❶ 計算機網路第三章（數據鏈路層）
3.1、數據鏈路層概述
概述
鏈路 是從一個結點到相鄰結點的一段物理線路， 數據鏈路 則是在鏈路的基礎上增加了一些必要的硬體（如網路適配器）和軟體（如協議的實現）
網路中的主機、路由器等都必須實現數據鏈路層
區域網中的主機、交換機等都必須實現數據鏈路層
從層次上來看數據的流動
僅從數據鏈路層觀察幀的流動
主機H1 到主機H2 所經過的網路可以是多種不同類型的
注意：不同的鏈路層可能採用不同的數據鏈路層協議
數據鏈路層使用的信道
數據鏈路層屬於計算機網路的低層。 數據鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：
點對點信道
廣播信道
區域網屬於數據鏈路層
區域網雖然是個網路。但我們並不把區域網放在網路層中討論。這是因為在網路層要討論的是多個網路互連的問題，是討論分組怎麼從一個網路，通過路由器，轉發到另一個網路。
而在同一個區域網中，分組怎麼從一台主機傳送到另一台主機，但並不經過路由器轉發。從整個互聯網來看， 區域網仍屬於數據鏈路層 的范圍
三個重要問題
數據鏈路層傳送的協議數據單元是 幀
封裝成幀
封裝成幀 (framing) 就是在一段數據的前後分別添加首部和尾部，然後就構成了一個幀。
首部和尾部的一個重要作用就是進行 幀定界 。
差錯控制
在傳輸過程中可能會產生 比特差錯 ：1 可能會變成 0， 而 0 也可能變成 1。
可靠傳輸
接收方主機收到有誤碼的幀後，是不會接受該幀的，會將它丟棄
如果數據鏈路層向其上層提供的是不可靠服務，那麼丟棄就丟棄了，不會再有更多措施
如果數據鏈路層向其上層提供的是可靠服務，那就還需要其他措施，來確保接收方主機還可以重新收到被丟棄的這個幀的正確副本
以上三個問題都是使用 點對點信道的數據鏈路層 來舉例的
如果使用廣播信道的數據鏈路層除了包含上面三個問題外，還有一些問題要解決
如圖所示，主機A，B，C，D，E通過一根匯流排進行互連，主機A要給主機C發送數據，代表幀的信號會通過匯流排傳輸到匯流排上的其他各主機，那麼主機B，D，E如何知道所收到的幀不是發送給她們的，主機C如何知道發送的幀是發送給自己的
可以用編址（地址）的來解決
將幀的目的地址添加在幀中一起傳輸
還有數據碰撞問題
隨著技術的發展，交換技術的成熟，
在 有線（區域網）領域 使用 點對點鏈路 和 鏈路層交換機 的 交換式區域網 取代了 共享式區域網
在無線區域網中仍然使用的是共享信道技術
3.2、封裝成幀
介紹
封裝成幀是指數據鏈路層給上層交付的協議數據單元添加幀頭和幀尾使之成為幀
幀頭和幀尾中包含有重要的控制信息
發送方的數據鏈路層將上層交付下來的協議數據單元封裝成幀後，還要通過物理層，將構成幀的各比特，轉換成電信號交給傳輸媒體，那麼接收方的數據鏈路層如何從物理層交付的比特流中提取出一個個的幀？
答：需要幀頭和幀尾來做 幀定界
但比不是每一種數據鏈路層協議的幀都包含有幀定界標志，例如下面例子
前導碼
前同步碼：作用是使接收方的時鍾同步
幀開始定界符：表明其後面緊跟著的就是MAC幀
另外乙太網還規定了幀間間隔為96比特時間，因此，MAC幀不需要幀結束定界符
透明傳輸
透明
指某一個實際存在的事物看起來卻好像不存在一樣。
透明傳輸是指 數據鏈路層對上層交付的傳輸數據沒有任何限制 ，好像數據鏈路層不存在一樣
幀界定標志也就是個特定數據值，如果在上層交付的協議數據單元中， 恰好也包含這個特定數值，接收方就不能正確接收
所以數據鏈路層應該對上層交付的數據有限制，其內容不能包含幀定界符的值
解決透明傳輸問題
解決方法 ：面向位元組的物理鏈路使用 位元組填充 (byte stuffing) 或 字元填充 (character stuffing)，面向比特的物理鏈路使用比特填充的方法實現透明傳輸
發送端的數據鏈路層在數據中出現控制字元「SOH」或「EOT」的前面 插入一個轉義字元「ESC」 (其十六進制編碼是1B)。
接收端的數據鏈路層在將數據送往網路層之前刪除插入的轉義字元。
如果轉義字元也出現在數據當中，那麼應在轉義字元前面插入一個轉義字元 ESC。當接收端收到連續的兩個轉義字元時，就刪除其中前面的一個。
幀的數據部分長度
總結
3.3、差錯檢測
介紹
奇偶校驗
循環冗餘校驗CRC(Cyclic Rendancy Check)
例題
總結
循環冗餘校驗 CRC 是一種檢錯方法，而幀校驗序列 FCS 是添加在數據後面的冗餘碼
3.4、可靠傳輸
基本概念
下面是比特差錯
其他傳輸差錯
分組丟失
路由器輸入隊列快滿了，主動丟棄收到的分組
分組失序
數據並未按照發送順序依次到達接收端
分組重復
由於某些原因，有些分組在網路中滯留了，沒有及時到達接收端，這可能會造成發送端對該分組的重發，重發的分組到達接收端，但一段時間後，滯留在網路的分組也到達了接收端，這就造成 分組重復 的傳輸差錯
三種可靠協議
停止-等待協議SW
回退N幀協議GBN
選擇重傳協議SR
這三種可靠傳輸實現機制的基本原理並不僅限於數據鏈路層，可以應用到計算機網路體系結構的各層協議中
停止-等待協議
停止-等待協議可能遇到的四個問題
確認與否認
超時重傳
確認丟失
既然數據分組需要編號，確認分組是否需要編號？
要。如下圖所示
確認遲到
注意，圖中最下面那個數據分組與之前序號為0的那個數據分組不是同一個數據分組
注意事項
停止-等待協議的信道利用率
假設收發雙方之間是一條直通的信道
TD ：是發送方發送數據分組所耗費的發送時延
RTT ：是收發雙方之間的往返時間
TA ：是接收方發送確認分組所耗費的發送時延
TA一般都遠小於TD，可以忽略，當RTT遠大於TD時，信道利用率會非常低
像停止-等待協議這樣通過確認和重傳機制實現的可靠傳輸協議，常稱為自動請求重傳協議ARQ( A utomatic R epeat re Q uest)，意思是重傳的請求是自動進行，因為不需要接收方顯式地請求，發送方重傳某個發送的分組
回退N幀協議GBN
為什麼用回退N幀協議
在相同的時間內，使用停止-等待協議的發送方只能發送一個數據分組，而採用流水線傳輸的發送方，可以發送多個數據分組
回退N幀協議在流水線傳輸的基礎上，利用發送窗口來限制發送方可連續發送數據分組的個數
無差錯情況流程
發送方將序號落在發送窗口內的0~4號數據分組，依次連續發送出去
他們經過互聯網傳輸正確到達接收方，就是沒有亂序和誤碼，接收方按序接收它們，每接收一個，接收窗口就向前滑動一個位置，並給發送方發送針對所接收分組的確認分組，在通過互聯網的傳輸正確到達了發送方
發送方每接收一個、發送窗口就向前滑動一個位置，這樣就有新的序號落入發送窗口，發送方可以將收到確認的數據分組從緩存中刪除了，而接收方可以擇機將已接收的數據分組交付上層處理
累計確認
累計確認
優點:
即使確認分組丟失，發送方也可能不必重傳
減小接收方的開銷
減小對網路資源的佔用
缺點：
不能向發送方及時反映出接收方已經正確接收的數據分組信息
有差錯情況
例如
在傳輸數據分組時，5號數據分組出現誤碼，接收方通過數據分組中的檢錯碼發現了錯誤
於是丟棄該分組，而後續到達的這剩下四個分組與接收窗口的序號不匹配
接收同樣也不能接收它們，講它們丟棄，並對之前按序接收的最後一個數據分組進行確認，發送ACK4， 每丟棄一個數據分組，就發送一個ACK4
當收到重復的ACK4時，就知道之前所發送的數據分組出現了差錯，於是可以不等超時計時器超時就立刻開始重傳，具體收到幾個重復確認就立刻重傳，根據具體實現決定
如果收到這4個重復的確認並不會觸發發送立刻重傳，一段時間後。超時計時器超時，也會將發送窗口內以發送過的這些數據分組全部重傳
若WT超過取值范圍，例如WT=8，會出現什麼情況？
習題
總結
回退N幀協議在流水線傳輸的基礎上利用發送窗口來限制發送方連續發送數據分組的數量，是一種連續ARQ協議
在協議的工作過程中發送窗口和接收窗口不斷向前滑動，因此這類協議又稱為滑動窗口協議
由於回退N幀協議的特性，當通信線路質量不好時，其信道利用率並不比停止-等待協議高
選擇重傳協議SR
具體流程請看視頻
習題
總結
3.5、點對點協議PPP
點對點協議PPP（Point-to-Point Protocol）是目前使用最廣泛的點對點數據鏈路層協議
PPP協議是網際網路工程任務組IEIF在1992年制定的。經過1993年和1994年的修訂，現在的PPP協議已成為網際網路的正式標准[RFC1661，RFC1662]
數據鏈路層使用的一種協議，它的特點是：簡單；只檢測差錯，而不是糾正差錯；不使用序號，也不進行流量控制；可同時支持多種網路層協議
PPPoE 是為寬頻上網的主機使用的鏈路層協議
幀格式
必須規定特殊的字元作為幀定界符
透明傳輸
必須保證數據傳輸的透明性
實現透明傳輸的方法
面向位元組的非同步鏈路：位元組填充法（插入「轉義字元」）
面向比特的同步鏈路：比特填充法（插入「比特0」）
差錯檢測
能夠對接收端收到的幀進行檢測，並立即丟棄有差錯的幀。
工作狀態
當用戶撥號接入 ISP 時，路由器的數據機對撥號做出確認，並建立一條物理連接。
PC 機向路由器發送一系列的 LCP 分組（封裝成多個 PPP 幀）。
這些分組及其響應選擇一些 PPP 參數，並進行網路層配置，NCP 給新接入的 PC 機
分配一個臨時的 IP 地址，使 PC 機成為網際網路上的一個主機。
通信完畢時，NCP 釋放網路層連接，收回原來分配出去的 IP 地址。接著，LCP 釋放數據鏈路層連接。最後釋放的是物理層的連接。
可見，PPP 協議已不是純粹的數據鏈路層的協議，它還包含了物理層和網路層的內容。
3.6、媒體接入控制（介質訪問控制）——廣播信道
媒體接入控制（介質訪問控制）使用一對多的廣播通信方式
Medium Access Control 翻譯成媒體接入控制，有些翻譯成介質訪問控制
區域網的數據鏈路層
區域網最主要的 特點 是：
網路為一個單位所擁有；
地理范圍和站點數目均有限。
區域網具有如下 主要優點 ：
具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網。區域網上的主機可共享連接在區域網上的各種硬體和軟體資源。
便於系統的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變。
提高了系統的可靠性、可用性和殘存性。
數據鏈路層的兩個子層
為了使數據鏈路層能更好地適應多種區域網標准，IEEE 802 委員會就將區域網的數據鏈路層拆成 兩個子層 ：
邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層；
媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。
與接入到傳輸媒體有關的內容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無關。 不管採用何種協議的區域網，對 LLC 子層來說都是透明的。
基本概念
為什麼要媒體接入控制（介質訪問控制）？
共享信道帶來的問題
若多個設備在共享信道上同時發送數據，則會造成彼此干擾，導致發送失敗。
隨著技術的發展，交換技術的成熟和成本的降低，具有更高性能的使用點對點鏈路和鏈路層交換機的交換式區域網在有線領域已完全取代了共享式區域網，但由於無線信道的廣播天性，無線區域網仍然使用的是共享媒體技術
靜態劃分信道
信道復用
頻分復用FDM (Frequency Division Multiplexing)
將整個帶寬分為多份，用戶在分配到一定的頻帶後，在通信過程中自始至終都佔用這個頻帶。
頻分復用 的所有用戶在同樣的時間 佔用不同的帶寬資源 （請注意，這里的「帶寬」是頻率帶寬而不是數據的發送速率）。
❷ 計算機網路技術基礎課後習題答案
CH1 答案 一．填空題 1．通信 2．實現資源共享 3．區域網 廣域網 4．資源子網 通信子網 二．選擇題 DDBBCCA 三．簡答題 1．答：所謂計算機網路，就是指以能夠相互共享資源的方式互連起來的自治計算機系統的集合。 2．答：計算機網路技術的發展大致可以分為四個階段。 第一階段計算機網路的發展是從20世紀50年代中期至20世紀60年代末期，計算機技術與通信技術初步結合，形成了計算機網路的雛形。此時的計算機網路，是指以單台計算機為中心的遠程聯機系統。 第二階段是從20世紀60年代末期至20世紀70年代中後期，計算機網路完成了計算機網路體系結構與協議的研究，形成了初級計算機網路。 第三階段是從20世紀70年代初期至20世紀90年代中期。國際標准化組織（ISO）提出了開放系統互聯（OSI）參考模型，從而促進了符合國際標准化的計算機網路技術的發展。 第四階段是從20世紀90年代開始。這個階段最富有挑戰性的話題是互聯網應用技術、無線網路技術、對等網技術與網路安全技術。 3．網路的拓撲結構主要主要有：星型拓撲、匯流排型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲結構、網狀型拓撲結構。 （1）星型拓撲優點：控制簡單、故障診斷和隔離容易、服務方便；缺點：電纜需量大和安裝工作量大；中心結點的負擔較重，容易形成瓶頸；各結點的分布處理能力較低。 （2）樹型拓撲優點：易於擴展、故障隔離較容易；缺點是各個結點對根的依賴性太大，如果根結點發生故障，則整個網路都不能正常工作。 （3）匯流排型拓撲的優點如下：匯流排結構所需要的電纜數量少；匯流排結構簡單，又是無源工作，有較高的可靠性；易於擴充，增加或減少用戶比較方便。匯流排型拓撲的缺點如下：匯流排的傳輸距離有限，通信范圍受到限制。故障診斷和隔離較困難。匯流排型網路中所有設備共享匯流排這一條傳輸信道，因此存在信道爭用問題， （4）環型拓撲的優點如下：拓撲結構簡單，傳輸延時確定。電纜長度短。環型拓撲網路所需的電纜長度和匯流排型拓撲網路相似，比星型拓撲網路所需的電纜短。可使用光纖。光纖的傳輸速率很高，十分適合於環型拓撲的單方向傳輸。環型拓撲的缺點如下：結點的故障會引起全網的故障；故障檢測困難；信道利用率低。 （5）網狀型拓撲優點是：可靠性好，結點的獨立處理能力強，信息傳輸容量大。 缺點是：結構復雜，管理難度大，投資費用高。 4．計算機網路的主要功能：資源共享、數據通信、實時控制、均衡負載和分布式處理、其他綜合服務。舉例說明（略）。 CH2 答案 一．填空題 1．信號
2．串列通信 並行通信 並行通信 3．調制 解調 數據機 4．幅度調制（ASK） 頻率調制（FSK） 相位調制（PSK） 5．電路交換 報文交換 分組交換 6．奇偶校驗 循環冗餘校驗 7．非屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線 二．選擇題 BDAABDABCCB 三．簡答題 1．答：信息是指有用的知識或消息，計算機網路通信的目的就是為了交換信息。數據是信息的表達方式，是把事件的某些屬性規范化後的表現形式，它能夠被識別，可以被描述。數據與信息的主要區別在於：數據涉及的是事物的表示形式，信息涉及的是這些數據的內容和解釋。在計算機系統中，數據是以統一的二進制代碼表示，而這些二進制代碼表示的數據要通過物理介質和器件進行傳輸時，還需要將其轉變成物理信號。信號是數據在傳輸過程中的電磁波表現形式，是表達信息的一種載體，如電信號、光信號等。在計算機中，信息是用數據表示的並轉換成信號進行傳送。 2．答：當發送端以某一速率在一定的起始時間內發送數據時，接收端也必須以同一速率在相同的起始時間內接收數據。否則，接收端與發送端就會產生微小誤差，隨著時間的增加，誤差將逐漸積累，並造成收發的不同步，從而出現錯誤。為了避免接收端與發送端的不同步，接收端與發送端的動作必須採取嚴格的同步措施。 同步技術有兩種類型： （1）位同步：只有保證接收端接收的每一個比特都與發送端保持一致，接收方才能正確地接收數據。 （2）字元或幀數據的同步：通信雙方在解決了比特位的同步問題之後，應當解決的是數據的同步問題。例如，字元數據或幀數據的同步。 3、4．略 5．傳輸出錯，目的結點接收到的比特序列除以G(x)有餘數。 CH3 答案 一．填空題 1．物理層 數據鏈路層 網路層 傳輸層 會話層 表示層 應用層 2．物理 3．比特流 差錯 4．比特 數據幀 數據包（分組） 報文 5．物理層 網路層 傳輸層 二、選擇題 DBACB BCABB CDACA 三、簡答題 1．所謂網路體系結構就是為了完成主機之間的通信，把網路結構劃分為有明確功能的層次，並規定了同層次虛通信的協議以及相鄰層之間的介面和服務。因此，網路的層次模型與各層協議和層間介面的集合統稱為網路體系結構。 2．網路體系結構分層的原則： 1）各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下層是如何實現的，而僅僅需要知道下層能提供什麼樣的服務就可以了。
2）靈活性好。當任何一層發生變化時，只要層間介面關系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。 3）結構上可獨立分割。由於各層獨立劃分，因此，每層都可以選擇最為合適的實現技術。 4）易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大而又復雜的系統變得易於處理，因為整個系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。 3．幀同步（定界）就是標識幀的開始與結束，即接收方從收到的比特流中准確地區分出一幀的開始於結束。常見有4中幀定界方法，即字元計數法、帶字元填充的首尾界符法、帶位填充的首尾標志法和物理層編碼違例法。 4．數據鏈路層使用的地址是MAC地址，也稱為物理地址；網路層使用的地址是IP地址，也稱為邏輯地址；傳輸層使用的地址是IP地址+埠號。 5．網路層的主要功能是提供不相鄰結點間數據包的透明傳輸，為傳輸層提供端到端的數據傳送任務。網路層的主要功能有：1）為傳輸層提供服務；2）組包與拆包；3）路由選擇；4）流量控制。 6．傳輸層是計算機網路體系結構中非常重要的一層，其主要功能是在源主機與目的主機進程之間負責端到端的可靠數據傳輸，而網路層只負責找到目的主機，網路層是通信子網的最高層，傳輸層是資源子網的最低層，所以說傳輸層在網路體系結構中是承上啟下的一層。在計算機網路通信中，數據包到達指定的主機後，還必須將它交給這個主機的某個應用進程（埠號），這由傳輸層按埠號定址加以實現。 7．流量控制就是使發送方所發出的數據流量速率不要超過接收方所能接收的數據流量速率。流量控制的關鍵是需要一種信息反饋機制，使發送方能了解接收方是否具備足夠的接收及處理能力，使得接收方來得及接收發送方發送的數據幀。 流量控制的作用就是控制「擁塞」或「擁擠」現象，避免死鎖。 流量在計算機網路中就是指通信量或分組流。擁塞是指到達通信子網中某一部分的分組數量過多，使得該部分網路來不及處理，以致引起這部分乃至整個網路性能下降的現象。若通信量再增大，就會使得某些結點因無緩沖區來接收新到的分組，使網路的性能明顯變差，此時網路的吞吐量（單位時間內從網路輸出的分組數目）將隨著輸入負載（單位時間內輸入給網路的分組數目）的增加而下降，這種情況稱為擁塞。在網路中，應盡量避免擁塞現象的發生，即要進行擁塞控制。 網路層和傳輸層與流量控制和擁塞控制有關。 8．傳輸層的主要功能有：1）分段與重組數據2）按埠號定址3）連接管理4）差錯處理和流量控制。 分段與重組數據的意思如下： 在發送方，傳輸層將會話層來的數據分割成較小的數據單元，並在這些數據單元頭部加上一些相關控制信息後形成報文，報文的頭部包含源埠號和目標埠號。在接收方，數據經通信子網到達傳輸層後，要將各報文原來加上的報文頭部控制信息去掉（拆包），然後按照正確的順序進行重組，還原為原來的數據，送給會話層。 9．TCP/IP參考模型先於OSI參考模型開發，所以並不符合OSI標准。TCP/IP參考模型劃分為4個層次：1）應用層（Application Layer）；2）傳輸層（Transport Layer）；3）網際層（Internet Layer）；4）網路介面層（Host-to-Network Layer）。 10．OSI參考模型與TCP/IP參考模型的共同點是它們都採用了層次結構的概念，在傳輸層中二者都定義了相似的功能。但是，它們在層次劃分與使用的協議上有很大區別。 OSI參考模型與協議缺乏市場與商業動力，結構復雜，實現周期長，運行效率低，這是它沒有能夠達到預想目標的重要原因。 TCP/IP參考模型與協議也有自身的缺陷，主要表現在以下方面：
1）TCP/IP參考模型在服務、介面與協議的區別上不很清楚；2）TCP/IP參考模型的網 絡介面層本身並不是實際的一層，它定義了網路層與數據鏈路層的介面。物理層與數據鏈路層的劃分是必要合理的，一個好的參考模型應該將它們區分開來，而TCP/IP參考模型卻沒有做到這點。 CH4 答案 一．填空題 1．光纖 2．IEEE802.4 3．介質訪問控制子層（MAC） 邏輯鏈路子層（LLC） 4．CSMA/CD 令牌環介質訪問控制方法 令牌匯流排介質訪問控制方法 5．星型結構 匯流排型結構 環型結構 6．MAC地址 48 廠商 該廠商網卡產品的序列號 二．選擇題 ADCBCDAB 二．簡答題 1．答：區域網是在有限的地理范圍內，利用各種網路連接設備和通信線路將計算機互聯在一起，實現數據傳輸和資源共享的計算機網路。區域網特點：地理范圍有限；一般不對外提供服務，保密性較好，且便於管理；網速較快；誤碼率低；區域網投資較少，組建方便，使用靈活等。 2．答：區域網有硬體和軟體組成。區域網的軟體系統主要包括：網路操作系統、工作站系統、網卡驅動系統、網路應用軟體、網路管理軟體和網路診斷軟體。區域網的硬體系統一般由伺服器、用戶工作站、網卡、傳輸介質和數據交換設備五部分組成。 3．答：目前,區域網常用的共享式訪問控制方式有三種,分別用於不同的拓撲結構:帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問法（CSMA/CD），令牌環訪問控製法（Token Ring）,令牌匯流排訪問控製法（token bus）。 CSMA/CD協議主要用於物理拓撲結構為匯流排型、星型或樹型的乙太網中。CSMA/CD採用了爭用型介質訪問控制方法，原理比較簡單，技術上易實現，網路中各工作站處於平等地位，不需集中控制，不提供優先順序控制。在低負荷時，響應較快，具有較高的工作效率；在高負荷（節點激增）時，隨著沖突的急劇增加，傳輸延時劇增，導致網路性能的急劇下降。此外，有沖突型的網路，時間不確定，因此，不適合控制型網路。 令牌環（Token Ring）介質訪問控制多用於環型拓撲結構的網路，屬於有序的競爭協議。令牌環網路的主要特點：無沖突；時間確定；適合光纖；控制性能好；在低負荷時，也要等待令牌的順序傳遞，因此，低負荷時響應一般，在高負荷時，由於沒有沖突，因此有較好的響應特性。 令牌匯流排訪問控制技術應用於物理結構是匯流排的而邏輯結構卻是環型的網路。特點類似令牌環介質訪問控制技術。 4．答：CSMA/CD方法的工作原理可以簡單地概括為以下4句話：先聽後發、邊聽邊發、沖突停止、隨機延遲後重發。 5．答：由於區域網不需要路由選擇，因此它並不需要網路層，而只需要最低的兩層：物理層和數據鏈路層。IEEE802標准，又將數據鏈路層分為兩個子層：介質訪問控制子層MAC和邏輯鏈路子層LLC。
CH5 答案 一．填空題 1．交換機 路由器 2．電路交換（撥號）服務 分組交換服務 租用線路或專業服務 3．計算機主機 區域網 4．640kbps-1Mbps 1.5Mbps-8Mbps 二．選擇題 BCADAA 三．簡答題 1．答：①撥號上Internet/Intranet/LAN； ②兩個或多個LAN之間的網路互連； ③和其它廣域網技術的互連。 2．答：（1）多種業務的兼容性 （2）數字傳輸:ISDN能夠提供端到端的數字連接。 （3）標准化的介面: （4）使用方便 （5）終端移動性 （6）費用低廉 3．答：① 採用TDMA、CDMA數字蜂窩技術，頻段為450/800/900MHz，主要技術又GSM、IS-54TDMA（DAMPS）等； ② 微蜂窩技術，頻段為1.8/1.9GHz，主要技術基於GSM的GSC1800/1900，或IS-95的CDMA等； ③ 通用分組無線業務（Gerneral Packet Radio Service，GPRS）可在GSM行動電話網上收、發話費增值業務，支持數據接入速率最高達171.2Kbps，可完全支持瀏覽Internet的 Web站點。 CH6答案 一．填空題 1．unix 、linux、Netware、Windows Server系列 2．列印服務 通信服務 網路管理 二．選擇題 DBCAC 三．問答題 1．答：①從體系結構的角度看，當今的網路操作系統可能不同於一般網路協議所需的完整的協議通信傳輸功能。 ②從操作系統的觀點看，網路操作系統大多是圍繞核心調度的多用戶共享資源的操作系統。 ③從網路的觀點看，可以將網路操作系統與標準的網路層次模型作以比較。 2．答：網路操作系統除了應具有通常操作系統應具有的處理機管理、存儲器管理、設備管理和文件管理外，還應具有以下兩大功能： ①提供高效、可靠的網路通信能力； ②提供多種網路服務功能，如遠程作業錄入並進行處理的服務功能；文件傳輸服務功能；電子郵件服務功能；遠程列印服務功能等。
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第1章 一、選擇題
1. 狹義上說的信息安全，只是從自然科學的角度介紹信息安全的研究內容。
2. 信息安全從總體上可以分成5個層次，密碼技術 是信息安全中研究的關鍵點。 3. 信息安全的目標CIA指的是機密性，完整性，可用性。
4. 1999年10月經過國家質量技術監督局批准發布的《計算機信息系統安全保護等級劃分准則》將計算機安全保護劃分為以下5個級別。 二、填空題
1. 信息保障的核心思想是對系統或者數據的4個方面的要求：保護（Protect），檢測（Detect），反應（React），恢復（Restore）。
2. TCG目的是在計算和通信系統中廣泛使用基於硬體安全模塊支持下的可信計算平台Trusted Computing Platform，以提高整體的安全性。
3. 從1998年到2006年，平均年增長幅度達50％左右，使這些安全事件的主要因素是系統和網路安全脆弱性（Vulnerability）層出不窮，這些安全威脅事件給Internet帶來巨大的經濟損失。
4. B2級，又叫結構保護（Structured Protection）級別，它要求計算機系統中所有的對象都要加上標簽，而且給設備（磁碟、磁帶和終端）分配單個或者多個安全級別。 5. 從系統安全的角度可以把網路安全的研究內容分成兩大體系：攻擊和防禦。 三、簡答題
1. 網路攻擊和防禦分別包括哪些內容？ 答：①攻擊技術：網路掃描，網路監聽，網路入侵，網路後門，網路隱身 ②防禦技術：安全操作系統和操作系統的安全配置，加密技術，防火牆技術，入侵檢測，網路安全協議。
2. 從層次上，網路安全可以分成哪幾層？每層有什麼特點？ 答：從層次體繫上，可以將網路安全分為4個層次上的安全：
（1）物理安全 特點：防火，防盜，防靜電，防雷擊和防電磁泄露。
（2）邏輯安全 特點：計算機的邏輯安全需要用口令、文件許可等方法實現。
（3）操作系統 特點：操作系統是計算機中最基本、最重要的軟體。操作系統的安全是網路安全的基礎。
（4）聯網安全 特點：聯網的安全性通過訪問控制和通信安全兩方面的服務來保證。 第2章 一、選擇題
1. OSI參考模型是國際標准化組織制定的模型，把計算機與計算機之間的通信分成7個互相連接的協議層。
2. 表示層服務的一個典型例子是用一種一致選定的標准方法對數據進行編碼。。 3. 子網掩碼是用來判斷任意兩台計算機的IP地址是否屬於同一子網路的根據。。 4. 通過ICMP協議，主機和路由器可以報告錯誤並交換相關的狀態信息。 5. 常用的網路服務中，DNS使用 UDP協議。 二、填空題
1. 網路層的主要功能是完成網路中主機間的報文傳輸，在廣域網中，這包括產生從源端到目的端的路由。
2. TCP/IP協議族包括4個功能層：應用層、傳輸層、網路層和網路介面層。這4層概括了
第1章 一、選擇題
1. 狹義上說的信息安全，只是從自然科學的角度介紹信息安全的研究內容。
2. 信息安全從總體上可以分成5個層次，密碼技術 是信息安全中研究的關鍵點。 3. 信息安全的目標CIA指的是機密性，完整性，可用性。
4. 1999年10月經過國家質量技術監督局批准發布的《計算機信息系統安全保護等級劃分准則》將計算機安全保護劃分為以下5個級別。 二、填空題
1. 信息保障的核心思想是對系統或者數據的4個方面的要求：保護（Protect），檢測（Detect），反應（React），恢復（Restore）。
2. TCG目的是在計算和通信系統中廣泛使用基於硬體安全模塊支持下的可信計算平台Trusted Computing Platform，以提高整體的安全性。
3. 從1998年到2006年，平均年增長幅度達50％左右，使這些安全事件的主要因素是系統和網路安全脆弱性（Vulnerability）層出不窮，這些安全威脅事件給Internet帶來巨大的經濟損失。
4. B2級，又叫結構保護（Structured Protection）級別，它要求計算機系統中所有的對象都要加上標簽，而且給設備（磁碟、磁帶和終端）分配單個或者多個安全級別。 5. 從系統安全的角度可以把網路安全的研究內容分成兩大體系：攻擊和防禦。 三、簡答題
1. 網路攻擊和防禦分別包括哪些內容？ 答：①攻擊技術：網路掃描，網路監聽，網路入侵，網路後門，網路隱身 ②防禦技術：安全操作系統和操作系統的安全配置，加密技術，防火牆技術，入侵檢測，網路安全協議。
2. 從層次上，網路安全可以分成哪幾層？每層有什麼特點？ 答：從層次體繫上，可以將網路安全分為4個層次上的安全：
（1）物理安全 特點：防火，防盜，防靜電，防雷擊和防電磁泄露。
（2）邏輯安全 特點：計算機的邏輯安全需要用口令、文件許可等方法實現。
（3）操作系統 特點：操作系統是計算機中最基本、最重要的軟體。操作系統的安全是網路安全的基礎。
（4）聯網安全 特點：聯網的安全性通過訪問控制和通信安全兩方面的服務來保證。 第2章 一、選擇題
1. OSI參考模型是國際標准化組織制定的模型，把計算機與計算機之間的通信分成7個互相連接的協議層。
2. 表示層服務的一個典型例子是用一種一致選定的標准方法對數據進行編碼。。 3. 子網掩碼是用來判斷任意兩台計算機的IP地址是否屬於同一子網路的根據。。 4. 通過ICMP協議，主機和路由器可以報告錯誤並交換相關的狀態信息。 5. 常用的網路服務中，DNS使用 UDP協議。 二、填空題
1. 網路層的主要功能是完成網路中主機間的報文傳輸，在廣域網中，這包括產生從源端到目的端的路由。
2. TCP/IP協議族包括4個功能層：應用層、傳輸層、網路層和網路介面層。這4層概括了
2
相對於OSI參考模型中的7層。
3. 目前E-mail服務使用的兩個主要協議是 簡單郵件傳輸協議和郵局協議。 4. ping指令通過發送ICMP包來驗證與另一台TCP/IP計算機的IP級連接，應答消息的接收情況將和往返過程的次數一起顯示出來。
5. 使用「net user」指令查看計算機上的用戶列表 三、簡答題
2. 簡述TCP/IP協議族的基本結構，並分析每層可能受到的威脅及如何防禦。 答：
第4章 一、選擇題
1. 踩點就是通過各種途徑對所要攻擊的目標進行多方面的了解（包括任何可得到的蛛絲馬跡，但要確保信息的准確），確定攻擊的時間和地點。
2. 對非連續埠進行的，並且源地址不一致、時間間隔長而沒有規律的掃描，稱之為慢速掃描。 二、填空題
1. 掃描方式可以分成兩大類：慢速掃描和亂序掃描。
2. 被動式策略是基於主機之上，對系統中不合適的設置、脆弱的口令及其他同安全規則抵觸的對象進行檢查。
3. 一次成功的攻擊，可以歸納成基本的五個步驟，但是根據實際情況可以隨時調整。歸納起來就是「黑客攻擊五部曲」，分別為：隱藏IP、踩點掃描、獲得系統或管理員許可權、種植後門和在網路中隱身 三、簡答題與程序設計題
2. 黑客在進攻的過程中需要經過哪些步驟？目的是什麼？ 答：（1）隱藏IP：IP隱藏使網路攻擊難以被偵破。（2）踩點掃描：踩點是通過各種途徑對所要攻擊的目標進行多方面的了解，確定攻擊的時間和地點。掃描的目的是利用各種工具在攻擊目標的IP地址或地址段上的主機上尋找漏洞。（3）獲得系統或管理員許可權：得到管理員許可權的目的是連接到遠程計算機，對其控制，達到自己攻擊的目的。（4）種植後門：為了保持長期對勝利勝利果實的訪問權，在已經攻破的計算機上種植一些供自己訪問的後門。（5）在網路中隱身：清除登陸日誌及其他相關的日誌，防止管理員發現。
5. 掃描分成哪兩類？每類有什麼特點？可以使用哪些工具進行掃描、各有什麼特點？ 答：（1）網路掃描一般分為兩種策略：一種是主動式策略；另外一種是被動式策略。
（2）被動式策略 特點：基於主機之上的，對系統中不合適的設置、脆弱的口令及其他同安全規則相抵觸的對象進行檢查，被動式掃描不會對系統造成破壞。工具及特點：GetNTUser：系統用戶掃描；PortScan：開放埠掃描；Shed：共享目錄掃描。
（3）主動式策略 特點：基於網路的，它通過執行一些腳本文件模擬對系統進行攻擊的行為並記錄系統的反應，從而發現其中的漏洞。主動式掃描對系統進行模擬攻擊可能會對系統造成破壞。工具及特點：X-Scan-v2.3 ：對指定IP地址段（單機）進行安全漏洞檢測。 6. 網路監聽技術的原理是什麼？
答：原理：在區域網中與其他計算機進行數據交換時，數據包發往所有連在一起的主機，也就是廣播，在報頭中包含目的機正確地址。因此只有與數據包中目的地址一致的那台主機才會接受數據包，其他的機器都會將包丟棄。但是，當主機工作在監聽模式下時，無論接收到的數據包中目的地址是什麼，主機都將其接收下來。然後對數據包進行分析，就得到了區域網中通信的數據。一台計算機可以監聽同一網段內所有的數據包，不能監聽不同網段的計算
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1、分為ABC三類
2、32位的二進制數、網路號+主機號、A 、前16 、254 、減少
3、有限、直接
4、arp
5、重組
6、拋棄、源主機
7、Network Destination、gateway
8、向量、鏈路
9、分層、指派路由
10、ARP -a
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❼ 計算機網路技術
第一章 計算機網路概述
1.1 計算機網路的定義和發展歷史
1.1.1 計算機網路的定義
計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物，是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合，這些計算機遵守共同的協議，依據協議的規定進行相互通信，實現網路各種資源的共享。
網路資源：所謂的網路資源包括硬體資源（如大容量磁碟、列印機等）、軟體資源（如工具軟體、應用軟體等）和數據資源（如資料庫文件和資料庫等）。
計算機網路也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起，所謂自主是指網路中的每台計算機都是相對獨立的，可以獨立工作。
1.1.2 計算機網路的發展歷史
課後小結：
1． 計算機網路的定義．
2． 網路資源的分類．
課後作業：預習P2－P8．
第二講
教學類型：理論課
教學課題：1．2～1．3
教學目標：1．了解計算機網路的功能和應用；2. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點：計算機網路的功能和應用；網路的系統組成
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
1.2 計算機網路的功能和應用
1. 計算機網路的功能
（1）實現計算機系統的資源共享
（2）實現數據信息的快速傳遞
（3）提高可靠性
（4）提供負載均衡與分布式處理能力
（5）集中管理
（6）綜合信息服務
2.計算機網路的應用
計算機網路由於其強大的功能，已成為現代信息業的重要支柱，被廣泛地應用於現代生活的各個領域，主要有：
（1）辦公自動化
（2）管理信息系統
（3）過程式控制制
（4）互聯網應用（如電子郵件、信息發布、電子商務、遠程音頻與視頻應用）
1.3計算機網路的系統組成
1.3.1 網路節點和通信鏈路
從拓撲結構看，計算機網路就是由若干網路節點和連接這些網路節點的通信鏈路構成的。計算機網路中的節點又稱網路單元，一般可分為三類：訪問節點、轉接節點和混合節點。
通信鏈路是指兩個網路節點之間承載信息和數據的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現，如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛星、微波等。
通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。
1.3.2 資源子網和通信子網
從邏輯功能上可把計算機網路分為兩個子網：用戶資源子網和通信子網。
資源子網包括各種計算機和相關的硬體、軟體；
通信子網是連接這些計算機資源並提供通信服務的連接線路。正是在通信子網的支持下，用戶才能利用網路上的各種資源，進行相互間的通信，實現計算機網路的功能。
通信子網有兩種類型：
（1）公用型（如公用計算機互聯網CHINANET）
（2）專用型（如各類銀行網、證券網等）
1.3.3 網路硬體系統和網路軟體系統
計算機網路系統是由計算機網路硬體系統和網路軟體系統組成的。
網路硬體系統是指構成計算機網路的硬設備，包括各種計算機系統、終端及通信設備。
常見的網路硬體有：
（1）主機系統； （2）終端； （3）傳輸介質； （4）網卡；（5）集線器； （6）交換機； （7）路由器
網路軟體主要包括網路通信協議、網路操作系統和各類網路應用系統。
（1）伺服器操作系統
常見的有：Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
（2）工作站操作系統
常見的有： Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
（3）網路通信協議
（4）設備驅動程序
（5）網路管理系統軟體
（6）網路安全軟體
（7）網路應用軟體
課後小結：
1． 計算機網路的功能和應用
2． 網路的系統組成
課後作業：預習P8－P10
第三講
教學類型：理論課
教學課題：1．4計算機網路的分類
教學目標：1．掌握計算機網路的分類；2. 了解計算機網路的定義和發展；3． 了解計算機網路的功能和應用；4. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點：掌握計算機網路的分類
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
1.4 計算機網路的分類
1.4.1 按計算機網路覆蓋范圍分類
由於網路覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同，所採用的網路結構和傳輸技術也不同，因而形成不同的計算機網路。
一般可以分為區域網（LAN）、城域網（MAN）、廣域網（WAN）三類。
1.4.2按計算機網路拓撲結構分類
網路拓撲是指連接的形狀，或者是網路在物理上的連通性。如果不考慮網路的的地理位置，而把連接在網路上的設備看作是一個節點，把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路，這樣就可以抽象出網路的拓撲結構。
按計算機網路的拓撲結構可將網路分為：星型網、環型網、匯流排型網、樹型網、網型網。
1.4.3 按網路的所有權劃分
1.公用網
由電信部門組建，由政府和電信部門管理和控制的網路。
2.專用網
也稱私用網，一般為某一單位或某一系統組建，該網一般不允許系統外的用戶使用。
1.4.4 按照網路中計算機所處的地位劃分
（1）對等區域網
（2）基於伺服器的網路（也稱為客戶機/伺服器網路）。
課後小結：
1. 計算機網路的定義；2. 計算機網路的功能和應用；3. 計算機網路的分類
課後作業：(P10)1 、4、5、6
第四講
教學類型：理論課
教學課題：1．1計算機網路的定義和發展
教學目標：1. 了解數據通信的基本概念；2. 了解數據傳輸方式
教學重點、難點：數據傳輸方式
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
第二章 數據通信基礎
2．1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息和數據
1．信息
信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物質與外部的聯系。信息有各種存在形式。
2．數據
信息可以用數字的形式來表示，數字化的信息稱為數據。數據可以分成兩類：模擬數據和數字數據。
2.1.2 信道和信道容量
1．信道
信道是傳送信號的一條通道，可以分為物理信道和邏輯信道。
物理信道是指用來傳送信號或數據的物理通路，由傳輸及其附屬設備組成。
邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路，但在信號的收、發節點之間並不一定存在與之對應的物理傳輸介質，而是在物理信道基礎上，由節點設備內部的連接來實現。
2．信道的分類
信道按使用許可權可分為專業信道和共用信道。
信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛星信道。
信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數字信道。
3．信道容量
信道容量是指信道傳輸信息的最大能力，通常用數據傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數越大，則信息的傳輸能力也就越大，表示信道容量大。
2.1.3 碼元和碼字
在數字傳輸中，有時把一個數字脈沖稱為一個碼元，是構成信息編碼的最小單位。
計算機網路傳送中的每一位二進制數字稱為「碼元」或「碼位」，例如二進制數字10000001是由7個碼元組成的序列，通常稱為「碼字」。
2.1.4 數據通信系統主要技術指標
1．比特率：比特率是一種數字信號的傳輸速率，它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位（bit）數，單位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
2．波特率：波特率是一種調制速率，也稱波形速率。在數據傳輸過程中，線路上每秒鍾傳送的波形個數就是波特率，其單位為波特（baud）。
3．誤碼率：誤碼率指信息傳輸的錯誤率，也稱誤碼率，是數據通信系統在正常工作情況下，衡量傳輸可靠性的指標。
4．吞吐量：吞吐量是單位時間內整個網路能夠處理的信息總量，單位是位元組/秒或位/秒。在單信道匯流排型網路中，吞吐量=信道容量×傳輸效率。
5．通道的傳播延遲：信號在信道中傳播，從信源端到達信宿端需要一定的時間，這個時間叫做傳播延遲（或時延）。
2.1.5 帶寬與數據傳輸率
1.信道帶寬
信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度，它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。
帶寬越大，所能達到的傳輸速率就越大，所以通道的帶寬是衡量傳輸系統的一個重要指標。
2.數據傳輸率
數據傳輸率是指單位時間信道內傳輸的信息量，即比特率，單位為比特/秒。
一般來說，數據傳輸率的高低由傳輸每一位數據所佔時間決定，如果每一位所佔時間越小，則速率越高。
2.2 數據傳輸方式
2.2.1 數據通信系統模型
2.2.2 數據線路的通信方式
根據數據信息在傳輸線上的傳送方向，數據通信方式有：
單工通信
半雙工通信
雙工通信
2.2.3 數據傳輸方式
數據傳輸方式依其數據在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣後再傳輸，可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬頻傳輸等方式。
1.基帶傳輸
2.頻帶傳輸
3.寬頻傳輸
課後小結：
1. 什麼是信息、數據？
2. 什麼是信道？常用的信道分類有幾種？
3. 什麼是比特率？什麼是波特率？
4. 什麼是帶寬、數據傳輸率與信道容量？
課後作業：（P20）二1、2、3、4、5、6
第五講
教學類型：理論課
教學課題：2．2～2．4
教學目標：1．理解數據交換技術；2. 理解差錯檢驗與校正技術
教學重點、難點：數據交換技術、差錯檢驗與校正技術
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程：
導入：由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
2.3 數據交換技術
通常使用四種交換技術：
電路交換
報文交換
分組交換
信元交換。
2.3.1 電路交換
電路交換（也稱線路交換）
在電路交換方式中，通過網路節點（交換設備）在工作站之間建立專用的通信通道，即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立，這對端點就獨占該條物理通道，直至通信線路被取消。
電路交換的主要優點是實時性好，由於信道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信的雙方必須同時工作。
電路交換必定是面向連接的，電話系統就是這種方式。
電路交換的三個階段：
電路建立階段
數據傳輸階段
拆除電路階段
2.3.2 報文交換
報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數據包。報文交換採取的是「存儲—轉發」（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個節點之間建立專用的物理線路。
報文交換的主要缺點是網路的延時較長且變化比較大，因而不宜用於實時通信或互動式的應用場合。
在 20 世紀 40 年代，電報通信也採用了基於存儲轉發原理的報文交換(message switching)。
報文交換的時延較長，從幾分鍾到幾小時不等。現在，報文交換已經很少有人使用了。
2.3.3 分組交換
分組交換也稱包交換，它是報文交換的一種改進，也屬於存儲-轉發交換方式，但它不是以報文為單位，而是以長度受到限制的報文分組（Packet）為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包，分組交換有時也稱為包交換。
分組在網路中傳輸，還可以分為兩種不同的方式：數據報和虛電路。
分組交換的優點
高效 動態分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段佔用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 必先建立連接就能向其他主機發送分組；充分使用鏈路的帶寬
可靠 完善的網路協議；自適應的路由選擇協議使網路有很好的生存性
2.3.4 信元交換技術
（ATM，Asynchronous Transfer Mode，非同步傳輸模式）
ATM是一種面向連接的交換技術，它採用小的固定長度的信息交換單元（一個53Byte的信元），話音、視頻和數據都可由信元的信息域傳輸。
它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優點，針對分組交換速率低的弱點，利用電路交換完全與協議處理幾乎無關的特點，通過高性能的硬體設備來提高處理速度，以實現高速化。
ATM是一種廣域網主幹線的較好選擇。
2.4 差錯檢驗與校正
數據傳輸中出現差錯有多種原因，一般分成內部因素和外部因素。
內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。
外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業噪音等。
為了確保無差錯地傳輸，必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環冗餘碼校驗。
2.4.1 奇偶校驗
採用奇偶校驗時，若其中兩位同時發生錯誤，則會發生沒有檢測出錯誤的情況。
2.4.2 循環冗餘碼校驗。
這種編碼對隨機差錯和突發差錯均能以較低的冗餘充進行嚴格的檢查。
課後小結：
1. 數據通信的的一些基本知識
2. 三種交換方式的基本工作原理
3. 兩種差錯校驗方法：奇偶校驗和循環冗餘校驗
課後作業：（P20）二7、8、9
第六講
教學類型：復習課
教學課題：第一章與第二章
教學目標：通過復習掌握第一、二章的重點
教學重點、難點：第一、二章的重點
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容：第一、二章的內容
第七講
教學類型：測驗一
第八講
教學類型：理論課
教學課題：第三章 計算機網路技術基礎
教學目標：1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學重點、難點：1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學方法：教師講解、演示、學生認真學習並思考、記憶；教師講授與學生理解協調並重的教學法
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）
第三章 計算機網路技術基礎
3.1 計算機網路的拓撲結構
3.1.1 什麼是計算機網路的拓撲結構
網路拓撲是指網路連接的形狀，或者是網路在物理上的連通性。
網路拓撲結構能夠反映各類結構的基本特徵，即不考慮網路節點的具體組成，也不管它們之間通信線路的具體類型，把網路節點畫作「點」，把它們之間的通信線路畫作「線」，這樣畫出的圖形就是網路的拓撲結構圖。
不同的拓撲結構其信道訪問技術、網路性能、設備開銷等各不相同，分別適應於不同場合。它影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等方面，是研究計算機網路的主要環節之一。
計算機網路的拓撲結構主要是指通信子網的拓撲結構，常見的一般分為以下幾種：
1.匯流排型；2.星型；3.環型；4.樹型；5.網狀型
3.1.2 匯流排型拓撲結構
匯流排結構中，各節點通過一個或多個通信線路與公共匯流排連接。匯流排型結構簡單、擴展容易。網路中任何節點的故障都不會造成全網的故障，可靠性較高。
匯流排型結構是從多機系統的匯流排互聯結構演變而來的，又可分為單匯流排結構和多匯流排結構，常用CSMA/CD和令牌匯流排訪問控制方式。
匯流排型結構的缺點：
（1）故障診斷困難；（2）故障隔離困難；（3）中繼器等配置；（4）實時性不強
3.1.3 星型拓撲結構
星型的中心節點是主節點，它接收各分散節點的信息再轉發給相應節點，具有中繼交換和數據處理功能。星型網的結構簡單，建網容易，但可靠性差，中心節點是網路的瓶頸，一旦出現故障則全網癱瘓。
星型拓撲結構的訪問採用集中式控制策略，採用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。
星型拓撲結構的優點：
（1）方便服務；（2）每個連接只接一個設備；（3）集中控制和便於故障診斷；（4）簡單的訪問協議
星型拓撲結構的缺點：
（1）電纜長度和安裝；（2）擴展困難；（3）依賴於中央節點
3.1.4 環型拓撲結構
網路中節點計算機連成環型就成為環型網路。環路上，信息單向從一個節點傳送到另一個節點，傳送路徑固定，沒有路徑選擇問題。環型網路實現簡單，適應傳輸信息量不大的場合。任何節點的故障均導致環路不能正常工作，可靠性較差。
環型網路常使用令牌環來決定哪個節點可以訪問通信系統。
環型拓撲結構的優點：
（1）電纜長度短；（2）適用於光纖；（3）網路的實時性好
環型拓撲結構的缺點：
（1）網路擴展配置困難；（2）節點故障引起全網故障；（3）故障診斷困難；（4）拓撲結構影響訪問協議
3.1.5 其他類型拓撲結構
1.樹型拓撲結構
樹型網路是分層結構，適用於分級管理和控制系統。網路中，除葉節點及其聯機外，任一節點或聯機的故障均隻影響其所在支路網路的正常工作。
2.星型環型拓撲結構
3.1.6 拓撲結構的選擇原則
拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時，應該考慮的主要因素有以下幾點：
（1）服務可靠性； （2）網路可擴充性； （3）組網費用高低（或性能價格比）。
3.2 ISO/OSI網路參考模型
建立分層結構的原因和意義：
建立計算機網路的根本目的是實現數據通信和資源共享，而通信則是實現所有網路功能的基礎和關鍵。對於網路的廣泛實施，國際標准化組織ISO（International Standard Organization），經過多年研究，在1983年提出了開放系統互聯參考模型OSI/RM（Reference Model of Open System Interconnection），這是一個定義連接異種計算機的標准主體結構，給網路設計者提供了一個參考規范。
OSI參考模型的層次
OSI參考模型共有七層，由低到高分別是：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1．OSI參考模型的特性
（1）是一種將異構系統互聯的分層結構；
（2）提供了控制互聯系統交互規則的標准骨架；
（3）定義了一種抽象結構，而並非具體實現的描述；
（4）不同系統上的相同層的實體稱為同等層實體；
（5）同等層實體之間的通信由該層的協議管理；
（6）相鄰層間的介面定義了原語操作和低層向上層提供的服務；
（7）所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務；
（8）直接的數據傳送僅在最低層實現；
（9）每層完成所定義的功能，修改本層的功能並不影響其它層。
2．有關OSI參考模型的技術術語
在OSI參考模型中，每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協議的描述中，經常使用如下一些技術術語：
（1）數據單元
服務數據單元SDU（Service Data Unit）
協議數據單元PDU（Protocol Data Unit）
介面數據單元IDU（Interface Data Unit）
服務訪問點SAP（Service Access Point）
服務原語（Primitive）
（2）面向連接和無連接的服務
下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式：面向連接和無連接的服務。
面向連接的服務是在數據傳輸之前先建立連接，主要過程是：建立連接、進行數據傳送，拆除鏈路。面向連接的服務，又稱為虛電路服務。
無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程，一般也不採用可靠方式傳送。不可靠（無確認）的無連接服務又稱為數據報服務。
3.2.1 物理層
物理層是OSI模型的最低層，其任務是實現物理上互連系統間的信息傳輸。
1.物理層必須具備以下功能
（1）物理連接的建立、維持與釋放；2）物理層服務數據單元傳輸；（3）物理層管理。
2.媒體和互聯設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等；
通信用的互聯設備如各種插頭、插座等；區域網中的各種粗、細同軸電纜，T型接/插頭，接收器，發送器，中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
3.2.2 數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據信道。數據鏈路層的任務是以物理層為基礎，為網路層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路，通過數據鏈路協議，實施對二進制數據正確、可靠的傳輸。
數據鏈路的建立、拆除、對數據的檢錯、糾錯是數據鏈路層的基本任務。
1.鏈路層的主要功能
（1）鏈路管理；（2）幀的裝配與分解；（3）幀的同步；（4）流量控制與順序控制；（5）差錯控制；（6）使接收端能區分數據和控制信息；（7）透明傳輸；（8）定址
2.數據鏈路層的主要協議
（1）ISO1745-1975；（2）ISO3309-1984；（3）ISO7776
3.鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的是網卡，網橋也是鏈路產品。
數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802．3情況下，數據鏈路層分成兩個子層：一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。
3.2.3 網路層
網路層是通信子網與資源子網之間的介面，也是高、低層協議之間的介面層。網路層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處於同一網路中，網路層將處理這些差異。
1.網路層的主要功能
（1）建立和拆除網路連接；
（2）分段和組塊；
（3）有序傳輸和流量控制；
（4）網路連接多路復用；
（5）路由選擇和中繼；
（6）差錯的檢測和恢復；
（7）服務選擇
2.網路層提供的服務
OSI/RM中規定，網路層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務，也稱為數據報服務和虛電路服務。
3.路由選擇
3.2.4 傳輸層
傳輸層是資源子網與通信子網的介面和橋梁。傳輸層下面三層（屬於通信子網）面向數據通信，上面三層（屬於資源子網）面向數據處理。因此，傳輸層位於高層和低層中間，起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網中的細節，實現通信子網中端到端的透明傳輸，完成資源子網中兩節點間的邏輯通信。它是負責數據傳輸的最高一層，也是整個七層協議中最重要和最復雜的一層。
1.傳輸層的特性
（1）連接與傳輸；（2）傳輸層服務
2.傳輸層的主要功能
3.傳輸層協議
3.2.5 會話層
會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層，會話層位於OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層，它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務，具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信，屬於進程間通信的范疇。
會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段，對數據傳輸提供控制和管理。
1.會話層的主要功能；
（1）提供遠程會話地址；
（2）會話建立後的管理；
（3）提供把報文分組重新組成報文的功能
2.會話層提供的服務
（1）會話連接的建立和拆除；
（2）與會話管理有關的服務；
（3）隔離；
（4）出錯和恢復控制
3.2.6 表示層
表示層為應用層服務，該服務層處理的是通信雙方之間的數據表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義，表示層就需要把發送方具有的內部格式編碼為適於傳輸的比特流，接收方再將其解碼為所需要的表示形式。
數據傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中，有關語義的處理由應用層負責，表示層僅完成語法的處理。
1.表示層的主要功能
（1）語法轉換；（2）傳送語法的選擇；（3）常規功能
2.表示層提供的服務
（1）數據轉換和格式轉換；
（2）語法選擇；
（3）數據加密與解密；
（4）文本壓縮
3.2.7 應用層
OSI的7層協議從功能劃分來看，下面6層主要解決支持網路服務功能所需要的通信和表示問題，應用層則提供完成特定網路功能服務所需要的各種應用協議。
應用層是OSI的最高層，直接面向用戶，是計算機網路與最終用戶的介面。負責兩個應用進程（應用程序或操作員）之間的通信，為網路用戶之間的通信提供專用程序。
課後小結：
1．計算機網路的拓撲結構的分類
2．OSI參考模型的層次
課後作業：預習P37~P39
第九講
教學類型：理論課
教學課題：3．3～3．4
教學目標：
1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數據傳輸控制方式的基本原理
2. 了解幾種常見的網路類型
教學重點、難點：理解數據傳輸控制方式
教學方法：教師講解、演示、提問；
教學工具：多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。
講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書
3.3 數據傳輸控制方式
數據和信息在網路中是通過信道進行傳輸的，由於各計算機共享網路公共信道，因此如何進行信道分配，避免或解決通道爭用就成為重要的問題，就要求網路必須具備網路的訪問控制功能。介質訪問控制（MAC）方法是在區域網中對數據傳輸介質進行訪問管理的方法。
3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問
沖突檢測/載波偵聽（CSMA/CD法）
CSMA/CD是基於IEEE802．3標準的乙太網中採用的MAC方法，也稱為「先聽後發、邊發邊聽」。它的工作方式是要傳輸數據的節點先對通道進行偵聽，以確定通道中是否有別的站在傳輸數據，若信道空閑，該節點就可以佔用通道進行傳輸，反之，該節點將按一定演算法等待一段時間後再試，並且在發送過程中進行沖突檢測，一旦有沖突立即停止發送。通常採用的演算法有三種：非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。
目前，常見的區域網，一般都是採用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯匯流排型網路。用戶只要使用Ethernet網卡，就具備此種功能。
❽ 求<計算機網路基礎>的習題答案
我還真一題都答不上來
我菜鳥