计算机网络：第二部分 数据链路层

第二部分数据链路层

总体内容（一）数据链路层的功能（二）

组帧（三）

差错控制

1.

检错编码

2.

纠错编码（四）流量控制与可靠传输机制

1.

流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制

2.

单帧滑动窗口与停止-等待协议

3.

多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN）

4.

多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）（五）介质访问控制

1.

信道划分介质访问控制

频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。

2.随即访问介质访问控制

ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协议；CSMA/CA协议。

3.轮询访问介质访问控制：令牌传递协议（六）局域网

1.局域网的基本概念与体系结构

2.以太网与IEEE802.3

3.IEEE802.11

4.

令牌环网的基本原理（七）广域网

1.广域网的基本概念

2.PPP协议

3.HDLC协议（八）数据链路层设备

1.网桥

网桥的概念；透明网桥与生成树算饭；源选径网桥与源选径算法。

2.局域网交换机及其工作原理。重点数据链路层的基本概念和功能组帧机制，差错控制流量控制和可靠传输控制（热点：停止等待协议和连续ARQ协议）介质访问控制：信道划分介质访问控制、随机访问介质访问控制和轮询访问介质访问控制局域网的基本概念和体系结构，广域网的基本概念以太网和广域网中的PPP、HDLC协议网桥和交换机：网桥的概念、透明网桥与生成树算法、源选径网桥与源选径算法、交换机的基本功能和实现原理（一）数据链路层的功能

1、基本概念1）链路(link，物理链路)

一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点2）数据链路(datalink，逻辑链路)

协议的硬件和软件加到链路上2、主要功能（1）链路管理（2）帧定界（帧同步）（3）流量控制（4）差错控制（5）将数据和控制信息区分开（6）透明传输（7）寻址（二）组帧

1、帧数据链路层的数据单位IP数据报1010……0110帧取出数据链路层网络层链路结点A结点B物理层数据链路层结点A结点B帧(a)(b)发送帧接收链路IP数据报1010……0110帧装入数据链路层传送的是帧2、三个基本问题(1)封装成帧(2)透明传输(3)差错控制3、封装成帧（组帧，

Framing）1)概念在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。2）帧定界首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界帧结束帧首部IP数据报帧的数据部分帧尾部

MTU数据链路层的帧长开始发送帧开始3）用控制字符进行帧定界的方法举例

SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符帧结束符发送在前EOT4、透明传输SOHEOT出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端误认为是一个帧数据部分EOT完整的帧发送在前1）问题提出2）解决方法－字节填充（1）字节填充(bytestuffing)或字符填充(characterstuffing)

接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B)。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符接收端SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符（2）图例：用字节填充法解决透明传输的问题

SOH6、差错控制

1）

检错编码

2）

纠错编码

3）循环冗余检验的原理

在发送端，先把数据划分为组。假定每组k个比特。假设待传送的一组数据M=101001（现在k=6）。我们在M的后面再添加供差错检测用的n

位冗余码一起发送。（1）冗余码的计算举例

现在

k=6,M=101001。设

n=3,除数P=1101，被除数是2nM=101001000。模2运算的结果是：商

Q=110101，

余数

R=001。把余数R作为冗余码添加在数据M的后面发送出去。发送的数据是：2nM+R

即：101001001，共(k+n)位。

110101

←

Q

(商)P(除数)→

1101101001000

←

2nM(被除数)

1101

1110

1101

0111

0000

1110

1101

0110

0000

1100

1101

001←R(余数)，作为FCS

循环冗余检验的原理说明

1、滑动窗口1）发送窗口

还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧（WT）。用来对发送端进行流量控制2）接受窗口

在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下（四）流量控制与可靠传输机制

3）发送窗口的规则

（1）每发送完一个帧，允许发送的帧数就减1。 （2）如果所允许发送的帧都发送完了，但还没有收到任何确认，那么就不能再发送任何帧了。（3）每收到对一个帧的确认，发送窗口就向前(即向右方)滑动一个帧的位置01234567012发送窗口WT不允许发送这些帧允许发送5个帧(a)01234567012不允许发送这些帧还允许发送4个帧WT已发送(b)01234567012不允许发送这些帧WT已发送(c)01234567012不允许发送这些帧还允许发送

3个帧WT已发送已发送并已收到确认(d)4）接收窗口的规则 （1）只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才能接收该帧。否则，就丢弃它。 （2）每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前(即向右方)滑动一个帧的位置。同时向发送端发送对该帧的确认。不允许接收这些帧01234567012WR准备接收0号帧(a)不允许接收这些帧01234567012WR准备接收

1号帧已收到(b)不允许接收这些帧01234567012WR准备接收4号帧已收到(c)5）窗口设置公式

n比特编号，则WT<=2n-11）图示（不出差错）时间ABDATA0送主机ACKDATA1送主机ACK(a)正常情况2、

单帧滑动窗口与停止-等待协议

2）数据在传输过程中出错错误处理重传次数

ABDATA0NAKDATA0送主机ACK(b)数据帧出错重传出错ABDATA0DATA0送主机ACK(c)数据帧丢失重传tout丢失！3）帧丢失死锁现象死锁解决：超时计时器(timeouttimer)，一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。4）确认帧丢失重复帧重复帧解决：每一个数据帧带上不同的发送序号。每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加1ABDATA0送主机ACKDATA0丢弃ACK(d)确认帧丢失重传tout丢失！6、ARQ（自动请求重传）

1）CRC检验器自动丢弃出错帧，后发送端自动重传2）数据链路层的停止等待协议采用了有效的差错重传机制，数据链路层对上面的网络层就提供了可靠传输的服务。3.多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN）－

连续ARQ协议1）图示DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重传DATA2重传DATA3ACK1ACK2ACK1确认DATA0ACK2确认DATA1DATA2出错，丢弃DATA3不按序，丢弃，重传ACK2DATA4不按序，丢弃，重传ACK2DATA5不按序，丢弃，重传ACK2ACK3ACK3确认DATA2ACK4确认DATA3ACK4重传DATA5重传DATA4超时重传时间ABtout送交主机送交主机…??ACK2ACK2ACK22）要点在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧。3）注意接收端只按序接收数据帧结点A在每发送完一个数据帧时都要设置该帧的超时计时器。当出现差错必须重传时，要向回走N个帧，然后再开始重传ACKn的意义4.

多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）－－选择重传ARQ

1）相比连续ARQ只传差错帧需额外的缓存空间2）选择重传ARQ接收窗口大小

WR≤2n/2（五）介质访问控制

1.

信道划分介质访问控制频分复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)含义用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。

图示频率时间频率1频率2频率3频率4频率52）时分复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)

含义时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现不同的时间占用同样的频带宽度时分复用

频率时间BCDBCDBCDBCDAAAAA、B、C、D在

TDM

帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用可能会造成线路资源的浪费

用户ABCDaabbcdbcattttt4个时分复用帧#1④③②①acbcd时分复用#2#3#4由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。

3）统计时分复用STDM(StatisticTDM)

用户ABCDabcdttttt3个STDM帧#1④③②①acbabbcacd#2#3统计时分复用4）波分复用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)

（1）含义波分复用就是光的频分复用。

1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s复用器分用器EDFA120km光调制器光解调器5）码分复用CDM(CodeDivisionMultiplexing)

（1）常用的名词码分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)：各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片(chip)（2）码片序列(chipsequence)

每个站被指派一个唯一的mbit码片序列。如发送比特1，则发送自己的mbit码片序列。如发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。例如，S站的8bit码片序列是00011011。发送比特1时，就发送序列00011011，发送比特0时，就发送序列11100100。S站的码片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)（3）CDMA的重要特点每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交(orthogonal)在实用的系统中是使用伪随机码序列（4）码片序列的正交关系

令向量S表示站S的码片向量，令T表示其他任何站的码片向量。两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的规格化内积(innerproduct)都是0：

(2-3)（5）码片序列的正交关系举例

令向量S为(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T为(–1–1+1–1+1+1

+1–1)。把向量S和T的各分量值代入(2-3)式就可看出这两个码片序列是正交的。

任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1。一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是–1。（6）正交关系的另一个重要特性

（7）CDMA通信过程设有一个X站要接收S站发送的数据X站就必须知道S站所有的码片序列X站使用它得到的码片向量S与接收到的未知信号进行求内积的运算X站接收到的信号是各个站发送的码片序列之和。根据叠加定理，那么求内积得到的结果是：所以其它站的信号都被过虑掉（其内积的相关项都是0），而只剩下S站发送的信号当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果是＋1，当S站发送比特0时，内积结果时－1。2.

随机访问介质访问控制

1）ALOHA协议；2）CSMA协议；3）CSMA/CD协议；4）CSMA/CA协议1）CSMA/CD协议

（1）概念示意图B向

D发送数据

C

D

A

E匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B（2）载波监听多点接入/冲突检测CSMA/CDCarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection要点多点接入载波监听碰撞检测(3）冲突产生1kmABt碰撞t=

B检测到信道空闲发送数据t=

/2发生碰撞t=2

A检测到发生碰撞

t=

B发送数据B检测到发生碰撞

t=

ABABAB

t=0A检测到信道空闲发送数据ABt=0t=2

A检测到发生碰撞STOPAB单程端到端传播时延记为

t=

B检测到发生碰撞停止发送STOP(4)争用期定义以太网的端到端往返时延2

，或称为碰撞窗口。含义经过争用期还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞(5）多次碰撞问题(6）二进制指数类型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)含义算法确定基本退避时间，一般是取为争用期2

。定义参数k

，k

10，即

k=Min[重传次数,10]从整数集合[0,1,…,(2k

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(7）LAN争用期的长度

以太网取51.2

s为争用期的长度。10Mb/s以太网，争用期内可发送64B。发送数据时，前64字节没有发生冲突，则不会发生冲突。(8）最短有效帧长

若冲突，一定在前64B内。冲突立即中止发送，已发送的数据一定小于64B。以太网规定了最短有效帧长为64B(9）捕获效应(10）强化碰撞

人为干扰信号数据帧干扰信号

TJABTBt

B发送数据A检测到冲突开始冲突信道占用时间A发送数据B也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧，接着就发送干扰信号。这里为了简单起见，只画出A发送干扰信号的情况。2)ALOHA协议ALOHA采用的是一种随机接入的信道访问方式分类纯ALOHA时隙ALOHA两种纯ALOHA协议的思想有数据需要传送，立即向通讯频道传送。接收点在收到数据后，需ACK确认若接收的数据有误，接收点向传输点发送NACK。当网络上的两个传输点同时向频道传输数据的时候，会发生冲突，则两个点都停止一段时间后，再次尝试传送。时隙ALOHA两种协议思想用时钟来统一用户的数据发送将时间分为离散的时间片，用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据从而避免了用户发送数据的随意性，减少了数据产生冲突的可能性，提高了信道的利用率。3）CSMA协议（1）含义CarrierSenseMultipleAccess，载波侦听多路访问。各个结点通过竞争的方式，获得总线的使用权只有获得使用权的结点才可以向总线发送信息帧（2）侦听分类1-持续CSMA(1-persistentCSMA)当信道忙或发生冲突时,不断持续侦听,一有空闲,便可发送.非持续CSMA冲突时,等待随机的一段时间P-持续CSMA按照P概率发送帧4）CSMA/CA协议用于无线网类似TCP的握手协议的应答策略来保证在传输中结点不会再接受请求，从而解决无线网中的冲突。3.

轮询访问介质访问控制－令牌传递协议

1）IEEE802.5标准：令牌环干线耦合器环形网2）协议原理令牌（特殊的帧）不停在环路上流动站点发送数据之前必须截获令牌然后发送数据，其它站监听收到数据帧，复制该帧，并转发至下一站直至源站，对比是否传递错误生成新令牌，发送至下一站（六）局域网

1.

局域网的基本概念与体系结构1）局域网最主要的特点网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限2）局域网主要优点能方便地共享资源，易于访问。便于系统的扩展和演变。提高了系统的可靠性、可用性和残存性3）局域网的拓扑

匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环形网4）局域网的传输媒体同轴电缆双绞线光纤2.

以太网与IEEE802.31）以太网的两个标准DIXEthernetV21980年9月，DEC、Intel和Xerox联合提出10Mb/s以太网规约的第一个版本DIXV11982年修改为DIXEthernetV2IEEE的802.3标准1983年IEEE02委员会的802工作组制定与DIXEthernetV2差别很小2）IEEE802.3数据链路层的两个子层逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层（DIVV2无次层）媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层

局域网网络层物理层站点1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACMAC数据链路层站点2LLC子层看不见下面的局域网3）网卡的作用数据的封装与解封链路管理编码与译码4）以太网的MAC层的硬件地址第1最高位最先发送最低位最高位最低位最后发送001101010111101100010010000000000000000000000001最低位最先发送最高位最低位最高位最后发送机构惟一标志符OUI扩展标志符高位在前低位在前十六进制表示的EUI-48地址：AC-DE-48-00-00-80二进制表示的EUI-48地址：第1字节第6字节I/G比特I/G比特字节顺序第2第3第4第5第6第1字节顺序第2第3第4第5第6101011001101111001001000000000000000000010000000802.5802.6802.3802.4802.5802.6路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F65）网卡检查MAC地址（1）网卡从网络上每收到一个MAC帧就首先用硬件检查MAC帧中的MAC地址.如果是发往本站的帧则收下否则就将此帧丢弃6）以太网MAC帧格式（1）两种标准DIXEthernetV2标准IEEE802.3标准（2）图示MAC帧字节6624IP层物理层目的地址源地址长度/类型FCSMAC层1010101010101010101010101010101011前同步码帧开始定界符7字节1字节…8字节插入数据MAC子层IP层LLC子层802.2LLC帧当长度/类型字段表示长度时

802.3MAC帧以太网V2MAC帧这种802.3+802.2帧已经较少使用目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~150043~1497111DSAPSSAP111控制数据字节DSAPSSAP控制IP数据报IP数据报（3）与802.2主要区别长度类型字段（4）无效的MAC帧

数据字段的长度与长度字段的值不一致；帧的长度不是整数个字节；FCS查出有差错；数据字段的长度不在46~1500字节之间。（5）长度填充（6）帧间最小间隔帧间最小间隔为9.6

s7)以太网数据率、帧长、电缆长度的关系a＝ΓC/L

其中：a：比值（常量）

Γ：以太网单向传播时延

C：数据率（速率、带宽）

L：为帧长3.

IEEE802.11

1）组成基本服务集

BSS基本服务集

BSSAB漫游接入点AP接入点AP分配系统DS门桥门桥802.x局域网因特网2）一个基本服务集(BSS)组成一个基站若干个移动站（七）广域网1.

广域网的基本概念

1）组成（1）结点交换机（2）链路2）广域网的重要问题（1）路由选择（2）分组转发3）定义覆盖范围很广的长距离网络4）图示互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机5）数据报和虚电路（1）无连接的网络服务（数据报服务）H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网H1

向

H5

发送分组H2

向

H6

发送分组路径可能变化（2）面向连接的网络服务（虚电路服务）H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网H1

要和

H5

通信虚电路H1

向

H5

发送的所有分组都沿此虚电路传送。（3）数据报服务的特点每个分组独立地选择路由。网络尽最大努力交付网络不保证分组不丢失，也不保证按源主机发送分组的先后顺序以及在时限内必须将分组交付给目的主机网络发生拥塞时，网络中的结点可根据情况将一些分组丢弃不可靠的服务，它不能保证服务质量（4）虚电路服务的特点通信之前建立虚电路分组沿同一虚电路传送存储转发断续占用线路顺序发送与接收较好的通信服务质量（5）两种服务的优缺点1）短报文2）存储转发3）差错处理和流量控制4）可靠性（3）分组转发[2,1][2,2]45674567交换机2交换机3[1,1][3,2][3,3]交换机1[1,3]交换机

2的转发表目的站下一跳

[1,1]交换机1[1,3]交换机1[3,2]交换机3[3,3]交换机3[2,1]直接

[2,2]直接45

6

71

2

31231236）默认路由（1）结点1的转发表1243目的站下一跳1直接233343结点1的转发表（2）结点2的转发表1243目的站下一跳132直接3344结点2的转发表（3)结点1的默认路由1243目的站下一跳1直接233343结点

1

的转发表可以合并1243目的站下一跳

1直接默认3结点1的转发表默认路由（4)结点2的默认路由1243目的站下一跳132直接3344结点2的转发表可以合并1243目的站下一跳

2直接

44默认3结点2的转发表默认路由2.

HDLC－面向比特的链路控制规程HDLC1）产生ARPANET的IMP－IMP协议IBM的BSC规程IBM的SDLC（SynchronousDataLinkControl）ISO修改SDLC为HDLC（High－levelDataLinkControl），作为国际标准ISO3309CCITT则将HDLC再修改后称为链路接入规程LAP(LinkAccessProcedure)。不久，HDLC的新版本又把LAP修改为LAPB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以LAPB叫做链路接入规程(平衡型)2）HDLC的两种基本配置非平衡配置平衡配置3）HDLC的帧结构比特888可变168信息

Info标志

F标志

F地址

A控制

C帧检验序列

FCS透明传输区间FCS检验区间4）透明传输－零比特填充法数据中某一段比特组合恰好出现和F字段一样的情况01001111110001010会被误认为是F字段发送端在5个连1之后填入0比特再发送出去填入0比特010011111010001010在接收端将5个连1之后的0比特删除，恢复原样在此位置删除填入的0比特0100111110100010105）地址字段6）帧检验序列7）控制字段3、因特网的点对点协议PPP1）拨号入网的示意图路由器调制解调器调制解调器因特网服务提供者(ISP)用户家庭拨号电话线使用TCP/IP的

PPP连接使用TCP/IP的客户进程路由选择进程至因特网…PC机2）PPP协议三个组成部分（1）一个将IP数据报封装到串行链路的方法（2）一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP(LinkControlProt）（3）一套网络控制协议NCP(NetworkControlProtocol)3）PPP的帧格式PPP有一个2个字节的协议字段:当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息字段就是IP数据报。若为0xC021,则信息字段是PPP链路控制数据。若为0x8021，则表示这是网络控制数据。IP数据报1211字节12不超过1500字节PPP帧先发送7EFF03FACFCSF7E协议信息部分首部尾部4）比特填充5）特殊的字符填充法信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。信息字段中出现一个0x7D的字节,则将其转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。若信息字段中出现ASCII码的控制字符（即数值小于0x20的字符），则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变6)不可靠传输可靠的数据链路层协议开销就要增大数据链路层的可靠传输不能保证网络层的传输也可靠PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS字段（八）数据链路层设备

1.网桥的内部结构

站表接口管理软件网桥协议实体缓存接口1接口2①②③网段B网段A1112①③⑤2②④⑥2站地址接口网桥网桥④⑤⑥接口1接口2121）过滤通信量2）扩大了物理范围3）提高了可靠性4)可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网,如10Mb/s和100Mb/s以太网2、使用网桥带来的好处

3、网桥使各网段成为隔离开的碰撞域

B2B1碰撞域碰撞域碰撞域ABCDEF存储转发增加了时延。在MAC子层并没有流量控制功能。具有不同MAC子层的网段桥接在一起时时延更大。网桥只适合于用户数不太多和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多而产生网络拥塞，导致广播风暴。4、使用网桥带来的缺点

“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥5.透明网桥网桥收到一帧后先进行自学习网桥每收到一个帧，查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如没有，就记下其源地址和进入网桥的接口，作为转发表中的一个项目。如有，则把原有的项目进行更新。在转发帧时，则是根据收到的帧首部中的目的地址来转发的若转发表中没有表项，则除源接口皆发送一份帧的副本6、网桥自学习算法与转发帧的步骤地址接口7、转发表的建立过程举例B2B1ABCDEF1212地址接口…………B1B→AA→BA1F→CF2A→BA1F→CF2防止兜圈子8、透明网桥的生成树算法

局域网2局域网1网桥2网桥1

AF不停地兜圈子

A发出的帧

F1

网桥1转发的帧

F2网桥2转发的帧网络资源白白消耗了找出网络拓扑的一个子集。在这个子集里，整个连通的网络中不存在回路为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树，在生成树上的根网桥每隔一段时间还要对生成树的拓扑进行更新。

9、生成树的得出透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。源路由(sourceroute)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。10.源路由网桥1990年问世的交换式集线器(switchinghub)，可明显地提高局域网的性能。交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥11.多接口网桥—以太网交换机

以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，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，进行无碰撞地传输数据。以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。12、以太网交换机的特点对于普通10Mb/s的共享式以太网，若共有N个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10Mb/s)的N分之一。使用以太网交换机时，虽然在每个接口到主机的带宽还是10Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有N对接口的交换机的总容量为N

10Mb/s独占传输媒体的带宽

虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。某些共同的需求每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网

13、集线器的特点以太网在逻辑上仍是一个总线网各工作站使用的还是CSMA/CD

协议多端口的转发器，工作在物理层集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。网桥在转发帧之前必须执行CSMA/CD算法。14、网桥和集线器（或转发器）不同

＃与本部分有关的题目举例1、位串0111110111101111110是经过位填充的，那么输出串是__。2、数据链路层协议在国际上采用比较通用的有面向字符控制规程与面向__控制规程，其中面向__控制规程有更多的优越性而被广泛应用。3、x7+x5+1被发生器多项式x3+1所除，所得的余数是多少？4、计算机网络通信系统是——A电信号传输系统B文字通信系统C信号通信系统D数据通信系统5、HDLC协议的帧结构由标志字段、地址字段、——字段、信息字段、——字段和结束标志字段组成。6、已知某网络的数据链路层采用HDLC协议，假设：（1）某一待传输的帧，其信息字段为I=1101，地址字段A=100001000，控制字段C=00111011，生成多项式G（x）=X4+X+1，求CRC校验码。（2）有一原始数据0110111110010111111010，试问在传输线路上传输的数据码是什么？在接收端接收到的数据码又是什么？7、下列哪一个产品是在OSI的数据链路层进行互连的。A、中继器B、路由器C、网关D、网桥8、采用HDLC传输比特串011111111000001，比特填充后输出为——

A、0101111111000001B、0111110111000001C、0111101111000001D、01111110110000019、报文110110101011011采用多项式X4+X3+X+1传送到达。这是否正确？为何？10、实用停止等待协议中，当主机所发送的数据帧在途中丢失，以下可能发生的情况为——A主机发生NAK应答信号请求重发此帧B主机在tout时间内未收到应答信号，自动重发此帧C从机经过tout时间向主机发送ACK应答信号，请求重发此帧D主机不停的发送后续帧，直到tout时间后未收到应答信号是重发此帧11、在数据传输过程中，若接收方收到发送方送来的信息为10110011010，生成多项式为G(x)=x4+x3+1，接收方收到的数据是否正确？12、HDLC利用——来实现数据链路层的透明传输功能。A帧校验序列B前后8bit标志位C8bit控制字段D零比特填充13、在连续ARQ协议中，发送端连续发送序号为0、1、2、3、4的五个帧，接收端也正确地收到了这五个帧，请问现在接收端发回的ACKx的序号是多少？又如果接收端随后收到的无差错的序号为6（或为4）的数据帧，请问接收端如何处理？是否要发回确认帧？确认号是多少？14、回退N帧协议（连续ARQ）实用4bit作为发送序号和应答序号，不允许实用的发送窗口大小是——。15、——不属于数据链路层协议考虑的范畴。A控制对物理介质的访问B相邻结点的可靠数据传输C为终端结点隐蔽物理拓扑D定义数据格式16、最常用的差错检测方法有奇偶校验和_______等

17．在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而设发送窗口WT=8。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。并分析，连续ARQ协议是否一定优于停等协议？

(如确认帧全部丢失)18、数据链路层必须执行：链路管理、帧传输、——与——等功能。

A流量控制B面向连接的确认

C差错控制D面向字符型19、对于CSMA，当发现介质忙时有——、——、——三种方式，在IEEE802.3中采用的方式是——。

20、将一组数据封装在相邻两个节点间传输属于OSI/RM的哪一层功能？A物理层B数据链路层C网络层D传输层21、HDLC中标志字段的值为——A11111111B11111110C01111111C0111111022、流量控制用来防止——A比特差错B发送方缓冲区溢出C接收缓冲区溢出D发送器和接收器冲突23、在滑动窗口机制中，发送窗口中的报文可能的状态包括A已发送但未收到确认B已发送但可连续发送C已发送且已收到确认D未发送但已收到确认24、举出6种网络拓扑结构如总线型、星形_环型、树型、网状型、无线型_等25、欲建造一个CSMA/CD网，其速率为1GBb/s，电缆长1km，并且无中继器，信号在电缆中的速度为200000km/s，则帧的最小长度为多少？习P172-2426、以太网必须至少64比特长，以确保传输在电缆远端冲突的情况下仍能进行传输，快速以太网同样有64比特最小的帧，但能快10多倍，为什么？习P175-37最大线缆长度为以太网的1/1027、在中继系统中，中继器处于——。

A物理层B数据链路层C网络层D高层28、IEEE802.5是基于——网的一个标准。

A星型B总线型C环形D网格型29、网桥属于——。

A数据链路层中继系统B物理层中继系统

C网络层中继系统D运输层中继系统30、就CSMA而言，P持续是指，当某个阶段发送帧是，先监听信道，若空闲则发送，若不空闲，则按照概率P决定是否继续监听31、下列哪一个产品是在OSI的数据链路层进行互连的。（）

A、中继器B、路由器C、网关D、网桥32、采用星型拓扑的10Mbps基带双绞线以太网可以表示为（）。

A、10Base5B、10Base2C、10Base-TD、100Base-T33、OSI体系结构中，对数据的加密在应用层实现。34、以太网是一种共享信道的网络。35、局域网中，LLC帧是MAC帧的数据部分36、扩展局域网常用的方法是——A路由器B网桥C网关D转发器37、局域网体系结构中，数据链路层分为两个子层，其中与接入各种媒体相关在——子层；服务访问点在——子层。

ALLC，LLCBMAC，LLCCLLC，MACDMAC，MAC38、试画出100110101的曼彻斯特码波形图。39、局域网模型相当于OSI模型的——和——层。40、串行数据通信的方向性结构有三种，即——、——和——。41、一采用CSMA/CD技术的局域网，其速率为10Mbps，电缆长度500米，无中继器，信号在电缆中的传送速度为200000KM/S，由此可知MAC帧的最小长度不得少于——位。

A10B50C100D50042、100BASE-T标准规定网络节点到集线器HUB的最大距离是——。

A50B100C200D50043、在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而设发送窗口WT=8。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。并分析，连续ARQ协议是否一定优于停等协议？45、网卡是完成——功能的。

A物理层B数据链路层

C物理和数据链路层

D数据链路层和网络层46、CSMA/CD是IEEE802