计算机网络——数据链路层の选择题整理

数据链路层的功能

1、数据链路层协议的功能不包括（）
A、定义数据格式
B、提供结点之间的可靠传输
C、控制对物理传输介质的访问
D、为终端结点隐蔽物理传输的细节

解析：选D
对于A，定义数据格式，即采用帧作为传输单元
对于B，提供结点之间的可靠传输，是通过有确认连接以及差错控制实现的
对于C，对物理介质的访问的控制，是数据链路层中的MAC层（介质访问子层）实现的。它定义了数据帧怎样在介质上进行传输。
对于D，数据链路层不需要考虑如何实现比特流从传输，因此不用为终端结点隐蔽物理传输的细节

2、对于信道比较可靠且对实时性要求高的网络，数据链路层采用（）比较合适
A、无确认的无连接服务
B、有确认的无连接服务
C、无确认的面向连接服务
D、有确认的面向连接服务

解析：选A
因为网络的信道比较可靠，所以错误率比较小，可以采用无连接的方式，且网络对实时性要求比较高，因此要采用无确认的方式，因为确认的话需要花费的时间比较多，且如果是面向连接，再发送之前还需要建立通路，也会花费时间，减低实时性。

3、假设物理信道的传输成功率是95%，而平均一个网络层分组需要10个数据链路层帧来发送。若数据链路层采用无确认的无连接服务，则发送网络层分组的成功率是（）
A、40%
B、60%
C、80%
D、95%

解析：选B
成功发送一个的概率是95%，所以成功发送十个的概率是(95%)¹⁰=(0.95)¹⁰≈60%

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差错控制

1、通过提高信噪比可以减弱其影响的差错是（）
A、随机差错
B、突发差错
C、数据丢失差错
D、干扰差错

解析：选A
一般来说，数据的传输差错是由噪声引起的。通信信道的噪声可以分为两类：
①热噪声，一般是信道固有的，引起的差错是随机差错，可以通过提高信噪比来降低它对数据传输的影响。
②冲击噪声，一般是由外界电磁干扰引起的，引起的差错是突发差错，它是引起传输差错的主要原因，无法通过提高信噪比来避免。

2、为了纠正2比特的错误，编码的海明距应该为（）
A、2
B、3
C、4
D、5

解析：选B
海明码 纠错 d位，需要的海明距为 2d+1
海明码 检错 d位，需要的海明距为 d+1

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流量控制与可靠传输机制

1、主机甲与主机乙之间使用后退N帧协议（GBN）出传输数据，甲的发送窗口尺寸为1000，数据帧长为1000字节，信道带宽为100Mb/s，乙每收到一个数据帧立即用一个短帧（忽略其传输延迟）进行确认，若甲、乙之间的单向传播时延是50ms，则甲可以达到的最大平均数据传输速率约为（）
A、10Mb/s
B、20Mb/s
C、80Mb/s
D、100Mb/s

解析：选C
甲可以达到的最大平均数据传输速率受①信道带宽；②发送第一个帧后在第一个帧到达之前能发送的帧的数量 的限制。实际速率取两者最小值，根据题目已知，信道带宽是100Mb/s，因此对于限制条件①，可以取得的最大传输速率为100Mb/s。
对于限制条件②，因为甲的发送窗口为1000，数据帧长为1000字节，因此可以发送的数据长度为1000*1000B=1MB。发送一个帧的发送时延为：(1000B/100Mb/s)+50ms+50ms=0.10008s，因此数据传输速率为1MB/0.10008s≈80Mb/s。
综上甲可以达到的最大平均数据传输速率为min{100Mb/s，80Mb/s}=80Mb/s

2、主机甲通过128kb/s卫星链路，采用滑动窗口协议向主机乙发送数据，链路单向传播时延为250ms，帧长为1000字节。不考虑确认帧的开销，为使链路利用率不小于80%，帧序号的比特数至少是（）
A、3
B、4
C、7
D、8

解析：选B
求帧序号的比特数，即求一个传输时间内，传输的帧的数量
发送一个帧所需要的时间T=一个帧的传输时延+一个帧的传播时延+确认帧的传输时延+确认帧的传播时延，因为题目中明确不考虑确认帧的开销，即不考虑确认帧的传输时延。故T=(1000B/128kb/s)+250ms*2=0.5625s。
因为要保证链路利用率不小于80%，所以假设数据大小为L，(L/128kb/s)/T>=0.8，所以L=7.2，即所需要的比特数n，应该保证2ⁿ-1>=7.2，因此n至少是4

3、对于滑动窗口协议，若分组序号采用3比特编号，发送窗口大小为5，则接收窗口最大是（）
A、2
B、3
C、4
D、5

解析：选B
发送窗口+接收窗口<=2ⁿ，其中n代表分组序号采用几比特编码。
因此5+接收窗口<=2³=8，所以接收窗口最大是3

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介质访问控制

1、在CSMA/CD协议的定义中，“争议期”指的是（）
A、信号在最远两个端点之间往返传输的时间
B、信号从线路一端传输到另一端的时间
C、从发送开始到收到应答的时间
D、从发送完毕到收到应答的时间

解析：选A
在CSMA/CD协议的定义中，“争议期”指的是信号在最远两个端点之间往返传输的时间，是以太网的端到端往返时间
信号从线路一端传输到另一端的时间是RTT（往返时延）的一半

2、下列选项中，对正确接收到的数据帧进行确认的MAC协议是（）
A、CSMA
B、CDMA
C、CSMA/CD
D、CSMA/CA

解析：选D
CSMA：载波侦听多路访问。每个站点在发送前都先侦听一下共用信道，发现信道空闲后再发送。包括1-坚持CSMA、非坚持CSMA、p-坚持CSMA。都不需要确认。
CDMA：码分多址。每个比特时间再划分成m个短的时间槽，当两个或多个站点同时发送时，各路数据在信道中线性相加。
CSMA/CD：载波侦听多路访问/碰撞协议。先听后发、边听边发、冲突停发、随机重发。因为是随机重发，随意不用确认
CSMA/CA：载波侦听多路访问/碰撞避免。发送先先发送一个信号，通知大家都不要发生，以此来避免碰撞。需要确认，帧ACK，只有收到ACK，才会继续发送下一个数据帧。

3、如下图所示，在Hub再生比特流的过程中产生1.535μs延时（Switch和Hub均为100Base-T设备），信号传播速率为200m/μs，不考虑以太网帧的前导码，则H3和H4之间理论上可以相距的最远距离是（）

A、200m
B、205m
C、359m
D、512m

解析：选B
“Switch和Hub均为100Base-T”=>Switch和Hub的传输速率为100Mb/s。
“以太网帧”=>64B
在100Mb/s的传输速率下，需要传输时延：L/200m/μ，在Hub再生比特流的过程中产生1.535μs延时，所以一共需要传输时间：L/200m/μ+1.535μs)，在这段时间内，按照100Mb/s的速率传输数据，能够传送一个帧，即64B。
64B=100Mb/s* (L/200m/μ+1.535μs)
解得L=205

4、在某个IEEE802.11无线局域网中，主机H与AP之间发送或接收CSMA/CA帧的过程如下图所示。在H或AP发送帧前等待的帧间间隔时间（IFS）中，最长的是（）

A、IFS1
B、IFS2
C、IFS3
D、IFS4

解析：选A
IEEE802.11使用了3种IFS：
①SIFS（短IFS）：最短的IFS，用来分隔属于一次对话的各帧，使用SIFS的帧的类型有：ACK帧、CTS帧、分片后的数据帧，以及所有回答AP探询的帧等。
②PIFS（点协调IFS）：中等长度的IFS，在PCF操作中使用。
③DIFS（分布式协调IFS）：最长的IFS，用于异步帧竞争访问的时延。

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局域网

1、802.3标准定义的以太网中，实现“给帧加序号”功能的层次是（）
A、物理层
B、介质访问控制子层（MAC）
C、逻辑链路控制子层（LLC）
D、网络层

解析：选C
以太网没有网络层。
物理层的主要功能是：信号的编码和译码、比特的接收和传输；
MAC子层的主要功能是：组帧和拆帧、比特差错检测、寻址、竞争处理；
LLC子层的主要功能是：建立和释放数据链路层的逻辑连接、提供与高层的接口、差错控制、给帧加序号。

2、无线局域网不使用CSMA/CD而是用CSMA/CA的原因是，无线局域网（）
A、不能同时收发，无法在发送时接收信号
B、不需要在发送过程中进行冲突检测
C、无线信号的广播特性，使得不会出现冲突
D、覆盖范围很小，不进行冲突检测不影响正确性

解析：选B
无线局域网不能简单地使用CSMA/CD，也别是碰撞检测部分，是因为：①在无线局域网的适配器上，接收信号的强度往往小于发送信号的强度，因此若要实现碰撞检测，那么硬件上的花费就会过大；②在无线局域网中，并非所有站点都能听见对方，因此引发了隐蔽站和暴露站的问题，而“所有站点都能听见对方”正是实现CSMA/CD协议必备的基础。

3、在一个以太网中，有A、B、C、D四台主机，若A向B发送数据，则（）
A、只有B可以接收到数据
B、四台主机都能接收到数据
C、只有B、C、D可以接收到数据
D、四台主机都不能接收到数据

解析：选B
在以太网中，如果一个结点要发送数据，那么它将以广播的方式进行发送，连在总线上的所有结点，包括它自己，都会收到发送的数据

4、划分虚拟局域网（VLAN）有多种方式，（）不是正确的划分方式
A、基于交换机端口划分
B、基于网卡地址划分
C、基于用户名划分
D、基于网络层地址划分

解析：选C
一般划分VLAN的方法：
①基于端口，将交换机的若干端口划分为一个逻辑组，这种方法最简单，最有效，如果主机离开了原来的端口，就可能进入到一个新的子网。
②基于MAC地址，按MAC地址将一些主机划分为一个逻辑子网，当主机的物理位置发生改变时，仍属于原来的子网。
③基于IP地址，根据网络层地址或协议划分VLAN，这样VLAN就可以跨越路由器进行扩展，将多个局域网的主机连接在一起。

5、下列选项中，（）不是虚拟局域网（VLAN）的优点
A、有效共享网络资源
B、简化网络管理
C、链路聚合
D、提高网络安全性

解析：选C
带着“虚拟”两个字，基本上都有一个优点是有效共享资源。
通过虚拟局域网，可以把一个较大的局域网分割成一些较小的与地理位置无关的逻辑上的虚拟局域网，而每个虚拟局域网是一个较小的局域网。便于网络管理，并且通过将大的划分为小的，提高了信息的保密和安全，提高了网络安全性。
链路聚合是解决交换机之间的宽带瓶颈问题的技术，不是虚拟局域网的技术。

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广域网

1、以下对PPP的说法中，错误的是（）
A、具有差错控制能力
B、仅支持IP协议
C、支持动态分配IP地址
D、支持身份验证

解析：选B
对于A，PPP提供差错控制但不提供纠错功能，是不可靠的传输协议
对于B，PPP两端的网络层可以运行不同的网络层协议，但仍能使用同一个PPP进行通信，因此不是仅支持IP协议。
对于C，PPP可以用于拨号，支持动态分配IP地址。
对于D，PPP支持两种认证：①PAP，在传输密码时是明文，PAP认证由被叫方提出连接请求，主叫方响应，通过两次握手实现，安全性没有CHAP高；②CHAP，在传输过程中用hash值代替密码，CHAP认证通过三次握手实现。

2、PPP协议中的LCP帧的作用是（）
A、在建立状态阶段协商数据链路协议的选项
B、配置网络层协议
C、检查数据链路层的错误，并通知错误信息
D、安全控制，保护通信双方的数据安全

解析：选A
LCP（数据控制协议）：一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路。
PPP协议帧在默认配置下，地址和控制域总是常量，所以LCP提供了必要的机制，允许双方协商一个选项。在建立阶段，LCP协商数据链路协议中的选项，它并不关心这些选项本身，只提供一个协议选择的机制。

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数据链路层设备

1、不同网络设备传输数据的延迟时间是不同的，下面设备中，传输时延最大的是（）
A、局域网交换机
B、网桥
C、路由器
D、集线器

解析：选C
路由器具有较大的时延，因为它需要根据所接受的每个分组的分组报头中的IP地址决定是否转发分组，而这种任务一般是由软件完成的，因此速度会相对慢一点，时延会大一点。
局域网交换机和网桥通常都是由硬件实现帧的转发，而且不关心数据链路层以上的数据，因此都具有比路由器要小得多的传输时延。
集线器的每个端口都具有收发功能，当收到某个端口信号时，立即向所有其他端口转发，因此其传输时延最小。

2、下列（）不是使用网桥分割网络所带来的好处
A、减少冲突域的范围
B、在一定条件下增加了网络的带宽
C、过滤网段之间的数据
D、缩小了广播域的范围

解析：选D
网桥工作在数据链路层，不可以隔离广播域，可以隔离冲突域，因此可以减少冲突域范围，但不能缩小广播域的范围，且因为隔离了冲突域，所以多个端口可以并行工作而不产生冲突，一定条件下增加网络的带宽。网桥隔离出了安全的网段，所以一个网段的运行不会影响到另一个网段，也防止了其他用户的非法访问，过滤了网段之间的数据。

3、下列不能分割碰撞域的设备是（）
A、集线器
B、交换机
C、路由器
D、网桥

解析：选A
碰撞域就是冲突域

设备	能否隔离冲突域	能否隔离广播域	工作在哪一层
集线器	否	否	物理层
交换机	是	否	数据链路层
网桥	是	否	数据链路层
路由器	是	是	网络层

4、交换机比集线器提供的更好网络性能的原因是（）
A、交换机支持多对多用户同时通信
B、交换机使用差错控制减少出错率
C、交换机使网络的覆盖范围更大
D、交换机无需设置，使用更方便

解析：选A
因为交换机支持隔离冲突域，因此可以多个端口并行发送而不产生冲突，且工作在全双工状态，因此支持多对多用户同时通信。

5、通过交换机连接的一组工作站（）
A、组成一个冲突域，但不是一个广播域
B、组成一个广播域，但不是一个冲突域
C、组成一个冲突域，又是一个广播域
D、组成一个广播域，又是一个冲突域

解析：选B
交换机隔离冲突域不隔离广播域，因此有一个广播域和N个冲突域

6、一个16端口的集线器的冲突域和广播域的个数分别是（）
A、16，1
B、16，1
C、1，1
D、1，16

解析：选C
集线器不隔离冲突域和广播域，因此冲突域和广播域都只有1个

7、一个16个端口的以太网交换机，冲突域和广播域的个数分别是（）
A、1，1
B、16，16
C、1，16
D、16，1

解析：选D
以太网交换机隔离冲突域不隔离广播域，因此有几个端口就有几个冲突域，但只有一个广播域，因此有16个冲突域和1个广播域

8、若一个网络采用一个具有24个10Mb/s端口的半双工交换机作为连接设备，则每个连接点平均获得的带宽是（①），该交换机的总容量为（②）
①A、0.417Mb/s B、0.041Mb/s C、4.17Mb/s D、10Mb/s
②A、120Mb/s B、240Mb/s C、10Mb/s D、24Mb/s

解析：选①D ②A
交换机可以同时连接许多端口，使每对相互通信的计算机都能像独占该通信媒体一样，进行无冲突的数据传输，对于半双工端口，端口宽带保持不变，为10Mb/s，对于全双工端口，端口宽带2，为20Mb/s
具有24个10Mb/s端口的半双工交换机=>具有12对10Mb/s端口的半双工交换机=>容量为1210Mb/s=120Mb/s

9、假设以太网A中80%的通信量在本局域网内进行，其余20%在本局域网与因特网之间进行，而局域网B正好相反。这两个局域网中，一个使用集线器，另一个使用交换机，则交换机应放置的局域网是（）
A、以太网A
B、以太网B
C、任一以太网
D、都不合适

解析：选A
集线器不能隔离冲突域和广播域
交换机可以隔离冲突域，不能隔离广播域。
对于以太网A，“80%的通信量在本局域网内进行”，因此产生冲突的可能性很大，需要设备隔离冲突域，因此放置交换机。如果放置集线器，会使冲突域变大。

10、在使用以太网交换机的局域网中，以下（）是正确的。
A、局域网中只包含一个冲突域
B、交换机的多个端口可以并行传输
C、交换机可以隔离广播域
D、交换机根据LLC目的地址转发

解析：选B
交换机的每个端口都有其自己的冲突域，所以交换机不会因为冲突而丢失帧，所以其各个端口可以并行发送
交换机不能隔离广播域，可以隔离冲突域
交换机根据MAC目的地址（物理地址）转发

11、对于100Mb/s的以太网交换机，当输出端口无排队，以直通交换（cut-through switching）方式转发一个以太网帧（不包括前导码）时，引入的转发时延至少是（）
A、0μs
B、0.48μs
C、5.12μs
D、121.44μs

解析：选B
“以太网帧”=>64B
直通交换：它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。
因为采用直通交换的方式，因此只检查帧的目的地址6B，所以转发时延是：6B/100Mb/s=0.48μs