问题 单项选择题

在一个采用CSMA/CD协议的网络中,传输介质是一根完整的电缆,传输速率为1Gbps,电缆中的信号传播速度是200000km/s。若最小数据帧长度减少400比特,则最远的两个站点之间的距离至少需要______。

A.减少80m

B.增加80m

C.减少40m

D.增加40m

答案

参考答案:C

解析:本题目主要考查了“CSMA/CD协议”。
CSMA/CD协议即载波监听多点接入/碰撞检测。
“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。总线上并没有什么“载波”。因此,“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时,总线上的信号电压摆动值将会增大(互相叠加)。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时,就认为总线上至少有两个站同时在发送数据,表明产生了碰撞。检测到碰撞后在发生碰撞时,总线上传输的信号产生了严重的失真,无法从中恢复出有用的信息来。每一个正在发送数据的站,一旦发现总线上出现了碰撞,就要立即停止发送,免得继续浪费网络资源,然后等待一段随机时间后再次发送。
CSMA/CD检测冲突需要花费时间。对于基带总线而言,最坏情况下用于检测一个冲突的时间等于任意两个站之间传播时延的两倍。从一个站点开始发送数据到另一个站点开始接收数据,也即载波信号从一端传播到另一端所需的时间,称为信号传播时延。
信号传播时延=两站点的距离/信号传播速度。
假定A.B两个站点位于总线两端,两站点之间的最大传播时延为Tp。当A站点发送数据后,经过接近于最大传播时延Tp时,B站点正好也发送数据,此时冲突便发生。发生冲突后,B站点立即可检测到该冲突,而A站点需再经过一份最大传播时延Tp后,才能检测出冲突。也即最坏情况下,对于基带CSMA/CD来说.检测出一个冲突的时间等于任意两个站之间最大传播时延的两倍(2Tp)。
数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧发送完毕所需的时间和为数据传输时延;同理,数据传输时延也表示一个接收站点开始接收数据帧,到该数据帧接收完毕所需的时间。
数据传输时延(s)=数据帧长度(bit)/数据传输速率(bps)。
若不考虑中继器引入的延迟,数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧被另一个站点全部接收所需的总时间,等于数据传输时延与信号传播时延之和。
由上述分析可知,为了确保发送数据站点在传输时能检测到可能存在的冲突,数据帧的传输时延至少要两倍于传播时延。换句话说,要求分组的长度不短于某个值,否则在检测出冲突之前传输已经结束,但实际上分组已被冲突所破坏。由此引出了CSMA/CD总线网络中最短帧长的计算关系式:
最短数据帧长(bit)=2倍的信号传播时延(s)*数据传输速率(bps)=2*两站点的距离(m)/信号传播速度*数据传输速率(bps)。
由题意知:数据传输速率为1Gbps,信号传播速度为200000km/s,所以,我们得到:
最短数据帧长(bit)=2*两站点的距离(m)/2000000(km/s)*1(Gbps)。
题意问的是若最小数据帧长度减少400比特,则求最远的两个站点之间的距离变化。
两站点的距离变化值(m)=最短数据帧长减少值(bit)*200000(km/s)/(2*1(Gbps))=40m。综上所述,减少40m。

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