计算机网络 第八章 局域网(习题)

发布时间:2023年12月25日

第 8 章 局域网

在这里插入图片描述

8-1 填空题

  1. 局域网中常见的拓扑结构有( 星型 )、( 环型 )和( 总线型 )3 种。

  2. 局域网涉及 OSI 参考模型中的( 数据链路)层和( 物理 )层。

  3. MAC 地址共有( 48 )比特。

  4. 以太网使用(CSMA/CD )协议来解决总线使用权的问题。

  5. 对于 10Mbps 的以太网,争用期为( 51.2μs ),最短帧长是( 64 字节 )。

  6. 10Base-2 使用的传输介质是( 细同轴电缆 )。

  7. 10Base-5 使用的传输介质是( 粗同轴电缆 )。

  8. 10Base-T 使用的传输介质是( 双绞线 )。

  9. 以太网交换机是按照( MAC )地址进行转发的。

  10. 交换机在其转发表中一般登记三个信息:( MAC 地址 )、端口号和时间。

  11. IEEE802 局域网协议将链路层分为( 逻辑链路控制 )子层和( 媒体访问控制 )子层。

  12. 10BASE5 Ethernet 表示使用粗同轴电缆的以太网络,其中“10”代表( 传输速率为 10M ),“BASE”代表( 基带传输 ),“5”代表( 最大传输距离为 500M )。

8-2 选择题

  1. 在以太网中,MAC 帧中的源地址字段是( A )。
    A.发送方的物理地址 B.前一个站点的物理地址
    C.下一个站点的物理地址 D.接收方的物理地址

  2. 在以太网中,MAC 帧中的目的地址字段是( D )。
    A.发送方的物理地址 B.前一个站点的物理地址
    C.下一个站点的物理地址 D.接收方的物理地址

  3. ( C )使用星型拓扑。
    A.10Base-5 B.10Base-2
    C.10Base-T D.以上都不对

  4. 10Mbps 以太网帧的最短长度为( C )字节。
    A.46 B.18 C.64 D.1 518

  5. 交换机通过将数据帧中的( A )和自己地址表中的信息进行比较,实现数据帧的转发。
    A.目的 MAC 地址 B.源 MAC 地址
    C.目的 IP 地址 D.源 IP 地址

  6. 集线器工作在( A )。
    A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层

  7. 交换机工作在( B )。
    A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层

  8. 有关 CSMA/CD 协议正确的说法是( C )。
    A.如果有数据要发送,那么主机就立刻发送
    B.如果发生了碰撞,则碰撞双方等待一个固定的时间,再继续发送
    C.如果过了争用期后都没有检测到碰撞,那么就肯定不会有碰撞了
    D.站点在发送完帧之后再对冲突进行检测

  9. 组建局域网可以用集线器,也可以用交换机。用集线器连接的一组工作站( B ),用交换机连接的一组工作站( C )。(各空分别选择答案)
    A.同属一个冲突域,但不属一个广播域
    B.同属一个冲突域,也同属一个广播域
    C.不属一个冲突域,但同属一个广播域
    D.不属一个冲突域,也不属一个广播域

  10. 如果一个网络采用一个具有 24 个 100M b/s 端口的交换机作为连接设备,每个连接结点平均获得的带宽为( D )。
    A.0.417 M b/s B.4.17 M b/s C.10 M b/s D.100 M b/s

  11. 如果一个网络采用一个具有 24 个 10M b/s 端口的集线器作为连接设备,每个连接结点平均获得的带宽为( A )。
    A.0.417 M b/s B.4.17 M b/s C.10 M b/s D.100 M b/s

  12. IEEE 802 项目组将数据链路层划分为两个子层,其中最下面的子层为( B )。
    A.LLC B.MAC C.PDU D.HDLC

13.关于 VLAN 下面说法错误的是( A )。
A.一个 VLAN 等于一个冲突域
B.一个 VLAN 等于一个广播域
C.将物理网段分成多个逻辑网段
D.VLAN 能跨越多个交换机

  1. 下列网络设备能隔离广播域的是( A )。
    A.路由器 B.交换机 C.集线器 D.中继器

  2. 划分 VLAN 的方法有很多种,不包括的是( B )。
    A.根据端口划分 B.根据路由设备划分
    C.根据 MAC 地址划分 D.根据 IP 地址划分

  3. 下列那个不是局域网的特点( C )。
    A.为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限
    B.所有的站点共享较高的总带宽
    C.安全性和保密性好
    D.各站点为平等关系

  4. 以太网中,当数据传输速率提高时,帧的发送时间会相应的变短,这样会影响冲突检测。
    为了更有效地检测冲突,解决方法有( B )。
    A.减少电缆介质的长度或减少最短有效帧长
    B.减少电缆介质的长度或增加最短有效帧长
    C.增加电缆介质的长度或减少最短有效帧长
    D.增加电缆介质的长度或增加最短有效帧长

  5. 在以太网中,有 A、B、C、D 一共 4 台 PC 机,若 A 向 B 发送数据,则( A )。
    A. 只有 B 可以接收到数据
    B. 4 台 PC 机都能接收到数据
    C. 只有 B、C、D 可以接收到数据
    D. 4 台 PC 机都不能接收到数据

  6. 下列以太网中,只能工作在全双工模式下的是( D )。
    A. 10BASE-T 以太网 B. 100BASE-T 以太网
    C. 吉比特以太网 D. 10Gbit 以太网

  7. 快速以太网仍然使用 CSMA/CD 协议,它采用( C )。而将最大电缆长度减少到 100m
    的方法,使以太网的数据传输速率提高至 100Mb/s。
    A. 改变最短帧长 B. 改变最长帧长
    C. 保持最短帧长不变 D. 保持最长帧长不变

8-3 判断题

  1. MAC 地址中前 2 个字节由 IEEE 统一分配,后 4 个字节由厂商自行分配。 ×

  2. IEEE 802.3 标准帧格式与以太网 DIX v2 帧格式不能兼容。 ×

  3. CSMA/CD 协议定义的争用期指的是信号在最远两个端点之间往返传输的时间。√

  4. 当在同一局域网的两个设备具有相同的 MAC 地址时,会导致它们不能正确通信。√

  5. 吉比特以太网不可以同时支持全双工模式和半双工模式。 ×

  6. 百兆以太网的物理拓扑是总线型结构。 ×

  7. ARP 协议的作用范围仅限于一个局域网内部。 √

  8. 在点对点的网络中,也需要使用 ARP 协议来完成 IP 地址和物理地址的映射。 ×

8-4 简答题

  1. 简述 ALOHA 协议的工作原理。
    答:
    ? ?? ?纯 ALOHA 协议的工作原理:站点只要产生帧,就立即发送到信道上;规定时间内
    若收到应答,表示发送成功,否则重发。
    ? ?? ?时隙 ALOHA 协议的工作原理:把信道时间分成离散的时间槽,槽长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时槽开始时才允许发送。其他过程与纯 ALOHA 协议相同。

  2. 简述令牌环的工作原理。
    答:
    ? ?? ?(1)首先进行环的初始化(建立一逻辑环),然后产生一空令牌,在环上流动。
    ? ?? ?(2)希望发送帧的站必须等待,直到它检测到空令牌的到来。
    ? ?? ?(3)想发送的站拿到空令牌后,首先将其置为忙状态,该站紧接着向令牌的后面发送一个数据帧。
    ? ?? ?(4)当令牌忙时,由于网上无空令牌,所有想发送数据帧的站必须等待。

  3. 简述 MAC 地址的分类。
    答:
    ? ?? ?MAC 地址分为三类,分别是单播地址、广播地址和组播地址。
    ? ?? ?(1) 单播地址:一对一的通信称为单播,单播地址用来唯一地确定网络中的一台主机,每个网卡在出厂时都被分配唯一的一个单播地址。
    ? ?? ?(2) 广播地址:一台主机向网络中的所有主机发送数据,称为广播。一份广播帧,要使用一个广播地址作为目的地址,广播地址的 48 比特全为 1,即 FF-FF-FFFF-FF-FF。
    ? ?? ?(3) 组播地址:组播是要把帧发送给一组主机,既不是全部主机也不是一个主机。组播的目的 MAC 地址的特征是第一个字节的最低位是 1, MAC 组播地址空间是除去全 1 的 47 位地址空间。

  4. 简述 CSMA/CD 协议的原理。
    答:
    ? ?? ?每个节点都共享网络传输信道,在每个站要发送数据之前,都会检测信道是否空闲,如果空闲则发送,否则就等待;在发送出信息后,则对冲突进行检测,当发现冲突时,则取消发送。
    ? ?? ?简单说:先听后发,边发边听,冲突停止,稍后重发。

  5. 什么是争用期?争用期如何计算?争用期同最短帧长有什么关系?
    答:
    ? ?? ?在以太网中,节点发出数据帧后的一段时间内可能会遇到冲突,这段时间称为争用期,即以太网端到端往返时间 2τ,又称为碰撞窗口。争用期过后,就不会有冲突产生了。
    ? ?? ?争用期=2 倍总线长度/信号的传播速度。
    ? ?? ?最短帧长=争用期*数据发送速率(带宽)。

  6. 什么是广播域?什么是冲突域?两者有什么联系和区别?
    答:
    ? ?? ?广播域是一个广播帧能够到达的最大范围。
    ? ?? ?冲突域是指局域网中的某个区域内,如果两台主机同时发送数据,就会产生冲突,这样的一个区域就称为冲突域。
    ? ?? ?一个广播域可能包括一个或多个冲突域。在集线器连接的网络中,冲突域和广播域是重合的。在交换机连接的网络中,一个交换机就是一个广播域,而交换机的每一个端口是一个冲突域。

  7. 简述集线器和交换机的区别。
    答:
    ? ?? ?集线器是工作在物理层的设备。集线器会将从一个端口收到的信号,向其他所有的端口转发,因此集线器发挥的实际上是一个总线的作用,一个集线器就是一个冲突域。
    ? ?? ?交换机是工作在数据链路层的设备,它能够识别数据帧,能够根据自学习算法,在交换机内建立端口和 MAC 地址的对应关系。根据数据帧中目的 MAC 地址将数据帧转发到对应的端口,而不是广播到所有的其他端口,因此交换机每个端口是一个冲突域。使用交换机能够有效地减小冲突,提供数据包的发送效率。

  8. 简述二层交换机与三层交换机的区别。
    答:
    ? ?? ?(1)工作层级不同:二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层。
    ? ?? ?(2)功能不同:二层交换机基于 MAC 地址访问,只做数据的转发,而三层交换机将二层交换技术和三层转发功能结合在一起,也就是说三层交换机在二层交换机的基础上增加了路由功能,可配置不同 VLAN 的 IP 地址,VLAN 之间可通过三层路由实现不同 VLAN 之间通讯。

  9. 什么是 VLAN?为什么要划分 VLAN?
    答:
    ? ?? ?VLAN 是指虚拟局域网技术,是为解决以太网的广播风暴问题和安全性而提出的一种技术。
    ? ?? ?一个局域网就是一个广播域。随着局域网的范围不断扩大,广播域也在不断地扩大,随之会带来“广播风暴”的问题。利用 VLAN 可以有效地在交换机上分割广播域,动态地管理网络。

  10. 简述路由器和交换机的区别。
    答:
    ? ?? ?(1) 路由器工作在网络层,依赖路由表来转发数据,对数据包解封装到网络层,查看 IP 地址。路由器隔离广播域;
    ? ?? ?(2) 交换机工作在数据链路层,依赖 MAC 地址表转发数据,对数据包解封装到数据链路层查看 MAC 地址。交换机转发速度极高。

  11. 如下图所示。主机 A 和主机 B 分别位于不同的网络,通过路由器 R 相连,IP 地址和
    MAC 地址如上所示。主机 A 向主机 B 发送 IP 数据报。
    (1)在整个通信过程中,涉及到的协议都有哪些?
    (2)如果主机和路由器的 ARP 缓存都有相关的映射,IP 数据报从主机 A 到主机 B,总共需要发送几个帧?每个帧中的物理地址和 IP 地址分别是什么?
    (3)如果主机和路由器的 ARP 缓存中都为空,与(2)相比,发送帧的数目和帧的内容有什么不同?
    在这里插入图片描述答:
    ? ?? ?(1) ARP、IP,以太网
    ? ?? ?(2) 两个帧。第一个帧从 A 到 R,第二帧从 R 到 B。A 的网络层要首先为 IP 数据报(源 IP 172.16.1.2,目的 IP 172.16.2.3)选路,选择的下一站是 172.16.1.1(R 的左侧接口)。由于主机 A 的 ARP 缓存中有172.16.1.1 所对应的 MAC 地址,所以 IP 数据报直接封装成帧(下表中的第 1个帧)后,发送给路由器 R。
    ? ?? ?路由器 R 从左侧接口收到帧后,去掉帧的首部和尾部,IP 数据报上传到 R 的网络层,网络层为 IP 数据报选路,转发接口为 R 的右侧接口,下一站就是目的地主机 B(172.16.2.3)。由于路由器 R 的 ARP 缓存中有 172.16.2.3 所对应的MAC 地址,所以 IP 数据报再次被封装成帧(下表中的第 2 个帧),发送给主机 B。

帧发送方帧接收方源 MAC目的 MAC封装报文源 IP目的 IP
1AR 左侧接口74-29-9C-E8-FF-55E6-E9-00-17-BB-4BIP 数据报172.16.1.2172.16.2.3
2R 右侧接口B1A-23-F9-CD06-9B49-BD-D2-C7-56-2AIP 数据报172.16.1.2172.16.2.3

? ?? ? ? ?? ?(3)因为所有设备的 ARP 表是空表,所以当 A 为 IP 数据报找到下一站 172.16.1.1 时,需要发送 ARP 广播来得到 172.16.1.1 所对应的 MAC 地址。类似,当路由器把 IP 数据报转发到 B 时,也需要发送 ARP 广播来获取主机 B 的 MAC 地址。所以,与(2)相比,从 A到 R,会多 ARP 的请求报文和应答报文,从 R 到 B,也会多ARP 请求报文和应答报文。
总共会发送 5 个帧,如下表

帧发送方帧接收方源 MAC目的 MAC封装报文源 IP目的 IP
1A172.16.1.0 网络中所有主机和路由器74-29-9C-E8-FF-55FF-FF-FF-FF-FFARP 请求(询问172.16.1.1 的 MAC地址)
2R左侧接口AE6-E9-00-17-BB-4B74-29-9C-E8-FF-55ARP 应答(含有172.16.1.1 对应MAC 地址)
3AR 左侧接口74-29-9C-E8-FF-55E6-E9-00-17-BB-4BIP 数据报172.16.1.2172.16.2.3
5主机BR 右侧接口49-BD-D2-C7-56-2A1A-23-F9-CD-06-9BARP 应答(含有172.16.2.3 对应MAC 地址)
6R右侧接口B1A-23-F9-CD-06-9B49-BD-D2-C7-56-2AIP 数据报172.16.1.2172.16.2.3

8-5 计算题

  1. 假定有 2km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 10Mbps。设信号在网络上传输的速率为 2×105 km/s,分别求能够使用此协议的争用期和最短有效帧长。
    答:
    ? ?? ?争用期=2 倍传播时延=2 倍总线长度/信号的传播速率
    ? ?? ?所以,争用期=2×2km/ 2×105 km/s =2×10-5 s=20μs
    ? ?? ?最短有效帧长=争用期×带宽=2×10-5×10×106=200bit

  2. 若构造一个 CSMA/CD 总线网,速率 100Mbps,信号在电缆中传播速率为 2×105 km/s,数据帧的最小长度为 125 字节。试求总线电缆的最大长度(假设总线电缆中无中继器)。
    答:
    ? ?? ?争用期=2 倍传播时延=2 倍总线长度/信号的传播速率
    ? ?? ?设总线电缆的最大长度为 L,则 125×8/ 100×106=2×L/2×105 km 推算出 L=1000m

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_53054984/article/details/135142864
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