第3章 数据链路层(5)
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
第三章计算机网络的层次结构
第3章 计算机网络的层次结构
TCP/IP与OSI/RM的比较 除表现结构上的不同之外，还需要说明几点。 （1）层次性是否严格 OSI/RM最大的贡献在于它作为一种理论模型， 有清晰的层次结构，并且用服务、接口和协议 三个基本概念作为每一层的核心。 TCP/IP是实践中形成的，是经验的总结，虽然T CP/IP模型也分层次，但是层次间的依赖关系不 像OSI/RM那样强。
第3章 计算机网络的层次结构
1.物理层 物理层（Physical Layer）的功能是解决 “物理连接”的标准问题，而不是物理线路的 敷设问题，具体可以有以下3点： 以下3 （1）它建立在传输介质之上，并不考虑传输 介质的具体敷设问题，而只关心介质两端的连 接，或者说它只关心链路两端点的物理特性。
第3章 计算机网络的层次结构 3.3 TCP/IP体系结构
3.3.1 TCP/IP模型 TCP/IP协议是事实上的工业标准 ，其中以TCP、 IP协议为主。 TCP/IP模型共划分了四个层次： 网络接口层、网络层、传输层、应用层。 网络层、传输层是核心层次，向上支持各 种应用，向下要进行数据的传输，加入了网络 接口层。
第3章 计算机网络的层次结构
6. 表示层 表示层处理两个应用实体间数据交换的语法问题， 解决数据交换中存在的数据格式不一致和数据表 示方法不同等问题。
第3章 计算机网络的层次结构
7. 应用层 应用层主要进行应用管理和系统管理，直接 为用户服务，在信息网络用户之间形成一个交换 信息的界面━━用户应用程序，如电子邮件、文 件传输等。简单地说，就是接收用户数据。
第3章 计算机网络的层次结构
（2）可靠性第一还是效率第一 可靠性是指网络正确地传输数据的能力。 OSI/RM以可靠性第一作为其基本宗旨; TCP/IP模型则以效率第一作为其基本宗旨. （3）主机负担重还是通信子网负担重 OSI/RM系统中通信子网负担较重，主机负担较轻， 即OSI/RM对主机的要求不高。 在TCP/IP模型中主机的负担较重。
计算机网络第3章习题答案
301 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：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，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。
（2）“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、确认和重传等功能，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。
3-02、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包括以下功能：链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址。
数据链路层做成可靠的链路层的优点和缺点：所谓“可靠传输”就是：数据链路层的发送端发送什么，在接收端就收到什么。
这就是收到的帧并没有出现比特差错，但却有可能出现帧丢失、帧重复或帧失序,以上三种情况都属于“出现传输差错”，但都不是这些帧里有“比特差错”。
“无比特差错”与“无传输差错”并不是同样的概念。
在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这不是可靠的传输。
优点:如果在数据链路层实现无差错传输,可以简化上层协议;缺点:使得链路层非常复杂,并且在数据链路层出现差错的概率不大时，使用“无比特差错”较为合理,可以提高通信效率.并且在因特网环境下，采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议，然而当数据帧从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。
因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。
3-03、网络适配器的作用是什么网络适配器工作在哪一层答：络适配器能够对数据的串行和并行传输进行转换,并且能够对缓存数据进行出来,实现以太网协议,同时能够实现帧的传送和接受,对帧进行封闭等.网络适配器工作在物理层和数据链路层。
第3章 数据链路层
协议思想：协调、控制接收方、发送方的速度。
发送方 接收方
DATA0
协 议 算 法
ACK
发出一帧； 等待； 直到收到ACK 才发送下一帧
DATA1 ACK DATA2 ACK
等待； 将收到的数据帧 上交主机； 发送应答信息； 转到第一步
两种情况的对比（传输均无差错）
不需要流量控制
A B
需要流量控制
A B
停止等待协议的要点
实用的 CRC 检验器都是用硬件完成的。 CRC 检验器能够自动丢弃检测到的出错 帧。因此所谓的“丢弃出错帧”，对上 层软件或用户来说都是感觉不到的。 发送端对出错的数据帧进行重传是自动 进行的，因而这种差错控制体制常简称 为 ARQ (Automatic Repeat reQuest)， 直译是自动重传请求，但意思是自动请 求重传。
是否接收到正确的数据帧？如何告诉发送方？ 能及时处理接收到的数据帧吗？
？传输过程： 会出错吗？会丢失数据帧吗？ ！解决这些问题，是链路层的主要任务。 ！针对这些问题所制定的通信规程就是数据链路层的通信协议。
3.3.1 完全理想化的数据传输
发送方 主 机 A AP1 接收方 AP2 主 机 B 高层
帧的编号问题
任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定 是有限的。因此，经过一段时间后，发送序号 就会重复。 序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销 就越小。 对于停止等待协议，由于每发送一个数据帧就 停止等待，因此用一个比特来编号就够了。
一个比特可表示 0 和 1 两种不同的序号。
帧的发送序号
时间
重传时间
重传时间的作用是：数据帧发送完毕后若经过了这样长的时 间还没有收到确认帧，就重传这个数据帧。 为方便起见，我们设重传时间为
第三章数据链路层参考答案（《计算机网络》第五版
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。
3-02 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：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。
3-03 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（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）3-04 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3-05 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3-06 PPP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。
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第三章数据链路层
数据通信与计算机网络第五版第三章数据链路层3-1 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？解答：所谓链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。
可见链路只是一条路径的组成部分。
数据链路则是另一个概念。
这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输（这将在后面几节讨论）。
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。
这样的数据链路就不再是简单的物理链路而是个逻辑链路了。
“电路接通了”仅仅是物理线路接通了通信双方可以在上面发送和接收0/1比特了，而“数据链路接通了”表明在该物理线路接通的基础上通信双方的数据链路层协议实体已达成了一致并做好了在该链路上发送和接收数据帧的准备（可能互相要协商某些数据链路层参数）。
3-2 数据链路层包括哪些主要功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
解答：数据链路层的链路控制的主要功能包括：封装成帧、透明传输和差错检测，可选功能包括可靠传输、流量控制等。
在数据链路层实现可靠传输的优点是通过点到点的差错检测和重传能及时纠正相邻结点间传输数据的差错。
若在数据链路层不实现可靠传输由高层如运输层通过端到端的差错检测和重传来纠正这些差错会产生很大的重传时延。
但是在数据链路层实现可靠传输并不能保证端到端数据传输的可靠，如由于网络拥塞导致路由器丢弃分组等。
因此，即使数据链路层是可靠的，在高层如运输层仍然有必要实现端到端可靠传输。
如果相邻结点间传输数据的差错率非常低，则在数据链路层重复实现可靠传输就会给各结点增加过多不必要的负担。
3-3 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？解答：网络适配器的作用就是实现数据链路层和物理层的功能。
适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU 。
408考研计算机网络——第三章 数据链路层
408考研计算机网络——第三章数据链路层第3章数据链路层结点：主机、路由器链路：网络中两个结点之间的物理通道，传输介质有双绞线、光纤和微波。
分为有线、无线链路数据链路：网络中两个结点之间的逻辑通道，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报功能：为网络层提供服务、链路管理、组帧、流量控制、差错控制3.1 数据链路层的功能数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路·为网络层提供服务无确认无连接服务有确认无连接服务有确认面向连接服务·链路管理即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务)·组帧（帧定界、帧同步、透明传输）封装成帧：在一段数据的前后部分添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。
接收端在收到物理层上交的比特流后，根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束首部和尾部包含许多的控制信息，他们的一个重要作用：帧定界（确定帧的界限）帧同步：接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止。
最大传送单元MTU：帧的数据部分的长度上限透明传输：当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。
保证数据链路层的传输是透明的组帧的四种方法：字符计数法、字符（节）填充法、零比特填充法、违规编码法·流量控制限制发送方的数据流量，使其发送速率不超过接收方的接受能力✳对于数据链路层：控制的是相邻两结点之间数据链路上的流量对于传输层：控制源端到目的端之间的流量·差错控制位错：循环冗余校验CRC差错控制：自动重传请求ARQ帧错：定时器、编号机制*三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测3.2 组帧·字符计数法帧首部使用一个计数字段（第一个字节，八位）来标明帧内字符数。
《计算机网络教程》-张晓明版习题参考答案
2.2 计算机网络有哪些常用的性能指标？ 解答：有数据传输速率、带宽、时延、信道容量等。
2.3 解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、半双工通信、全双工通信。 解答：
数据：运送信息的实体 信号：数据的电气的或电磁的表现 模拟数据：连续变化的数据 模拟信号：连续变化的信号 半双工通信：双向交替通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送。一方发送另 一方接收，然后再反过来。 全双工通信：双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。
（3）100km（城域网）
（4）5000km（广域网）
试计算当数据率为 1Mb/s 和 10Gb/s 时在以上媒体中正在传播的比特数。
解答：
10cm 网卡
100m 局域网
100km 城域网
5000km 广域网
1Mb/s 0.1/230000000×1000000000
434.7b
434782.6b 21739130b
（2）ARPANET 开始运行；
（4）以太网标准发布； （5）TCP 协议的提出；
解答：（6）、（2）、（5）、（4）、（3）、（1）
（3）OSI 模型的标准正式发布 （6）分组交换技术的提出
1.6 协议与服务有何区别？有何联系？ 解答：
联系：协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间 的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。
计算机网络_第3章习题解答
第三章习题解答简述数据链路层的功能。
答：数据链路层是在物理层提供的比特流传送服务的基础上，通过一系列的控制和管理，构成透明的、相对无差错的数据链路，向网络层提供可靠、有效的数据帧传送的服务。
其主要功能包括：链路管理，帧定界，流量控制，差错控制，数据和控制信息的识别，透明传输，寻址。
试解释以下名词：数据电路，数据链路，主站，从站，复合站。
答：数据电路是一条点到点的，由传输信道及其两端的DCE构成的物理电路段，中间没有交换节点。
数据电路又称为物理链路，或简称为链路。
数据链路是在数据电路的基础上增加传输控制的功能构成的。
一般来说，通信的收发双方只有建立了一条数据链路，通信才能够有效地进行。
在链路中，所连接的节点称为“站”。
发送命令或信息的站称为“主站”，在通信过程中一般起控制作用；接收数据或命令并做出响应的站称为“从站”，在通信过程中处于受控地位。
同时具有主站和从站功能的，能够发出命令和响应信息的站称为复合站。
数据链路层流量控制的作用和主要功能是什么答：流量控制简称“流控”，是协调链路两端的发送站、接收站之间的数据流量，以保证双方的数据发送和接收达到平衡的一种技术。
在计算机网络中，由于接收方往往需要对接收的信息进行识别和处理，需要较多的时间，通常发送方的发送速率要大于接收方的接收能力。
当接收方的接收处理能力小于发送方的发送能力时，必须限制发送方的发送速率，否则会造成数据的丢失。
流量控制就是一种反馈机制，接收方随时向发送方报告自己的接收情况，限制发送方的发送速率。
保证接收方能够正常、有序地接收数据。
在停止-等待协议中，确认帧是否需要序号为什么答：在停止-等待协议中，由于每次只确认一个已经发送的帧，确认帧可以不需要序号。
但在一些特殊情况下会出现问题。
如果发送方在超时重发一个帧后又收到了迟到的确认，就不能确定该应答是对哪一个帧的确认，并可能导致随后的传送过程重新差错。
解释为什么要从停止-等待协议发展到连续ARQ协议。
计算机网络（第七版）谢希仁编著第四章课后答案详解
计算机⽹络（第七版）谢希仁编著第四章课后答案详解计算机⽹络（第七版）谢希仁编著第四章课后答案详解第四章：1、IP地址分为⼏类？各如何表⽰？IP地址的主要特点是什么？答：在IPv4的地址中，所有的地址都是32位，并且可记为：IP地址=｛<⽹络号>，<主机号>｝IP地址共分为ABCDE 5类。
每⼀类地址都由两个固定长度的字段组成，其中⼀个字段是⽹络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的⽹络，⽽另⼀个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。
各类地址的⽹络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
A类地址最前⾯的1位是0；B类地址最前⾯的2位是10；C类地址最前⾯的3位是110。
D类地址⽤于多播，最前⾯的4位是1110；E类地址保留今后使⽤，最前⾯的4位是1111。
特点：（1）每⼀个IP地址都由⽹络号和主机号两部分组成。
IP地址是⼀种分等级的地址结构。
分两个等级的好处是：第⼀，IP地址管理机构在分配 IP 地址时只分配⽹络号，⽽剩下的主机号则由得到该⽹络号的单位⾃⾏分配。
这样就⽅便了 IP地址的管理。
第⼆，路由器仅根据⽬的主机所连接的⽹络号来转发分组（⽽不考虑⽬的主机号），这样就可以使路由表中的项⽬数⼤幅度减少，从⽽减⼩了路由表所占的存储空间。
（2）实际上 IP地址是标志⼀个主机（或路由器）和⼀条链路的接⼝。
换⾔之，IP地址并不仅仅指明⼀个主机，同时还指明了主机所连接到的⽹络。
由于⼀个路由器⾄少应当连接到两个⽹络（这样它才能将 IP数据报从⼀个⽹络转发到另⼀个⽹络），因此⼀个路由器⾄少应当有两个不同的IP地址。
(3) ⽤转发器或⽹桥连接起来的若⼲个局域⽹仍为⼀个⽹络，因此这些局域⽹都具有同样的⽹络号 net-id。
(4) 所有分配到⽹络号 net-id的⽹络（不管是范围很⼩的局域⽹，还是可能覆盖很⼤地理范围的⼴域⽹）都是平等的。
第3章_组建以太网、虚拟局域网
（1）传统以太网操作
• 传统共享式以太网的典型代表是总线型以太网。在这 种类型的以太网中，通信信道只有一个，采用 CSMA/CD访问方法。
• 每个站点在发送数据之前首先要侦听网络是否空闲， 如果空闲就发送数据。否则，继续侦听直到网络空闲。 如果两个站点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧 数据，则会导致数据帧的冲突，双方的数据帧均被破 坏。这时，两个站点各自等待一段随机的时间再侦听、 发送。
入侵监测系统 D200
A座
OSPF
Area5
B座
C座
S8508
OSPF Area0
S8508
S5648P
C6509
S8508
OSPF Area6
D座
E座四层 行政、图书馆
E座三层 E座二层 E座一层 S3952P-EI
学院学生二 期公寓D、 E、F
OSPF Area1
学院学生二 期公寓D、 E、F
OSPF Area2
10BASE-F 光缆
铜缆或铜线连接到以太网的示意图
主机箱
网卡
主机箱
DB-15 连接器
收发器
内导体
MAU
收发器电缆
插入式 分接头 MDI
BNC 连接器 插口
外导体屏蔽层
保护外层
BNC T 型接头
主机箱
RJ-45 插头
双绞线
集线器
四种电缆对比表
名称
电缆
最大区间长度 结点数/段 优点
10Base-5 粗同轴电缆 500m
• 在每个交换机内部都维护有一张表，这个表记录了 交换机上每个端口所连接主机的MAC地址信息，交 换机根据这个表来把数据帧转发到正确的端口上
以太网交换机的特点
计算机网络课后试题答案（第五版）
计算机网络课后试题答案（第五版）计算机网络第一章习题习题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：电路交换，它的主要特点是：①在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽，即采用的是静态分配策略；②通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而重要的通信是不利的。
显然，这种交换技术适应模拟信号的数据传输。
然而在计算机网络中还可以传输数字信号。
数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可储性。
这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送，而且可以进行再加工、再处理。
③计算机数据的产生往往是“突发式”的，比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时，或计算机正在进行处理而未得出结果时，通信线路资源实际上是空闲的，从而造成通信线路资源的极大浪费。
据统计，在计算机间的数据通信中，用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。
另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同，采用电路交换就很难相互通信。
分组交换具有高效、灵活、可靠等优点。
但传输时延较电路交换要大，不适用于实时数据业务的传输。
报文交换传输时延最大。
习题1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？答：客户服务器有主机和客户机之分，客户机向主机发送服务请求，并有主机的地址，主机被动的接收客户的请求，给于客户请求服务。
对等通信方式没有主机和客户机之分，每个电脑都是平等的，每个电脑都可能是主机和客户机，这个主要看电脑是在请求服务还是在给于服务。
客户服务器方式和对等通信方式都是在网络上进行的，都有大量的电脑组成一个网络，并且有着相同的软件支持，都间接存在主机和客户机之分，都存在网络边缘和网络核心！习题1-14 计算机网络有哪些常用的性能的指标？答：计算机网络有七种性能指标： 1.速率 2.带宽 3.吞吐量 4.时延5.时延带宽积 6.往返时间RTT 7.利用率习题1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与体系结构的思想相似的日常生活.答：分层次的好处：（1）.各层之间是独立的。
计算机网络第1-3章部分课后习题参考答案
第一章概述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）电路交换的优点：适用于连续传送大量数据。
电路交换的缺点：电路建立时间长，线路利用率低。
（2）报文交换的优点：采用了存储转发技术，线路使用率高。
报文交换的缺点：延迟长。
（3）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——不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠——保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
分组交换的缺点：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
同时分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
1-12 因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？答：边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成。
由用户直接使用。
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
为边缘部分提供服务。
工作方式：（1）边缘部分：采用客户服务器方式和对等通信方式。
（2）核心部分：采用电路交换、分组交换。
1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？答：相同之处：两者所描述的都是进程之间服务和被服务的关系。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：即求传播时延带宽积。
结果见书上课后参考答案。
1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
答：这种例子有很多。
比如日常家用电器，我们并不知道家用电器具体工作原理，但只要清楚某按钮可以完成什么功能，就可以使用家用电器为日常生活服务。
第二章物理层2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。
计算机网络课后答案第三章
第三章 数据链路层习题3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？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。
习题3-03考察停止等待协议算法。
在接收结点，当执行步骤（4）时，若将“否则转到（7）”改为“否则转到（8）”，将产生什么结果？答：“否则”是指发送方发送的帧的N （S ）和接收方的状态变量V （R ）不同。
表明发送方没有收到接收方发出的ACK ，于是重传上次的帧。
若“转到（8）”，则接收方要发送NAK 。
发送方继续重传上次的帧，一直这样下去。
习题3-06 信道速率为4kb/s 。
采用停止等待协议。
传播时延ms t p 20=,确认帧长度和处理时间均可忽略。
问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%。
解：根据下图所示停等协议中的时间关系：在确认帧长度和处理时间均可忽略的情况下，要使信道利用率达到至少50%必须使数据帧的发送时间等于2倍的单程传播时延。
即：p f t t 2= 已知：C l t f f =，其中C 为信道容量，或信道速率。
f l 为帧长（以比特为单位）。
所以得帧长16004.040002=⨯=⨯≥⨯=p f f t C t C l bit习题3-09试证明：当用n 个比特进行编号时，若接收窗口的大小为1，则只有在发送窗口的大小WT ≤2n-1时，连续ARQ 协议才能正确运行。
答：（1）显然 WT 内不可能有重复编号的帧，所以WT ≤2n 。
设WT=2n ；（2）注意以下情况：发送窗口：只有当收到对一个帧的确认，才会向前滑动一个帧的位置；接收窗口：只有收到一个序号正确的帧，才会向前滑动一个帧的位置，且同时向发送端发送对该帧的确认。
显然只有接收窗口向前滑动时，发送端口才有可能向前滑动。
发送端若没有收到该确认，发送窗口就不能滑动。
（3）为讨论方便，取n=3。
并考虑当接收窗口位于0时，发送窗口的两个极端状态。
第3章数据链路层
教
程
计 算 机 网 络
数据链路层的主要功能：
（1）链路管理 数据链路的建立、维持和释放 （2）帧同步 接收方从比特流中能区分帧开始与结束 （3）流量控制(flow control)发送方的发送速率必须是接收 方来得及接收
第 3 章 数 据 链 路 层
（4）差错控制
前向纠错：采用纠错编码（卫星通信） 差错检测：采用检错编码（CRC） （5）将数据和控制信息区分开 （6）透明传输：对传输的数据没有限制 （7）寻址
停止等待协议的算法
在发送结点： （1）从主机取一个数据帧。 （2）V(S)←0。 {发送状态变量初始化} （3）N(S)←V(S)； {将发送状态变量的数值写入 发送序号} 将数据帧送交发送缓存。 （4）将发送缓存中的数据帧发送出去。 （5）设置超时计时器。 {选择适当的超时重传 时间tout } 第 3 章 数 据 链 路 层
教
程
计 算 机 网 络
6、字符填充法: 发送方在可能产生争议的DLE位串之前再增加一 个转义字符（DLE），如 DLE DLE SOH；接收方每 接收到两个连续的DLE则丢弃其中的一个DLE
第 3 章 数 据 链 路 层
教
程
计 算 机 网 络
第 3 章 数 据 链 路 层
教
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计 算 机 网 络
第 3 章 数 据 链 路 层
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计 算 机 网 络
第 3 章 数 据 链 路 层
教
程
计 算 机 网 络
5、字符的转义： 在控制字符之前增加一个转义字符（DLE）,防 止数据的二义性。BSC主要支持字符数据的传输，也 可以支持二进制数据传输，但二进制数据时必须被组 合，例如：七位形成一个位组。由于二进制位组合的 随机性，可能出现等同控制字符组的位串（例如： DLE SOH),为了保证数据的透明性（即数据中允许任 意的二进制数据），同时保证这些等同控制字符组的 位串不会导致控制的混乱，BSC采用了字符转义的方 法——字符填充法。 第 3 章 数 据 链 路 层
计算机网络课程第3章-数据链路层-作业解答
计算机⽹络课程第3章-数据链路层-作业解答3-07要发送的数据为1101011011。
采⽤CRC的⽣成多项式是P(x)=x4+x+1 。
试求应添加在数据后⾯的余数。
数据在传输过程中最后⼀个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采⽤了CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？解：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。
采⽤了CRC检验后，数据链路层的传输成为“⽆⽐特差错”传输，但是对于帧丢失、帧重复及帧失序等“传输差错”就需要额外的机制来保证，所以说，采⽤了CRC检验后，数据链路层的传输还不是可靠的传输。
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：101011←商1001 ∣101110000100110101001110010011010100111 ←余数所以，加在数据后⾯的余数为011（前⾯置零是因为按⽣成多项式最⾼幂为3，原始数据需要左移3位）3-22 假定在使⽤CSMA/CD协议的10Mb/s以太⽹中某个站在发送数据时检测到碰撞，执⾏退避算法时选择了随机数r =100 。
试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100 Mb/s 的以太⽹呢？解：CSMA/CD协议要点指出：站点在发送过程中应继续检测信道，若⼀直未检测到碰撞，就顺利把这个帧成功发送完毕。
若检测到碰撞，则终⽌发送，并发送认为⼲扰信号。
在终⽌发送后，适配器就执⾏指数退避算法，等待r 倍512⽐特时间后才可以再次发送。
计算机网络教程第三版(吴英著)课后答案下载
计算机网络教程第三版（吴英著）课后答案下载吴英的《计算机网络教程第三版》系统地介绍了计算机网络的根本概念、原理与技术，包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络平安共8章内容。
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《计算机网络教程》可作为高校计算机专业和非计算机理工科专业的计算机网络教材，在内容编排上融合了不同的需求，也可作为其他专业师生和网络技术人员的参考书。
第1章绪论第2章物理层物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承当数据传输的物理媒体(即通信通道)，物理层的传输单位为比特(bit)，即一个二进制位(“0”或“1”)。
实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体，但是，物理层不是指详细的物理设备，也不是指信号传输的物理媒体，而是指在物理媒体之上为上一层(数据链路层)提供一个传输原始比特流的物理连接。
第3章数据链路层数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。
数据链路层在物理层提供的效劳的根底上向网络层提供效劳，其最根本的效劳是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
为到达这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧(frame)，帧是数据链路层的传送单位;如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输过失，如何调节发送速率以使与接收方相匹配;以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。
(2021年整理)计算机网络(第七版)谢希仁著考试知识点整理
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《计算机网络》整理资料第1章概述1、计算机网络的两大功能：连通性和共享；2、计算机网络（简称为网络）由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。
网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
3、互联网基础结构发展的三个阶段:①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
②建成了三级结构的因特网.③逐渐形成了多层次 ISP(Internet service provider）结构的因特网.4、制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段：①互联网草案(Internet Draft)②建议标准（Proposed Standard）③互联网标准（Internet Standard）5、互联网的组成：①边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成，这部分是用户直接使用的。
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LLC-H
LLC-H
User data
User data MAC-T
网桥协议体系结构
两个远程LAN的连接(通过串行线)
User
两个LAN可以是不同类型
User t1 t2 t3
LLC
MAC PHY
t4
MAC Link PHY PHY
t5
Link MAC PHY PHY
t6
t9 t8 t7
LLC
MAC PHY
网桥 LAN t1,t9 t2,t8 LLC-H LLC-H LLC-H
网桥 LAN User data User data User data User data
站点A
站点B
t3,t4,t6,t7
t5 Link-H
MAC-H MAC-H
MAC-T MAC-T Link-T
网桥协议体系结构
交换式局域网—基于硬件交换技术
并发连接； S = N×10Mb/s 共享式局域网与交换式局域网的比较
交换机概述——认识一下交换机
交换机，英文名称为Switch，工作在OSI的数据链路 层，也称二层交换机，它是一种基于MAC地址(网卡的硬件 地址)识别，用于数据帧的转发的设备。
局域网交换机的工作原理
在转发一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适
合另一个MAC子层的要求。
网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不
太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产 生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。
广播风暴
以太网 Bridge 采用了基于 MAC 地址在不同端口之间
的转发，而每一个端口对应的是一个以太网的网段，也就 是一个以太网的广播域，以太网 Bridge 只转发不同端口
C
4
1
A
2
D
B
3
E
C
4
F
D
E
F
5
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6
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5 6 7
Bridge
8
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H
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I
9
J
网桥的路由选择策略
源路由网桥 (Source Route)
源路由网桥是由发送帧的源结点负责路由选择。 为了发现合适的路由，发送方以广播方式向接收方发送一个发
现帧(Discovery Frame)，其主要作用是发现最佳路径。
透明网桥是对主机是透明的，采用自动配置方式，无连
接，透明网桥使用生成树，它一般不是最佳路由。
传统共享式局域网的缺点
传统的局域网技术是建立在“共享介质”的基础上，典 型的介质访问控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus； 介质访问控制方法用来保证每个结点都能够“公平”地 使用公共传输介质； 每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增加而 急剧减少； 网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网 络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质 量将会下降。
t6
站点A
站点B
t3,t4 t5,t6
802.3-H 802.4-H
802.3-T 802.4-T
网桥的路由选择策略
网桥转发数据帧的过程，实质上也是帧的路径选择过程，经过路径选择后，
网桥将帧发往适当的端口。
目前，常用的有两种网桥，即透明网桥和源路由网桥。
透明网桥 (Transparent Bridge) 透明网桥特点
进行转发时是将此 MAC 地址当作目的地址。
如果网桥现在能够从端口 x 收到从源地址 A 发来的帧，
那么以后就可以从端口 x 将帧转发到目的地址 A。
网桥在转发表中登记以下三个信息
在网桥的转发表中写入的信息除了地址和接口外，还有帧进入该网
桥的时间。
这是因为以太网的拓扑可能经常会发生变化，站点也可能会更换适
把在“地址”栏下面已经记下的源地址当作目的地址，而把记下的进入 接口当作转发接口。
转发表的建立过程举例
1
B1
2
1
B2
2
A
B
C
D
E
F
地址 → B A F B
接口 1 2 1 A→ B F→C
地址
接口
A
1
F→C
B→A
…
F
…
2
…
…
网桥在转发表中的信息
站地址：登记收到的帧的源 MAC 地址。 端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号。 时间：登记收到的帧进入该网桥的时间。 转发表中的 MAC 地址是根据源 MAC 地址写入的，但在
网桥的作用：过滤和转发
一、网桥的内部结构
网桥依靠转发表转发 帧
网桥
站表
端口管理 软件 端口 1
网桥协议 实体
缓存
站地址 端口 MAC1 1 MAC2 1 MAC3 1 MAC4 2 MAC5 2 MAC6 2 端口 2
网桥
网段 A ① ② ③ ④
网段 B ⑤ ⑥
网段A
网段B
使用网桥带来的好处
过滤通信量。
网络层
数据链路层 物理层
网络层
数据链路层 物理层
在物理层扩展局域网 物理层扩展设备： 中继器（Repeater）和集线器（Hub）
中继器 在物理层上实现局域网网段 的扩展，主要起到对传输介
集线器
集线器(Hub)是一种多端口 转发器。所有连接到集线器
质上信号波形的接收、整形、
放大及转发作用，延长网络 距离的作用。
ª ¢ ú ×·» ¹ Ö ò ø » ¾ Ó Í ½ » » ú Ø ·± µ Ö í º å ÷ » ³ Æ 1 2 Ë Ú ¶ ¿ 3 4 5 6 DA MACÖ ¡ DA=½ µ C á ã á ã ½ µ B á ã ½ µ A:00-01-0C-12-D1-28 á ã ½ µ C á ã ½ µ D:01-31-00-0C-12-D1 1 2 3 4 5 6 DA MACÖ ¡ DA=½ µ B á ã á ã ½ µ B:06-21-0A-12-61-20 á ã ½ µ C:30-61-2C-61-02-16 á ã ½ µ D:01-31-00-0C-12-D1 á ã ½ µ A:00-01-0C-12-D1-28 Ë Ú ¶ ¿ Ø ·Ó ä í µ Ö ³ É ± MACµ Ö Ø ·
配器（这就改变了站点的地址）。另外，以太网上的工作站并非总是
接通电源的。
把每个帧到达网桥的时间登记下来，就可以在转发表中只保留网络
拓扑的最新状态信息。这样就使得网桥中的转发表能反映当前网络的 最新拓扑状态。
网桥的自学习和转发帧的步骤归纳
网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址
有无相匹配的项目。如没有，就在转发表中增加一个项目（源地址、
透明网桥由各个网桥自己来决定路由选择，局域网上的各结点不负责路
由选择，网桥对于互连局域网的各结点来说是“透明”的；
透明网桥一般用在两个使用同样的MAC层协议的网段之间的互连。
透明网桥的最大优点是容易安装，是一种即插即用设备。其标准是 IEEE
802.1D
网桥应当按照以下自学习算法处理收到的帧和建立转发表
采用不同MAC协议的 LAN互连
User User
t1
LLC
MAC PHY
t4
t2
t3
MAC MAC PHY PHY
t5
t8
网桥
t7
LLC
MAC PHY
802.3
t1,t8 t2,t7 LLC-H LLC-H LLC-H
802.4
User data User data User data User data
HUB
HUB
HUB
冲突域1
冲突域2
冲突域3
广播域
网桥连接网段扩展局域网
网桥是在逻辑链路层上存储转发数据幀的设备，当在多个局域网 之间需要交换信息，或为了安全、减小冲突域、增大吞吐量、要将现
存的单个局域网分隔成几个网络时，就要用到网桥。（上图中红色光球---冲突）
连接网桥前后的冲突域变化
一 个 冲 突 域
多个发现帧将在整个网络中沿着所有可能的路由向接收方发
送。在传送过程中，每个发现帧都记录所经过的路由。当这些发
现帧到达接收方时，就沿着各自的路由返回发送方。发送方在了 解这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。
源路由网桥和透明网桥的区别
源路由网桥对主机是不透明的，它采用手工配置方式，
面向连接，使用源路由网桥可以利用最佳路由。
间的通信。但是由于Bridge 依赖的是运行网络中存在的
MAC 地址和端口的对应表，所以一旦收到目的地址未知的 数据包，它将利用广播的形式来寻址，其后果就是在一个 环形网络中造成数据流量以指数形式的增长，从而导致网 络的瘫痪，这种现象也称为“广播风暴”。
Bridge
100BASE-T 10BASE-T 10BASE-T
回顾
链路层使用信道 链路层三个基本问题
链路层协议
局域网模型
局域网种类（各自使用的协议）
网卡地址
3.5以太网扩展
在物理层扩展以太网 在数据链路层扩展以太网
3.5 扩展以太网
在物理层扩展局域网 ---- 使用中继器、集线器
应用层 表示层 会话层 传输层
应用层 表示层 会话层 传输层 中继器、集线器 物理层
的网桥。
生成树算法选择一个网桥作为生成树的根(例如，选择
一个最小序号的网桥)，然后以最短路径为依据，找到树上 的每一个结点到根的最短路径。
当互连局域网的数目非常大时，生成树算法很花费时间。