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考点分析:

  • 重要程度:⭐⭐⭐⭐
  • 本章比较重要,选择题一般考察5 ~ 6分,VLAN和STP可能考案例
  • 高频考点:千兆以太网、万兆以太网、CSMA/CDVLAN、STP
  • 新教材变化:删除城域网小节,其余不变【小节删减】

第1节 CSMA/CD

局域网架构IEEE

1.1 局域网拓扑结构

局域网的主要特征由网络的拓扑结构、所采用的协议类型,以及介质控制访问方法决定。

局域网的拓扑结构是指连接网络设备的传输介质的铺设形式,局域网的拓扑结构主要有星型、总线型、环型和混合型

1.2 CSMA

[1] CSMA的定义

CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波监听多路访问)

基本原理:发送数据之前,先监听信道上是否有人在发送。若有,说明信道正忙,否则说明信道是空闲的,然后根据预定的策略决定:

(1)若信道空闲,是否立即发送

(2)若信道忙,是否继续监听

[2] CSMA三种监听算法

(1)非坚持型监听算法:后退随机时间

由于随机时延后退,从而减少了冲突的概率。问题是因为后退而使信道闲置一段时间,这使信道的利用率降低,而且增加了发送时延

(2)1 - 坚持型监听算法:继续监听,不等待

有利于抢占信道,减少信道空闲时间。但是,多个站同时都在监听信道时,必然会发生冲突。

冲突概率和利用率都高(双高)

(3)P - 坚持型监听算法

若信道空闲,以概率P发送,以概率(1-P)延迟一个时间单位,P大小可调整。

1.3 CD

CD:Collision Detection,冲突检测原理

载波监听只能减少冲突的概率,不能完全避免冲突

若帧比较长或两个帧发生冲突还继续发送,会浪费网络带宽。为改进带宽的利用率,发送站应采取边发边听的冲突检测方法,即:

(1)发送期间同时接收,并把接收的数据与站中存储的数据进行比较

(2)若比较结果一致,说明没有冲突,重复(1)

(3)若比较结果不一致,说明发生了冲突,立即停止发送,并发送一个简短的干扰信号(Jamming),使所有站都停止发送。

(4)发送Jamming信号,等待一段随机长的时间,重新监听,再试着发送。

对总线型、星型和树型拓扑访问控制协议是CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波侦听多路访问/冲突检测)

带冲突检测的监听算法把浪费带宽的时间减少到检测冲突的时间

1.3 练习

1. [网工2011年11月第62-63题]

以太网介质访问控制策略可以采用不同的监听算法,其中一种是:“一旦介质空闲就发送数据,假如介质忙,继续监听,直到介质空闲后立即发送数据” 这种算法称为( A )监听算法,该算法的主要特点是( B )

[1]  A. 1-坚持型        B. 非坚持型        C. P-坚持型        D. 0-坚持型

[2]  A. 介质利用率和冲突概率都低          B. 介质利用率和冲突概率都高

     C. 介质利用率低且无法避免冲突       D. 介质利用率高且可以有效避免冲突

  

[答案] 1. A        2. B

[解析] 掌握三种监听算法原理和特点。

(1)非坚持型监听算法:后退随机时间

由于随机时延后退,从而减少了冲突的概率。问题是因为后退而使信道闲置一段时间,这使信道的利用率降低,而且增加了发送时延

(2)1 - 坚持型监听算法:继续监听,不等待

有利于抢占信道,减少信道空闲时间。但是,多个站同时都在监听信道时,必然会发生冲突。

冲突概率和利用率都高(双高)

(3)P - 坚持型监听算法

若信道空闲,以概率P发送,以概率(1-P)延迟一个时间单位,P大小可调整。


2. [网工2015年11月62题]

以下关于CSMA/CD协议的叙述中,正确的是(B)

A. 每个节点按照逻辑顺序占用一个时间片轮流发送

B. 每个节点检查介质是否空闲,如果空闲立即发送

C. 每个节点想发就发,如果没有冲突则继续发送

D. 得到令牌的节点发送,没有得到令牌的节点等待

[答案] B

[解析] 掌握CSMA/CD基本概念。


3. [网工2016年11月第62题]

以太网中出现冲突后,发送方什么时候可以再次尝试发送(C)

A. 再次收到目标站的发送请求后

B. 在JAM信号停止并等待一段固定时间后

C. 在JAM信号停止并等待一段随机时间后

D. 当JAM信号指示冲突已经被清除后

[答案] C

[解析] 掌握冲突处理机制。


4. [网工2021年11月第62题]

与CSMA相比,CSMA/CD(A)

A. 充分利用传播延迟远小与传输延迟的特性,减少了冲突后信道的浪费

B. 将冲突的产生控制在传播时间内,减少了冲突的概率

C. 在发送数据前和发送数据过程中侦听信道,不会产生冲突

D. 站点竞争信道,提高了信道的利用率

[答案] A

[解析] 

       

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