专题五：局域网、城域网

重点：局域网、城域网协议工作原理
难点：LAN协议标准
亮点/应用/重要性：局域网、城域网是应用最广泛的网络类型，了解他们的工作原理是必备的技能。
主要内容：CSMA/CD协议和IEEE802.3标准；IBM的令牌环技术；光纤环网和FDDI技术，ATM局域网技术；无线局域网（WLAN）技术。

一、局域网、城域网(20060831)在线专题授课音视频

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二、局域网、城域网(20060831)在线答疑整理

1. 在基带传输系统中,为了延伸网络长度,可以采用转发器。IEEE802.3的标准以太网中,在任何两站之间的路径中最多只允许( ),这就将有效的电缆长度延伸到2.5km .
A.三个转发器
B.四个转发器
C.二个转发器
D.五个转发器
解析：选择B。标准以太网是IEEE802?3标准中最早的一种基带配置。其组网配置见解图。电缆为10mm粗同轴电缆,特性阻抗为500,拓扑结构为总线型。为避免信号传播到终端时产生信号波形反射,而引起传输错误,在电缆两端必须安装500终端匹配电阻。此外,工作站的分接头处(即与电缆接触处)的阻抗也会影响电缆特性阻抗值,因而网络段中的最大节点数必须有所限制,故粗缆以太网规定,电缆段的最大长度为500m,任意两个分接头间的距离为2.5m的整数倍。

为了延长电缆的有效长度,可在网络中加接转发器。标准以太网规定在任意两个站之间的路径最多有4个转发器,因此,可将电缆有效长度延伸至2?5km。
本题涉及标准以太网对转发器的要求,应选择B,即四个转发器,可将有效的电缆长
度延伸到2.5km。

2．在令牌环网中,若传输速率为16Mbps,而传播速率为200m/us,那么在该环网接口中,1位的延迟相当于多少米长度的电缆?若这种令牌网的电缆长度为10Km-总共有100个站,则实际上环网的等效位长度为多少?
试题分析】本题属于令牌环网中的典型而基本的计算问题。
传输速率指的是单位时间内经过信道中某点的数据位数,单位为"位/秒"即bps,而
传播速率是电场在信道中单位时间内的运行距离,也就是数据信号在单位时间内向前运
行的距离,单位是"米/秒",而数据信号是一位位排队向前发送的,因此便有了"1位的延
迟的等效电缆长度"的计算问题,因此其公式显而易见应为:1位延迟等效的电缆长度(米/位)=传播速率/传输速率但在计算时要注意实际给出的数据单位,注意换算。同样,环网等效位长也涉及到这个问题,计算环网的延迟有两种:一是按时间计算,一是按等效位计算,而其中的两个延迟成分一一线长与站点延迟则一个是距离,一个是位,总是涉及到一个转换问题,可参照下面给出的公式线长的时间延迟=线长/传播速率线长的等效位延迟=时间延迟×传输速率=线长/(传播速率/传输速率) =线长/每位等效线长站点的时间延迟=延迟位数/传输速率
(1)1位延迟相当的电缆长度为
传播速率/传输速率=200(m/us)/16Mbps
=200m*(106/(16×106位)
=12.5m/位
(2)环网等效位长为…?
站点位延迟+线路延迟=100bit+线长/1位延迟等效线长=100bit+l0km/(12.5m/bit)=900bit

3. 使用数字信号传输的基带LAN,采用曼彻斯特编码,媒体的整个频谱用于构成信号,因此 ( )
A.不能采用频分多路复用FDM传输,其传输是单向的
B.能够采用频分多路复用FDM传输,其传输是单向的
C.不能采用频分多路复用FDM传输,其传输是双向的
D.能够采用频分多路复用FDM传输,其传输是双向的
解析: C. 基带传输系统是用于传送数字信号的,数字信号的频谱很宽,通常占据了整个传输媒体的频谱,因此,在基带系统中常用时分多路复用技术TDM来实现数字信号的传输,题中给出的四个选项均提出了FDM。FDM即频分多路复用,它是将整个传输媒体的频谱划分为几个子信道,每个子信道上传输一路信号,通常用于传输模拟信号。因此选项B、D是错误的。在基带传输系统中,采用曼彻斯特编码的局域网,例如Ethernet,网上每个工作站均与总线相连,当某一工作站发送数据时,数据信号是沿着总线向两个方向传递的,也即总线上的工作站均能接收到数据,也即其数据传输是双向的。综上分析,选项C是正确答案。

4. 100个站分布在4KM长的总线上。协议采用CSMS/CD。总线速率为5Mb/s，帧平均长度为1000bit.试估算每个站每秒发送的平均帧数的最大值。传播时延为5us/km.
传播延迟：Tp=4(km)*5(us/km)=20(us)
一帧时：Tf=1000bit / (5Mb/s) =200(us)
a=Tp/Tf =0.1
S=1/(1+a(2A**(-1)-1))
取Amax=0.369 Smax=1/(1+0.1(2/0.369-1))=0.693
即线路利用率 69.3%
这时，每秒实际传输 3.465MB , 3.465M/100/1000=34.65
平均每站每秒钟发送的平均帧数的最大值为34.65。

5.用户A与用户B通过卫星链路通信时，传播延迟为270ms，假设数据速率是64Kb/s，帧长4000bit，若采用停等流控协议通信，则最大链路利用率为（30）；若采用后退N帧ARQ协议通信，发送窗口为8，则最大链路利用率可以达到（31）。
（30）A、0.104 B、0.116 C、0.188 D、0.231
（31）A、0.416 B、0.464 C、0.752 D、0.832
解析：根据公式：a=(Rd/v)/L
E= 1/(2a+1)=0.104
发送窗口为8，则最大链路利用率可以认为是滑动窗口的效率：E=W/(2a+1)=0.83