计算机简明教程课后答案数据链路层(电路交换报文交换分组交换).docx

计算机体系结构简明教程答案第三章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 过失控制 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、透明传输和过失检测）为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求，透明传输防止消息符号与帧定界符号相混淆，过失检测防止合过失的无效数据帧浪费 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，无法将过失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OxFF。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 3T0PPP协议使用同步传输技术传送比特串。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？假设接收端收到 的PPP帧的数据局部是问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？答：011011111 11111 00oooiiioiiiii mu no3-11试分别讨论一下各种情况在什么条件下是透明传输,在什么条件下不是透明传输。（提示:请弄清什么是“透明传输”， 然后考虑能否满足其条件。）（1）普通的 通信。（2）电信局提供的公用电报通信。（3）因特网提供的电子邮件服务。3-13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采用呢？答：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，局域网的覆盖范围越位lOnTlOkm内或更大一些。从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：（1）低层协议简单（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OST/RM的最低两层（3）采用两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，所以局域网面对的问题是多源, 多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星 形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？答：星形网，总线网，环形网，树形网当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很 容易出现故障，而现在专用的ASIC芯片的使用可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形 结构的拓扑。3-15什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？答：DIX Ethernet V2标准的局域网DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802. 3 标准3-17为什么LLC子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？答：由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIX Ethernet V2而不是802.3标准中的几种局域网，因此现在802委员会 制定的逻辑链路控制子层LLC （即802.2标准）的作用已经不大了。3-18试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。答：10BASE-T中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为lOMB/s, “BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”代表双 绞线星形网，但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过lOOmo3-19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？答：传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD 课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突大。3-28有10个站连接到以太网上。试计算一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。答：(1) 10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：lOmbs(2) 10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：lOOmbs(3) 10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：lOmbs3-30以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答：以太网交换机那么为链路层设备，可实现透明交换虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。这些网段具有某些共同的需求。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记(tag),用来指明发送该帧的工作站 属于哪一个虚拟局域网。3-31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？答：网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再 确定将该帧转发到哪一个接口转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力以太网交换机那么为链路层设备，可视为多端口网桥3-33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接受数据，那么在转发表中是否就没有 与这样的站点相对应的工程？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？答：没有与这样的站点相对应的工程；网桥能够利用广播把数据帧正确转发到0的地址103、试从多个方面比拟电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点？答：(1)电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通 路(由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成)，因而有以下优缺点。优点： 由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。 通信双方之间的物理 通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。 双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。 电路交 换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。 电路交换的交换的交换设备(交换机等)及控制均较简单。缺点： 电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。 电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独 占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。 电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、 不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行过失控制。(2)报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信 息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点： 报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。 由于采用存储转发的传输方式，使之具有以下优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还 具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传 输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转 发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算 机 之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建 立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。 通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段 一段地局部占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。缺点：由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式 业务的数据。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个 报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低本钱, 减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。3）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为假设干个较短的 分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换 除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：优点： 加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操 作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。止匕外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区 小得多，这样因缓冲区缺乏而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。 简化了存储管理。因为分组的长度固定, 相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相比照拟容易。 减少了出 错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性, 也减少了传输时延。 由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间 的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。缺点： 尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能 力。 分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5% 10%, 一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。 一定程度上降低了通信效率，增加了 处理的时间，使控制复杂，时延增加。 当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丧失或重复分组，分组到达 目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。假设采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传 输和虚电路释放三个过程。 总之，假设要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，那么采用电路交换较为合适;当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换 和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。