計算機網(wǎng)絡答案教學提綱

1、精品文檔第三章 數(shù)據(jù)鏈路層3-01 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 ? P64 答：數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路出鏈路外，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?！半娐方油?”表示鏈路兩端的結點交換機已經(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，在物理連接基礎上，再建立數(shù)據(jù)鏈路連 接，才是 “數(shù)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

2、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。3-02 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：鏈路管理 （鏈路的連接釋放， 通信的雙方的協(xié)商等） （數(shù)據(jù)鏈路的建立，維持， 、和釋放叫鏈路管理） 幀定界流量控制差錯控制將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開透明傳輸 （無論什么樣的畢業(yè)組合都能在鏈路上傳輸）尋址（保證每個幀都能到達目的站） 可靠的鏈路層的優(yōu)點和缺點取決于所應用的環(huán) 境：對于干擾嚴重的信道，可靠的鏈路層可以將 重傳范圍約束在局部鏈路， 防止全網(wǎng)絡的傳輸效 率受損；對于優(yōu)質信道，采用可靠的鏈路層會增 大資源開銷，影響傳輸效率。3-03

3、 網(wǎng)絡適配器的作用是什么 ?網(wǎng)絡適配器工作在哪一層 ? P64 p78答：適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這 兩層的協(xié)議的硬件和軟件網(wǎng)絡適配器工作在 TCP/IP 協(xié)議中的網(wǎng)絡接口層（OSI 中的數(shù)據(jù)鏈里層和物理層）3-04 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：幀定界是分組交換的必然要求 透明傳輸避免消息符號與幀定界符號相混淆 差錯檢測防止合差錯的無效數(shù)據(jù)幀浪費后續(xù)路 由上的傳輸和處理資源3-05 如果在數(shù)據(jù)鏈路層不進行封裝成幀，會發(fā)生什么問 題？答：無法區(qū)分分組與分組 無法確定分組的控制域和數(shù)據(jù)域 無法將差錯更正的范圍限定在確切的

4、局部3-06 PPP協(xié)議的主要特點是什么？P71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：簡單，提供不可靠的數(shù)據(jù)報服務，檢 錯，無糾錯不用編號的原因： 不使用序號和確認機制PPP 適用于線路質量不太差的情況下、 PPP 沒有編 碼和確認機制。3-07 要發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1101011011。采用 CRC 的生成多 項式是 P（X）=X4+X+1 。試求應添加在數(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)？采用 CRC 檢

5、驗后，數(shù)據(jù)鏈路層的 傳輸是否就變成了可靠的傳輸？答：作二進制除法， 1101011011 0000 10011 得余數(shù) 1110 ，添加的檢驗序列是 1110.作二進制除法，兩種錯誤均可發(fā)現(xiàn)（ CRC 能發(fā)現(xiàn)比特錯誤）僅僅采用了 CRC 檢驗，缺重傳機制，數(shù)據(jù)鏈路層的 傳輸還不是可靠的傳輸。3-08 （ 上課講過） 要發(fā)送的數(shù)據(jù)為 101110。采用 CRCD 生成多項式是 P（X）=X3+1 。試求應添加在數(shù)據(jù)后面的 余數(shù)。答：作二進制除法， 101110 000 10011 添加在數(shù)據(jù) 后面的余數(shù)是 0113-09 一個 PPP 幀的數(shù)據(jù)部分（用十六進制寫出）是 7D 5E FE 27 7

6、D 5D 7D 5D 65 7D 5E 。試問真正的數(shù)據(jù)是什 么（用十六進制寫出）？答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E7E FE 27 7D 7D 65 7e3-10 PPP 協(xié) 議 使 用 同 步 傳 輸 技 術 傳 送 比 特 串 011011111111110。0試問經(jīng)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(shù) 據(jù) 部 分 是 000111011111011111011，0問刪除發(fā)送端加入的零比特后 變成怎樣的比特串？答： 011011111 11111 0001101111101111100000011101

7、11110111110110000111011111 11111 1103-11 試分別討論一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(wǎng)提供的電子郵件服務。 答：無論什么樣的比特組合都能傳輸，不用人工干預 透明傳輸忽略失真（ 1）是透明傳輸（2）是（ 3 ）是3-12 PPP 協(xié)議的工作狀態(tài)有哪幾種？建立哪幾種連接？ 有什么用？答：工作狀態(tài)：靜止，建立，鑒別，網(wǎng)絡（連網(wǎng)） ，打開， 終止物理層連接LCP 連接3-13局域網(wǎng)的主要特點是什么？為

8、什么局域網(wǎng)采用廣播通信方式而廣域網(wǎng)不采用呢？答：局域網(wǎng)LAN是指在較小的地理范圍內，將有限的通信設備互聯(lián)起來的計算機通信網(wǎng)絡從功能的角度來看，局域網(wǎng)具有以下幾個特點：（1）共享傳輸信道，在局域網(wǎng)中，多個系統(tǒng)連接到 一個共享的通信媒體上。（2）地理范圍有限，用戶個數(shù)有限。通常局域網(wǎng)僅 為一個單位服務，只在一個相對獨立的局部范圍內 連網(wǎng)，如一座樓或集中的建筑群內，一般來說，局 域網(wǎng)的覆蓋范圍越位 10m10km內或更大一些。從網(wǎng)絡的體系結構和傳輸檢測提醒來看，局域網(wǎng)也有自 己的特點：（1）低層協(xié)議簡單（2）不單獨設立網(wǎng)絡層， 局域網(wǎng)的體系結構僅相當于相當與 OSI/RM 的最低兩層（ 3 ）采用兩

9、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。 在局域網(wǎng)中各站通常共享通信媒體，采用廣播通信 方式是天然合適的，廣域網(wǎng)從體系上看包含了網(wǎng)絡 層，網(wǎng)絡層可以完成主機到主機的單播，并且在廣 域網(wǎng)中采用廣播形式顯然是浪費資源的。 （因為廣 域網(wǎng)的覆蓋范圍大）3-14 常用的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲有哪些種類？現(xiàn)在最流 行的是哪種結構？為什么早期的以太網(wǎng)選擇總線拓撲 結構而不是星形拓撲結構，但現(xiàn)在卻改為使用星形拓撲 結構？答：星形網(wǎng)，總線網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，樹形網(wǎng) 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，連接有大 量站點的總線式以太網(wǎng)很容易出現(xiàn)故障，

10、而現(xiàn)在 專用的 ASIC 芯片的使用可以講星形結構的集線 器做的非?？煽?， 因此現(xiàn)在的以太網(wǎng)一般都使用 星形結構的拓撲。3-15 什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個主要標準？ P78答：DIX Ethernet V2標準的局域網(wǎng)DIX Ethernet V2 標準與 IEEE 的 802.3 標準3-16 數(shù)據(jù)率為 10Mb/s 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 10MB/s ，因此波特率是 數(shù)據(jù)率的兩倍，即 20M 波特3-17 為什么 LLC 子層的

11、標準已制定出來了但現(xiàn)在卻很 少使用？答：由 于 TCP/IP 體系經(jīng)常 使用的局 域網(wǎng)是 DIX Ethernet V2 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 LLC （即 802.2 標準）的作用已經(jīng)不大了。3-18 試說明10BASE-T中的“ 10、“ BASE和“ T所代表的意思。答：10BASE-T中的“ 10表示信號在電纜上的傳輸速率 為10MB/S，“BASE表示電纜上的信號是基帶信號，“ T”代表雙絞線星形網(wǎng)。3-19 以太網(wǎng)使用的 CSMA/CD 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？

12、 答：傳統(tǒng)的時分復用 TDM 是靜態(tài)時隙分配，均勻高負 荷時信道利用率高，低負荷或符合不均勻時資源浪 費較大， CSMA/CD 課動態(tài)使用空閑新到資源，低 負荷時信道利用率高，但控制復雜，高負荷時信道 沖突大。3-20 假定 1km 長的 CSMA/CD 網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)率為 1Gb/s 。 設信號在網(wǎng)絡上的傳播速率為 200000km/s 。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 1/200000=5 為微 秒，來回路程傳播時間為 10 微秒，為了能夠按照 CSMA/CD 工作，最小幀的發(fā)射時間不能小于 10 微秒，以 Gb/s 速率工作， 10 微秒可以發(fā)送的比特

13、數(shù)等于 10*10A-6/1*10八-9=10000,因此，最短幀是 10000 位或 1250 字節(jié)長3-21 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：比特時間是發(fā)送一比特多需的時間，它是數(shù)據(jù)率的 倒數(shù)，便于建立信息長度與發(fā)送延遲的關系“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 10Mb/s ，則 100 比特時間等于 10微秒。3-22 假定在使用 CSMA/CD 協(xié)議的 10Mb/s 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。試問這個站需要等待多長時間后才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)？如果是 100

14、Mb/s 的以太網(wǎng)呢？答：對于 10mb/s 的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為 51.2 微秒，要退后 100 個爭用期，等待時間是 51.2（微 秒） *100=5.12ms對于 100mb/s 的以太網(wǎng)，以太網(wǎng)把爭用期定為 5.12 微秒，要退后 100 個爭用期， 等待時間是 5.12（微秒） *100=512 微秒3-23公式（ 3-3）表示，以太網(wǎng)的極限信道利用率與連接在以太網(wǎng)上的站點數(shù)無關。能否由此推論出：以太網(wǎng) 的利用率也與連接在以太網(wǎng)的站點數(shù)無關？請說明你 的理由。答：實際的以太網(wǎng)各給發(fā)送數(shù)據(jù)的時刻是隨即的，而以太網(wǎng) 的極限信道利用率的得出是假定以太網(wǎng)使用了特殊的調度 方法（已經(jīng)不

15、再是 CSMA/CD 了），使各結點的發(fā)送不發(fā)生 碰撞3-24 站點 A 和 B 在同一個 10Mb/s 以太網(wǎng)網(wǎng)段上。 這兩 個站點之間的傳播時延為 225比特時間。假定A開始發(fā) 送一幀，并且在 A 發(fā)送結束之前 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， 那么能否肯 定 A 所發(fā)送的幀不會和 B 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示： 在計算時應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：設在 t=0 時 A

16、 開始發(fā)送，在 t= （64+8）*8=576 比 特時間， A 應當發(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)送的幀不會和 B 發(fā)送的幀發(fā)生 碰撞（當然也不會和其他站點發(fā)生碰撞） 。3-25在上題中的站點 A和B在t=0時同時發(fā)送了數(shù)據(jù)幀。當 t=255 比特時間， A 和 B 同時檢測到發(fā)生了碰撞，并 且在 t=255+48=273 比特時間完成了干擾信號的傳輸。 A 和 B 在

17、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(shù)分別是rA=0和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數(shù)據(jù)幀？ A 重傳的數(shù)據(jù)幀在什 么時間到達B？ A重傳的數(shù)據(jù)會不會和 B重傳的數(shù)據(jù)再 次發(fā)生碰撞？ B 會不會在預定的重傳時間停止發(fā)送數(shù) 據(jù)？答： t=0 時， A 和 B 開始發(fā)送數(shù)據(jù)T1=225 比特時間 ,A 和 B 都檢測到碰撞（ tau ）T2=273 比特時間 ,A 和 B 結束干擾信號的傳輸( T1+48 )T3=594 比特時間 ,A 開 始 發(fā) 送( T2+Tau+rA*Tau+96 )T4=785 比 特 時 間 ， B 再 次 檢 測 信 道

18、 。 ( T4=T2+Tau+Rb*Tau )如空閑， 則 B 在 T5=881 比 特時間發(fā)送數(shù)據(jù)、否則再退避。 ( T5=T4+96 ) A 重傳的數(shù)據(jù)在 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(fā)送3-26 以太網(wǎng)上只有兩個站，它們同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了 碰撞。于是按截斷二進制指數(shù)退避算法進行重傳。重傳 次數(shù)記為i, i=1 , 2, 3,.。試計算第1次重傳失敗的 概率、第 2 次重傳的概率、第 3 次重傳失敗的概率，以 及一個站成功發(fā)送數(shù)據(jù)之前的平均重傳次數(shù)I。(算概率的)答：將第i次重傳成功的概率記為pi。顯然第一次重傳失敗的概率為

19、0.5，第二次重傳失敗的概 率為 0.25，第三次重傳失敗的概率為0.125.平均重傳次數(shù) 1=1.6373-27 假定一個以太網(wǎng)上的通信量中的 80% 是在本局域 網(wǎng)上進行的， 而其余的 20% 的通信量是在本局域網(wǎng)和因 特網(wǎng)之間進行的。另一個以太網(wǎng)的情況則反過來。這兩個以太網(wǎng)一個使用以太網(wǎng)集線器，而另一個使用以太網(wǎng) 交換機。你認為以太網(wǎng)交換機應當用在哪一個網(wǎng)絡？ 答：集線器為物理層設備，模擬了總線這一共享媒介共 爭用，成為局域網(wǎng)通信容量的瓶頸。交換機則為鏈路層設備，可實現(xiàn)透明交換 局域網(wǎng)通過路由器與因特網(wǎng)相連 當本局域網(wǎng)和因特網(wǎng)之間的通信量占主要成份 時，形成集中面向路由器的數(shù)據(jù)流，使用集

20、線器 沖突較大，采用交換機能得到改善。當本局域網(wǎng)內通信量占主要成份時，采用交換機 改善對外流量不明顯3-28 有 10 個站連接到以太網(wǎng)上。 試計算一下三種情況下每一個站所能得到的帶寬。（1）10 個站都連接到一個（2）10 個站都連接到一個（3）10 個站都連接到一個 答:（1）10 個站都連接到一個 共用 10mbs10Mb/s 以太網(wǎng)集線器； 100Mb/s 以太網(wǎng)集線器； 10Mb/s 以太網(wǎng)交換機。10Mb/s 以太網(wǎng)集線器：各站3-29 10Mb/s 以太網(wǎng)升級到 100Mb/s、1Gb/S 和 10Gb/s 時，都需要解決哪些技術問題？為什么以太網(wǎng)能夠在發(fā) 展的過程中淘汰掉自己的

21、競爭對手， 并使自己的應用 范圍從局域網(wǎng)一直擴展到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)？答：（ 1）技術問題 ：使參數(shù) a 保持為較小的數(shù)值，可通過減小最大電纜長度或增大幀的最小長度（ 2）在 100mb/s 的以太網(wǎng)中采用的方法是保持最 短幀長不變，但將一個網(wǎng)段的最大電纜的度減小 到100m ,幀間時間間隔從原來 9.6微秒改為現(xiàn)在 的 0.96微秒（3）吉比特以太網(wǎng)仍保持一個網(wǎng)段的最大長度為100m ，但采用了“載波延伸”的方法，使最短幀 長仍為 64 字節(jié)（這樣可以保持兼容性）、同時將 爭用時間增大為 512 字節(jié)。并使用“分組突發(fā)” 減小開銷（ 4） 1 0吉比特以太網(wǎng)的幀格式與10mb/s， 100mb/s和 1Gb/s 以太網(wǎng)的幀格式完全相同（ 5）吉比特以太網(wǎng)還保留標準規(guī)定的以太網(wǎng)最小和 最大幀長， 這就使用戶在將其已有的以太網(wǎng)進行升級 時，仍能和較低速率的以太網(wǎng)很方便地通信。（ 6）以太