计算机网络技术(第5版)-谢希仁 第三章 数据链路层
计算机网络第05讲使用广播信道的以太网
发 送 成 功
T0 τ
课件制作人：常革新
t
发送一帧所需的平均时间
信道利用率的最大值 Smax
在理想化的情况下，以太网上的各站发送数据 都不会产生碰撞（这显然已经不是CSMA/CD， 而是需要使用一种特殊的调度方法），即总线 一旦空闲就有某一个站立即发送数据。 发送一帧占用线路的时间是 T0 + ，而帧本身的 发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下 的极限信道利用率 Smax为：
总线拓扑的以太网
最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线 上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因 为总线上没有有源器件。 总线的特点
当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能 检测到这个数据。这种通信方式是广播通信。 仅当数据帧中的目的地址与计算机的地址一致时，该 计算机才能接收这个数据帧。计算机对不是发送给自 己的数据帧，则一律不接收。 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
课件制作人：常革新
以太网的争用期
争用期 最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多 经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）就可 知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。 以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，或 碰撞窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才 能肯定这次发送不会发生碰撞。
第 3 章 数据链路层
课前提问 1. 局域网有那些特点？哪些种拓扑结构？ 2. 共享信道有哪两种介质访问控制技术？ 3. 试解释CSMA/CD协议？ 4. 以太网的争用期是多少？ 5. 扩展局域网需要哪些设备？
课件制作人：常革新
3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层
计算机网络第五版课件(谢希仁编著)第三章 数据链路层
Note
Byte stuffing is the process of adding 1 extra byte whenever there is a flag or escape character in the text.
课件制作人：谢希仁
Figure 11.2 Byte stuffing and unstuffing
计算机网络（第 5 版）
第 3 章 数据链路层
课件制作人：谢希仁
第 3 章 数据链路层
3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧 3.1.2 三个基本问题 3.2 点对点协议 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 3.2.2 PPP 协议的帧格式 3.2.3 PPP 协议的工作状态
网络层 链路层
运输层
网络层 链路层
物理层
物理层
物理层
物理层
物理层
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3.1 使用点对点信道的数据链路层
3.1.1 数据链路和帧
链路(link)是一条无源的点到点的物理线 路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须 有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现 这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了 数据链路。
被接收端 被接收端当作无效帧而丢弃 误认为是一个帧 如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和SOH或EOT控制 字符一样，则数据链路层会错误地找到帧的边界，只把部分 帧手下，剩下的丢弃。
以上的传输就不是透明传输，需要解决
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解决透明传输问题
谢希仁编《计算机网络教程》第五版课后答案
南昌工程学院信息工程学院整理谢希仁《计算机网络教程》习题参考答案第一章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延101计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20 世纪60 年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户断续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO 提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
102试简述分组交换的要点。
答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
以短的分组形式传送。
分组交换在线路上采用动态复用技术。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
计算机网络 谢希仁 第五版
存储转发原理 并非完全新的概念
• 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。
三种交换的比较
电路交换
连接建立 报 文
报文交换
分组交换
数据传送
报文
服务器软件的特点
• 一种专门用来提供某种服务的程序，可 同时处理多个远地或本地客户的请求。 • 系统启动后即自动调用并一直不断地运 行着，被动地等待并接受来自各地的客 户的通信请求。因此，服务器程序不需 要知道客户程序的地址。 • 一般需要强大的硬件和高级的操作系统 支持。
2. 对等连接方式
• 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指 两个主机在通信时并不区分哪一个是服 务请求方还是服务提供方。 • 只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。 • 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
• 这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
因特网的核心部分
• 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互 连起来的路由器组成，而主机处在因特网的 边缘部分。 • 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高 速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到 核心部分则通常以相对较低速率的链路相连 接。 • 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且 可以和其他主机通过网络交换信息。路由器 的用途则是用来转发分组的，即进行分组交 换的。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机
因特网
internet 和 Internet 的区别
计算机网络(谢希仁第五版)-第三章_习题答案
第三章数据链路层3-01数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-01数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-02网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）3-03数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-04如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-05PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A只置为0xFF。
《计算机网络教程》第五版(微课版)谢钧谢希仁编著课后习题参考答案最全整理
计算机网络教程第五版〔微课版〕答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些效劳？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：〔1〕报文分组，加首部〔2〕经路由器储存转发〔3〕在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：〔1〕电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
〔2〕报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
〔3〕分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的开展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网开展；TCP/IP协议的初步成型建成三级构造的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP构造的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：〔1〕因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
〔2〕建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开场就成为 RFC 文档。
〔3〕草案标准(Draft Standard)〔4〕因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：〔1〕 internet〔互联网或互连网〕：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指〔2〕Internet〔因特网〕：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按X围：〔1〕广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
谢希仁计算机网络原理第五版课后答案
谢希仁计算机网络原理第五版课后习题答案.txt生活是过出来的，不是想出来的。
放得下的是曾经，放不下的是记忆。
无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。
计算机网络（第五版）课后答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
计算机网络教程第五版微课版谢钧谢希仁编著课后习题参考答案
计算机网络教程第五版（微课版）答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
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答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
计算机网络 谢希仁 第三章习题解答
计算机网络谢希仁第三章：数据链路层01、数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？答：所谓链路是指从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何的其他交换结点，它仅是一条路径的组成部分。
数据链路：在数据传输时除了必须的一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件都附加到链路上采构成数据链路。
“电路接通了”表示建立了一条物理连接，可以传输比特流了；“数据链路接通了”则表示已经建立了一条数据链层的连接，可以传输数据帧了。
02、数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
答：数据链路层中的链路控制功能有：（1）链路管理。
（2）帧定界。
（3）流量控制。
（4）差错控制。
（5）将数据和控制信息区分开。
（6）透明传输。
（7）寻址。
优点：能够保证数据在链路层的可靠传输；缺点：太复杂，实现起来麻烦，开销大03、网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？答：适配器主要有以下几个作用：（1）进行数据串行传输和并行传输的转换（2）对数据进行缓存（3）适配器能够实现以太网协议（4）当收到有差错的帧时自动丢弃而不必通知计算机；当收到正确的数据时则通过中断通知计算机并把数据交付个网络层。
网络适配器工作在数据链路层。
04、数据链路层的三个基本问题为什么都必须加以解决？答：“封装成帧”即帧定界，它是指在发送帧时发送端的数据链路层在帧的前后都加入商定好的标记，使得接收方在收到帧后能根据这种标记识别帧的开始和结束。
若不解决这个问题，就会使得接收端不知道一个帧是从什么地方开始的，也不知道该在什么地方结束。
“透明传输”是指通过字节插入或比特插入等机制时的数据链路层传输的数据的比特组合不受限制。
若不解决这个问题，就会使得接收端在判断帧的边界时出现混乱。
“差错检测”指采用某种机制在发送的帧中按照一定的规律设置若干个冗余比特，让接收方对收到的帧能够检查或确定是否有传输差错。
【重磅】谢希仁计算机网络原理第五版课后答案
谢希仁计算机网络原理第五版课后习题答案.tRt生活是过出来的，不是想出来的。
放得下的是曾经，放不下的是记忆。
无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。
计算机网络（第五版）课后答案第一章概述1-01计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(InternetDraft)——在这个阶段还不是RFC文档。
（2）建议标准(ProposedStandard)——从这个阶段开始就成为RFC文档。
（3）草案标准(DraftStandard)（4）因特网标准(InternetStandard)1-07小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别？答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
《计算机网络教程》第五版(微课版)谢钧谢希仁编著课后习题参考答案最全整理
计算机网络教程第五版（微课版）答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
（计算机网络电子教案-第五版-谢希仁）第三章_数据链路层
（计算机网络电子教案-第五版-谢希仁）第三章_数据链路层计算机网络（第5 版）第3 章数据链路层第3 章数据链路层3.1 使用点对点信道的数据链路层3.1.1 数据链路和帧3.1.2 三个基本问题3.2 点对点协议PPP3.2.1 PPP 协议的特点3.2.2 PPP 协议的帧格式3.2.3 PPP 协议的工作状态第3 章数据链路层（续）3.3 使用广播信道的数据链路层3.3.1 局域网的数据链路层3.3.2 CSMA/CD 协议3.4 使用广播信道的以太网3.4.1 使用集线器的星形拓扑3.4.2 以太网的信道利用率3.4.3 以太网的MAC 层第3 章数据链路层（续）3.5 扩展的以太网3.5.1 在物理层扩展以太网3.5.2 在数据链路层扩展以太网3.6 高速以太网3.6.1 100BASE-T 以太网3.6.2 吉比特以太网3.6.3 10 吉比特以太网3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入3.7 其他类型的高速局域网接口数据链路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。
这种信道使用一对一的点对点通信方式。
广播信道。
这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。
广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发数据链路层的简单模型局域网广域网主机H 1主机H 2路由器R 1路由器R 2路由器R 3电话网局域网主机H 1向H 2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R 1R 2R 3H 1H 2从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型( 续）局域网广域网主机H 1主机H 2路由器R 1路由器R 2路由器R 3电话网局域网主机H 1向H 2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R 1R 2R 3H 1H 2仅从数据链路层观察帧的流动3.1 使用点对点信道的数据链路层3.1.1 数据链路和帧链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
谢希仁《计算机网络教程》第五版答案
谢希仁《计算机网络教程》第1章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延101计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？102试简述分组交换的要点。
103试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
104为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？105试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。
讨论是否需要这一层？106计算机网络可从哪几个方面进行分类？107试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。
在电路交换时电路的建立时间为S（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？108在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而此为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过ｋ段链路。
链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度Ｐ应取为多大？109计算机网络中的主干网和本地接入同各有何特点？110试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：111计算机网络由哪几部分组成？第2章协议与体系结构201网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？202试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。
203试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
204 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
205试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
206 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。
讨论其异同之处。
207 解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。
《计算机网络教程》第五版(微课版)谢钧谢希仁编著课后习题参考答案最全整理
计算机网络教程第五版（微课版）答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
《计算机网络(谢希仁)》-学习笔记
1.1计算机网络在信息时代的作用三网: 电信网络,有线电视网络,计算机网络计算机网络的重要功能:1)连通性彼此连通,交换信息2)共享信息共享,软硬件共享1.2 因特网概述我们先给出关于网络,互联网,因特网的一些最基本概念.网络:许多计算机连接在一起互联网:internet 许多网络连接在一起因特网:Internet 全球最大的,开放的,有众多网络相互连接而成的计算机网络(一个互联网),其采用TCP/IP协议因特网发展的三个阶段:1.单个网络ARPANET向互联网发展的过程.1983年,TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议.人们把1983年看成是现在因特网的诞生时间.2.三级结构的因特网.分为主干网,地区网,校园网(企业网).3.多层次ISP结构的因特网.ISP称为因特网服务提供商.1.3 英特网组成从工作形式上分为两大块:1)边缘部分由所连接在因特网上的主机组成.这部分使用户直接使用的.2)核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成,这部分是为边缘部分提供服务的.在往里边缘的端系统之间的通信方式可划分为两大类:客户-服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P方式)1.客户-服务器方式特征:客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方.服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的的服务2.对等连接(peer-to-peer,简写P2P)指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方.因特网的核心部分1.电路交换从通信资源的分配角度来看,交换(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线的资源.在使用电路交换打电话之前,必须先拨号请求连接.这种必须经过”建立连接(占用通信资源) →通话(一直占用通信资源) →释放资源(归还通信资源)”三个步骤的交换方式称为电路交换.其一个重要特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户是指占用端到端的通信资源.2.分组交换分组交换采用存储转发技术.把要发送的的整块数据称为一个报文(message).在发送之前,先把其分为一个个小的等长数据段.在每一个数据段前面加上一些必要控制信息组成的首部(header)后,就构成了一个分组(packet),其又称为包.分组是在因特网中传送的数据单元,分组中的首部包含了如目的地址和原地址等重要信息,每一个分组才能在因特网中独立地选择传输路径,并最终正确地交付到分组传输的终点.位于网络边缘的主机和网络核心部分的路由器都是计算机,但它们的作用却不一样.主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息.路由器是用来转发分组的,即进行分组交换的.优点: 高效灵活迅速可靠缺点:分组在各路由器存储转发时需要排队,这就会造成一定时延.另外,各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销.3.报文交换整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转到下一个结点.1.5 计算机网络的类别1.按照作用范围分类: 广域网WAN(运用了广域网技术) 城域网MAN 局域网LAN(运用了局域网技术) 个人区域网PAN 1.6 计算机网络性能7个性能指标.速率带宽吞吐量时延时延带宽积往返时间利用率1.速率:连接在计算机网络上的主机在数字信号道上传送数据位数的速率,单位b/s,kb/s,Mb/s2.带宽计算机领域中,带宽来表示网络的通信线路传送数据的能力,表示单位时间内从网络中的某一点到另一点所通过的”最高数据率”数据通信领域中,数字信道所传送的最高数据率单位b/s,kb/s,Mb/s3.吞吐量即在单位时间内通过某个网络的数据量;单位b/s,Mb/s等4.时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间(1)发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间发送时延=数据帧长度(b)发送速率(b/s)=数据长度信道带宽(2)传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要发费的时间传播时延=信道长度(m)电磁波在信道上的传播速率(m/s)(3)处理时延主机或路由器在收到分组是要花费一定的时间进行处理,例如分析分组的首部,从分组中提取数据部分.(4)排队时延分组在经过网络传输时,要经过许多路由器.但分组在进入路由器后要先在输入队列中等待处理.在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发.这就产生了排队延时.5.时延带宽积时延带宽积=传播时延×带宽表示这样的链路可容纳多少个比特.又称以比特为单位的链路长度6.往返时间RTT表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间.7.利用率信道利用率:有数据通过时间(有+无)数据通过时间网络利用率:信道利用率加权平均值,D0网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,U表示网络利用率D=D0 1−U1.7 计算机网络体系结构开放系统信息交换涉及的几个概念实体(entry): 交换信息的硬件或软件进程协议(protrocol): 控制两个对等实体通信的规则服务(service): 下层向上层提供服务,上层需要下层提供的服务来实现本层功能服务访问点(SAP): 相邻两层实体间交换信息的地方开发系统胡来年基本参考模型OSI/RM(Open Systems Interconnection Reference Model) 七层应用层能够产生流量能够和用户交互的应用程序表示层加密压缩开发人员会话层服务和客户端建立的会话查木马netstat –nb传输层可靠传输(要建立回话的) 不可靠传输流量控制网络层IP地址编址选择最佳路径数据链路层输入如何封装添加物理层地址MAC物理层电压接口标准网络排错从底层到高层网络安全和OSI参考模型物理层安全数据链路层安全ADSL网络层安全应用层安全SQL注入漏洞上传漏洞TCP/IP四层模型应用层运输层(TCP或UDP)网际层IP网络接口层综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种五层协议的体系结构应用层→应用层(传输数据单元PDU)运输层→运输层报文网络层→IP数据报(IP分组)数据链路层→数据帧物理层→0010101010100001101012.1物理层的基本概念物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上数据比特流,而不指具体的传输媒体.可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性.机械特性接口形状,尺寸,引脚数目和排列2.2 数据通信的基础知识一个数据通信系统可划为三大部分: 原系统(或发送端,发送方) 传输系统(传输网络) 目的系统(接收端,接收方)相关术语通信的目的是传送消息.数据（data）——运送消息的实体信号（signal）——数据二等电气的或电磁的表现“模拟信号”——代表消息的参数的取值是连续的“数字信号”——代表消息的参数的取值是离散的码元（code）——在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就形成码元有关信道的几个基本概念信道一般表示一个方向传送信息的媒体。
计算机网络谜底第五版 谢希仁 第三章 数据链路层
发现有差错，则丢弃该帧（一定不能把有差错的帧交付
给上一层）。端到端的差错检测最后由高层协议负责。因
此，PPP 协议可保证无差错接受。PPP 协议适用于用户
使用拨号电话线接入因特网的情况。PPP 协议不能使数
据链路层实现可靠传输的原因：PPP 有 FCS 来确保数据
帧的正确性，如果错误则上报错误信息来确保传输Βιβλιοθήκη 可什么（用十六进制写出）？
答：7E FE 27 7D 7D 65 7E。
3-10．PPP
协议使用同步传输技术传送比特串
0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样
的比特串？若接收端收到的 PPP
帧的数据部分是
0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比
特后变成怎样的比特串？
都变成了 0，问接收端能否发现？
答：添加的检验序列为 1110 （11010110110000 除以
10011） 数据在传输过程中最后一个 1 变成了
0，11010110101110 除以 10011，余数为 011，不为
0，接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个 1
都变成了 0，11010110001110 除以 10011，余数为
101，不为 0，接收端可以发现差错。
3-08．要发送的数据为 101110。采用 CRC 的生成多项
式是 P(X)=X3+1。试求应添加在数据后面的余数。解：
余数是 011。
3-09． 一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是
7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是
数据报。假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的
[计算机软件及应用]计算机网络CH3-5ed 数据链路层
![[计算机软件及应用]计算机网络CH3-5ed 数据链路层](https://img.taocdn.com/s3/m/2f428de0ce2f0066f533227d.png)
冗余码的计算举例
现在 k = 6, M = 101001。 设 n = 3, 除数 P = 1101， 被除数是 2nM = 101001000。 模 2 运算的结果是：商 Q = 110101，
余数 R = 001。 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发
送出去。发送的数据是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。
主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1
路由器 R1
电话网
局域网
路由器 R2
广域网
路由器 R3
主机 H2
局域网
H1
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
仅从数据链路层观察帧的流动
R1 网络层 链路层 物理层
R2 网络层 链路层 物理层
R3 网络层 链路层 物理层
H2
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
2019/5/13
零比特填充
PPP 协议用在 SONET/SDH 链路时，是 使用同步传输（一连串的比特连续传 送）。这时 PPP 协议采用零比特填充方 法来实现透明传输。
在发送端，只要发现有 5 个连续 1，则 立即填入一个 0。接收端对帧中的比特 流进行扫描。每当发现 5 个连续1时，就 把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除，
3.1.2 三个基本问题
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制
2019/5/13
1. 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。确定 帧的界限。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
帧开始
IP 数据报
CH3-5ed 数据链路层
CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添 加在数据后面的冗余码。 FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。
接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验
(1) 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差 错，就接受(accept)。 (2) 若余数 R 0，则判定这个帧有差错，就丢 弃。 但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪 几个比特出现了差错。 只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除 数 P，那么出现检测不到的差错的概率就很小 很小。
帧 帧 结点
结点
早期的数据通信协议曾叫作通信规程 (procedure)。因此在数据链路层，规程 和协议是同义语。
3.1.2 三个基本问题
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制
1. 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。确定 帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 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，且地理范围和站点数目均有 限。
局域网具有如下的一些主要优点：
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。
为了通信的简便 以太网采取了两种重要的措施
第一：采用较为灵活的无连接的工作方 式，即不必先建立连接就可以直接发送 数据.以太网对发送的数据帧不进行编号， 也不要求对方发回确认。
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帧开始 开始 发送 帧首部
帧结束 帧尾部
用控制字符进行帧定界的方法举例
帧开始符
SOH
帧结束符 装在帧中的数据部分 帧
EOT
发送在前
课件制作人：谢希仁
2. 透明传输
出现了“EOT” 完整的帧 发送 在前 数据部分
SOH EOT EOT
被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
课件制作人：谢希仁
用字节填充法解决透明传输的问题
帧开始符
SOH EOT
原始数据
SOH ESC SOH
帧结束符
EOT
字节填充
SOH ESC EOT
字节填充
ESC SOH
字节填充
ESC ESC
字节填充
ESC SOH EOT
发送 在前
经过字节填充后发送的数据
课件制作人：谢希仁
3. 差错检测
用二进制的模 2 运算进行 2n 乘 M 的运算， 这相当于在 M 后面添加 n 个 0。 得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的 长度为 (n + 1) 位的除数 P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 少1 位， 即 R 是 n 位。
课件制作人：谢希仁
冗余码的计算举例
课件制作人：谢希仁
第 3 章 数据链路层（续）
3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 协议 3.4 使用广播信道的以太网 3.4.1 使用集线器的星形拓扑 3.4.2 以太网的信道利用率 3.4.3 以太网的 MAC 层
课件制作人：谢希仁
第 3 章 数据链路层（续）
仅从数据链路层观察帧的流动
课件制作人：谢希仁
3.1 使用点对点信道的数据链路层
3.1.1 数据链路和帧
链路(link)是一条无源的点到点的物理线 路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须 有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现 这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了 数据链路。
课件制作人：谢希仁
零比特填充
信息字段中出现了和 标志字段 F 完全一样 的 8 比特组合 01001111110001010 会被误认为是标志字段 F 010011111010001010 发送端填入 0 比特 010011111010001010 接收端删除填入的 0 比特
主机 H1 电话网 H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 R1 网络层 链路层 物理层 R2 网络层 链路层 物理层 R3 网络层 链路层 物理层 路由器 R1 局域网 路由器 R2 广域网 路由器 R3 局域网 H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 主机 H2
从层次上来看数据的流动
课件制作人：谢希仁
2. PPP 协议不需要的功
课件制作人：谢希仁
3. PPP 协议的组成
1992 年制订了 PPP 协议。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[RFC 1661]。 PPP 协议有三个组成部分
现在 k = 6, M = 101001。 设 n = 3, 除数 P = 1101， 被除数是 2nM = 101001000。 模 2 运算的结果是：商 Q = 110101， 余数 R = 001。 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发 送出去。发送的数据是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。
已向因特网管理机构 申请到一批 IP 地址 用 户 接入网 ISP 至因特网
PPP 协议
课件制作人：谢希仁
1. PPP 协议应满足的需求
简单——这是首要的要求 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商
课件制作人：谢希仁
数据链路层的简单模型 ( 续）
主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1 电话网 H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 R1 网络层 链路层 物理层 R2 网络层 链路层 物理层 R3 网络层 链路层 物理层 路由器 R1 局域网 路由器 R2 广域网 路由器 R3 局域网 H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 主机 H2
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。 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特 总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。 误码率与信噪比有很大的关系。 为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传 输数据时，必须采用各种差错检测措施。
课件制作人：谢希仁
课件制作人：谢希仁
3.1.2 三个基本问题
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制
课件制作人：谢希仁
1. 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。确定 帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
IP 数据报 帧的数据部分 MTU 数据链路层的帧长
课件制作人：谢希仁
PPP 协议的帧格式
先发送 IP 数据报 首部 F A C 7E FF 03 字节 1 1 1 协议 2 信 息 部 分 尾部 FCS 2 F 7E 1
不超过 1500 字节 PPP 帧
PPP 有一个 2 个字节的协议字段。
当协议字段为 0x0021 时，PPP 帧的信息字段就是 IP 数据报。 若为 0xC021, 则信息字段是 PPP 链路控制数据。 若为 0x8021，则表示这是网络控制数据。
课件制作人：谢希仁
循环冗余检验的原理说明
110101 ← Q (商) P (除数) → 1101 101001000 ← 2nM (被除数) 1101 1110 1101 0111 0000 1110 1101 0110 0000 1100 1101 001 ← R (余数)，作为 FCS
课件制作人：谢希仁
数据链路层使用的信道主要有以下两种类 型： 点对点信道。这种信道使用一对一的点 对点通信方式。 广播信道。这种信道使用一对多的广播 通信方式，因此过程比较复杂。广播信 道上连接的主机很多，因此必须使用专 用的共享信道协议来协调这些主机的数 据发
课件制作人：谢希仁
数据链路层的简单模型
主机 H1 向 H2 发送数据
帧检验序列 FCS
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 FCS (Frame Check Sequence)。 循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS 并不等同。
CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添 加在数据后面的冗余码。 FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。
课件制作人：谢希仁
解决透明传输问题
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)。 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——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数据当中，那么应在转义字 符前面插入一个转义字符。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。
课件制作人：谢希仁
接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验
(1) 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差 错，就接受(accept)。 (2) 若余数 R 0，则判定这个帧有差错，就丢 弃。 但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪 几个比特出现了差错。 只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除 数 P，那么出现检测不到的差错的概率就很小 很小。
课件制作人：谢希仁
3.2 点对点协议 PPP
3.2.1 PPP 协议的特点
现在全世界使用得最多的数据链路层协 议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。 用户使用拨号电话线接入因特网时，一 般都是使用 PPP 协议。
课件制作人：谢希仁
用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议
一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
课件制作人：谢希仁
3.2.2 PPP 协议的帧格式
标志字段 F = 0x7E （符号“0x”表示后面 的字符是用十六进制表示。十六进制的 7E 的二进制表示是 01111110）。 地址字段 A 只置为 0xFF。地址字段实际 上并不起作用。 控制字段 C 通常置为 0x03。 PPP 是面向字节的，所有的 PPP 帧的 长度都是整数字节。
课件制作人：谢希仁
透明传输问题
当 PPP 用在同步传输链路时，协议规定 采用硬件来完成比特填充（和 HDLC 的 做法一样）。 当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特 殊的字符填充法。
课件制作人：谢希仁
字符填充
将信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转 变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5E)。 若信息字段中出现一个 0x7D 的字节, 则将 其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。 若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符 （即数值小于 0x20 的字符），则在该字 符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该 字符的编码加以改变。