写在最前面：本篇文章是计算机网络中数据链路层的习题汇总，会给出问题和答案，但是在看答案之前建议先自己思考一下你的回答，再与答案对比。
习题参考：https://www.zhihu.com/column/c_1413289786211373056?utm_source=qq&utm_medium=social&utm_oi=1268627816133816320
说明：会在原习题的基础上加上自己的理解，同时会将原本的题目进行分类，便于学习理解。

一些必须要懂的常见问题与解答整理

问题一：旧版的《计算机网络》认为数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。数据链路层可以把一条有可能出差错的实际链路转变成为让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路。但最近新版的《计算机网络》中对数据链路层的提法就改变了。数据链路层的传输不能让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路。到底哪一种说法是正确的？

我的理解：二者并没有谁对谁错，只是针对的对象不同。不过我们当然要与时俱进，最好是两者都知道，并可以解释其中差别。

问题二：当数据链路层是用PPP协议或CSMA/CD协议时，既然不保证可靠传输，那么为什么对所传输的帧进行差错检测呢？

我的理解：PPP协议或者CSMA/CD只是不实现重发机制，基础的差错检测功能还是有的。

问题三：为什么旧版本的教材在数据链路层一章中讲授可靠传输，但现在新版本教材则取消了可靠传输？

我的理解：只是为了适应现实，将其放到真实使用的层次。

问题四：除了差错检测外，面向字符的数据链路层协议还必须解决哪些特殊的问题？

我的理解：差错检测是判断数据帧是否出错。而数据链路层协议还具备解决帧界定和透明传输的功能，其中帧界定有很多方法要记住，而透明传输是在帧界定的基础上提出的要求。

问题五：为什么计算机进行通信时发送缓存和接收缓存总是需要的？

我的理解：缓冲区的目的就是为了实现发送和接收的同步，协调二者的时间，提高信道利用率。

问题六：在以太网中发生了碰撞是否说明这时出现了某种故障？

我的理解：碰撞是一个很常见的现象，不可以作为故障的决定标准。

问题七：是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长？

我的理解：在前面学习数据链路层的相关知识时有过MTU的扩展，那里从差错检测的角度给出了最小帧长和最大帧长的原因；这里则是从介质访问控制的角度给出，即过短会导致无法进行冲突检测，同时可以借此去除无效帧，过长则是为了保证接入的公平性，防止长时间等待。

问题八：以太网的覆盖范围受限的一个原因是：如果站点之间的距离太大，那么由于信号传输时会衰减得很多因而无法对信号进行可靠的接收。试问：如果我们设法提高发送信号的功率，那么是否就可以增大以太网的通信距离？

我的理解：决定因素是信噪比，功率提升噪声也会提升，信噪比不会显著增大。

问题九：一个大学能否就使用一个很大的局域网，而不使用许多相互连接的较小的局域网？

问题十：一个10Mbit/s以太网若工作在全双工状态，那么其数据率是发送和接收各为5Mbit/s还是发送和接收各为10Mbit/s。

答案：二者都是10Mbps

问题十一：在以太网中，有没有可能在发送了512bit(64B)以后才发生碰撞？

问题十二：当局域网刚刚问世时，总线型的以太网被认为可靠性比星型结构的网络好。但现在以太网又回到了星型结构，使用集线器作为交换结点。那么以前的看法是否有些不正确？

扩展：星形结构

星型网络结构有哪些特点星型网络结构优缺点介绍

一些必须要懂的重难点课后习题整理

概念理解题

数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？

我的理解：物理链路是实际的，是一段传输介质；数据链路是虚拟的，是协议的集合。

数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论把数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点？

我的理解：上题的答案更加趋向于MAC子层的功能。而数据链路层还包含介质访问控制、流量控制的功能。同时上文已经说过，现在的数据链路层是不提供可靠性服务的（PPP协议和CSMA/CD协议）

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

协议原理题

PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？

PPP协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信时，需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？

组帧类型题

一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？

注意：这个应该是的字节填充法，要换掉转义字符。

PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

注意：这个是零比特填充法

差错检测题

这一类题多为对差错检测方法的考察，其中CRC校验比较重点。

要发送的数据为1101011011.采用CRC的生成多项式P(X) = X^4 + 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就变成了可靠的传输

enter description here

注意：二项式除法要会，同时记得先添0在用余数代替。

要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式是P(X) = X^3 + 1。试求应添加在数据后面的余数。

流量控制题

注：如果没有说明确认帧大小则不要去计算时间。

提醒：一定要注意单位的换算。

注：对于回退N帧协议其窗口大小为2^n-1，选择重传协议窗口大小为2^(n-1)。

媒介访问控制

以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道的。这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

我的理解：网络协议没有好坏之分，只有适用范围之分。

什么叫比特时间？使用这种时间单位有什么好处？100比特时间是多少微秒？

注意：引入了比特时间的概念，后面题目会用到。

假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/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。

注意：计算时需要使用2倍的传播时延。

假定在使用CSDA/CD协议的10Mbit/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。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mbit/s的以太网呢？

注意：退避时间 = 争用时间*r；同时比特时间与实际时间的换算要会，就是加一个单位。

假定站点A和B在同一个10Mbit/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符。）

在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=225比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t = 225 + 48 = 273 比特时间完成了干扰信号的传输。A 和 B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。假定A和B选择的随机数分别是 rA = 0 和 rB=1。试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？A重传的数据帧在什么时间到达B？A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？B会不会在预定的重传时间停止发送数据？

注意：关于碰撞问题需要学会画图分析过程。

局域网题目

局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？

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型拓扑结构，但现在却改为使用星型拓扑结构？

什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？

答：传统以太网就是最早流行的10Mbit/s速率的以太网。

以太网有两个标准，即DIX Ethernet V2标准和 IEEE 802.3 标准

数据率为 10Mbit/s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？

为什么LLC子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？

有10个站连接到以太网上。试计算以下三种情况下每一个站所能得到的带宽。

1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器。
2）10个站都连接到一个100Mbit/s以太网集线器。
3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机。

注意：判断问的是每一个站所能得到的带宽还是总带宽

以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？

注意：以太网交换机和集线器的区别要搞懂，特别是在带宽计算上。

物理设备题

网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？

我的理解：适配器就是网卡，其作用的发送时进行帧的封装、接收时进行差错检测与帧的交付。

在图T-3-33中，以太网交换机有6个接口，分别接到5台主机和一个路由器。

注意：填补交换表时，只需要看写入的即可。

图T-3-36表示有五个站分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来。每一个网桥都有两个接口（1和2）。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站向其他的站按先后顺序发送了数据帧：A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。试把有关数据填写在表T-3-36-a中。

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，而其余的20%的通信量是在本局域网和互联网之间进行的。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？（本题的目的是要学生能够清楚地知道以太网集线器和以太网交换机的区别。本题并没有一个标准答案。）