2017年职称计算机基础考试题库及答案（13）

　　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：所谓链路是指从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何的其他交换结点，它仅是一条路径的组成部分。数据链路：在数据传输时除了必须的一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件都附加到链路上采构成数据链路。

　　“电路接通了”表示建立了一条物理连接，可以传输比特流了;“数据链路接通了”则表示已经建立了一条数据链层的连接，可以传输数据帧了。

　　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：数据链路层中的链路控制功能有：(1)链路管理。(2)帧定界。(3)流量控制。(4)差错控制。(5)将数据和控制信息区分开。(6)透明传输。(7)寻址。

　　优点：能够保证数据在链路层的可靠传输;缺点：太复杂，实现起来麻烦，开销大

　　03、 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?

　　答：适配器主要有以下几个作用：

　　(1)进行数据串行传输和并行传输的转换(2)对数据进行缓存(3)适配器能够实现以太网协议(4)当收到有差错的帧时自动丢弃而不必通知计算机;当收到正确的数据时则通过中断通知计算机并把数据交付个网络层。

　　网络适配器工作在数据链路层。

　　04、数据链路层的三个基本问题为什么都必须加以解决?

　　答：“封装成帧”即帧定界，它是指在发送帧时发送端的数据链路层在帧的前后都加入商定好的标记，使得接收方在收到帧后能根据这种标记识别帧的开始和结束。若不解决这个问题，就会使得接收端不知道一个帧是从什么地方开始的，也不知道该在什么地方结束。

　　“透明传输”是指通过字节插入或比特插入等机制时的数据链路层传输的数据的比特组合不受限制。若不解决这个问题，就会使得接收端在判断帧的边界时出现混乱。

　　“差错检测”指采用某种机制在发送的帧中按照一定的规律设置若干个冗余比特，让接收方对收到的帧能够检查或确定是否有传输差错。若不解决该问题，接收端就会把有传输差错的帧交付给上层，造成上层的负担。

　　05、 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题?

　　答：如果不进行帧定界，就会使得接收端不知道一个帧是从什么地方开始的，也不知道该在什么地方结束。

　　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?

　　答：主要特点：

　　(1) 点对点协议，既支持异步链路，也支持同步链路。

　　(2) PPP是面向字节的。

　　PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑：

　　第一， 若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议(如HDLC)，开销就要增大。在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP协议较为合理。

　　第二， 在因特网环境下，PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议，然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。

　　第三， PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。对每一个收到的帧，PPP都要使用硬件进行CRC检验。若发现有差错，则丢弃该帧(一定不能把有差错的帧交付给上一层)。端到端的差错检测最后由高层协议负责。因此，PPP协议可保证无差错接受。

　　PPP协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。

　　7、要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。

　　数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现?

　　若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现?

　　采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输?

　　答：添加的检验序列为1110 (11010110110000除以10011)

　　1100001010

10011 11010110110000

　　10011

　　10011

　　10011

　　10110

　　10011

　　10100

　　10011

　　1110

　　数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110101110除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。

　　数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。

　　采用CRC检验后并不能保证数据链路层的传输就是可靠的传输。

　　08、 要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式是P(x)=x3+1 。试求应添加在数据后面的余数。

　　答：余数是011，计算如下：

　　101011

1001 101110000

　　1001

　　1010

　　1001

　　1100

　　1001

　　1010

　　1001

　　011

　　09、 一个PPP帧的数据部分(十六进制)是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么?

　　答：7D字节填充：0x7E – 0x7D 0x5E; 0x7D – 0x7D 0x5D

　　故真正数据为：7E FE 27 7D 7D 65 7E

　　10、 PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110 1111 1111 1100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?若接受端收到的PPP帧的数据部分0001 1101 1111 0111 1101 10，问删除发送端的零比特后变成怎样的比特串?

　　答：零比特填充后为：0110 1111 1011 1110 00 (5个1后填入0)

　　变成：0001 1101 1111 1111 1110 (5个1后的0删去)

　　习题3-11、试讨论以下各种情况在什么情况下是透明传输，什么情况下不是透明传输?(提示：请弄清楚什么是“透明传输”，然后考虑条件是否满足)

　　答：教材参考答案378页

　　12、 PPP协议的工作状态有哪几种?当用户要使用PPP 协议和ISP建立连接进行通信时需要建立哪几种连接?每一种连接解决什么问题?

　　答：PPP协议的工作状态有以下几种：链路静止状态(含起始状态和终止状态);链路建立状态;鉴别状态;网络层协议状态;链路打开状态; 链路终止状态。

　　当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信时，需建立以下几种连接：

　　(1) 建立物理层的连接：用户PC机的通过调制解调器呼叫路由器在双方建立物理层的连接，以传输比特流。

　　(2) 建立LCP连接：这时双发要协商一些配置选项，包括链路上的最大帧长，鉴别协议的规约及不使用PPP帧中的地址和控制字段等，一旦协商成功，就建立了LCP链路，进入了鉴别状态。

　　(3) 建立NCP连接: 这时双方要进行NCP配置协商，根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组。

　　13、 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用?

　　答：局域网的主要特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

　　因为局域网具有以上特点，所以几乎所有的局域网最早的概念都是提供一种允许多个设备共向同一个通信信道的途径，即采用广播通信方式，采用大容量LAN的目的并非要在一对工作站之间提供持续的高吞吐率，而是要提供在所连接的所有设备之间共享的聚合带宽。具有适当性能的共享局域网在多数时间都是空闲的，共享通道的容量要比所连接的所有网络站的稳态通信需求的总和还要大，有时通道的利用率并不高，但是却减少了多所连接的站的通信响应时间，因此对于局域网而言存在通道空闲状态所引起的代价并不大，但是却优化了整个系统的性能，。此外，共享局域网还有效提供了全连同的网络拓扑，每个站都直接地连接到局域网上的任一其他站，而不需要铺设数以百计的点到点的链路。

　　而在广域网中，由于覆盖范围广，用户数量巨大，不可能在同一个通信通道上提供足够大的共享容量而满足这么多用户的需求，所以一般都不采用广播通信方式。

　　14、 常用的局域网的拓扑结构有哪些种类?现在流行的是哪种结构?为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不使用星型拓扑结构，但是现在却改用星型拓扑结构?

　　答：常用的局域网的拓扑结构有以下几种：总线形，星形，环形及树形。

　　现在流行的是星形结构的集中式拓扑结构。

　　在20世纪70年代中期，大家认为星形结构的网络的可靠性较差，因为那时大规模集成电路刚刚起步，集成度还不高，若要制作出非常可靠的星形结构的网络交换机，则其费用将是很高的。而大家又认为无源器件的可靠性比有源器件的高，所以在20世纪70年代中期采用无源总线结构的以太网确实是比较经济实用的。然而随着以太网上站点数目的增多，由接头数目增多而造成的可靠性下降的问题逐渐暴露出来了。与此同时，大规模集成电路以及专用芯片的发展使得星形结构的集中式网络可以做得既便宜又可靠。在这种情况下，星形结构的集中式网络终于又成为以太网的首选拓扑。现在已很少有人使用老式的总线式以太网了。

　　15、 什么叫传统以太网?以太网有哪两个标准?

　　答：由于以太网的数据率已经演进到每秒百兆比特，吉比特甚至10吉比特，因此通常就用“传统以太网”来表示最早流行的10Mb/s速率的以太网。它有两种标准：

　　(1)1980年9月，DEC公司、因特尔公司和施乐公司联合提出了10Mb/s以太网规约的第一个版本DIX V1,于1982年又修改为DIX Ethernet V2,成为世界上第一个局域网的产品的规约，也是严格意义上的以太网的标准。

　　(2)1983年，IEEE802.3工作组在DIX Ethernet V2的基础上制定了第一个IEEE的以太网的标准，它与DIX Ethernet V2只在帧格式上有很小的差别。

　　16、 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传播速率是多少波特?

　　答：以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。

　　17、 为什么LLC子层的标准已制定出来了但是现在却很少使用?

　　答：由于商业上的激烈竞争，IEEE802委员会未能形成一个统一的局域网标准，而是被迫制定了几个不同的局域网标准，因此为了更好的适应多种局域网标准，802委员会把数据链路层拆成了MAC和LLC两个子层，与接入到传输媒体有关的内容都放到了MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关。然而到了20世纪90年代，以太网在局域网市场取得了垄断地位，而发展很快的因特网中的TCP/IP体系经常使用DIX Ethernet V2标准而不是IEEE802标准，因此IEEE802制定的LLC子层的作用已经消失。

　　18、 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”、“T”所代表的含义。

　　答：10表示数据率是10Mb/s，BASE表示电缆上的信号是基带信号，采用曼彻斯特编码。T表示双绞线。

　　19、 以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入共享信道的，这与传统的时分复用TDM相比较有缺点如何?

　　答：CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，而传统的时分复用TDM是一种静态的划分信道，所以对信道的利用，CSMA/CD是用户共享信道，更灵活，可提高信道的利用率，不像TDM，为用户按时隙固定分配信道，即使当用户没有数据要传送时，信道在用户时隙也是浪费的;也因为CSMA/CD是用户共享信道，所以当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞，就降低信道的利用率，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宽，如果使用TDM方式，用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多，不利于信道的充分利用。

　　对计算机通信来说，突发式的数据更不利于使用TDM方式。

　　20、 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。

　　答：对于1km电缆，单程端到端传播时延为：τ=1÷200000=5×10-6s=5μs，

　　端到端往返时延为： 2τ=10μs

　　为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10μs，以1Gb/s速率工作，10μs可发送的比特数等于：10×10-6×1×109=10000bit=1250字节。

　　21、 什么比特时间?使用这种时间单位有什么好处?100比特时间是多少微秒?

　　答：1比特时间就是发送1个比特所需的时间，这种时间单位与数据率密切相关，对于10Mb/s以太网，100比特时间就是10微秒。

　　22、 假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中的某个站发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100,试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据?如果是100Mb/s的以太网呢?

　　答：若选择的随机数是100，择选的重传时间就是100*2t，而2t为争用期即51.2ms

　　因此选择的重传时间就是5120ms

　　若是100Mb/s的以太网，则选择的重传时间是512ms

　　23、 公式(3-3)表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关，能否由此推论出：以太网的利用率也与连接在以太网上的站点数无关?

　　答：不能，因为公式(3-3)是在假设网络上的各站发送的数据都不会产生碰撞的前提下进行的，而实际上各站发送的数据均有可能产生碰撞，并且网络上的站点越多产生碰撞的机会就越多。

　　24、 假定站点A和B在同一个10Mb/s的以太网网段上，这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A开始发送一帧，，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网允许的最短帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕?换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞?

　　答：最短帧为64字节即512比特，A发送该帧需要51.2ms，而A和B之间的传播时延是225比特时间即22.5ms，因此A在检测到碰撞之前不能把数据发送完毕。换言之，若A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，就可以肯定A所发送的数据不会和B发送的数据产生碰撞。

　　25、 在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧，当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在CSMA/CD算法中选择了不同的r值退避，假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rb=1， 试问A和B各在什么时间开始重传数据帧?A重传的数据帧在什么时间到达B?A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞?B会不会在预定的重传时间停止发送数据?

　　答：A选择的重传时间是2t*rA=0，即A选择的是在t=273比特时间立即重传;B选择的重传时间是t=273+2t*rb=785比特时间;

　　A重传的数据帧中的第一个比特在t=273+225=498比特时间到达B,而最后一个比特在t=273+512=785比特时间到达B;该时间和B选择的重传时间相同，因而B会在预定的重传时间停止发送数据。

　　26、以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。于是按截断二进制指数退避算法进行重传，重传次数记为i,i=1,2,3…。试计算第1次重传失败的概率、第2次重传失败的概率，第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I.

　　答：把获得通道的重传从1开始编号，第n次重传分布在2个时间槽中，因此，n次重传碰撞的概率是Pn= 2- n

　　第一次重传失败的概率是P1=2-1=0.5

　　第二次重传失败的概率是P2=2-2=0.25

　　第三次重传失败的概率是P3=2-3=0.125

　　开始k-1次重传失败，接着第k次重传成功的概率是

Pk=(1-2-k) -n

　　每个竞争周期的平均重传次数是：

kPk= k(1-2-k)2-k(k-1)/2 1.64

　　所以，一个站成功发送数据之前的平均重传次数I约等于1.64。

　　27、假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况正好相反这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪个网络上?(参考资料80)

　　答：不管是集线器还是交换机，都要跟路由器连接，也要连接所有的本地主机。假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网中进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的，那么就需要考虑用户在本地通信中所能够得到的带宽这一关键因素，为了提高服务性能，应该使用以太网交换机;在后一种情况下，通信量中的80%是通过路由器和外部交互的，仅20%的通信量是在本局域网内部传输的，一般说来，当前用户接入因特网的速率要比局域网的速率低得多，因此，比较而言，在总体上用户对局域网的带宽需求不是很高，可以使用以太网集线器让所有的主机和路由器共享以太网的带宽。

　　28、有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况中每个站所能得到的带宽。

　　(1)10个站都连接到一个10Mb/s的以太网集线器;

　　(2)10个站都连接到100Mb/s的以太网集线器;

　　(3)10个站都连接到10Mb/s的以太网交换机。

　　答：集线器的特点：连接到其上的站点要共享其带宽(平均分配);

　　以太网交换机的特点：每个站点都能够独享其带宽。

　　所以：(1)每个站得到带宽1Mb/s

　　(2)每个站得到带宽10Mb/s

　　(3)每个站得到带宽10Mb/s

　　29、10Mb/s以太网升级到100Mb/s、1Gb/s、和10Gb/s时，需要解决哪些技术问题?为什么以太网能够在发展过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到了城域网和广域网?(参考资料76)

　　答：

　　30、以太网交换机有何特点?用它怎样组成虚拟局域网?(参考资料83)

　　答：

　　31、网桥的工作原理和特点是什么?网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?(参考资料79)

　　答：

　　32、下图表示有5个站分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来。每个网桥都有两个接口(1和20)。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站向其他各站发送了数据帧：A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。是把有关数据填写在下表中。(参考资料82)

发送的帧	B1的转发表		B2的转发表		B1的处理 （转发？丢弃？登记？）	B2的处理 （转发？丢弃？登记？）
	地址	接口	地址	接口
A→E	A	1	A	1	转发，写入转发表	转发，写入转发表
C→B	C	2	C	1	转发，写入转发表	转发，写入转发表
D→C	D	2	D	2	写入转发表，丢弃不转发	转发，写入转发表
B→A	B	1			写入转发表，丢弃不转发	接收不到这个帧

　　答：网桥的自学习算法如下：

　　(1) 从端口 x 收到无差错的帧(如有差错即丢弃)，在转发表中查找目的站 MAC 地址。

　　(2) 如有，则查找出到此 MAC 地址应当走的端口 d，然后进行(3)，否则转到(5)。

　　(3) 如到这个 MAC 地址去的端口 d = x，则丢弃此帧(因为这表示不需要经过网桥进行转发)。否则从端口 d 转发此帧。

　　(4) 转到(6)。

　　(5) 向网桥除 x 以外的所有端口转发此帧(这样做可保证找到目的站)。

　　(6) 如源站不在转发表中，则将源站 MAC 地址加入到转发表，登记该帧进入网桥的端口号，设置计时器。然后转到(8)。如源站在转发表中，则执行(7)。

　　(7) 更新计时器。

　　(8) 等待新的数据帧。转到(1)。

　　根据该算法，填写表格如上所示。

　　33、网桥中的转发表是用自学习算法建立的。如果有的站点总是不发送数据而仅仅是接收数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目?如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗?(教材参考答案379)

　　答：(1)由于自学习算法是根据发送数据的站点信息来逐步建立转发表的，所以如果一个站一直不发送数据，那么在转发表中就没有相应的项目和它对应。

　　(2)如果要向这个站发送数据，网桥通过广播的方式能够把数据帧正确转发到目的地址。