【章节习题】第 5 章 数据链路层与局域网

【选择题】

  1. 下列不属于数据链路层提供的服务的是()
    A.数据报 B.链路接入
    C.可靠交付 D.差错控制
  2. 在接收端发现码元错误的位置并加以纠正的差错控制方法称为()
    A.反馈重发 B.向后纠错
    C.前向纠错 D.选择重传
  3. 下列差错控制方式中,只适用于实时性要求较高的系统的是()
    A.检错重发 B.前向纠错
    C.反馈校验 D.检错丢弃
  4. 对于纠错编码,如果编码集的汉明距离 ds=(),则该差错编码可以纠正 r 位的差错。
    A.r B.r+1
    C.2r D.2r+1
  5. 允许动态地分配传输介质时间片的多路复用技术是()
    A.同步时分多路复用 B.波分多路复用
    C.异步时分多路复用 D.频分多路复用
  6. 在下列多路复用技术中,简称为 FDM 的是()
    A.时分多路复用 B.频分多路复用
    C.波分多路复用 D.码分多路复用

【填空题】

  1. 实现数据链路层功能的典型硬件实体是___________。

【应用题】

  1. 若接收方收到的二进制数字序列为 11010110111101,CRC 生成多项式为 x^4+x+1,试说明数据传
    输过程中是否出错(要求写出计算机过程)。
  2. 某 CSMA/CD 基带总线网长度为 100m,信号传播速度为 200m/μs,若位于总线两端的站点在发送数
    据帧时产生冲突,试问:
    (1) 该两站间信号传播延迟时间是多少?
    (2) 最多经过多长时间才能检测到冲突?(要求写出计算过程)
  3. 分别计算携带 40 字节和 400 字节数据的以太网帧的最大传输效率。(数据传输效率=数据长度/帧的
    总长度。要求写出计算过程,计算结果保留 3 位有效数字。)

【选择题】

  1. A
    解析:数据链路层通常提供的以下几点服务:
    1)组帧。
    2)链路接入。
    3)可靠交付。
    4)差错控制。
  2. C
    解析:前向纠错是接收端进行差错纠正的一种差错控制方法。前向纠错机制需要利用纠错编码,即这类编
    码不仅可以检测数据传输过程中是否发生了错误,而且还可以定位错误位置并直接加以纠正。
  3. D
    解析:典型的差错控制方式包括检错重发、前向纠错、反馈校验和检错丢弃 4 种基本方式。
    不同网络应用对可靠性的要求不同,某些应用(如实时多媒体播报应用)可以采用一种简单的差错控制策略,
    不纠正出错的数据,而是直接丢弃错误数据,这种差错控制方式就是检错丢弃。显然,这种差错控制方式
    通常适用于容许一定比例的差错存在,只适用于实时性要求较高的系统。
  4. D
    解析:差错编码的检错或纠错能力跟该差错编码的编码集的汉明距离有关。
    1)对于检错编码,如果编码集的汉明距离 ds=r+1,则该差错编码可以检测 r 位的差错。
    2)对于纠错编码,如果编码集的汉明距离 ds=2r+1,则该差错编码可以纠正 r 位的差错。
  5. C
    解析:多路复用主要包括:频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、波分多路复用(WDM)和
    码分多路复用(CDM)。
    其中,时分多路复用可以分为同步时分多路复用(STDM)和异步时分多路复用(ATDM)两种。同步时分
    多路复用就是按照固定的顺序把时隙分配给各路信号。异步时分多路复用是指为了提高设备的利用效率,
    为有大量数据要发送的用户分配较多的时隙,数据量小的用户分配相对较少的时隙,没有数据的用户就不
    再分配时隙。所以,ATDM 中用户的数据并不是按照固定的时间间隔发送的,即允许动态地分配传输介质
    时间片。
  6. B
    解析:多路复用主要包括频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、波分多路复用(WDM)和码
    分多路复用(CDM)。采用不同多路复用技术的 MAC 协议分别称为 FDMA、TDMA、WDMA 和 CDMA。
    【填空题】
  7. 网络适配器
    解析:实现数据链路层(协议)功能的典型硬件实体是网络适配器(NIC,即网卡)。
    【应用题】
  8. 答案:多项式 x^4+x+1
    Snipaste_2022-10-20_15-58-16.png
    余数不为 0,说明数据传输过程中出错。
    解析:CRC 编码的基本思想是:将二进制位串看成是系数为 0 或 1 的多项式的系数。一个 k 位二进制数据
    可以看作是一个 k-1 次多项式的系数列表,该多项式共有 k 项,从 x^(k-1)到 x^0。这样的多项式被认为是
    k-1 阶多项式。
    使用 CRC 编码时,发送方和接收方必须预先商定一个生成多项式 G(x)。生成多项式的最高位和最低位系数
    必须是 1。假设一帧数据有 m 位,对应多项式 M(x),为了计算它的 CRC 编码,该帧必须比生成多项式长。
    基本思想是在帧的尾部附加一个校验和,使得附加校验和之后的帧所对应的多项式能够被 G(x)除尽。当接
    收方收到了带校验和的帧之后,用 G(x)去除它,如果余数不为 0,则表明传输过程中有错误,否则无错。
  9. 答案:
    (1) 该两站间时延 Td = 100m ÷ (200m/μs) = 0.5μs
    (2) 最大冲突检测时间 = 2Td = 2*0.5μs = 1μs
    解析:
    (1) CSMA/CD 仍然会存在冲突,主要原因是信号传播时延的原因。一个通信站发出的信号,需要经过一
    定的延迟才能到达其他站,而在信号到达其他站之前,如果某通信站此时也有数据发送,那么侦听信
    道的结果则依然为信道“空闲”,于是发送数据,冲突便发生了。通信站 A 与 B 分别位于信道的某处,
    距离为 d,信号传播速度为 v,则 Td=d/v 为单向传播延迟。
    (2) 设总线两端的站点为 A 和 B,Td 为 A 和 B 之间单向传播延迟。假设在 t0 时刻,A 发出数据帧,在数
    据帧即将到达 B 时,此时通信站 B 检测信道为“空闲”而发出数据帧,产生冲突,这就是最大冲突检
    测时间的情况。在 Td+t0 时刻通信站 B 检测到这个冲突,并发出“冲突强体”信号,这个信号同样需
    要 Td 时间才能到达通信站 A。也就是说,通信站 A 从开始发出数据帧到冲突强化信号到达总共的时
    间花费为 2Td 时间
  10. 答案:
    携带 40 字节情况下的最大传输效率:40/(40+6+18)=62.5%
    携带 400 字节情况下的最大传输效率:400/(400+18)=95.7%
    解析:根据 CSMA/CD 协议的工作原理,可以求出以太网的最短帧长为 512 位,即 64 字节,这也是为什
    么以太网帧中的数据字段最少要 46 字节(如果不足 46 字节,则需要填充)的原因。
    以太网帧结构如图所示:
    Snipaste_2022-10-20_15-57-35.png
    本题中,若要传输的数据字段为 40 字节,不足 46 字节,故需要填充 6 个字节,再加上以太网帧结构中必
    要的字节 6+6+2+4=18 字节,帧的总长度共 64 字节,所以数据传输效率=40/64=62.5%。若要传输的数
    据字段为 400 字节,大于 46 字节,故只需要加上必要的 18 字节,帧的总长度共 418 字节,所以数据传输
    效率=400/418=95.7%
  1. gexitaxinpuoh说道:

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