1、计算机专业基础综合（数据链路层）模拟试卷 1 及答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 在 MAC 子层中，数据传输的基本单元是( )。（A）比特流（B） MAC 帧（C） LLCPDU（D）数据报2 流量控制实际上是对( )的控制。（A）发送方的数据流量（B）发送方、接收方的数据流量（C）接收方的数据流量（D）链路上任意两结点间的数据流量3 在选择重传协议中，当帧序号字段为 4 比特，且接收窗口与发送窗口尺寸相同时，发送窗口的最大尺寸为( )。（A）5（B） 6（C） 7（D）84 数据链路层的功能包
2、括( )。（A）线路控制（B）流量控制（C）差错控制（D）以上都是5 以太网中，当数据传输率提高时，帧的发送时间就会相应地缩短，这样可能会影响到中突的检测。为了能有效地检测冲突，可以使用的解决方案有( )。（A）减少电缆介质的长度或减少最短帧长（B）减少电缆介质的长度或增加最短帧长（C）增加电缆介质的长度或减少最短帧长（D）增加电缆介质的长度或增加最短帧长6 IEEE 802 标准规定了( )层次。（A）物理层（B）逻辑链路控制(LLC)（C）介质访问控制(MAC)（D）以上三层都是7 局域网的协议结构一般不包括( )。（A）网络层（B）数据链路层（C）物理层（D）媒体访问控制层8 在 IEE
3、E 8023 以太网中，小于( )字节的帧称作碎片帧。（A）64（B） 128（C） 256（D）5129 在半双工千兆位以太网中，如果短帧过多则( )。（A）短帧过多可以增加网络的发送效率（B）短帧过多将使网络效率大大降低（C）短帧过多会降低网络的负荷（D）短帧过多可以增大网络的吞吐量10 流量控制是用来防止( )。（A）比特差错（B）发送方缓冲池溢出（C）接收方缓冲池溢出（D）网络拥塞11 局域网中访问冲突的根源是( )。（A）独占介质（B）共享介质（C）引入 MAC 子层（D）规则的拓扑结构12 在 10Mbs 以太网中，某一工作站在发送时由于中突前两次都发送失败，那么它最多等待多长时间
4、就可以开始下一次重传过程?( )（A）512ps（B） 1024s（C） 1536s（D）以上均不正确13 在 HDLC 协议中，( )的功能是轮询和选择。（A）I 帧（B） S 帧（C） U 帧（D）A 和 B14 关于在传统以太网中最小帧长度和最大帧长度的限制目的，下列说法中正确的是( )。（A）限制最小帧长度的目的是保证发送数据的站点在发送帧的过程中能够检测到；中突（B）限制最小帧长度的目的是防止一个站点长时间地占用传输介质（C）限制最大帧长度的目的是保证发送数据的站点在发送帧的过程中能够检测到冲突（D）以上说法均不正确15 以太网与 IEEE8023 网络的相同点是( )。（A）两者都
5、采用了星型拓扑结构（B）都使用 CSMACD 介质访问控制方法（C）帧结构相同（D）介质相同16 在停止一等待协议中，确认帧在( )情况下需要序号。（A）超时时间比较短时（B）超时时间比较长时（C）任何情况下都不需要有序号（D）以上结论都不正确17 网络中的广播信息太多时能使整个网络性能急剧恶化，这种现象称为( )。（A）网络拥塞（B） IP 多播（C）广播风暴（D）以上均不是正确答案18 交换机在 VLAN 中的作用是( )。（A）实现 VLAN 的划分（B）交换 VLAN 成员信息（C）在 VLAN 内进行数据帧的交换（D）以上几项均是19 一个信道的比特率是 4kbs，传播延迟为 20m
6、s，那么帧的大小在什么范围内，停止一等待协议才有至少 50的效率?（A）80 b（B） 160 b（C） 240 b（D）320 b20 如果 10BASE2 以太网中有一台工作站的网卡出现故障，它始终不停地发送帧。试分析一下，这个网络会出现什么现象?( )（A）网络中一台正常的工作站上发送数据会成功（B）网络中一台正常的工作站上能够正确接收数据（C）网络中任何一个工作站均不能正确发送数据（D）以上答案均不正确二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。21 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?22 试述 CSMACD 介质访问控制技术的工作原理。23 信道速率为 4kbs，采用停止一等待协
7、议，传播时延 tp=20 ms，确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少 50?24 HDLC 帧可分为哪几大类?试简述各类帧的作用。25 PPP 协议的主要特点是什么?为什么 PPP 使用帧的编号 ?PPP 适用于什么情况?26 比较 IEEE 80211 使用的 CSMACA 与 IEEE8023 使用的 CSMACD 之间的区别。27 CSMACA 是如何实现 “冲突避免”的?28 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。 若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
8、? 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?29 试简述 HDLC 帧各字段的意义。HDLC 用什么方法保证数据的透明传输?30 试述交换机的存储转发方式和直通转发方式的优缺点。计算机专业基础综合（数据链路层）模拟试卷 1 答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 【正确答案】 B【试题解析】 本题考查局域网的体系机构。局域网的数据链路层分为逻辑链路控制子层(即 LLC)和介质接入控制子层(即 MAC)，因此 MAC 子层还是属于链路层，数据传输单元就是 MAC 帧，答案为 B。【
9、知识模块】 数据链路层2 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查的是流量控制知识点。数据链路层的流量控制是在数据链路层对等实体之间进行的，通过限制发送方的数据流量使得发送方的发送速度不超过接收方的接收能力，因此答案 A 正确。【知识模块】 数据链路层3 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的是选择重传协议知识点。对于选择重传协议，若用 n 比特进行编号，则接收窗口的大小为 WR2n-1，因此正确答案为 D。【知识模块】 数据链路层4 【正确答案】 D【试题解析】 本题主要考查了数据链路层的功能。数据链路层是 OSI 参考模型中的第 2 层，它在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其主要
10、功能可以从以下几个方面来理解：(1)其最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻结点的目标机网络层。(2)进行差错控制。一个系统所必须具有的检错能力，并采用恰当的措施纠正发生的错误，这是数据链路层的主要功能之一。(3)流量控制。它并非数据链路层所特有的功能，在许多高层协议中都提供流量控制的功能，只是所提供的流量控制对象不同而已。(4)帧同步功能。数据链路层必须能够从物理层收到的比特流中区分出帧的起始与停止来实现帧同步。(5)链路控制。注意它主要用于面向连接的服务，提供连接的建立、维持和释放三个过程从而实现链路管理。【知识模块】 数据链路层5 【正确答案】 B【试题解析】 当传输速率提高
11、时，为了有效地检测冲突，可采用减少电缆介质的长度，使争用期时间减少(即以太网端到端的时延减小)，保持最小帧长不变；或增加最短帧长。【知识模块】 数据链路层6 【正确答案】 D【试题解析】 IEEE 802 标准规定了物理层和数据链路层两个层次。其中又把数据链路层分为逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制 (MAC)两个功能子层。【知识模块】 数据链路层7 【正确答案】 A【试题解析】 本题考查局域网的协议结构。由于局域网的物理覆盖范围较小，一般在公司或部门内部使用，其路由功能非常容易处理，所以对网际网来说最为重要的路由功能在局域网中就很容易得到解决了，因此在局域网中可以将网络层的功能合并到其他层
12、(比如数据链路层)，从而取消网络层。因此答案为 A。【知识模块】 数据链路层8 【正确答案】 A【试题解析】 小于 64 字节的帧被称为碎片帧。这主要是由于冲突造成的不完全帧。【知识模块】 数据链路层9 【正确答案】 B【试题解析】 短帧过多将使网络效率大大降低，因为(额外的)帧扩展部分将占用大部分的网络流量。千兆位以太网解决这个问题主要采用了帧突发技术，即允许一次可以发送多个短帧。【知识模块】 数据链路层10 【正确答案】 D【试题解析】 本题主要考查了流量控制与可靠传输机制。发送器与接收器速度之间存在很大差异，这样在数据的传送与接收过程当中很可能出现接收方来不及接收的情况，这时就需要对发送
13、方进行控制，以免数据丢失。流量控制用于防止在端口阻塞的情况下丢帧，这种方法是当接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现的。流量控制可以有效地防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的冲击，保证用户网络高效而稳定地运行。【知识模块】 数据链路层11 【正确答案】 B【试题解析】 本题考查以太网 CSMACD 协议的原理。由于采用随机访问和竞争技术，CSMACD 只用于总线拓扑结构网络，因此答案为 B。【知识模块】 数据链路层12 【正确答案】 C【试题解析】 根据截断二进制指数退避算法，在第 2 次重传时，k=2，r=0，1 ，2，3。因此重传推迟的时间是在 0、T、2T 和 3T 这四
14、个数之间随机地选取。由此可知，它最多等待 3T 时间就可以开始下一次重传过程。因为在10Mbs 以太网中，T=512s ，所以 3T=512s3=1536s，即最多等待1536s。【知识模块】 数据链路层13 【正确答案】 B【试题解析】 本题主要考查 HDLC 协议。HDLC 的帧类型包含 3 种： (1)信息帧(I帧) 信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称 I 帧。I 帧以控制字第一位为“0”来标识。信息帧的控制字段中的 N(S)用于存放发送帧序号，以使发送方不必等待确认而连续发送多帧。N(R)用于存放接收方下一个预期要接收的帧的序号，N(R)=5，即表示接收方下一帧要接收 5 号帧，换
15、言之，5 号帧前的各帧已被接收。N(S)和 N(R)均为 3 位二进制编码，可取值 07。 (2) 监控帧 (S 帧) 监控帧用于差错控制和流量控制，通常简称 S 帧。S 帧以控制字段第一、二位为 “10”来标识。S 帧带信息字段，只有 6 字节即 48 个比特。S 帧的控制字段的第三、四位为 S 帧类型编码，共有 4 种不同编码，分别表示： 00接收就绪(RR)，由主站或从站发送。主站可以使用 RR 型 S 帧来轮询从站，即希望从站传输编号为 N(R)的 I 帧，若存在这样的帧，便进行传输；从站也可用 RR 型 S 帧来作响应，表示从站希望从主站那里接收的下一个 I 帧的编号是 N(R)。
16、01拒绝 (REJ)，由主站或从站发送，用以要求发送方对从编号为 N(R)开始的帧及其以后所有的帧进行重发，这也暗示N(R)以前的 I 帧已被正确接收。 10接收未就绪 (RNR)，表示编号小于 N(R)的I 帧已被收到，但目前正处于忙状态，尚未准备好接收编号为 N(R)的 I 帧，这可用来对链路流量进行控制。 11选择拒绝(SREJ)，它要求发送方发送编号为 N(R)的单个 I 帧，并暗示其他编号的 I 帧已全部确认。 可以看出，接收就绪 RR 型 S帧和接收未就绪 RNR 型 S 帧有两个主要功能：首先，这两种类型的 S 帧用来表示从站已准备好或未准备好接收信息；其次，确认编号小于 N(R
17、)的所有接收到的 I帧。拒绝 REJ 和选择拒绝 SREJ 型 S 帧，用于向对方站指出发生了差错。REJ 帧用于 GObackN 策略，用以请求重发 N(R)以前的帧已被确认，当收到一个N(S)等于 REJ 型 S 帧的 N(R)的 I 帧后，REJ 状态即可清除。SREJ 帧用于选择重发策略，当收到一个 N(S)等于 SREJ 帧的 N(R)的 I 帧时，SREJ 状态即应消除。 (3)无编号帧(U 帧) 无编号帧因其控制字段中不包含编号 N(S)和 N(R)而得名，简称u 帧。u 帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，但是当要求提供不可靠的无连接服务时，它有时也可以承载数据。这些
18、控制功能由 5 个 M 位(M1，M 2，M 3，M 4，M 5，也称修正位) 来定义。5 个 M 位可以定义：32 种附加的命令功能或 32 种应答功能，但目前许多是空缺的。本题答案为 B。【知识模块】 数据链路层14 【正确答案】 A【试题解析】 限制最小帧长度的目的是保证发送数据的站点在发送帧的过程中能够检测到冲突(如果有的话)；限制最大帧长度的目的是防止一个站点长时间地占用传输介质。【知识模块】 数据链路层15 【正确答案】 B【试题解析】 两者都采用了总线型拓扑结构和基带传输方法，并且都使用CSMACD 介质访问控制方法。不同之处主要有：(1)帧结构有些细微的差别：帧首部的第 131
19、4 位的定义不同，：IEEE 8023定义为数据字段的长度，而 DIX Ethernet定义为网络层协议类型：(2)介质稍有不同， IEEE 8023 标准定义了同轴电缆、双绞线和光纤三种介质，而 DIX Ethernet只使用同轴电缆。【知识模块】 数据链路层16 【正确答案】 A【试题解析】 在一般情况下，确认帧不需要序号。但如果超时时间设置短了一些，则可能会出现问题，即有时发送方会分不清对哪一帧的确认。【知识模块】 数据链路层17 【正确答案】 C【试题解析】 这种现象称为“广播风暴”。【知识模块】 数据链路层18 【正确答案】 D【试题解析】 交换机在 VLAN 中的作用就是实现 VL
20、AN 的划分、交换 VLAN 成员信息、在 VLAN 内进行数据帧的交换。【知识模块】 数据链路层19 【正确答案】 B【试题解析】 当发送一帧的时间等于信道的传播时延的 2 倍时，信道利用率是50，或者说当发送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，效率将是 50，即20ms2=40ms。现在发送速率是每秒 4000 b，即发送一位需 025ms ，则帧长40025=160b。【知识模块】 数据链路层20 【正确答案】 C【试题解析】 根据 CSMACD 的工作原理可知这个网络将不能工作。因为出现故障的网卡不停地发送帧，其他站点将检测到介质始终处于忙状态，于是不会发送任何数据，也就无法通信。【知
21、识模块】 数据链路层二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。21 【正确答案】 数据链路层中的链路控制功能有：链路管理。 帧定界。流量控制。差错控制。 将数据和控制信息区分开。 透明传输。寻址。【知识模块】 数据链路层22 【正确答案】 CSMACD 介质访问控制技术被广泛应用于以太网中。CSMACD 的工作原理是：当某个站点要发送数据时，它首先监听介质：(1)如果介质是空闲的，则发送；(2)如果介质是忙的，则继续监听，一旦发现介质空闲，就立即发送；(3)站点在发送帧的同时需要继续监听是否发生冲突(碰撞)，若在帧发送期间检测到冲突，就立即停止发送，并向介质发送一串阻塞信号以强化冲突，保证
22、让总线上的其他站点都知道已发生了冲突；(4)发送了阻塞信号后，等待一段随机时间，返回步骤(1)重试。【知识模块】 数据链路层23 【正确答案】 根据下图所示停止一等待协议中的时间关系：在确认帧长度和处理时间均可忽略的情况下，要使信道利用率达到至少 50必须使数据帧的发送时间等于 2 倍的单程传播时延。 即： t f=2tp 已知：t f=LfC ，其中 C 为信道容量或信道速率。L f 为帧长( 以比特为单位 )。 所以得帧长 Lf=CtfC2tp=4000004=160b【知识模块】 数据链路层24 【正确答案】 HDLC 帧分三大类。(1)信息帧：用于数据传输，还可同时用来对已收到的数据进
23、行确认和执行轮询功能。(2)监控帧：用于数据流控制，帧本身不包含数据，但可执行对数据帧的确认，请求重发信息帧和请求暂停发送信息帧等功能。(3)无编号帧：主要用于控制链路本身，不使用发送或接收帧序号。【知识模块】 数据链路层25 【正确答案】 PPP 协议主要特点如下：(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
24、据报。假定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，仍有可能因网络受拥塞而被丢弃。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 字段。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收。PPP 协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。【知识模块】 数据链路层26 【正确答案】 CSMACA 协议的关键在于冲突避免，它与 CSMACD
25、中的冲突检测有着本质的区别。CSMACA 不是在发送过程中监听是否发生了冲突，而是事先就要设法避免冲突的发生。采用这种方法的原因是由于无线信道的特殊性质而使得在无线网络中检测信道是否存在冲突比较困难：要检测冲突，设备必须能够在发送数据的同时接收数据，以便检测是否发生冲突，这对于无线网络设备是非常难以实现的。无线介质上的信号强度的动态范围很大，因此发送站无法用信号强度的变化来检测是否发生了冲突。CSMACA 协议中发送过程的 “载波检测多路访问”部分是在两个层次上进行的，一个是物理层次，另一个是虚拟层次。物理层次上的载波检测机制与 IEEE 8023 以太网使用的载波侦听基本相同。要发送数据的站
26、点首先要侦听介质上有无信号，如果信道处于“空闲” 状态，它就可以开始发送数据。如果信道上有信号传播，它就推迟自己的传输而继续监听直到信道空闲。任何站点当检测到信道由忙变闲时，都必须通过退避算法与其他站点一起竞争信道的访问权，而不是直接访问信道。虚拟层次上的载波检测是通过接收到其他站点要占用介质的通告而主动推迟本站的发送来实现的，其效果相当于“检测” 到信道忙而延迟发送。虚拟载波检测利用了IEEE 80211 帧中的“传输持续时间”字段。每一站点的 MAC 层将检查接收到的帧中的“传输持续时间 ”字段，如果发现该字段的值大于当前站点的网络分配矢量NAV 的值，就用该字段的值更新本站点的 NAV。
27、站点要发送数据时，NAV 从设定的值开始不断减 1，当 NAV 的值减为 0，且物理层报告信道空闲时，它就可以开始发送数据。【知识模块】 数据链路层27 【正确答案】 采用三种机制来实现：预约信道、正向确认和 RTSCTS 机制。(1)预约信道。发送站点利用“ 传输持续时间”字段向所有其他无线站点通告本站点将要占用信道多长时间，以便让其他站在这段时间内不要发送数据，以避免冲突。(2)正向确认机制。 IEEE 80211 规定若接收站点正确收到以它为目的地的数据帧时，就应向发送数据帧的站点发送一个 ACK 帧作为接收成功的肯定回答，否则将不采取任何动作。发送站点在发送完数据帧的规定时间内若没有收
28、到 ACK 帧，就需要多次重发数据帧，直到收到 ACK 帧为止。(3)RTSCS 机制。通过请求发送 RTS/允许发送 CTS 选项，以解决隐蔽站的冲突问题。【知识模块】 数据链路层28 【正确答案】 添加的检验序列为 1110(11010110110000 除以 looll)。数据在传输过程中最后一个 1 变成了 011010110101110 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 011010110001110 除以 10011，余数为101，不为 0，接收端可以发现差错。【知识模块】 数据链路层29 【正确答案】 HDLC
29、帧结构如下图：(1)标志域 F。HDLC 用一种特殊的位模式 01111110 作为标志以确定帧的边界。同一个标志既可以作为前一帧的结束，也可以作为后一帧的开始。链路上所有的站都在不断地探索标志模式，一旦得到一个标志就开始接收帧。在接收帧的过程中如果发现一个标志，则认为该帧结束了。 (2)地址域 A。地址域用于标识从站的地址。虽然在点对点链路中不需要地址，但是为了帧格式的统一，还是保留了地址域。地址通常是 8 位长，然而经过协商之后，也可以采用更长的扩展地址。 (3)控制域C。HDLC 定义了三种帧，可根据控制域的格式区分。信息帧 (I 帧)装载着要传送的数据，此外还捎带着流量控制和差错控制的
30、信号。 (4)信息域 INFO。只有 I 帧和某些无编号帧含有信息域。这个域可含有表示用户数据的任何比特序列，其长度没有规定，但具体的实现往往限定了帧的最大长度。 (5)帧校验和域 FCS。FCS 域中含有除标志域之外的所有其他域的校验序列。通常使用 16bits 的 CRCCCITY。标准产生校验序列，有时也使用 CRC 一 32 产生 32 位的校验序列。 采用零比特填充法就可传送任意组合的比特流，或者说，就可实现数据链路层的透明传输。【知识模块】 数据链路层30 【正确答案】 优缺点如下：(1)存储转发方式：转发前要对帧进行错误校验，因此出错的帧不会被转发，使带宽不会被浪费。具有帧缓冲能力，因此允许在不同速率的端口之间进行转发操作。帧完整地接收后才开始执行转发操作，因此传输延迟较大，并且随转发帧的长短而有所不同。交换机内的端口缓冲区的大小是有限的，当负载较重时，帧会被丢弃，即负载较重时其性能会下降。(2)直通转发方式：转发前不进行错误校验，因此出错的帧也被转发，造成了带宽的浪费。无帧缓冲能力，不能在不同速率的端口之间进行转发操作。收到一帧最前面的目的地址就立即开始执行转发操作，因此传输延迟小，并且所有帧的转发延迟时间都是一样的。无丢帧现象。性能不会随负载的轻重而变化。【知识模块】 数据链路层
