数据链路层习题集
A:5 B:6 C:7 D:8
解析：此题考查的是选择重传协议的知识点。对于选择重传协议，若用n比特进行编号，则接收窗口大小为Wr<=2n-1 .所以答案选D
在半双工千兆位以太网中，如果短帧过多，则（B）
A:短帧过多可以增加网络的发送效率 B:短帧过多将使网络效率大大降低
C:短帧过多会降低网络的负荷 D:短帧过多可以增加网络的吞吐量解析：短帧过多将使网络效率大大降低，因为（额外的）帧扩展部分将占用大部分的网络流量。千兆位以太网解决这个问题主要采用了帧突发技术，即允许一次可以发送多个短帧。
规定了（D）层次
A:物理层 B:逻辑链路层（LLC） C:介质访问控制（MAC） D:以上三层都是解析：IEEE 802标准规定了物理层和数据链路层两个层次。其中又把数据链路层分为逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）两个功能的子层
局域网中访问冲突的根源是（B）
A:独占介质 B:共享介质 C:引入MAC子层 D:规则的拓扑结构
解析：本题考查以太网CSMA/CD协议的原理。由于采用随机访问和竞争技术，CSMA/CD 只用于总线拓扑结构网络。
在HDLC协议中，（B）的功能是轮询和选择
A:I帧 B:S帧 C:U帧 D:A和B
解析：本题主要考察HDLC协议。HDLC的帧类型包含三种：
1）信息帧（I帧）
信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称I帧。I帧以控制字第一位为“0”来标识。信息帧的控制字段中的N（S）用于存放发送帧序号，以使发送方不必等待确认而连续发送多帧。N（R）用于存放接收方下一个预期要接收的帧的序号，N（R）=5，即表示接收方下一帧要接受5号帧。换言之，5号帧前的各帧已被接收。N（S）和N（R）均以3位二进制编码，可取值0~7.
2）监控帧（S帧）
监控帧用于差错控制和流量控制，通常简称为S帧。S帧以控制字段第一、二位为“10”来标识。S帧带信息字段，只有6字节即48比特，S帧的控制字段的第三、四位以S帧类型编码，共四种不同编码，分别表示：
00——接收就绪（RR），由主站或从站发送。主站可以使用RR型S帧来轮询从站，即希望从站传输编号为N（R）的I帧，若存在这样的帧，便进行传输。从站也可用RR型S帧来做响应，表示从站希望从主站那里接收的下一个I帧的编号是N（R）。
01——拒绝（REJ），由主站或从站发送，用以要求发送方对编号为N（R）开始的帧及以后所有的帧进行重发，这也暗示N（R）以前的I帧已被正确接收。
10——接收为就绪（RNR），表示编号小于N（R）的I帧已被收到，但目前正处于忙状态，尚未准备好接受编号为N（R）的I帧，这可用来对链路流量进行控制。
11——选择拒绝（SREJ），它要求发送方发送编号为N（R）的单个I帧，并暗示其他编号的I帧已全部确认。
可以看出，接受就绪的RR型S帧和接收为就绪的RNR型S帧有两个主要的功能：首先，这两种类型的S帧用来表示从站已准备好或未准备好接受信息；其次没确认编号小于N（R）
的所有接收到的I帧。拒绝REJ和选择拒绝SREJ型S帧，用于向对方站指出发生了差错。REJ帧用于GO-back-N策略，用以请求重发N（R）以前的帧已被确认，当收到一个N（S）等于REJ型S帧的N（R）的I帧后，REJ状态即可清楚。SREJ帧用于选择重发策略。当收到一个N（S）等于SREJ帧的N（R）的I帧时，SREJ状态即可清除。
3）无编号帧（U帧）
无编号帧因其控制字段中不包含编号N（S）和N（R）而得名，简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，但是当要求提供不可靠的无连接服务时，它有时也可以承载数据。这些控制功能由5个M位（M1，M2，M3，M4，M5也成修正位）来定义。5个M位可以定义：32种附加的命令功能或32中应答功能，但目前许多是空缺的。
以太网和网路的相同点是（B）
A:两者都采用了星形拓扑结构 B:都是用了CSMA/CD介质访问控制方法
C:帧结构相同 D:介质相同
解析：两者都采用了总线型拓扑结构和基带传输方法，并且都是用了CSMA/CD介质访问控制方法。不同之处有：
1）帧结构有些细微的差别：帧首部的第13~14位的定义不同；定义为数据字段的长度，而DIX Ethernet 2定义为网络层的协议类型
2）介质稍有不同，标准定义了同轴电缆、双绞线和光纤三种介质，而DIX Ethernet 2 只是用同轴电缆
在停止-等待协议中，确认帧在（A）情况下需要序号
A:超时时间比较短 B:超时时间比较长
C:任何情况下都不需要有序号 D:介质相同
解析：在一般情况下，确认帧不需要序号，但如果超时时间设置短了一些，则可能出现问题，即有时发送方会分不清对哪一帧的确认。
交换机在VLAN中的作用是（D）
A:实现VLAN的划分 B:交换VLAN成员信息
C:在VLAN内进行数据帧的交换 D:以上几项均是
解析：交换机在VLAN中的作用就是实现VLAN的划分、交换成员信息、在VLAN内进行数据帧的交换
以下说法错误的是（D）
A:数据链路层是OSI参考模型的第2层
B:数据链路层使有差错的物理线路变为无差错的数据链路
C:数据链路层必须实现链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能
D:数据链路层向网络层屏蔽了帧结构的差异性
解析：数据链路层为网络层提供的服务主要表现在：正确传输网络层用户数据，为网络层屏蔽物理层采用的传输技术的差异性。
实用停止等待协议中，当主机所发送的数据帧在途中丢失，以下可能发生的情况是（B）A:从机发送NAK应答信号请求重发此帧
B:主机在t out时间内未收到应答信号，自动重发此帧
C:从机经过时间t out时间向主机发送ACK应答信号，请求自动重发此帧
D:主机不停发送发后续帧，直到t out时间后未收到应答信号时重发此帧
解析：考察停止等待协议工作原理，停止等待协议使用确认和重传机制，就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。发送一帧则等待对方的确认，t out时间内收不到确认则自动重传。
数据链路层采用选择重传协议传输数据，发送方已发送了0~3号数据帧，现已收到1号的确认帧，而-0,2号帧一次超时，则此时需要重传帧数为（B）
A:1 B:2 C:3 D:4
解析：选择重传协议中，接收方逐个地确认正确接收的数据帧，不管接收到的数据帧是否有序，只要正确接收就发送选择ACK进行确认，ACK分组不再具有累积确认的作用。这点要注意与GBN协议的区别。本题只收到了1号的确认帧，0,2号帧超时，由于对1号帧的确认不具有累积确认的作用，因此发送方认为接收方没有收到0,2号帧，于是重传这两个帧。
下列选项中，对正确接收到的数据帧进行确认的MAC协议是（D）
A:CSMA B:CDMA C:CSMA/CD D:CSMA/CA
解析：CSMA/CA是无线局域网标准中的协议。利用ACK信号来避免冲突的发生，只需当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认发送的数据已经正确达到目的地址。本题可用排除法来做。首先CDMA是码分多址，物理层的技术；CSMA/CD是带碰撞的载波监听多点接入协议，接收方不需要确认；CSMA范围更小，故也无确认。
局域网体系中，数据链路层分为两个子层。其中与接入各种传输介质相关的在（MAC）子层，服务访问点SAP在（LLC）层与高层的交界面上。
解析：为了使数据链路层能更好的适应多种局域网标准，IEEE802委员会将局域网的数据链路层拆分两个字层：逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）。与访问传输介质有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输介质无关。不管采用和政协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。LLC负责与上层交互。
PPP有三个重要组成部分，其中不包括（D）
A:一个将IP数据报封装到串行链路的方法
B:一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议
C:一套网络控制协议
D:一套用来支持应用层的相关协议
解析：考察PPP的三个重要组成部分。即A、B（LCP）、C（NCP）
下列哪一项最好的描述了CRC的特征（B）
A:逐个检查每个字符 B:能检查99%以上的错误
C:检查不出偶数个位出错的差错 D:不如奇偶校验有效
解析：CRC码的检错能力很强（比奇偶校验强），从理论上可以证明它有以下检错能力：能检查出所有单比特错；能检错所有离散的双比特错；能检查出所有奇数个比特错；能检错出所有长度小于或等于冗余码长度的突发错。能以[1-(1/2)k-1] 的概率检查出长度为（K+1）比特的突发错。
若采用n比特对帧进行编号，最多可以由（B）帧已发送但未确认。
A:n B:2n-1 C:2n D:2n-1
解析：在所有的ARQ中，采用n比特对帧编号，都至少要满足：发送窗口尺寸+接受窗口尺寸<=2n，而接受窗口尺寸至少为1，因此发送窗口的尺寸最大为2n-1。所以最多可以由2n-1帧已发送但未确认。
在选择重传（SR）协议中，当帧的序号字段为3bit，且接收窗口和发送窗口尺寸相同时，发送窗口的最大尺寸为（B）
A:2 B:4 C:6 D:8
解析：在选择重传协议中，若采用n比特对帧进行编号，则窗口尺寸大小应该满足：接收窗口尺寸+发送窗口尺寸<=2n;当发送窗口与接收窗口大小相等时，应满足：接收窗口尺寸<=2n-1且发送窗口尺寸<=2n-1
在以太网中，使用二进制指数类型退避算法可以降低再次发送冲突的概率，下列数据帧中发送成功的概率最大的是（A）
A:首次发送的帧 B:冲突两次的帧 C:冲突四次的帧 D:冲突八次的帧解析：以太网使用截断二进制指数退避算法解决碰撞问题，该算法可使冲突后重传数据帧所需要等待的时间随着重传的次数增大而增大。
如果一个网络采用一个具有24个10Mbit/s端口的半双工交换机作为连接设备，每个节点的平均获得的带宽为（10Mbit/s），该交换机的总容量为（120Mbit/s）
下列关于数据链路层设备的叙述中，错误的是（D）
A:网桥可以隔离信息，将网络划分成多个网段，一个网段的故障不会影响另一个网段的运行。B:网桥可互联不同的物理层，不同的MAC子层以及不同速率的以太网
C:交换机的每个端口节点所占用的带宽不会因为端口节点数目的增加而减少，且整个交换机的总带宽会随着端口节点的增加而增加。
D:利用交换机可以实现虚拟局域网VLAN，VLAN可以隔离冲突域，但不可以隔离广播域。
解析：网桥可以隔离信息，将网络划分成多个网段，隔离出安全网段，防止其他网段内的非法用户访问。用于瑖的分段，各个网段的相对独立，一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。交换机的优点是每一个端口节点所占用的带宽不会因为端口节点数目的增加而减少，且整个交换机的总带宽会随着端口节点的增加而增加。另外利用交换机可以实现虚拟局域网VLAN，VLAN不仅可以隔离冲突域，也可以隔离广播域。
在选择重传ARQ协议中，设编号用3bit。再设发送窗口Wt=6，而接收窗口Wr=3.试找到一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。
解析：对于选择重传协议，接收窗口和发送窗口的尺寸需要满足：接收窗口Wr+发送窗口Wt<=2n ,而题目中给出的数据Wr+Wt=9>=23 ，所以是无法正常工作的。举例如下：发送方：0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,0
接收方：0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,0
当发送方发送0~5号共6个数据帧，因发送窗口已满，发送暂停。接收方收到所有数据帧，对于每一个帧都要发送确认帧，并期待后面的6,7,0号帧。若所有的确认帧都没有到达发送方，经过发送方计时器控制的超时事件后，发送方再次发送之前的6个数据帧，而接收方收到0号帧后，无法判断是新的数据帧或是旧的重传的数据帧。
假设一个信道的数据传输速率为5kbit/s，单向传输延迟为30ms，那么帧长在什么范围内，才能使用于差错控制的停止——等待协议的效率至少为50%？
解析：设帧长为L。在停止等待协议中，协议忙的时间为数据发送的时间L/B，协议空闲的时间为数据发送后等待确认返回的时间2R。要使协议的效率至少为50%，则要求信道利用率U至少为50%，而信道的利用率=数据发送时延/（传播时延+数据发送时延），则U=（L/B）/（L/B+2R）>=50%
可得：L>=2RB=2*5000*=300bit
因此，当帧长大于等于300bit时，停止-等待协议的效率至少为50%。
假定卫星信道的数据率为1000kb/s，卫星信道的单程传播时延为250ms，每个数据帧的帧长均为2000位，并且不考虑误码、确认帧长、头部和处理时间等开销，为达到传输的最大效率，试问帧的顺序号应为多少位？此时信道利用率是多少？
解析：RTT=250*2=500ms=
一个帧的发送时间等于2000bit/100kb/s=20*10-3s
一个帧发送完后经过一个单程时延达到接收方，在经过一个单程时延发送方收到应答，从而可以继续发送，故要达到传输效率最大，就是不用等确认也可继续发送帧。设窗口值等于x，令2000bit*x/100kb/s=20*10-3s+RTT=20*10-3+=
得到x=26.
若取得最大信道利用率，窗口值时26即可，因为在此条件下，可以不间断地发送帧，所以发送速率保持在100kb/s。由于16<26<32，帧的顺序号应该为5位，在使用后退n帧式ARQ的情况下，最大窗口值时31，大于26，可以不间断地发送帧，此时信道利用率是100%。
在数据传输率为50kb/s的卫星信道上传送长度为1kbit的帧，假设确认帧总是由数据帧捎带，帧头的序号长度为3bit，卫星信道端到端的单向传播延迟为270ms。对于下面三种协议，信道的最大利用率是多少？
1）停止-等待协议
2）后退N帧协议
3）选择重传协议（假设发送窗口和接收窗口相等）
解析：最大信道利用率，即表示每个传输周期内要发送每个协议可发送的最大帧数。由题意得，数据帧的长度为1kbit，信道的数据传输速率为50kbit/s，因此信道发送时延为1/50=。另外信道端到端的传播时延=，本题中的确认帧是捎带的（通过数据帧来传送），因此每个数据帧的传送周期为（+++）s=。
1）在停止-等待协议中，发送方每发送一帧，都要等待接收方的应答信号，之后才能发送下一帧；接收方每接收一帧，都要反馈一个应答信号，表示可接收下一帧。其
中用于发送数据帧的时间为。因此，信道的最大利用率为=%。
2）在后退N帧协议中，接收窗口尺寸为1，若采用n比特对帧编号，则其发送窗口的尺寸W满足：1 数据帧都发送完毕。如果收到接收方的确认帧则可以继续发哦送。若某个帧出错， 接收方只是简单地丢弃该帧及其后所有的后续帧，发送方超时后需重传该数据帧及 其后续的所有数据帧。 根据题目的条件，在到达最大传输速率的情况下，发送窗口的大小应为2n-1=7，此 时在第一帧的数据传输周期内，实际连续发送了7帧（考虑极限情况，后接收方只 收到0号帧的确认，此时又可以发出一个新帧，这样依次下去，取极限即是每个传 输周期内发送了7帧），因此此时最大信道录用率为7*=%。 3）选择重传协议的接受窗口和发送窗口的尺寸都大于1，可以依次发送或接受多个帧。 若采用n比特对帧编号，则窗口尺寸应满足：接收方窗口尺寸+发送窗口尺寸<=2n，当发送窗口与接受窗口尺寸相等时，应满足接受窗口尺寸<=2n-1且发送窗口尺寸 <=2n-1。发送方可以连续发送若干个数据帧，直到发送窗口内的数据帧都发送完毕。 如果收到接收方的确认帧，则可以连续发送。若某个帧出错，接收方只是简单的丢 弃该帧，发送方超时后需重传该数据帧。 和2）情况类似，唯一不同的是为达到最大信道的利用率，发送窗口大小应为2n-1=4. 因此，此时的最大信道利用率为4*=% 在某个卫星信道上，发送端从一个方向发送长度为512B的帧，且发送端的数据速率为64kb/s，接收端在另一端返回一个很短的确认帧。设卫星信道端到端的单向传播延时为270ms，对于发送窗口的尺寸分别为1、7、17、117的情况，信道的吞吐率分别为多少？ 解答：这里要注意题目中的单位。数据帧的长度为512B，即512*8bit=。一个数据帧的发送时延为64=。因此一个发送周期的时间为+2*=。 因此当窗口尺寸为1时，信道的吞吐率为1*=s 当窗口尺寸为7时，信道的吞吐率为7*=s 由于一个发送周期为，发送一个帧的发送延时是，因此当发送窗口尺寸大于0/604，即大于或者等于10时，发送窗口就能保证持续发送。因此当发送窗口大小为17和117时，信道的吞吐率达到完全速率。与发送端的数据发送速率相等，即64kb/s。 以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道，这与传统的时分复用（TDM）相比优缺点如何？ 解析：CSMA/CD是一种动态的介质随机接入共享信道方式，而TDM是一种静态的划分信道，所以从对信道的利用率来讲，CSMA/CD用户共享信道，更灵活，信道利用率更高。 不像TDM，为用户按时隙固定分配信道，当用户没有数据传送时，信道在用户时隙就浪费了；也因为CSMA/CD是用户共享信道，所以当同时有多个用户需要使用信道时，会发生碰撞，降低了信道的利用率，而TDM中用户在分配的时隙中不会与别的用户发生冲突。对局域网来说，连入信道的是相距较近的用户，因此通常信道带宽较大。如果使用TDM方式，用户在自己的时隙没有发送的情况会更多，不利用信道的充分利用。 对于计算机通信来讲，突发式的数据更不利于使用TDM方式。 长度为1km、数据传输率为10Mbps的CSMA/CD以太网，信号在电缆中的传播速度是200000km/s。试求能够使该网络正常运行的最小帧长。 解析：对于1km长的电缆，单程传播时间为1/200000=5us，来回路程传播时间为10us=10-5s 为了使该网络能按照CSMA/CD工作，最小的发送时间不能小于10us。以10Mb/s速率工作，10-5s可以发送的比特数为（10*106b/s）*10-5s=100.因此最小帧长为100比特。 10000个航空订票站在竞争使用单个时隙ALOHA通道，各站的平均每小时做18次请求，一个时隙是125us。问总的通信负载约为多少？ 解析：每个终端每3600/18=200s做一次请求，共有10000个终端，因此总负载是200s 做10000次请求。平均每秒50次请求，每秒8000个时隙，所以平均每个时隙发送次数是50/80000=1/160，即通信负载G=1/160=. 一组N个站点共享一个56kb/s的纯ALOHA信道，每个站点平均每100s输出一个1000bit 的帧，即使前一个帧没有发送完全也依旧进行。问N可取的最大值是多少？ 解析：对于ALOHA协议，其信道利用率为，故可用带宽是*56kb/s。每个站需要的带宽是1000/100=10b/s。因此，N可取的最大值是10304/10=1030. 考虑建立一个CSMA/CD网，电缆长1km，不适用重发器，运行速率为1Gb/s，电缆中的信号速度是200000km/s，求最小帧长度是多少？ 解析：对于1km的电缆，单程传播时延是1/200000=5*10^-6，即5us，往返传播时延是10us。为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时间不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数为（10*10^-6）/（1*10^-9）=10000，因此，最小帧应是1000bit。 注意：争用期一定要保证大于来回往返时延。因为假设现在传了一个帧过去，还没有到往返时延就发送完了，而且在中途碰撞了，这样就检测不出错误；如果中间碰撞了，且这个帧还没有发送完，就可以检测出错误。所以要保证CSMA/CD正常工作，就必须使得发送时间（也就是争用期）要大于或等于来回往返时延。 若构造一个CSMA/CD总线网，速率为100Mb/s，信号在电缆中的传播速度为2*105km/s，数据帧的最小长度为125字节。试求总线电缆的最大长度（假设总线电缆中无中继器）解析：设总线电缆长度为L （125*8）/（100*10^6）=2*（L/（2*10^8）） L=（125*8*10^8）/（100*10^6）=1000m 则总线长度为10000m。 在一个采用CSMA/CD协议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率为1Gb/s。电缆中的信号的传播速率为200000km/s。若最小数据帧长度减少800bit，则最远的两个站点之间的距离应至少变化多少才能保证网络正常运行？ 解析：CSMA/CD方式要求帧的最短长度必须满足的条件是：在发送帧的最后一位时，如果有冲突，发送方应能检测到冲突，即发送帧的时间至少是信号在最远两个端点之间往返传输的时间。现在的条件是帧的长度减少了800bit，即发送帧的时间减少了800b/1Gb/s，所以信号在最远两个端点之间往返的时间必须减少800b/1Gb/s。设减少的长度为x米，要计算往返传输的距离，则有 （2x）/（200000*10^3）>=800/10^9 得到x>=80m，即最远的两个端点之间的距离应至少减少80m。 某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输速率为10Mbps，主机甲和主机乙之间的距离是2km，信号传播速度是200000km/s。请回答下列问题，要求说明理由或写出计算过程？ 1）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据的时刻起，到两台主机均检测到冲突为止，最短需要经过多长时间？最长经过多长时间（假设主机甲和主 机乙发送数据过程中，其他主机不发送数据）？ 2）弱网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以太网数据帧（1518字节）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据帧后，立即向主机甲发送一个64 字节的确认帧，主机甲收到确认帧后方可发送下一个数据帧。此时主机甲的有效数 据传输速率是多少（不考虑以太网的前导码）？ 第3章数据链路层 一、填空题 1、差错控制编码是用以实现差错控制的编码，分为（）和前向纠错两大类技术，在网络中广泛使用的一种差错检测技术为（）。 2、以太网交换机采用（）协议来避免逻辑上环路的形成。 3、以太网交换机的数据转发常见方式可分为（）、（）2类. 4、在数据链路层协议PPP的协商过程中，如果认证失败，则进入到（）阶段。 5、通常，一个有24个以太网端口的以太网交换机存在（）个冲突域，（）个广播域。 6、快速以太网是由（）标准定义的。 7、网桥分为透明网桥和（）两类。 8、数据链路层使用的信道分为（）和（）两种类型。 9、PPP协议由（）、（）和（）三部分组成。 10、PPP协议在异步传输和同步传输时，分别采用（）和（）填充法来实现透明传输。 11、IEEE802委员会把局域网的数据链路层分为（）和（）两个子层。 12、常见的硬件地址为（）位。 二、单选题 1、下面不属于局域网关键技术的是：（）。 A、拓扑结构 B、介质访问控制方法 C、路由选择算法 D、数据传输形式 2、在以太网中采用二进制指数退避算法来降低冲突的概率，如果某站点发送数据时发生了3次冲突，则它应该：（）。 A、监听信道直至空闲 B、退避1个时间片后再监听信道直至空闲 C、从0至3中随机选择一个作为退避的时间片数，然后再监听信道直至空闲 D、从0至7中随机选择一个作为退避的时间片数，然后再监听信道 3、CSMA/CD协议在站点发送数据时，处于：（）。 A、始终在侦听总线状态 B、仅发送数据，然后等待确认 C、不侦听总线活动 D、定期侦听总线状态 4、根据网桥的路径选择方法，可分为：（）。 A、内部桥和外部桥 B、本地网桥和远程网桥 C、源路由网桥和透明网桥 D、普通网桥和智能网桥 5、从内部连接方式和工作原理上讲,可以看成"多端口网桥"的设备应是：（）。 A、集线器 B、二层交换机 C、三层交换机 D、路由器 6、数据链路层数据传送的格式为（）。 A、报文 B、分组 C、帧 D、信息 7、一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（）。 A、 PAN B、LAN C、MAN D、WAN 8、以太网交换机一个端口在接收到数据帧时，如果没有在MAC地址表中查找到目的MAC地址，通常如何处理？（） A、把以太网帧复制到所有端口 B、把以太网帧单点传送到特定端口 C、把以太网帧发送到除本端口以外的所有端口 D、丢弃该帧 E、把以太网帧发送到一组特定的端口 9、采用了（）的网络中，工作站在发送数据之前，要检查网络是否空闲，只有在网络不阻塞时，工作站才能发送数据。 资料编码产品名称 使用对象产品版本 编写部门资料版本 以太网标准和物理层、数据链路层专题 拟制：日期： 审核：日期： 审核：日期： 批准：日期： 华为技术有限公司 版权所有侵权必究 修订记录 日期修订版本作者描述 目录 1 以太网标准 5 1.1 以太网标准 5 1.2 IEEE标准 5 1.3 物理层 8 1.3.1 以太网接口类型 8 1.3.2 电口 8 1.3.3 光口 11 1.4 FE自协商 12 1.4.1 自协商技术的功能规范 13 1.4.2 自协商技术中的信息编码 14 1.4.3 自协商功能的寄存器控制 16 1.4.4 GE自协商 18 1.5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介 19 1.5.1 MII 19 1.5.2 MDIO管理寄存器 20 1.5.3 RMII 20 1.5.4 SMII 21 1.5.5 SS－SMII 21 1.5.6 GMII 22 1.5.7 TBI 22 2 以太网数据链路层 23 2.1 以太网的帧格式 23 2.2 以太网的MAC地址 25 2.3 CSMA/CD算法 26 2.3.1 CSMA/CD发送过程 27 2.3.2 CSMA/CD如何接收 28 2.4 半双工以太网的限制 31 2.5 以太网流量控制 34 2.5.1 反压（Backpressure） 34 2.5.2 PAUSE 流控 34 关键词： 以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构 摘要： 本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。 缩略语清单： 无。 参考资料清单 无。 以太网标准和物理层、数据链路层专题 1 以太网标准 1.1 以太网标准 局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。 1.2 IEEE标准 IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1 肆 以太网数据链路层 P 目标： 了解数据链路层结构。 熟悉各以太网帧格式，CSMA/CD （载波监听多路访问/冲突检测）机制， 熟悉PAUSE 帧格式，和流量控制原理 了解半双工模式下以太网端口的工作方式。 根据IEEE 的定义，以太网的数据链路层又分为2个子层：逻辑链路控制子层（LLC ）和媒体访问控制子层（MAC ）。 划分2个子层的原因是：数据链路层实际是与物理层直接相关的，针对不同的物理层需要有与之相配合的数据链路层，例如针对以太网、令牌环需要不同的数据链路层，而这是不符合分层原则的；于是通过划分LLC 和MAC 2个子层，尽量提高链路层的独立性，方便技术实现。 其中MAC 子层与物理层直接相关，以太网的MAC 层和物理层都是在802.3 中定义的，LLC 子层则可以完全独立，在802.2中定义，可适用于以太网、令牌环、WLAN 等各种标准。 í?1 以太网数据链路层 MAC 子层处理CSMA/CD 算法、数据出错校验、成帧等；LLC 子层定义了一些字段使上次协议能共享数据链路层。 在实际使用中，LLC 子层并非必需的。 1 以太网的帧格式 有两种主要的以太网帧类型：由RFC894定义的传统以太网（EthernetII ）和802.3定义的以太网； 最常使用的封装格式是RFC 894定义的格式。 下图显示了两种不同形式的封装格式。图中每个方框下面的数字是它们的字节长度。 EthernetII （RFC894）帧结构如下，该帧包含了5个域（前导码在此不作描应用层 传输层 网络层 链路层 物理层逻辑链路控制（LLC ）子层MAC 子层 述），它们分别是：目的MAC地址、源MAC地址、类型、净荷（PAD）、FCS、 ?? EthernetII（RFC894）帧结构 1）目的MAC地址（ D A ） 包含6个字节。 D A标识了帧的目的地站点。 D A可以是单播地址（单个目的地）或组播地址（组目的地）。 2）源MAC地址（ S A ） 包含6个字节。S A标识了发送帧的站。 S A通常是单播地址（即，第1位是0 ）。 3）类型域包含 2个字节。 类型域标识了在以太网上运行的客户端协议。使用类型域，单个以太网可以向上复用（upward multiplex）不同的高层协议（ I P，I P X，A p p l e Ta l k，等等）。以太网控制器一般不去解释这个，但是使用它来确定所连接计算机上的目的进程。本来类型域的值由X e r o x公司定义，但在1 9 9 7年改由I E E E负责。例如08-00 表示 IP、81-37表示 NetWare。 5）数据域 包含 4 6 ~ 1 5 0 0字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。由于C S M A / C D算法的限制，以太网帧必须不能小于某个最小长度（46字节）。高层协议要保证这个域至少包含4 6字节。如果实际数据不足 4 6个字节，则高层协议必须填充到46字节，填充数为PAD。数据域长度的上限是任意的，但已经被设置为 1 5 0 0字节（1 5 0 0字节最大长度的真正原因是 1 9 7 9年（ 1 0 M b / s以太网正在设计之中）的内存成本以及低成本的 L A N控制器的缓冲区要求）。 6）帧效验序列（ F C S ） 包含4个字节。F C S是从D A开始到数据域结束这部分的校验和。校验和的算法是3 2位的循环冗余校验法（ C R C ）。生成多项式是： G （ x ） = x3 1+ x2 6+ x2 3+ x2 2+ x1 6+ x1 2+ x11+ x1 0+ x8+ x7+ x5+ x4+ x2+ x1+ 1 F C S域的传送方法是：第 1位是x3 1项的系数，而最后 1位是x0项的系数。因此C R C的各个位传输了：x3 1，x3 0，. . .，x1，X0。 802.3 以太网帧（RFC1042）的结构与Ethernet II 的非常类似，如下图所 计算机网络(第5版)课后习题答案：第3章-数据链路层 第三章数据链路层 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：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硬件和软件。 “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。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差错检测功能，才使不太可靠的物理链路变成无差错的数据链路，进行无差错的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中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：功能：链路管理、帧定界、透明传输、差错控制。 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 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（即网卡）是用来实现数据链路层和物理层这两层协议的硬件和软件。 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）。 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：帧定界是分组交换的必然要求；透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆；差错检测防止有差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源。 课 程 设 计 任 务 书 题目：网络安全技术分析与安全方案设计 小组成员： 姓名：刘锡淼学号：540907040127 负责内容：统筹协作和运输层安全分析与解决方案 姓名：杨大为学号：540907040144 负责内容：应用层安全分析与解决方案 姓名：余飞学号：540907040145 负责内容：网络层安全分析与解决方案 姓名：周恺学号：540907040156 负责内容：物理层安全分析与解决方案 姓名：赵伟学号：540907040153 负责内容：数据链路层安全分析与解决方案 基本要求： ?设计网络安全技术实现方案。选择合适的安全协议、安全 技术、安全设备，设计安全组网方案。 ?按5人左右组合成一个小组，集中讨论，提出各小组的实现 方案，总结并写出报告。 设计目的： ?分析网络各种安全技术和安全设备 ?设计网络安全的方案 计算机网络安全技术内容: ?保密性 ?安全协议的设计 ?访问控制 网络安全分析类别: ?物理层安全分析及解决方案 ?数据链路层安全分析及解决方案 ?网络层安全分析及解决方案 ?运输层安全分析及解决方案 ?应用层安全分析及解决方案 设计内容：数据链路层与网络安全 通信的每一层中都有自己独特的安全问题。数据链路层（第二协议层）的通信连接就安全而言，是较为薄弱的环节。网络安全的问题应该在多个协议层针对不同的弱点进行解决。在本部分中，我将集中讨论与有线局域网相关的安全问题。在第二协议层的通信中，交换机是关键的部件，它们也用于第三协议层的通信。对于相同的第三协议层的许多攻击和许多独特的网络攻击，它们和路由器都会很敏感，这些攻击包括： 内容寻址存储器（CAM）表格淹没：交换机中的CAM 表格包含了诸如在指定交换机的物理端口所提供的MAC 地址和相关的VLAN 参数之类的信息。一个典型的网络侵入者会向该交换机提供大量的无效MAC 源地址，直到CAM 表格被添满。当这种情况发生的时候，交换机会将传输进来的信息向所有的端口发送，因为这时交换机不能够从CAM 表格中查找出特定的MAC 地址的端口号。CAM 表格淹没只会导致交换机在本地VLAN 范围内到处发送信息，所以侵入者只能够看到自己所连接到的本地VLAN 中的信息。 VLAN 中继：VLAN 中继是一种网络攻击，由一终端系统发出以位于不同VLAN 上的系统为目标地址的数据包，而该系统不可以采用常规的方法被连接。该信息被附加上不同于该终端系统所属网络VLAN ID 的标签。或者发出攻击的系统伪装成交换机并对中继进行处理，以便于攻击者能够收发其它VLAN 之间的通信。 操纵生成树协议：生成树协议可用于交换网络中以防止在以太网拓朴结构中产生桥接循环。通过攻击生成树协议，网络攻击者希望将自己的系统伪装成该拓朴结构中的根网桥。要达到此目的，网络攻击者需要向外广播生成树协议配置/拓朴结构改变网桥协议数据单元（BPDU），企图迫使生成树进行重新计算。网络攻击者系统发出的BPDU 声称发出攻击的网桥优先权较低。如果获得成功，该网络攻击者能够获得各种各样的数据帧。 媒体存取控制地址（MAC）欺骗：在进行MAC 欺骗攻击的过程中，已知某其它主机的MAC 地址会被用来使目标交换机向攻击者转发以该主机为目的地址的数据帧。通过发送带有该主机以太网源地址的单个数据帧的办法，网络攻击者改写了CAM 表格中的条目，使得交换机将以该主机为目的地址的数据包转发给该网络攻击者。除非该主机向外发送信息，否则它不会收到任何信息。当该主 1、以下哪一些不属于网络资源( C A、硬件资源 B、软件资源 C、人力资源 D、数据资源 2、国际标准化组织的英文简称为( A A、ISO B、OSI C、ICP D、ISP 3、以下哪一项不属于Internet的应用( C A、电子商务 B、信息发布 C、过程控制 D、电子邮件 4、以下哪一项不属于网络设备( D A、双绞线 B、网卡 C、集线器 D、网络操作系统 5、网络作用范围大约在几十至及千千米又称为远程网的网络为( D A、局域网 B、城域网 C、广域网 D、以上都不是 6、大部分的局域网都是采用以太网网卡,则其拓扑结构为( A A、星型 B、环型 C、总线型 D、网型 7、在数据传输中,DTE是指( A A、数据终端设备 B、数据传输率 C、数据电路终接设备 D、数据通信方式 8、以下哪一项不属于数据线路的通信方式( D A、单工通信 B、半双工通信 C、全双工通信 D、无线通信 9、数据传输方式不包括( D A、基带传输 B、频带传输 C、宽带传输 D、并行传输 10、数据传输中,传输延迟最小的是( A A、信元交换 B、分组交换 C、电路交换 D、报文交换 11、计算机网络通信系统是( D A、信号传输系统 B、电信号传输系统 C、模拟信号系统 D、数据通信系统 12、在数据传输中,需要建立连接的是( D A、电路交换 B、信元交换 C、报文交换 D、数据报交换 13、在ISO/OSI中,网络层属于( C A、第一层 B、第二层 C、第三层 D、第四层 14、OSI参考模型中,完成差错报告,网络拓扑结构和流量控制功能的是( A A、网络层 B、传输层 C、数据链路层 D、物理层 15、IEEE802工程标准中的802.3协议是( C A、令牌总线 B、局域网的互联标准 C、局域网的令牌环网标准 D、局域网的载波侦听多路访问标准 16、16 BASE-T通常是指( D A、粗缆 第4章数据链路层 本章能帮助大家掌握以下技术要点： ①了解数据链路层的功能 ②了解以太网的地址和帧格式 ③了解交换机的数据转发原理 ④熟悉Cisco交换机的几种操作模式 ⑤能够正确接入交换机，并掌握Cisco交换机的基本配置 本章将讲解TCP/IP参考模型中数据链路层的功能、协议。工作在数据链路层的协议有很多种，但是在 本部分，以目前使用最广泛的局域网技术——以太网技术为主，讲解协议以及工作在数据链路层的设备一交换机。 在本章中，首先要了解一些关于以太网的理论知识，在局域网中，以太网技术是目前使用最为广泛的技术。 在学习以太网的理论知识之前，首先来思考几个问题，如果是你需要将几台计算机连接起来通信，如图4.1所示，你是否也需要考虑下面这些问题呢? 图4.1 多台计算机通信 (1)如果中间的线路是共享的，这条链路在同一时间由谁来使用呢？如何来保证这些主机能有序地使用共享线路，不发生数据的冲突？ (2)如果主机A发出一个数据包给主机B，如何标识主机A和主机B呢？这就是主机的地址问题。 (3)主机之间发送的数据，需要保证双方都能读懂，那么它们发送的数据的格式是不是需要有一个统一的规范呢？ 本章将就这几个问题，展开对以太网工作原理的介绍。 4.1 数据链路层 数据链路层负责网络中相邻节点之间可靠的数据通信，并进行有效的流量控制。在局域网中，数据链路层使用帧完成主机对等层之间数据的可靠传输。如图 4.2所示，以主机A 与主机B的一次数据发送为例，数据链路层的作用包括数据链路的建立、维护与拆除、帧包装、帧传输、帧同步、帧的差错控制以及流量控制等。 数据链路层(Data Link Layer)在物理线路上提供可靠的数据传输，使之对网络层呈现为一条无差错的线路，本层所关心的问题包括以下几方面： ◇物理地址、网络拓扑 第3章数据链路层一、单选题 1.CRC-16标准规定的生成多项式为 1 ) (2 15 16+ + + =x x x x G，它产生的校验码是（）位。 A. 2 B.4 C.16 D. 32 2.如需发送的二进制序列为1001011，并使用x3+x+1作为CRC检验的生成多项式，其实际发送的二进制序列为（） A. 100101110001 B.1001011101 C.1001011100 D. 1001011110 3.接收端发现有差错时，设法通知发送端重发，直到收到正确的码字为止，这种差错控制方法为（）。 A.前向纠错 B.冗余校验 C. 混合差错控制 D. 自动请求重发 4.帧头和帧尾都使用01111110标志，数据块作为位流来处理，这种传输方案称为（）。 A. 面向字符的同步传输 B.异步传输 C.面向位的同步传输 D. 起止式传输 5.在CRC码计算中，可以将一个二进制位串与一个只含有0或1两个系数的一元多项式建立对应关系。例如，与位 串101101对应的多项式为（） A． x6+x4+x3+1 B． x5+x3+x2+1 C． x5+x3+x2+x D． x6+x5+x4+1 6.在局域网参考模型中，与媒体无关，从而实现数据帧的独立传输的是（）。 A. 物理层 B. MAC子层 C. LLC子层 D. 网际层 7.就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（） A．分组交换技术 B．电路交换技术 C．报文交换技术 D．分组交换与电路交换结合技术 8.以太网的访问方法和物理层技术规范由（）描述。 A.IEEE802.3 B.IEEE802.4 C.IEEE802.5 D.IEEE802.6 9.一个采用CSMA/CD技术的局域网，其速率为10Mb/s，电缆的长度为500m，无中继器，信号在电缆中的传播速度为 200000km/s，由此可知MAC帧的最小长度不得少于（）位。 A. 10 B. 50 C. 100 D. 500 10.IEEE 802.3标准规定，若采用同轴电缆作为传输介质，在无中继的情况下，传输介质的最大长度不能超过（）。 A. 500m B. 200m C. 100m D. 50m 11.以太网交换机根据（）转发数据包。 A. IP地址 B. MAC地址 C. LLC地址 D. PORT地址 12.以太网可以采用的传输介质有( )。 A. 光纤 B. 双绞线 C.同轴电缆 D.以上均可以 13.目前,最流行的以太网组网的拓扑结构是（）。 A. 总线结构 B. 环型结构 C. 星型结构 D. 网状结构 14.对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据帧的传输时延至少要等于信 号传播时延的( ) A.1倍 B. 2倍 C.4倍 D. 2.5倍 15.下列选项中（）不是以太网的特点。 A.采用带冲突检测的载波侦听多路访问机制 B.采用二进制指数退避算法以减少再次竞争时冲突的概率 C.采用确认、重发机制以保证数据传输的可靠性 D.采用可携带时钟的曼彻斯特编码 16.10BASE-T采用的是（）的物理连接结构。 A．总线 B.环型 C. 星型 D. 网状型 17.10Base-T以太网中，以下说法不对的是（） A．10指的是传输速率为10MBPS B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 18.CSMA/CD是IEEE 802.3所定义的协议标准，它适用（）。 A.标记环网 B.标记总线网 C.以太网 D.城域网 19.CSMA/CD相对CSMA所做的改进在于（）。 A.控制策略 B.延迟算法 C.等待时间 D.冲突检测 第三章数据链路层 一、选择题 1、数据在传输过程出现差错的主要原因是（A ） A. 突发错 B. 计算错 C. CRC错 D. 随机错 2、PPP协议是哪一层的协议（B ） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 高层 3、控制相邻两个结点间链路上的流量的工作在（A ）完成。 A. 链路层 B. 物理层 C. 网络层 D. 运输层 4、在OSI参与模型的各层中，（B ）的数据传送单位是帧。 A．物理层B．数据链路层 C．网络层D．运输层 5、若PPP帧的数据段中出现比特串“”，则采用零比特填充后的输出为(B) 6、网桥是在（A ）上实现不同网络的互连设备。 A.数据链路层 B.网络层 C.对话层 D.物理层 7、局域网的协议结构（B）。 A.包括物理层、数据链路层和网络层 B.包括物理层、LLC子层和MAC子层 C.只有LLC子层和MAC子层 D.只有物理层 18、10Base-T以太网中，以下说法不对的是：( C ) A．10指的是传输速率为10Mbps B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 9、以太网是下面哪一种协议的实现（C ）： A. B. C. D. 10、Ethernet采用的媒体访问控制方式为（A ） A.CSMA/CD B.令牌环 C.令牌总线 D.无竞争协议 11、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为(C ) A.星形拓扑 B.总线拓扑 C.环形拓扑 D.树形拓扑 12、对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据 帧的传输时延至少要等于信号传播时延的(B ) A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍 13、以太网采用的发送策略是(C ) A.站点可随时发送，仅在发送后检测冲突 B.站点在发送前需侦听信道，只在信道空闲时发送 C.站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送 D.站点在获得令牌后发送 14、在不同网络之间实现数据帧的存储转发，并在数据链路层进行协议转换的网络互连器称为( C ) A.转换器 B.路由器 C.网桥 D.中继器 15、100Base-T使用哪一种传输介质（C ） A. 同轴电缆 B. 光纤 C. 双绞线 D. 红外线 16、IEEE802规定了OSI模型的哪一层B A.数据链路和网络层 B.物理和数据链路层 C.物理层 D.数据链路层 17、要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算 18、就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（A） A.分组交换技术 B.电路交换技术 C.报文交换技术 D.分组交换与电路交换结合技术 19、交换机工作在哪一层（A） A.数据链路层 B.物理层 C.网络层 D.传输层 20、一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（C ）。 A.100Mbit/s B.150Mbit/s C.200Mbit/s D.1000Mbit/s 21、以太网协议中使用了二进制指数退避算法，这个算法的特点是__B_____。 A.容易实现，工作效率高 B.在轻负载下能提高网络的利用率 C.在重负载下能有效分解冲突 D.在任何情况下不会发生阻塞 22、关于的CSMA/CD协议，下面结论中错误的是 B 。 CD协议是一种解决访问冲突的协议 CD协议适用于所有以太网 第四章网络层 1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。 网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务 前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高； 后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易 2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统：转发器(repeater)。 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。 4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。 ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。 第四章网络层 一、选择题 1.下面关于IP协议哪些是正确的（ABCD ）。 A.I P协议提供尽力发送(best effort)服务 B.I P提供不可靠、无连接的数据报传送服务。 C.I P协议根据其版本分为IPv4和IPv6协议 D.I P是TCP/IP 协议族中最为核心的协议。 2.检查数据包能否到达远程主机最常使用哪一种协议（D ）： A. UDP B. SMTP C. FTP D. ICMP 3.当一个路由器收到了一个TTL值为0的IP包时，它进行一些什么样的处理？（ A ） A.将该IP包丢弃 B.根据目的地址寻找一条路径并进行转发 C.将该IP包TTL值加1 D.将该IP包TTL值设置为255 4.在给你的计算机设置IP地址的时候，那些地址是保留不被使用的（FGH ）： E.202.197.95.4 F.0.0.0.0 G.127.0.0.1 H.255.255.255.255 I.230.197.95.4 5.在IPV6中IP地址是多少位（二进制）：（C ） A.32 B.64 C.128 D.256 6.ICMP协议位于（A ） A.网络层 B.传输层 C.应用层数 D.据链路层 7.若两台主机在同一子网中，则两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相―与‖的结果一 定（C ） A.为全0 B.为全1 C.相同 D.不同 8.要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段？A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算机 9.以下四个IP地址哪个是不合法的主机地址:( B ) A.10011110.11100011.01100100.10010100 B.11101110.10101011.01010100.00101001 C.11011110.11100011.01101101.10001100 D.10011110.11100011.01100100.00001100 10.如果网络内部使用数据报，那么（D ） A.仅在建立时作一次路由选择 B.为每个到来的分组作路由选择 C.仅在网络拥塞时作新的路由选择 D.不必作路由选择 11.在OSI参考模型的各层次中，（C ）的数据传送单位是分组。 A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层 12.下述协议中，不建立于IP协议之上的协议是（A ）。 A.ARP B.ICMP C.SNMP D.TCP 13.在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是( B ) A.物理层 B.网络层 C.会话层 D.表示层 14.完成路径选择功能是在OSI模型的(C) A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层 15.一个IP报头的头长度字段为4位，当其值为0101（2进制）时以下说法正确的是（C ） A.此IP报数据部分长为32字节 B.此IP报头部长为32字节并且带有12字节的任选项目 C.此IP报头部长为20字节并且无任选项目 D.此IP报头部长为20字节并且带有12字节的任选项目 16.在给你的计算机设置IP地址的时候，以下哪个地址是可以使用的（ A ） A.202.197.95.4 B.0.0.0.0 C.127.0.0.1 D.255.255.255.255 17.使用ping 命令的–f参数是指不对数据包进行分段，这时下面哪种说法是正确的（ D ） A.TCP头中的SYN位被设置为1 B.IP包头中的MF位被设置为1 第四章网络层 1. 网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。网络层向运输层提供“面向连接”虚电路( Virtual Circuit )服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点) ，也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易 2. 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？网络互联可扩大用户共享资源范 围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制 不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务(面向连接服务和无连接服务) 不同的管理与控制方式 3. 作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继(relay) 系统。 物理层中继系统：转发器 (repeater) 。数据链路层中继系统：网桥或桥接器 (bridge) 。 网络层中继系统：路由器 (router) 。网桥和路由器的混合物：桥路器 (brouter) 。网络层以上的中继系统：网关 (gateway) 。 4. 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP RARF和ICMF。 IP 协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一，与 IP 协议配套使用的还有四个协议。 ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。 RARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。 ICMP:提供差错报告和询问报文，以提高 IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP用于探寻、转发本 局域网内的组成员关系。 5.IP 地址分为几类？各如何表示？ IP 地址的主要特点是什么？分为 ABCDE 5类; 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id ，它标志该主机（或路由器）。各类地址的网络号字段net-id 分别为 1，2，3，0，0 字节；主机号字段 host-id 分别为 3 字节、 2 字节、 1 字节、 4 字节、 4 字节。特点： （ 1）IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是： 第一， IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。 第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。 （ 2）实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机（multihomed host）。由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。 （3）用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id 。 第三章 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:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外,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。 “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,物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中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:链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境:对于干扰严重的信道,可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路, 防止全网络的传输效率受损;对于优质信道,采用可靠的链路层会增大资源开销,影响传输效率。 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:适配器(即网卡来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在 TCP/IP协议中的网络接口层(OSI 中的数据链里层和物理层 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:帧定界是分组交换的必然要求,透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆,差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05 如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题? 答:无法区分分组与分组,无法确定分组的控制域和数据域,无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP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:简单,提供不可靠的数据报服务,检错,无纠错 不使用序号和确认机制 地址字段 A 只置为 0xFF。地址字段实际上并不起作用。 控制字段 C 通常置为 0x03。 PPP 是面向字节的 当 PPP 用在同步传输链路时, 协议规定采用硬件来完成比特填充(和 HDLC 的做法一样 , 当 PPP 用在异步传输时, 就使用一种特殊的字符填充法 PPP 适用于线路质量不太差的情况下、 PPP 没有编码和确认机制 3-10 PPP 协议使用同步传输技术传送比特串 11100。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 10111110110,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串? 答:011011111 11111 00 1111000 10111110110 ISO11898-1数据链路层和物理层信号 ISO 11898-1定义了哪些内容，相关项目如何测试？ 1、关于ISO 11898 ISO是世界性的标准化组织，主要任务是制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作，与其他国际性组织合作研究有关标准化问题。IS0 11898由以下部分组成： ISO11898-1：数据链路层和物理层信号 ISO11898-2：高速接入单元 ISO11898-3：低速容错接入单元 11898-4：时间触发通讯 ISO11898-5：低功耗的高速接入单元 ISO11898-6：选择性唤醒的高速接入单元 最新的ISO 11898-2、ISO 11898-5和ISO 11898-6已经取代ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2007和ISO 11898-6:2013。 2、ISO11898-1的定位 对比标准的OSI通讯协议模型，ISO 11898-1定义了CAN的数据链路层和部分物理层，如图1。数据链路层和物理层具体可分为逻辑链路控制、媒介访问控制、物理层编码、物理层介质、物理层媒介依赖。 图1 ISO 11898的定位 3、适用范围 ISO11898-1旨在实现CAN模块之间数据链路层上的信息规范。控制器区域的网络是一种串行通信协议，用于道路车辆和其他控制领域，支持分布式实时控制和多路复用。ISO11898-1：2015适用于经典CAN帧与灵活CAN帧（CAN-FD）。经典的CAN帧有效载荷达8个字节，比特率最高允许1 Mbit/s。最新的CAN帧（CAN-FD）帧格式允许比特率高于1 mbit/s，并且有效载荷大于每帧8字节。新帧架构（CAN-FD）兼容经典帧结构。 图2 新旧帧关系 一、考研真题 1、（09-35）数据链路层采用了后退N帧（GBN）协议，发送方已经发送了编号为0~7的帧。当计时器超时时，若发送方只收到0、 2、3号帧的确认，则发送方需要重发的帧数是（C） A．2 B. 3 C. 4 D. 5 解析：后退N帧ARQ就是从出错处重发已发出过的N个帧。 数据链路层采用了后退N帧（GBN）协议，发送方已经发送了编号为0~7的帧。当计时器超时时，若发送方只收到0、2、3号帧的确认，则发送方需要重发的帧数是(4)。 2、（09-36）以太网交换机进行转发决策时使用的PDU地址是（A） A．目的物理地址 B.目的IP地址 C.源物理地址 D.源IP地址 解析：以太网交换机进行转发决策时使用的PDU地址是(目的物理地址)。 ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 3、（11-35）数据链路层采用选择重传协议（SR）传输数据，发送方已发送了0～3号数据帧，现已收到1号帧的确认，而0、2号帧依次超时，则此时需要重传的帧数是（B） A．1 B．2 C．3 D．4 解答：B。选择重传协议中，接收方逐个地确认正确接收的分组，不管接收到的分组是否有序，只要正确接收就发送选择ACK分组进行确认。因此选择重传协议中的ACK分组不再具有累积确认的作用。这点要特别注意与GBN协议的区别。此题中只收到1号帧的确认，0、2号帧超时，由于对于1号帧的确认不具累积确认的作用，因此发送方认为接收方没有收到0、2号帧，于是重传这两帧。 4\（11-36）下列选项中，对正确接收到的数据帧进行确认的MAC协议是（D） A．CSMA B．CDMA C．CSMA/CD D．CSMA/CA 数据链路层： 在网络层和物理层之间，承上启下作用。 信息流向下过程,负责将报文封装成帧，加入头部和尾部信息。 信息流向上过程，负责解除帧头和尾部，并对其做处理。 数据链路层的主要功能作用是将上层的数据报封装成帧和从帧中提取数据报文。在不同帧的封装中有各自具体不同的应用。 帧概念： 所谓帧就是有自己固定结构和时序的数据块，块中的字节字段都有自己本身的意义。以帧的定界字符作为帧的开始和结束标识，不同帧的封装模式，定界符是不同的。通常来讲定界符只占用一个字节的大小，定界字符是固定不变的。在定界字符之间的数据便是上层的数据报文。 封装概念： 在上层数据报的前面加上头部信息，在数据的末加上尾部信息。 封装类型： 根据接口类型的不同进行不同的封装。 基于以太网接口的以太网封装和802.3封装； 基于串行接口的SLIP和PPP封装； 以太网封装和802.3封装可以支持ip数据报、ARP报文和RARP报文的封装。 以太网帧封装格式： 类型字段：ox0800 ip数据报文 Ox0806 ARP数据报文 Ox8035 RARP数据报文 ARP和RARP数据报的以太网帧是固定64字节长度的；ARP数据报文28字节长度的请求应答数据部分和18字节的PAD数据填充部分，总共46字节；Ip数据报文的以太网帧长度在64字节-1518字节之间； 802.3帧封装格式： 802.2部分 DSAP目的服务接入点字段： SSAP源服务接入点字段： ARP数据报文格式： 操作码部分： Ox0001 ：ARP请求ox0002：ARP应答 Ox0003：RARP请求ox0004：ARAP应答 串行接口的封装： SLIP和PPP封装只对ip数据报进行封装。 SLIP只做简单的ip报文截取，无mac地址信息，无校验。 PPP可以支持链路层参数的协商（LCP），可以支持同步和异步模式，可以支持不同网络层协议（NCP），可以支持加密认证（PAP、CHAP）。 SLIP帧封装第3章 数据链路层
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