第4章 数据链路层
计算机网络第四章习题
第四章数据链路层补充习题一．选择题1．下列不属于数据链路层功能的是( B )。
A帧定界功能B．电路管理功能C差错控制功能D．流量控制功能2．数据链路层协议的主要功能是( C )。
A.定义数据格式B．提供端到端的可靠性传输C控制对物理传输介质的访问D．为终端节点隐蔽物理拓扑的细节3．下述协议中，( A )不是链路层的标准。
A．ICMP B．HDLC C．PPP D．SLIP4．数据链路层采用了退回N帧的(GBN)协议，如果发送窗口的大小是32，那么至少需要( C )位的序列号才能保证协议不出错。
A．4 B．5 C．6 D．75．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．46．数据链路层采用后退N帧协议方式，进行流量控制和差错控制，发送方已经发送了编号O～6的帧。
当计时器超时时，只收到了对1、3和5号帧的确认，发送方需要重传的帧的数目是( A )。
A． 1 B．2 C．5 D．67．下列有关数据链路层差错控制的叙述中，错误的是( A )。
A．数据链路层只能提供差错检测，而不提供对差错的纠正B．奇偶校验码只能检测出错误而无法对其进行修正，也无法检测出双位错误C．CRC校验码可以检测出所有的单比特错误D．海明码可以纠正一位差错8．字符S的ASCII编码从低到高依次为1100101，采用奇校验，在下述收到的传输后字符中，哪种错误( D )不能检测?A．11000011 B．11001010C．11001100 D．110100119．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( D )。
A．差错校验B．帧序号C．NAK机制D．超时机制10．从滑动窗口的观点看，当发送窗口为1，接收窗口也为1时，相当于ARQ的( C )方式。
A．回退N帧ARQ B．选择重传ARQC．停止-等待D．连续ARQ二、综合应用题1. 在一个数据链路协议中使用下列字符编码：A 01000111；B 11100011；FLAG 01111110；ESC 11100000在使用下列成帧方法的情况下，说明为传送4个字符A、B、ESC、FLAG所组织的帧实际发送的二进制位序列。
第四章 以太网数据链路层
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。
ͼ1 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。
计算机网络吴功宜(第三版)课后习题解答(第1-4章)
计算机网络-清华版_吴功宜(第三版)课后习题解答(第1-4 章)第一章计算机网络概论P421. 请参考本章对现代Internet 结构的描述，解释“三网融合”发展的技术背景。
答：基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教育，以及基于对等结构的P2P网络、3G/4G与移动Internet 的应用，使得Internet 以超常规的速度发展。
“三网融合”实质上是计算机网络、电信通信网与电视传输网技术的融合、业务的融合。
2. 请参考本章对Internet 应用技术发展的描述，解释“物联网”发展技术背景。
答：物联网是在Internet 技术的基础上，利用射频标签、无线传感与光学传感等感知技术自动获取物理世界的各种信息，构建覆盖世界上人与人、人与物、物与物的智能信息系统，促进了物理世界与信息世界的融合。
3. 请参考本章对于城域网技术特点的描述，解释“宽带城域网”发展技术背景。
答：宽带城域网是以IP 为基础，通过计算机网络、广播电视网、电信网的三网融合，形成覆盖城市区域的网络通信平台，以语音、数据、图像、视频传输与大规模的用户接入提供高速与保证质量的服务。
4. 请参考本章对WPAN技术的描述，举出 5 个应用无线个人区域网络技术的例子。
答：家庭网络、安全监控、汽车自动化、消费类家用电器、儿童玩具、医用设备控制、工业控制、无线定位。
5.. 请参考本章对于Internet 核心交换、边缘部分划分方法的描述，举出身边 5 种端系统设备。
答：PDA、智能手机、智能家电、无线传感器节点、RFID 节点、视频监控设备。
7. 长度8B与536B的应用层数据通过传输层时加上了20B的TCP报头, 通过网络层时加上60B 的IP 分组头，通过数据链路层时加上了18B 的Ethernet 帧头和帧尾。
分别计算两种情况下的数据传输效率。
（知识点在：P33）解：长度为8B的应用层数据的数据传输效率：8/(8+20+60+18) ×100%=8/106×100%=7.55%长度为536B的应用层数据的数据传输效率：536/(536+20+60+18) ×100%=536/634×100%=84.54%8. 计算发送延时与传播延时。
04741《计算机网络原理》大纲
第1章计算机网络概述1.1 计算机网络的发展1.2 计算机网络的基本概念1.3 计算机网络的分类1.4 计算机网络的标准化第2章计算机网络体系结构2.1 网络的分层体系结构2.2 OSI/RM开放系统互连参考模型2.3 TCP/IP参考模型2.4 OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较第3章物理层3.1 物理层接口与协议3.2 传输介质3.3 数据通信技术3.4 数据编码3.5 数据交换路层第4章数据链路层4.1 数据链路层的功能4.2 差错控制4.3 基本数据链路协议4.4 链路控制规程4.5 因特网的数据链路层协议第5章网络层5.1 通信子网的操作方式和网络层提供的服务5.2 路由选择5.3 拥塞控制5.4 服务质量5.5 网络互连5.6 因特网的互连层协议第6章传输层6.1 传输层基本概念6.2 传输控制协议6.3 用户数据报传输协议第7章应用层7.1 域名系统7.2 电子邮件7.3 万维网7.4 其它服务第8章局域网技术8.1 介质访问控制子层8.2 IEEE802标准与局域网8.3 高速局域网8.4 无线局域网技术8.5 移动Ad Hoc网络8.6 局域网操作系统第9章实用网络技术9.1 分组交换技术9.2 异步传输模式9.3 第三层交换技术9.4 虚拟局域网技术9.5 虚拟专用网VPN9.6 计算机网络管理与安全计算机网络原理自学考试大纲出版前言一、课程性质与设置目的二、课程内容与考核目标第1章计算机网络概述第2章计算机网络体系结构第3章物理层第4章数据链路层第5章网络层第6章传输层第7章应用层第8章局域网技术第9章实用网络技术三、关于大纲的说明与考核实施要求附录题型举例后记。
计算机网络4章习题及参考答案(20080720)
第4章数据链路层1.指出数据链路连接和物理连接的区别与联系。
答案：当位于链路两端结点上的包交换机（路由器或结点交换机）处于关闭状态时，就称连接这两个结点的物理媒体（即通信线路）处于静止状态。
当链路两端的结点交换机开机后，由于物理层协议的作用，该二结点就可以通过物理媒体传送比特了。
因此，称从结点交换机开机到通信完毕后关机为止的这段时间为物理连接生存期。
在物理连接生存期中，由于通信线路中总存在着噪声和干扰，使数据传输不够可靠，因此，通常并不利用这种物理连接传送比特流，称该物理媒体现在处于空闲状态。
当数据链路连接在物理连接的基础上建立起来以后，由于数据链路连接具有差错检测功能，可以使不太可靠的链路变得更为可靠。
称该物理媒体现在处于活动状态，可靠的数据传输正是在这一状态下进行的。
数据链路从建立到断连，即为数据链路的生存期。
当数据链路断连时，物理连接既可以保持，也可以断开。
2.一个上层报文被分成10帧，每帧无损坏地到达目的地的可能性是80％。
假设数据链路协议不进行差错控制，请问该报文要完整地到达接收方平均要发送多少次？答案：由于每一帧以0．8 的概率到达，整个信息到达的概率是p ＝0.8 1 0 ≈0.107。
一次发送成功的概率是P，二次成功的概率是（l－P）P，三次成功的概率是（l－P）2 P，i次成功的概率是（l－P）i -1 P。
因此，为使信息完整地到达接收方，平均发送次数等于：E＝l ×p ＋2（l－p）p ＋3（l－p）2 p＋…＋i（1－p）i -1 p＋…＝∑∞=1i [ i（1－p）i –1 p ] ＝p ∑∞=1ii（1－p）i -1为化简这个式子，利用公式：S＝∑∞=1ia i ＝a /(1－a) ( a<1)S’＝∑∞=1ii a i -1＝1/(1－a) 2令（l－P）＝aE＝P∑∞=1ii a i -1＝P/(1－a) 2＝P/[1－（l－P）]2＝P/P2＝1/P代入p ＝0.8 1 0 ≈0.107E＝1/P ≈1/0.107≈9.3因此，假设数据链路协议不进行差错控制，该报文要完整地到达接收方平均要发送9.3 次。
《计算机网络教学资料》第4章数据链路层
❖ 循环冗余码 CRC码又称为多项式码。 任何一个由二进制数位串组成的代码都可由 一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一 对应的关系。
110001，表示成多项式 x5 + x4 + 1
25
循环冗余码 (CRC)
❖ 循环冗余码（CRC码，多项式编码） ➢ 110001，表示成多项式 x5 + x4 + 1
110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 ← R 余数
30
发送方 接收方
举例： 1 0 0 0 0Q(1x) G(x) 1 1 0 0111 0 0 1 1 0 f0(x0.)xk0
01011010010 信 源 01011010010 信 源
➢ 随机性错误 前后出错位没有一定的关系
➢ 突发性错误 前后出错位有一定的相关性
(a) 理想状态
噪音干扰
(b) 实际环境
信 宿 01011010010 信 宿 01010010110
出错
14
2.差错控制的方式
❖ 反馈纠错 ❖ 前向纠错 ❖ 混合纠错 ❖ 反馈检验
在数据通信和计算机网络中，几乎都采用ARQ差错控制 技术。在采用无线电信道的通信系统中，由于信道误 码率较高，大多采用HEC方式的差错控制技术。
18
4.反馈检验 反馈校验方式又称回程校验。
接收端把收到的数据序列原封不动地转发回发送端，发端 将原发送的数据序列与返送回的数据序列比较。如果发现错 误，则发送端进行重发，直到发端没有发现错误为止。
11001 10000 11001
1 0 0 1R(x)
计算机网络 《第4章 数据链路层》 讲解
校验码 编码器
发送装置
接收装置
校验码 译码器
信宿
传
输
存储器
信
道
反馈信号 控制器
反馈信号 控制器
15
《计算机网络》第4章 数据链路层
反馈重发机制的分类
• 停止等待方式
发送端
1
2
2
3
ACK
NAK
ACK
接收端
1
2
2
3
16
《计算机网络》第4章 数据链路层
连续工作方式 • 拉回方式
• 选择重发方式
重传 发送端 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6
4.2 数据链路层的基本概念
4.2.1 物理线路与数据链路 • 线路 — 链路 • 物理线路 — 数据链路
18
《计算机网络》第4章 数据链路层
4.2.2 数据链路控制
• 链路管理 • 帧同步 • 流量控制 • 差错控制 • 帧的透明传输 • 寻址
数据链路层协议 — 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。
数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。
30
《计算机网络》第4章 数据链路层
数据链路的平衡配置方式
31
《计算机网络》第4章 数据链路层
4.4.3 HDLC的帧结构
标志字段F 地址字段A 控制字段C
(8位)
(8/16位) (8/16位)
信息字段I (长度可变)
帧校验字段FCS 标志字段F
(16/32位)
常用的检错码 • 奇偶校验码
垂直奇（偶）校验 水平奇（偶）校验水平 垂直奇（偶）校验（方阵码）
• 循环冗余编码CRC 目前应用最广的检错码编码方法之一
第四章数据链路层
例题[例题4-1] 对于10比特要传输的数据，如果采用海明码（Hamming code）校验，需要增加的冗余信息为比特A 3B 4C 5D 6［例题4-2］通过提高信噪比可以降低其影响的差错是A随机差错 B 突发差错 C 数据丢失差错 D 干扰差错［例题4-3］两台计算机通过计算机网络传输一个文件，有两种可行的确认策略。
第一种策略是由发送端将文件分割成分组，接受端逐个地确认分组；但就整体而言，文件没有得到确认。
第二种策略是接收端不确认单个分组，而是当文件全部接收到后，对整个文件予以接受确认。
是比较这两种方式的优缺点，以及它们各自适应的场合。
10，每个帧的长度为10kb，试问：［例题4-4］已知某通信信道的误码率为5-（a）若差错为单比特错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？4.3 基础知识一、填空题1.数据链路层的最基本功能是向该层用户提供_____、______的数据传输基本服务。
2.差错控制技术主要包括前向纠错机制FEC和_______。
3.BSC和HDLC都是数据链路层封装帧的协议，BSC是面向______的协议。
HDLC是面向的协议；若使用BSC协议，字符串“A DLE STX B C DLE DLE DLE ETB”在透明传输时的字符输出串是______；若使用HDLC协议，11001011111001011111101在透明传输时的二进制输出串是______。
4.差错控制编码可以分为______和______。
其中,______是自动发现差错的编码；______ 是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。
衡量编码性能好坏的一个重要参数是______，是码字中信息比特所占的比例。
5. ______是通信系统中衡量系统传输______的指标，可定义为二进制比特在通信系统传输时被传错的概率。
在计算机网络通信系统中，要求误码率低于______。
6.所谓差错就是在数据通信中，数据通过通信信道后接收的数据与发送的数据存在______ 的现象。
第4章 数据链路层协议
4．1数据链路层功能 4．2数据链路层的流量控制协议 4．3广域网数据链路传输控制规程 4．4局域网的数据链路层协议分析 4．5 Internet数据链路层协议 4．6小结
4．1数据链路层功能
1、链路管理 2、信息的传输 3、流量与差错控制 4、异常情况处理
4．2数据链路层的流量控制协议
（字节） (a)
前序 起始帧分界符 目的地址 源地址 长度
逻辑链路控制作 填充字段 帧校验序列 MAC帧的DATA字段 DATA 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 DATA 6 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 4 1 （字节）
1
1
1
2-6
2-6
令牌总线帧 前序 起始分界符 帧控制字段 目的地址 源地址
4、控制过程
建立数据链路连接阶段 传送数据阶段 拆除数据链路连接
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
主站与次站：
主站 次站1 P
建 链 阶 段
次站2 S2
……
次站N
SNRM UA DM I帧 I 0， 0 I1，0 P=1 I0，2 F=1
发 回 其 中 一 个 发 回 其 中 一 个
数 传 阶 段
比特 8 标志 F
8 地址 A
透明传输区间 检验区间 8 可变 控制 C 2 0 1 3 4 N（S） S M 信息 INFO 5 6 7 8 N（R） P/F P/F P/F N（R） M
16 帧校验序列 FCS
8 标志 F
1 信息帧（I） 0 监控帧（S） 1 无编号帧（U） 1
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
1、传统局域网 1）10Base5以太网 2）10Base2以太网 3）10Base-T以太网 4）10Base-F以太网 2、快速局域网 3、FDDI 4、千兆以太网 5、无线局域网
第4章数据链路层
说明：在很多数据链路协议中，使用字符 计数法和一种其它方法的组合
第四章
数据链路层
4.3 差错控制
差错原因与类型
原因：主要是因为在通信线路上噪声干扰的结果 类型：随机错和突发错
热噪声----〉 随机错误 冲击噪声--〉 突发错误 通信过程中产生的传输差错是随机错误和突发错误构成的
误码率Pe
计算机通信的平均误码率要求< 10 －9
发端连续发送M帧，接收端收到后，依 次检验并发出应答帧 若第N帧出错，丢弃第N帧，则缓存第n 帧以后的所有正确帧（要有足够缓存） 接收端发送出错信息（第N帧出错） 发送端收到出错信息则重发第N帧
第四章
数据链路层
帧丢失情况
两种可能
数据帧丢失 确认帧丢失
解决办法：超时重发
可 能 导 致
重复帧情况 解决重复帧问题：采用帧编号
用物理层信息编码中未用的电信号来作为帧的边界
只适用于物理层编码有冗余的网络
802 LAN：Manchester encoding or Differential Manchester encoding 用 high-low pair/low-high pair表示1/0， high-high/low-low不表示数据，可以用来做 定界符。
N(S) S M 3 4
P/F P/F P/F 5 6
N(R) N(R) M 7 8
A是地址字段（Address），由8位组成 C是控制字段（Control）
信息帧:第一bit为0，2至4比特为当前发送的信息帧的序号 6至8比特则代表为接收序号即期望收到的帧的发送序号 监控帧：1至2比特为“10”， 3至4比特用以代表四种不同 类 型的监控帧，协调双方通信状态（流量控制，差错控 制） 无序号帧：第1至2比特为“11”， 3、4、6、7和8比特用M （Modifier）表示，M的取值不同表示不同功能的无序号帧， 用于建立连接和拆除连接
第4章 数据链路层习题
第4章数据链路层习题单选1、由于帧中继可以使用链路层来实现复用和转接,所以帧中继网中间节点中只有.A.物理层和链路层B.链路层和网络层C.物理层和网络层D.网络层和运输层2、网络接口卡（NIC）位于OSI模型的 .A 数据链路层B 物理层C 传输层D 网络层3、数据链路层可以通过__ ____标识不同的主机.A 物理地址B 端口号 D.C IP地址D 逻辑地址4、HDLC协议的成帧方法使用。
A 计数法B 字符填充法C 位填充法D 物理编码违例法5、交换机和网桥属于OSI模型的哪一层?A. 数据链路层B. 传输层C. 网络层D. 会话层6、在OSI中，为实现有效、可靠数据传输，必须对传输操作进行严格的控制和管理，完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层7、在OSI模型中，NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层8、 HDLC的帧格式中，帧校验序列字段占A、1个比特B、8个比特C、16个比特D、24个比特9、帧中继技术是在用简化的方法传送和交换数据的一种技术。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、传输层10、HDLC协议的成帧方法使用。
A 计数法B 字符填充法C 位填充法D 物理编码违例法11、当网桥检测到一个数据包携带的目的地址与源地址属于同一个网段时，网桥将。
A 把数据转发到网络的其他网段B 不再把数据转发到网络的其他网段C 在两个网段间传送数据D 在工作在不同协议的网络间传送数据12、OSI参考模型中,下列负责流控和差错控制的是。
A 应用层B 表示层C 数据链路层D 网络层13、下面有关信元交换的正确叙述是A．信元交换是一种使用异步时分多路复用技术的交换技术B．信元交换是分组更小的分组交换C．信元交换通过使用频分多路复用技术提高通信能力D．信元交换是基于光纤的高速交换技术14、交换机能够识别地址。
A、DNSB、TCPC、网络层D、MAC15、桥接器互连反映了数据链路层一级的转换，下列功能属于桥接器的是。
谢希仁《计算机网络教程》第五版答案
谢希仁《计算机网络教程》第1章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延101计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？102试简述分组交换的要点。
103试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
104为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？105试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。
讨论是否需要这一层？106计算机网络可从哪几个方面进行分类？107试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。
在电路交换时电路的建立时间为S（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？108在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而此为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过ｋ段链路。
链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度Ｐ应取为多大？109计算机网络中的主干网和本地接入同各有何特点？110试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：111计算机网络由哪几部分组成？第2章协议与体系结构201网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？202试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。
203试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
204 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
205试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
206 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。
讨论其异同之处。
207 解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。
第4章---数据链路层ppt课件(全)
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
计算机网络(第三版)第一到第六章 课后问答题 答案整理
第一章计算机网络概论1.请参考本章对现代Internet结构的描述，解释“三网融合”发展的技术背景。
基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教育，以及基于对等结构的PSP网络、3G/4G与移动Internet的应用，使得Internet以超常规的速度发展。
“三网融合”实质上是计算机网络、电信通信网与电视传输网技术的融合、业务的融合。
2.请参考本章对Internet应用技术发展的描述，解释“物联网”发展技术背景。
物联网是在Internet技术的基础上，利用射频标签、无线传感与光学传感等感知技术自动获取物理世界的各种信息，构建覆盖世界上人与人、人与物、物与物的智能信息系统，促进了物理世界与信息世界的融合。
3.请参考本章对于城域网技术特点的描述，解释“宽带城域网”发展技术背景。
宽带城域网是以IP为基础，通过计算机网络、广播电视网、电信网的三网融合，形成覆盖城市区域的网络通信平台，以语音、数据、图像、视频传输与大规模的用户接入提供高速与保证质量的服务。
4.请参考本章对WPAN技术的描述，举出5个应用无线个人区域网络技术的例子。
答：家庭网络、安全监控、汽车自动化、消费类家用电器、儿童玩具、医用设备控制、工业控制、无线定位。
5..请参考本章对于Internet核心交换、边缘部分划分方法的描述，举出身边5种端系统设备。
答：PDA、智能手机、智能家电、无线传感器节点、RFID节点、视频监控设备。
第二章网络体系结构与网络协议1．请举出生活中的一个例子来说明“协议”的基本含义，并举例说明网络协议三要素“语法”、“语义”与“时序”的含义与关系协议是一种通信规则例：信件所用的语言就是一种人与人之间交流信息的协议，因为写信前要确定使用中文还是其他语言，否则收信者可能因语言不同而无法阅读三要素：语法：用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现顺序语义：解释比特流的每一部分含义，规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作和作出的响应时序：对实现顺序的详细说明2．计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化3．ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么？1）网中各结点都具有相同的层次2）不同结点的同等层具有相同的功能3）不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信计算机网络技术基础教程计算机网络概述...计算机网络概述...4）同一结点内相邻层之间通过接口通信5）每个层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务4．如何理解OSI参考模型中的“OSI环境”的概念？“OSI环境”即OSI参考模型所描述的范围，包括联网计算机系统中的应用层到物理层的7层与通信子网，连接结点的物理传输介质不包括在内5．请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层的服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单元，然后传输到会话层。
计算机网络谢希仁课件第04章
第 4 章 数 据 链 路 层
计 算 机 网 络
第 4 章 数 据 链 路 层
教
程
计 算 机 网 络
第 4 章 数 据 链 路 层
4.3.3 信道利用率与最佳帧长
数据帧长的选择与信道质量的好坏有很大的关系。
教
程
计 算 机
4.4 选择重传ARQ协议
第 4 章 为进一步提高信道的利用率，可设法只重传出现 数 据 链 路 层
第 4 章
教
程
数 图4-3(a)画的是数据在传输过程中不出差错的情况。 据 链 当发现差错时，结点B就向主机A发送一个否认帧 路 NAK，以表示主机A应当重传出现差错的那个数据帧。 层 图4-3(b)画出了主机A重传数据帧。
计 算 机 网 络
有时链路上的干扰很严重，或由于其他一些原因，
结点B收不到结点A发来的数据帧。这种情况称为帧丢
失，如图4-3(c)所示。于是就出现了死锁现象。 要解决死锁问题，可在结点A发送完一个数据帧时，
第 4 章 数 据 链 路 层
就启动一个超时计时器(timeout timer)。若到了超时计
时器所设置的重传时间tout而仍收不到结点B的任何确 认帧，则结点A就重传前面所发送的这一数据帧，如 图4-3(c)和图4-3(d)所示。一般可将重传时间选为略大 于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。
4.2.6
停止等待协议中的几个重要时
间关系
第 4 章 数 据 链 路 层
络
示。
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程
计 算 机 网 络
第 4 章 数 据 链 路 层
教
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4.3 连续ARQ协议
4.3.1 连续ARQ协议的工作原理
数据链路层作业
第四章数据链路层练习题一、填空题1 数据链路层最重要的作用就是：通过一些（）协议，在不太可靠的物理链路上实现（）数据传输。
(知识点: 数据链路层的作用答案: 数据链路层、可靠的)2 在数据链路层，数据的传送单位是（）。
( 知识点: 数据链路层的作用答案: 帧)3 在计算机通信中，采用（）方式进行差错控制。
( 知识点: 数据链路层的功能答案: 检错重发)4 所谓（）就是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。
(知识点: 数据链路层的功能答案: 透明传输)5 物理层要解决（）同步的问题；数据链路层要解决（）同步的问题。
( 知识点: 物理层及数据链路层的功能答案: 比特、帧)6 所谓（）就是从收到的比特流中正确无误地判断出一个帧从哪个比特开始以及到哪个比特结束。
( 知识点: 数据链路层的功能答案: 帧同步)7 链路的两种基本配置，即( )和( )。
( 知识点: HDLC 答案: 非平衡配置和平衡配置)8 用户接入Internet的一般方法有两种。
一种是用户使用( ),另一种是使用( )。
( 知识点: Internet中的数据链路层答案: 拨号电话线接入，专线接入)9、Internet中使用得最广泛的数据链路层协议是( )协议和( )协议。
( 知识点: Internet中的数据链路层答案:SLIP和PPP)10、HDLC有（信息帧）,（监督帧）和无编号帧三种不同的帧11、HDLC是面向（比特型）的协议,以一组特定的比特模式（01111110）来标志一帧的起始和终止。
12、为了数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法,IEEE802标准特意把（LLC）独立出来,形成一个单独子层,使（MAC）依赖于物理媒体和拓朴结构, 而（LLC）与媒体无关18、LLC帧中的信息帧的功能是（传递高层数据）12、按交换方式来分类,计算机网络可分为（电路交换）,（报文交换网）和（分组交换）三种13、为了进行研究数据传输,在数据传输之前先要在发送站与接收站之间建立一条逻辑通路,这种交换方式称为（虚电路或面向连接服务）二、选择题1 无论是SLIP还是PPP协议都是( )协议。
计算机网络原理——数据链路层
– 发送方发送一块数据后， 就停止发送动作，开始计时， 等待接收方的反馈结果。 – 接收方对收到的数据进行校验，并根据校验的结果向 发送方作出肯定确认或否定确认。 – 当发送方收到“正确”的确认(ACK)之后，继续发送 后继数据块； – 如果发送方收到“否定”确认(NAK) ，或者计时器超 时，重新传送本数据块。
数据链路层
11
4.1.3 流量控制功能
• 目的：防止接收方发生数据溢出而控制发 送方发送数据的速率 • 主要方法：停—等流控、滑动窗口流控来自数据链路层12
4.1.4 链路管理功能
• 主要功能：帧序号的初始化、建立连接、 维护连接、重置连接、释放连接等
数据链路层
13
4.2 差错控制
• • • • 4.2.1 差错检测 目的：发现和纠正接收到的数据的差错 产生差错的原因：噪声 突发长度：从突发错误发生的第一码元到 有错的最后一个码元间所有的码元数，称 该突发错的突发长度。
节 点
帧
帧
节 点
数据链路层
5
帧的一般结构
对于不同的通信环境或不同的通信协议， “帧”的格 式亦不尽相同。
F 帧 标志 A 地址 字段 C 控制 字段 D 数据字段 FCS 校验 字段 F 帧 标志
“帧”分为面向字符型和面向比特型两类。前者由ASCII字 符构成（IBM BSC协议）；后者由任意比特构成，更为灵 活和高效（HDLC）。
数据链路层
16
数据通信中的实际情况
发送的数据
0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
信号
噪音
信号+噪音
阈值
采样时钟 接收的数据
0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0
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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◇组帧：把数据封装在帧中，按顺序传送◇定界与同步：产生／识别帧边界◇差错恢复：采用重传的方法◇流量控制及自适应：确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配图4.2 数据链路层(Data Link Layer)数据传输示例局域网中的数据链路知识主要涵盖在以太网的技术知识之中。
后面将详细阐述以太网的发展历程，并对相关技术做详尽的介绍。
4.2 以太网4.2.1 以太网的发展1．Xerox公司的X-Wire1973年，位于加利福尼亚的Xerox公司提出并实现了最初的以太网。
Robert Metcalfe 博士被公认为以太网之父，他研制的实验室原型系统运行速度是2.94兆比特每秒(3Mbps)。
这个实验性以太网(在Xerox公司中被称为X-Wire)用在了Xerox公司早期的一些产品中，包括世界上第一台配备网络功能、带有图形用户界面的个人工作站一一Xerox Alto。
2．DEC-Intel-Xerox (DIX)的以太网1979年，：Xerox与DEC公司(Digital Equipment Corporation)联合起来，致力于以太网技术的标准化和商品化，并促进该项技术在网络产品中的应用。
为确保能很容易地将商品化以太网集成到廉价芯片中，在Xerox的要求下，Intel公司也加入了这个联盟，负责提供这方面的指导。
由它们组成的DEC-Intel-Xerox(DIx)三驾马车，1980年9月开发并发布了10Mbps版的以太网标准。
1982年，发布了该标准的第2版。
这一版以太网对信令做了略微修改，并增加了网络管理功能。
3．IEEE的802.3标准1983年6月，IEEE标准委员会通过了第一个802.3标准。
IEEE于1990年9月通过了使用双绞线介质的以太网(10Base-T)标准，该标准很快成为办公自动化应用中首选的以太网技术。
4．快速以太网和千兆以太网1991一1992年间，Grand Junction网络公司开发了一种高速以太网，这种网络的基本特征，如帧格式、软件接口、访问控制方法等，与以往的以太网相同，但可运行速度可达到100Mbps。
在快速以太网的官方标准提出后不到一年，对千兆以太网的研究工作也开始了，这种网络的速率可达到1000Mbps。
1996年，IEEE 802.3成立了一个标准开发任务组，1998年完成并通过了标准。
研究工作又向支持桌面应用的双绞线千兆以太网技术方面拓展。
图4.3说明了在过去的一段时间里以太网的增长趋势。
图4.3 以太网增长趋势4.2.2 CSMA／CD以太网使用共享介质来传输数据，那么在同一时刻，共享介质由哪个站点来使用，是如何决定的呢甲以太网使用CSMA/CD(带冲突检测的载波监听多路访问)算法来决定哪个站点对共享介质具有使用权。
CSMA/CD是一种使用争用的方法来决定介质访问权的协议，这种争用协议只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络。
在总线网络中，每个站点都能独立地决定帧的发送，若两个或多个站点同时发送帧，就会产生冲突，导致所发送的帧都出错。
因此，一个用户发送信息成功与否，在很大程度上取决于监测总线是否空闲的算法，以及当两个不同节点同时发送的分组发生冲突后所使用的中断传输的方法。
CSMA/CD的工作原理是：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。
在发送时，边发边继续监听。
若监听到冲突，则立即停止发送。
等待一段随机时间(称为退避)以后，再重新尝试。
4.2.3 以太网帧格式1．MAC地址前面讲过，计算机联网必需的硬件是安装在计算机的网卡。
通信中，用来标识主机身份的地址就是制造在网卡的一个硬件地址。
每块网卡在生产出来后，除了具有基本的功能外，都有一个全球唯一的编号来标识自己，不会重复，这个地址就是MAC地址，即网卡的物理地址。
MAC地址由48位二进制数组成，通常分成6段，用16进制表示，如00-DO-09-A1-D7-B7。
其中前24位是生产厂商向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。
MAC地址的第8位为0时，表示该MAC地址为单播地址，为1时，表示该MAC地址为组播MAC地址。
一块物理网卡的地址一定是一个单播地址，也就是第8位一定为0，组播地址是一个逻辑地址，用来表示一组接收者，而不是一个接收者，如图4.4所示。
图4.4 MAC地址图示------------------------------------------------------------------------------- 提示：单播的发送方式为一对一，即一台主机发送的数据只发送给另一台主机。
广播方式示为一对多，即一台主机发送一个数据，在这个网段的所有主机都能收到。
组播方式介于单播和广播之间，也是一对多，但接收者不是网段上的全体成员，而是一个特定的组的成员。
在后续课程中会讲解有组播的应用。
------------------------------------------------------------------------------- 2．802.3以太网帧格式(DIX)如图4.5所示，该帧包含6个域。
(1)前导码(preamble)包含8个字节(octet)。
前7个字节的值为0xAA，而最后一个字节的值为OxAB。
在DIX以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装。
(2)目的地址(DA)包含6个字节。
DA标识了帧的目的站点的MAC地址。
DA可以是单播地址(单个目的地)、组播地址(组目的地)或广播地址。
(3)源地址(SA)包含6个字节。
SA标识了发送帧的站点的MAC地址。
SA一定是单播地址(即第8位是O)。
图4.5 以太网帧格式(4)类型/长度域包含2个字节。
用来标识上层协议的类型或后续数据的字节长度。
当此字段的数值大于0600H时，用来表示类型，例如0800H表示IP协议；当数值小于0600H时，用来表示长度。
(5)数据域包含46～1500个字节。
数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。
出于CSMA/CD算法的限制，以太网帧必须不能小于某个最小长度。
高层协议要确保这个域至少包含46字节。
如果实际数据不足46个字节，则高层协议必须执行某些(未指定)填充算法。
数据域长度的上限是任意的，但已经被设置为1500字节。
------------------------------------------------------------------------------- 提示：关于是否增大以太网帧的最大长度，及其对信道访问和帧出错率的影响有许多不同意见。
但是，1500字节最大长度的真正原因是1979年(10Mbps以太网正在设计之中)的内存成本以及低成本的LAN控制器的缓冲区要求。
-------------------------------------------------------------------------------(6)帧校验序列(FCS)包含4个字节。
FCS是从DA开始到数据域结束这部分的校验和。
校验和的算法是32位的循环冗余校验法(CRC)。
4.2.4 以太网标准数据链路层可以分成两个子层：MAC(介质访问控制)和LLC(逻辑链路控制)子层。
其中，MAC子层在LLC的下层，它的功能主要有以下几个方面：◇将上层交下来的数据封装成帧进行发送(接收时进行相反的过程，将帧解封装)。
◇实现和维护介质访问控制协议，例如CSMA/CD。
◇比特差错检测。
◇MAC帧的寻址，即MAC帧由哪个站(源站)发出，被哪个站／哪些站接收(目的站)。
数据链路层中与媒体接入无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC子层。
更具体些讲，LLC 子层的主要功能有以下几个方面：◇建立和释放数据链路层的逻辑连接◇提供与上层的接口◇给帧加上序号IEEE定义了以太网的标准，MAC子层的规范称为IEEE 802.3，LLC子层的规范称为IEEE 802.2。
4.2.5 以太网命名标准当以太网首次广泛应用于商业时，它只支持单一数据传输率(10Mbps)以及一种物理介质(粗同轴电缆)。
因此术语“以太网”毫无争议地专指这种系统。
然而这种简明的特点没有保持很长时间。
出于花费少、易安装、易维护以及能在恶劣环境中使用等方面的考虑，以太网被不断修改，并在其中逐渐增加了一系列物理介质。
一般地说，商业产品领导市场，随之而来的是制定在这些新介质上的操作标准。
稍后，数据传输率也可能发生变化，这又导致出现更多的物理介质。
因此，今天有许多非常不同的通信系统，它们都称为“以太网”。
为避免使用这样累赘的称呼，如“使用两对第三类双绞线的10Mbps以太网”或“使用长波激光两路光纤的千兆以太网”，IEEE 802.3定义了一种缩写符号来表示以太网的某一实现标准。
因此，某个以太网实现被称为：n-信号-物理介质◇n：以兆位每秒为单位的数据率，如1、10、100、1000。
◇信号：如果采用的信号是基带的，即物理介质是由以太网专用的，不与其他的通信系统共享，则表示成：Base；如果信号是宽带的，即物理介质能够同时支持以太网和其他非以太网的服务，则表示成Broad。