1、第三章習題解答3.1 簡述數據鏈路層的功能。答：數據鏈路層是在物理層提供的比特流傳送服務的基礎上，通過一系列的控制和管理，構成透明的、相對無差錯的數據鏈路，向網絡層提供可靠、有效的數據幀傳送的服務。其主要功能包括：鏈路管理，幀定界，流量控制，差錯控制，數據和控制信息的識別，透明傳輸，尋址。3.2 試解釋以下名詞：數據電路，數據鏈路，主站，從站，復合站。答：數據電路是一條點到點的，由傳輸信道及其兩端的DCE構成的物理電路段，中間沒有交換節點。數據電路又稱為物理鏈路，或簡稱為鏈路。數據鏈路是在數據電路的基礎上增加傳輸控制的功能構成的。一般來說，通信的收發雙方只有建立了一條數據鏈路，通信才能夠有效地

2、進行。在鏈路中，所連接的節點稱為“站”。發送命令或信息的站稱為“主站”，在通信過程中一般起控制作用；接收數據或命令并做出響應的站稱為“從站”，在通信過程中處于受控地位。同時具有主站和從站功能的，能夠發出命令和響應信息的站稱為復合站。3.3 數據鏈路層流量控制的作用和主要功能是什么？答：流量控制簡稱“流控”，是協調鏈路兩端的發送站、接收站之間的數據流量，以保證雙方的數據發送和接收達到平衡的一種技術。在計算機網絡中，由于接收方往往需要對接收的信息進行識別和處理，需要較多的時間，通常發送方的發送速率要大于接收方的接收能力。當接收方的接收處理能力小于發送方的發送能力時，必須限制發送方的發送速率，否則會

3、造成數據的丟失。流量控制就是一種反饋機制，接收方隨時向發送方報告自己的接收情況，限制發送方的發送速率。保證接收方能夠正常、有序地接收數據。3.4 在停止-等待協議中，確認幀是否需要序號？為什么？答：在停止-等待協議中，由于每次只確認一個已經發送的幀，確認幀可以不需要序號。但在一些特殊情況下會出現問題。如果發送方在超時重發一個幀后又收到了遲到的確認，就不能確定該應答是對哪一個幀的確認，并可能導致隨后的傳送過程重新差錯。3.5 解釋為什么要從停止-等待協議發展到連續ARQ協議。答：停止等待協議的優點是控制比較簡單；缺點是由于發送方一次只能發送一幀，在信號傳播過程中發送方必須處于等待狀態，這使得信道

4、的利用率不高，尤其是當信號的傳播時延比較長時，傳輸效率會更低。導致停止等待協議信道利用率低的原因，是因為發送方每發送一幀都需要等待接收方的應答，才可以繼續發送。如果能允許發送方在等待應答的同時能夠連續不斷地發送數據幀，而不必每一幀都是接收到應答后才可以發送下一幀，則可以提高傳輸效率。允許發送方在收到接收方的應答之前可以連續發送多個幀的策略，就是滑動窗口協議。滑動窗口流量控制包括連續ARQ和選擇ARQ方式。3.6 對于使用3比特序號的停止-等待協議、連續ARQ協議和選擇ARQ協議，發送窗口和接收窗口的最大尺寸分別是多少？答：使用3比特對幀進行編號，可以有07，共8種編碼。停止-等待協議：發送窗口

5、1，接收窗口1；連續ARQ協議：最大發送窗口7，接收窗口1；選擇ARQ協議：最大發送窗口4，最大接收窗口4。3.7 信道速率為4kb/s，采用停止等待協議，單向傳播時延tp為20ms，確認幀長度和處理時間均可忽略，問幀長為多少才能使信道利用率達到至少50%？ 答： 不考慮確認幀發送時間和雙方的處理時間，則 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L為幀長度，v=4kb/s 要使信道利用率達到50，則 tF = 40 ms 可以得到 L = 160 bit3.8 假設衛星信道的數據率為1Mb/s，取衛星信道的單程傳播時延為250ms，每一個數據幀長度是1000bit。忽略誤碼率、確

6、認幀長和處理時間。試計算下列情況下的衛星信道可能達到的最大的信道利用率分別是多少？1) 停止-等待協議； 2）連續ARQ協議，WT=7；3）連續ARQ協議，WT=127。答：不考慮差錯情況，確認幀發送時間和雙方的處理時間，則 信道利用率tF/(2tp+tF) tF=L/v， 其中L為一個幀長度，v=1Mb/s，則tF=1000/10000000.001s1ms1) 停止-等待協議：每次只發送一個幀，信道利用率1 /（25021）1/5012）連續ARQ協議，WT=7：可以連續發送7個幀，但后面的6個幀是在等待的同時發送， 信道利用率7 /（25021）7/5013）連續ARQ協議，WT=127

7、：可以連續發送127個幀，但后面的126個幀是在等待的同時發送， 而且，當127個幀全部發送完畢使用了127ms，確認應答還沒有到達，信道利用率127 /（25021）127/5013.9 簡述PPP協議的組成。答：PPP由以下三個部分組成： （1）在串行鏈路上封裝IP數據報的方法：PPP既支持異步鏈路(無奇偶校驗的8比特數據)，也支持面向比特的同步鏈路。 (2) 鏈路控制協議(Link Control Protocol ，LCP)：用于建立、配置和測試數據鏈路連接，通信的雙方可協商一些選項。 (3) 網絡控制協議(Network Control Protocol，NCP)：用于建立、配置多種

8、不同網絡層協議，如IP，OSI的網絡層，DECnet以及AppleTalk等，每種網絡層協議需要一個NCP來進行配置，在單個PPP鏈路上可支持同時運行多種網絡協議。3.10 簡述PPP鏈路的建立過程。答：目前大部分家庭上網都是通過PPP在用戶端和運營商的接入服務器之間建立通信鏈路。當用戶撥號接入網絡服務提供商ISP時，路由器的調制解調器對撥號做出應答，并建立一條物理連接。這時，PC機向路由器發送一系列的LCP分組(封裝成多個PPP幀)。這些分組及其響應選擇了將要使用的一些PPP參數。接著就進行網絡層配置，NCP給新接人的PC機分配一個臨時的IP地址。這樣，計算機就和網絡建立了一個PPP連接，成

9、為Internet上的一個主機了。3.11 簡述HDLC信息幀控制字段中的N（S）和N（R）的含義。要保證HDLC數據的透明傳輸，需要采用哪種方法？答：HDLC信息幀控制字段中的N（S）表示當前發送的幀的編號，使接收方能夠正確識別所接收的幀及幀的順序；N（R）表示N(R)以前的各幀已正確接收，通知發送方希望接收下一幀為第N(R)幀。要保證HDLC數據的透明傳輸，需要避免數據和控制序列中出現類似幀標志的比特組合，保證標志F的唯一性，HDLC采用“0”比特插入刪除法。采用這種方法，在F以后出現5個連續的1，其后額外插入一個“0”，這樣就不會出現連續6個或6個以上“1”的情況。在接收方，在F之后每出

10、現連續5個“1”后跟隨“0”，就自動將其后的“0”刪除，還原成原來的比特流，3.12 若窗口序號位數為3，發送窗口尺寸為2，采用Go back N(出錯全部重發)協議，試畫出由初始狀態出發相繼發生下列事件時的發送及接收窗口圖示：發送0號幀；發送1號幀；接收0號幀；接收確認0號幀；發送2號幀；接收1號幀；接收確認1號幀。答：3.13 試用HDLC協議，若主站A與從站B以異步平衡方式，采用選擇ARQ流量控制方案，按以下要求實現鏈路通信過程：1）A站有6幀要發送給B站，A站可連續發3幀；2）A站向B站發的第2、4幀出錯；幀表示形式規定為：（幀類型：地址，命令，發送幀序號N（S），接收幀序號N（R），

11、探詢/終止位P/F）答：3.14 在面向比特同步協議的幀數據字0”比特填充后的輸出是什么？ 答： “0”比特自動插入/刪除技術是在信息序列中連續5個“1”后自動加入一個“0”比特，則以下信息序列采用“0”比特插入后為： 信息序列： 3.15 HDLC協議中的控制字段從高位到低位排列為11010001，試說明該幀是什么幀，該控制段表示什么含義？ 答： HDLC協議中的控制字段從高位到低位排列為11010001，即最低兩位（b1b0）為“01”，表示是監督幀。其控制字段b3b2為“00”，表示是“RR”，接收準備好，可以繼續發送。P/F1，N（R）110，表示對第5號幀及以前各幀確認，希望下一次接

12、收第6號幀。3.16 HDLC協議的幀格式中的第三字段是什么字段？若該字段的第一比特為“0”，則該幀為什么幀？答：HDLC協議的幀格式中的第三字段是控制（C）字段。若該字段的第一比特（最低位LSB）為“0”，則該幀為信息幀。3.17 常用的差錯控制的方法有哪些？各有什么特點？答：（1）檢錯重發（ARQ）：接收端檢測到接收信息有錯時，通過自動要求發送端重發保存的副本以達到糾錯的目的，這種方式需要在發送端把所要發送的數據序列編成能夠檢測錯誤的碼，在后面的數據鏈路層中將會詳細介紹這種差錯控制的方法。（2）前向糾錯（FEC）：接收端檢測到接收信息有錯后，通過計算，確定差錯的位置，并自動加以糾正，這種方

13、式需要發送端將輸入的數據序列變換成能夠糾正錯誤的碼。（3）混合方式：接收端采取糾檢錯混合（在ATM中應用），即對少量差錯予以自動糾正，而超過其糾正能力的差錯則通過重發的方法加以糾正。（4）信息反饋（IRQ）：接收端把收到的數據序列全部由反向信道送回給發送端，發送端比較其發送的數據序列與送回的數據序列，從而發現是否有錯誤，并把認為錯誤的數據序列的原始數據再次發送，直到發送端沒有發現錯誤為止，這種方式不需要發送端進行差錯控制編碼。3.18 一碼長為n=15的漢明碼，監督位應為多少？編碼效率為多少？答：因為對于漢明碼來說，應滿足2 r -1n 又因為n=15，所以監督位r至少應為4。 編碼效率=73.3%3.19 簡述（7，4）漢明碼中7和4的含義。答：7是指一個碼組的總長度是7位，4是指一個碼組中信息位的長度是4位。3.20 已知（7，4）漢明碼接收碼組為0100100，計算其校正子并確定錯碼在哪一位。答：因為校正子S1= c6 c5 c4 c2=0，S2= c6 c5 c3 c1=1，S3= c6 c4 c3 c0=0，因為三個校正因子不全為0，說明碼字有錯。 S=S1S2S3=010，說明信息位c1有錯，將c1上的0變