❶ 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
为什么用回退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）。
❷ 计算机网络技术基础课后习题答案
CH1 答案 一．填空题 1．通信 2．实现资源共享 3．局域网 广域网 4．资源子网 通信子网 二．选择题 DDBBCCA 三．简答题 1．答：所谓计算机网络，就是指以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。 2．答：计算机网络技术的发展大致可以分为四个阶段。 第一阶段计算机网络的发展是从20世纪50年代中期至20世纪60年代末期，计算机技术与通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。此时的计算机网络，是指以单台计算机为中心的远程联机系统。 第二阶段是从20世纪60年代末期至20世纪70年代中后期，计算机网络完成了计算机网络体系结构与协议的研究，形成了初级计算机网络。 第三阶段是从20世纪70年代初期至20世纪90年代中期。国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互联（OSI）参考模型，从而促进了符合国际标准化的计算机网络技术的发展。 第四阶段是从20世纪90年代开始。这个阶段最富有挑战性的话题是互联网应用技术、无线网络技术、对等网技术与网络安全技术。 3．网络的拓扑结构主要主要有：星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、树型拓扑结构、网状型拓扑结构。 （1）星型拓扑优点：控制简单、故障诊断和隔离容易、服务方便；缺点：电缆需量大和安装工作量大；中心结点的负担较重，容易形成瓶颈；各结点的分布处理能力较低。 （2）树型拓扑优点：易于扩展、故障隔离较容易；缺点是各个结点对根的依赖性太大，如果根结点发生故障，则整个网络都不能正常工作。 （3）总线型拓扑的优点如下：总线结构所需要的电缆数量少；总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性；易于扩充，增加或减少用户比较方便。总线型拓扑的缺点如下：总线的传输距离有限，通信范围受到限制。故障诊断和隔离较困难。总线型网络中所有设备共享总线这一条传输信道，因此存在信道争用问题， （4）环型拓扑的优点如下：拓扑结构简单，传输延时确定。电缆长度短。环型拓扑网络所需的电缆长度和总线型拓扑网络相似，比星型拓扑网络所需的电缆短。可使用光纤。光纤的传输速率很高，十分适合于环型拓扑的单方向传输。环型拓扑的缺点如下：结点的故障会引起全网的故障；故障检测困难；信道利用率低。 （5）网状型拓扑优点是：可靠性好，结点的独立处理能力强，信息传输容量大。 缺点是：结构复杂，管理难度大，投资费用高。 4．计算机网络的主要功能：资源共享、数据通信、实时控制、均衡负载和分布式处理、其他综合服务。举例说明（略）。 CH2 答案 一．填空题 1．信号
2．串行通信 并行通信 并行通信 3．调制 解调 调制解调器 4．幅度调制（ASK） 频率调制（FSK） 相位调制（PSK） 5．电路交换 报文交换 分组交换 6．奇偶校验 循环冗余校验 7．非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线 二．选择题 BDAABDABCCB 三．简答题 1．答：信息是指有用的知识或消息，计算机网络通信的目的就是为了交换信息。数据是信息的表达方式，是把事件的某些属性规范化后的表现形式，它能够被识别，可以被描述。数据与信息的主要区别在于：数据涉及的是事物的表示形式，信息涉及的是这些数据的内容和解释。在计算机系统中，数据是以统一的二进制代码表示，而这些二进制代码表示的数据要通过物理介质和器件进行传输时，还需要将其转变成物理信号。信号是数据在传输过程中的电磁波表现形式，是表达信息的一种载体，如电信号、光信号等。在计算机中，信息是用数据表示的并转换成信号进行传送。 2．答：当发送端以某一速率在一定的起始时间内发送数据时，接收端也必须以同一速率在相同的起始时间内接收数据。否则，接收端与发送端就会产生微小误差，随着时间的增加，误差将逐渐积累，并造成收发的不同步，从而出现错误。为了避免接收端与发送端的不同步，接收端与发送端的动作必须采取严格的同步措施。 同步技术有两种类型： （1）位同步：只有保证接收端接收的每一个比特都与发送端保持一致，接收方才能正确地接收数据。 （2）字符或帧数据的同步：通信双方在解决了比特位的同步问题之后，应当解决的是数据的同步问题。例如，字符数据或帧数据的同步。 3、4．略 5．传输出错，目的结点接收到的比特序列除以G(x)有余数。 CH3 答案 一．填空题 1．物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 2．物理 3．比特流 差错 4．比特 数据帧 数据包（分组） 报文 5．物理层 网络层 传输层 二、选择题 DBACB BCABB CDACA 三、简答题 1．所谓网络体系结构就是为了完成主机之间的通信，把网络结构划分为有明确功能的层次，并规定了同层次虚通信的协议以及相邻层之间的接口和服务。因此，网络的层次模型与各层协议和层间接口的集合统称为网络体系结构。 2．网络体系结构分层的原则： 1）各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下层是如何实现的，而仅仅需要知道下层能提供什么样的服务就可以了。
2）灵活性好。当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。 3）结构上可独立分割。由于各层独立划分，因此，每层都可以选择最为合适的实现技术。 4）易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统。 3．帧同步（定界）就是标识帧的开始与结束，即接收方从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始于结束。常见有4中帧定界方法，即字符计数法、带字符填充的首尾界符法、带位填充的首尾标志法和物理层编码违例法。 4．数据链路层使用的地址是MAC地址，也称为物理地址；网络层使用的地址是IP地址，也称为逻辑地址；传输层使用的地址是IP地址+端口号。 5．网络层的主要功能是提供不相邻结点间数据包的透明传输，为传输层提供端到端的数据传送任务。网络层的主要功能有：1）为传输层提供服务；2）组包与拆包；3）路由选择；4）流量控制。 6．传输层是计算机网络体系结构中非常重要的一层，其主要功能是在源主机与目的主机进程之间负责端到端的可靠数据传输，而网络层只负责找到目的主机，网络层是通信子网的最高层，传输层是资源子网的最低层，所以说传输层在网络体系结构中是承上启下的一层。在计算机网络通信中，数据包到达指定的主机后，还必须将它交给这个主机的某个应用进程（端口号），这由传输层按端口号寻址加以实现。 7．流量控制就是使发送方所发出的数据流量速率不要超过接收方所能接收的数据流量速率。流量控制的关键是需要一种信息反馈机制，使发送方能了解接收方是否具备足够的接收及处理能力，使得接收方来得及接收发送方发送的数据帧。 流量控制的作用就是控制“拥塞”或“拥挤”现象，避免死锁。 流量在计算机网络中就是指通信量或分组流。拥塞是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象。若通信量再增大，就会使得某些结点因无缓冲区来接收新到的分组，使网络的性能明显变差，此时网络的吞吐量（单位时间内从网络输出的分组数目）将随着输入负载（单位时间内输入给网络的分组数目）的增加而下降，这种情况称为拥塞。在网络中，应尽量避免拥塞现象的发生，即要进行拥塞控制。 网络层和传输层与流量控制和拥塞控制有关。 8．传输层的主要功能有：1）分段与重组数据2）按端口号寻址3）连接管理4）差错处理和流量控制。 分段与重组数据的意思如下： 在发送方，传输层将会话层来的数据分割成较小的数据单元，并在这些数据单元头部加上一些相关控制信息后形成报文，报文的头部包含源端口号和目标端口号。在接收方，数据经通信子网到达传输层后，要将各报文原来加上的报文头部控制信息去掉（拆包），然后按照正确的顺序进行重组，还原为原来的数据，送给会话层。 9．TCP/IP参考模型先于OSI参考模型开发，所以并不符合OSI标准。TCP/IP参考模型划分为4个层次：1）应用层（Application Layer）；2）传输层（Transport Layer）；3）网际层（Internet Layer）；4）网络接口层（Host-to-Network Layer）。 10．OSI参考模型与TCP/IP参考模型的共同点是它们都采用了层次结构的概念，在传输层中二者都定义了相似的功能。但是，它们在层次划分与使用的协议上有很大区别。 OSI参考模型与协议缺乏市场与商业动力，结构复杂，实现周期长，运行效率低，这是它没有能够达到预想目标的重要原因。 TCP/IP参考模型与协议也有自身的缺陷，主要表现在以下方面：
1）TCP/IP参考模型在服务、接口与协议的区别上不很清楚；2）TCP/IP参考模型的网 络接口层本身并不是实际的一层，它定义了网络层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要合理的，一个好的参考模型应该将它们区分开来，而TCP/IP参考模型却没有做到这点。 CH4 答案 一．填空题 1．光纤 2．IEEE802.4 3．介质访问控制子层（MAC） 逻辑链路子层（LLC） 4．CSMA/CD 令牌环介质访问控制方法 令牌总线介质访问控制方法 5．星型结构 总线型结构 环型结构 6．MAC地址 48 厂商 该厂商网卡产品的序列号 二．选择题 ADCBCDAB 二．简答题 1．答：局域网是在有限的地理范围内，利用各种网络连接设备和通信线路将计算机互联在一起，实现数据传输和资源共享的计算机网络。局域网特点：地理范围有限；一般不对外提供服务，保密性较好，且便于管理；网速较快；误码率低；局域网投资较少，组建方便，使用灵活等。 2．答：局域网有硬件和软件组成。局域网的软件系统主要包括：网络操作系统、工作站系统、网卡驱动系统、网络应用软件、网络管理软件和网络诊断软件。局域网的硬件系统一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质和数据交换设备五部分组成。 3．答：目前,局域网常用的共享式访问控制方式有三种,分别用于不同的拓扑结构:带有冲突检测的载波侦听多路访问法（CSMA/CD），令牌环访问控制法（Token Ring）,令牌总线访问控制法（token bus）。 CSMA/CD协议主要用于物理拓扑结构为总线型、星型或树型的以太网中。CSMA/CD采用了争用型介质访问控制方法，原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。在低负荷时，响应较快，具有较高的工作效率；在高负荷（节点激增）时，随着冲突的急剧增加，传输延时剧增，导致网络性能的急剧下降。此外，有冲突型的网络，时间不确定，因此，不适合控制型网络。 令牌环（Token Ring）介质访问控制多用于环型拓扑结构的网络，属于有序的竞争协议。令牌环网络的主要特点：无冲突；时间确定；适合光纤；控制性能好；在低负荷时，也要等待令牌的顺序传递，因此，低负荷时响应一般，在高负荷时，由于没有冲突，因此有较好的响应特性。 令牌总线访问控制技术应用于物理结构是总线的而逻辑结构却是环型的网络。特点类似令牌环介质访问控制技术。 4．答：CSMA/CD方法的工作原理可以简单地概括为以下4句话：先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发。 5．答：由于局域网不需要路由选择，因此它并不需要网络层，而只需要最低的两层：物理层和数据链路层。IEEE802标准，又将数据链路层分为两个子层：介质访问控制子层MAC和逻辑链路子层LLC。
CH5 答案 一．填空题 1．交换机 路由器 2．电路交换（拨号）服务 分组交换服务 租用线路或专业服务 3．计算机主机 局域网 4．640kbps-1Mbps 1.5Mbps-8Mbps 二．选择题 BCADAA 三．简答题 1．答：①拨号上Internet/Intranet/LAN； ②两个或多个LAN之间的网络互连； ③和其它广域网技术的互连。 2．答：（1）多种业务的兼容性 （2）数字传输:ISDN能够提供端到端的数字连接。 （3）标准化的接口: （4）使用方便 （5）终端移动性 （6）费用低廉 3．答：① 采用TDMA、CDMA数字蜂窝技术，频段为450/800/900MHz，主要技术又GSM、IS-54TDMA（DAMPS）等； ② 微蜂窝技术，频段为1.8/1.9GHz，主要技术基于GSM的GSC1800/1900，或IS-95的CDMA等； ③ 通用分组无线业务（Gerneral Packet Radio Service，GPRS）可在GSM移动电话网上收、发话费增值业务，支持数据接入速率最高达171.2Kbps，可完全支持浏览Internet的 Web站点。 CH6答案 一．填空题 1．unix 、linux、Netware、Windows Server系列 2．打印服务 通信服务 网络管理 二．选择题 DBCAC 三．问答题 1．答：①从体系结构的角度看，当今的网络操作系统可能不同于一般网络协议所需的完整的协议通信传输功能。 ②从操作系统的观点看，网络操作系统大多是围绕核心调度的多用户共享资源的操作系统。 ③从网络的观点看，可以将网络操作系统与标准的网络层次模型作以比较。 2．答：网络操作系统除了应具有通常操作系统应具有的处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理外，还应具有以下两大功能： ①提供高效、可靠的网络通信能力； ②提供多种网络服务功能，如远程作业录入并进行处理的服务功能；文件传输服务功能；电子邮件服务功能；远程打印服务功能等。
❸ 求计算机网络安全教程 课后答案（石志国的）
第1章 一、选择题
1. 狭义上说的信息安全，只是从自然科学的角度介绍信息安全的研究内容。
2. 信息安全从总体上可以分成5个层次，密码技术 是信息安全中研究的关键点。 3. 信息安全的目标CIA指的是机密性，完整性，可用性。
4. 1999年10月经过国家质量技术监督局批准发布的《计算机信息系统安全保护等级划分准则》将计算机安全保护划分为以下5个级别。 二、填空题
1. 信息保障的核心思想是对系统或者数据的4个方面的要求：保护（Protect），检测（Detect），反应（React），恢复（Restore）。
2. TCG目的是在计算和通信系统中广泛使用基于硬件安全模块支持下的可信计算平台Trusted Computing Platform，以提高整体的安全性。
3. 从1998年到2006年，平均年增长幅度达50％左右，使这些安全事件的主要因素是系统和网络安全脆弱性（Vulnerability）层出不穷，这些安全威胁事件给Internet带来巨大的经济损失。
4. B2级，又叫结构保护（Structured Protection）级别，它要求计算机系统中所有的对象都要加上标签，而且给设备（磁盘、磁带和终端）分配单个或者多个安全级别。 5. 从系统安全的角度可以把网络安全的研究内容分成两大体系：攻击和防御。 三、简答题
1. 网络攻击和防御分别包括哪些内容？ 答：①攻击技术：网络扫描，网络监听，网络入侵，网络后门，网络隐身 ②防御技术：安全操作系统和操作系统的安全配置，加密技术，防火墙技术，入侵检测，网络安全协议。
2. 从层次上，网络安全可以分成哪几层？每层有什么特点？ 答：从层次体系上，可以将网络安全分为4个层次上的安全：
（1）物理安全 特点：防火，防盗，防静电，防雷击和防电磁泄露。
（2）逻辑安全 特点：计算机的逻辑安全需要用口令、文件许可等方法实现。
（3）操作系统 特点：操作系统是计算机中最基本、最重要的软件。操作系统的安全是网络安全的基础。
（4）联网安全 特点：联网的安全性通过访问控制和通信安全两方面的服务来保证。 第2章 一、选择题
1. OSI参考模型是国际标准化组织制定的模型，把计算机与计算机之间的通信分成7个互相连接的协议层。
2. 表示层服务的一个典型例子是用一种一致选定的标准方法对数据进行编码。。 3. 子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。。 4. 通过ICMP协议，主机和路由器可以报告错误并交换相关的状态信息。 5. 常用的网络服务中，DNS使用 UDP协议。 二、填空题
1. 网络层的主要功能是完成网络中主机间的报文传输，在广域网中，这包括产生从源端到目的端的路由。
2. TCP/IP协议族包括4个功能层：应用层、传输层、网络层和网络接口层。这4层概括了
第1章 一、选择题
1. 狭义上说的信息安全，只是从自然科学的角度介绍信息安全的研究内容。
2. 信息安全从总体上可以分成5个层次，密码技术 是信息安全中研究的关键点。 3. 信息安全的目标CIA指的是机密性，完整性，可用性。
4. 1999年10月经过国家质量技术监督局批准发布的《计算机信息系统安全保护等级划分准则》将计算机安全保护划分为以下5个级别。 二、填空题
1. 信息保障的核心思想是对系统或者数据的4个方面的要求：保护（Protect），检测（Detect），反应（React），恢复（Restore）。
2. TCG目的是在计算和通信系统中广泛使用基于硬件安全模块支持下的可信计算平台Trusted Computing Platform，以提高整体的安全性。
3. 从1998年到2006年，平均年增长幅度达50％左右，使这些安全事件的主要因素是系统和网络安全脆弱性（Vulnerability）层出不穷，这些安全威胁事件给Internet带来巨大的经济损失。
4. B2级，又叫结构保护（Structured Protection）级别，它要求计算机系统中所有的对象都要加上标签，而且给设备（磁盘、磁带和终端）分配单个或者多个安全级别。 5. 从系统安全的角度可以把网络安全的研究内容分成两大体系：攻击和防御。 三、简答题
1. 网络攻击和防御分别包括哪些内容？ 答：①攻击技术：网络扫描，网络监听，网络入侵，网络后门，网络隐身 ②防御技术：安全操作系统和操作系统的安全配置，加密技术，防火墙技术，入侵检测，网络安全协议。
2. 从层次上，网络安全可以分成哪几层？每层有什么特点？ 答：从层次体系上，可以将网络安全分为4个层次上的安全：
（1）物理安全 特点：防火，防盗，防静电，防雷击和防电磁泄露。
（2）逻辑安全 特点：计算机的逻辑安全需要用口令、文件许可等方法实现。
（3）操作系统 特点：操作系统是计算机中最基本、最重要的软件。操作系统的安全是网络安全的基础。
（4）联网安全 特点：联网的安全性通过访问控制和通信安全两方面的服务来保证。 第2章 一、选择题
1. OSI参考模型是国际标准化组织制定的模型，把计算机与计算机之间的通信分成7个互相连接的协议层。
2. 表示层服务的一个典型例子是用一种一致选定的标准方法对数据进行编码。。 3. 子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。。 4. 通过ICMP协议，主机和路由器可以报告错误并交换相关的状态信息。 5. 常用的网络服务中，DNS使用 UDP协议。 二、填空题
1. 网络层的主要功能是完成网络中主机间的报文传输，在广域网中，这包括产生从源端到目的端的路由。
2. TCP/IP协议族包括4个功能层：应用层、传输层、网络层和网络接口层。这4层概括了
2
相对于OSI参考模型中的7层。
3. 目前E-mail服务使用的两个主要协议是 简单邮件传输协议和邮局协议。 4. ping指令通过发送ICMP包来验证与另一台TCP/IP计算机的IP级连接，应答消息的接收情况将和往返过程的次数一起显示出来。
5. 使用“net user”指令查看计算机上的用户列表 三、简答题
2. 简述TCP/IP协议族的基本结构，并分析每层可能受到的威胁及如何防御。 答：
第4章 一、选择题
1. 踩点就是通过各种途径对所要攻击的目标进行多方面的了解（包括任何可得到的蛛丝马迹，但要确保信息的准确），确定攻击的时间和地点。
2. 对非连续端口进行的，并且源地址不一致、时间间隔长而没有规律的扫描，称之为慢速扫描。 二、填空题
1. 扫描方式可以分成两大类：慢速扫描和乱序扫描。
2. 被动式策略是基于主机之上，对系统中不合适的设置、脆弱的口令及其他同安全规则抵触的对象进行检查。
3. 一次成功的攻击，可以归纳成基本的五个步骤，但是根据实际情况可以随时调整。归纳起来就是“黑客攻击五部曲”，分别为：隐藏IP、踩点扫描、获得系统或管理员权限、种植后门和在网络中隐身 三、简答题与程序设计题
2. 黑客在进攻的过程中需要经过哪些步骤？目的是什么？ 答：（1）隐藏IP：IP隐藏使网络攻击难以被侦破。（2）踩点扫描：踩点是通过各种途径对所要攻击的目标进行多方面的了解，确定攻击的时间和地点。扫描的目的是利用各种工具在攻击目标的IP地址或地址段上的主机上寻找漏洞。（3）获得系统或管理员权限：得到管理员权限的目的是连接到远程计算机，对其控制，达到自己攻击的目的。（4）种植后门：为了保持长期对胜利胜利果实的访问权，在已经攻破的计算机上种植一些供自己访问的后门。（5）在网络中隐身：清除登陆日志及其他相关的日志，防止管理员发现。
5. 扫描分成哪两类？每类有什么特点？可以使用哪些工具进行扫描、各有什么特点？ 答：（1）网络扫描一般分为两种策略：一种是主动式策略；另外一种是被动式策略。
（2）被动式策略 特点：基于主机之上的，对系统中不合适的设置、脆弱的口令及其他同安全规则相抵触的对象进行检查，被动式扫描不会对系统造成破坏。工具及特点：GetNTUser：系统用户扫描；PortScan：开放端口扫描；Shed：共享目录扫描。
（3）主动式策略 特点：基于网络的，它通过执行一些脚本文件模拟对系统进行攻击的行为并记录系统的反应，从而发现其中的漏洞。主动式扫描对系统进行模拟攻击可能会对系统造成破坏。工具及特点：X-Scan-v2.3 ：对指定IP地址段（单机）进行安全漏洞检测。 6. 网络监听技术的原理是什么？
答：原理：在局域网中与其他计算机进行数据交换时，数据包发往所有连在一起的主机，也就是广播，在报头中包含目的机正确地址。因此只有与数据包中目的地址一致的那台主机才会接受数据包，其他的机器都会将包丢弃。但是，当主机工作在监听模式下时，无论接收到的数据包中目的地址是什么，主机都将其接收下来。然后对数据包进行分析，就得到了局域网中通信的数据。一台计算机可以监听同一网段内所有的数据包，不能监听不同网段的计算
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2、32位的二进制数、网络号+主机号、A 、前16 、254 、减少
3、有限、直接
4、arp
5、重组
6、抛弃、源主机
7、Network Destination、gateway
8、向量、链路
9、分层、指派路由
10、ARP -a
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❼ 计算机网络技术
第一章 计算机网络概述
1.1 计算机网络的定义和发展历史
1.1.1 计算机网络的定义
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，是在地理上分散的通过通信线路连接起来的计算机集合，这些计算机遵守共同的协议，依据协议的规定进行相互通信，实现网络各种资源的共享。
网络资源：所谓的网络资源包括硬件资源（如大容量磁盘、打印机等）、软件资源（如工具软件、应用软件等）和数据资源（如数据库文件和数据库等）。
计算机网络也可以简单地定义为一个互连的、自主的计算机集合。所谓互连是指相互连接在一起，所谓自主是指网络中的每台计算机都是相对独立的，可以独立工作。
1.1.2 计算机网络的发展历史
课后小结：
1． 计算机网络的定义．
2． 网络资源的分类．
课后作业：预习P2－P8．
第二讲
教学类型：理论课
教学课题：1．2～1．3
教学目标：1．了解计算机网络的功能和应用；2. 了解计算机网络的系统组成
教学重点、难点：计算机网络的功能和应用；网络的系统组成
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
1.2 计算机网络的功能和应用
1. 计算机网络的功能
（1）实现计算机系统的资源共享
（2）实现数据信息的快速传递
（3）提高可靠性
（4）提供负载均衡与分布式处理能力
（5）集中管理
（6）综合信息服务
2.计算机网络的应用
计算机网络由于其强大的功能，已成为现代信息业的重要支柱，被广泛地应用于现代生活的各个领域，主要有：
（1）办公自动化
（2）管理信息系统
（3）过程控制
（4）互联网应用（如电子邮件、信息发布、电子商务、远程音频与视频应用）
1.3计算机网络的系统组成
1.3.1 网络节点和通信链路
从拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等。
通信链路又分为物理链路和逻辑链路。
1.3.2 资源子网和通信子网
从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网：用户资源子网和通信子网。
资源子网包括各种计算机和相关的硬件、软件；
通信子网是连接这些计算机资源并提供通信服务的连接线路。正是在通信子网的支持下，用户才能利用网络上的各种资源，进行相互间的通信，实现计算机网络的功能。
通信子网有两种类型：
（1）公用型（如公用计算机互联网CHINANET）
（2）专用型（如各类银行网、证券网等）
1.3.3 网络硬件系统和网络软件系统
计算机网络系统是由计算机网络硬件系统和网络软件系统组成的。
网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。
常见的网络硬件有：
（1）主机系统； （2）终端； （3）传输介质； （4）网卡；（5）集线器； （6）交换机； （7）路由器
网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。
（1）服务器操作系统
常见的有：Novell公司的NetWare、微软公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
（2）工作站操作系统
常见的有： Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
（3）网络通信协议
（4）设备驱动程序
（5）网络管理系统软件
（6）网络安全软件
（7）网络应用软件
课后小结：
1． 计算机网络的功能和应用
2． 网络的系统组成
课后作业：预习P8－P10
第三讲
教学类型：理论课
教学课题：1．4计算机网络的分类
教学目标：1．掌握计算机网络的分类；2. 了解计算机网络的定义和发展；3． 了解计算机网络的功能和应用；4. 了解计算机网络的系统组成
教学重点、难点：掌握计算机网络的分类
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
1.4 计算机网络的分类
1.4.1 按计算机网络覆盖范围分类
由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同，所采用的网络结构和传输技术也不同，因而形成不同的计算机网络。
一般可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）三类。
1.4.2按计算机网络拓扑结构分类
网络拓扑是指连接的形状，或者是网络在物理上的连通性。如果不考虑网络的的地理位置，而把连接在网络上的设备看作是一个节点，把连接计算机之间的通信线路看作一条链路，这样就可以抽象出网络的拓扑结构。
按计算机网络的拓扑结构可将网络分为：星型网、环型网、总线型网、树型网、网型网。
1.4.3 按网络的所有权划分
1.公用网
由电信部门组建，由政府和电信部门管理和控制的网络。
2.专用网
也称私用网，一般为某一单位或某一系统组建，该网一般不允许系统外的用户使用。
1.4.4 按照网络中计算机所处的地位划分
（1）对等局域网
（2）基于服务器的网络（也称为客户机/服务器网络）。
课后小结：
1. 计算机网络的定义；2. 计算机网络的功能和应用；3. 计算机网络的分类
课后作业：(P10)1 、4、5、6
第四讲
教学类型：理论课
教学课题：1．1计算机网络的定义和发展
教学目标：1. 了解数据通信的基本概念；2. 了解数据传输方式
教学重点、难点：数据传输方式
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入：由现在的网络通讯中的一些普通关键词引入新课
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
第二章 数据通信基础
2．1 数据通信的基本概念
2.1.1 信息和数据
1．信息
信息是对客观事物的反映,可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物质与外部的联系。信息有各种存在形式。
2．数据
信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。
2.1.2 信道和信道容量
1．信道
信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输及其附属设备组成。
逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。
2．信道的分类
信道按使用权限可分为专业信道和共用信道。
信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。
信道按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道。
3．信道容量
信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用数据传输率来表示。即单位时间内传送的比特数越大，则信息的传输能力也就越大，表示信道容量大。
2.1.3 码元和码字
在数字传输中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。
计算机网络传送中的每一位二进制数字称为“码元”或“码位”，例如二进制数字10000001是由7个码元组成的序列，通常称为“码字”。
2.1.4 数据通信系统主要技术指标
1．比特率：比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
2．波特率：波特率是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单位为波特（baud）。
3．误码率：误码率指信息传输的错误率，也称误码率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
4．吞吐量：吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中，吞吐量=信道容量×传输效率。
5．通道的传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要一定的时间，这个时间叫做传播延迟（或时延）。
2.1.5 带宽与数据传输率
1.信道带宽
信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。
带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。
2.数据传输率
数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量，即比特率，单位为比特/秒。
一般来说，数据传输率的高低由传输每一位数据所占时间决定，如果每一位所占时间越小，则速率越高。
2.2 数据传输方式
2.2.1 数据通信系统模型
2.2.2 数据线路的通信方式
根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有：
单工通信
半双工通信
双工通信
2.2.3 数据传输方式
数据传输方式依其数据在传输线原样不变地传输还是调制变样后再传输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。
1.基带传输
2.频带传输
3.宽带传输
课后小结：
1. 什么是信息、数据？
2. 什么是信道？常用的信道分类有几种？
3. 什么是比特率？什么是波特率？
4. 什么是带宽、数据传输率与信道容量？
课后作业：（P20）二1、2、3、4、5、6
第五讲
教学类型：理论课
教学课题：2．2～2．4
教学目标：1．理解数据交换技术；2. 理解差错检验与校正技术
教学重点、难点：数据交换技术、差错检验与校正技术
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
教学内容与过程：
导入：由现在的网络通讯中的一些普通关键词引入新课
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
2.3 数据交换技术
通常使用四种交换技术：
电路交换
报文交换
分组交换
信元交换。
2.3.1 电路交换
电路交换（也称线路交换）
在电路交换方式中，通过网络节点（交换设备）在工作站之间建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。一旦通信线路建立，这对端点就独占该条物理通道，直至通信线路被取消。
电路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时工作。
电路交换必定是面向连接的，电话系统就是这种方式。
电路交换的三个阶段：
电路建立阶段
数据传输阶段
拆除电路阶段
2.3.2 报文交换
报文是一个带有目的端信息和控制信息的数据包。报文交换采取的是“存储—转发”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。
报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。
在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在，报文交换已经很少有人使用了。
2.3.3 分组交换
分组交换也称包交换，它是报文交换的一种改进，也属于存储-转发交换方式，但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组（Packet）为单位进行传输交换的。分组也叫做信息包，分组交换有时也称为包交换。
分组在网络中传输，还可以分为两种不同的方式：数据报和虚电路。
分组交换的优点
高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活 以分组为传送单位和查找路由。
迅速 必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽
可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性
2.3.4 信元交换技术
（ATM，Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式）
ATM是一种面向连接的交换技术，它采用小的固定长度的信息交换单元（一个53Byte的信元），话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。
它综合吸取了分组交换高效率和电路交换高速率的优点，针对分组交换速率低的弱点，利用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点，通过高性能的硬件设备来提高处理速度，以实现高速化。
ATM是一种广域网主干线的较好选择。
2.4 差错检验与校正
数据传输中出现差错有多种原因，一般分成内部因素和外部因素。
内部因素有噪音脉冲、脉动噪音、衰减、延迟失真等。
外部因素有电磁干扰、太阳噪音、工业噪音等。
为了确保无差错地传输，必须具有检错和纠错的功能。常用的校验方式有奇偶校验和循环冗余码校验。
2.4.1 奇偶校验
采用奇偶校验时，若其中两位同时发生错误，则会发生没有检测出错误的情况。
2.4.2 循环冗余码校验。
这种编码对随机差错和突发差错均能以较低的冗余充进行严格的检查。
课后小结：
1. 数据通信的的一些基本知识
2. 三种交换方式的基本工作原理
3. 两种差错校验方法：奇偶校验和循环冗余校验
课后作业：（P20）二7、8、9
第六讲
教学类型：复习课
教学课题：第一章与第二章
教学目标：通过复习掌握第一、二章的重点
教学重点、难点：第一、二章的重点
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
教学内容：第一、二章的内容
第七讲
教学类型：测验一
第八讲
教学类型：理论课
教学课题：第三章 计算机网络技术基础
教学目标：1. 掌握几种常见网络拓扑结构的原理及其特点；2. 掌握ISO/OSI网络参考模型及各层的主要功能
教学重点、难点：1. 掌握几种常见网络拓扑结构的原理及其特点；2. 掌握ISO/OSI网络参考模型及各层的主要功能
教学方法：教师讲解、演示、学生认真学习并思考、记忆；教师讲授与学生理解协调并重的教学法
教学工具：多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入：提问学生对OSI的七层模型和TCP/IP四层模型的理解。
引导学生总结重要原理并认真加以研究。
教师总结归纳本章重要原理的应用，进入教学课题。
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
第三章 计算机网络技术基础
3.1 计算机网络的拓扑结构
3.1.1 什么是计算机网络的拓扑结构
网络拓扑是指网络连接的形状，或者是网络在物理上的连通性。
网络拓扑结构能够反映各类结构的基本特征，即不考虑网络节点的具体组成，也不管它们之间通信线路的具体类型，把网络节点画作“点”，把它们之间的通信线路画作“线”，这样画出的图形就是网络的拓扑结构图。
不同的拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等各不相同，分别适应于不同场合。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等方面，是研究计算机网络的主要环节之一。
计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构，常见的一般分为以下几种：
1.总线型；2.星型；3.环型；4.树型；5.网状型
3.1.2 总线型拓扑结构
总线结构中，各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。总线型结构简单、扩展容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。
总线型结构是从多机系统的总线互联结构演变而来的，又可分为单总线结构和多总线结构，常用CSMA/CD和令牌总线访问控制方式。
总线型结构的缺点：
（1）故障诊断困难；（2）故障隔离困难；（3）中继器等配置；（4）实时性不强
3.1.3 星型拓扑结构
星型的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应节点，具有中继交换和数据处理功能。星型网的结构简单，建网容易，但可靠性差，中心节点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。
星型拓扑结构的访问采用集中式控制策略，采用星型拓扑的交换方式有电路交换和报文交换。
星型拓扑结构的优点：
（1）方便服务；（2）每个连接只接一个设备；（3）集中控制和便于故障诊断；（4）简单的访问协议
星型拓扑结构的缺点：
（1）电缆长度和安装；（2）扩展困难；（3）依赖于中央节点
3.1.4 环型拓扑结构
网络中节点计算机连成环型就成为环型网络。环路上，信息单向从一个节点传送到另一个节点，传送路径固定，没有路径选择问题。环型网络实现简单，适应传输信息量不大的场合。任何节点的故障均导致环路不能正常工作，可靠性较差。
环型网络常使用令牌环来决定哪个节点可以访问通信系统。
环型拓扑结构的优点：
（1）电缆长度短；（2）适用于光纤；（3）网络的实时性好
环型拓扑结构的缺点：
（1）网络扩展配置困难；（2）节点故障引起全网故障；（3）故障诊断困难；（4）拓扑结构影响访问协议
3.1.5 其他类型拓扑结构
1.树型拓扑结构
树型网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统。网络中，除叶节点及其联机外，任一节点或联机的故障均只影响其所在支路网络的正常工作。
2.星型环型拓扑结构
3.1.6 拓扑结构的选择原则
拓扑结构的选择往往和传输介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关。选择拓扑结构时，应该考虑的主要因素有以下几点：
（1）服务可靠性； （2）网络可扩充性； （3）组网费用高低（或性能价格比）。
3.2 ISO/OSI网络参考模型
建立分层结构的原因和意义：
建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享，而通信则是实现所有网络功能的基础和关键。对于网络的广泛实施，国际标准化组织ISO（International Standard Organization），经过多年研究，在1983年提出了开放系统互联参考模型OSI/RM（Reference Model of Open System Interconnection），这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构，给网络设计者提供了一个参考规范。
OSI参考模型的层次
OSI参考模型共有七层，由低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1．OSI参考模型的特性
（1）是一种将异构系统互联的分层结构；
（2）提供了控制互联系统交互规则的标准骨架；
（3）定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述；
（4）不同系统上的相同层的实体称为同等层实体；
（5）同等层实体之间的通信由该层的协议管理；
（6）相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务；
（7）所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务；
（8）直接的数据传送仅在最低层实现；
（9）每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其它层。
2．有关OSI参考模型的技术术语
在OSI参考模型中，每一层的真正功能是为其上一层提供服务。在对这些功能或服务过程以及协议的描述中，经常使用如下一些技术术语：
（1）数据单元
服务数据单元SDU（Service Data Unit）
协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）
接口数据单元IDU（Interface Data Unit）
服务访问点SAP（Service Access Point）
服务原语（Primitive）
（2）面向连接和无连接的服务
下层能够向上层提供的服务有两种基本形式：面向连接和无连接的服务。
面向连接的服务是在数据传输之前先建立连接，主要过程是：建立连接、进行数据传送，拆除链路。面向连接的服务，又称为虚电路服务。
无连接服务没有建立和拆除链路的过程，一般也不采用可靠方式传送。不可靠（无确认）的无连接服务又称为数据报服务。
3.2.1 物理层
物理层是OSI模型的最低层，其任务是实现物理上互连系统间的信息传输。
1.物理层必须具备以下功能
（1）物理连接的建立、维持与释放；2）物理层服务数据单元传输；（3）物理层管理。
2.媒体和互联设备
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等；
通信用的互联设备如各种插头、插座等；局域网中的各种粗、细同轴电缆，T型接/插头，接收器，发送器，中继器等都属物理层的媒体和连接器。
3.2.2 数据链路层
数据链路可以粗略地理解为数据信道。数据链路层的任务是以物理层为基础，为网络层提供透明的、正确的和有效的传输线路，通过数据链路协议，实施对二进制数据正确、可靠的传输。
数据链路的建立、拆除、对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。
1.链路层的主要功能
（1）链路管理；（2）帧的装配与分解；（3）帧的同步；（4）流量控制与顺序控制；（5）差错控制；（6）使接收端能区分数据和控制信息；（7）透明传输；（8）寻址
2.数据链路层的主要协议
（1）ISO1745-1975；（2）ISO3309-1984；（3）ISO7776
3.链路层产品
独立的链路产品中最常见的是网卡，网桥也是链路产品。
数据链路层将本质上不可靠的传输媒介变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802．3情况下，数据链路层分成两个子层：一个是逻辑链路控制，另一个是媒体访问控制。
3.2.3 网络层
网络层是通信子网与资源子网之间的接口，也是高、低层协议之间的接口层。网络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。当本地端与目的端不处于同一网络中，网络层将处理这些差异。
1.网络层的主要功能
（1）建立和拆除网络连接；
（2）分段和组块；
（3）有序传输和流量控制；
（4）网络连接多路复用；
（5）路由选择和中继；
（6）差错的检测和恢复；
（7）服务选择
2.网络层提供的服务
OSI/RM中规定，网络层中提供无连接和面向连接两种类型的服务，也称为数据报服务和虚电路服务。
3.路由选择
3.2.4 传输层
传输层是资源子网与通信子网的接口和桥梁。传输层下面三层（属于通信子网）面向数据通信，上面三层（属于资源子网）面向数据处理。因此，传输层位于高层和低层中间，起承上启下的作用。它屏蔽了通信子网中的细节，实现通信子网中端到端的透明传输，完成资源子网中两节点间的逻辑通信。它是负责数据传输的最高一层，也是整个七层协议中最重要和最复杂的一层。
1.传输层的特性
（1）连接与传输；（2）传输层服务
2.传输层的主要功能
3.传输层协议
3.2.5 会话层
会话层、表示层和应用层一起构成OSI/RM的高层，会话层位于OSI模型面向信息处理的高三层中的最下层，它利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程间通信的范畴。
会话层还对会话活动提供组织和同步所必须的手段，对数据传输提供控制和管理。
1.会话层的主要功能；
（1）提供远程会话地址；
（2）会话建立后的管理；
（3）提供把报文分组重新组成报文的功能
2.会话层提供的服务
（1）会话连接的建立和拆除；
（2）与会话管理有关的服务；
（3）隔离；
（4）出错和恢复控制
3.2.6 表示层
表示层为应用层服务，该服务层处理的是通信双方之间的数据表示问题。为使通信的双方能互相理解所传送信息的含义，表示层就需要把发送方具有的内部格式编码为适于传输的比特流，接收方再将其译码为所需要的表示形式。
数据传送包括语义和语法两个方面的问题。OSI模型中，有关语义的处理由应用层负责，表示层仅完成语法的处理。
1.表示层的主要功能
（1）语法转换；（2）传送语法的选择；（3）常规功能
2.表示层提供的服务
（1）数据转换和格式转换；
（2）语法选择；
（3）数据加密与解密；
（4）文本压缩
3.2.7 应用层
OSI的7层协议从功能划分来看，下面6层主要解决支持网络服务功能所需要的通信和表示问题，应用层则提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。
应用层是OSI的最高层，直接面向用户，是计算机网络与最终用户的接口。负责两个应用进程（应用程序或操作员）之间的通信，为网络用户之间的通信提供专用程序。
课后小结：
1．计算机网络的拓扑结构的分类
2．OSI参考模型的层次
课后作业：预习P37~P39
第九讲
教学类型：理论课
教学课题：3．3～3．4
教学目标：
1. 掌握共享介质方式的CSMA/CD和令牌传递两种数据传输控制方式的基本原理
2. 了解几种常见的网络类型
教学重点、难点：理解数据传输控制方式
教学方法：教师讲解、演示、提问；
教学工具：多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入：提问学生对OSI的七层模型和TCP/IP四层模型的理解。
引导学生总结重要原理并认真加以研究。
教师总结归纳本章重要原理的应用，进入教学课题。
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书
3.3 数据传输控制方式
数据和信息在网络中是通过信道进行传输的，由于各计算机共享网络公共信道，因此如何进行信道分配，避免或解决通道争用就成为重要的问题，就要求网络必须具备网络的访问控制功能。介质访问控制（MAC）方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。
3.3.1 具有冲突检测的载波侦听多路访问
冲突检测/载波侦听（CSMA/CD法）
CSMA/CD是基于IEEE802．3标准的以太网中采用的MAC方法，也称为“先听后发、边发边听”。它的工作方式是要传输数据的节点先对通道进行侦听，以确定通道中是否有别的站在传输数据，若信道空闲，该节点就可以占用通道进行传输，反之，该节点将按一定算法等待一段时间后再试，并且在发送过程中进行冲突检测，一旦有冲突立即停止发送。通常采用的算法有三种：非坚持CSMA、1-坚持CSMA、P-坚持CSMA。
目前，常见的局域网，一般都是采用CSMA/CD访问控制方法的逻辑总线型网络。用户只要使用Ethernet网卡，就具备此种功能。
❽ 求<计算机网络基础>的习题答案
我还真一题都答不上来
我菜鸟