計(jì)算機(jī)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(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸。因此，數(shù)據(jù)鏈路比鏈路多了實(shí)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(diǎn)交換機(jī)已經(jīng)開(kāi)機(jī)，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(cè)、確認(rèn)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(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路斷開(kāi)連接時(shí)，物理電路連接不一定跟著斷開(kāi)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(diǎn)和缺點(diǎn)。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(cuò)控制；將數(shù)據(jù)和控制信息分開(kāi)；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(diǎn)和缺點(diǎn)：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(méi)有出現(xiàn)比特差錯(cuò)，但卻出現(xiàn)了幀丟失、幀重復(fù)或幀失序。以上三種情況都屬于“出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)”，但都不是這些幀里有“比特差錯(cuò)”。“無(wú)比特差錯(cuò)”與“無(wú)傳輸差錯(cuò)”并不是同樣的概念。在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)比特差錯(cuò)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(jìn)行轉(zhuǎn)換并且能夠?qū)彺鏀?shù)據(jù)

4、進(jìn)行出來(lái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)幀的傳送和接受對(duì)幀進(jìn)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(gè)基本問(wèn)題（幀定界、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)）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(zhǔn)確地區(qū)分出一個(gè)幀的開(kāi)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(dāng)能夠在鏈路上傳送，因此很重要；差錯(cuò)控制主要包括差錯(cuò)檢測(cè)和差錯(cuò)糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e(cuò)率，因此也必須解決。305、如果在數(shù)據(jù)鏈路

5、層不進(jìn)行幀定界，會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？答：如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進(jìn)行幀定界，將發(fā)生幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，造成數(shù)據(jù)混亂，通信失敗。306、PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)是什么？為什么PPP不使用幀的編號(hào)？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(shí)現(xiàn)可靠傳輸？答：主要特點(diǎn)：1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(hào)和確認(rèn)機(jī)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(kāi)銷(xiāo)就要增大

6、。在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯(cuò)的概率不大時(shí)，使用比較簡(jiǎn)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(bào)。假定我們采用了能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)謴?fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然而當(dāng)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(yàn)序列FCS安段。對(duì)每一個(gè)收到的幀，PPP都要使用硬件進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)有差錯(cuò)，

7、則丟棄該幀（一定不能把有差錯(cuò)的幀交付給上一層）。端到端的差錯(cuò)檢測(cè)最后由高層協(xié)議負(fù)責(zé)。因此，PPP協(xié)議可保證無(wú)差錯(cuò)接受。PPP協(xié)議適用于用戶(hù)使用撥號(hào)電話(huà)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(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)脑颍篜PP有FCS來(lái)確保數(shù)據(jù)幀的正確性，如果錯(cuò)誤則上報(bào)錯(cuò)誤信息來(lái)確保傳輸?shù)目煽啃?。?dāng)然它和其他L2協(xié)議一樣，沒(méi)有TCP的ACK機(jī)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(xiàng)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(guò)程中最后一個(gè)1變成了0，問(wèn)接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)1都變成了0，問(wèn)接收端能否發(fā)現(xiàn)？答：添加的檢驗(yàn)序列為1110（11010110110000除以10011）數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后一個(gè)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(cuò)。數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中最后兩個(gè)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(cuò)。308要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項(xiàng)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(gè)PPP幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進(jìn)制寫(xiě)出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。試問(wèn)真正的數(shù)據(jù)是什么（用十六進(jìn)制寫(xiě)出）？答：7EFE277D7D657E。310PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問(wèn)經(jīng)過(guò)

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(wèn)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(gè)比特串：經(jīng)過(guò)零比特填充后編程011011111011111000（加上下劃線的0是填充的）。另一個(gè)比特串：刪除發(fā)送端加入的零比特后變成3沖突檢測(cè)的載波感應(yīng)多處訪問(wèn)（CSMACD）方法，采用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)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(jī)構(gòu)成。在星型或總線型配置結(jié)構(gòu)中，集線器交換機(jī)網(wǎng)橋通過(guò)電纜使得計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和工作站彼此之間相互連接。有DIXEtherV2標(biāo)準(zhǔn)和802.3標(biāo)準(zhǔn)。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(gè)信號(hào)周期。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)已制定出來(lái)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(biāo)準(zhǔn)，802委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)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(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來(lái)說(shuō)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(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)。因此現(xiàn)在802委員會(huì)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(méi)有LLC協(xié)議。所以LLC子層的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。318試說(shuō)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(hào)是基帶信號(hào)，“T”表示使用雙絞線的最大長(zhǎng)度是500m。319以太網(wǎng)使用的CSMACD協(xié)議是以爭(zhēng)用方式接入到共享信道。這與傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用TDM相比優(yōu)缺點(diǎn)如何？答：CSMACD是一種動(dòng)態(tài)的媒

14、體隨機(jī)接入共享信道方式，而傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用TDM是一種靜態(tài)的劃分信道，所以對(duì)信道的利用，CSMACD是用戶(hù)共享信道，更靈活，可提高信道的利用率，不像TDM，為用戶(hù)按時(shí)隙固定分配信道，即使當(dāng)用戶(hù)沒(méi)有數(shù)據(jù)要傳送時(shí)，信道在用戶(hù)時(shí)隙也是浪費(fèi)的；也因?yàn)镃SMACD是用戶(hù)共享信道，所以當(dāng)同時(shí)有用戶(hù)需要使用信道時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用戶(hù)在分配的時(shí)隙中不會(huì)與別的用戶(hù)發(fā)生沖突。對(duì)局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，連入信道的是相距較近的用戶(hù)，因此通常信道帶寬

15、較寬，如果使用TDM方式，用戶(hù)在自己的時(shí)隙內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況會(huì)更多，不利于信道的充分利用。對(duì)計(jì)算機(jī)通信來(lái)說(shuō)，突發(fā)式的數(shù)據(jù)更不利于使用TDM方式。320假定1km長(zhǎng)的CSMACD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gbs。設(shè)信號(hào)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(zhǎng)。答：對(duì)于1km電纜，單程傳播時(shí)間為1200000=5106s，即5us，來(lái)回路程傳播時(shí)間為10us。為了能夠按照CSMACD工作，最短幀的發(fā)射時(shí)間不能小于10us。

16、以1Gbs速率工作，10us可以發(fā)送的比特?cái)?shù)等于：10000110101096=??因此，最短幀是10000位或1250字節(jié)長(zhǎng)。321什么叫做比特時(shí)間？使用這種時(shí)間單位有什么好處？100比特時(shí)間是多少微秒？答：比特時(shí)間是指?jìng)鬏?bit所需要的時(shí)間。種時(shí)間單位與數(shù)據(jù)率密切相關(guān)，用它來(lái)計(jì)量時(shí)延可以將時(shí)間與數(shù)據(jù)量聯(lián)系起來(lái)?！氨忍貢r(shí)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(shí)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(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)到碰撞，執(zhí)行退避算法時(shí)選擇了隨機(jī)數(shù)r=100.試問(wèn)這個(gè)站需要等多長(zhǎng)時(shí)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(duì)于10Mbs的以太網(wǎng)，等待時(shí)間是5.12毫秒對(duì)于100Mbs的以太網(wǎng)，等待時(shí)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(diǎn)數(shù)無(wú)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(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)？請(qǐng)說(shuō)明理由。答：實(shí)際的以太網(wǎng)

18、各站發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)刻是隨機(jī)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(diǎn)的發(fā)送不發(fā)生碰撞。324假定站點(diǎn)A和B在同一個(gè)10Mbs以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個(gè)站點(diǎn)之間的時(shí)延為225比特時(shí)間?，F(xiàn)假定A開(kāi)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(cè)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(méi)有檢測(cè)到碰撞，那么能否

19、肯定A所發(fā)送到幀不會(huì)和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到每一個(gè)以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時(shí)，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(shí)A開(kāi)始發(fā)送。在t=576比特時(shí)間，A應(yīng)當(dāng)發(fā)送完畢。t=225比特時(shí)間，B就檢測(cè)出A的信號(hào)。只要B在t=224比特時(shí)間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測(cè)到碰撞。就能夠肯定以后也不會(huì)再發(fā)送碰撞了。如果A在發(fā)送完畢之前并沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送到幀不會(huì)和B發(fā)