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3.7 广域网 (答案见原书 P116)

news 2025/9/29 7:18:51

第3章数据链路层 (续)

3.7 广域网 (答案见原书 P116)

01. 局域网和广域网的差异不仅在于它们所覆盖的范围不同, 还主要在于它们 ( B )

题目原文

局域网和广域网的差异不仅在于它们所覆盖的范围不同, 还主要在于它们 ( )
A. 所使用的介质不同
B. 所使用的协议不同
C. 所能支持的通信量不同
D. 所提供的服务不同

正确答案：B

题目解析

考点分析： 本题考察局域网（LAN）和广域网（WAN）的根本性区别。
正确选项分析 (B. 所使用的协议不同)：
- 局域网通常由单个组织拥有和管理，技术（如以太网）可以做到统一、高速、简单。
- 广域网则需要连接分布在广阔地理范围内的多个异构网络，网络环境复杂，链路速率和可靠性差异巨大。
- 这就导致了两者在协议设计上的根本差异：
  - LAN协议（如以太网MAC协议）主要解决单个广播域内的介质访问控制问题。
  - WAN协议（如PPP, HDLC, 帧中继）主要解决点对点链路上的数据封装、链路控制和网络层协议承载问题。网络层协议（如IP）则负责在广域网中进行路由选择。
错误选项分析：
- A: 两者都可以使用光纤、双绞线等介质。
- C, D: 都是协议不同所带来的结果，而不是根本原因。

02. 广域网覆盖的地理范围从几十千米到几千千米,它的通信子网主要使用 ( B )

题目原文
02. 广域网覆盖的地理范围从几十千米到几千千米,它的通信子网主要使用 ( )
A. 报文交换技术 B. 分组交换技术 C. 文件交换技术 D. 电路交换技术

正确答案：B

题目解析

考点分析： 本题考察构成现代广域网（特别是Internet）的核心交换技术。
正确选项分析 (B. 分组交换技术)：
- 现代广域网，尤其是Internet，其通信子网的核心就是由大量路由器构成的。
- 路由器的基本工作方式是存储-转发分组（Packet）。
- 分组交换技术能够高效地共享昂贵的长途链路，可靠性高（一条链路故障可绕行），非常适合广域网环境。
错误选项分析：
- A. 报文交换：已被分组交换取代。
- C. 文件交换：不存在这种交换技术。
- D. 电路交换：主要用于电话网，信道利用率低，不适合计算机的突发性数据通信。

03. 广域网所使用的传输方式是 ( B )

题目原文
03. 广域网所使用的传输方式是 ( )
A. 广播式 B. 存储转发式 C. 集中控制式 D. 分布控制式

正确答案：B

题目解析

考点分析： 本题与上一题类似，考察广域网的数据传输模式。
正确选项分析 (B. 存储转发式, Store-and-Forward)：
- 由于广域网通常采用分组交换技术，其基本传输方式就是存储转发。
- 每个分组在从源到目的地的路径上，每经过一个中间节点（路由器），都会被该节点完整地接收下来（存储），然后路由器查找路由表，决定下一跳，再将该分组发送出去（转发）。
错误选项分析：
- A. 广播式：是局域网（特别是共享介质局域网）的典型传输方式。
- C, D: 描述的是网络的控制方式，而不是数据传输方式。

04. 广域网的拓扑结构通常采用 ( C )

题目原文
04. 广域网的拓扑结构通常采用 ( )
A. 星形 B. 总线形 C. 网状 D. 环形

正确答案：C

题目解析

考点分析： 本题考察广域网的典型网络拓扑结构。
正确选项分析 (C. 网状, Mesh Topology)：
- 广域网由大量的交换节点（路由器）和连接它们的链路组成。
- 为了提高网络的可靠性和性能，节点之间通常存在多条冗余路径。
- 这种节点间连接关系复杂、不规则，任意两个节点间可能存在多条路径的拓扑结构，被称为网状拓扑。
- 网状结构使得在某条链路或某个节点故障时，数据流可以通过其他路径进行路由，保证了通信的鲁棒性。
错误选项分析：
- A, B, D: 星形、总线形、环形是局域网中常见的、规则的拓扑结构。

05. 现在大量的计算机是通过诸如以太网这样的局域网连入广域网的,而局域网与广域网的互连是通过 ( A ) 实现的。

题目原文
05. 现在大量的计算机是通过诸如以太网这样的局域网连入广域网的,而局域网与广域网的互连是通过 ( ) 实现的。
A. 路由器 B. 资源子网 C. 桥接器 D. 中继器

正确答案：A

题目解析

考点分析： 本题考察连接不同网络的关键设备。
正确选项分析 (A. 路由器, Router)：
- 路由器是工作在网络层（L3） 的设备。
- 它的核心功能就是在不同的网络（如一个局域网和一个广域网，或者两个不同的局域网）之间进行分组的转发和路由选择。
- 因此，连接局域网和广域网的“网关（Gateway）”设备就是路由器。
错误选项分析：
- B: 资源子网是网络的功能组成部分，不是物理设备。
- C. 桥接器（网桥）：工作在数据链路层（L2），用于连接相同类型的局域网网段。
- D. 中继器：工作在物理层（L1），用于扩展同一个网段的物理距离。

06. 下列协议中不属于 TCP/IP 族的是 ( D )

题目原文
06. 下列协议中不属于 TCP/IP 族的是 ( )
A. ICMP B. TCP C. FTP D. HDLC

正确答案：D

题目解析

考点分析： 本题要求从几个协议中，识别出不属于TCP/IP协议簇的。
正确选项分析 (D. HDLC, High-Level Data Link Control)：
- HDLC（高级数据链路控制） 是一个由ISO制定的、面向比特的数据链路层协议标准，它属于OSI参考模型体系。
错误选项分析（属于TCP/IP协议簇）：
- A. ICMP (Internet Control Message Protocol): 网际控制报文协议，是网际层的重要组成部分，用于传输差错报告和网络探测信息。
- B. TCP (Transmission Control Protocol): 传输控制协议，是传输层的核心协议。
- C. FTP (File Transfer Protocol): 文件传输协议，是一个经典的应用层协议。

07. 为实现透明传输 (默认为异步线路), PPP 使用的填充方法是 ( B )

题目原文
07. 为实现透明传输 (默认为异步线路), PPP 使用的填充方法是 ( )
A. 位填充
B. 字符填充
C. 对字符数据使用字符填充,对非字符数据使用位填充
D. 对字符数据使用位填充,对非字符数据使用字符填充

正确答案：B

题目解析

考点分析： 本题考察点对点协议（PPP）在异步传输环境下的透明传输机制。
正确选项分析 (B. 字符填充, Character Stuffing)：
- PPP（Point-to-Point Protocol） 是一种设计非常灵活的数据链路层协议。
- 当PPP用于异步传输线路时（如通过串口的拨号上网），它采用面向字符的帧格式。
- 在这种模式下，为了实现透明传输，它采用的是字符填充的方法：
  - 如果信息字段中出现了与帧定界符7EH或转义字符7DH相同的字节，就在该字节前插入一个转义字符7DH，并对原字节进行异或20H的操作。
错误选项分析：
- A. 位填充：是PPP在同步传输线路（如HDLC）上时采用的方法。

08. 以下对 PPP 的描述中,错误的是 ( B )

题目原文
08. 以下对 PPP 的描述中,错误的是 ( )
A. 具有差错控制能力
B. 仅支持 IP
C. 支持动态分配 IP 地址
D. 支持身份验证

正确答案：B

题目解析

考点分析： 本题考察PPP协议的特性和组成。
错误选项分析 (B. 仅支持 IP)：
- 这是错误的。PPP的一个主要设计目标就是要具有良好的可扩展性，能够承载多种网络层协议。
- PPP通过其网络控制协议（NCP） 族来实现这一点。每一种要承载的网络层协议，都有一个对应的NCP。例如，IPCP用于协商IP协议参数，IPXCP用于协商IPX协议参数。
- 因此，PPP不仅支持IP，还支持IPX, AppleTalk等多种网络层协议。
正确选项分析（是PPP的特点）：
- A: 正确，PPP帧尾部有FCS字段，可以进行CRC差错检测。
- C: 正确，通过IPCP协议，可以为拨号上网的用户动态分配IP地址。
- D: 正确，PPP提供了认证协议，如PAP（口令认证协议）和CHAP（挑战握手认证协议），用于验证用户身份。

09. PPP 提供的功能有 ( D )

题目原文
09. PPP 提供的功能有 ( )
A. 一种组帧方法
B. 链路控制协议 (LCP)
C. 网络控制协议 (NCP)
D. A、 B 和 C 都是

正确答案：D

题目解析

考点分析： 本题考察PPP协议的三个主要组成部分。
正确选项分析 (D. A、 B 和 C 都是)：
- PPP协议由三个核心部分组成：
  1. 一种将IP数据报封装到串行链路的方法 (A): PPP定义了其帧格式，规定了如何添加帧定界符、地址、控制、协议和校验字段。
  2. 链路控制协议 (LCP - Link Control Protocol) (B): 用于建立、配置和测试数据链路连接。协商的内容与链路本身有关，如最大接收单元（MRU）、认证协议类型、是否压缩等。
  3. 网络控制协议 (NCP - Network Control Protocol) ©: 用于建立和配置不同的网络层协议。每种网络层协议都有一个对应的NCP。
结论： A, B, C都是PPP提供的功能。

10. PPP 中的 LCP 帧的作用是 ( A )

题目原文
10. PPP 中的 LCP 帧的作用是 ( )
A. 在建立状态阶段协商数据链路协议的选项
B. 配置网络层协议
C. 检查数据链路层的错误,并通知错误信息
D. 安全控制,保护通信双方的数据安全

正确答案：A

题目解析

考点分析： 本题专门考察LCP（链路控制协议）的作用。
正确选项分析 (A. …协商数据链路协议的选项)：
- 如上题所述，LCP负责的是数据链路层本身的参数协商。
- 在PPP链路建立阶段，通信双方会交换LCP帧，来商定本次连接要使用的选项，例如：
  - 最大接收单元（MRU）
  - 要不要使用认证，以及使用哪种认证协议（PAP or CHAP）
  - 要不要进行协议字段和地址控制字段的压缩
错误选项分析：
- B. 配置网络层协议：这是NCP的作用。
- C. 检查…错误：差错检查是通过FCS字段，在数据传输阶段进行的。
- D. 安全控制：认证是LCP协商的内容之一，但A的描述更概括和准确。

11. 下列关于 PPP 的叙述中,正确的是 ( D )

(该题答案应为C)

题目原文
11. 下列关于 PPP 的叙述中,正确的是 ( )
A. PPP 是网络层协议
B. PPP 支持半双工或全双工通信
C. PPP 两端的网络层必须运行相同的网络层协议
D. PPP 是面向字节的协议

正确答案：C

题目解析

考点分析： 本题综合考察PPP协议的特性。
【答案校对与分析】 您提供的答案是D (PPP是面向字节的协议)。这个说法不完全准确。
- PPP既可以工作在异步线路上（此时是面向字节的，用字符填充），也可以工作在同步线路上（如HDLC，此时是面向比特的，用比特填充）。所以D不具有普适性。
我们来分析其他选项，特别是C：
- A. PPP是数据链路层协议。错误。
- B. PPP只支持全双工通信。错误。
- C. PPP 两端的网络层必须运行相同的网络层协议： 正确。
  - PPP的作用是为网络层提供一个透明的点对点通道。
  - 如果一端封装的是IP包，另一端却期望解封装出IPX包，通信必然失败。
  - 因此，通信双方在NCP协商阶段，必须就将要承载哪一种网络层协议达成一致。
结论： C的描述是正确的。D的描述不全面。此题的标准答案应为C。

12. PPP 提供的是 ( C )

题目原文
12. PPP 提供的是 ( )
A. 无连接的不可靠服务
B. 无连接的可靠服务
C. 有连接的不可靠服务
D. 有连接的可靠服务

正确答案：C

题目解析

考点分析： 本题考察PPP协议提供的服务类型。
正确选项分析 (C. 有连接的不可靠服务)：
- 有连接 (Connection-Oriented):
  - PPP在数据传输前，需要经过一个链路建立阶段（通过LCP协商）和网络层协议协商阶段（通过NCP协商）。通信结束后，还需要一个链路终止阶段。
  - 这个“建立-通信-终止”的过程，是面向连接服务的典型特征。
- 不可靠 (Unreliable):
  - PPP协议只提供差错检测（通过FCS字段），但它没有提供确认和超时重传机制。
  - 如果一个PPP帧在传输中出错，接收方会直接将其丢弃。
  - 纠正这个错误（通过重传）的责任被交给了上层协议（如TCP）。
  - 因此，PPP提供的是不可靠的服务。
结论： PPP提供的是有连接的不可靠服务。

3.7 广域网 & PPP协议知识体系与考法总结

这一小节将视野从局域网扩展到连接城市、国家乃至全球的广域网（WAN）。内容上，重点在于理解广域网与局域网的根本区别，掌握广域网的核心技术（分组交换），并深入学习一种最重要、最经典的点对点数据链路层协议——PPP。

知识体系梳理

本部分的知识体系可以围绕“广域网的宏观特征”和“PPP协议的微观实现”两大模块展开。

一、广域网的宏观特征

定义与范围： 覆盖几十到几千公里的广阔地理范围，用于连接远距离的计算机网络。
核心技术 (高频考点):
- 交换技术： 现代广域网（Internet）的核心是分组交换 (Packet Switching) 技术。
- 传输方式： 基于分组交换，采用存储转发 (Store-and-Forward) 方式在路由器之间传输数据。
拓扑结构：
- 通常采用网状拓扑 (Mesh Topology)，节点之间存在多条冗余路径，以提高网络的可靠性和鲁棒性。
与局域网的根本区别 (高频考点):
- 所有权： LAN通常归单个组织私有，WAN通常由多个网络服务提供商（ISP）共同运营。
- 技术与协议： LAN技术（如以太网）关注单个广播域内的介质访问控制。WAN技术则关注长距离的点对点链路通信和跨越多个网络的路由选择。
- 互联设备： 局域网内部主要用交换机，而局域网与广域网的互连，以及广域网内部的节点，都是路由器 (Router)。

二、 PPP协议 (Point-to-Point Protocol) (核心重点)

PPP是当今使用最广泛的点对点数据链路层协议，是理解广域网链路上数据如何封装和控制的基础。

PPP的三个组成部分 (必考):
- 封装方法： 定义了一种将IP数据报等网络层分组封装成PPP帧的方法。
- 链路控制协议 (LCP - Link Control Protocol):
  - 作用： 负责建立、配置、测试和终止数据链路连接。
  - 协商内容： 链路层本身的参数，如最大接收单元(MRU)、认证协议类型(PAP/CHAP)、是否压缩等。
- 网络控制协议 (NCP - Network Control Protocol):
  - 作用： 负责为不同的网络层协议协商参数并建立连接。
  - 特点： 每种网络层协议都有一个对应的NCP（如IPCP, IPXCP），这使得PPP能够承载多种网络层协议，具有良好的扩展性。
PPP的帧格式：
- Flag(0x7E) | Address | Control | Protocol | Information | FCS | Flag(0x7E)
- 是面向字节的，各字段长度为字节的整数倍。
透明传输 (高频考点):
- 同步传输时： 采用零比特填充法。
- 异步传输时： 采用字符填充法（使用0x7D作为转义字符）。
PPP协议的特点 (高频考点):
- 简单： 不提供复杂的序号和确认机制。
- 封装： 只负责封装成帧。
- 差错检测： 提供CRC检错，出错的帧直接丢弃。
- 可靠性： 不提供可靠传输（无确认、无重传），提供不可靠服务。
- 连接性： 需要LCP/NCP协商，是面向连接的。
- 网络层支持： 支持多种网络层协议。
- 地址分配： 支持动态分配IP地址（通过IPCP）。
- 认证： 支持身份验证（PAP/CHAP）。
- 通信模式： 只支持全双工通信。

常见考法与例题梳理

广域网基本特征辨析（高频基础题）
- 考法： 考察广域网的核心交换技术（分组交换）、传输方式（存储转发）和拓扑结构（网状）。
- 例题02, 03, 04: 集中考察了这三个基本特征。
- 例题01: 考察了LAN和WAN的根本区别在于协议不同。
- 例题05: 明确了连接LAN和WAN的设备是路由器。
PPP协议的组成与功能（高频核心）
- 考法：
  - 识别PPP的三个组成部分。
  - 区分LCP和NCP的功能。
  - 判断PPP的各项特性（如服务类型、可靠性、协议支持等）。
- 例题08: “仅支持IP”是典型错误说法，考察了NCP支持多种网络层协议的特性。
- 例题09: 考察了PPP的三个组成部分（封装、LCP、NCP）。
- 例题10: 专门考察了LCP的作用是协商数据链路层的选项。
PPP协议的定性
- 考法： 总结PPP协议提供的服务类型。
- 例题12: 是该考点的经典结论题。PPP是有连接（需要协商建立）、不可靠（无确认重传）的服务。
PPP的透明传输机制
- 考法： 区分PPP在不同线路（同步/异步）下采用的填充方法。
- 例题07: 明确了在异步线路下，PPP使用字符填充。

刻意练习建议

制作“LAN vs. WAN”对比表：
- 创建一个表格，详细对比局域网和广域网。
- 对比维度：作用范围、所有权、核心技术、拓扑结构、典型协议、互联设备。
- 这张表能帮你从宏观上清晰地区分这两大类网络。
画出“PPP协议栈”图：
- 画一个简单的层次图。底层是物理层。
- 中间是PPP层，在PPP层内部，画出三个并列的盒子：封装方法、LCP、NCP。
- 上层是网络层，在网络层画出多个协议，如IP, IPX等。
- 用箭头表示NCP是如何为不同的网络层协议提供服务的，以及LCP是如何管理底层链路的。
- 这张图能帮你理清PPP内部的复杂结构。
制作“PPP特性”速查卡片：
- 将PPP的所有重要特性（简单、封装、检错不纠错、不可靠、面向连接、支持多协议、支持动态地址、支持认证、全双工）写在一张卡片上。
- 反复记忆和理解每个特性的含义。这是解决辨析题的关键。