第四章 局域网技术

一、单项选择题

1.下列IEEE标准中，属于无线局域网标准的是                                     (   )

A. IEEE 802.3                      B. IEEE 802.4

C. IEEE 802.5                        D. IEEE 802.11

2.在以太网的MAC层，数据是以(   )的形式存在的。

A.包                             B.帧

C.比特                             D.数据块

3.快速以太网将数据传输速率提高到                                           (   )

A.10Mbit/s                         B.50Mbit/s

C.100Mbit/s                         D.1000Mbit/s

4.以太网的物理层扩展使用的设备有                                           (   )

A.中继器和网桥                     B.中继器和集线器

C.集线器和网桥                     D.网桥和交换机

5. VLAN标记字段的长度是                                                  (   )

A.2B                             B.4B

C.8B                              D.16B

二、填空题

1.以太网中采用 CSMA/CD 作为介质控制访问方法。

2.双绞线以太网中，工作站、集线器与双绞线之间的物理接口采用标准的 RJ-45 接口。

3.网桥只适用于用户数不太多的以太网，否则有可能产生因为广播信息过多而造成网络拥塞，这称为 广播风暴。

4.交换机的 VLAN端口有两种类型：一种是 Access端口，另一种是 Trunk 端口。

5. CSMA/CA算法采用 停止-等待 的可靠传输方式。

三、简答题

1.简述CSMA/CD的介质访问控制基本思想。

答：先监听，再发送；边发送，边监听；

1. 简述交换式以太网的优点。

答：1、它可以在保留现有的以太网基础设施的基础上进行扩展，无须丢弃和重建现有网络。

2、允许多对主机进行同时通信，每一对通信的主机都可以独占传输媒体，实现无碰撞的数据传输。

3、可以连接不同速率的以太网，满足不同网络环境进行互联扩充的要求。

4、可以基于以太网交换机实现帧过滤、传输控制和虚拟局域网络设置等多种功能。

1. 简述CSMA/CA算法的核心思想。

答：1、采用“停止-等待”的可靠传输方式，即发送方必须收到接收方的确认帧后才能继续发送；如果在规定时间内没有收到确认帧，则认为数据丢失，需要重新发送。

2、采用“虚拟载波监听”机制，让发送方将它要占用信道的时间及时通知给其他所有站点，以便使其他站点在这一段时间都停止发送数据，从而大大降低碰撞机会。

3、在信道从忙态转为空闲时，各个站点要执行“退避算法”，等待一个随机的时间段后再发送数据，目的是减少发生碰撞的概率。

思考题与练习题

1. IEEE 802委员会提出将数据链路层划分为哪两个层次，每个层次的功能各是什么？

答：逻辑链路控制子层LLC：负责与介质接入无关的内容，包括j建立和释放数据链路层的逻辑连接、提供帧序号、提供高层接口和差错控制。

介质访问控制子层MAC：各种传输介质接入，包括将上层数据封装成帧进行发送、寻址和比特流差错检测。

1. IEEE 802.3协议描述的是哪种局域网的技术规范？

答：以太网

1. 请简述CSMA/CD的基本思想。

答：先监听，再发送；边发送，边监听；

1. 以太网的MAC地址占几个字节，保存在什么位置？

答：用一个48bit(6B)二进制数作为局域网的全球地址，标识每一块局域网适配器（网卡）。这个地址在适配器生产时就固化在其ROM中，称为局域网适配器的物理地址或MAC地址；

1. 请简述共享式以太网的基本工作原理。

答：共享式以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）机制。在发送数据前，节点会侦听信道是否空闲，如果空闲则发送数据，如果检测到冲突，则等待随机时间后重试。

1. 10Base-T以太网采用的传输介质是什么？其数据传输速率是多少？

答：采用非屏蔽的双绞线UTP；10Mbit/s

1. 对以太网进行扩展主要在哪两个层上进行？各层使用的扩展设备有哪些？

答：物理层和数据链路层；物理层：中继器和集线器。数据链路层：交换机和网桥

1. 使用多级结构集线器的以太网的缺点是什么？

答：冲突域扩大；管理难度大；排查问题困难；

1. 请解释为什么网桥可以保证不同网段上的通信不会互相干扰？

答：网桥通过学习和过滤数据帧，将网络划分为多个独立的网段，确保不同网段上的通信不会互相干扰。网桥根据接收到的数据帧中的源MAC地址来更新其转发表，并依据目的MAC地址决定是否转发帧到相应的端口，从而仅将必要的数据帧发送到相关网段，避免了广播风暴和不必要的数据传输，提升了网络效率和安全性。。

1. 请简述以太网交换机“自学习”算法的过程。

答：“自学习”的基本思想：从某接口x收到某主机a所发出的MAC帧时，就把主机a的地址和接口x记录到转发表中。

1. 以太网交换机的交换方式主要有哪两种？

答：交换方式有直接交换和存储转发交换；

1. 请解释为什么虚拟局域网可以抑制广播风暴？

答：虚拟局域网是一种将局域网设备逻辑分组而不是物理分组的技术。VLAN允许网络管理员将一个物理局域网分割成多个逻辑局域网，每个逻辑局域网都可以独立管理和配置，就好像它们是物理上分离的网络一样。

1. 划分虚拟局域网的方法有哪几种？

答：基于交换机端口的划分（静态虚拟局域网）、基于MAC地址的划分、基于上层协议类型或地址的划分

1. 请简述 IEE 802.1Q标准定义 的VLAN标记（Tag）格式。

答：VLAN标记共32位，包含：TPID、PCP、CFI和VID

1. 无线局域网根据结构可以分为哪两大类？

答：有固定设施的无线局域网、无固定设施的局域网

1. 为什么在无线局域网IEEE802.11协议中使用冲突避免算法（CA）来代替冲突检测算法（CD）？

答：因为无线环境中的信号传播特性使得设备难以可靠地检测到同时发生的传输，从而导致冲突检测不可行。CSMA/CA（带有冲突避免的载波侦听多址访问）通过先监听信道、使用退避机制以及RTS/CTS握手协议来减少冲突，适应了无线网络中隐藏节点和暴露节点等问题，提高了信道利用率和通信的可靠性。