中山大学计算机网络作业2答案.pdf

10 网工 1 作业 2 参考答案 介质访问控制层 MAC 层 本作业中的交换机均指 2 层交换机 概述 1 为了适应局域网技术 OSI 把数据链路层分为 和 子层 答 MAC LLC 2 局域网协议需要定义 层和 层的功能 答 MAC 物理 3 非持续 CSMA 是指在 情况下没有持续 答 信道忙 监听 4 P 持续 CSMA 在信道空闲时 发送 答 以概率 P 5 CSMA CD 采用了 A P 持续 CSMA B 非持续 CSMA C 1 持续 CSMA 答 C 6 在自适应树搜索协议 见图 4 9 中 如果 A 和 D 同时想发送数据 会产生 次冲突 并在第 和 个时间槽成功发送 从 0 根 开始 假设在此期间 没有其它站点要发送数据 答 共2 次冲突 并在 4 5 时间槽从 1 开始编号 发送成功 按深度优先遍历 节点号依次为 1 2 4 5 3 其中 1 和 2 冲突 7 位图协议是否公平 为什么 如果不公平 请设计一种公平的方法 答 不公平 编号小的站点优先权更高 可以在每一轮的开始时先发送一个最高优先权的编号 每次该编号都加 1 取模 这样 每个编号的站点都有获得最高优先权的机会 8 编号为 10010 11010 01010 三个站点想发送数据 如果采用二进制倒计数法 哪个站点会首先发 送 答 11010 9 给定一个具有 N 个站点的分槽 ALOHA 网 如果每个站点在每个时间槽的发送概率是 s 则每个时间 槽可以成功发送一帧的概率 S 是多少 如果每个时间槽平均有一个站点发送 则每个时间槽可以 成功发送一帧的概率是多少 答 G Ns 为一个时间槽有一帧发送的概率 在一个时间槽可以成功发送的概率 S 是有一个站点在该时间槽成功发送而其它N 1站点都没有在这个时间槽进行发送的 概率 即S Ns 1 s N 1 假设 G 1 并且 N很大 则 s 1 N很小 S 1 1 N N 1 1 e 0 368 以太网和快速以太网 1 在以太网 802 3 协议中 以下哪一个是规定最短帧的主要原因 单选题 A 信道忙持续监听 B 发送干扰位 C 发送前先侦听信道 D 边发送边检测冲突 2 以太网 802 3 协议通过什么分隔帧的为 单选题 A 前导字符 B 校验码 C 长度字段 D 帧间空隙 3 以太网的地址长度是 比特 其广播地址为 答 48 48 个 1 10 网工 2 4 应该如何选择二进制指数退避算法中的时间片 的长度 只要说明一种原则 而不是确定一个具体 值 答 若两个站点尝试发送 要先监听 的间隔时间至少为 则不会发生冲突 前一个可以成功发 送 后一个会监听到信道忙或信道空闲 5 一个以太网只有两个站点 已知它们产生了一次冲突 问 再发生三次冲突的概率是多少 答 1 2 1 4 1 8 1 64 6 以太网每次发送数据前要求信道空闲的时间长度为 1 一个站点连续发送多帧时帧间空隙 interframe space 为 2 试分析下面每种关系所出现的情况 1 1 2 2 1 2 3 1 2 答 1 其它站点先发送 本站点下一帧发送需等待 2 发送下一帧时与其它站点一起竞争 会 引起冲突 3 该站点连续发送 其它站点等待 7 集线器连接的网卡工作在 单选 半双工 全双工 答 半双工 8 假设 A B C 都进行第一次载波监听 作为传输尝试的一部分 而第 4 个站点正在发送 画出一条时 间线 说明一个可能的传输 尝试 冲突和指数退避选择的序列 你的时间线至少也应该满足下 列准则 i 初始尝试应该按 A B C 次序 而成功传输按照 C B A 次序 ii 至少应该有四次冲 突 答 非唯一答案 另一种更简单的答案 A B C D 开始监听 持续监听 开始发送 持续发送冲突 0 10 3 0 7 0 15 符号说明 退避选择 时间片 10 网工 3 9 以太网 802 3 快速以太网 802 3u 等以太网协议的不同之处在 A 数据链路层 B MAC 层 C LLC 层 D 物理层 10 100Base TX 802 3u 使用 对信号线 1000Base TX 802 3ab 使用 对信号线 透明网桥 1 可以缩小冲突域 单选 A 网桥 B 集线器 这里指要形成一个 LAN 2 使用网桥会扩大 单选 A 广播域 B 冲突域 一个扩展 LAN 与多个 LAN 相比 3 考虑下图中给出的透明网桥 B1 B2 B3 为网桥 A C D 为主机 的布局 假设转发表初始为空 给出经过下列传输后每个网桥的转发表 1 A 发送到 C 2 D 发送到 A 3 C 发送到 D B2 C A E D B1 B3 1 2 3 4 1 2 1 2 答 4 对于无环路的扩展 LAN 说明透明网桥逆向学习法的合理性 答 因为网桥永远不会把从某个端口接收到的帧再从该端口转发出去 又因为该扩展局域网是树 可 以得出结论 如果一个网桥收到一个帧 则该帧一定是沿着它和源主机之间的唯一路径到达的 以后该网桥收到目的地址为该主机的帧时只要转发到该端口 也一定会按同样方式沿着该路径到 B3 的转发表 目标地址输出端口 A 1 B2 的转发表 目标地址输出端口 A 1 D 3 C 2 B1 的转发表 目标地址 输出端口 A 1 C 2 A B C D 开始监听 持续监听 开始发送 持续发送冲突 符号说明 0 1 0 3 0 7 0 15退避选择 时间片 10 网工 4 达该主机 生成树 1 采用了生成树算法的网桥只在 端口和 端口之间转发数据帧 答 根 指定 2 非指定端口是否可以接收配置消息 BPDU 答 可以 3 配置消息 和哪个最优 答 4 以下为一个通过透明网桥连接的扩展 LAN 请指出 1 根网桥 2 四个局域网 A D 的指派网桥 3 四个网桥 B1 B5 的根端口 假设链路权值均为 1 注 网桥的下标为其 ID 答 1 根网桥为 B1 2 A B C D 的指派网桥分别为 B1 B1 B3 B4 3 B2 B3 B4 B5 的根端口分别为 C A B B B1 没有根端口 5 以下为采用生成树算法的网桥的一个中间状态 其中给出了网桥为每个端口保存的当前最优配置 请指明时该网桥转发的配置信息以及此时该网桥的根端口和指派端口 假设链路权值均为 1 答 转发的配置信息为 45 17 90 根端口为端口 3 指派端口为端口 1 和 2 6 PortFast 用于 端口 可选 指定 根 非指定 禁止 答 指定 更进一步 是用于连接主机的端口 当该接口重新启动时 设置了 PortFast 使它立 即进入转发状态 7 启动 RSTP 后 一旦指定端口故障 其 端口会立即变为转发状态 如果根端口故障 则 端口会立即变为转发状态 答 备份 替代 8 对于一个连通图 如果选定一个结点作为根结点 每个结点选取一条到根结点的最短路径上的与 该结点相邻的下一条边 多条可选时随机一条 试证明这样可以形成一颗生成树 假设每条边 的权重不为 0 证明 先证明这样形成的图是连通图 采用归纳法证明 利用一个最短距离最大的节点 一个到根 结点的最短距离最大的节点 T 只有自己选定的边与它连接 没有其它节点选定的边连接到它 去除它不会去除其它节点选择的边 由于其它节点会形成连通图 归纳法 而 T 选择的边一 B90 45 17 350 88 0 88 45 16 85 45 16 105 45 17 72 端口 1 端口 2 端口 3 端口 4 端口 5 B1 B2B5 B4 B3 A B C D 1 2 1 2 1 2 1 2 3 1 2 10 网工 5 定与这些节点之一连接 故增加 T 之后依然保持连通性 因为除了根节点 每个节点选择一条边 故所形成的图只有 n 1 条边 又因为是连通图 故为生成树 9 考虑下图的扩展 LAN 如果除了 B1 之外的网桥都参加生成树算法 分析在以下情况所形成的生成 树 指明除 B1 之外各网桥拥有的根端口和指定端口 用所连网段标号表示 a 简单地转发所有配置消息 b 丢弃所有配置消息 答 a B1 连接的网段 C D E F G H 形成一个更大的网段 根端口 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 无 无 D G F H C 指定网桥 网段选定的指定网桥 A B C D E F G H I J B3 B3 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B4 B6 网桥的指定端口 网段选定的指定端口 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 无 C E A B I 无 J 无 b 相当于 B1 断开 形成两颗生成树 B2 B3 B5 B7 和 B4 B6 根端口 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 无 无 A 无 B I C 指定网桥 网段选定的指定网桥 A B C D E F G H I J B7 B3 B2 B3 B2 B5 B4 B6 B4 B6 网桥的指定端口 网段选定的指定端口 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 无 C E B D G I F H J A 二层交换机和 VLAN 1 交换机用全双工方式连接的每个网段最多可以连接 个设备 答 2 是点到点链路以太网 2 直通和交叉线都能连接交换机是因为以太网交换机端口采用了 技术 B7 B3 B5 B1 B2 B4 B6 B C D E F G H I J A 10 网工 6 答 端口自动反转功能 Auto MDI MDIX 3 以太网交换机与 PC网卡之间收发速度匹配问题的是 技术 答 自动协商 auto negotiation 4 与存储转发模式和直通模式相比 无碎片模式有何优缺点 答 与存储转发模式相比 它转发速度快 但是实现起来更复杂 与直通模式相比 它不会产生碎片 但是转发速度慢一点 5 一个交换机连接一个集线器和另一个交换机 如下图所示 其中 1 存在 个广播域 2 存在 个冲突域 hub switch1 switch2 host1host2host3host1 host2 答 1 5 最后两个主机应该为 host4 和 host5 6 如果一个企业有三个部门需要安装相互隔离的 LAN 三层办公大楼的每一层都有这些部门 假设每 一层各部门需要的 PC 机数量如下表 A 部门 B 部门 C 部门 1 楼 3 2 1 2 楼 2 3 2 3 楼 1 1 2 采用 3 个 8 口具有 VLAN 功能的交换机 用颜色标记一些端口 A 部门 红色 B 部门 蓝色 C 部门 绿色 主干 黄色 并连接主干线 7 已知交换机端口与 VLAN ID 的对照表为 交换机的 MAC 地址表为 设计这种具有 VLAN 功能的交换机收到一帧 即已知该帧的目的地址和接收该帧的端口 后查 表转发和学习的过程 答 交换机从一个端口收到帧之后 1 根据该帧的源地址字段更新转发表 2 如果该帧的目的 MAC 地址为单播地址 则用 VLAN ID 和目的 MAC 地址查询转发表 查 3 楼交换机 2 楼交换机 1 楼交换机 3 楼路由器 2 楼路由器 1 楼路由器 10 网工 7 询到之后 如果不是转发到接收该帧的接口 则转发 如果是 则丢弃 当查询不到时用 3 进行扩散 flooding 3 如果该帧的目的 MAC 地址为广播或多播地址或在 MAC 地址表中查不到的单播地址 则广 播到除源端口以外所有具有该颜色的端口或主干端口 8 交换机从 VLAN 干道端口