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一、综合题

1． 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层作为可靠的链路层有哪些优点和缺点。

【答案】数据链路层中的链路控制功能主要包括：链路管理、帧定界、流量控制、差错控制、将数据和控制信息分开、透明传输、寻址等。

将数据链路层作为可靠链路层的优点：通过重传，帧编号和确认机制为上一层提供了可靠的数据传输服务；

将数据链路层作为可靠链路层的缺点：降低了通信效率。

2． 区别电路交换、报文交换、分组交换。

【答案】（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路，这是由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成的，因而有以下优缺点。

电路交换优点：

①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小；

②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强；

③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题；

④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号；

⑤电路交换的交换设备（交换机等）及控制均较为简单。

电路交换缺点：

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说相对较长；

②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占。即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低；

③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互之间进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制；

（2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点中采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点。

报文交换优点：

①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文；②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：

在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施。加之交换结点还具有路径选择功能，可以

做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于在类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的

地址。这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换；

③通信双方不是固定占有一条通信线路的，而是在不同的时间段部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。

报文交换缺点：

①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大。因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据；

②报文交换只适用于数字信号；

③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传送来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，这进一步增加了传送时延。

（3）分组交换：分组交换仍采用存储-转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文交换的优点外，与报文交换相比有以下优缺点。

分组交换优点：

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输的，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多；

②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定。在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易；

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延；

④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适。

分组交换缺点：

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力；

②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约増大5%〜10%, —定程度上降低了通信效率，増加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路由很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

3． 试说明IP 地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？

【答案】物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。IP 地址放在IP 数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP 地址，而数据链路层及以下使用的是硬件地址。

在IP 层抽象的互联网上，我们看到的只是IP 数据报，路由器根据目的站的IP 地址进行路由选择。在具体的物理网络的链路层，我们看到的只是MAC 帧，IP 数据报被封装在MAC 帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时，其MAC 帧的首部是不同的。这种变化，在上面的IP 层上是看不到的。

每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP 层抽象的互联网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。

4． 域名系统的主要功能是什么？域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器有何区别？

【答案】（1）域名系统的主要功能：将域名解析为主机能识别的IP 地址。

（2）本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名服务器的区别：

①根域名服务器是最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级服务器的域名和IP 地址；

②顶级域名服务器：这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到DNS 查询请求时，就给出响应的回答；

③权限域名服务器：负责一个区的域名服务器。当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的DNS 客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器；

④本地域名服务器：当一个主机发出DNS 查询请求时，这个查询请求报文就发给本地域名服务器。每一个因特网服务提供者ISP ，或一个大学，都可以拥有一个本地域名服务器，有时也称为默认域名服务器。

5． 详述CSMA/CD协议的工作原理，为什么CSMA/CD网络不适合实时应用。

【答案】（1）CSMA/CD的全称为带有冲突检测的载波侦听多路访问协议，是在局域网中被