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计算机网络技术作业参考答案 电信2008级使用 2011年3月1日整理

《计算机网络技术》课程

作业参考答案

第3章 数据链路层

3.1 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？

解析：本题考查的是对数据链路和链路概念的理解，以及相应术语的区别。 答案：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除本身是一条链路外，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。 (2)“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，物理连接不一定跟着断开。

3.4 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？ 答案：数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）的作用如下：（1）帧定界的作用是使收方能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束都在什么地方。（2）透明传输指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。其作用是防止出现帧定界的判断错误。（3）差错检测的作用是为了保证数据传输的可靠性。

数据链路层的基本功能是将数据帧通过单条通信链路从一个结点“移动”到邻近的结点，从以上帧定界、透明传输和差错检测各自作用的分析来看，它们三者都是数据链路层基本功能实现的基本保障措施。因此，都必须加以解决。

3.6 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？

解析：本题主要考查的是对目前使用最多的数据链路层协议——点对点协议PPP（Point－to—Point Protocol）的主要特点、工作原理以及适用范围这三方面的内容，为进一步更好的使用该协议奠定基础。 答案：

1.PPP协议的主要特点是：（1）PPP协议是一种面向字节的协议，所有的帧长度都是整数个字节；（2）使用一种特殊的字符填充法完成数据的填充；（3）不提供使用序号和确认的可靠传输。

2.PPP不使用序号和确认机制是出于以下的考虑：（1）在数据链路层出现差错的概率不大，使用比较简单的PPP协议较为合理；（2）数据链路层的可靠传输不能够保证网络层的传输也是可靠的；（3）通过CRC检验，可以保证无差错接收。

3.PPP适用于噪声不大的工作环境。

4.在TCP/IP族中，可靠传输由运输层的TCP协议负责，而数据链路层的PPP协议则没有纠错的责任。在数据链路层进行纠错的代价太高，通常是得不偿失的。这就是说，PPP协议是不可靠传输协议。

3.9 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？

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计算机网络技术作业参考答案 电信2008级使用 2011年3月1日整理

解析：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。广域网WAN是由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成，它的覆盖范围比较大。此题要求对局域网的特点和通信方式有明确的把握，同时对广域网也要有一定的了解。首先，局域网的特点应该从功能和体系结构及传输规程等方面进行全面充分的把握。第二问就要从局域网和广域网的区别来分析，这里主要是考虑二者规模上的差异。 答案：1.局域网的主要特点

(1)从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：

① 共享传输信道。在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上；

② 地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内。一般来说，局域网的覆盖范围约为10m~10km内或更大一些；

③ 传输速率高。局域网的数据传输速率一般为1~100Mb/s，能支持计算机之间的高速通信，所以时延较低；

④ 误码率低。因近距离传输，所以误码率很低，一般在10-8~10-11之间；

⑤ 多采用分布式控制和广播式通信。在局域网中各站是平等关系而不是主从关系，可以进行广播或组播。

(2)从网络的体系结构和传输控制规程来看，局域网也有自己的特点：

① 低层协议简单。在局域网中，由于距离短、延时小、成本低、传输速率高、可靠性高，因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素，所以低层协议较简单；

② 不单独设立网络层。局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道，网内一般不需要中间转接，流量控制和路由选择功能大为简化，通常在局域网不单独设立网络层。因此，局域网的体系结构仅相当于OSI/RM的最低两层；

③ 采用多种媒体访问控制技术。由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的是多源、多目的链路管理的问题。由此引发出多种媒体访问控制技术。

2.局域网采用广播通信方式而广域网不采用的原因：局域网采用广播通信是因为局域网中的机器都连接到同一条物理线路，所有主机的数据传输都经过这条链路，采用的通信方式是将主机要发送的数据送到公用链路上，发送至所有的主机，接收端通过地址对比，接收发往自己的数据，并丢弃其他数据的方式。广域网是由更大的地理空间、更多的主机构成的，若要将广播用于广域网，可能会导致网络无法运行。首先，主机间发送数据时，将会独自占用通信链路，降低了网络的使用率；另一方面，主机A向主机B发送数据，是向网络中所有的主机发送数据，当主机数目非常多时，将严重消耗主机的处理能力。同时也造成了数据的无效流动；再次，极易产生广播风暴，使网络无法运行。

3.15 有10个站连接到以太网上。试计算以下三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10Mb/s以太网集线器。 （2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器。 （3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。

解析：此题考查集线器和交换机在带宽方面的区别。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，其他端口只能等待。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，是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，每个端口都有一条独占的带宽，当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，而且可以工作在全双工模式下，因此连接在交换机上的站实际上是独占频道的。 答案：（1）10个站共享10Mb/s；

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（2）10个站共享100Mb/s； （3）每一个站独占10Mb/s。

3.16 网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器及以太网交换机有何异同？

解析：网桥、转发器与交换机在局域网中都具有连接主机、数据转发的功能，详细了解其中的异同，可以加深对它的认识。 答案：

1.网桥的工作原理和特点

网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在缓冲中。若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错，则丢弃此帧。

网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。

2.网桥与转发器的异同，主要体现在：

（1）网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；

（2）网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；

（3）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；

（4）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能起到提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。

网桥与以太网交换机的异同，主要体现在：

（1）以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2~4个端口； （2）它们都工作在数据链路层；

（3）网桥的端口一般连接到局域网，而以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，交换机允许多对计算机间同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信；

（4）实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上；

（5）网桥采用存储转发方式进行工作，而以太网交换机还可采用直通方式转发； （6）以太网交换机采用了专用的交换结构芯片，转发速度比网桥快。

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