1、第三章習題3-01 .數據鏈路(即邏輯鏈路)與鏈路(即物理鏈路)有何區別？ “電路接通 了”與“數據鏈路接通了”的區別何在？ 答：(1 )數據鏈路與鏈路的區別在于數據鏈路除鏈路外，還必須有一些必要 的規程來控制數據的傳輸。因此，數據鏈路比鏈路多了實現通信規程所需要的破 件和軟件。(2 ) “電路接通了”表示鏈路兩端的結點交換機已經開機，物理 連接已經能夠傳送比特流了。但是，數據傳輸并不可靠。在物理連接基礎上，再 建立數據鏈路連接，才是“數據鏈路接通了”。此后，由于數據鏈路連接具有檢 測、確認和重傳等功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數據鏈路，進行可 靠的數據傳輸。當數據鏈路斷開連接時，物理

2、屯路連接不一定跟著斷開連接。3-02數據鏈路層的鏈路控制包括哪些功能？試討論數據鏈路層做成可靠的鏈 路層有哪些優點和缺點。答：(1 )鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制；將數據和控制信息分開; 透明傳輸；尋址。(2 )把數據鏈路層做成可靠的鏈路層，也就是使數據傳輸 無比特差錯和無傳輸差錯。這使接收端數據鏈路層接收的幀均無差錯，并且接收 的幀與發送端發送的幀完全相同，即不出現幀丟失、幀重復、幀失序等現彖，這 可人人減少上層的工作量，提高上層的工作效率。對于現代通信網，比特差錯率 很小，但要實現這些功能，必須增加幀編號、確認和重傳機制，這無疑增加了數 據鏈路層的功能，降低了通信的效率，這代價太大

3、，往往得不償失。特別，因特 網中網絡層使用不可靠的ip協議，因此數據鏈路層沒必要提供比ip更多的功 能。3-03、網絡適配器的作用是什么？網絡適配器工作在哪一層？答：網絡適配器的作用是：(1 )、進行數據串行傳輸和并行傳輸的轉換。(2 )、具有數據緩存的功能，緩解網絡上的數據率與計算機總線上的數據率 的不同。(3 )、丟棄有斧錯的幀，把收到正確的幀交付給協議棧中的網絡層。(4 )、把ip數據報組裝成幀發送到局域網。網絡適配器工作在物理層和數據鏈路層。3-04 .數據鏈路層的三個基本問題（幀定界、透明傳輸和差錯檢測）為什么都 必須加以解決？答：1、關于幀定界問題，為了使傳輸中發生差錯后只將出錯的

4、有限數據進行 重發，數據鏈路層將比特流組織成以幀為單位傳送。幀的組織結構必須設計成 使接收方能夠明確地從物理層收到的比特流中對其進行識別，即能從比特流中區 分出幀的起始與終止。2、關于透明傳輸問題，當所傳數據屮的比特組合恰巧出現了與某一個控制信 息完全一樣時，必須有可靠的措施，使接收方不會將這種比特組合的數據誤認為 是某種控制信息。3、實際的通信鏈路都不會是理想的，因此比特在傳輸過程中會出現差錯，為 了保證數據傳輸的可靠性，必須采用差錯檢測措施，讓接收方可以檢測出有差錯 的幀并丟棄它，只接收正確的幀。3-05、如果在數據鏈路層不進行幀定界，會發生什么問題？答：如果在數據鏈路層不進行幀定界，接收

5、方將不知道數據幀從何開始，從何結 朿，這將發生幀數據錯誤，造成數據混亂，最終導致通信失敗。3-06、ppp的協議的主要特點是什么？為什么ppp不使用幀的編號？ ppp 適用于什么情況？為什么ppp協議不能使數據鏈路層實現可靠傳輸？答：1、ppp協議的主要特點：（1 ）、ppp即支持異步鏈路（無奇偶檢驗的8比特數據），也支持面向比 特的同步鏈路。(2 )、ppp具有簡單性與透明性。（3 ）、 等）。ppp在同一條物理鏈路上同時支持多種網絡層協議（如ip和ipx(4 )、ppp支持各種類型的鏈路（串行的或并行的、低速或高速的等）(5 )、ppp具有差錯檢測功能，是internet的標準協議。(6

6、)、ppp支持網絡層地址協商和數據壓縮協商。2、 ppp不是可靠傳輸協議，因此不需要使用幀的編號。3、ppp適用點對點的通信鏈路，且線路質量不太差的情況。4、在現代的傳輸線路屮，誤碼率較低，為了提高通信的效率，tcp/ip協議將 可靠傳輸交給運輸層的tcp協議負責，而ip協議提供的是不可靠的數據服務。 在這種情況下，數據鏈路層沒必要提供比ip協議更多的功能，所以ppp協議 不需要保證可靠傳輸。3-07、要發送的數據為1101011011。采用crc的生成多項式是 p(x)=x4+x+l。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了 0 ,問接收端能否發現？若數據在傳輸過程中最后

7、兩個1都變成了 0 ,問接收端能否發現？采用crc檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？答：添加的檢驗序列為1110( 11010110110000除以10011 )數據在傳輸過程屮最后一個1變成了 0 ,11010110101110除以10011 ,余數為011 ,不為0 ,接收端可以發現差錯。數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了 0 ,11010110001110除以10011 ,余數為101 ,不為0 ,接收端可以發現差錯。采用crc檢驗后，數據鏈路層的傳輸并不是就變成了可靠的傳輸，因為可靠傳 輸不僅包括無差錯傳輸，而且還包括無傳輸差錯，即不丟失、無重復、按序接收。 采用crc檢

8、驗后，只是實現了無差錯傳輸，所以并沒有變成可靠的傳輸。3-08、要發送的數據為101110。crc的生成多項式是p ( x ) =x3+1 o試求應添加在數據后面的余數。答：數據后面的余數為011( 101110000除以1001 ) o3-09、一個ppp幀的數據部分(用十六進制寫出)是7d 5e fe 27 7d 5d 7d5d 65 7d 5e。試問真正的數據是什么(用十六進制寫出)？答：7e fe 27 7d 71) 65 7e3-10 . ppp協議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100 o試問經 過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接收端收到的ppp幀的數據部分是

9、 0001110111110111110110，問刪除發送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？答：011011111011111000 0 00011101111111111110 o3-11 試分別討論以下各種情況在什么條件下是透明傳輸，在什么條件下不是 透明傳輸。(提示：請弄清什么是“透明傳輸”，然后考慮能否滿足其條件。)(1 )普通的電話通信。(2 )電信局提供的公用電報通信。(3)因特網提供的電子郵件服務。答：(1 )由于電話系統的帶寬有限，而月還有失真，因此電話機兩端的輸入 蘆波和輸岀聲波是有差異的。在“傳送聲波”這個意義上講，普通的電話通信并 不是透明傳輸。但對“聽懂說話的意思”來講

10、，則基本上是透明傳輸。但也有時 個別語咅會聽錯，如單個數字1和7。這就不是透明傳輸。(2 )、一般說來，由于電報通信的傳輸是可靠的，接收的報文和發送的報文 是一致，因此應當是透明傳輸。但如果有人到屯信局發送“ 1849807235 ”這樣 的報文，則電信局會根據有關規定拒絕提供電報服務(電報通信不得為公眾提供 密碼通信服務)。因此，對于發送讓一般人看不懂意思的報文，現在的公用電報 通信則不是透明通信。(3 )、一般說來，電子郵件是透明傳輸。但有時不是，因為國外有些郵件服 務器為了防止垃圾郵件，對來自某些域名(如cn )的郵件一律阻攔掉。這就 不是透明傳輸。有些郵件的附件是收件人的電腦上打不開。

11、這也不是透明傳輸。3-12 . ppp協議的工作狀態有哪幾種？當用戶要使用ppp協議和isp建立 連接進行通信需要建立哪幾種連接？每一種連接解決什么問題？答：1、ppp協議的工作狀態包括：鏈路靜止、鏈路建立、鑒別、網絡層協議、 鏈路打開、鏈路終止。2、需要建立3種連接：(1 )、物理層連接：建立一條從用戶pc機到isp的物理連接。(2 )、數據鏈路層連接：通過lcp協議協商配置選項，包括配置鏈路上的最 大幀長、所使用的鑒別協議的規約、以及不使用ppp幀中的地址和控制字段。(3 )、網絡層連接：ncp根據網絡層的不同協議互相交換網絡層特定的網絡 控制分組，完成網絡層配置。3-13、局域網的主要特

12、點是什么？為什么局域網采用廣播通信方式而廣域網不 采用呢？答：局域網lan是指在較小的地理范圍內，將有限的通信設備互聯起來的計算 機通信網絡。從功能的角度來看，局域網具有以下兒個特點： 共享傳輸信道。在局域網中，多個系統連接到一個共享的通信媒體上。 地理范i韋i有限，用戶個數有限。通常局域網僅為一個單位服務，只在一個相對 獨立的局部范圍內連網，如一座樓或集屮的建筑群內。一般來說，局域網的覆蓋范圍約為10m10km內或更大一些。 傳輸速率高。局域網的數據傳輸速率一般為1 100mbps ,能支持計算機z 間的高速通信，所以時延較低。 誤碼率低。因近距離傳輸，所以誤碼率很低，一般在10-810-1

13、1之間。 多采用分布式控制和廣播式通信。在局域網中各站是平等關系而不是主從關 系，可以進行廣播或組播。從網絡的體系結構和傳輸控制規程來看，局域網也有自己的特點： 低層協議簡單。在局域網中，由于距離短、時延小、成本低、傳輸速率高、可 靠性高，因此信道利用率已不是人們考慮的主要因素，所以低層協議較簡單。 不單獨設立網絡層。局域網的拓撲結構多采用總線型、環型和星型等共享信道, 網內一般不需要中間轉接，流量控制和路出選擇功能大為簡化，通常在局域網不單獨設立網絡層。因此，局域網的體系結構僅相當與 0s1/rm的最低兩層。 采用多種媒體訪問控制技術。由于采用共享廣播信道，而信道又可用不同的傳 輸媒體，所以

14、局域網面對的問題是多源、多h的的鏈路管理。由此引發出多種媒 體訪問控制技術。因為：(1 )、技術上：使用廣播通信方式的計算機必須協調使用網絡，而協 調需要通信。通信所需的時間由距離決定，所以廣域網主機之間的地理上的長距 離會帶來較大的時延。長時延的共享網絡是不合適的。另外要花費更多的時間來 協調共享介質的使用，傳送數據的時間就會更少。(2 )經濟上，提供長距離高帶寬的通信信道比提供同樣帶寬的短距離通信信 道耍昂貴得多。3-14 常用的局域網的網絡拓撲有哪些種類？現在最流行的是哪種結構？為什 么早期的以太網選擇總線拓撲結構而不使用星形拓撲結構，但現在卻改為使用 星形拓撲結構？答：常用的局域網的網

15、絡拓撲有星形網、環形網、總線網、樹形網。現在最流行的是星形結構。因為當時很可靠的星形拓撲結構較貴。人們都認為無源的總線結構更加可靠。但 實踐證明，連接有人量站點的總線式以太網很容易出現故障，而現在專用的astc 芯片的使用可以將星形結構的集線器做得非常可靠。因此現在的以太網一 般都使 用星形結構的拓撲。3-15、什么叫做傳統以太網？以太網有哪兩個主要標準? 答：傳統以太網是指最早流行的10mb/s速率的以太網。兩個主要標準指：dix ethernet v2和ieee 802. 33-16 數據率為10mb/s的以太網的碼元傳輸速率是多少？答：碼元傳輸速率即為波特率。lomb/s以太網使用曼徹斯

16、特編碼，這就意味著 發送的每一位都有兩個信號周期，因此波特率是數據率的兩倍，即20m波特。3-17 為什么llc子層的標準已制定出來了但現在卻很少使用？答：因為早期ieee 802委員會未能形成一個統一的局域網標準，而是被迫制定 了幾個不同的局域網標準，如802.4令牌總線網、802.5令牌環網等。為了使 數據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，就把局域網的數據鏈路層拆成邏輯鏈 路控制llc子層和媒體接入控制mac子層。但到了 20世紀90年代后，激烈 競爭的局域網市場逐漸明朗。以太網在局域網市場屮已取得了壟斷地位，并且幾 乎成為了局域網的代名詞。而且因特網發展很快而tcp/ip體系經常使用的局

17、域 網只剩下dix ethernet v2而不是ieee 802. 3標準中的局域網，因此現在 ieee 802委員會制定的邏輯鏈路控制子層llc已經很少使用了。3-18 .試說明10base-t中的“ 10 ” 、“ base ”和“ t ”所代表的意思。答：“10 ”代表10mb/s的數據率，base表示連接線上的信號是基帶信號， t代表雙絞線。3-19、以太網使用的csma/cd協議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統的時分利用tdm相比優缺點如何?答：從網絡上負載輕重、靈活性以及網絡效率等方面進行比較。網絡上的負荷較輕時，csma/cd協議很靈活。但網絡負荷很重時，tdm的效率 就很高

18、。由于計算機數據是突發性質的，tdm會浪費信道。3-20、假定lkm長的csma/cd網絡的數據率為lgbit/s。設信號在網絡上 的傳播速率為200000km /s。求能夠使用此協議的最短幀長。答：對于lkm電纜，單程端到端傳播時延為：t =1 4- 200000=5 x 10 -6 s=5 u s ,端到端往返時延為：2 t =10 11 s為了能按照csma/cd工作，最小幀的發送時延不能小于10卩s ,以lgb/s速 率工作，10 u s可發送的比特數等于：10 x 10 -6 x 1 x 10 9 =10000bit=1250 字節。3-21 .什么叫做比特時間？使用這種時間單位有什

19、么好處？ 100比特時間是 多少微秒？答：比特時間是一種時間單位,它與數據率密切相關，1比特時間表示發送1比 :所需的時間。好處：與數據率密切相關，它能更直觀，更準確地表示時間。假設數據率是10mb/s ,則100比特時間等t lous o3-22、假定在使用csma/cd協議的10mb/s以太網中某個站在發送數據時檢 測到碰撞，執行退避算法時選擇了隨機數r=100。試問這個站需要等待多長時 間后才能再次發送數據？如果是100mb/s的以太網呢？答：在10mb/s以太網中，爭用期為51.2us o則需要等待51.2us*100=5. 12ms在100mb/s以太網中，爭用期為5. 12us。則

20、需要等待5. 12us*100二512us3-23、公式(3-3)表示，以太網的極限信道利用率與連接在以太網的站點數 無關。能否由此推論出：以太網的利用率也與連接在以太網上的站點數無關？ 請說明你的理由。答：實際的以太網各站發送數據的時刻是隨機的，而以太網的極限信道利用率的 得出是假定以太網使用了特殊的調度方法(已經不再是csma/cd t),使各站 點的發送不發生碰撞。3-24、假定站點a和b在同一個10mb/s以太網網段上。這兩個站點之間的 傳播時延為225比特時間。現假定a開始發送一幀，并且在a發送結束之前 b也發送一幀。如果a發送的是以太網所容許的最短的幀，那么a在檢測到 和b發生碰撞

21、之前能否把自己的數據發送完畢？換言之，如果a在發送完畢 之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定a所發送的幀不會和b發送的幀發生 碰撞？(提示：在計算時應當考慮到每一個以太網幀在發送到信道上時，在mac 幀前面還要增加若干字節的前同步碼和幀定界符)答 在mac幀前面弾加8字節的同步碼和幀定界符，則發送以太網最短幀需要：(64+8 ) x 8=576比特時間設t=0時a開始發送，那么在t二576比特時間，a發送完畢。當t=225比 特時間時，b可以檢測出a的信號，只要b在1=224比特時間之前發送數據， a在發送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后也不會再發生碰撞了。即 如果a在發送之前并沒有檢測

22、到碰撞，那么就能夠肯定a所發送的幀不會與b 發送的幀發生碰撞。3-25、在上題中的站點a和b在t=0時同時發送了數據幀。當t=225比特時間，a和b同時檢測到發生碰撞，并且在t=225+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。a和b在csma/cd算法中選擇不同的r值退避。假定a和b選擇的隨機數分別是r a =0和r b二1。試問a和b各在什么時間開始重傳其數據幀？ a重傳的數據幀在何時到達b ? a重傳的數據會不會在 和b重傳的數據再次發送碰撞？ b會不會在預定的重傳時間停止發送數據?答：t=0時，a和b開始發送數據。t=225比特時間,a和b都檢測到碰撞。t二225+48二273比特時間

23、，a和b結束干擾信號的發送。1=273+225+96=594比特時間，a開始發送。1=273+512=785比特時間，b再次檢測信道。如空閑，則b在785+96=881比 特時間發送數據。否則再退避。a重傳的數據在594+225=819比特時間到達b , b先檢測到信道忙,因此b 在預定的881比特時間停止發送數據。3-26假定一個以太網上只有兩個站，它們同時發送數據，產生了沖突。于是按 二進制指數類型退避算法進行重傳。重傳次數記為i , i =1, 2, 3, ?。試計 算第1次重傳失敗的概率、第2次重傳失敗的概率、第3次重傳失敗的概率, 以及一個站成功發送數據之前的平均重傳次數i o答：將

24、第i次重傳成功的概率記為p i ,顯然第一次重傳失敗的概率為05 ,第2次重傳失敗的概率為025，第3次重 傳失敗的概率為0. 125 o平均重傳次數1 = 1. 637 o3-27、假定一個以太網上的通信量中的80%是在本局域網上進行的，而其余 的20%的通信量是在本局域網和因特網之間進行的。另一個以太網的情況則反 過來。這兩個以太網一個使用以太網集線器，另一個使用以太網交換機。你認 為以太網交換機應當用在哪一個網絡上。答：以太網交換機用在這樣的網絡，其20%通信雖在木局域網而80%的通信量 到因特網。3-28、有10個站連接到以太網上，試計算以下三種情況下每一個站所能得到 帶寬。（1 ）

25、10個站點連接到一個10mbit/s以太網集線器；（2 ） 10站點連接到一個100mbit/s以太網集線器；（3 ） 10個站點連接到一個10mbit/s以太網交換機。答：（1 ）10個站共享10mbit/s ；（2 ）10 個站共享 100mbit/s ；（3 ）每一個站獨占10mbit/s o3-29、10mb/s以太網升級到1 oomb/s和lgb/s時，需要解決哪些技術問 題？為什么以太網能夠在發展的過程中淘汰掉自己的競爭對手，并使自己的應 用范圍從局域網一直擴展到城域網和廣域網？答：欲保持10m ,100m , 1g的兼容，要求mac幀格式不變，且參數t/to保持為較小的值。100

26、m以太網采用的是保持幀長不變但將最大電纜長度減 小到100m。千兆以太網采用載波擴充方法，而且為了避免由此帶來的額外開 銷過大，當連續發送多個短幀時采用幀突發技術。其它技術改進：（1 ）采用 專用的交換集線器，縮小沖突域（2 ）發送、接收、沖突檢測傳輸線路獨立， 降低對媒體帶寬要求（3 ）為使用光纖、雙絞線媒體，采用新的信號編碼技術。因為：（1 ）以太網是可擴展的（從10mb/s到10gb/s ） o （ 2 ）以太網是 靈活的（多種媒體、全/半雙工、共享/交換）。（3 ）以太網易于安裝。（4 ）以太網穩健性好。（5 ）以太網性價比高。3-30、以太網交換機有何特點？用它怎樣組成虛擬局域網？答

27、：特點：以太網交換機實質就是一個多端口的的網橋，它工作在數據鏈路層 上。每一個端口都直接與一個主機或一個集線器相連，并且是全雙工工作。它能 同時連通多對端口，使每一對通信能進行無碰撞地傳輸數據。在通信時是獨占而 不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬。以太網交換機支持存儲轉發方式，而有些交換機還支持直通方式。但要應當注意 的是：用以太網交換機互連的網絡只是隔離了網段（減少了沖突域），但同一臺 交換機的各個網段仍屬于同一個廣播域。因此，在需要時，應采用具vlan能力 的交換機劃分虛擬網，以減少廣播域(802. lq協議) 3-31 .網橋的工作原理和特點是什么？網橋與轉發器以及以太網交換機有何異 同？答：網橋的每個端口與一個網段相連，網橋從端口接收網段上傳送的各種幀。每 當收到一個幀時，就先暫存在其緩沖中。若此幀未出現羌錯，且欲發往的忖的站 mac地址屬于另一網段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應的端口轉發出去。 若該幀出現差錯，則丟棄此幀。網橋過濾了通信量，擴大了物理范圍，提高了可 靠性，可互連不同物理層、不同mac子層和不同速率的局域網。但同時也增加 了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網不適合。網橋