計算機網(wǎng)絡(luò)答案(第五版) 謝希仁 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層

1、1第三章第三章數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層301數(shù)據(jù)鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區(qū)別？“電路接通了”與“數(shù)據(jù)鏈路接通了”的區(qū)別何在？答：（1）數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控制數(shù)據(jù)的傳輸。因此，數(shù)據(jù)鏈路比鏈路多了實現(xiàn)通信規(guī)程所需要的硬件和軟件。（2）“電路接通了”表示鏈路兩端的結(jié)點交換機已經(jīng)開機，物理連接已經(jīng)能夠傳送比特流了。但是，數(shù)據(jù)傳輸并不可靠。在物理連接基礎(chǔ)上，再建立數(shù)據(jù)鏈路連接，才是“數(shù)

2、據(jù)鏈路接通了”。此后，由于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路，進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。當數(shù)據(jù)鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連接。302、數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制包括哪些功能？試討論數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優(yōu)點和缺點。答：數(shù)據(jù)鏈路層中的鏈路控制包括以下功能：鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制；將數(shù)據(jù)和控制信息分開；透明傳輸；尋址。數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠的鏈路層的優(yōu)點和缺點：所謂“可

3、靠傳輸”就是：數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么，在接收端就收到什么。這就是收到的幀并沒有出現(xiàn)比特差錯，但卻出現(xiàn)了幀丟失、幀重復或幀失序。以上三種情況都屬于“出現(xiàn)傳輸差錯”，但都不是這些幀里有“比特差錯”?！盁o比特差錯”與“無傳輸差錯”并不是同樣的概念。在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗，能夠?qū)崿F(xiàn)無比特差錯的傳輸，但這不是可靠的傳輸。303、網(wǎng)絡(luò)適配器的作用是什么？網(wǎng)絡(luò)適配器工作在哪一層？答：絡(luò)適配器能夠?qū)?shù)據(jù)的串行和并行傳輸進行轉(zhuǎn)換并且能夠?qū)彺鏀?shù)據(jù)

4、進行出來實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議同時能夠?qū)崿F(xiàn)幀的傳送和接受對幀進行封閉等.網(wǎng)絡(luò)適配器工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。304、數(shù)據(jù)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：幀定界使收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀的開始和結(jié)束在什么地方；透明傳輸使得不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應(yīng)當能夠在鏈路上傳送，因此很重要；差錯控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e率，因此也必須解決。305、如果在數(shù)據(jù)鏈路

5、層不進行幀定界，會發(fā)生什么問題？答：如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行幀定界，將發(fā)生幀數(shù)據(jù)錯誤，造成數(shù)據(jù)混亂，通信失敗。306、PPP協(xié)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(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸？答：主要特點：1、點對點協(xié)議，既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。2、PPP是面向字節(jié)的。PPP不采用序號和確認機制是出于以下的考慮：1、若使用能夠?qū)崿F(xiàn)可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（如HDLC），開銷就要增大

6、。在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡單的PPP協(xié)議較為合理。2、在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP的信息字段放入的數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)報。假定我們采用了能實現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴碗s的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當數(shù)據(jù)幀在路由器中從數(shù)據(jù)鏈路層上升到網(wǎng)絡(luò)層后，仍有可能因網(wǎng)絡(luò)授擁塞而被丟棄。因此，數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。3、PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗序列FCS安段。對每一個收到的幀，PPP都要使用硬件進行CRC檢驗。若發(fā)現(xiàn)有差錯，

7、則丟棄該幀（一定不能把有差錯的幀交付給上一層）。端到端的差錯檢測最后由高層協(xié)議負責。因此，PPP協(xié)議可保證無差錯接受。PPP協(xié)議適用于用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)的情況。PPP協(xié)議不能使數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍篜PP有FCS來確保數(shù)據(jù)幀的正確性，如果錯誤則上報錯誤信息來確保傳輸?shù)目煽啃浴．斎凰推渌鸏2協(xié)議一樣，沒有TCP的ACK機制，這也是傳輸層以下協(xié)議所具有的特性，以便于提高網(wǎng)絡(luò)的性能。307要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101011011

8、。采用CRC的生成多項式是P(x)=x4x1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？答：添加的檢驗序列為1110（11010110110000除以10011）數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1變成了0，11010110101110除以10011，余數(shù)為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，1101011000

9、1110除以10011，余數(shù)為101，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。308要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項式是P(X)=X31。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。解：余數(shù)是011。309一個PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進制寫出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。試問真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進制寫出）？答：7EFE277D7D657E。310PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)過

10、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(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？答：第一個比特串：經(jīng)過零比特填充后編程011011111011111000（加上下劃線的0是填充的）。另一個比特串：刪除發(fā)送端加入的零比特后變成3沖突檢測的載波感應(yīng)多處訪問（CSMACD）方法，采用競爭機制和總線拓樸結(jié)構(gòu)?；旧?，以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜和多端口集線

11、器、網(wǎng)橋或交換機構(gòu)成。在星型或總線型配置結(jié)構(gòu)中，集線器交換機網(wǎng)橋通過電纜使得計算機、打印機和工作站彼此之間相互連接。有DIXEtherV2標準和802.3標準。316數(shù)據(jù)率為10Mbs的以太網(wǎng)在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元秒？答：碼元傳輸速率即為波特率。以太網(wǎng)使用曼徹斯特編碼，這就意味著發(fā)送的每一位都有兩個信號周期。標準以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率是10Mbs，因此波特率是數(shù)據(jù)率的兩倍，即20M波特。317為什么LLC子層的標準已制定出來了但

12、現(xiàn)在卻很少使用？答：為了是數(shù)據(jù)鏈路層能更好的使用多種局域網(wǎng)標準，802委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體介入控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的。由于現(xiàn)在TCPIP體系經(jīng)常是用的局域網(wǎng)是DIXEtherV2而不是802.3標準中的幾種局域網(wǎng)。因此現(xiàn)在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層的作用已經(jīng)不大

13、了，很多廠商生產(chǎn)的網(wǎng)卡上都僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以LLC子層的標準現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。318試說明10BASET中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。答：10BASET：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mbs，“BASE”表示電纜上的信號是基帶信號，“T”表示使用雙絞線的最大長度是500m。319以太網(wǎng)使用的CSMACD協(xié)議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時分復用TDM相比優(yōu)缺點如何？答：CSMACD是一種動態(tài)的媒

14、體隨機接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時分復用TDM是一種靜態(tài)的劃分信道，所以對信道的利用，CSMACD是用戶共享信道，更靈活，可提高信道的利用率，不像TDM，為用戶按時隙固定分配信道，即使當用戶沒有數(shù)據(jù)要傳送時，信道在用戶時隙也是浪費的；也因為CSMACD是用戶共享信道，所以當同時有用戶需要使用信道時會發(fā)生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用戶在分配的時隙中不會與別的用戶發(fā)生沖突。對局域網(wǎng)來說，連入信道的是相距較近的用戶，因此通常信道帶寬

15、較寬，如果使用TDM方式，用戶在自己的時隙內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會更多，不利于信道的充分利用。對計算機通信來說，突發(fā)式的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。320假定1km長的CSMACD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gbs。設(shè)信號在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為200000kms。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。答：對于1km電纜，單程傳播時間為1200000=5106s，即5us，來回路程傳播時間為10us。為了能夠按照CSMACD工作，最短幀的發(fā)射時間不能小于10us。

16、以1Gbs速率工作，10us可以發(fā)送的比特數(shù)等于：10000110101096=??因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長。321什么叫做比特時間？使用這種時間單位有什么好處？100比特時間是多少微秒？答：比特時間是指傳輸1bit所需要的時間。種時間單位與數(shù)據(jù)率密切相關(guān)，用它來計量時延可以將時間與數(shù)據(jù)量聯(lián)系起來。“比特時間”換算成“微秒”必須先知道數(shù)據(jù)率是多少。如數(shù)據(jù)率是100Mbs，則100比特時間等于10us。322假定在使用C

17、SMACD協(xié)議的10Mbs以太網(wǎng)中某個站在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到碰撞，執(zhí)行退避算法時選擇了隨機數(shù)r=100.試問這個站需要等多長時間后才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)？如果是100Mbs的以太網(wǎng)呢？答：對于10Mbs的以太網(wǎng)，等待時間是5.12毫秒對于100Mbs的以太網(wǎng)，等待時間是512微妙。323公式（33）表示，以太網(wǎng)的極限信道利用率與鏈接在以太網(wǎng)上的站點數(shù)無關(guān)。能否由此推論出：以太網(wǎng)的利用率也與鏈接在以太網(wǎng)上的站點數(shù)無關(guān)？請說明理由。答：實際的以太網(wǎng)

18、各站發(fā)送數(shù)據(jù)的時刻是隨機的，而以太網(wǎng)的極限信道利用率的得出是假定以太網(wǎng)使用了特殊的調(diào)度方法（已經(jīng)不再是CSMACD了），使各站點的發(fā)送不發(fā)生碰撞。324假定站點A和B在同一個10Mbs以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點之間的時延為225比特時間?，F(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結(jié)束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否

19、肯定A所發(fā)送到幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應(yīng)當考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）答：設(shè)在t=0時A開始發(fā)送。在t=576比特時間，A應(yīng)當發(fā)送完畢。t=225比特時間，B就檢測出A的信號。只要B在t=224比特時間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，A在發(fā)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(fā)送碰撞了。如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送到幀不會和B發(fā)