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计算机网络第七版答案第三章

发布时间: 2023-08-16 15:00:06

① 求计算机网络标准答案啊``最好带有解释!


三1.计算机 通信
2软件 硬件 用户之间的信息交换
3网桥 集线器 交换机 路由器
4(1)实用性:2)灵活性:3)开放性: 4)模块化: 5)扩展性: 6)经济性
5网络层 数据链路层 物理层
四1.开放系统互联 标准‘2略 3(1)SNMP管理技术(2)RMON管理技(3)基于WEB的网络管理
4.预防 检测 清除 病毒技术
5在存储转发交换网络中,数据在传输过程中要通过中间交换节点进行动态的路由选择,为此须在所传输的数据中加入必要的控制信息作为路由选择依据,这些控制信息中一般包含通信双方的网络地址,路由选择根据信宿的网络地址实现,而差错控制等需要信源的网络地址;

Ø在电路交换技术中,通信控制信息仅在电路连接的建立与释放阶段使用,在数据传输阶段是不需要任何控制信息。

② 计算机网络技术2023章节测试答案


计算机网络技术2023章节测试答案_计算机网络技术超星尔雅答案不知如何解决,为此小编给大家收集整理计算机网络技术2023章节测试答案_计算机网络技术超星尔雅答案解决办法,感兴趣的快来看看吧。
计算机网络技术2023章节测试答案_计算机网络技术超星尔雅答案
1.1计算机网络的定义和分类
1、【单选题】局域网,英文缩写为()。
A、WAN
B、LAN
C、SAN
D、MAN
我的答案:B
2、【单选题】从覆盖范围进行分类,网络分为(),城域网和广域网。
A、星形网
B、令牌网
C、总线网
D、局域网
我的答案:D
3、【单选题】广域网,英文缩写为()。
A、WAN
B、LAN
C、SAN
D、MAN
我的答案:A
4、【判断题】计算机网络通常被划分为通锋谈笑信子网和资源子网,通信子网提供信息传输服务,资源子网提供共享资源。
我的答案:
1.2计算机网络的发展
1、【单选题】Internet是由()发展而来的。
A、CERNET
B、ISDN
C、ARPANET
D、有线电视网络
我的答案:C
2、【单选题】在1993年9月,()政府宣布实施一项新的高科技计划:简称为NII国家信息基础设施。
A、德国
B、英国
C、法国
D、美国
我的答案:D
3、【单选题】提出开放系统互联模式(OSI)的目的,是解决()阶段,网络体系混乱的问题。
A、远程终端联机
B、计算机网络阶段
C、计算机网络互联
D、信息高速公路
我的答案:B
4、【单选题】世界上第一个计算机网络是()。
A、ARPANET
B、ISDN
C、CERNET
D、Internet
我的答案:A
5、【单选题】在1963年,美国使用的飞机定票系统,属于()阶段。
A、远程终端联机
B、计算机网络阶段
C、计算机网络互联
D、信息高速公路
我的答案:A
1.3OSI参考模型
1、【单选题】侍桐在OSI模型中,处于最低层的是()。
A、会话层
B、物理层
C、数据链路层
D、应用层
我的答案:B
2、【单选题】OSI参考模型中,位于网络层与物理层之间的是()层。
A、会话层
B、表示层
C、数据链路层
D、应用层
我的答案:C
3、【单选题】在OSI模型中,处于最高层的是()。
A、会话层
B、表示层
C、数据链路层
D、应用层
我的答案:D
4、【单选题】在OSI模型中,将网络功能划分层数是()。
A、4
B、5
C、7
D、银含9
我的答案:C
5、【单选题】OSI参考模型中,位于会话层与网络层之间的是()层。
A、运输层
B、表示层
C、物理层
D、应用层
我的答案:A
1.3.1详细介绍OSI参考模型
1、【单选题】在OSI参考模型中,()建立在传输媒介基础上,起建立、维护和取消物理连接作用,实现设备之间的物理接口。
A、会话层
B、表示层
C、物理层
D、数据链路层
我的答案:C
2、【单选题】在OSI参考模型中,()建立、撤销、标识逻辑链接和链路复用以及差错校验等功能。
A、网络层
B、表示层
C、物理层
D、数据链路层

③ 计算机网络习题

这个是按章节来的,你自己找一下吧
第一章习题答案
1. 填空题
(1) 计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和__广域网__。
(2) 从计算机网络组成的角度看,计算机网络从逻辑功能上可分为 通信 子网和__资源__子网。
(3) 计算机网络的拓扑结构有 星型 、树型、 总线型 、环型和网状型。

第二章习题答案
1.填空题
(1) 调制解调器的作用是实现 模拟/数字 信号和 数字/模拟 信号之间的变换。
(2) 在数据通信过程中,接收端要通过差错控制检查数据是否出错,而采用反馈重发纠错的方法有 停等ARQ 方式和连续ARQ方式,连续ARQ方式又包括选择方式和
GO-BACK-N方式。
(3) 脉冲编码调制的过程简单地说可分为三个过程,它们是 抽样 、 量化和编码。
(4) 在数字通信信道上,直接传送基带信号的方法称为 基带传输 。
(5) 通信信道按传输信号的类型可划分为 模拟 信道和 数字 信道。
(6) 数字数据在数字信道上传输前需进行 编码 ,以便在数据中加入时钟信号;
(7) 数字数据的基本调制技术包括幅移键控、 频移键控 和相移键控。
2.选择题
(1) 通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0 的编码方式是 C 。
A.ASK B.FSK C.PSK D.NRZ
(2) 在网络中,将语音与计算机产生的数字、文字、图形与图像同时传输,将语音信号数字化的技术是 B ;
A.差分Manchester编码 B.PCM技术
C.Manchester编码 D.FSK方法
(3) 下面关于卫星通信的说法,错误的是 C 。
A.卫星通信通信距离大,覆盖的范围广
B.使用卫星通信易于实现广播通信和多址通信
C.卫星通信的好处在于不受气候的影响,误码率很低
D.通信费用高,延时较大是卫星通信的不足之处
(4) 电缆屏蔽的好处是 B 。
A.减少信号衰减 B.减少电磁干扰辐射
C.减少物理损坏 D.减少电缆的阻抗
(5) 在下列多路复用技术中, B 具有动态分配时隙的功能。
A.同步时分多路复用 B.统计时分多路复用
C.频分多路复用 D.波分多路复用
(6) 下面有关虚电路和数据报的特性,正确的是 C 。
A.虚电路和数据报分别为面向无连接和面向连接的服务
B.数据报在网络中沿同一条路径传输,并且按发出顺序到达
C.虚电路在建立连接之后,分组中只需要携带连接标识
D.虚电路中的分组到达顺序可能与发出顺序不同
(7) 在数字通信中,使收发双方在时间基准上保持一致的技术是 B 。
A.交换技术 B.同步技术 C.编码技术 D.传输技术
(8) 在同一时刻,通信双方可以同时发送数据的信道通信方式为 D 。
A.半双工通信 B.单工通信 C.数据报 D.全双工通信
(9) 对于脉冲编码调制来说,如果要对频率为600Hz的语音信号进行采样,若传送PCM信号的信道带宽是3KHz,那么采样频率应该取 B ,就足够可以重构原语音信号的所有信息。
A.1.2KHz B.6KHz C.9KHz D.300Hz

第三章习题答案
1. 填空题
(1) 在TCP/IP参考模型的传输层上, 用户数据报 协议实现的是不可靠、无连接的数据报服务,而 传输控制 协议一个基于连接的通信协议,提供可靠的数据传输。
(2) 在计算机网络中,将网络的层次结构模型和各层协议的集合称为计算机网络的体系结构。其中,实际应用最广泛的是 TCP/IP 协议,由它组成了Internet的一整套协议。
2. 选择题
(1) 国际标准化组织ISO提出的不基于特定机型、操作系统或公司的网络体系结构OSI模型中,第一层和第三层分别为 A 。
A.物理层和网络层 B.数据链路层和传输层
C.网络层和表示层 D.会话层和应用层
(2) 在下面给出的协议中, D 属于TCP/IP的应用层协议。
A.TCP和FTP B.IP和UDP
C.RARP和DNS D.FTP和SMTP
(3) 在下面对数据链路层的功能特性描述中,不正确的是 A 。
A.通过交换与路由,找到数据通过网络的最有效的路径
B.数据链路层的主要任务是提供一种可靠的通过物理介质传输数据的方法
C.将数据分解成帧,并按顺序传输帧,并处理接收端发回的确认帧
D.以太网数据链路层分为LLC和MAC子层,在MAC子层使用CSMA/CD的协议
(4) 网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是 C 。
A.报文、帧、比特 B.包、报文、比特
C.包、帧、比特 D.数据块、分组、比特
(5) 在OSI 参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是 C 。
A.传输层 B.应用层 C.网络层 D.物理层

第四章习题答案
1. 填空题
(3) IEEE 802局域网标准将数据链路层划分为 逻辑链路控制 子层和 媒体访问控制 子层。
(4) 在令牌环中,为了解决竞争,使用了一个称为 令牌 的特殊标记,只有拥有的站才有权利发送数据。令牌环网络的拓扑结构为 环型 。
(5) 决定局域网特性的主要技术有 拓扑结构 、传输介质和 介质访问控制技术 。
(6) 载波监听多路访问/冲突检测的原理可以概括为 先听后发 、边听边发、__冲突停发___________、随机重发;
2. 选择题
(1) 光纤分布数据接口FDDI采用 C 拓扑结构。
A.星型 B.总线型 C.环型 D.树型
(2) Ethernet Switch的100Mbit/s全双工端口的带宽为 C 。
A.100Mbit/s B.10/100Mbit/s C.200Mbit/s D.20Mbit/s
(3) 对于采用集线器连接的以太网,其网络逻辑拓扑结构为 C ;
A.总线结构 B.星型结构
C.环型结构 D.以上都不是
(4) 有关VLAN的概念,下面说法不正确的是 C 。
A.VLAN是建立在局域网交换机和ATM交换机上的,以软件方式实现的逻辑分组
B.可以使用交换机的端口划分虚拟局域网,且虚网可以跨越多个交换机
C.使用IP地址定义的虚网与使用MAC地址定义的虚网相比,前者性能较高
D.VLAN中的逻辑工作组各节点可以分布在同一物理网段上,也可以分布在不同的物理网段上
(5) 在常用的传输介质中, A 的带宽最宽,信号传输衰减最小,抗干扰能力最强。
A.光纤 B.同轴电缆 C.双绞线 D.微波
(6) IEEE802.3物理层标准中的10BASE-T标准采用的传输介质为A 。
A.双绞线 B.粗同轴电缆 C.细同轴电缆 D.光纤

第五章习题答案
1.选择题
(1). A 是整个结构化布线系统的骨干部分。
A.垂直竖井系统 B.平面楼层系统
C.机房子系统 D.布线配线系统
(2).水平布线系统是结构化布线系统中的六个子系统之一,下面关于水平布线系统的说法不正确的是 A 。
A.在一个多层的建筑物中,水平布线系统是整个结构化布线系统的骨干部分。
B.水平布线系统起着支线的作用,一端连接用户工作区,另一端连接垂直布线系统或设备间;
C.水平布线系统包括了用于连接用户设备的各种信息插座及相关配件(软跳线、连接器等);
D.将垂直布线的干线线路延伸到用户工作区的通信插座;

第六章习题答案
1.选择题
(1) 下列 D 不是网络操作系统软件。
A.Windows NT Server B.NetWare
C.UNIX D.SQL Server
(2) 网络操作系统的系统容错技术中不包括 D
A.硬盘镜像 B. 事务跟踪系统 C. 电源备份 D. 用户鉴权
(3) 下列 D 属于网络操作系统的容错技术。
A.用户帐户 B. 用户密码 C. 文件共享 D. 磁盘镜像与磁盘双工
(4) 为了保证服务器中硬盘的可靠性,可以采用磁盘镜像技术,其标准是 C 。
A.RAID 5 B. RAID 3 C. RAID 1 D. RAID 0

第七章习题答案
1. 选择题
(1) 可以为程序员提供高层、跨平台、多协议的接口功能的软件称为 D 。
A.服务端开发软件 B.用户端开发软件
C.网络协议 D.中间件
(2) 在Client/Server结构中,客户机使用一条SQL命令将服务请求发送到 B ,由它将每一条SQL命令的执行结果回送给客户机。
A.文件服务器 B.数据库服务器
C.应用服务器 D.对象服务器
(3) 客户机提出服务请求,网络将用户请求传送到服务器 服务器执行用户请求,完成所要求的操作并将结果送回用户,这种工作模式称为___A________。
A.Client/Server 模式 B.对等模式
C.CSMA/CD模式 D.Token Ring 模式

第八章习题答案
1. 选择题
(1) X.25网络是一种 D 。
A.企业内部网 B.帧中继网 C.局域网 D.公用分组交换网
(2) 网桥工作在互连网络的 B 。
A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层
(3) 路由器运行于OSI模型的 B 。
A.数据链路层 B.网络层 C.传输层 D.应用层
(4) 帧中继技术本质上是 D 交换技术。
A.报文 B.线路 C.信元 D.分组
(5) 在计算机网络中,能将异种网络互连起来,实现不同网络协议相互转换的网络互连设备是___B_________。
A.集线器 B.路由器 C.网关 D.中继器
(6) 对于缩写词X.25、ISDN、PSTN和DDN,分别表示的是 。
A. 数字数据网、公用电话交换网、分组交换网、帧中继
B. 分组交换网、综合业务数字网、公用电话交换网、数字数据网
C. 帧中继、分组交换网、数字数据网、公用电话交换网
D. 分组交换网、公用电话交换网、数字数据网、帧中继
(7) 英文单词Hub、Switch、Bridge、Router、Gateway代表着网络中常用的设备,它们分别表示为 A 。
A. 集线器、网桥、交换机、路由器、网关
B. 交换机、集线器、网桥、网关、路由器
C. 集线器、交换机、网桥、网关、路由器
D. 交换机、网桥、集线器、路由器、网关
(8) 综合业务数字网的基本速率接口和基群速率接口的传输速率分别为 B 。
A. 128Kbit/s和1.544Mbit/s
B. 144Kbit/s和2.048Mbit/s
C. 144Kbit/s和1.544Mbit/s
D. 64Kbit/s和2.048Mbit/s

第九章习题答案
1.填空题
(1) HTTP协议是基于TCP/IP之上的,WWW服务所使用的主要协议,HTTP会话过程包括连接、请求 、应答和断开 。
(2) IP地址中主机部分如果全为1,则表示__有限广播地址___地址,IP地址中主机部分若全为0,则表示__网络___地址。
(3) WWW客户机与WWW服务器之间的应用层传输协议是 HTTP ;
HTML是WWW网页制作的基本语言。
(4) FTP能识别的两种基本的文件格式是文本 文件和 二进制 文件。
(5) 在一个IP网络中负责主机IP地址与主机名称之间的转换协议称为__域名系统__,负责获取与某个IP地址相关的MAC地址的协议称为__地址解析协议_。
(6) 在Internet中URL的中文名称是_统一资源定位器__;我国的顶级域名是_cn______。
(7) Internet中的用户远程登录,是指用户使用 TELNET 命令,使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端。
(8) 发送电子邮件需要依靠简单邮件传输协议,该协议的主要任务是负责邮件服务器之间的邮件传送。
2.选择题
(1) 在下面的IP地址中, C 属于C类地址。
A.141.0.0.0 B.3.3.3.3
C.197.234.111.123 D.23.34.45.56
(2) 在Intranet服务器中, D 作为WWW服务的本地缓冲区,将Intranet用户从Internet中访问过的主页或文件的副本存放其中,用户下一次访问时可以直接从中取出,提高用户访问速度,节省费用。
A.WWW服务器 B.数据库服务器
C.电子邮件服务器 D.代理服务器
(3) 在给主机配置IP地址时,合法的是 A 。
A.129.9.255.18 B.127.21.19.109
C.192.5.91.255 D.220.103.256.56
(4) HTTP是 D 。
A.统一资源定位器 B.远程登录协议
C.文件传输协议 D.超文本传输协议
(5) ARP协议的主要功能是B 。
A.将物理地址解析为IP地址B.将IP地址解析为物理地址
C.将主机域名解析为IP地址D.将IP地址解析为主机域名
(6) 使用匿名FTP服务,用户登录时常常使用 A 作为用户名。
A.anonymousB.主机的IP地址
C.自己的E-mail地址 D.节点的IP地址

第十章习题答案
1.填空题
(1) 网络安全遭到破坏时,所能采取的基本行动方案有 主动方式和被动方式。
(2) 防火墙是指一个由软件和硬件系统组合而成的专用“屏障”,其功能是防止非法用户入侵、非法使用系统资源以及执行安全管制措施。
2. 选择题
(1) 在企业内部网与外部网之间,用来检查网络请求分组是否合法,保护网络资源不被非法使用的技术是____B______。
A.防病毒技术 B.防火墙技术 C.差错控制技术 D.流量控制技术
(2) 网络安全机制主要解决的是 C。
A. 网络文件共享 B. 因硬件损坏而造成的损失
C. 保护网络资源不被复制、修改和窃取 D. 提供更多的资源共享服务
(3) 为了保证计算机网络信息交换过程的合法性和有效性,通常采用对用户身份的鉴别。下面不属于用户身份鉴别的方法是D。
A. 报文鉴别 B. 身份认证 C. 数字签名 D. 安全扫描

④ 2019年同等学力申硕计算机综合试题解析--计算机网络

本文解析的原文出处都是《计算机网络第七版谢希仁》

一、填空题

1.  以太网的争用期是指(以太网的端到端往返时间2 ),以太网发送数据使用(曼切斯特)编码

解析: 第一空出处教材P88,第七段第三句: “因此以太网的端到端往返时间2 称为争用期”

第二空原话出处教材p86,第二段第一句:“ 以太网发送的数据都使用曼切斯特编码 的信号”

2.  一个广域网传输比特率是4Kbps,传播时延为20ms,若采用停-等协议效率是50%,帧长至少为(160)位

解析: 停止等待协议概念出处P213,

传播时延为20ms,则往返时延rtt为40ms,效率即为信道利用率,设分组时延为T, , 忽略不计,把已知数据代入公式求出

帧长度为 (式子中有单位转换),因此帧长度最少为160位。

3.  一个网段的网络号为130.10.3.0/21,子网掩码可以写为(255.255.248.0)

解析:用位与的方法即可求出。

4.  TCP协议中发送窗口的大小应该由(拥塞)窗口和(接收)窗口中较小的一个决定

二、 选择题

1. 数据链链路层采用后退N帧协议,若发送窗口大小是16,那至少需要(C)位序号才能保证不出错

A. 7 

B.6  

C.5 

D.4

解析: 发窗口的大小  ,n代表序号位数,n位序号要减去0的组合,最大窗口只有n个1表示为 ,因此该题选C

2. 一台主机的IP地址为152.68.70.3,子网掩码为255.255.224.0,必须路由器才能与该主机通信的是(A)

A.152.68.62.23

B.152.68.67.15

C.152.68.85.220

D.152.68.90.30

解析: 根据子网掩码可知网络号是19位,主机IP为152.68.70.3,与子网掩码按位求与,其网络号为152.68.64.0,把子网掩码与选项中ip按位求与得到,A的网络号为152.68.32.0,其他选项的网络号为152.68.64.0,因此A与题干中ip不在一个网络,因此要路由器通信。

3.  对分片后的数据进行重组的是(B)

A.中间主机

B. 目的主机

C. 核心路由器

D.下一跳路由器

解析: IP协议规定,只有最终的目的主机才可以对分片数据报进行重组,这样做有两个好处:首先,在目的主机上进行重组减少了路由器的计算量,当转发一个IP数据报时,路由器不需要知道它是不是个分片;其次,路由器可以为每个分片独立选择路由,每个分片到达目的地所经过的路径可以不同。

4.  CIDR地址块192.168.10.0/20所包含的IP地址范围是(D)

A.192.168.10.0-192.168.12.255

B.192.168.10.0-192.168.13.255

C.192.168.10.0-192.168.14.255

D.192.168.10.0-192.168.15.255

解析: 根据题干192.168.10.0/20可以得到

子网掩码是 ,

IP地址的二进制表示为:

因此原题干IP范围为

192.168.10.0-192.168.15.255

5. 一个由25台计算机组成的通信网络,网络中任意两台计算机之间的往返时延为20ms,他们之间采用UDP协议进行请求和响应,如果40ms内未收到响应,该计算机立即重传请求,但很快网络发生崩溃,解决办法是(D)

A.增加超时计时器时间

B.增加路由中队列长度

C.在接收方使用滑动窗口机制防止缓冲区溢出

D.超时后重传请求时,使用二进制指数退避算法

解析: P88,二进制指数退避算法用来确定碰撞后重传时机,这种算法让发生碰撞的站在停止发送数据后,不是等待信道变为空闲后就立即再发送数据,而是推迟一个随机的时间。

三、名词解释

1.BGP协议

解析: (P164第三段和第四段)

BGP边界网关协议,是不同AS的路由器之间交换路由信息的协议。BGP力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由,而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用路径向量路由选择协议。

2.DHCP协议

解析: (P295-P296)

动态主机配置协议DHCP提供了一种机制,即插即用连网,这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP对于运行客户软件和服务软件器软件都适用。DHCP使用客户服务器方式。DHCP服务器分配给DHCP客户的IP是临时的,因此DHCP客户只能在一段有限时间内使用这个分配到的IP地址。

四、计算

1. 一台路由器收到一个1500字节的IPv4分组,IP头部为20字节,如果需要将该分组转发到一个MTU为500字节的链路上,

1)该IP分组共分成几个分片,长度分别为多少字节

2)最后一个分片的片偏移是多少字节

解析:

(1)IP头部20个字节,而转发mtu500字节,因此数据量只有480字节。1500个字节分成4组,前三组都是480+20 = 500字节,其中数据长度为480字节,共用了1440个字节,原来的数据量为1500-20=1480,因此第四组长度为 1480-1440 +20= 60字节,其中数据长度为40字节。

(2)最后一个分片的片偏移了三个分组,mtu大小为500字节,ip占20个字节,每片大小最大为480,片偏移必须为8字节的整数倍。

第一个片偏移是:0/8 = 0,第二个片偏移是:480/8=60;

第三个片偏移是:480*2/8=960/8=120, 第四个片偏移是:480*3/8=1440/8=180, 因此得到答案180。

2. 一个TCP连接使用256Kbps链路,其端到端的传输时延为128ms,实际吞吐量是128Kbps,若忽略数据封装开销及接收方响应分组的发送时间,发送窗口大小是多少字节

解析: 实际吞吐量为128Kbps,使用的是256Kbps的链路,则说明信道利用率只有50%

ms,发送窗口大小即发送分组长度的大小,根据信道利用率公式: , 其中 忽略不计,rtt代入公式求出分组时间T=256ms,

则窗口大小为

3. 客户端C和S之间建立一个TCP连接,该连接总是以1KB的最大段长发送TCP段,C有足够数据发送,当拥塞窗口为32KB时,收到了三个重复的ACK报文,如果接下来4个RTT时间内TCP段的传输是成功的,那么在当四个RTT时间内发送的TCP段都得到ACK,拥塞窗口大小是多少?采用了怎样的拥塞机制?

解析: (P234-P235)有题干可知MSS=1KB,当收到3个重复确认时,就知道接收方确实没有收到最近发的那个报文段,立即使用 快重传 ,此时不是用慢启动而是使用 快恢复 算法,接下来的 第一个rtt ,发送放调整门限ssthresh = cwnd /2 = 32/2 = 16KB,于此同时设置拥塞窗口cwnd = ssthresh = 16KB。之后并开始执行 拥塞避免算法 ,因此接下来的连续 3个rtt 都是连续加法增大,因此最终拥塞窗口cwnd = 16+3*MSS = 19KB

因此该拥塞机制过程为: 快重传 → 快恢复 → 拥塞避免

⑤ 计算机网络第三章(数据链路层)

3.1、数据链路层概述

概述

链路 是从一个结点到相邻结点的一段物理线路, 数据链路 则是在链路的基础上增加了一些必要的硬件(如网络适配器)和软件(如协议的实现)

网络中的主机、路由器等都必须实现数据链路层

局域网中的主机、交换机等都必须实现数据链路层

从层次上来看数据的流动

仅从数据链路层观察帧的流动

主机H1 到主机H2 所经过的网络可以是多种不同类型的

注意:不同的链路层可能采用不同的数据链路层协议

数据链路层使用的信道

数据链路层属于计算机网路的低层。 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:

点对点信道

广播信道

局域网属于数据链路层

局域网虽然是个网络。但我们并不把局域网放在网络层中讨论。这是因为在网络层要讨论的是多个网络互连的问题,是讨论分组怎么从一个网络,通过路由器,转发到另一个网络。

而在同一个局域网中,分组怎么从一台主机传送到另一台主机,但并不经过路由器转发。从整个互联网来看, 局域网仍属于数据链路层 的范围

三个重要问题

数据链路层传送的协议数据单元是 帧

封装成帧

封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,然后就构成了一个帧。

首部和尾部的一个重要作用就是进行 帧定界 。

差错控制

在传输过程中可能会产生 比特差错 :1 可能会变成 0, 而 0 也可能变成 1。

可靠传输

接收方主机收到有误码的帧后,是不会接受该帧的,会将它丢弃

如果数据链路层向其上层提供的是不可靠服务,那么丢弃就丢弃了,不会再有更多措施

如果数据链路层向其上层提供的是可靠服务,那就还需要其他措施,来确保接收方主机还可以重新收到被丢弃的这个帧的正确副本

以上三个问题都是使用 点对点信道的数据链路层 来举例的

如果使用广播信道的数据链路层除了包含上面三个问题外,还有一些问题要解决

如图所示,主机A,B,C,D,E通过一根总线进行互连,主机A要给主机C发送数据,代表帧的信号会通过总线传输到总线上的其他各主机,那么主机B,D,E如何知道所收到的帧不是发送给她们的,主机C如何知道发送的帧是发送给自己的

可以用编址(地址)的来解决

将帧的目的地址添加在帧中一起传输

还有数据碰撞问题

随着技术的发展,交换技术的成熟,

在 有线(局域网)领域 使用 点对点链路 和 链路层交换机 的 交换式局域网 取代了 共享式局域网

在无线局域网中仍然使用的是共享信道技术

3.2、封装成帧

介绍

封装成帧是指数据链路层给上层交付的协议数据单元添加帧头和帧尾使之成为帧

帧头和帧尾中包含有重要的控制信息

发送方的数据链路层将上层交付下来的协议数据单元封装成帧后,还要通过物理层,将构成帧的各比特,转换成电信号交给传输媒体,那么接收方的数据链路层如何从物理层交付的比特流中提取出一个个的帧?

答:需要帧头和帧尾来做 帧定界

但比不是每一种数据链路层协议的帧都包含有帧定界标志,例如下面例子

前导码

前同步码:作用是使接收方的时钟同步

帧开始定界符:表明其后面紧跟着的就是MAC帧

另外以太网还规定了帧间间隔为96比特时间,因此,MAC帧不需要帧结束定界符

透明传输

透明

指某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。

透明传输是指 数据链路层对上层交付的传输数据没有任何限制 ,好像数据链路层不存在一样

帧界定标志也就是个特定数据值,如果在上层交付的协议数据单元中, 恰好也包含这个特定数值,接收方就不能正确接收

所以数据链路层应该对上层交付的数据有限制,其内容不能包含帧定界符的值

解决透明传输问题

解决方法 :面向字节的物理链路使用 字节填充 (byte stuffing) 或 字符填充 (character stuffing),面向比特的物理链路使用比特填充的方法实现透明传输

发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面 插入一个转义字符“ESC” (其十六进制编码是1B)。

接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。

如果转义字符也出现在数据当中,那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时,就删除其中前面的一个。

帧的数据部分长度

总结

3.3、差错检测

介绍

奇偶校验

循环冗余校验CRC(Cyclic Rendancy Check)

例题

总结

循环冗余校验 CRC 是一种检错方法,而帧校验序列 FCS 是添加在数据后面的冗余码

3.4、可靠传输

基本概念

下面是比特差错

其他传输差错

分组丢失

路由器输入队列快满了,主动丢弃收到的分组

分组失序

数据并未按照发送顺序依次到达接收端

分组重复

由于某些原因,有些分组在网络中滞留了,没有及时到达接收端,这可能会造成发送端对该分组的重发,重发的分组到达接收端,但一段时间后,滞留在网络的分组也到达了接收端,这就造成 分组重复 的传输差错

三种可靠协议

停止-等待协议SW

回退N帧协议GBN

选择重传协议SR

这三种可靠传输实现机制的基本原理并不仅限于数据链路层,可以应用到计算机网络体系结构的各层协议中

停止-等待协议

停止-等待协议可能遇到的四个问题

确认与否认

超时重传

确认丢失

既然数据分组需要编号,确认分组是否需要编号?

要。如下图所示

确认迟到

注意,图中最下面那个数据分组与之前序号为0的那个数据分组不是同一个数据分组

注意事项

停止-等待协议的信道利用率

假设收发双方之间是一条直通的信道

TD :是发送方发送数据分组所耗费的发送时延

RTT :是收发双方之间的往返时间

TA :是接收方发送确认分组所耗费的发送时延

TA一般都远小于TD,可以忽略,当RTT远大于TD时,信道利用率会非常低

像停止-等待协议这样通过确认和重传机制实现的可靠传输协议,常称为自动请求重传协议ARQ( A utomatic R epeat re Q uest),意思是重传的请求是自动进行,因为不需要接收方显式地请求,发送方重传某个发送的分组

回退N帧协议GBN

什么用回退N帧协议

在相同的时间内,使用停止-等待协议的发送方只能发送一个数据分组,而采用流水线传输的发送方,可以发送多个数据分组

回退N帧协议在流水线传输的基础上,利用发送窗口来限制发送方可连续发送数据分组的个数

无差错情况流程

发送方将序号落在发送窗口内的0~4号数据分组,依次连续发送出去

他们经过互联网传输正确到达接收方,就是没有乱序和误码,接收方按序接收它们,每接收一个,接收窗口就向前滑动一个位置,并给发送方发送针对所接收分组的确认分组,在通过互联网的传输正确到达了发送方

发送方每接收一个、发送窗口就向前滑动一个位置,这样就有新的序号落入发送窗口,发送方可以将收到确认的数据分组从缓存中删除了,而接收方可以择机将已接收的数据分组交付上层处理

累计确认

累计确认

优点:

即使确认分组丢失,发送方也可能不必重传

减小接收方的开销

减小对网络资源的占用

缺点:

不能向发送方及时反映出接收方已经正确接收的数据分组信息

有差错情况

例如

在传输数据分组时,5号数据分组出现误码,接收方通过数据分组中的检错码发现了错误

于是丢弃该分组,而后续到达的这剩下四个分组与接收窗口的序号不匹配

接收同样也不能接收它们,讲它们丢弃,并对之前按序接收的最后一个数据分组进行确认,发送ACK4, 每丢弃一个数据分组,就发送一个ACK4

当收到重复的ACK4时,就知道之前所发送的数据分组出现了差错,于是可以不等超时计时器超时就立刻开始重传,具体收到几个重复确认就立刻重传,根据具体实现决定

如果收到这4个重复的确认并不会触发发送立刻重传,一段时间后。超时计时器超时,也会将发送窗口内以发送过的这些数据分组全部重传

若WT超过取值范围,例如WT=8,会出现什么情况?

习题

总结

回退N帧协议在流水线传输的基础上利用发送窗口来限制发送方连续发送数据分组的数量,是一种连续ARQ协议

在协议的工作过程中发送窗口和接收窗口不断向前滑动,因此这类协议又称为滑动窗口协议

由于回退N帧协议的特性,当通信线路质量不好时,其信道利用率并不比停止-等待协议高

选择重传协议SR

具体流程请看视频

习题

总结

3.5、点对点协议PPP

点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议

PPP协议是因特网工程任务组IEIF在1992年制定的。经过1993年和1994年的修订,现在的PPP协议已成为因特网的正式标准[RFC1661,RFC1662]

数据链路层使用的一种协议,它的特点是:简单;只检测差错,而不是纠正差错;不使用序号,也不进行流量控制;可同时支持多种网络层协议

PPPoE 是为宽带上网的主机使用的链路层协议

帧格式

必须规定特殊的字符作为帧定界符

透明传输

必须保证数据传输的透明性

实现透明传输的方法

面向字节的异步链路:字节填充法(插入“转义字符”)

面向比特的同步链路:比特填充法(插入“比特0”)

差错检测

能够对接收端收到的帧进行检测,并立即丢弃有差错的帧。

工作状态

当用户拨号接入 ISP 时,路由器的调制解调器对拨号做出确认,并建立一条物理连接。

PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组(封装成多个 PPP 帧)。

这些分组及其响应选择一些 PPP 参数,并进行网络层配置,NCP 给新接入的 PC 机

分配一个临时的 IP 地址,使 PC 机成为因特网上的一个主机。

通信完毕时,NCP 释放网络层连接,收回原来分配出去的 IP 地址。接着,LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

可见,PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议,它还包含了物理层和网络层的内容。

3.6、媒体接入控制(介质访问控制)——广播信道

媒体接入控制(介质访问控制)使用一对多的广播通信方式

Medium Access Control 翻译成媒体接入控制,有些翻译成介质访问控制

局域网的数据链路层

局域网最主要的 特点 是:

网络为一个单位所拥有;

地理范围和站点数目均有限。

局域网具有如下 主要优点 :

具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。

提高了系统的可靠性、可用性和残存性。

数据链路层的两个子层

为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,IEEE 802 委员会就将局域网的数据链路层拆成 两个子层 :

逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层;

媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。

与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,而 LLC 子层则与传输媒体无关。 不管采用何种协议的局域网,对 LLC 子层来说都是透明的。

基本概念

为什么要媒体接入控制(介质访问控制)?

共享信道带来的问题

若多个设备在共享信道上同时发送数据,则会造成彼此干扰,导致发送失败。

随着技术的发展,交换技术的成熟和成本的降低,具有更高性能的使用点对点链路和链路层交换机的交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网,但由于无线信道的广播天性,无线局域网仍然使用的是共享媒体技术

静态划分信道

信道复用

频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing)

将整个带宽分为多份,用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。

频分复用 的所有用户在同样的时间 占用不同的带宽资源 (请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。

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书名:计算机网络(第7版)

作者:谢希仁

豆瓣评分:8.8

出版社:电子工业出版社

出版年份:2017-1

页数:464

内容简介:

本书自1989年首次出版以来,曾于1994年、1999年、2003年、2008年和2013年分别出了修订版。在2006年本书通过了教育部的评审,被纳入普通高等教育“十一五”国家级规划教材;2008年出版的第5版获得了教育部2009年精品教材称号。2013年出版的第6版是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

目前2017年发行的第7版又在第6版的基础上进行了一些修订。 全书分为9章,比较全面系统地介绍了计算机网络的发展和原理体系结构、物理层、数据链路层(包括局域网)、网络层、运输层、应用层、网络安全、互联网上的音频/视频服务,以及无线网络移动网络等内容。各章均附有习题(附录A给出了部分习题的答案和提示)。

本书的特点是概念准确、论述严谨、内容新颖、图文并茂,突出基本原理和基本概念的阐述,同时力图反映计算机网络的一些最新发展。本书可供电气信息类和计算机类专业的大学本科生和研究生使用,对从事计算机网络工作的工程技术人员也有参考价值。

作者简介:

谢希仁,解放军理工大学指挥自动化学院,教授,博士生导师。主要学术成果有:1986年完成总参通信部局域网办公系统项目;1987年在《电子学报》发表“分组话音通信新进展”;为国内首次介绍分组数据通信;1991年完成国家自然科学基金项目“分组交换的话音数据通信系统”项目。1999年完成第一个军用卫星通信系统网管中心的研制任务及“金桥网网管技术”项目等。上述科研项目分别获得国家、军队和部级奖项。着有:《计算机网络》第1至第7版(“十一五国家级规划教材”),曾两次获得国家级优秀教材奖,成为高校最受读者欢迎的本国计算机网络教材。