第三章-计算机网络-数据链路层

('（答案仅供参考如有不对请自己加以思考）第三章数据链路层一习题1，下列不属于数据链路层功能的是（）。A帧定界功能B电路管理功能C差错检测功能D链路管理功能解析：B。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，即将原始的，有差错的物理线路改进成逻辑上无差错的数据链路，从而向网络层提供高质量的服务。为了达到这一点，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将二进制比特流组织成数据链路层的传输单元----帧；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，在两个网络实体之间提供数据链路的建立，维护和释放管理。这些功能对应为帧定界，差错检测，链路管理等功能。2对于信道比较可靠并且对通信实时性要求高的网络，采用（）数据链路层服务比较合适。A无确认的无连接服务B有确认的无连接服务C有确认的面向连接的服务D无确认的面向连接的服务解析：A。无确认的无连接服务器是指源机器向目标机器发送独立的帧，目标机器并不对这些帧进行确认。事先并不建立逻辑连接，事后也不用释放逻辑连接。若由于线路上有噪声而造成了某一帧丢失，则数据链路层并不会检测这样的丢帧现象，也不会恢复。当错误率很低的时候，这一类服务是非常适合的，这时恢复过程可以留给上面的各层来完成。这类服务对于实时通信也是非常适合的，因为实时通信中数据的迟到比数据损坏更加不好。3在数据链路层中，网络互联表现为（）。A，在电缆段之间复制比特流B在网段之间转发数据帧C在网络之间转发报文D连接不同体系结构的网络解析：B。数据链路层的主要任务是将一个原始的传输设备（物理层设备）转变成一条逻辑的传输线路。数据链路层的传输单元为帧，网络层的传输单元为报文，物理层的传输单元为比特，所以A，C都是错误的。而连接不同体系结构的网络的工作是在网络层完成的。4假设物理信道的传输成功率是95%，而平均一个网络层的分组需要10个数据链路层的帧来发送。如果数据链路层采用了无确认的无连接服务，那么发送网络层分组的成功率是（）。这个结论说明了什么A40%B60%C80%D95%解析：B。要成功发送一个网络层的分组，需要成功发送10个数据链路层帧。成功发送10个数据链路层帧的概率是（）10≈，即大约只有60%的成功率。这个结论说明了在不可靠的信道上无确认的服务效率很低。为了提高可靠性应该引入有确认的服务。5在可靠传输机制中，发送窗口的位置由窗口前沿和后沿的位置共同确定，经过一段时间，发送串口的后沿的变化情况可能为（）。I原地不动II向前移动III向后移动AIIIIBIIICIIIIID都有可能解析：B。发送窗口的后沿的变化情况只能有两种：1）原地不动（没有收到新的确认）。2）向前移动（收到了新的确认）。发送窗口不可能向后移动，因为不可能撤销已收到的确认。6以下哪种滑动窗口协议收到的分组一定是按序接受的（）。I停止-等待协议II后退N帧协议III选择重传协议AIIIIBIIICIIIIID都有可能解析：B。要使分组一定是按序接收的，接收窗口的大小为1才能满足，只有停止-等待协议与后退N帧协议的接收窗口大小为1。7采用滑动窗口机制对两个相邻节点A（发送方）和B（接收方）的通信过程进行流量控制。假定帧序号长度为3，发送窗口和接收窗口的大小都是7.当A发送了编号为0,1,2,3这4个帧后，而B接收了这4个帧，但仅答应了0,1两个帧，此时发送窗口将要发送的帧序号为（1）______，接收窗口的上边界对应的帧序号为（2）_____：若滑动窗口机制采用选择重传协议来进行流量控制，则允许发送方在收到应答之前连续发送出多个帧。若帧的序号长度为k比特，那么窗口的大小W（3）______2k-1；若滑动窗口机制采用后退N帧协议来进行流量控制，则允许发送方在收到应答之前连续发出多个帧。若帧的序号长度为k比特，那么发送窗口的大小W最大为（4）______。（1）A2B3C4D5（2）A1B2C3D4（3）Ａ＜Ｂ＞Ｃ≥Ｄ≤（4）Ａ2kＢ2kＣ2k-1Ｄ２解析：（1）发送窗口大小为7意味着发送方在没有收到确认之前可以连续发送7个帧，由于发送方A已经发送了编号为0~3的4个帧，所以下一个帧将是编号为4的帧。（2）接收窗口的大小也为7，当接收方收到了编号为0~3后，滑动窗口准备接受编号为4,5,6,7,0，1,2的帧，因此接收窗口上边界对应的帧序号为4.需要注意的是，在接收端只有收到的数据帧的发送信号落入接收窗口内，窗口就会前移一个位置，并不是说一定要等到应答，接收窗口才移动，应答其实影响的应该是发送窗口，发送方收到了应答后才滑动发生窗口（不少考生认为此题帧3和帧4没有应答，就不应该、、滑动，导致此题误选B）。（3）当帧的序号长度为k比特，对于选择重传协议，为避免接收端向前移动窗口后，新的窗口与旧的窗口产生重叠，接收窗口的最大尺寸应该不超过序列号范围的一半（参考知识点扩展与深度总结），即WR≤2k-1。（4）2k-1。所以选（1）C（2）D（3）D（4）D可能疑问点：帧序号的长度是3，而且发送窗口和接收窗口都不是1，说明应该是选择重传，但是，这样最大发送窗口不应该是4吗怎么可能取到7解析：本题前面讲的应该是普通的滑动窗口机制，这个和带有滑动窗口协议的特殊滑动窗口机制应该是不一样的。对于普通的滑动窗口机制来说，不会考虑出错的情况，也就是这道题前面几问很有可能会出错（如确认帧丢失等），造成窗口重叠现象。而后面两问就开始考虑滑动窗口机制采用各种滑动窗口协议，而协议就应该考虑到所有可能出错的情况前面应该讲过类似的知识，希望考生不要再在这个问题上纠结。8采用HDLC传输比特串011111111000001，在比特填充后输出为（）。A0111110111000001B0101111111000001C0111101111000001D0111111011000001解析：A。HDLC数据帧以位模式01111110标识每一个帧的开始和结束，因此在帧数据中凡是出现了5个连续的位“1”的时候，就会在输出的位流中填充一个“0”。9数据链路层提供给的3种基本服务不包括（）。A无确认的无连接服务B有确认的无连接服务C无确认的有链接服务D有确认的有链接服务解析：C。连接时建立在确认机制的基础之上的。所以数据链路层没有无确认有连接的服务。10数据链路层采用了后退N帧协议，如果发送窗口的大小是32，那么至少需要（）位的序列号才能保证协议不出错。A4位B5位C6位D7位解析：C。在后退N帧的协议中，帧号≥发送窗口+1，在题目中发送窗口的大小是32，那么帧号最小号码应该是32（从0开始，共33个）。因为25<33<26,所以至少需要6为的帧序号才能达到要求。11从滑动窗口的观点看，当发送窗口为1，接收窗口为1是，相当于ARQ的（）方式。A回退N帧ARQB选择重传ARQC停止-等待D连续ARQ解析：C。概念题目。12对于窗口大小为n的滑动窗口，最多可以有（）帧已发送但没有确认。A0Bn-1CnDn/2解析：B。一方面，在连续ARQ协议中，必须发送窗口的大小≤窗口总数--1.例如，窗口总数为8个，编号为0~7假设这8个帧都已发出，下一轮又发出编号为0~7帧共8个帧，接收方将无法判断第二轮发的8个帧到底是重传帧还是新帧，因为它们的序号完全相同。另一方面，对于回退N帧协议，发送窗口的大小可以达到（窗口总数--1）。因为它的接收窗口大小为1，所有的帧保证按序接收。所以对于窗口大小为n的滑动窗口，其发送窗口大小最大为n-1，即最多可以有n-1帧已发送但没有确认。13下列属于奇偶校验码特征的是（）。A只能检查出奇数个比特错误B能查出长度任意一个比特的错误C比CRC校验可靠D可以检查偶数个比特的错误解析：A。奇偶校验的原理是通过增加冗余位来使得码字中”1“的个数保持为奇数个数或者偶数个的编码方法。它只能发现奇数个比特的错误。14下列关于循环冗余校验的说法中，（）是错误的。A带r个校验位的多项式编码可以检测到所有长度小于或等于r的突发性错误B通信双方可以无需商定就直接使用多项式编码CCRC校验可以使用硬件来完成D有一些特殊的多项式，因为其有很好的特性，而成为了国际标准解析：B。在使用多项式编码时，发送方和接收方必须预先商定一个生成多项式。发送方按照模2除法，得到校验码，在发送数据的时候把该校验码加在数据后面。接收方收到数据后，也需要根据同一个生成多项式来验证数据的正确性。所以发送方和接收方在通信前必须要商定一个生成多项式。15发送方准备发送的信息位为11，采用CRC校验算法，生成多项式为G（x）=x4+x+1那么发出的校验位应该为（）。A0110B1010C1001D1110解析：D。首先根据生成多项式G（x）=x4+x+1得到CRC的校验码为10011,。然后利用短除法来计算校验码，具体流程如图3-21所示，最后余数为1110。101001100100111001110011000010000000010000000010100000010110000010110100110101000000101001001101110000001110图3-2116为了检测5比特的错误，编码的海明距离应该为（）。A4B6C3D5解析：B。知识点讲解中详细讲解过了，检错d位，需要码距为d+1的编码方案。17为了纠正2比特的错误，编码的海明距离应该为（）。A2B3C4Ｄ5解析：D。纠错d位，需要码距为2d+1的编码方案。18流量控制实际上是对（）的控制。A发送方，接收方数据流量B接收方数据流量C发送方数据流量D链路上任意两节点间的数据流量解析：C。流量控制就是要控制发送方发送数据的速率，使接收方来得及接收。19流量控制是为防止（）所需要的。A位错误B发送方缓冲区溢出C接收方缓冲区溢出D接收方与发送方间冲突解析：C。流量控制就是要控制发送方法送数据的速率，使接收方来得及接收，目的就是怕接收方缓冲区溢出。20在简单的停止-等待协议中，当帧出现丢失时，发送端会永远等待下去，解决这种死锁现象的办法是（）。A差错校验B帧序号CACK机制D超时机制解析：D。在一个有噪声的信道中，帧可能会被破坏，也可能完全丢失。这时候需要增加一个计时器，当发送方发送出一帧后，计时器开始计时，当该帧的确认在计时器到时之前到达发送方，则取消该计时器；否则如果在计时器到时，发送方还没有收到该帧的确认就再次发送该帧，这样就可以打破死锁。21使用后退N帧协议，根据下图所示的滑动窗口状态（发送窗口大小为2，接收窗口大小为1），指出通信双方处于何种状态（）。发送方接收方窗口序号模式Ａ发送方发送完０号帧，接收方准备接受０号帧B发送方发送完1号帧，接收方接收完0号帧C发送方发送完0号帧，接收方准备接收1号帧D发送方发送完1号帧，接收方接受完1号帧解析：B。滑动窗口的本质是在任何时刻，发送方总是维持着一组序列号，分别对应于允许发送的帧，称这些帧落在发送窗口之内。发送窗口内的序列号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧。类似地，接收方也维持着一个接收窗口，对应于一组允许它接收的帧。从图中可以看出，发送方已经发送了0号帧，要发送1号帧。而接收方已经接收完了0号帧，并且对0号帧发回了确认，才使得接收窗口后移到1号帧的位置。（提示：发送方阴影部分表示已经发送的帧，但是没有收到确认；接收方阴影部分表示期待接受的帧。）22假设数据链路层采用后退N帧协议进行流量控制，发送方已经发送了编号为0~6号的帧。当计时器超时时，2号帧的确认还没有返回，则发送方需要重发的帧数是（）。A1B5Ｃ6D7解析：B。因为2号帧没有返回确认，当计时器超时时，2号帧及其后面的帧都要重发，因此共有5个帧需要重发。23信道速率为4kbit/s，采用停止-等待协议。传播时延t=20ms，确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长（）才能使信道的利用率达到至少50%.A40bitB80bitC160bitD320bit解析：C。根据信道利用率的计算公式，在确认帧长度和处理时间均可忽略不计的情况下，信道的利用率与发送时间和传播时间有关，约等于t发送时间/（t发送时间+2×t传播时间）。当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50%，或者说当发送一帧端的时间等于来回路程的传播时延时，效率将是50%，即20ms×2=40ms。现在发送速率是每秒4000bit，即发送一位需要，则帧长=40/=160bit。24对于无序接收的滑动窗口协议，若序号位数为n，则发送窗口最大尺寸为（）。A2n-1B2nC2n-1D2n-1解析：D。此题出得很巧妙，没有直接告诉使用的是选择重传协议，而是通过间接的方式给出。题目说无序接受的滑动窗口协议，说明接收窗口大于1，所以得出数据链路层使用的是选择重传协议，而选择重传协议发送窗口最大尺寸为2n-1。25在下列多路复用技术中，（）具有动态分配时隙的功能。A同步时分多路复用B码分多路复用C统计时分多路复用D频分多路复用解析：C。异步时分多路复用采用动态分配时间片的方法，又称为统计时分多路复用。26将物理信道的总频带宽分割成若干个信道，每个信道传输一路信号，这种复用技术成为（）。A同步时分多路复用B码分多路复用C异步时分多路复用D频分多路复用解析：D。多路复用有两种基本形式：频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用以信道频带作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的频率范围的方法实现多路复用。时分多路复用以信道传输时间作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法实现多路复用，又包括两种类型：同步时分多路复用和异步时分多路复用。同步时分多路复用将时间片（时隙）预先分配给各个信道，并且时间片固定不变。异步时分多路复用采用动态分配时间片的方法，又称为统计时分多路复用。波分多路时分复用实际上是光的频分多路复用。27多路复用器的主要功能是（）。A执行数/模转换B结合来自多条线路的传输C执行串/并转换D减少主机的通信处理强度解析：B。多路复用的功能是要结合来自多条线路的传输，从而提高线路的利用率。28下列协议中，不会发生碰撞的是（）。ATDMBALOHAＣCSMAＤCSMA/CD解析：A。TDM属于静态划分信道的方式，各结点分时使用信道，不会发生碰撞，而ALOHA、CSMA、CSMA/CD都属于动态的随机访问协议，都采用检测碰撞的策略来应对碰撞，因此都会发生碰撞。29在以下几种CSMA协议中，（）协议在监听到介质是空闲时仍可能不发送。A1-持续CSMAB非持续的CSMACp-持续CSMAD以上都不是解析：C。1-持续的CSMA当检测到信道为空的时候，就会发送数据。当他检测到信道为忙的时候，就一直检测信道的状态。非持续的CSMA也是当检测到信道为空的时候就发送数据。但是，当它检测到信道正在被使用之中，则不会持续地对信道进行监听。当一个站准备好要发送数据的时候，p-持续CSMA会检测信道。如果信道是空闲的，则他按照概率p的可能性发送数据。在概率1-p的情况下，它会选择不发送数据。30根据CSMA/CD协议的工作原理，需要提高最短帧长度的是（）。A网络传输速率不变，冲突域的最大距离变短。B上层协议使用TCP的概率增加。C在冲突域不变的情况下减少线路的中继器数量。D冲突域的最大距离不变，网络传输速率提高。54在数据传输过程中，若接收方收到的二进制比特序列为，接收双方采用的生成多项式为G（x）=x4+x3+1，则该二进制比特序列在传输中是否出错如果传输没有出现差错，发送数据的比特序列和CRC检验码的比特序列分别是什么解析：根据题意，生成多项式G（x）对应的二进制比特序列为11001.进行如下的二进制模2除法，被除数为10110011010，除数为11001.1101010110011100111110110011111111001110011100100所得余数为0，因此该二进制比特序列在传输过程中没有出现差错。发送数据的比特序列是1011001，CRC检验码的比特序列式1010。注意，CRC检验码的位数等于生成多项式G（x）的次数。55数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别解析：数据链路与链路的区别在于数据链路除了本身是一条链路外，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硬件和软件。56“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在解析：“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，才使得不太可靠的物理链路变成可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理连接不一定跟着断开。57有人指出：每一帧的结束处是一个标志字节，而下一帧的开始处又是另一个标志字节，这种做法是对空间的浪费。如果只使用一个标志字节可以完成相同的工作，那么就可以省下一个字节。这种说法有错吗解析：假如数据链路层的字节流是一直连续不断的，那么采用一个字节的标志是可以分清不同帧之间的界限。但是考虑如下情况，如果一个帧结束了传递，以flag字节结束，之后的打印15min内没有新的帧传输。接收方无法确认下一个到来的字节是一个新的帧开始，还是链路上的噪声。采用开始呵结束都添加标志字节的办法，可以大大简化数据链路层协议的设计。67有10个站连接到以太网上。试计算以下3种情况下每一个站所能得到的带宽。（1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器。（2）10个站都连接到一个100Mbit/s以太网集线器。（3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机。解析：从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他短裤只能等待。同时，集线器只能工作在半双工模式下。因此对于集线器来说，所有连接在这个集线器上的站点共享信道；而对于交换机来说，每一个端口都有一条独占的带宽，且两个端口工作时，不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下，还可以工作在全双工工模式下，因此在交换机上的站实际上是独占信道。所以：（1）10个站共享10Mbit/s的带宽，也就是每一个站所能得到的带宽为1Mbit/s。（2）10个站共享100Mbit/s的带宽，也就是每一个站所能得到的带宽为10Mbit/s。（3）每一个站独占10Mbit/s的带宽，也就是每一个站所能得到的带宽为10Mbit/s。68如图3-20所示，有5个站点分别连接在3个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来，每一个网桥都有2个接口（1和2），初始时练个网桥中的转发表都是空的，以后由以下各站点向其他的站发送了数据帧：A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A，请把有关数据填写在表中，并说明网桥的工作原理（注意：假设主机A到E的MAC地址分别是MAC1到MAC5）。图3-20网桥连接的网络表3-7数据表发送的帧B1的转发表B2的转发表B1的处理B2的处理地址接口地址接口A-->EC-->BD-->CB-->A解析：当一个网桥刚连接到局域网是，其转发表是空闲的，若此时收到一个帧，则应按照以下算法处理该帧和建立转发表。（1）从端口x收到无差错的帧，在转发表彰查找目的站MAC地址。（2）如果有，则查找出此MAC地址应当走的端口d，然后进行（3），否则转（5）。（3）如果到这个MAC地址去的端口等于x，则丢弃此帧，否则从端口d转发。（4）转发到（6）。（5）向网桥除了x以外的所有的端口转发此帧。（6）如果源站不在转发表中，则将源站MAC地址加入到转发表中，登记该帧进入网桥的端口号，设置计时器，转到（8）；如果源站在转发表中，执行（7）。（7）更新计时器。（8）等待新的数据帧，转到（1）。根据已知的数据发送过程，按照网桥的工作算法，即可得到最终的结果。根据上述的算法，下面一一分析题目中的各种转发。（1）A发给E，网桥B1在端口1收到源地址为MAC1，目的地址为MAC5的帧（步骤1），此时转发表为空，转到步骤5，网桥B1向所有端口转发此帧，并将此帧的源地址添加到的网桥B1中，并登记该帧进入网桥的端口号，即1端口号，同理网桥B2也将此帧的源地址添加到网桥B2中，并登记该帧进入网桥的端口号，也是1端口号。所以第一行应该填入：MAC11MAC11转发，写入转发表转发，写入转发表（2）C发给Ｂ，和第一种情况完全一样，仅仅是C从网桥B1的端口2进入，所以第二行应输入：MAC32MAC31转发，写入转发表转发，写入转发表（3）D发给C，网桥B2没有源地址为MAC4的帧（主机D发的帧），所以将其源地址写入转发表（步骤6），并且是从网桥B2端口2进来的。网桥B1知道目的地址为MAC3的帧（发给主机C）是从端口2进来的，并且转发表中填入的也是端口2，根据步骤3，应该丢弃此帧；由于网桥B1还没有地址为MAC4的帧所以需要将其写入转发表，并且端口为2，所以第三行应该填入：MAC42MAC21写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表（4）B发给A，网桥B1的转发表写入转发目的地址为MAC1的帧是从端口1转发的，但是此时该帧又是从端口1进入的，所以丢弃此帧（步骤3），并将MAC2写入网桥B1的转发放表；由于网桥B1丢弃了此帧，所以网桥B2收不到此帧，所以网桥B2没有任何动作发出，第四行应填入：MAC21无无转发，写入转发表接收不到该帧综上所述，整个完整的表如下：发送的帧B1的转发表B2的转发表B1的处理B2的处理地址接口地址接口A-->EMAC11MAC11转发，写转发，写入转发表入转发表C-->BMAC32MAC31转发，写入转发表转发，写入转发表D-->CMAC42MAC42写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表B-->AMAC21无无写入转发表，丢弃不转发接收不到该帧',)