Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Как и 802.11, считыватели и метки RFID используют протокол произвольного доступа, чтобы сообщить идентификаторы. Другие беспроводные персональные и городские сети имеют отличающееся устройство. Система Bluetooth осуществляет беспроводное присоединение к компьютеру наушников и других видов периферийных устройств. IEEE 802.16 обеспечивает широкую область беспроводного доступа к Интернету для неподвижных и мобильных компьютеров. Обе эти сети используют централизованную схему на основе соединений, где ведущее устройство Bluetooth и базовая станция WiMAX решают, когда каждая станция может послать или получить данные. Для 802.16 эта схема поддерживает различное качество обслуживания для трафика в реальном времени, такого как телефонные звонки, и интерактивного трафика, такого как просмотр веб-страниц. Сложность ведущего устройства Bluetooth приводит к дешевизне ведомых устройств.

Ethernet является доминирующей технологией проводных локальных вычислительных сетей. Классический Ethernet производит распределение канала при помощи метода CSMA/CD с желтым кабелем толщиной с садовый шланг, который тянулся от машины к машине. Архитектура изменилась, скорости возросли от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с и продолжают расти. Теперь линии точка-точка, такие как витая пара, присоединяются к концентраторам и коммутаторам. С современными коммутаторами и полнодуплексными каналами нет никакой конкуренции в каналах, и коммутарор может пересылать кадры между различными портами параллельно.

Когда в здании много локальных сетей, необходим какой-то способ их объединения. Для этих целей используются plug-and-play устройства — мосты. При построении мостов применяются алгоритм обратного обучения и алгоритм связующего дерева.

С добавлением в современные коммутаторы этих функций термины «мост» и «коммутатор» стали взаимозаменяемы.

Для упрощения управления ЛВС с мостами появились виртуальные локальные сети, которые позволили отделить физическую топологию от логической. Был разработан стандарт для виртуальных локальных сетей — IEEE 802.1Q, вводящий новый формат Ethernet кадров.

Вопросы

1. Для решения задачи используйте формулу, приведенную в данной главе, записав ее в общем виде. Кадры для передачи прибывают случайным образом на 100-Мбит/с канал. Если в момент прибытия канал оказывается занят, кадр ставится в очередь ожидания. Длина кадра распределяется по экспоненциальному закону с математическим ожиданием, равным 10 000 бит/ кадр. Для каждой из приведенных ниже скоростей прибытия кадров вычислите задержку (включая время ожидания в очереди и время передачи) кадра средней длины.

1) 90 кадров/с.

2) 900 кадров/с.

3) 9000 кадров/с.

2. Группа из N станций совместно использует канал чистой системы ALOHA, работающий со скоростью 56 Кбит/с. Каждая станция передает 1000-битный кадр в среднем каждые 100 с, даже если предыдущий кадр еще не был передан (например, станции могут буферизировать исходящие кадры). Каково максимальное значение N?

3. Сравните время задержки чистой и дискретной систем ALOHA при низкой нагрузке. У какой из систем это время будет меньшим? Поясните свой ответ.

4. Большая группа пользователей системы ALOHA формирует 50 запросов в секунду, включая первичные и повторные передачи. Время разделено на интервалы по 40 мс.

1) Каковы шансы успеха с первой попытки?

2) Какова вероятность того, что перед успехом произойдет ровно k столкновений?

3) Чему равно среднее число попыток передачи?

5. В дискретной системе ALOHA с бесконечным числом пользователей средний период ожидания станции между столкновением и повторной попыткой составляет 4 временных интервала. Нарисуйте зависимость задержки от потока в канале для данной системы.

6. Какова длина слота разрешения спора в CSMA/CD для:

1) 2-километрового двухпроводного кабеля (скорость распространения сигнала составляет 82 % скорости распространения сигнала в вакууме)?

2) 40-километрового многомодового оптоволоконного кабеля (скорость распространения сигнала составляет 65 % скорости распространения сигнала в вакууме)?

7. Сколько времени в худшем случае придется ожидать начала передачи станции s, если в локальной сети применяется базовый протокол битовой карты?

8. В протоколе двоичного отсчета объясните, как станция с более низким номером может лишаться возможности отправки пакета

9. Шестнадцать станций, пронумерованных от 1 до 16, соревнуются за право использования общего канала, используя протокол движения по адаптивному дереву. Сколько интервалов времени потребуется для разрешения спора, если все станции, чьи номера являются простыми числами, одновременно станут готовыми к передаче?

10. Рассмотрим пять беспроводных станций, A, B, C, D и E. Станция А может общаться со всеми остальными станциями. B может общаться с A , C и E . C может общаться с A , B и D . D может общаться с A , C и E . E может общаться с A , D и B .

1) Когда A посылает в B, какие другие коммуникации возможны?

2) Когда B посылает в A, какие другие коммуникации возможны?

3) Когда B посылает в C, какие другие коммуникации возможны?

11. Шесть станций, отмеченных буквами A— F, взаимодействуют друг с другом по протоколу MACA. Возможна ли ситуация двух одновременных передач данных? Ответ поясните.

12. В семиэтажном офисном здании на каждом этаже расположено по 15 офисов. В каждом офисе на стене установлен разъем для подключения терминала, так что в вертикальной плоскости эти разъемы образуют прямоугольную сетку с расстоянием по 4 м между гнездами, как по горизонтали, так и по вертикали. Предполагая, что можно проложить кабель по прямой между любой парой гнезд, по горизонтали, вертикали или диагонали, сосчитайте, сколько метров кабеля потребуется для соединения всех гнезд при помощи:

1) конфигурации «звезда» с одним маршрутизатором посередине;

2) классической сети 802.3.

13. Чему равна скорость в бодах стандартной локальной сети Ethernet со скоростью 10 Мбит/с?

14. Как будет выглядеть манчестерский код для классической сети Ethernet следующей двоичной последовательности: 0001110101?

15. В сети с протоколом CSMA/CD (не 802.3) длиной 1 км со скоростью передачи данных 10 Мбит/с скорость распространения сигнала составляет 200 м/мкс. Повторителей в этой системе нет. Длина кадров данных равна 256 бит, включая 32 бита заголовка, контрольную сумму и другие накладные расходы. Первый интервал времени после успешной передачи кадра резервируется для передачи получателем 32-битового кадра с подтверждением. Какова эффективная скорость передачи данных без учета накладных расходов при предположении о том, что столкновений нет?