概述
计网复习——数据链路层习题
1. 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(X)=X^4+X+1。试求应添加在数据后面的余数。
采用CRC的生成多项式是 P ( x ) = X 4 + X + 1 P(x)=X^{4}+X+1 P(x)=X4+X+1，用二进制表示就是 P = 10011 P=10011 P=10011。现在除数是5位，因此在数据后面添加4个0就得出被除数。
除法运算得出的余数 R R R就是应当添加在数据后面的检验序列：1110。
要发送的数据在传输过程中最后一个1变成0，问接收端能否发现？
现在要发送的数据在传输过程中最后一个1变成了0，即1101011010。然后把检验序列1110接在数据1101011010的后面。下一次就是进行CRC检验。
余数R不为零，因此判定所接收的数据有差错。可见这里的CRC检验可以发现这个差错。
若要发送的数据在传输过程中最后两个1变成0，问接收端能否发现？
若要发送的数据在传输过程中最后两个1都变成了0，即110011000。把检验序列1110接在数据1101011000的后面，下一步就是进行CRC检验。
现在余数R不为零，因此判断所接收的数据有差错。可见这里的CRC检验可以发现这个差错。
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？
采用CRC检验后，数据链路层的传输并非变成了可靠的传输。当接收方进行CRC检验时，如果发现有差错，就简单地丢弃这个帧。数据链路层并不能保证接收方接收到的和发送方发送的完全一样。
2. 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
7D 5E应当还原成为7E，7D 5D应当还原成为7D。因此，真正的数据部分是：7E FE 27 7D 7D 65 7E。
3. PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。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0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
第一个比特串0110111111111100：零比特填充就是在一连5个1之后必须插入一个0。经过零比特填充后变成011011111011111000。
另一个比特串0001110111110111110110：删除发送端加入的零比特，就是把一连5个1后面的0删除。因此，删除发送端加入的零比特后就得出：00011101111111111110。
4. 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？
局域网的主要特点是网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。在局域网刚刚出现时，局域网比广域网具有更高的数据率、更低的时延和更小的误码率。但随着光纤技术在广域网中普遍使用，现在广域网也具有很高的数据率和很低误码率。
局域网的地理范围较小，且为一个单位所拥有，采用广播通信方式十分简单方便。但广域网的地理范围很大，如果采用广播通信方式势必造成通信资源的极大浪费，因此广域网不采用广播通信方式。
5. 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
“10”代表以太网具有10Mbit/s的数据率，BASE表示连接线上的信号是基带信号，T代表双绞线。
6. 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。
1km长的CSMA/CD网络的端到端传播时延 τ = ( 1 k m ) / ( 200000 k m / s ) = 5 μ s tau=(1km)/(200000km/s)=5mu s τ=(1km)/(200000km/s)=5μs
2 τ = 10 μ s 2tau=10mu s 2τ=10μs，在此时间内要发送 ( 1 G b i t / s ) ( 10 μ s ) = 10000 b i t (1Gbit/s)(10mu s)=10000bit (1Gbit/s)(10μs)=10000bit。
只有经过这样一段时间后发送端才能收到碰撞的信息（如果发生碰撞的话），也才能检测到碰撞的发生。
因此，最短帧长为10000bit，或1250字节。
7. 假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。这两个站点之间的时延为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发送的是以太网所容许的最短的帧，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？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）
比特时间为发送1比特需要的时间
设在t=0时开始发送。A发送的最短帧长是64字节=512bit。实际上在信道上传送的还有8字节（=64bit）的前同步码和帧开始定界符，因此在t=512+64=576比特时间，A应当发送完毕。经过传播时间后，即t=225比特时间，B检测出A的信号。
因此，在t=225比特时间以后B就不会发送数据了。反之，如果B在t=224比特时间或这以前发送数据就一定会和A发送的数据发生碰撞。因此，题目说“在A发送结束之前B也会发送一帧”，等于隐含地说“受CSMA/CD协议的约束，B在t=224比特时间以前发送了数据。”
B在t=224比特时间发送的第一个比特将在t=224+225=449比特时间到达A，因此，A在检测到和B发送的数据发生碰撞之前显然还没有发送完毕（因为449小于上面算出的576）。当A检测到发生碰撞时，就要停止发送，并执行退避算法。
8. 在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=225比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=225+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。假定A和B选择的随机数分别为rA=0和rB=1.试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？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？
t=0时，A和B开始发送数据。
t=225比特时间，A和B都检测到碰撞。
t=273比特时间，A和B结束干扰信号的传输。A和B都马上执行退避算法。
因为rA=0和rB=1，所以A立即检测信道。而B要推迟512比特时间后才检测到信道。
也就是说，A在t=273比特时间就开始检测信道，但B要等到t=785比特时间才检测信道。
当t=273+225=498比特时间，B的干扰信号中的最后一个比特到达A；A检测到信号空闲。但A还不能马上发送数据，必须等待96比特时间后才能发送数据（我们应当注意到以太网的帧间最小间隔就是9.6 μ s mu s μs，相当于96比特时间）。
这样，当498+96=594比特时间，A开始发送数据。
再看一下B什么时候发送数据。当t=273+512=785比特时间（B从273比特时间算起，经过1个争用期512比特时间），再次检测信道。如空闲，则B在96比特时间后，即将在785+96=881比特时间发送数据。请注意，只有从785比特时间一直到881比特时间B一直检测到信道是空闲的，B才在881比特时间发送数据。
当t=594+225=819比特时间，A在594比特时间发送的数据到达B。
可见从785比特时间算起，才经过了34比特时间，B就检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间不能发送数据。
9. 10Mbit/s以太网升级到100Mbit/s，1Gbit/s和10Gbit/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的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城域网和广域网？
10. 要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式P(X)=X^3+1。试求应添加在数据后面的余数。
11. 某学院的以太网交换机有三个接口分别和学院三个系的以太网相连，另外三个接口分别和电子邮件服务器、万维网服务器以及一个连接互联网的路由器相连。图中的A，B和C都是100Mbit/s以太网交换机。假定所有链路的速率都是100Mbit/s，并且图中的9台主机中的任何一个都可以和任何一个服务器或主机通信。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么？
这里的9台主机和两个服务器都工作时的总吞吐量是900+200=1100Mbit/s。三个系各有一台主机分别访问两个服务器和通过路由器上网。其他主机在系内通信。
12. 假定在上题中所有链路的速率仍然为100Mbit/s，但三个系的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的吞吐量的最大值。为什么？
这里的每个系是一个碰撞域，其最大吞吐量为100Mbit/s。加上每个服务器100Mbit/s的吞吐量，得出总的最大吞吐量为500Mbit/s。
13. 假定在上题中的所有链路的速率仍然为100Mbit/s，但所有的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么？
现在整个系统是一个碰撞域，因此最大吞吐量为100Mbit/s。
14. 以太网交换机有6个接口，分别接到5台主机和一个路由器。在下面表中“动作”一栏中，表示先后发送了4个帧。假定在开始时，以太网交换机的交换表是空的。试把该表中其他的栏目都填写完。
| 动作 | 交换表的状态 | 向哪些接口转发帧 | 说明 |
|---|---|---|---|
| A发送帧给D | |||
| D发送帧给A | |||
| E发送帧给A | |||
| A发送帧给E |
| 动作 | 交换表的状态 | 向哪些接口转发帧 | 说明 |
|---|---|---|---|
| A发送帧给D | 写入(A, 1) | 所有的接口 | 开始交换表是空的，交换机不知道应向何接口转发帧 |
| D发送帧给A | 写入(D, 4) | A | 交换机已知道A连接在接口1 |
| E发送帧给A | 写入(E, 5) | A | 交换机已知道A连接在接口1 |
| A发送帧给E | 更新(A, 1)的有效时间 | E | 交换机已知道E连接在接口5 |
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最后
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