二、真题实战
习 题
1.数据链路层采用选择重传协议（SR）传输数据，发送方已发送了0～3号数据帧，现已收到1号帧的确认，而0、2号帧依次超时，则此时需要重传的帧数是（ ）。
A．1 B．2 C．3 D．4
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
3.两台主机之间的数据链路层采用后退N帧协议（GBN）传输数据，数据传输速率为16kb/s，单向传播时延为270ms，数据帧长度范围是128～512字节，接收方总是以与数据帧等长的帧进行确认。为使信道利用率达到最高，帧序列的比特数至少为（ ）。
A.5 B.4 C.3 D.2
4.下列介质访问控制方法中，可能发生冲突的是（ ）。
A.CDMA B.CSMA C.TDMA D.FDMA
5.某以太网拓扑及交换机当前转发表如图3-50所示，主机00-e1-d5-00-23-a1向主机00-e1-d5-00-23-c1发送一个数据帧，主机00-e1-d5-00-23-c1收到该帧后，向主机00-e1-d5-00-23-a1发送一个确认帧，交换机对这两个帧的转发端口分别是（ ）。
图3-50 习题5图
A．{3}和{1} B．{2,3}和{1} C．{2,3}和{1,2} D．{1,2,3}和{1}
6.下列关于CSMA/CD协议的叙述中，错误的是（ ）。
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率限定最小帧长
D．当信号传播延迟趋近0时，信道利用率趋近100%
7.下列关于交换机的叙述中，正确的是（ ）。
A．以太网交换机本质上是一种多端口网桥
B．通过交换机互联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
8.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,不考虑以太网帧的前导码, 则H3与H4之间理论上可以相距的最远距离是（ ）。
A.200m B.205m C.359m D.512m
9.以太网交换机进行转发决策时使用的PDU地址是（ ）。
A．目的物理地址 B．目的 IP 地址 C．源物理地址 D．源 IP 地址
10.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 1Gb/s，电缆中的信号传播速度为200000km/s。若最小数据帧长度减少800bit，则最远的两个站点之间的距离至少需要（ ）。
A．增加160m B．增加80m C．减少160m D．减少80m
11.某局域网采用 CSMA/CD 协议实现介质访问控制，数据传输率为10Mb/s，主机甲和主机乙之间的距离为2km，信号传播速度为200000km/s。请回答下列问题，要求说明理由或写出计算过程。
(1)若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，到两台主机均检测到冲突时刻止，最短需经过多长时间？最长需经过多长时间（假设主机甲和主机乙发送数据过程中，其他主机不发送数据）？
(2)若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以太网数据帧（1518 字节）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据帧后立即向主机甲发送一个64字节的确认帧，主机甲收到确认帧后方可发送下一个数据帧。此时主机甲的有效数据传输率是多少（不考虑以太网的前导码）？
12.对于100Mb/s的以太网交换机，当输出端口无排队，以直通式交换（Cut-through Switching）方式转发一个以太网帧（不包括前导码）时，引入的转发延迟至少是（ ）。
A.0µs B.0.48µs C.5.12µs D.121.44µs
解 析
1.B 解析 选择重传协议中，接收方逐个地确认正确接收的分组，不管接收到的分组是否有序，只要正确接收就发送选择ACK分组进行确认。因此选择重传协议中的ACK分组不再具有累积确认的作用。这点要特别注意与GBN协议的区别。此题中只收到1号帧的确认，0、2号帧超时，由于对于1号帧的确认不具有累积确认的作用，因此发送方认为接收方没有收到0、2号帧，于是重传这两帧。
2.D 解析 CDMA即码分多址，是物理层的知识；CSMA/CD即带冲突检测的载波监听多路访问，这个应该比较熟悉，接收方并不需要确认；既然CSMA/CD是CSMA超集，CSMA/CD没有的功能，CSMA自然也没有。于是用排除法选择D项。CSMA/CA是无线局域网标准802.11中的协议。CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的地址。
3.B 解析 本题即求从发送一个帧到接收到这个帧的确认为止的时间内最多可以发送多少数据帧。要尽可能多发帧，应以短的数据帧计算，首先计算出发送一帧的时间= 128×8÷(16×103)=64（ms）；发送帧到收到确认为止的总时间=64+270×2+64=668（ms）；这段时间总共可以发送668÷64=10.4（帧），发送这么多帧至少需要用4位比特进行编号。
4.B 解析 介质访问控制协议中能够发生冲突的是CSMA协议。A、C和D项都是信道划分协议，信道划分协议是静态划分信道的方法，肯定不会发生冲突。CSMA全称是载波侦听多路访问协议，其原理是站点在发送数据前先侦听信道，发现信道空闲后再发送，但在发送过程中有可能会发生冲突。
5.B 解析 主机00-e1-d5-00-23-a1向00-e1-d5-00-23-c1发送数据帧时，交换机转发表中没有00-e1-d5-00-23-c1这项，所以向除1端口之外的所有端口广播该帧，即2、3端口会转发该帧，同时因为转发表中并没有00-e1-d5-00-23-a1这项，所以转发表会把（目的地址00-1-d5-00-23-a1，端口1）这项加入转发表。而当00-e1-d5-00-23-c1向00-e1-d5-00-23-al发送确认帧时，由于转发表已经有00-e1-d5-00-23-al这项，因此交换机只向1端口转发，选择B项。
6.B 解析 CSMA/CD适用于有线网络，而CSMA/CA则广泛应用于无线局域网，其他选项关于CSMA/CD的描述都是正确的。
7.A 解析 从本质上讲,交换机就是一个多端口的网桥(A项正确)，工作在数据链路层(因此不能实现不同网络协议的网络互联，D项错误)，交换机能经济地将网络分成小的冲突域(B错误)。广播域属于网络层的概念，只有网络层设备(如路由器)才能分割广播域(C项错误)。
8.B 解析 因为要解决“理论上可以相距的最远距离”，那么最远肯定要保证能检测到碰撞，而以太网规定最短帧长为64B，其中HUB为100Base-T集线器，可知线路的传输速率为100Mb/s，则单程传输时延为64B÷100Mbs÷2=2.56µs，又因为HUB再产生比特流的过程中会导致延时1.535µs，则单程的传播时延为2.56µs-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。
9.A 解析 数据链路层是用物理地址进行转发，而转发到目的地需要使用目的地址。因此PDU地址是目的物理地址。
10.D 解析 若最短帧长减少，而数据传输率不变，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节点间的往返时延，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= 2×[S/(2×l08)]=800/(l×l09)。由于帧长减少而缩短的发送时延应等于因为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。
11.解析（1）当主机甲和主机乙同时向对方发送数据时，信号在信道中发生冲突后，冲突信号继续向两个方向传播。在这种情况下，两台主机均检测到冲突需要经过的时间最短，等于单程的传播时延t0=2km÷200000km/s=0.01ms。
主机甲（或主机乙）先发送一个数据帧，当该数据帧即将到达主机乙（或主机甲）时，主机乙（或主机甲）也开始发送一个数据帧，这时主机乙（或主机甲）将立刻检测到冲突，而主机甲（或主机乙）要检测到冲突， 冲突信号还需要从主机乙（或主机甲）传播到主机甲（或主机乙），因此甲乙两台主机均检测到冲突所需的最长时间等于双程的传播时延2×t0= 0.02（ms）。
（2）主机甲发送一个数据帧的时间，即发送时延t1=1518×8b÷10Mb/s=1.2144ms；主机乙每成功收到一个数据帧后，向主机甲发送确认帧，确认帧的发送时延t2=64×8b÷10Mb/s= 0.0512ms；主机甲收到确认帧后，即发送下一个数据帧，故主机甲的发送周期T=数据帧发送时延t1+确认帧发送时延t2+双程传播时延=t1+t2+2t0=1.2856（ms）；于是主机甲的有效数据传输率为1500×8÷T=12000b÷1.2856ms=9.33Mb/s（以太网有效数据 1500 字节，即以太网帧的数据部分）。
12.B 解析 直通式交换方式是指以太网交换机可以在各端口间交换数据。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。通常情况下，直通式交换方式只需要检测目的地址的6B，所以最短的传输延迟是0.48µs。