4-3介质访问控制方法
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计算机通信网课后习题及考试要点一.概论1.计算机网络的定义:指以通信方式连接区域内相对分散的多个独立的计算机系统、终端设备和数据设备,实现资源共享,并在协议控制下进行数据交换的系统。
2.发展趋势:1开放性方向发展2一体化方向发展3多媒体网络方向发展4高效、安全的网络管理方向发展5智能化网络方向发展功能:实现资源共享/突破地域界限/增加可靠性/提高处理能力/进行数据通信3.通信子网:实现通信功能的部分,资源子网:实现数据处理功能的部分。
4.分类:1.按拓扑结构:总线形、环形、星形、网状结构2.按地域范围:lan、man、wan3.按传输技术:广播网络、点到点网络4.按传输介质:有线网络、无线网络5.数字调制功能:实现信息的远程传输6.多路复用的作用:有效地利用通信线路,提高信道利用率7.差错控制的定义:能够在数据通信过程中发现或纠正错误,并将错误控制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。
目标:提高可靠性方法:\echo\method//voting\method/ARQ method/FEC/HEC8.数据交换技术分类:电路/报文/分组交换技术9.分组交换分类:数据报/虚拟电路原理:存储转发交换是一种将分组分段转发的方法,利用流水线效应共享级联数据链路和缓存,提高通信效率和可靠性10.路径选法:1确定式路径选择:泛送式/固定式/概率分配方式2适应式路径选择:集中/孤立/混合/分布式.算法:最短路径算法/后补路径算法/链路状态路由算法/概率路径算法11.网络协议:语法、语义和时序12.简述osi/rm及其特征:osi模型是一种将异构系统互连的分层结构。
物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层。
物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层。
特征:1提供了控制互联系统交互规则的标准框架2定义了一种抽象结构,而并非具体实现的描述3不同系统上的相同层的实体称为同等层实体4同等层之间的通信由该层的协议管理5相邻层之间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务6所提供的公共服务是面向连接或无连接的数据服务7直接的数据传送仅在最底层实现8每层完成所定义的功能,修改本层的功能并不影响其它层13.OSI层的功能:1)物理层:在物理媒体上传输原始数据的比特流;2)数据链路层:通过验证、确认和反馈重传,将原始的、易出错的物理连接转换为无差错的数据链路;3)网络层:它与通信子网的操作控制有关,主要任务是将网络协议数据单元从源传输到目标。
介质访问控制方法1 介质访问控制方法介质访问控制(Media Access Control,MAC)是一种网络控制协议,负责处理节点之间的数据传输,确保网络以有序、有效的方式发挥作用。
它的实现机制可以用来建立、维护和配置网络连接、传输信息和资源管理等。
2 工作原理MAC是一种底层协议,通过决定何时发送和接收报文,控制实体进入总线或介质,以确保数据传输的稳定性。
它是一种半双工收发机制,只允许实体通过访问介质的权限进行数据传输。
只有在有效的媒介控制码(Media Access Control Code,MAC)的情况下,实体才能够得到控制权,并且只有实体之间有正确的传出授权时,传输才可以正确完成。
3 类型介质访问控制方法有两种:随机介质访问控制法(CSMA / CA)和相位播放介质访问控制法(CSMA / CD)。
其中,CSMA / CA是一种半双工协议,它主要利用节点之间双向无线传输的特性,并在发送端采用介质访问控制技术,防止出现多个节点同时占用信道的现象;而CSMA / CD是一种介质访问控制的极大竞争系统,它主要利用了信道上传播延迟的特性,提供了一种有效的信息传输机制,使得网络可以以有序、有效的方式进行数据传输。
4 优缺点采用介质访问控制方法,可以保证网络的稳定性和有效性,使终端能够优先接收到信息,减少了网络冲突。
然而,MAC机制也存在一些缺点,比如,在短时间内可能会出现信道占用和冲突,这样会有可能影响数据传输的顺利进行。
此外,由于它的实现机制稍微复杂,会给网络通信带来一定的效率降低。
介质访问控制方法是保证网络稳定和有效的一种重要手段,但是要避免繁琐的操作步骤,有时还需要结合其它管理机制,如网络层或应用层协议,才能有效地实现介质访问控制。
《计算机网络应用基础》复习题一、选择题1.Internet的前身可追溯到(A)。
A.ARPANETB.DECnetC.NOVELLD.PSDN2.计算机网络中可共享的资源包括(C )。
A.硬件、软件、数据和通信信道B.主机、外设和通信信道C.硬件、软件和数据D.主机、外设、数据和通信信道3.从Internet上获得软件最常用的方法是(A)。
A.WWWB.TelnetC. DNSD. FTP4.路由功能通常由(B)实现。
A.物理层B. 网络层C. 数据链路层D.传输层5.TCP/IP网络结构模型共分为4层,其中最低层是(A )A.物理层B.传输层C.网络接口层D.应用层6.在( B)中,每个工作站直接连接到一个公共通信通道。
A. 树型拓扑结构B. 总线拓扑结构C. 星型拓扑结构D. 以上都不是7.数据链路层的传输单位是(D)。
A.报文B.分组C. 数据报D. 帧8.以下哪个IP地址属于C类地址? ( B )第一段数字范围为192~223A. 10.2.3.4B. 202.38.214.2C. 172.38.214.2D. 224.38.214.29.以太局域网采用的媒体访问控制方式为( C )。
A. CSMAB. CDMAC. CSMA/CDD. CSMA/CA10.两台计算机利用电话线路传输数据信号时,必备的设备是( B )。
A. 网卡B. 调制解调器C. 中继器D. 同轴电缆11.IPv4中规定,IP地址由一组(C )的二进制数字组成。
A.8位B.16位C.32位D.128位12.可设置磁盘访问权限的是(C )。
A.FAT文件系统B.FAT32文件系统C.NTFS文件系统D.以上都不能13.光纤作为传输媒体,与双绞线相比具有一系列优点,不属于此优点的是( D)。
A.速率高B.体积小C.误码率低D.频带窄14.调制解调器( MODEM )的主要功能是( C )A. 模拟信号的放大B. 数字信号的整形C. 模拟信号与数字信号的转换D. 数字信号的编码15.进行网络互连,当总线网的网段已超过最大距离时,可采用下列哪一种设备来延伸( C )。
作业1-1什么是计算机网络?1-2局域网、城域网与广域网的主要特征是什么?1-3计算机网络的功能主要有哪些?1-4由n个结点构成的星状拓扑结构的网络中,共有多少个直接连接?对于n个结点的环状网络呢?对于n个结点的全连接网络呢?答:采用星状、环状、全连接拓扑结构的网络如图所示。
星状、环状、全连接拓扑结构网络如上图,在n个结点的星状网络中,直接连接数为n-1;在n个结点的环状网络中,直接连接数为n;在n个结点的全连接网络中,直接连接数为n(n-1)/2。
1-5.假设一个系统具有n层协议,其中应用进程生成长度为m字节的数据。
在每层都加上长度为h字节的报头。
计算为传输报头所占用的网络带宽百分比。
解答:在同一结点内,当应用进程产生数据从最高层传至最低层时,所添加的报头的总长度为nh字节,数据部分仍为m字节。
因此,为传输报头所占用的网络带宽百分比为:nh/(nh+m)×100%1-6.什么是体系结构?在设计计算机网络体系结构时,引入了分层思想带来了哪些好处?在网络体系结构中,有两个比较重要的概念———协议和服务,试谈谈对它们的理解。
2-1 物理层主要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?2-2 对于带宽为4000Hz通信信道,如果采用16种不同的物理状态来表示数据,信道的信噪比S/N为30dB,按照奈奎斯特定理,信道的最大传输速率是多少?按照香农定理,信道的最大传输速率是多少?2-3.假设需要在相隔1000km的两地间传送3kb的数据。
有两种方式:通过地面电缆以4.8kb/s的数据传输速率传送或通过卫星通信以50kb/s的数据传输速率传送。
则从发送方开始发送数据直至接收方全部收到数据,哪种方式的传送时间较短?已知电磁波在电缆中的传播速率为光速的2/3,卫星通信的端到端单向传播延迟的典型值为270ms。
解答:从发送方开始发送数据直至接收方收到全部数据的时间T=数据发送时延+信号传播时延。
对于通过地面电缆的传送方式,电磁波在电缆中的传播速率=3×105×2/3=2×105(km/s),则T=3/4.8+1000/200000=0.63(s)。
介质访问控制的方法
介质访问控制(MAC)是一种网络协议,用于控制多个计算机或设备在共享同一物理介质(如Ethernet或WiFi)上的访问。
以下是一些常见的MAC方法:
1. CSMA/CD(带冲突检测的载波侦听多路接入):在这种方法中,计算机听取信道上的信号,如果信道上没有其他计算机发送数据,则发送数据。
如果检测到碰撞,则停止发送数据,并等待随机时间后再次尝试发送。
2. CSMA/CA(带冲突避免的载波侦听多路接入):在这种方法中,计算机在发送数据之前,首先发送一个请求访问信号,等待其他计算机的确认,并等待一段时间,然后再发送数据。
3. Token Passing(令牌环):在这种方法中,一个特殊的令牌沿着物理环路传递,只有拥有令牌的计算机才能发送数据。
当计算机完成发送数据后,会将令牌传递给下一个计算机。
4. Polling(轮询):在这种方法中,一个中心节点(如服务器)轮流询问每个节点是否有数据要发送,然后处理节点的请求。
5. Reservation(预约):在这种方法中,节点先发送一个请求访问信号,并指定一个特定的时间段,然后其他节点在该时间段中不能发送数据。
如果时间段内
有碰撞,则节点必须重新发送请求信号。
介质访问控制方法
介质访问控制方法是保护信息和资源安全的重要手段之一。
它通过限制和控制谁可以访问特定信息或资源,确保只有合法用户能够获得访问权限。
以下是几种常见的介质访问控制方法:
1. 用户名和密码:这是最常见的访问控制方法之一。
用户需要输入正确的用户名和相应的密码才能获得访问权限。
为了增强安全性,密码应该设置为强密码,并定期更换。
2. 双因素认证:除了用户名和密码,双因素认证还需要用户提供额外的验证因素,如指纹、面部识别、手机验证码等。
这种方法提供了更高的安全性,因为除了知识因素(密码)外,还需要用户的身体特征或拥有的物品。
3. 令牌访问控制:令牌是一种可移动的设备,类似于硬件密钥或智能卡。
用户需要插入或携带令牌设备才能获得访问权限。
令牌设备可以生成一次性密码,提供更高的安全性。
4. 角色基础访问控制(RBAC):在RBAC方法中,用户被分配到不同的角色,每个角色具有一组特定的权限。
用户根据自己的角色来确定访问权限。
RBAC方法可以简化权限管理,并且更容易适应组织中不同用户的需求。
5. 访问控制列表(ACLs):ACLs是一种基于规则的访问控制方法。
它使用规则列表来定义谁可以访问某些特定资源。
对于每个资源,ACLs指定了允许或拒绝访问的用户或用户组。
这些是常见的介质访问控制方法,组织可以根据自己的需求选择适合的方法来保护其信息和资源的安全。
《计算机⽹络基础》(第2版)习题解答第1章计算机系统基本知识⼀、选择题1. C2. A3. D4. D5. D6. B7. D8. B9. D 10. C⼆、名词解释1. CPUCPU:Central Processor Unit,中央处理器单元。
是计算机系统的核⼼。
主要由控制器和运算器组成。
2. ⼆进制只有两个数码:0和1,基数为2,按“逢2进1”的原则进⾏计数。
⼆进制是计算机科学的基础。
4. 软件计算机软件是为了完成某个任务所编写的程序和⽂档的总和。
3. ASCII码American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换码。
ASCII码共有128个字符,⽤7位⼆进制数进⾏编码。
计算机中⽤1个字节表⽰⼀个字符。
它包含英⽂字母、数字符号、算术运算符号、标点符号和⼀些控制字符。
5. RGB计算机中⽤于表⽰颜⾊的三基⾊,R:Red,G:Green,B:Blue。
6. 汉字国标码国标码是国家公布的简体汉字编码⽅案和标准。
它将整个汉字字符集分成94个区(⾏),每个区包含94个位(列),分别⽤1个字节来表⽰区号和位号,所以在国标码中⼀个汉字⽤两个字节表⽰。
三、简答题1. 简述计算机的组成及每个组成部分的基本功能。
计算机由中央处理器(CPU)、输⼊/输出(I/O)设备、主存储器(内存储器)、辅助存储器(外存储器)和总线等五个部分组成。
中央处理器:有控制器和运算器组成。
控制计算机⼯作、完成各种计算。
输⼊/输出设备:将数据输⼊到内存、将结果输出到外设。
主存储器:存放正在运⾏的程序代码和数据。
辅助存储器:存放⽂档资料。
总线:数据传输通道。
2. 写出⼗进制数79和-191的原码、反码和补码(⽤16位⼆进制数表⽰)。
79的原码、反码和补码:0 000 0000 0100 1111-191的原码:1 000 0000 1011 1111-191的反码:1 111 1111 0100 0000-191的补码:1 111 1111 0100 00013. 计算⼀⾸5分钟⽴体声歌曲在ADC转换后产⽣声⾳数据的存储容量(以MB为单位)。
简述常见的介质访问控制方法的基本原理
常见的介质访问控制方法包括CSMA/CD、CSMA/CA、令牌环、令牌总线、纯ALOHA和时隙ALOHA等。
以下是它们的基本原理:
1. CSMA/CD:这是一种分布式控制技术,各节点在竞争的基础上访问传输介质。
具体来说,每个节点在发送数据之前先监听信道,如果总线上没有其他站点发送信号,则该站点发送数据;否则,需等待一段时间后再重新监听,再根据情况决定是否发送数据。
发送数据的同时检测信道上是否有冲突发生,若有,则采用截断二进制数退避算法等待一段时间后再重发。
2. CSMA/CA:该方法用于无线网络,特别是WiFi。
与CSMA/CD不同,CSMA/CA使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。
3. 令牌环和令牌总线:这两种方法中,数据传输的权利由一个称为“令牌”的特殊标记来控制。
令牌环既可用于环形结构也可用于总线形结构。
4. 纯ALOHA:此协议中,各站点不监听信道,也不按时间槽发送数据。
当冲突发生时,站点会随机重发数据。
5. 时隙ALOHA:这种方法下,站点不监听信道,但会按照预定的时间槽发送数据。
当发生冲突时,站点同样会随机重发数据。
这些控制方法在计算机网络中被广泛使用,各有其适用场景和优缺点。
介质访问控制介质访问控制综述局域⽹的数据链路层分为逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个⼦层。
逻辑链路控制(Logical Link Control或简称LLC)是局域⽹中数据链路层的上层部分,IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议。
⽤户的数据链路服务通过LLC⼦层为⽹络层提供统⼀的接⼝。
在LLC⼦层下⾯是MAC⼦层。
MAC(medium access control)属于LLC(Logical Link Control)下的⼀个⼦层,提供介质访问控控制的功能。
模型图如下:1. 为什么需要介质访问控制?因为局域⽹是⼀种⼴播式的⽹络(⼴域⽹是⼀种点对点的⽹络),所有联⽹计算机都共享⼀个公共信道,所以,需要⼀种⽅法能有效地分配传输介质的使⽤权,使得两对结点之间的通信不会发⽣相互⼲扰的情况,这种功能就叫介质访问控制。
2. 介质访问控制的分类?常见的介质访问控制⽅法有信道划分介质访问控制、随机访问介质访问控制和轮询访问介质访问控制。
其中前者是静态划分信道的⽅法,⽽后两者是动态分配信道的⽅法。
2.信道划分介质访问控制信道划分介质访问控制将使⽤介质的每个设备与来⾃同⼀通信信道上的其他设备的通信隔离开来,把时域和频域资源合理地分配给⽹络上的设备。
信道划分的实质就是通过分时、分频、分码等⽅法把原来的⼀条⼴播信道,逻辑上分为⼉条⽤于两个结点之间通信的互不⼲扰的⼦信道,实际上就是把⼴播信道转变为点对点信道。
信道划分介质访问控制分为以下4 种:频分多路复⽤(Frequency division multiplexing FDM)频分多路复⽤是⼀种将多路基带信号调制到不同频率载波上,再叠加形成⼀个复合信号的多路复⽤技术。
每个⼦信道分配的带宽可不相同,但它们的总和必须不超过信道的总带宽。
在实际应⽤中,为了防⽌⼦信道之间的⼲扰,相邻信道之间需要加⼊“保护频带”。
频分多路复⽤的优点在于充分利⽤了传输介质的带宽,系统效率较⾼;由于技术⽐较成熟,实现也较容易。
1.网络按拓扑结构划分可以分为哪几种类型?每种类型的优缺点分别是什么?答:计算机网络可分为总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和网状型拓扑等网络类型。
总线型网络是将网络中的各个节点用一根总线(如同轴电缆等)连接起来,实现计算机网络的功能。
具有结构简单,使用的电缆少,易于网络扩展,可靠性较高等优点,其缺点是访问控制复杂、受总线长度限制而延伸范围小等。
星型拓扑结构以中央节点为中心,并用单独的线路使中央节点与其他各节点相连,相邻节点之间的通信都要通过中心节点。
星型网络具有结构简单、易于诊断与隔离故障、易于扩展网络、便于管理等优点,其缺点是需要使用大量的线缆,过分依赖中央节点(中心节点故障时整个网络瘫痪)。
环型拓扑结构是由一些中继器和连接中继器的点到点的链路组成一个闭合环,计算机通过各中继器接入这个环中,构成环型拓扑的计算机网络。
在该网络中各个节点的地位平等。
环型网络具有路径选择简单(环内信息流向固定)、控制软件简单等优点,其缺点是不容易扩充、节点多时响应时间长。
树型网络是由多个层次的星型结构纵向连接而成,树的每个节点都是计算机或转接设备。
与星型网络相比,树型网络线路总长度短,成本较低,节点易于扩展,其缺点是结构较复杂,传输时延长。
网状型网络也叫分布式网络,它是由分布在不同地点的计算机系统互相连接而成。
网络中无中心主机,网络上的每个节点机都有多条(两条以上)线路与其他节点相连,从而增加了迂回通路。
网状型网络具有可靠性高、节点共享资源容易、可改善线路的信息流量分配及均衡负荷,可选择最佳路径,传输时延小等优点,其缺点是控制和管理复杂、软件复杂、布线工程量大、建设成本高等。
2.为什么计算机网络要采用分层结构?试简述其原因?答:为了研究方便,人们把网络通信的复杂过程抽象成一种层次结构模型。
分层有两个优点。
首先,它将建造一个网络的问题分解为多个可处理的部分。
你不必把希望实现的所有功能都集中在一个软件中,而是可以分几层,每一层解决一部分问题。
5-3 以太网及介质访问控制方法1、CSNM/CD媒体访问控制方法所谓媒体访问控制,就是控制网上各工作站在什么情况下才可以发送数据,在发送数据过程中,如何发现问题及出现问题后如何处理等管理方法。
CSMA/CD是英文carrier sense multiple access/collision detected 的缩写,可把它翻成“载波侦察听多路访问/ 冲突检测”,或“带有冲突检测的载波侦听多路访问”。
所谓载波侦听(carrier sense),意思是网络上各个工作站在发送数据前都要总线上有没有数据传输。
若干数据传输(称总线为忙),则不发送数据;若无数据传输(称总线为空),立即发送准备好的数据。
所谓多路访问(multiple access)意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线,且发送数据是广播式的。
所谓冲突(collision),意思是,若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据,在总线上就会产生信号的混合,哪个工作站都同时发送数据,在总线上就会产生信号的混合,哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。
这种情况称数据冲突又称碰撞。
为了减少冲突发生后又的影响。
工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据,有没有在传输过程中与其它工作站的数据发生冲突,这就是冲突检测(collision detected)。
CSNM/CD媒体访问控制方法的工作原理,可以概括如下:先听后说,边听边说;一旦冲突,立即停说;等待时机,然后再说;听,即监听、检测之意;说,即发送数据之意。
上面几句话在发送数据前,先监听总线是否空闲。
若总线忙,则不发送。
若总线空闲,则把准备好的数据发送到总线上。
在发送数据的过程中,工作站边发送检测总线,是否自己发送的数据有冲突。
若无冲突则继续发送直到发完全部数据;若有冲突,则立即停止发送数据,但是要发送一个加强冲突的JAM信号,以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突,然后,等待一个预定的随机时间,且在总线为空闲时,再重新发送未发完的数据。