计算机网络练习题-3_对于100mbps的以太网交换机,当输出端口无排队

1. 若主机H2向主机H4发送1个数据帧，主机H4向H2立即发送一个确认帧，则除H4外，从物理层上能够收到该确认帧的主机还有（ D ）
   A.仅H2 B.仅H3 C.仅H1、H2 D.仅H2、H3

   *

   

解析：
关于物理层、数据链路层、网络层设备对于隔离冲突域的总结:

交换机(Switch)可以隔离冲突域，但集线器(Hub)无法隔离冲突域，因此从物理层上能够收到该确认帧的主机仅H2、H3，选项D正确。

2. 若HUB再生比特流过程中，会产生1.535µs延时，信号传播速度为200m/µs，不考虑以太网的前导码，则H3和H4之间理论上可以相距的最远距离是（ B ）。
   A.200m B.205m C.359m D.512m
   *

解析：
从题图可知，Hub为100Base-T集线器，也就是传输速率为100Mb/s。
以太网规定最短帧长为64B（规定最短帧长的目的在于使得处于以太网两端的主机可以检测到所发送的帧是否遭遇了碰撞），对于100Mb/s的以太网，其争用期为 (8b × 64) ÷ 100Mb/s = 5.12μs（考生应当熟记该值），这包括以太网端到端的信号传播往返时延RTT和Hub所产生的时延。因此，以太网端到端的单程信号传播时延为 5.12μs ÷ 2 – 1.535μs = 1.025μs，从而H3与H4之间理论上可以相距的最远距离为 200m/μs × 1.025μs = 205m

3. 主机甲通过128 kbps卫星链路，采用滑动窗口协议向主机乙发送数据，链路单向传播为250 ms,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％，帧序号比特数至少是（B）
   A. 3 B. 4 C. 7 D. 8

解析:
不考虑确认帧的开销，一个帧发送完后经过一个单程传播时延到达接收方，再经过一个单程传播时延发送方收到应答，从而继续发送。要使得传输效率最大化，就是不用等确认也可以连续发送多个帧。设连续发送n个帧，一个帧的传输时延为: 1000B/128kbps=62.5ms。
依题意， 有:(nx62.5ms)/(nx62.5ms+ 250ms)≥80%得n≥16=2^4,从而，帧序号的比特数至少为4。.

4. 数据链路层采用后退N帧(GBN)协议，发送方已经发送了编号为0~7的帧。当计时器超时时，若发送方只收到0、2、3号帧的确认，则发送方需要重发的帧数是（ C ）。
   A.2 B.3 C.4 D.5

解析:考查后退N帧协议的工作原理。在后退N帧协议中，发送方可以连续发送若千个数据帧，如果收到接收方的确认帧则可以继续发送。若某个帧出错，接收方只是简单的丢弃该帧及其后所有的后续帧，发送方超时后需重传该数据帧及其后续的所有数据帧。这里要注意，连续ARQ协议中，接收方一般采用累积确认的方式，即接收方对按序到达的最后一个分组发送确认，因此题目中收到3的确认帧就代表编号为0、1、2、3的帧己接收，而此时发送方未收到1号帧的确认只能代表确认帧在返回的过程中丢失了，而不代表1号帧未到达接收方。因此需要重传的帧为编号是4、5.6, 7的帧。

5. 下列关于CSMA/CD协议的叙述中，错误的是（ B ）
   A. 边发送数据帧，边检测是否发生冲突
   B. 适用于无线网络，以实现无线链路共享
   C. 需要根据网络跨距和数据传输速率限定最小长
   D. 当信号传播延迟趋近0时，信道利用率趋100%

解析：
CSMA/CD适用于有线网络，而则广泛应用于无线局域网。
CSMA/CD的基本原理:所有节点都共享网络传输信道，节点在发送数据之前，首先检测信道是否空闲，如果信道空闲则发送，否则就等待;在发送出信息后，再对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。

6. 下列介质访问控制方法中，可能发生冲突的是( B )
   A. CDMA B.CSMA C.TDMA D.FDMA

解析：
ACD分别是码分多路复用、时分多路复用、频分多路复用。这3种都属于集中控制方式解决发送信息的次序问题，不会发生冲突。
只有随机访问介质访问控制会发生冲突，比如：ALOHA、CSMA、CSMA/CD协议和CSMA/CA协议。

7. HDLC协议对01111100 01111110组帧后对应的比特串为（ A ）。
   A. 01111100 00111110 10 B. 01111100 01111101 01111110
   C. 01111100 011111010 D. 01111100 01111110 01111101

解析：使用零比特填充法：出现连续5个1，后面必须加个0

8. 对于100Mbps的以太网交换机，当输出端口无排队，以直通交换方式转发一个以太网帧（不包括前导码)时，引入的转发延迟至少是（ B ）。
   A. 0μs B. 0.48μs C. 5.12μs D. 121.44μs

解析：直通交换在输入端口检测到一个数据帧时，检查帧首部，获取帧的目的地址，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，把数据帧直通到相应的端口，实现交换功能。直通交换方式只检查帧的目的地址，共6B，所以最短的传输延迟是6*8bit/100Mbps=0.48μs。

9. 以太网的MAC协议提供的是（ A ）。
   A.无连接不可靠服务 B.无连接可靠服务 C．有连接不可靠服务 D．有连接可靠服务

解析：考虑到局域网信道质量好，以太网采取了两项重要的措施以使通信更简便:①采用无连接的工作方式:②不对发送的数据帧进行编号，也不要求对方发回确认。因此，以太网提供的服务是不可靠的服务，即尽最大努力的交付。差错的纠正由高层完成。

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

解析:CSMA/CA是无线局域网标准IEEE 802.11中的协议，它在CSMA的基础上增加了神突避免的功能。ACK帧是CSMA/CA避免冲突的机制之一，也就是说，只有当发送方收到接收方发回的ACK帧后才确认发出的数据帧己正确到达目的地。

11. 下列网络设备中，能够抑制广播风暴的是（D ）。
    Ⅰ.中继器 Ⅱ. 集线器 Ⅲ .网桥 Ⅳ.路由器
    A.仅Ⅰ和Ⅱ B.仅Ⅲ C.仅Ⅲ和Ⅳ D.仅Ⅳ

解析：
广播风暴产生于网络层，因此只有网络层设备才能抑制；
中继器和集线器工作在物理层，既不隔离冲突域也不隔离广播域。为了解决冲突域的问题，人们利用网桥和交换机来分隔互联网的各个网段中的通信量，建立多个分离的冲突域，但当网桥和交换机接收到一个未知转发信息的数据帧时，为了保证该帧能被目的结点正确接收，力将该帧从所有的端口广播出去，可以看出网桥和交换机的冲突域等于端口个数，广播域为1。路由器工作在网络层,既隔离冲突域，也隔离广播域。

12. 以太网交换机进行转发决策时使用的PDU地址是（ A ）。
    A. 目的物理地址 B.目的IP地址 C.源物理地址 D.源IP地址

解析:以太网交换机工作在数据链路层，而该层的服务访问点(SAP)是物理地址，因此以太网交换机应根据目的物理(MAC)tX 地址进行数据帧的存储、转发、过滤。

13. 在一个采用CSMA/CD协议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率为 1 Gbps，电缆中的信号传播速度是200 000 km/s0若最小数据帧长度减少800 bit，则最远的两个站点之间的距离至少需要（ D ）。
    A.增加160 m B.增加80 m C.减少160 m D.减少80 m

解析： 若最短帧长减少，而数据传输速率不变，则需要使冲突域的最大距离变短来实现碰撞窗口的减少。碰撞窗口是指网络中收发结点间的往返时延，因此假设需要减少的最小距离为s，则可以得到如下公式（注意单位的转换）： 减少的往返时延=减少的发送时延，即

$$2\ast [s/(2\ast 10^8)]=800/(1\ast 10^9)$$
即，由于帧长减少而缩短的发送时延，应等于由于距离减少而缩短的传播时延的2倍。
可得s=80，即最远的两个站点之间的距离最少需要减少80m。
【注意】CSMA/CD的碰撞窗口=2倍传播时延，报文发送时间>>碰撞窗口。

14. 以太网媒体访问控制技术CSMA/CD的机制是（D）。
    A.循环使用带宽 B.按优先级分配带宽 C.预约带宽 D.争用带宽

解析：CSMA/CD应用在OSI的第二层数据链路层
它的工作原理是:发送数据前先侦听信道是否空闲,若空闲，则立即发送数据。若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据；若在上一段信息发送结束后，同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。若侦听到冲突,则立即停止发送数据，等待一段随机时间,再重新尝试。

15. 一个VLAN可以看作是一个（ B ）。
    A.冲突域 B.广播域 C.管理域 D. 阻塞域

16. CSMA/CD以太网中，发生冲突后，重发前的退避时间 最 大 为 （ D ）。
    A. 65 536个时间片 B. 65 535个时间片 C. 1 024个时间片 D. 1 023个时间片

解析：
考查CSMA/CD的退避算法，这里的时间片就是基本退避时间，确定基本退避时间，一般是取为争用期2τ。定义重传次数k，k≤10，即k=Min[重传次数，10]从整数集合[0, 1. … (2^k-1 )]中随机地取出一个数，记为r。重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。当重传达16次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。本题中重传次数的最大值为10,退避时间最大就是2^10-1=1023个时间片，因此答案是D。

17. 广域网一般采用网状拓扑结构，该结构的系统可靠性髙，但是结构复杂。为了实现正
    确地传输必须采用（ C ）。
    Ⅰ.光纤传输技术 Ⅱ.路由选择算法
    Ⅲ.有线通信技术 Ⅳ.流量控制方法
    A.Ⅰ和Ⅱ B.Ⅰ和Ⅲ C. Ⅱ和Ⅳ D. Ⅲ和Ⅳ

解析：网状拓扑的主要优点是系统可靠性高，但是结构复杂，必须采用路由选择算法与IV流量控制方法;目前实际存在和使用的广域网基本上都是采用网状拓扑构型。

18. CSMA/CD采用一种称为二进制指数退避算法来减少对信道的争用冲突，第n次冲突后选择1到L个时间片中的一个随机数来推迟发送，L.为（C）。
    A.2n B.n/2 C.2n D.2-n

解析：
二进制指数退避算法规则如下:
(1)对每一个数据帧，当第一次发生冲突时, 设置-个参数L=2;
(2)退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数，1个时间片等于两站点之间的最大传输时延的两倍;
(3)当数据帧再次发生冲突，则将参量L加倍;
(4)设置一个最大重传次数,超过该次数,则不再重传，并报告出错。

19. 下列关于交换机的叙述中，正确的是（ A ）
    A .以太网交换机本质上是一种多端口网桥
    B.通过交换机互连的一组工作站构成一个冲突域
    C.交换机每个端口所连网络构成一个独立的广播域
    D.以太网交换机可实现采用不同网络层协议的网络互联

解析：
从本质上说,交换机就是一个多端口的网桥(A正确)
工作在数据链路层(因此不能实现不同网络层协议的网络互联(D错误)
交换机能经济地将网络分成小的冲突域 (B错误)。
广播域属于网络层概念,只有网络层设备(如路由器)才能分割广播域(C错误)。

20. 采用CRC校验，生成多项式G(x)=x4+x+1,信息码为10111，则计算出的CRC校验码是（ D ）。
    A.0000 B.0100 C.0010 D．1100
    

二、综合题 （每小题10分，合计60分）

1. 在数据链路层的一个信道上，发送方向接收方用海明码发送信息，接收方实际收到的海明码Ds=001101101101，请校验该海明码哪一位有错？(7分)计算发送方发出的正确海明码D f=? (3分)
   
   在计算的时候有一个小技巧：如果1的个数是奇数那结果就是1，反之就是0。
   PS:
   M1，M2，M3，…，M12和e1、e2、e3、e4的关系对应出来。
   M1下标中的1可以表示成0001，这里的0001分别对应e4、e3、e2、e1（倒过来看），由于e1的值为1，因此M1只和e1有关；
   M2下标中的2可以表示成0010，这里的0010分别对应e4、e3、e2、e1，由于e2的值为1，因此M2只和e2有关；
   M3下标中的3可以表示成0011，因此M3和e1、e2有关；
   M4下标中的4可以表示成0100，因此M4只和e3有关；
   M5下标中的5可以表示成0101，因此M5和e3、e1有关；
   M6下标中的6可以表示成0110，因此M6和e3、e2有关；
   M7下标中的7可以表示成0111，因此M7和e3、e2、e1有关；
   M8下标中的8可以表示成1000，因此M8只和e4有关；
   M9下标中的9可以表示成1001，因此M9和e4、e1有关；
   M10下标中的10可以表示成1010，因此M10和e4、e2有关。
   M11下标中的10可以表示成1011，因此M10和e4、e2、e1有关。
   M12下标中的10可以表示成1100，因此M10和e4、e3有关。
   将M1，M2，M3，…，M12标数字需要用e4、e3、e2、e1来表达的项用异或“⊕”连接起来即可，形成ei= M1+…+Mn关系表达式，如果位数Dm增大，Mn和ei数值也会加大，它们的表达关系式依此类推；
   

e1= M1⊕M3⊕M5⊕M7⊕M9⊕M11
e2= M2⊕M3⊕M6⊕M7⊕M10⊕M11
e3= M4⊕M5⊕M6⊕M7⊕M12
e4= M8⊕M9⊕M10⊕M11⊕M12