【计算机网络】第三章课后习题答案

习题目录：

【3-01】数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？"链路接通了"与"数据链路接通了"的区别何在？

【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。

【3-03】网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？

【3-04】数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？

【3-05】如果在数据链路层不进行封装成帧，会发生什么问题？

【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？

【3-07】要发送的数据为1101011011。采用 CRC 的生成多项式是 P ( X )= X + X +1。试求应添加在数据后面的余数。若要发送的数据在传输过程中最后一个1变成了0，即变成了1101011010，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，即变成了1101011000，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？

【3-08】要发送的数据为101110。采用 CRC 的生成多项式是 P ( X )= X +1。试求应添加在数据后面的余数。

【3-09】一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）?

【3-10】 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,试问删除发送端加入的零比特后会变成怎样的比特串？

【3-11】试分别讨论以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）普通的电话通信。(2）互联网提供的电子邮件服务。

【3-12】 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？

【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方式而广域网不采用呢?

【3-14】常用的局域网的网络拓扑有有哪些种类?现在最流行的是哪种结构构?为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不使用星形拓扑结构,但现在却改为使用用星形拓扑结构呢?

【3-15】什么叫作传统以太网?以太网有哪两个主要标准?

【3-16】数据率为10 Mbit / s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率（即码元／秒）是多少？

【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？

【3-18】试说明10BASE- T 中的"10"" BASE “和” T "所代表的意思。

【3-19】以太网使用的 CSMA / CD 协议是以争用方式接入到共享信道的，这与传统的时分复用 TDM 相比有何优缺点？

【3-20】假定1 km 长的 CSMA / CCD 网络的数据率为1 Gbits 。设信信号在网络上的传播速率为200000 km ＇ s 。求能够使用此协议的的最短帧长。

【3-21】什么叫作比特时间?使用这种时间间单位有什么好处?100比特时间是多少微微秒？

【3-22】假定在使用 CSMACD 协协议的10 Mbit ＇ s 以太网中某个站古在发送数据时检测到碰撞,执行退避算法时选择了随机数 rr =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100Mbbits的以太网呢?

 3-23​编辑

【3-24】假定站点 A 和 B 在同一个10 Mbit / s 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。)

【3-25】上题中的站点 A 和 B 在 t =0时同时发送了数据帧。当 t =225比特时间时， A 和 B 同时检测到发生了碰撞，并且在 t =225+48=273比特时间时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 选择的随机数分别是 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？

【3-26】以太网上只有两个站,它们同时发送数据据,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 =1,2,2,3,……。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 。

【3-27】有10个站连接到以太网上。试计算以下下三种情况下毎一个站所能得到的带宽。(1)10个站都连接到一个10 Mbit ’ s 以太网集线器。(2)10个站都连接到一个100 Mbits 以太网集线线器。(3)10个站都连接到一个10 Mbits 以太网交换机。

【3-28】10 Mbit / s 以太网升级到100 Mbit / s ,1 Gbit / s 和10 Gbit / 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？

【3-29】以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？

【3-30】在图 T -3-30中，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100 Mbit / s 以太网交换机。假定所有链路的速率都是100 Mbit / s ，并且图中的9台主机中的任何一台都可以和任何一台服务器或主机通信。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-31】假定在图 T -3-30中的所有链路的速率仍然为100 Mbit / s ，但三个系的以太网交换机都换成100 Mbit / s 的集线器。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-32】假定在图 T -3-30中的所有链路的速率仍然为100 Mbit / s ，但所有的以太网交换机都换成100 Mbit / s 的集线器。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-33】在图 T -3-33中，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。

---

【3-01】数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？"链路接通了"与"数据链路接通了"的区别何在？

解答：所谓链路就是从一个节点到相邻节点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换节点。在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见链路只是一条路径的组成部分。链路接通了，表示物理链路接通了。
数据链路则是另一个概念。这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用网络适配器（如拨号上网使用拨号适配器，以及通过以太网上网使用局域网适配器）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。
也有人采用另外的术语。这就是把链路分为物理链路和逻辑链路。物理链路就是上面所说的链路，而逻辑链路就是上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议。

【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。

【3-03】网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？

【3-04】数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？

 

【3-05】如果在数据链路层不进行封装成帧，会发生什么问题？

【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？

【3-07】要发送的数据为1101011011。采用 CRC 的生成多项式是 P ( X )= X + X +1。试求应添加在数据后面的余数。若要发送的数据在传输过程中最后一个1变成了0，即变成了1101011010，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，即变成了1101011000，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？

 

【3-08】要发送的数据为101110。采用 CRC 的生成多项式是 P ( X )= X +1。试求应添加在数据后面的余数。

【3-09】一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）?

【3-10】 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,试问删除发送端加入的零比特后会变成怎样的比特串？

 

【3-11】试分别讨论以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）普通的电话通信。
(2）互联网提供的电子邮件服务。

【3-12】 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？

 

【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方式而广域网不采用呢?

【3-14】常用的局域网的网络拓扑有有哪些种类?现在最流行的是哪种结构构?为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不使用星形拓扑结构,但现在却改为使用用星形拓扑结构呢?

【3-15】什么叫作传统以太网?以太网有哪两个主要标准?

 

【3-16】数据率为10 Mbit / s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率（即码元／秒）是多少？

【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？

【3-18】试说明10BASE- T 中的"10"" BASE “和” T "所代表的意思。

解答："10"代表这种以太网具有10 Mbit / 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（ Twisted - pair )。

【3-19】以太网使用的 CSMA / CD 协议是以争用方式接入到共享信道的，这与传统的时分复用 TDM 相比有何优缺点？

 

【3-20】假定1 km 长的 CSMA / CCD 网络的数据率为1 Gbits 。设信信号在网络上的传播速率为200000 km ＇ s 。求能够使用此协议的的最短帧长。

【3-21】什么叫作比特时间?使用这种时间间单位有什么好处?100比特时间是多少微微秒？

【3-22】假定在使用 CSMACD 协协议的10 Mbit ＇ s 以太网中某个站古在发送数据时检测到碰撞,执行退避算法时选择了随机数 rr =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100Mbbits的以太网呢?

 3-23

 

 

【3-24】假定站点 A 和 B 在同一个10 Mbit / s 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。)

 

【3-25】上题中的站点 A 和 B 在 t =0时同时发送了数据帧。当 t =225比特时间时， A 和 B 同时检测到发生了碰撞，并且在 t =225+48=273比特时间时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 选择的随机数分别是 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？

【3-26】以太网上只有两个站,它们同时发送数据据,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 =1,2,2,3,……。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 。

【3-27】有10个站连接到以太网上。试计算以下下三种情况下毎一个站所能得到的带宽。
(1)10个站都连接到一个10 Mbit ’ s 以太网集线器。
(2)10个站都连接到一个100 Mbits 以太网集线线器。
(3)10个站都连接到一个10 Mbits 以太网交换机。

【3-28】10 Mbit / s 以太网升级到100 Mbit / s ,1 Gbit / s 和10 Gbit / 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？

 

【3-29】以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？

【3-30】在图 T -3-30中，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100 Mbit / s 以太网交换机。假定所有链路的速率都是100 Mbit / s ，并且图中的9台主机中的任何一台都可以和任何一台服务器或主机通信。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-31】假定在图 T -3-30中的所有链路的速率仍然为100 Mbit / s ，但三个系的以太网交换机都换成100 Mbit / s 的集线器。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-32】假定在图 T -3-30中的所有链路的速率仍然为100 Mbit / s ，但所有的以太网交换机都换成100 Mbit / s 的集线器。试计算这9台主机和两台服务器产生的总的吞吐量的最大值。

【3-33】在图 T -3-33中，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。