计算机网络技术80576

1、第三章习题3-01 .数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别？ “电路接通 了”与“数据链路接通了”的区别何在？ 答：(1 )数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要 的规程来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的破 件和软件。(2 ) “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理 连接已经能够传送比特流了。但是，数据传输并不可靠。在物理连接基础上，再 建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。此后，由于数据链路连接具有检 测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可 靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理

2、屯路连接不一定跟着断开连接。3-02数据链路层的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链 路层有哪些优点和缺点。答：(1 )链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开; 透明传输；寻址。(2 )把数据链路层做成可靠的链路层，也就是使数据传输 无比特差错和无传输差错。这使接收端数据链路层接收的帧均无差错，并且接收 的帧与发送端发送的帧完全相同，即不出现帧丢失、帧重复、帧失序等现彖，这 可人人减少上层的工作量，提高上层的工作效率。对于现代通信网，比特差错率 很小，但要实现这些功能，必须增加帧编号、确认和重传机制，这无疑增加了数 据链路层的功能，降低了通信的效率，这代价太大

3、，往往得不偿失。特别，因特 网中网络层使用不可靠的ip协议，因此数据链路层没必要提供比ip更多的功 能。3-03、网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？答：网络适配器的作用是：(1 )、进行数据串行传输和并行传输的转换。(2 )、具有数据缓存的功能，缓解网络上的数据率与计算机总线上的数据率 的不同。(3 )、丢弃有斧错的帧，把收到正确的帧交付给协议栈中的网络层。(4 )、把ip数据报组装成帧发送到局域网。网络适配器工作在物理层和数据链路层。3-04 .数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都 必须加以解决？答：1、关于帧定界问题，为了使传输中发生差错后只将出错的

4、有限数据进行 重发，数据链路层将比特流组织成以帧为单位传送。帧的组织结构必须设计成 使接收方能够明确地从物理层收到的比特流中对其进行识别，即能从比特流中区 分出帧的起始与终止。2、关于透明传输问题，当所传数据屮的比特组合恰巧出现了与某一个控制信 息完全一样时，必须有可靠的措施，使接收方不会将这种比特组合的数据误认为 是某种控制信息。3、实际的通信链路都不会是理想的，因此比特在传输过程中会出现差错，为 了保证数据传输的可靠性，必须采用差错检测措施，让接收方可以检测出有差错 的帧并丢弃它，只接收正确的帧。3-05、如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：如果在数据链路层不进行帧定界，接收

5、方将不知道数据帧从何开始，从何结 朿，这将发生帧数据错误，造成数据混乱，最终导致通信失败。3-06、ppp的协议的主要特点是什么？为什么ppp不使用帧的编号？ ppp 适用于什么情况？为什么ppp协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：1、ppp协议的主要特点：（1 ）、ppp即支持异步链路（无奇偶检验的8比特数据），也支持面向比 特的同步链路。(2 )、ppp具有简单性与透明性。（3 ）、 等）。ppp在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议（如ip和ipx(4 )、ppp支持各种类型的链路（串行的或并行的、低速或高速的等）(5 )、ppp具有差错检测功能，是internet的标准协议。(6

6、)、ppp支持网络层地址协商和数据压缩协商。2、 ppp不是可靠传输协议，因此不需要使用帧的编号。3、ppp适用点对点的通信链路，且线路质量不太差的情况。4、在现代的传输线路屮，误码率较低，为了提高通信的效率，tcp/ip协议将 可靠传输交给运输层的tcp协议负责，而ip协议提供的是不可靠的数据服务。 在这种情况下，数据链路层没必要提供比ip协议更多的功能，所以ppp协议 不需要保证可靠传输。3-07、要发送的数据为1101011011。采用crc的生成多项式是 p(x)=x4+x+l。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了 0 ,问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后

7、两个1都变成了 0 ,问接收端能否发现？采用crc检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？答：添加的检验序列为1110( 11010110110000除以10011 )数据在传输过程屮最后一个1变成了 0 ,11010110101110除以10011 ,余数为011 ,不为0 ,接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1都变成了 0 ,11010110001110除以10011 ,余数为101 ,不为0 ,接收端可以发现差错。采用crc检验后，数据链路层的传输并不是就变成了可靠的传输，因为可靠传 输不仅包括无差错传输，而且还包括无传输差错，即不丢失、无重复、按序接收。 采用crc检

8、验后，只是实现了无差错传输，所以并没有变成可靠的传输。3-08、要发送的数据为101110。crc的生成多项式是p ( x ) =x3+1 o试求应添加在数据后面的余数。答：数据后面的余数为011( 101110000除以1001 ) o3-09、一个ppp帧的数据部分(用十六进制写出)是7d 5e fe 27 7d 5d 7d5d 65 7d 5e。试问真正的数据是什么(用十六进制写出)？答：7e fe 27 7d 71) 65 7e3-10 . ppp协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100 o试问经 过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的ppp帧的数据部分是

9、 0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？答：011011111011111000 0 00011101111111111110 o3-11 试分别讨论以下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是 透明传输。(提示：请弄清什么是“透明传输”，然后考虑能否满足其条件。)(1 )普通的电话通信。(2 )电信局提供的公用电报通信。(3)因特网提供的电子邮件服务。答：(1 )由于电话系统的带宽有限，而月还有失真，因此电话机两端的输入 芦波和输岀声波是有差异的。在“传送声波”这个意义上讲，普通的电话通信并 不是透明传输。但对“听懂说话的意思”来讲

10、，则基本上是透明传输。但也有时 个别语咅会听错，如单个数字1和7。这就不是透明传输。(2 )、一般说來，由于电报通信的传输是可靠的，接收的报文和发送的报文 是一致，因此应当是透明传输。但如果有人到屯信局发送“ 1849807235 ”这样 的报文，则电信局会根据有关规定拒绝提供电报服务(电报通信不得为公众提供 密码通信服务)。因此，对于发送让一般人看不懂意思的报文，现在的公用电报 通信则不是透明通信。(3 )、一般说来，电子邮件是透明传输。但有时不是，因为国外有些邮件服 务器为了防止垃圾邮件，对来自某些域名(如cn )的邮件一律阻拦掉。这就 不是透明传输。有些邮件的附件是收件人的电脑上打不开。

11、这也不是透明传输。3-12 . ppp协议的工作状态有哪几种？当用户要使用ppp协议和isp建立 连接进行通信需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？答：1、ppp协议的工作状态包括：链路静止、链路建立、鉴别、网络层协议、 链路打开、链路终止。2、需要建立3种连接：(1 )、物理层连接：建立一条从用户pc机到isp的物理连接。(2 )、数据链路层连接：通过lcp协议协商配置选项，包括配置链路上的最 大帧长、所使用的鉴别协议的规约、以及不使用ppp帧中的地址和控制字段。(3 )、网络层连接：ncp根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络 控制分组，完成网络层配置。3-13、局域网的主要特

12、点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不 采用呢？答：局域网lan是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算 机通信网络。从功能的角度来看，局域网具有以下儿个特点： 共享传输信道。在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。 地理范i韦i有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对 独立的局部范围内连网，如一座楼或集屮的建筑群内。一般来说，局域网的覆盖范围约为10m10km内或更大一些。 传输速率高。局域网的数据传输速率一般为1 100mbps ,能支持计算机z 间的高速通信，所以时延较低。 误码率低。因近距离传输，所以误码率很低，一般在10-810-1

13、1之间。 多采用分布式控制和广播式通信。在局域网中各站是平等关系而不是主从关 系，可以进行广播或组播。从网络的体系结构和传输控制规程来看，局域网也有自己的特点： 低层协议简单。在局域网中，由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可 靠性高，因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素，所以低层协议较简单。 不单独设立网络层。局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道, 网内一般不需要中间转接，流量控制和路出选择功能大为简化，通常在局域网不单独设立网络层。因此，局域网的体系结构仅相当与 0s1/rm的最低两层。 采用多种媒体访问控制技术。由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传 输媒体，所以

14、局域网面对的问题是多源、多h的的链路管理。由此引发出多种媒 体访问控制技术。因为：(1 )、技术上：使用广播通信方式的计算机必须协调使用网络，而协 调需要通信。通信所需的时间由距离决定，所以广域网主机之间的地理上的长距 离会带来较大的时延。长时延的共享网络是不合适的。另外要花费更多的时间来 协调共享介质的使用，传送数据的时间就会更少。(2 )经济上，提供长距离高带宽的通信信道比提供同样带宽的短距离通信信 道耍昂贵得多。3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什 么早期的以太网选择总线拓扑结构而不使用星形拓扑结构，但现在却改为使用 星形拓扑结构？答：常用的局域网的网

15、络拓扑有星形网、环形网、总线网、树形网。现在最流行的是星形结构。因为当时很可靠的星形拓扑结构较贵。人们都认为无源的总线结构更加可靠。但 实践证明，连接有人量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的astc 芯片的使用可以将星形结构的集线器做得非常可靠。因此现在的以太网一 般都使 用星形结构的拓扑。3-15、什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准? 答：传统以太网是指最早流行的10mb/s速率的以太网。两个主要标准指：dix ethernet v2和ieee 802. 33-16 数据率为10mb/s的以太网的码元传输速率是多少？答：码元传输速率即为波特率。lomb/s以太网使用曼彻斯

16、特编码，这就意味着 发送的每一位都有两个信号周期，因此波特率是数据率的两倍，即20m波特。3-17 为什么llc子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？答：因为早期ieee 802委员会未能形成一个统一的局域网标准，而是被迫制定 了几个不同的局域网标准，如802.4令牌总线网、802.5令牌环网等。为了使 数据链路层能更好地适应多种局域网标准，就把局域网的数据链路层拆成逻辑链 路控制llc子层和媒体接入控制mac子层。但到了 20世纪90年代后，激烈 竞争的局域网市场逐渐明朗。以太网在局域网市场屮已取得了垄断地位，并且几 乎成为了局域网的代名词。而且因特网发展很快而tcp/ip体系经常使用的局

17、域 网只剩下dix ethernet v2而不是ieee 802. 3标准中的局域网，因此现在 ieee 802委员会制定的逻辑链路控制子层llc已经很少使用了。3-18 .试说明10base-t中的“ 10 ” 、“ base ”和“ t ”所代表的意思。答：“10 ”代表10mb/s的数据率，base表示连接线上的信号是基带信号， t代表双绞线。3-19、以太网使用的csma/cd协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分利用tdm相比优缺点如何?答：从网络上负载轻重、灵活性以及网络效率等方面进行比较。网络上的负荷较轻时，csma/cd协议很灵活。但网络负荷很重时，tdm的效率 就很高

18、。由于计算机数据是突发性质的，tdm会浪费信道。3-20、假定lkm长的csma/cd网络的数据率为lgbit/s。设信号在网络上 的传播速率为200000km /s。求能够使用此协议的最短帧长。答：对于lkm电缆，单程端到端传播时延为：t =1 4- 200000=5 x 10 -6 s=5 u s ,端到端往返时延为：2 t =10 11 s为了能按照csma/cd工作，最小帧的发送时延不能小于10卩s ,以lgb/s速 率工作，10 u s可发送的比特数等于：10 x 10 -6 x 1 x 10 9 =10000bit=1250 字节。3-21 .什么叫做比特时间？使用这种时间单位有什

19、么好处？ 100比特时间是 多少微秒？答：比特时间是一种时间单位,它与数据率密切相关，1比特时间表示发送1比 :所需的时间。好处：与数据率密切相关，它能更直观，更准确地表示时间。假设数据率是10mb/s ,则100比特时间等t lous o3-22、假定在使用csma/cd协议的10mb/s以太网中某个站在发送数据时检 测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。试问这个站需要等待多长时 间后才能再次发送数据？如果是100mb/s的以太网呢？答：在10mb/s以太网中，争用期为51.2us o则需要等待51.2us*100=5. 12ms在100mb/s以太网中，争用期为5. 12us。则

20、需要等待5. 12us*100二512us3-23、公式(3-3)表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网的站点数 无关。能否由此推论出：以太网的利用率也与连接在以太网上的站点数无关？ 请说明你的理由。答：实际的以太网各站发送数据的时刻是随机的，而以太网的极限信道利用率的 得出是假定以太网使用了特殊的调度方法(已经不再是csma/cd t),使各站 点的发送不发生碰撞。3-24、假定站点a和b在同一个10mb/s以太网网段上。这两个站点之间的 传播时延为225比特时间。现假定a开始发送一帧，并且在a发送结束之前 b也发送一帧。如果a发送的是以太网所容许的最短的帧，那么a在检测到 和b发生碰撞

21、之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果a在发送完毕 之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定a所发送的帧不会和b发送的帧发生 碰撞？(提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在mac 帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符)答 在mac帧前面弾加8字节的同步码和帧定界符，则发送以太网最短帧需要：(64+8 ) x 8=576比特时间设t=0时a开始发送，那么在t二576比特时间，a发送完毕。当t=225比 特时间时，b可以检测出a的信号，只要b在1=224比特时间之前发送数据， a在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发生碰撞了。即 如果a在发送之前并没有检测

22、到碰撞，那么就能够肯定a所发送的帧不会与b 发送的帧发生碰撞。3-25、在上题中的站点a和b在t=0时同时发送了数据帧。当t=225比特时间，a和b同时检测到发生碰撞，并且在t=225+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。a和b在csma/cd算法中选择不同的r值退避。假定a和b选择的随机数分别是r a =0和r b二1。试问a和b各在什么时间开始重传其数据帧？ a重传的数据帧在何时到达b ? a重传的数据会不会在 和b重传的数据再次发送碰撞？ b会不会在预定的重传时间停止发送数据?答：t=0时，a和b开始发送数据。t=225比特时间,a和b都检测到碰撞。t二225+48二273比特时间

23、，a和b结束干扰信号的发送。1=273+225+96=594比特时间，a开始发送。1=273+512=785比特时间，b再次检测信道。如空闲，则b在785+96=881比 特时间发送数据。否则再退避。a重传的数据在594+225=819比特时间到达b , b先检测到信道忙,因此b 在预定的881比特时间停止发送数据。3-26假定一个以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了冲突。于是按 二进制指数类型退避算法进行重传。重传次数记为i , i =1, 2, 3, ?。试计 算第1次重传失败的概率、第2次重传失败的概率、第3次重传失败的概率, 以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数i o答：将

24、第i次重传成功的概率记为p i ,显然第一次重传失败的概率为05 ,第2次重传失败的概率为025，第3次重 传失败的概率为0. 125 o平均重传次数1 = 1. 637 o3-27、假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余 的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反 过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，另一个使用以太网交换机。你认 为以太网交换机应当用在哪一个网络上。答：以太网交换机用在这样的网络，其20%通信虽在木局域网而80%的通信量 到因特网。3-28、有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到 带宽。（1 ）

25、10个站点连接到一个10mbit/s以太网集线器；（2 ） 10站点连接到一个100mbit/s以太网集线器；（3 ） 10个站点连接到一个10mbit/s以太网交换机。答：（1 ）10个站共享10mbit/s ；（2 ）10 个站共享 100mbit/s ；（3 ）每一个站独占10mbit/s o3-29、10mb/s以太网升级到1 oomb/s和lgb/s时，需要解决哪些技术问 题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应 用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？答：欲保持10m ,100m , 1g的兼容，要求mac帧格式不变，且参数t/to保持为较小的值。100

26、m以太网采用的是保持帧长不变但将最大电缆长度减 小到100m。千兆以太网采用载波扩充方法，而且为了避免由此带来的额外开 销过大，当连续发送多个短帧时采用帧突发技术。其它技术改进：（1 ）采用 专用的交换集线器，缩小冲突域（2 ）发送、接收、冲突检测传输线路独立， 降低对媒体带宽要求（3 ）为使用光纤、双绞线媒体，采用新的信号编码技术。因为：（1 ）以太网是可扩展的（从10mb/s到10gb/s ） o （ 2 ）以太网是 灵活的（多种媒体、全/半双工、共享/交换）。（3 ）以太网易于安装。（4 ）以太网稳健性好。（5 ）以太网性价比高。3-30、以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答

27、：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层 上。每一个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。它能 同时连通多对端口，使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。在通信时是独占而 不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽。以太网交换机支持存储转发方式，而有些交换机还支持直通方式。但要应当注意 的是：用以太网交换机互连的网络只是隔离了网段（减少了冲突域），但同一台 交换机的各个网段仍属于同一个广播域。因此，在需要时，应采用具vlan能力 的交换机划分虚拟网，以减少广播域(802. lq协议) 3-31 .网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异 同？答：网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每 当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现羌错，且欲发往的忖的站 mac地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。 若该帧出现差错，则丢弃此帧。网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可 靠性，可互连不同物理层、不同mac子层和不同速率的局域网。但同时也增加 了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。网桥