第三章 作业参考答案

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：网络适配器功能主要包括：对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功能；同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。

网络适配器工作在物理层和数据链路层。

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

答：封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部（在首部和尾部里面有许多必要的控制信息）构成一个帧。接收端能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方；

透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合，都必须能够正确通过数据链路层，具体说就是解决二进制比特流中出现与帧定界符相同的位流问题；

差错检测可以检测出有差错的帧，并将其丢弃掉，从而降低了数据传输的比特差错率。 3-07 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。

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？ 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？ 采用CRC检验后，数据链路层的传输是否变成了可靠的传输？ 答：（1）因为P(x)=x4+x+1，所以p=10011。n比p少一位，所以n=4

采用CRC校验时，被除数是：11010110110000，除数是：10011，得余数1110。 即添加数据后面的余数（帧检验序列）是1110。

（2）若数据在传输过程中最后一个1变成了0，即11010110101110除以10011，得余数为0011，不为0，接收端可以发现差错。

（3）若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，即11010110001110除以10011，得余数为0101，不为0，接收端可以发现差错。

（4）出现以上两种情况，由于接收端均发现错误，丢弃相应的帧，而CRC校验方法没有对应的重传机制，数据链路层并不能保证接收方接到的和发送方发送的完全一致，所以，在数据链路层的传输是不可靠的。

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使用星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？ 答：常用的局域网的网络拓扑有：星形网、环形网和总线网。

现在最流行的是星形网。

早期的以太网将多个计算机连接到一根总线上，当初认为这种连接方法既简单又可靠，在早期人们认为：有源器件不可靠，无源的总线结构更加可靠，所以，早期的以太网选择了总线结构。

但是实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，后期出现的集线器采用专用的ASIC芯片，一方面可以将星形结构做得非常可靠，另一方面，使用双绞线的以太网价格便宜、使用方便，因此现在的以太网一般都是用星形结构。

3-16 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？ 答：码元传输速率即为波特率。

以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M码元/秒。

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

答：1km长的CSMA/CD网络的单程传播时延?=1/200000=5×10-6s，即5us，往返传播时延为2? = 10us。

为了能够按照CSMA/CD工作，最短帧的发送时延不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数为：10×10-6×1×109=10000bit。

所以，最短帧长为10000bit或1250Byte。

3-22 假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数 r=100。试问这个站需要等多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mb/s的以太网呢？ 答：以太网把基本退避时间（即争用期）定为512比特时间。所以，

对于10Mb/s的以太网，其争用期为512/（10×106）=51.2us，若r=100，则该站的等待时间是：51.2us×100=5.12ms

对于100Mb/s的以太网，其争用期为512/（100×106）=5.12us，若r=100，则该站的等待时间是：5.12us×100=512 us。

3-27假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而且其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络上？ 注：本题目的是弄清集线器和交换机的区别，并无标准答案。

答：集线器是物理层设备，连接在集线器上的各个主机共享逻辑上的总线，同一时刻至多只允许一个主机发送数据；交换机是数据链路层设备，每个接口都直接与主机或集线器相连，并且一般都工作在全双工方式，交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。

设以太网E1上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。设以太网E2上的通信量中的20%是在本局域网上进行的，而其余的80%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。

如果确保局域网上的主机相互通信是最为重要的，则将以太网交换机安装在以太网E1上，这样可保证有多对局域网上的主机能同时进行通信。

如果确保局域网上的主机能够上因特网是最为重要的，则将以太网交换机安装在以太网E2上，这样可使每个主机独占网络出口带宽。 3-32 题略。（写在书上） 答： 发送的帧 A?E C?B D?C B?A

B1的转发表 站地址 A C D B 端口 1 2 2 1 B2的转发表 站地址 A C D 1 1 2 B1的处理 转发，写入转发表 转发，写入转发表 写入转发表，丢弃不转发 写入转发表，丢弃不转发 B2的处理 转发，写入转发表 转发，写入转发表 转发，写入转发表 接收不到这个帧 端口 （转发？丢弃？登记？） （转发？丢弃？登记？）