以太网的信道利用率
计算机网络谢希仁版数据链路层知识点总结
数据链路层知识点总结数据链路层使用的主要两种信道：点对点信道，广播信道，分别使用点对点协议ppp以及CSMA/CD协议一、使用点对点信道的数据链路层1、链路：结点到结点的物理线路，只是一段路径的组成部分（也称物理链路）数据链路：把实现控制数据传输的通信协议的硬件和软件都加到链路上构成的（也称逻辑链路）2、数据链路层协议的基本传输单元——帧3、数据链路层协议解决的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错控制4、封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。
确定帧的界限，也叫帧定界。
5、透明传输分成文本文件和非文本文件（图像，程序等）文本文件不会出现帧定界控制字符，所以就是透明传输非文本文件要进行字节填充，具体：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。
接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。
当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
6、差错检测：循环冗余检验 CRC，帧检验序列 FCSCRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加在数据后面的冗余码。
FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。
冗余码位数及除数都是事先选定好的7、可靠传输包括：无比特差错（CRC）和无传输差错（帧编号，确认和重传机制）要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。
二、PPP协议1、应用：用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用 PPP 协议。
2、三个组成部分：一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
福建师范大学《计算机网络》期末总复习
期末总复习Ch1 概述【不要求：1.1~1.5】1、 计算机网络的性能指标：速率 比特为单位 Kb/s(K=10^3) Mb/S Gb/S 依次类推 为额定速率或者标称速率 带宽 最高数据率：b/s ，kb/s （K=2^10，M=2^20）吞吐量 单位时间内通过某个网络的数据量时延 发送时延=数据帧长度（b ）/发送速率（b/s ）传播时延=信道长度（m ）/信道上传播速率（m/s ）处理时延、排队时延时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积=传播时延×带宽往返时间RTT利用率及其计算 UD D -=10 D ：网络当前时延 D 0：网络空闲时时延 U ：利用率 P18~222、 OSI/RM 七层协议：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层 网络协议及其三要素：语义、语法、同步划分层次及其好处，体系结构，实体、协议、服务和服务访问点。
分层好处：“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
体系结构：OSI 七层协议 TCP/IP 四层协议 五层协议实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则集合服务和服务访问点：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
P24~313、 P27图1-16：计算机网络体系结构的三种分层方法。
4、课后习题P33~35Ch2 物理层1、 物理层描述的特性：机械特性，电气特性，功能特性，过程特性。
P36 机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
计算机网络课后习题答案(第三章)
计算机网络课后习题答案（第三章）(2009-12-14 18:16:22)转载▼标签：课程-计算机教育第三章数据链路层3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为0xFF。
计算机网络基础 教案23B-以太网
结合例子，解释在物理层上扩展以太网时，碰撞域的变化情况。
总结用集线器扩展局域网的优点和缺点并引出数据链路层上扩展局域网的方法。
(二)在数据链路层上扩展局域网网桥的内部结构、并图示工作过程。
网桥能够隔离碰撞域分析网桥的好处和缺点介绍广播风暴的概念。
(三)透明网桥1、透明的含义2、网桥的自学习转发表的过程比较网桥和集线器的区别。
三、CSMA/CD协议（一）CSMA/CD概念，强调多点接入、载波监听和冲突检测。
CSMA/CD 表示Carrier Sense Multiple Access with Collision 分析碰撞域的变化情况用图示的方法介绍网桥的工作过程。
根据网桥的基本结构和工作原理引导学生思考如何实现“透明”用动画图示的方法介绍透明网桥学习转发表的过程。
强调：集线器工作在物理层，逻辑上仍然是一个总线网Detection。
⏹“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
⏹“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
（二）碰撞检测分析CSMA的碰撞现象，讨论如何尽可能的有效利用信道资源。
课堂实践1、有10个站连接到以太网上。
试计算以下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；自主完成习题。
回顾与小结1、以太网的拓扑、MAC地址和帧结构2、以太网的扩展方法：物理层扩展和数据链路层扩展。
3、冲突域、广播风暴。
参与思考。
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课堂总结课堂气氛活跃，学生参与多，通过小组讨论，项目教学，收到了预期教学效果。
多用户相同频道传输数据的速率公式
多用户相同频道传输数据的速率公式
多用户在相同频道上传输数据的速率可以使用多址传输的公式来计算。
在多址传输中，常见的公式包括ALOHA、CSMA/CD和CSMA/CA。
其中，CSMA/CD是以太网中常用的一种多址传输协议，而CSMA/CA则是无线局域网中常用的协议。
对于ALOHA协议而言，其数据传输速率公式可以表示为S = G e^(-G)，其中S表示系统的平均吞吐量，G表示信道的利用率。
这个公式可以帮助我们计算在给定利用率下的平均吞吐量。
对于CSMA/CD协议而言，其数据传输速率公式可以通过以下步骤计算，首先，计算出信道的利用率；然后，利用利用率计算出系统的平均吞吐量。
CSMA/CD协议考虑了冲突检测和重传机制，因此其速率公式会涉及到这些因素的影响。
对于CSMA/CA协议而言，由于其考虑了无线信道的特性，其数据传输速率公式会与CSMA/CD有所不同。
CSMA/CA协议中，由于存在随机退避机制和ACK确认机制，因此计算数据传输速率会涉及到这些因素。
总的来说，多用户在相同频道上传输数据的速率公式会根据所采用的多址传输协议而有所不同。
在实际应用中，需要根据具体的网络环境和协议特性来选择合适的速率公式进行计算。
希望这些信息能够帮助你更好地理解多用户传输数据的速率公式。
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第三章数据链路层
数据通信与计算机网络第五版第三章数据链路层3-1 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？解答：所谓链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。
可见链路只是一条路径的组成部分。
数据链路则是另一个概念。
这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输（这将在后面几节讨论）。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
这样的数据链路就不再是简单的物理链路而是个逻辑链路了。
“电路接通了”仅仅是物理线路接通了通信双方可以在上面发送和接收0/1比特了，而“数据链路接通了”表明在该物理线路接通的基础上通信双方的数据链路层协议实体已达成了一致并做好了在该链路上发送和接收数据帧的准备（可能互相要协商某些数据链路层参数）。
3-2 数据链路层包括哪些主要功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
解答：数据链路层的链路控制的主要功能包括：封装成帧、透明传输和差错检测，可选功能包括可靠传输、流量控制等。
在数据链路层实现可靠传输的优点是通过点到点的差错检测和重传能及时纠正相邻结点间传输数据的差错。
若在数据链路层不实现可靠传输由高层如运输层通过端到端的差错检测和重传来纠正这些差错会产生很大的重传时延。
但是在数据链路层实现可靠传输并不能保证端到端数据传输的可靠，如由于网络拥塞导致路由器丢弃分组等。
因此，即使数据链路层是可靠的，在高层如运输层仍然有必要实现端到端可靠传输。
如果相邻结点间传输数据的差错率非常低，则在数据链路层重复实现可靠传输就会给各结点增加过多不必要的负担。
3-3 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？解答：网络适配器的作用就是实现数据链路层和物理层的功能。
适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU 。
计算机网络思考题答案版
思考题
• 为什么吉比特以太网采用载波延伸和短帧 突发的组合方式？（即，为什么不全部采 用“大鸡”或全部采用“小鸡”的方式？） • 全部采用大鸡，帧长度过长，造成不必要 的开销，浪费了资源； • 全部采用小鸡，信道利用率较低（C增大， L不变则a会变大）
例 题
• 共享式吉比特以太网中，发送方有10个以 太网最小长度的帧要发送。若不考虑前同 步码、帧间填充和碰撞，则发送数据的效 率为多少？ • 发送时延：64bit/1000Mb/s=0.064微秒 • 十个帧即：T0=10*0.064=0.64微秒 • 传播时延为： =5.12微秒 • 效率：T0/ +T0=11.1%
• T（电路交换）=连接建立时间+报文发送时 延+传播时延； • T（分组交换）=报文发送时延+最后一个分 组在（k-1）条链路的发送时延+传播时延 • (k-1)*p/b<s
时延带宽积举例
• 例如，某段链路的传播时延为20ms，带宽 为10Mb/s，则 时延带宽积=(2010-3)(10106 )=2105 bit • 即发送端发送的第一个比特刚到达终点时， 发送端已经发送了2 105 bit 数据，而这2 105 bit 数据正在链路上传输。
例 题
• 半双工以太网要发送5个100字节的帧，并按 照发送的字节顺序编号为B1，B2，…，B500。 (1)在传统以太网中，下列情况不会出现的是 （C） (2)在千兆以太网中，下列情况不会出现的是 （D ） A.发送B30时停止发送 B.发送B60时停止发送 C.发送B90时停止发送 D.发送B120时停止发送
思考题
• 为什么以太网不采用物理上和逻辑上都是 总线型的结构，而要采用物理上是星型， 逻辑上是总线型（通过集线器）的结构？ • 双绞线的传输距离非常有限，如果在物理 上采用总线型，某一中间结点（主机）坏 了，则会影响其他结点的传输。
计算机网络课后习题答案解析(第三章)
计算机网络课后习题答案（第三章）(2009-12-14 18:16:22)转载▼标签：课程-计算机教育第三章数据链路层3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为0xFF。
计算机网络第三第四章复习资料
计算机网络第三章练习题一、选择题1.在常用的传输介质中，（）的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。
A．双绞线B．同轴电缆C．光纤D．微波2.在电缆中采用屏蔽可以带来什么好处？（）A．减少信号衰减B．减少电磁干扰辐射C．减少物理损坏D．减少电缆的阻抗3.下面关于卫星通信的说法，哪个是错误的？（）A．卫星通信距离大，覆盖范围广B．使用卫星通信易于实现广播通信C．卫星通信的好处在于不受气候影响，误码率很低D．通信费用高，延时较大是卫星通信的不足之处4.调制解调技术主要用于（）的通信方式中。
A．模拟信道传输数字数据B．模拟信道传输模拟数据C．数字信道传输数字数据D．数字信道传输模拟数据5.在同一时刻，通信双方可以同时发送数据的信道通信方式为（）。
A．半双工通信B．单工通信C．数据报D．全双工通信6.下列传输介质中，不受电磁干扰和噪声影响的是（）。
A．屏蔽双绞线B．非屏蔽双绞线C．光纤D．同轴电缆7.一般来说，对于通信量大的高速局域网，为了获得更高的性能，应该选用（）。
A．同轴电缆B．光纤C．双绞线D．无线8.曼彻斯特编码采用的是（。
）A．外同步B．群同步C．自同步D．都可以9.模拟数据编码的基本形式有（。
）A．bsk、psk、lsk B．ask、fsk、psk C．ask、fks、pks D．bks、pks、fks10.利用电话线接入internet，客户端必须有（）。
A．路由器B．调制解调器C．集线器D．网卡11.数据传输速率指的是（）。
A．每秒传输的字节数B．每秒信号变化的次数C．每秒传输的比特数D．每秒传输的周期数12．如果想要高速大量的传输数据，以下那一种交换方式实时性最好?（）A．报文交换B．虚电路分组交换C．线路交换D．数据包分组交换13.下列说法中，哪一项是正确的（）A．虚电路与线路交换没有实质不同B．在通信的两个站点之间只能建立一条虚电路C．虚电路有连接建立、数据传输、连接拆除三个阶段D．虚电路的各个节点需要为每个分组作路由选择判定14.当数字信号在模拟传输系统中传送时，在发送端和接收端分别需要（）A．调制器和解调器B．解调器和调制器C．编码器和解码器D．解码器和编码器15.采用专用线路通信时，可以省去的通信阶段是（）A．建立通信线路B．建立数据传输链路C．传送通信控制信号和数据D．双方确认通信结束16.将物理信道的总频带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一路信号，这种复用技术称为（）A．同步时分多路复用B．码分多路复用C．异步时分多路复用D．频分多路复用17.市话网在数据传输期间，在源结点与目的节点之间有一条利用中间结点构成的物理连接线路，这种市话网采用（）技术。
第三讲数据链路层-局域网
帧的发送时间为 L/C = T0 (s)。
以太网的信道利用率
• 一个帧从开始发送，经碰撞后再重传数次，到发
送成功且信道转为空闲(即再经过时间 使得信道
上无信号在传播)时为止，共需平均时间为 T。
发生碰撞
类型字段用来标志上一层使用的是什么协议， 以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。
类型字段 2 字节
字节 6
6
以太网 V2 MAC 帧
目的地址 源地址
2 类型
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
IP 层
4 FCS MAC 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
7 字节
1 字节
10101010101010 … 10101010101010101011
前同步码
帧开始 定界符
IP 层 4 FCS MAC 层
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
目的地址字段 6 字节
字节 6
6
以太网 V2 MAC 帧
目的地址 源地址
2 类型
• 一个站在检测到总线开始空闲后，还要等待 9.6 s 才能再次发送数据。
• 这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓 存来得及清理，做好接收下一帧的准备。
以太网的信道利用率
• 问题：10Mbit/s以太网上共有10 个站，每个站 发送数据的平均速率为多少？。
• 争用期长度为 2，即端到端传播时延的两倍。
计算机网络(谢希仁)复习资料整理(期末考试必备)
《计算机网络》整理资料第1章 概述1、计算机网络的两大功能：连通性和共享；2、因特网发展的三个阶段：①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
②建成了三级结构的因特网。
③逐渐形成了多层次 ISP （Internet service provider ） 结构的因特网。
3、NAP （或称为IXP)网络接入点：用来交换因特网上流量；向各ISP 提供交换设施，使他们能够互相平等通信4、因特网的组成：①边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信） 两类通信方式：✧ 客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）； ✧ 对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。
既是客户端又是服务端； ②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换）交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：✧ 电路交换：建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归还通信资源）始终占用资源；✧ 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；✧ 分组交换：报文（message ）切割加上首部（包头header ）形成分组（包packet ）；优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延； 后两者不需要预先分配传输带宽；路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口； 3、计算机网络的分类● 按作用范围：W AN(广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； ● 按使用者：公用网，专用网；● 按介质：有线网，光纤网，无线网络； ● 按无线上网方式：WLAN ，WW AN （手机）；● 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。
计算机网络第三章习题答案
第三章数据链路层3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求；透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆；差错检测防止有差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组；无法确定分组的控制域和数据域；无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为0xFF。
信道利用率和吞吐量
信道利用率和吞吐量1 什么是信道利用率？信道利用率是指在网络或通信系统中实际使用的信道资源与总可用信道资源的比例。
在数字通信中，信道利用率通常表示为一个百分比。
2 为什么信道利用率很重要？信道利用率是评估一个通信系统性能的重要指标之一。
高的信道利用率可以使通信系统更加高效地使用可用资源，并最大限度地提高数据传输速率，从而提高系统的吞吐量。
同时，信道利用率还可以帮助预测和计划系统的容量和资源需求。
如果信道利用率过高，可能导致网络拥塞和丢包问题。
因此，管理者可以通过监控信道利用率来提前预警和解决这些问题。
3 如何计算信道利用率？信道利用率的计算可以根据具体信道类型和使用场景而异。
例如，在以太网中，信道利用率可以使用以下公式来计算：信道利用率 = 实际传输时间 / 总传输时间其中，实际传输时间是指实际传输数据的时间（不包括任何延迟或空闲时间），总传输时间是指总时间（包括所有空闲时间和传输数据的时间）。
4 什么是吞吐量？吞吐量是指在一定时间内通过一个通信链路传输的数据量。
吞吐量通常以比特/秒（bps）或兆比特/秒（Mbps）的形式表示，它是评估通信系统或网络性能的另一个重要指标。
5 如何计算吞吐量？吞吐量的计算公式可以根据不同的场景而异。
在以太网中，吞吐量可以使用以下公式来计算：吞吐量 = 数据块大小 / 传输时间其中，数据块大小是指传输的数据大小，传输时间是指数据传输到接收方所需的总时间。
6 如何提高信道利用率和吞吐量？提高信道利用率和吞吐量的方法可以包括以下几点：- 降低网络和系统延迟。
减少传输数据的响应时间可以提高网络效率和系统吞吐量。
- 优化数据传输的路由和协议。
选择适当的路由和协议可以最大程度地提高数据传输的效率和性能。
- 增加带宽和信道资源。
增加带宽和信道资源可以提高数据传输的速率和质量，从而提高系统的吞吐量和效率。
- 优化数据缓冲和处理。
优化数据处理流程和数据缓冲可以提高数据传输的效率和性能，从而提高系统的吞吐量。
第4章 局域网
局域网的拓扑
集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
媒体共享技术
静态划分信道
频分复用 时分复用 波分复用 码分复用
动态媒体接入控制（多点接入）
随机接入 受控接入 ，如多点线路探询(polling)， 或轮询。
4.2 传统以太网
4.2.1 以太网的工作原理
1. 两个标准
以太网在局域网中的统治地位
10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线 器的距离不超过 100 m。 这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的 出现，既降低了成本，又提高了可靠性。 10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网 发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以 太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基 础。
争用期的长度
以太网取 51.2 s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送 512 bit，即 64 字节。 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发 生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。
最短有效帧长
如果发生冲突，就一定是在发送的前 64 字 节之内。 由于一检测到冲突就立即中止发送，这时 已经发送出去的数据一定小于 64 字节。 以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡 长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常 中止的无效帧。
B 也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧，接 着就发送干扰信号。这里为了简单起见，只画出 A 发送干扰信号的情况。
4.2.2 传统以太网的连接方法
传统以太网可使用的传输媒体有四种：
铜缆（粗缆或细缆） 铜线（双绞线） 光缆
以太局域网（以太网）
以太局域⽹（以太⽹）
1、以太⽹是什么？
以太⽹（英语：Ethernet）是⼀种计算机局域⽹技术,其⽹络结构通常为星型结构。
在⽹络中，计算机使⽤传输介质（例如⽹线）进⾏连接，⽹络数据通过传输介质进⾏传输来完成整个通信。
以太⽹是⽬前最为⼴泛的局域⽹技术
采⽤CSMA/CD 协议
2、以太⽹的拓扑结构
以太⽹结构主要分为总线型和星型两种。
总线型：是指所有计算机通过⼀条同轴电缆进⾏连接。
星型：是指所有计算机都连接到⼀个中央⽹络设备上（如交换机）。
3、以太⽹的传输介质
不论是总线型还是星型，计算机和通信设备之间进⾏数据传输都需要有传输介质。
以太⽹采⽤了多种连接介质，如同轴缆、双绞线和光纤等，其中：
双绞线多⽤于从主机到集线器或交换机的连接；
光纤则主要⽤于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上；
同轴缆作为早期的主要连接介质，现在已经逐渐被淘汰。
4、以太⽹的信道利⽤率
争⽤期长度为2t；帧长为L bit，数据发送旅为C b/s，帧的发送时间为L/C = T0 秒。
发送⼀帧所需平均时间：⼀个帧从开始发送，经可能发⽣的碰撞后，将再次重传，直到发送成功且信道转为空闲(即再经过t使得信道上没有信号在传播)时为⽌
定义a： a = t / T0 为传输时延和发送时延的⽐值
a越⼩，说明碰撞越快，越容易检测出，信道利⽤率越⾼。
所以介质长度不能过长（减少传输时延），帧长需要变长（增⼤发送时延）
如果本篇博客有任何错误和建议，欢迎⼤佬们批评指正
我是知逆，我们下期见
Peace。
传输带宽计算方法
传输带宽计算方法传输带宽是指在同一时间内，通过传输介质（如网络）能够传输的数据量。
计算传输带宽的方法取决于所使用的传输介质以及所需的传输速率。
对于有线传输介质（如以太网、电信网），传输带宽的计算可以基于以下参数进行：1. 传输速率：传输速率是指在单位时间内传输的数据量，通常以bps（bits per second，每秒位数）或bps（bytes per second，每秒字节数）为单位。
传输速率可以通过网速测试软件或硬件设备进行测量或查询。
2.信道利用率：信道利用率是指实际传输的数据量与传输介质理论最大传输能力之比。
一般情况下，信道利用率小于100%。
可以根据网络类型和拓扑结构确定最大信道利用率。
传输带宽的计算公式如下：传输带宽=传输速率*信道利用率例如，以太网的传输速率为100Mbps（兆比特每秒），信道利用率为80%。
则传输带宽为：传输带宽 = 100Mbps * 0.8 = 80Mbps对于无线传输介质（如Wi-Fi、移动网络），计算传输带宽的方法与有线传输介质类似，但考虑到无线信号的传输特性和干扰情况，计算较为复杂。
无线传输带宽的计算可以包括以下参数：1.信噪比（SNR）：信噪比是指信号的强度与背景噪声的比值。
信噪比越高，传输质量越好。
可以通过信号质量指示器或专业测量设备进行测量。
2.编码率：编码率是指数据在传输过程中所采用的编码方式。
编码率越高，单位时间内传输的数据量越大。
一般情况下，通过测量设备可查询编码率。
3.带宽利用率：带宽利用率是指实际传输的数据量与无线信道理论最大传输能力之比。
由于无线环境的复杂性，带宽利用率通常不能达到100%。
传输带宽的计算公式如下：传输带宽=信噪比*编码率*带宽利用率这个公式是一种简化的计算方法，实际的无线传输带宽计算可能会更复杂，需要考虑更多的参数。
总之，传输带宽的计算方法取决于所使用的传输介质和所需的传输速率。
有线传输介质使用传输速率和信道利用率来计算传输带宽，而无线传输介质则需要考虑信噪比、编码率和带宽利用率等参数。
计算机网络习题选讲二
,进一步化简可得： pk = (1−2−k )[2−1 •2−2 •L −(k−1) ] = (1−2−k )2−k(k−1)/ 2 2 （平均重传k次的概率） 平均重传次数 I = ∞ kp = ∞ k(1−2−k )2−k(k−1)/ 2 =1/ 2+3/ 4+ 21/ 64+15/ 256+165/ 32768 L≈1.64 +
。
答：假定总线上有N台工作站，每个工作站发送帧的概率都 是p；争用期长度为2τ，即端到端时延的2倍，检测到碰撞后 不发送阻塞信号；帧长是L bit，数据发送速率是C bps；用 表示总线的单程传输时延τ与帧的发送时延T0之比，那么
a = τ /T 0
τ = 4km × 5µs / km = 20 µs
转发，写入转发表 转发，写入转发表 写入转发表，丢弃不 转发 写入转发表，丢弃不 转发
转发，写入转 发表 转发，写入转 发表 转发，写入转 发表 接收不到这个 帧
H3→H2 MAC3 2 H4→H3 MAC4 2 H2→H1 MAC2 1
5-05一个数据报通信子网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。设结 一个数据报通信子网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。 一个数据报通信子网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃 点丢弃一个分组的概率为p。 点丢弃一个分组的概率为 。现有一个主机经过两个网络结点与另一个主 机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过3段链路 段链路。 机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过 段链路。当传送数据报 只要任何一个结点丢弃分组，则源点主机最终将重传此分组。试问： 时，只要任何一个结点丢弃分组，则源点主机最终将重传此分组。试问： （a）每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？ ）每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？ （b）每一个分组平均要传送几次？ ）每一个分组平均要传送几次？ （c）目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输，平 ）目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输， 均需要经过几段链路？ 均需要经过几段链路？ 答：（1）从源主机发送的每个分组可能行走1段链路、2段链路或 3段链路。走1段链路的概率是p，走2段链路的概率是p(1-p)，走3段链 路的概率是(1-p)2。那么一个分组平均通路长度的期望值是这3个概率 的加权和，即等于
计算机网络第3章答案
条件下不是透明传输。（提示：请弄清什么是“透明传输”，然后
考虑能否满足其条件。）
（1）普通的电话通信。
（2）电信局提供的公用电报通信。
（3）因特网提供的电子邮件服务。
答：无论什么样的比特组合都能传输，不用人工干预-------透明
传输
忽略失真（1）是透明传输
（2）是
（3）是
3-12 PPP协议的工作状态有哪几种？建立哪几种连接？有什么用？
差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理
资源
3-05 如果在数据链路层不进行封装成帧，会发生什么问题？
答：无法区分分组与分组
无法确定分组的控制域和数据域
无法将差错更正的范围限定在确切的局部
3-06
PPP协议的主要特点是什么？P71为什么PPP不使用帧的编
号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实
码元/秒？
答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意
味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率
是10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特
3-17 为什么LLC子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？
答：由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是
答：工作状态：静止，建立，鉴别，网络（连网），打开，终止
物理层连接
LCP连接
3-13
局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式
而广域网不采用呢？
答：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联
起来的计算机通信网络
从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：
（1） 共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享
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以太网的信道利用率
我们假定：
总线上共有N 个站，每个站发送帧的概率都是p。
争用期长度为 2t，即端到端传播时延的两倍。
检测到碰撞后不发送干扰信号。
帧长为L(bit)，数据发送速率为C (b/s)，因而帧的发送时间为L/C= T0(s)。
以太网的信道利用率
一个帧从开始发送，经碰撞后再重传数次，到发送成功且信道转为空闲(即再经过时间t 使得信道上无信号在传播)时为止，共需平均时间为T av。
我们应当注意到，成功发送一个帧需要占用信道的时间是T0 + τ，比这个帧的发送时间要多一个单程端到端时延τ。
这是因为当一个站发送完最后一个比特时，这个比特还要在以太网上传播。
如果这时有其他站发送数据，就必然产生碰撞。
因此，必须在T0 +τ以后才允许其他站发送数据。
要提高以太网的信道利用率，就必须减小τ与T0之比。
在以太网中定义了参数a，它是以太网单程端到端时延τ与帧的发送时间T0之比：
当a→0时，表示只要一发生碰撞，就立即可以检测出来，并立即停止发送，因而信道资源不会被浪费。
反之，参数a越大，表明争用期所占的比例增大，这就使得信道利用率降低。
因此，以太网的参数a的值应当尽可能小些。
从上式可看出，这就要求分子τ的数值要小些，分母T0的数值要大些。
这就是说，当数据传输速率一定时，以太网的连线的长度受到限制（否则τ的数值会太大），同时以太网的帧长不能太短（否则T0的值会太小）。
现在考虑一种理想化的情况。
假定以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞（这显然已经不是CSMA/CD而是需要使用一种特殊的调度方法），并且能够非常有效地利用网络的传输资源，即总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。
这样，发送一帧占用线路的时间是T0+ ，而帧本身的发送时间是T0。
于是我们可计算出极限信道利用率S max为：
该式指出了参数a远小于1才能得到尽可能高的极限信道利用率。
反之，若参数a远大于1，则极限信道利用率就远小于1，而这时实际的信道利用率就更小了。