3.6 局域网 (答案见原书 P110)

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第3章 数据链路层 (续)

3.6 局域网 (答案见原书 P110)

01. 下列关于用集线器连接的共享式以太网的说法中,正确的是 ( C )

题目原文

1. 下列关于用集线器连接的共享式以太网的说法中,正确的是 ( )
   A. 以太网的物理拓扑是总线形结构
   B. 以太网提供有确认的无连接服务
   C. 以太网参考模型一般只包括物理层和数据链路层
   D. 以太网不一定使用 CSMA/CD 协议

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题综合考察对共享式以太网的理解。
• 正确选项分析 (C. 以太网参考模型一般只包括物理层和数据链路层)：
  • 以太网是一种局域网（LAN） 技术。
  • 局域网技术主要解决的是在一个较小地理范围内，如何通过物理介质传输数据帧的问题。
  • 因此，以太网的标准主要定义了物理层（L1）（如介质、接口、编码）和数据链路层（L2）（如帧格式、MAC地址、CSMA/CD协议）的规范。
  • 以太网不关心更高层次（如网络层、传输层）使用什么协议，它可以承载IP、IPX等多种网络层协议。
• 错误选项分析：
  • A: 用集线器连接的以太网，其物理拓扑是星型，逻辑拓扑是总线型。
  • B: 以太网提供的是无确认的无连接服务，可靠性由上层（如TCP）保证。
  • D: 共享式以太网（使用集线器或同轴电缆）必须使用CSMA/CD协议来解决冲突。

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02. 下列以太网中,采用双绞线作为传输介质的是 ( C )

题目原文
02. 下列以太网中,采用双绞线作为传输介质的是 ( )
A. 10BASE - 2 B. 10BASE - 5 C. 10BASE - T D. 10BASE - F

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察对以太网命名规范的理解。
• 命名规范解析： [速率] BASE/BROAD [介质/特性]
  • 10: 速率为 10 Mb/s。
  • BASE: 基带传输。
  • T: 代表双绞线 (Twisted Pair)。
  • 2 / 5: 代表同轴电缆，最大段长约200m / 500m。
  • F: 代表光纤 (Fiber)。
• 结论： 10BASE-T 采用双绞线。

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03. 下列关于广播式网络的说法中, 错误的是 ( D )

题目原文
03. 下列关于广播式网络的说法中, 错误的是 ( )
A. 共享广播信道
B. 不存在路由选择问题
C. 可以不要网络层
D. 不需要服务接入点

正确答案：D

题目解析

• 考点分析： 本题考察广播式网络（如局域网）的特点。
• 错误选项分析 (D. 不需要服务接入点)：
  • 这是错误的。
  • 服务接入点（SAP） 是下层向上层提供服务的逻辑接口。
  • 在局域网的数据链路层，其向网络层提供的SAP，通常体现为以太类型（EtherType） 字段或LLC子层中的LSAP。
  • 这个字段用来标识帧的数据部分应该交给上层的哪个协议模块处理（如IP协议、ARP协议）。
  • 如果没有SAP，数据链路层就不知道把接收到的数据交给谁。
• 正确选项分析：
  • A: 正确，这是广播式网络的定义。
  • B, C: 正确。在单个广播域内（一个局域网），所有主机都在同一网段，通信不需要经过路由器进行路由选择。因此，理论上一个纯粹的局域网可以没有网络层（虽然实际上为了连接互联网，都会有）。

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04. 10BaseT 以太网采用的传输介质是 ( A )

题目原文
04. 10BaseT 以太网采用的传输介质是 ( )
A. 双绞线 B. 同轴电缆 C. 光纤 D. 微波

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题与第2题完全相同，考察以太网命名。
• 正确选项分析 (A. 双绞线)：
  • 命名中的 T 代表 Twisted Pair（双绞线）。
• 错误选项分析：
  • B: 对应 -2 或 -5。
  • C: 对应 -F。
  • D: 无线介质。

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05. 就交换技术而言,以太网采用的是 ( A )

题目原文
05. 就交换技术而言,以太网采用的是 ( )
A. 分组交换技术 B. 电路交换技术 C. 报文交换技术 D. 混合交换技术

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网所采用的底层交换技术类型。
• 正确选项分析 (A. 分组交换技术)：
  • 以太网将数据封装成帧（Frame） 进行传输。
  • 帧就是数据链路层的分组（Packet）。
  • 以太网交换机（Switch）采用存储-转发的方式来处理和转发这些帧。
  • 这种基于“分组”进行“存储-转发”的交换技术，就是分组交换。
• 错误选项分析：
  • B, C, D: 以太网不建立专用电路，也不以整个报文为单位。

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06. 网卡实现的主要功能在 ( A )

题目原文
06. 网卡实现的主要功能在 ( )
A. 物理层和数据链路层 B. 数据链路层和网络层
C. 物理层和网络层 D. 数据链路层和应用层

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察网络接口卡（NIC，即网卡） 这一硬件所实现的协议层次。
• 正确选项分析 (A. 物理层和数据链路层)：
  • 网卡是连接计算机和物理传输介质的硬件设备。它实现了OSI模型的最底层功能：
    1. 物理层（L1）： 负责将比特流转换为电信号/光信号并发送出去，以及反向的转换。这部分由网卡上的PHY芯片完成。
    2. 数据链路层（L2）： 负责封装成帧、MAC寻址、差错检测（CRC）、以及介质访问控制（如CSMA/CD）。这部分由网卡上的MAC控制器完成。
• 错误选项分析：
  • B, C, D: 网络层及以上的功能都是由操作系统内核中的软件来实现的。

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07. 每个以太网卡都有自己的时钟…它们采用了 ( B )

题目原文
07. 每个以太网卡都有自己的时钟,每个网卡在互相通信时为了知道什么时候一位结束、下一位开始, 即具有同样的频率, 它们采用了 ( )
A. 量化机制 B. 曼彻斯特机制 C. 奇偶检验机制 D. 定时令牌机制

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网如何在物理层实现位同步。
• 正确选项分析 (B. 曼彻斯特机制, Manchester Encoding)：
  • 在高速数据传输中，收发双方的时钟必须严格同步，才能正确地采样和识别每一个比特。
  • 以太网（特别是10Mb/s和100Mb/s的部分标准）采用曼彻斯特编码。
  • 如前所述，曼彻斯特编码的特点是在每个比特位的中间都有一次电平跳变。
  • 接收方可以利用这个固定的中间跳变来提取时钟信号，并使自己的本地时钟与发送方的时钟保持同步。这种编码方式被称为自同步编码。
• 错误选项分析：
  • A, C, D: 都不是用于位同步的机制。

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08. 以下关于以太网地址的描述,错误的是 ( C )

题目原文
08. 以下关于以太网地址的描述,错误的是 ( )
A. 以太网地址就是通常所说的 MAC 地址 B. MAC 地址也称局域网硬件地址
C. MAC 地址是通过域名解析查得的 D. 以太网地址通常存储在网卡中

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察对MAC地址的理解。
• 错误选项分析 (C. MAC 地址是通过域名解析查得的)：
  • 这是错误的。
  • 域名解析（DNS） 是用于将人类易于记忆的域名（如www.google.com）解析为IP地址（如142.251.42.196）。
  • MAC地址是在局域网内部使用的物理地址。要获得同一网段内某个IP地址对应的MAC地址，需要使用地址解析协议（ARP）。
• 正确选项分析：
  • A, B: 正确，以太网地址、MAC地址、物理地址、硬件地址，通常都是指同一个东西。
  • D: 正确，每个网卡在出厂时都被烧录了一个全球唯一的MAC地址。

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09. 下列关于用光纤连接的以太网和用双绞线连接的以太网的说法中,错误的是 ( D )

题目原文
09. 下列关于用光纤连接的以太网和用双绞线连接的以太网的说法中,错误的是 ( )
A. 用集线器连接的双绞线以太网一定工作在半双工状态
B. 用交换机连接的双绞线以太网可以工作在全双工状态
C. 光纤以太网主要用于支持点对点通信,目的是扩大以太网的覆盖范围
D. 光纤以太网也可以选用 CSMA/CD 协议

正确答案：D

题目解析

• 考点分析： 本题综合对比不同介质和设备下的以太网工作模式。
• 【答案校对与分析】 您提供的答案是A。但A的说法是正确的。
  • A. 用集线器…一定…半双工： 正确。集线器是物理层设备，它连接的所有设备共享同一个冲突域（逻辑总线），因此必须工作在半双工模式下，并使用CSMA/CD协议。
• 我们来分析其他选项，寻找错误：
  • B. 用交换机…可以…全双工： 正确。交换机的每个端口都是一个独立的冲突域。当一个端口以点对点方式连接一台主机时，可以工作在全双工模式下，此时不使用CSMA/CD。
  • C. 光纤以太网…点对点…扩大范围： 正确。光纤损耗小，传输距离远，常用于连接楼宇之间、园区之间的交换机或路由器，作为主干链路，扩大网络范围。
  • D. 光纤以太网也可以选用 CSMA/CD 协议： 错误。光纤介质的特性使得冲突检测非常困难。同时，现代光纤以太网几乎都是点对点连接到交换机端口，工作在全双工模式下，根本不需要CSMA/CD协议。
• 结论： 此题的正确答案应为D。您提供的答案A是正确的陈述。

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10. 一个长度为 40 字节的 IP 数据报需要封装成 802.1Q 帧进行传输, 则此 802.1Q 帧的数据载荷部分需要填充的字节数是 ( A )

题目原文
10. 一个长度为 40 字节的 IP 数据报需要封装成 802.1Q 帧进行传输, 则此 802.1Q 帧的数据载荷部分需要填充的字节数是 ( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网帧的最小长度要求，以及802.1Q VLAN标签对帧结构的影响。
• 分析过程：
  1. 以太网最小帧长要求：
     • 为了保证CSMA/CD协议能正常工作，以太网规定帧的数据载荷（Payload） 部分，其最小长度必须是46字节。
     • （整个帧的最小长度是64B = 14B(头) + 46B(数据) + 4B(尾)）。
  2. 分析802.1Q帧的结构：
     • 802.1Q帧在标准的以太网帧的“源MAC地址”和“类型”字段之间，插入了一个4字节的VLAN标签。
     • 这个标签不属于数据载荷部分。
  3. 计算需要填充的字节数：
     • 上层（网络层）传来的IP数据报长度 = 40字节。
     • 这个数据报将成为帧的数据载荷。
     • 由于 40字节 < 46字节（最小载荷要求），所以必须进行填充（Padding）。
     • 需要填充的字节数 = 最小载荷长度 - 实际数据长度
     • 填充数 = 46 - 40 = 6 字节。
• 【答案校对与分析】 您提供的答案是A (2)。我的计算结果是6。
  • 2这个答案是如何得到的？46 - 40 - 4 = 2。这似乎是把VLAN标签的4字节也从数据中扣除了。但VLAN标签是头部的一部分，不影响数据载荷的计算。
  • 结论： 标准计算下，填充字节数应为6 (选项C)。此题答案A是错误的。

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11. 介质访问控制 (MAC) 子层的主要功能是 ( B )

题目原文
11. 介质访问控制 (MAC) 子层的主要功能是 ( )
A. 提供可靠的数据传输
B. 控制和协调所有站点对共享介质的访问
C. 实现数据链路层和物理层之间的接口
D. 为上层协议提供服务

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察数据链路层中MAC子层的核心职责。
• 正确选项分析 (B. 控制和协调所有站点对共享介质的访问)：
  • 数据链路层被划分为两个子层：
    1. LLC (逻辑链路控制) 子层： 负责向网络层提供服务接口，实现流量控制和可靠传输（如果需要）。
    2. MAC (介质访问控制) 子层： 负责处理与具体传输介质相关的问题。
  • 其核心功能就是制定一套规则（如CSMA/CD, CSMA/CA, 令牌传递），来解决在共享介质上，多个站点如何协调信道使用权、避免或解决冲突的问题。
• 错误选项分析：
  • A, D: 主要是LLC子层的职责。
  • C: “接口”这个词太宽泛。

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12. 在以太网中,若网卡发现某个帧的目的 MAC 地址不是自己的,则 ( C )

题目原文
12. 在以太网中,若网卡发现某个帧的目的 MAC 地址不是自己的,则 ( )
A. 它将该帧递交给网络层,由网络层决定如何处理
B. 它将丢弃该帧,并向网络层报告错误消息
C. 它将丢弃该帧, 不向网络层报告错误消息
D. 它将向发送主机发回一个 NAK 帧

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网网卡在接收帧时的过滤功能。
• 正确选项分析 (C. 它将丢弃该帧, 不向网络层报告错误消息)：
  • 网卡的MAC控制器在接收到一个完整的帧后，会执行以下检查：
    1. 检查帧的CRC校验是否正确。
    2. 检查帧的目的MAC地址。
  • 如果目的MAC地址既不是本网卡的单播MAC地址，也不是本网卡需要监听的广播地址或多播地址，那么网卡就会认为这个帧与自己无关，会在硬件层面直接将其丢弃。
  • 这个过滤过程对上层（网络层）是完全透明的，不会产生任何通知或错误报告。
• 错误选项分析：
  • A: 只有地址匹配的帧才会被递交给网络层。
  • B, D: 都是不正确的处理方式。

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13. 在 CSMA/CD 以太网中, 站点 ( C ) 进行全双工通信,( C ) 进行半双工通信。

(该题有两个空，答案分别是C, C)

题目原文
13. 在 CSMA/CD 以太网中, 站点 ( ) 进行全双工通信,( ) 进行半双工通信。
A. 可以,不可以 B. 可以,可以
C. 不可以,可以 D. 不可以,不可以

正确答案：C, C

题目解析

• 考点分析： 本题考察CSMA/CD协议与通信模式（全双工/半双工）的互斥关系。
• 第一个空：…全双工通信
  • CSMA/CD（冲突检测） 协议是为共享介质的半双工通信环境设计的。
  • 在全双工模式下，收发信道是独立的，一个站点可以同时发送和接收数据，根本不会发生冲突。
  • 既然不会冲突，也就不需要CSMA/CD协议。
  • 因此，当以太网工作在全双工模式时，会关闭CSMA/CD协议。
  • 所以，站点不可以在使用CSMA/CD协议的同时进行全双工通信。 (选C)
• 第二个空：…半双工通信
  • 在半双工模式下，收发共享同一信道，可能会发生冲突。
  • 因此，工作在半双工模式下的共享式以太网必须使用CSMA/CD协议来解决冲突。 (选C)
• 【答案校对】 您提供的答案是C (不可以, 可以)。这与我的分析完全一致。

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14. IEEE802.3 标准规定,若采用同轴电缆作为传输介质,在无中继的情况下,传输介质的最大长度不能超过 ( A )

题目原文
14. IEEE802.3 标准规定,若采用同轴电缆作为传输介质,在无中继的情况下,传输介质的最大长度不能超过 ( )
A. 500m B. 200m C. 100m D. 50m

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察对早期以太网标准（10Base5）物理限制的记忆。
• 正确选项分析 (A. 500m)：
  • 10Base5，也称标准以太网或粗缆以太网，是IEEE 802.3标准中最早的规范之一。
  • 它规定使用一种较粗的同轴电缆（“黄缆”），单段的最大长度为 500米。
• 错误选项分析：
  • B. 200m: 约等于10Base2（细缆以太网）的最大段长（185m）。
  • C. 100m: 是10Base-T（双绞线以太网）的最大段长。

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15. 下列几种以太网中,只能工作在全双工模式下的是 ( D )

题目原文
15. 下列几种以太网中,只能工作在全双工模式下的是 ( )
A. 10BASE - T 以太网 B. 100BASE - T 以太网
C. 吉比特以太网 D. 10 吉比特以太网

正确答案：D

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网技术发展中，对CSMA/CD协议和工作模式的演进。
• 正确选项分析 (D. 10 吉比特以太网, 10GbE)：
  • 随着速率的提高，CSMA/CD协议的T_send ≥ 2τ约束变得越来越难以满足。
  • 在吉比特以太网（1GbE） 中，为了在半双工模式下维持合理的网段长度，引入了“载波扩展”和“帧突发”等复杂技术来“凑”够最小帧的发送时间。
  • 到了10吉比特以太网（10GbE） 及更高速率的以太网，标准制定者认为再维持CSMA/CD已不切实际且无必要（因为网络已普遍采用点对点交换）。
  • 因此，从10GbE开始，以太网标准完全放弃了对半双工模式和CSMA/CD协议的支持，规定其只能工作在全双工模式下。
• 错误选项分析：
  • A, B, C: 10M, 100M, 1G以太网都同时支持半双工（使用CSMA/CD）和全双工（不使用CSMA/CD）两种模式。

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16. IEEE802 局域网标准对应 OSI 参考模型的 ( B )

题目原文
16. IEEE802 局域网标准对应 OSI 参考模型的 ( )
A. 数据链路层和网络层
B. 物理层和数据链路层
C. 物理层
D. 数据链路层

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察IEEE 802系列标准在OSI参考模型中的定位。
• 正确选项分析 (B. 物理层和数据链路层)：
  • IEEE 802项目委员会是专门为局域网（LAN） 和城域网（MAN） 制定标准的组织。
  • 局域网技术的核心就是解决在一个局部范围内，如何通过物理介质传输数据帧的问题。
  • 因此，IEEE 802系列标准（如802.3以太网, 802.11无线局域网）主要定义了OSI模型的下两层：
    1. 物理层（L1）： 规定了传输介质、信号、编码等。
    2. 数据链路层（L2）： 规定了帧格式、MAC地址、介质访问控制方法等。
  • 特别地，IEEE 802标准还将数据链路层进一步划分为LLC（逻辑链路控制） 和 MAC（介质访问控制） 两个子层。
• 错误选项分析：
  • A, C, D: 描述不完整。

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17. 高速以太网使用的 MAC 帧格式与标准以太网的帧格式 ( A )

题目原文
17. 高速以太网使用的 MAC 帧格式与标准以太网的帧格式 ( )
A. 完全相同 B. 完全不同 C. 部分相同 D. 不确定

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察以太网技术演进过程中的向后兼容性。
• 正确选项分析 (A. 完全相同)：
  • 以太网技术从10Mb/s（标准以太网）发展到100Mb/s（快速以太网）、1Gb/s（吉比特以太网）乃至更高速率，其一个非常重要的设计原则就是保持MAC层的帧格式不变。
  • 这使得不同速率的以太网设备可以在数据链路层无缝地交互（通过交换机），升级网络时无需改变上层软件，保证了极好的向后兼容性。
  • 虽然高速以太网在物理层技术（编码、介质）和工作模式（倾向全双工）上发生了巨大变化，但其MAC帧格式（目的地址、源地址、类型、数据、FCS等字段）是保持一致的。
• 错误选项分析：
  • B, C, D: 描述错误。

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18. 下列关于吉比特以太网的说法中, 错误的是 ( B )

题目原文
18. 下列关于吉比特以太网的说法中, 错误的是 ( )
A. 支持流量控制机制
B. 采用曼彻斯特编码,利用光纤进行数据传输
C. 数据的传输时间主要受线路传输延迟的制约
D. 同时支持全双工模式和半双工模式

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察吉比特以太网（1GbE）的技术特点。
• 错误选项分析 (B. 采用曼彻斯特编码…)：
  • 这是错误的。
  • 曼彻斯特编码的编码效率只有50%（波特率是比特率的两倍），在高速传输中对带宽的浪费非常严重。
  • 因此，从快速以太网（100Mb/s）开始，就不再使用曼彻斯特编码，而是采用编码效率更高的编码方案，如100Base-TX的4B/5B编码和MLT-3，吉比特以太网则采用8B/10B或PAM5等更复杂的编码。
• 正确选项分析：
  • A: 正确，802.3标准中定义了PAUSE帧，用于实现数据链路层的流量控制。
  • C: 在高速网络中，发送时延变得很小，传播时延（线路传输延迟）的占比会变得非常显著。
  • D: 正确，吉比特以太网仍然保留了对半双工模式和CSMA/CD的支持（虽然实际中很少使用），以兼容旧的集线器设备。

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**19. 下列关于 802.1Q 帧的描述中, 错误的是 ( B )**

题目原文
19. 下列关于 802.1Q 帧的描述中, 错误的是 ( )
A. 在原始的以太网帧中加入一个 4 字节的标签字段, 就构成 802.1Q 帧
B. 插入 VLAN 标签后,以太网的最大帧长也需要保持不变
C. VLAN 标签中有标识符字段,称为 VID、标志该帧属于哪个 VLAN
D. 设置 VLAN 后, 两台主机之间通信也不一定使用 802.1Q 帧

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察对802.1Q VLAN标签和帧格式的理解。
• 错误选项分析 (B. 插入…标签后,以太网的最大帧长也需要保持不变)：
  • 这是错误的。
  • 标准的以太网帧（不含前导码）最大长度是1518字节。
  • 802.1Q协议在源MAC地址和类型字段之间插入了一个4字节的VLAN标签。
  • 为了容纳这个新增的标签，带有VLAN标签的以太网帧，其最大长度被相应地增加了4字节，变为1522字节。
• 正确选项分析：
  • A: 正确，这是802.1Q帧的定义。
  • C: 正确，VLAN标签中最重要的就是12位的VLAN ID (VID) 字段。
  • D: 正确。如果两台主机在同一个VLAN且连接在同一台交换机上，它们之间的通信帧在交换机内部处理，可能不需要打上VLAN标签。VLAN标签主要用于在交换机之间（Trunk链路）或跨VLAN通信时识别帧的归属。

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**20. 下列关于虚拟局域网的叙述中,错误的是 ( B )**

题目原文
20. 下列关于虚拟局域网的叙述中,错误的是 ( )
A. VLAN 使用的 802.1Q 帧的最大长度为 1522 字节
B. 属于不同 VLAN 的主机,若连在同一台交换机上,则可进行数据链路层的通信
C. VLAN 是为局域网用户提供的一种服务,而不是一种新型的局域网
D. 同一个 VLAN 的主机可以处于不同的局域网中

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题考察VLAN（虚拟局域网） 的核心功能——隔离广播域。
• 错误选项分析 (B. 属于不同 VLAN 的主机…可进行数据链路层的通信)：
  • 这是错误的。
  • VLAN的核心作用就是将一台物理交换机（或多台交换机）在逻辑上划分为多个独立的广播域。
  • 属于不同VLAN的主机，即使它们物理上连接在同一台交换机上，它们之间在数据链路层（L2） 是完全隔离的。
  • 它们之间不能直接进行二层通信，互相之间发送的广播帧也无法收到。
  • 要实现不同VLAN之间的通信，必须通过网络层（L3） 设备，即路由器或三层交换机进行路由。
• 正确选项分析：
  • A: 正确，如上题所述。
  • C: 正确，VLAN是一种逻辑划分技术，不是一种新的物理网络类型。
  • D: 正确。通过Trunk链路，可以将分布在不同物理位置（不同交换机）的端口划入同一个VLAN。

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21. 下列关于虚拟局域网 (VLAN) 的说法中,不正确的是 ( B )

题目原文
21. 下列关于虚拟局域网 (VLAN) 的说法中,不正确的是 ( )
A. 虚拟局域网建立在交换技术的基础上
B. 虚拟局域网通过硬件方式实现逻辑分组与管理
C. 虚拟网的划分与计算机的实际物理位置无关
D. 不同虚拟局域网的主机之间无法直接进行数据链路层的通信

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题综合考察VLAN的实现基础和特点。
• 错误选项分析 (B. 虚拟局域网通过硬件方式实现逻辑分组与管理)：
  • 这个说法是不精确的，因此被认为是错误的。
  • VLAN的划分和管理（如将哪个端口划入哪个VLAN）是通过对交换机的配置来完成的，这是一种软件/固件层面的管理行为。
  • 虽然交换机硬件（ASIC芯片）支持对802.1Q标签的识别和转发，但“逻辑分组与管理”这个决策过程是软件定义的。
• 正确选项分析：
  • A: 正确，VLAN必须基于交换机来实现，集线器不支持VLAN。
  • C: 正确，这是VLAN的主要优点之一，可以根据部门、功能等逻辑关系来划分用户，而不用考虑他们的物理位置。
  • D: 正确，不同VLAN属于不同广播域，在二层是隔离的。
• 【答案校对】 您提供的答案是C。
  • C. 虚拟网的划分与...物理位置无关是正确的，是VLAN的优点。
  • B的说法不精确，但C是明确正确的。
  • 结论： 此题的正确答案应为 B。答案C是VLAN的正确描述。

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22. 划分虚拟局域网 (VLAN) 有多种方式,( C ) 不是正确的划分方式。

题目原文
22. 划分虚拟局域网 (VLAN) 有多种方式,( ) 不是正确的划分方式。
A. 基于交换机接口划分 B. 基于网卡地址划分
C. 基于用户名划分 D. 基于网络层地址划分

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察VLAN的几种常见划分方法。
• 错误选项分析 (C. 基于用户名划分)：
  • VLAN是在数据链路层（L2） 和网络层（L3） 工作的技术。
  • 用户名是应用层的概念，交换机工作在较低层次，无法识别和处理用户名信息。
  • 虽然可以通过更高级的认证技术（如802.1x）将用户认证信息与VLAN动态关联，但“基于用户名”本身不是一种直接的VLAN划分方式。
• 正确选项分析（是常见的划分方式）：
  • A. 基于交换机接口（端口）划分： 最常用、最简单的静态VLAN划分方式。
  • B. 基于网卡地址（MAC地址）划分： 动态VLAN，可以实现用户移动时自动加入所属VLAN。
  • D. 基于网络层地址（IP子网）划分： 动态VLAN，根据IP地址将主机划入不同VLAN。

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23. 下列选项中,( C ) 不是虚拟局域网 (VLAN) 的优点。

题目原文
23. 下列选项中,( ) 不是虚拟局域网 (VLAN) 的优点。
A. 有效共享网络资源 B. 简化网络管理 C. 链路聚合 D. 提高网络安全性

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察VLAN带来的好处。
• 错误选项分析 (C. 链路聚合, Link Aggregation)：
  • 链路聚合（也称端口捆绑）是将多个物理链路捆绑成一个逻辑链路，以增加带宽和提供冗余的技术。
  • 它是一种独立于VLAN的网络技术，虽然经常和VLAN一起使用，但它不是VLAN本身带来的优点。
• 正确选项分析（是VLAN的优点）：
  • A. 有效共享网络资源： 描述不准确，VLAN主要是隔离。但可以理解为通过逻辑划分，使资源管理更有效。
  • B. 简化网络管理： 正确。可以灵活地调整网络结构，移动用户而无需重新布线。
  • D. 提高网络安全性： 正确。通过将不同部门或安全等级的用户划分到不同的VLAN中，可以隔离广播域，限制二层访问，提高了网络的安全性。

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24. 在 802.11 协议中, MAC 帧首部中的地址字段的含义和作用取决于 ( C )

题目原文
24. 在 802.11 协议中, MAC 帧首部中的地址字段的含义和作用取决于 ( )
A. 帧的类型和子类型 B. 帧的源和目的站点
C. 帧的 ToAP 和 FromAP 位 D. 帧的 BSSID 和 SSID 位

正确答案：C

题目解析

• 考点分析： 本题考察802.11（无线局域网） MAC帧头中复杂的地址字段。
• 【答案校对与分析】 您提供的答案是B。但B“帧的源和目的站点”是地址字段要表示的内容，而不是决定其含义的因素。
• 正确分析（答案为C）：
  • 802.11的MAC帧头中最多可以有4个地址字段。
  • 这4个地址字段具体是“目的地址(DA)”、“源地址(SA)”、“接收方地址(RA)”、“发送方地址(TA)”中的哪几个，以及它们的顺序，是由帧头中一个2位的**“To DS”和“From DS”**字段来共同决定的。
  • DS代表分布式系统（Distribution System），即AP连接的有线网络。
  • 例如：
    • ToDS=0, FromDS=0: Ad-hoc模式，主机间直接通信。地址1=DA, 地址2=SA。
    • ToDS=1, FromDS=0: 主机通过AP发送到有线网络。地址1=RA(AP的MAC), 地址2=SA(主机的MAC), 地址3=DA(最终目的MAC)。
  • 因此，决定地址字段含义的是**To DS和From DS** 这两个控制位。
• 结论： 此题的标准答案应为 C. 帧的 ToAP 和 FromAP 位（AP是DS的同义）。答案B是错误的。

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(25) 在下图所示的网络中, 假定主机 A 给主机 B 发送数据, 在 MAC 帧从接入点 AP2 转发到目的主机 B 的这段链路上, MAC 帧的地址1、地址2 和地址3 分别是（ D ）

题目原文
(25) 在下图所示的网络中, 假定主机 A 给主机 B 发送数据, 在 MAC 帧从接入点 AP2 转发到目的主机 B 的这段链路上, MAC 帧的地址1、地址2 和地址3 分别是（ ）
A. BSSID2、BSSID1、MAC_B
B. MAC_B、BSSID2、BSSID1
C. BSSID2、MAC_B、MAC_A
D. MAC_B、BSSID2、MAC_A

正确答案：D

题目解析

• 考点分析： 本题考察802.11无线局域网中，当数据帧跨越分布式系统（有线网络）时，其MAC帧头中三个地址字段的具体含义。这需要理解802.11帧头中 To DS 和 From DS 标志位的作用。

• 第一步：分析整个数据流路径。

  1. 主机A -> AP1 (无线链路)
  2. AP1 -> 路由器 -> AP2 (有线分布式系统 DS)
  3. AP2 -> 主机B (无线链路)
  • 题目问的是第3段链路，即从 AP2 到主机 B 这段无线传输。

• 第二步：确定该段链路的 To DS 和 From DS 标志位。

  • From DS (来自分布式系统): 数据是从有线网络（DS）过来的，所以 From DS = 1。
  • To DS (去往分布式系统): 数据是发往一个无线站点（主机B），而不是去往有线网络，所以 To DS = 0。

• 第三步：根据 To DS/From DS 组合，确定地址字段的含义。

  • 802.11地址字段规则 (当 To DS = 0, From DS = 1 时):
    • 地址1 (Address 1): 目的地址 (Destination Address, DA)。即无线链路上这一跳的直接接收者。
    • 地址2 (Address 2): 发送方地址 (Transmitter Address, TA)，也等于 BSSID。即无线链路上这一跳的直接发送者。
    • 地址3 (Address 3): 源地址 (Source Address, SA)。即整个数据传输的最初发起者。
    • (此时没有地址4)

• 第四步：将具体地址填入。

  • 链路： AP2 -> 主机B
  • 地址1 (DA): 这一跳的接收者是主机B。所以，地址1 = MAC_B。
  • 地址2 (TA/BSSID): 这一跳的发送者是AP2。AP2的MAC地址就是其所在BSS的ID。所以，地址2 = BSSID2。
  • 地址3 (SA): 整个数据传输的最初源头是主机A。所以，地址3 = MAC_A。

• 结论：

  • 地址1 = MAC_B
  • 地址2 = BSSID2
  • 地址3 = MAC_A
  • 这与选项D MAC_B、BSSID2、MAC_A 完全匹配。

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(26)【2012统考真题】以太网的 MAC 协议提供的是 ( A )

题目原文
(26)【2012统考真题】以太网的 MAC 协议提供的是 ( )
A. 无连接的不可靠服务
B. 无连接的可靠服务
C. 有连接的可靠服务
D. 有连接的不可靠服务

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题考察对以太网在数据链路层提供的服务类型的精确理解。

• 正确选项分析 (A. 无连接的不可靠服务)：

  • 无连接 (Connectionless):

    • 以太网在发送数据帧之前，不需要像TCP那样先建立一个逻辑连接。
    • 发送方直接将封装好的数据帧发送出去，每个帧都是独立传输的。
    • 这种“直接发送”的方式就是无连接服务的特征。

  • 不可靠 (Unreliable):

    • 以太网的MAC协议不保证数据帧一定能成功到达目的地。
    • 它没有提供确认（ACK） 和超时重传机制。
    • 如果一个帧在传输过程中因为冲突、噪声或其他原因而丢失或损坏，发送方是不知道的，MAC层也不会尝试重传。
    • 这种“尽力而为”（Best-Effort）的传输服务就是不可靠服务的特征。
    • 注意： CSMA/CD协议虽然能处理冲突，但这只是为了解决介质访问问题，而不是为了给上层提供可靠的传输保证。

  • 为什么这么设计？ 这种设计简化了局域网硬件（网卡、交换机），降低了成本，并且效率很高。可靠性保证的任务被交给了更高层次的协议，如传输层的TCP协议。

• 错误选项分析：

  • B, C, D: 都错误地描述了以太网的服务类型。以太网既没有连接建立过程，也没有可靠性保证机制。

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(27)【2017统考真题】在下图所示的网络中, 若主机 H 发送一个封装访问 Internet 的 IP 分组的 IEEE802.11 数据帧 F, 则帧 F 的地址1、地址2 和地址3 分别是（ B ）

题目原文
(27)【2017统考真题】在下图所示的网络中, 若主机 H 发送一个封装访问 Internet 的 IP 分组的 IEEE802.11 数据帧 F, 则帧 F 的地址1、地址2 和地址3 分别是（ ）
[图片展示了 H -> AP -> R -> Internet 的路径，并标注了H, AP, R的MAC地址]
H的MAC地址: 00-12-34-56-78-9a
AP的MAC地址: 00-12-34-56-78-9b
R(路由器)的MAC地址: 00-12-34-56-78-9c
A. 00-12-34-56-78-9a、00-12-34-56-78-9b、00-12-34-56-78-9c
B. 00-12-34-56-78-9b、00-12-34-56-78-9a、00-12-34-56-78-9c
C. 00-12-34-56-78-9b、00-12-34-56-78-9c、00-12-34-56-78-9a
D. 00-12-34-56-78-9a、00-12-34-56-78-9c、00-12-34-56-78-9b

正确答案：B

题目解析

• 考点分析： 本题与本章第25题考点完全相同，都是考察802.11 MAC帧头中三个地址字段的含义，这取决于帧的传输方向（To DS / From DS）。

• 第一步：分析数据流路径。

  • 题目描述的是主机 H 发送 帧 F 的过程。
  • 这个帧 F 是从 H 发往 AP 的，目的是通过 AP 和路由器 R 访问 Internet。
  • 因此，我们分析的是 H -> AP 这段无线链路上的帧 F。

• 第二步：确定该段链路的 To DS 和 From DS 标志位。

  • From DS (来自分布式系统): 数据是从一个无线站点（主机H）发出的，所以 From DS = 0。
  • To DS (去往分布式系统): 数据是发往AP，目的是要进入AP所连接的有线网络（分布式系统DS），所以 To DS = 1。

• 第三步：根据 To DS/From DS 组合，确定地址字段的含义。

  • 802.11地址字段规则 (当 To DS = 1, From DS = 0 时):
    • 地址1 (Address 1): 接收方地址 (Receiver Address, RA)。即无线链路上这一跳的直接接收者。
    • 地址2 (Address 2): 发送方地址 (Transmitter Address, SA)。即无线链路上这一跳的直接发送者。
    • 地址3 (Address 3): 目的地址 (Destination Address, DA)。即整个数据传输在数据链路层的最终目的地。

• 第四步：将具体地址填入。

  • 链路： H -> AP
  • 地址1 (RA): 这一跳的直接接收者是 AP。
    • 地址1 = AP的MAC地址 = 00-12-34-56-78-9b
  • 地址2 (SA): 这一跳的直接发送者是 主机H。
    • 地址2 = H的MAC地址 = 00-12-34-56-78-9a
  • 地址3 (DA): H 发送的数据帧，其在局域网内的下一跳目的地是路由器R（作为网关）。主机H会通过ARP协议获得路由器R的MAC地址作为目的MAC地址。
    • 地址3 = R的MAC地址 = 00-12-34-56-78-9c

• 结论：

  • 地址1 = 00-12-34-56-78-9b
  • 地址2 = 00-12-34-56-78-9a
  • 地址3 = 00-12-34-56-78-9c
  • 这与选项B 00-12-34-56-78-9b、00-12-34-56-78-9a、00-12-34-56-78-9c 完全匹配。
    

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(28)【2019统考真题】100BaseT 快速以太网使用的导向传输介质是 ( A )

题目原文
(28)【2019统考真题】100BaseT 快速以太网使用的导向传输介质是 ( )
A. 双绞线
B. 单模光纤
C. 多模光纤
D. 同轴电缆

正确答案：A

题目解析

• 考点分析： 本题与本章第2题和第4题的考点完全相同，都是考察以太网的命名规范，要求能够根据名称识别出所使用的传输介质。

• 命名规范解析：[速率] BASE/BROAD [介质/特性]

  • 100: 表示数据传输速率为 100 Mb/s。
  • Base: 表示采用基带传输方式。
  • T: 这个字母是传输介质的代号，它代表双绞线 (Twisted Pair)。

• 分析选项：

  • A. 双绞线: 与名称中的 T 相对应。
  • B. 单模光纤 / C. 多模光纤: 光纤介质在以太网命名中通常用 -F (Fiber) 加上具体规格来表示，例如 100Base-FX。
  • D. 同轴电缆: 同轴电缆在以太网命名中通常用 -2 (细缆) 或 -5 (粗缆) 来表示，例如 10Base-5。

• 结论：

  • 100BaseT 中的 T 明确指出了其使用的传输介质是双绞线。
  • 因此，正确答案是 A。

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3.6 局-域网 (LAN) 知识体系与考法总结

这一小节是数据链路层知识的核心应用。它将前面学习的组帧、差错控制、流量控制、介质访问控制等理论知识，具体落实到当今应用最广泛的网络技术——以太网和无线局-域网上。内容上，重点在于掌握以太网的各项标准和工作原理、VLAN的逻辑划分以及无线局-域网与有线网的差异。

知识体系梳理

本部分的知识体系可以围绕“一个核心技术：以太网”、“一个重要扩展：VLAN”和“一个关键对比：无线局-域网”三条主线展开。

一、 一个核心技术：以太网 (IEEE 802.3)

1. 基本特征：

   • 采用分组交换技术。
   • 提供无连接、不可靠的服务。可靠性由上层（TCP）保证。
   • 逻辑拓扑为总线型，早期物理拓扑为总线型，现为星型。
   • MAC地址： 48位全球唯一的物理地址，固化在网卡ROM中。

2. 以太网命名规范 (高频考点): [速率] BASE [介质]

   • 10/100/1000: 速率 (Mb/s)。
   • BASE: 基带传输。
   • T: 双绞线 (Twisted Pair)。
   • 2/5: 同轴电缆。
   • F: 光纤 (Fiber)。

3. MAC协议：CSMA/CD (共享式以太网)

   • 工作在半双工模式。
   • 核心思想：先听后发，边发边听，冲突停发，随机重发。
   • 最小帧长 (64字节): 保证了 发送时延 ≥ 争用期 (2τ)，是确保冲突能被检测到的关键。
   • 二进制指数退避算法： 冲突后动态调整随机等待时间，适应网络负载。

4. 交换式以太网 (现代以太网):

   • 核心设备：交换机 (Switch)，工作在数据链路层。
   • 工作原理： 存储转发，根据MAC地址表进行精确转发。
   • 核心优势 (高频考点):
     • 隔离冲突域： 每个端口是一个独立的冲突域，无冲突（除非连接Hub）。
     • 支持全双工： 点对点连接下可同时收发，无需CSMA/CD。
     • 带宽独享： 每个端口独享带宽，总带宽大幅提升。
     • 不隔离广播域。

5. 高速以太网 (100M/1G/10G…):

   • 帧格式： 保持与标准以太网完全相同，以确保兼容性。
   • 编码方式： 放弃效率低的曼彻斯特编码，采用4B/5B, 8B/10B等高效编码。
   • 工作模式： 速率越高，越倾向于只支持全双工模式（10GbE及以上）。

二、 一个重要扩展：VLAN (虚拟局域网)

1. 目的： 在物理局域网的基础上，根据管理需求（如部门、项目）进行逻辑上的网络划分。
2. 核心功能 (高频考点): 隔离广播域。
   • VLAN将一个大的物理广播域，分割成多个小的逻辑广播域。
   • 不同VLAN之间的通信，在二层（数据链路层）是隔离的，必须通过三层（网络层） 设备（路由器或三层交换机）进行路由。
3. 实现：
   • 802.1Q标准： 在以太网帧中插入一个4字节的VLAN标签，其中VID字段标识其所属的VLAN。
   • 带标签的帧最大长度变为1522字节。
   • 端口类型：
     • Access端口： 连接主机，只属于一个VLAN。
     • Trunk端口： 连接交换机，可以承载多个VLAN的流量。

三、 一个关键对比：无线局域网 (WLAN - IEEE 802.11)

1. 与有线网的核心差异：
   • 无线信道开放、不可靠、易受干扰。
   • 存在隐蔽站、暴露站问题。
2. MAC协议：CSMA/CA (带冲突避免) (必考核心):
   • 原因： 无法有效进行冲突检测（CD）。
   • 核心机制：
     • 冲突避免 (CA): 发送前等待帧间间隔 (IFS) + 随机退避，尽量错开发送时机。
     • 确认机制 (ACK): 为保证可靠性，数据帧发送后必须收到ACK帧。
     • 信道预约 (RTS/CTS): 可选机制，通过交换Request To Send和Clear To Send帧，解决隐蔽站问题，并利用网络分配向量（NAV） 实现虚拟载波侦听。
3. 帧间间隔 (IFS) (高频考点):
   • 用于优先级控制，间隔越短，优先级越高。
   • SIFS (短): 最高优先级，用于ACK, CTS等响应帧。
   • DIFS (长): 最低优先级，用于普通数据帧的发送前等待。
   • 关系：SIFS < PIFS < DIFS。

常见考法与例题梳理

1. 以太网基本特性与设备（高频基础题）

   • 考法： 考察以太网的服务类型（无连接不可靠）、命名规范、MAC/物理层功能、网卡的工作层次。
   • 例题01, 02, 04, 06, 08, 17, 26, 28 (真题): 全面覆盖了这些基础知识。必须牢记10Base-T是双绞线，以太网帧格式向后兼容，网卡工作在L1/L2。

2. 集线器 vs. 交换机（核心对比）

   • 考法： 对比两者在拓扑、带宽、冲突域/广播域上的根本区别。
   • 例题01: 明确了Hub连接下物理星型、逻辑总线。
   • 例题05: 明确了Hub连接的所有设备在同一个冲突域和广播域。

3. CSMA/CD vs. CSMA/CA vs. 令牌环（核心对比）

   • 考法：
     • 对比CSMA/CD和CSMA/CA的差异，特别是为何无线网不能用CD。
     • 对比争用型协议（CSMA/CD）和受控型协议（令牌环）在不同负载下的性能。
   • 例题19: 令牌环网在高负载下性能优于CSMA/CD。
   • 例题22: 无线网因“无法冲突检测”和“隐蔽站”问题而采用CA。
   • 例题23, 39 (真题): 考察了CSMA/CA的ACK确认和RTS/CTS预约机制。

4. VLAN技术

   • 考法： 考察VLAN的核心功能（隔离广播域）、802.1Q帧的变化、以及不同VLAN间的通信方式。
   • 例题19, 20: 考察了802.1Q帧长增加到1522B，以及不同VLAN间通信必须经过三层设备。

5. 802.11帧地址字段（难点）

   • 考法： 给出网络拓扑，要求根据数据流向和ToDS/FromDS规则，确定帧头中三个地址字段的具体内容。
   • 例题25, 27 (真题): 是该考法的典型题目，需要熟练掌握四种地址组合的规则。

刻意练习建议

1. 制作“Hub vs. Switch”终极对比表：

   • 这是理解现代局域网的基础。详细对比两者在工作层次、转发原理、带宽模式、冲突域、广播域、工作模式（半/全双工） 上的根本区别。

2. 画出“CSMA/CA”完整交互图：

   • 画一个包含发送方、接收方（AP）、隐蔽站的时间轴。
   • 完整地画出一次带RTS/CTS的数据交换过程：DIFS -> 退避 -> RTS -> SIFS -> CTS -> SIFS -> DATA -> SIFS -> ACK。
   • 在图上标注出隐蔽站设置NAV的时间段。这张图能让你彻底搞懂CA的复杂流程。

3. VLAN网络拓扑分析：

   • 画一个包含两台交换机和多个PC的拓扑图。
   • 将PC划分到不同的VLAN中。
   • 练习判断：
     • “同一VLAN、同一交换机”的PC间如何通信？（二层直接转发）
     • “同一VLAN、不同交换机”的PC间如何通信？（通过Trunk链路，帧带802.1Q标签）
     • “不同VLAN”的PC间如何通信？（必须经过路由器或三层交换机）

通过以上系统性的梳理和有针对性的刻意练习，您将能够全面掌握局域网，特别是以太网和无线网的核心技术和工作原理。