字节。该字段包含下一个帧发送的持续时间。该值的大
16、小与帧的类型有关。(3)地址1、2、3、4：每个地址字段占字节。该字段的值可以是基本服务组标识(Basic Service Set ID，BSS ID)、源地址、目标地址、发送站地址和接收站地址。地址可以是单播地址、组播地址和广播地址，这些字段的赋值与帧类型有关。(4)序列控制(sequence control)：占2字节。该字段由分段号(左4位)和序列号(右12位)两个子字段组成。分段是指用介质服务数据单元(Medium Service Data Unit，MSDU)的分割而成的数据段。MSDU即LLC的PDU。第一个分段的分段号为0，后面每发送一个分段，分段号加1。第一个序列号为0，每发送
17、一个MSDU，序列号就加1。属于同一个MSDU的分段的序列号相同。通过分段号和序列号可以判断帧是否是重复帧。(5)帧体(frame body)：该字段变长，其内容与帧类型有关。例如，若帧是数据帧，则该字段包含一个LLC的PDU。若帧是MAC管理与控制帧，则该字段包含管理与控制的参数。(6)帧校验序列(FCS)：占4字节。校验范围是前面的所有字段。FSC由CRC算法计算。22.简述IEEE802.11物理层的功能。IEEE802.11物理层的功能(1)载波侦听。(2)发送。(3)接收。(4)编码/解码23.IEEE 802.11物理层传输技术包括哪些？第一种，红外技术(InfraRed，IR)I
18、R使用波长为850950nm的红外线在室内传输数据。红外线的最大发射功率为2W。第二种，射频技术它可以覆盖大范围的区域，当采用蜂窝配置结构时，它们可以覆盖整个园区。射频技术包括两种，即（1）跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum，FHSS)：FHSS是扩频技术中常用的一种，它使用2.4GHz的ISM频段(即2.40002.4835GHz)。共有79个信道可供跳频使用。第一个信道的中心频率是2.402GHz，以后每隔1MHz一个信道。因此，每个信道可使用的带宽为1MHz。当使用二元高斯频移键控(GFSK)调制时，基本接入速率是1Mbit/s。当使用四元GFS
19、K时，接入速率是2Mbit/s。（2）直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)：DSSS是另一种重要的扩频技术，它也使用2.4GHz的ISM频段。当使用二元相对移相键控时，基本接入速率是1Mbit/s。当使用四元相对移相键控时，接入速率是2Mbit/s。24.结合教材的有关表说明IEEE 802.11物理层的特点。FHSS DSSS IR成本耗电量抗干扰工作范围安全性中 高 低较小 大 小较弱 强 强中 大 小弱 弱 强25.IEEE 802.11标准提出的安全措施是什么？IEEE 802.11标准提出了两个措施，一是认证，二是有线保密等同（Wired Equivalent Privacy，WEP）。
