《计算机网络基础》 第3章 流量控制和差错控制
第3章数据链路层-1
g1
g2
gr-1
R0
R1
Rr-1
信息输入端
图3.5 CRC码的编码电路
码字输出端 输出开关
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
大于r+1的突发错误
• 若具体取r=16，则能检测出所有双错、奇数位错、突 发长度小于等于16的突发错以及1-2-15（约为99.997%） 的突发长度为17的突发错和1-2-16（约为99.998%）的
突发长度大于等于18的突发错
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
除以G（x）的运算易于用移位寄存器和半 加器来实现
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 噪声分类：
• 信道所固有的，持续存在的随机热噪声 • 由于外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声
➢ 噪声比较：
• 随机错通常较少 • 冲击噪声的幅度可以相当大 ，它是传输中产生差错
的重要原因
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 衡量一个信道质量的重要参数是误码率：
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
3.1 数据链路层的功能
➢ 基本功能：
• 将物理层提供的原始的传送比特流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
• 最基本的服务就是将源机器网络层来的数据可靠地传输 到相邻节点的目标机网络层
• 要完成许多特定的功能 ☆ 主要有如何将比特组合成帧（frame）； ☆ 处理传输中出现的差错； ☆ 调节发送方的发送速率不至于使较慢的接收方不能 承受，以及数据链路层连接的建立、维持和释放， 称之为链路管理。
计算机网络基础(第2版)教案：3.5差错控制(机械工业出版社)范兴福 李宇明 编
2．循环冗余码
奇偶校验作为一种检验码虽然简单，但是漏检率太高。在计算机网络和数据通信中用的最广泛的检错码,是一种漏检率低得多也便于实现的循环冗余码CRC (Cyclic Redundancy .Code),CRC码又称为多项式码。
数据通信中数据的传输通常需要经过很多个中间转接设备，这些设备通常采用电路交换、报文交换和分组交换技术进行数据交换。
数据在信道上传输会受到内因和外因的影响，传输差错不可避免。所以采用了相应的差错控制机制。常用的差错控制方式有：自动请求重发、有向纠错和混合纠错三种方式，常用的检纠错码有奇偶检验码、循环冗余码、海明码、等重码以及方阵检验码等。
小结
本章主要介绍了数据通信的相关基础知识及基本概念，重点介绍了数据传输、数据交换以及差错控制等方面的知识。同时由于数据传输一定需要传输媒体，所以本章中也对常用的传输媒体做了介绍。
信息是数据的内在含义或解释，数据是信息的载体，而信号是数据的编码。通信系统的基本技术指标有：比特率、波特率、误码率、吞吐量和信道的传播延迟。通信系统的基本作用是在发送方和接收方之间传递和交换信息。根据通信系统是利用模拟信号还是数字信号来传递信息，可以分为模拟通信系统和数字通信系统。现在使用比较广泛的是数字通信系统。
2．前向纠错方式
在前向纠错（Forward Error Correct，FEC）方式中，接收端不但能发现差错，而且能确定二进制出错的位置，从而就可以加以纠正。采用这种方法时就必须用纠错码，但它可以不需要反向信道来传递请求重发的信息。
3．混合纠错方式
混合纠错（Hybrid Error Correct，HEC）方式综合了上述两种纠错方式。接收端对所收到的数据进行检测，若发现错误，就对少量的能纠正的错误进行纠正，而对于超过纠错能力的差错通过ARQ方式予以纠正。该方法在一定程序上弥补了反馈重发和前向纠错的缺点。
第三章计算机网络技术基础习题与答案
第三章计算机网络技术基础习题与答案一、判断题1.（√）网络节点和链路的几何图形就是网络的拓扑结构，是指网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何构型。
2.（×）不同的网络拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等基本相同，适合相同场合。
3.（×）计算机网络的拓扑结构主要是指资源子网的拓扑结构。
4.（√）总线型拓扑结构的网络结构简单、扩展容易，网络中的任何结点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。
5.（×）星型网络的中心节点是主节点，具有中继交换和数据处理能力，网络结构简单，建网容易，可靠性好。
6.（√）环型网数据传输路径固定，没有路径选择的问题，网络实现简单，适应传输信息量不大的场合，但网络可靠性较差。
7.（√）树状网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统，除叶节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。
8.（√）当网络中各节点连接没有一定规则、地理位置分散，而设计通信线路是主要考虑的因素时，我们通常选用网状网络。
9.（√）总线型拓扑结构分单总线结构和多总线结构，局域网一般采用的是单总线结构。
10.（×）总线型拓扑结构的优点是电缆长度短、可靠性高、故障诊断和隔离容易和实时性强。
11.（×）星型网络拓扑结构集中控制，简单的访问协议，但电缆长度及安装费用高，故障诊断困难、扩展困难，全网工作依赖于中央节点。
12.（√）环型拓扑结构适合于光纤、网络实时性好，但网络扩展配置因难，故障诊断困难，节点故障则引起全网故障。
13.（√）树型拓扑结构易于扩展、故障隔离方便，但对根的依赖性太大，如果根发生故障则全网不能正常工作。
14.（×）网状型拓扑结构是将星型和总线型两种拓扑结构混合起来的一种拓扑结构。
15.（√）网状型拓扑结构的优点是易于扩展、故障的诊断和隔离方便、安装电缆方便。
16.（√）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。
计算机网络技术(第三版)习题答案
计算机网络技术(第三版)习题答案计算机网络技术(第三版)习题答案第一章：计算机网络基础1. 什么是计算机网络？计算机网络是指通过通信线路和交换设备将分布在不同地理位置的计算机连接起来，互相传递数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类计算机网络可以按照尺度分为广域网（WAN）、局域网（LAN）和城域网（MAN）。
按照网络拓扑结构分为总线型、星型、环型和网状型网络。
3. 什么是协议？协议是计算机网络中用于实现通信的一组规则，它规定了数据传输的格式、顺序、错误检测和纠正等方面的规范。
4. OSI模型和TCP/IP模型有什么区别？OSI模型是指开放系统互联参考模型，它将网络通信划分为七个层次，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP模型是互联网协议套件的基础，它将网络通信划分为四个层次，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。
5. 什么是分组交换？分组交换是指在计算机网络中，将传输的数据按照一定的大小进行分割，并在网络中独立传输，到达目的地后再进行重组，以实现高效的数据传输。
第二章：物理层1. 数据传输的基本概念数据传输是指将信息从一个地点传送到另一个地点，通常以比特为单位进行计量。
2. 数据通信的三个基本要素数据通信的三个基本要素包括发送器（发送数据的设备）、接收器（接收数据的设备）和传输介质（用于传输数据的物理媒体，如电缆、光纤等）。
3. 数字信号和模拟信号有什么区别？数字信号是一种离散的信号，它只有两个状态（0和1），可以表示为数字序列。
模拟信号是一种连续的信号，可以表示为不同的幅度和频率。
4. 编码技术编码技术是将数字信号转换为模拟信号或其他形式的过程。
常见的编码技术包括不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
5. 信道的概念和信道的分类信道是指在数据传输过程中用于传输数据的媒体或路径。
信道可以根据传输方向的不同进行分类，包括单工信道、半双工信道和全双工信道。
计算机网络基础教程（第2版）习题答案作者杜煜姚鸿计算机网络基础（第二版）习题参考答案
《计算机网络基础（第二版）》习题参考答案第一章（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。
（1）计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：单机系统：在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，被称为第一代网络。
多机系统：将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体系结构的第三代网络。
Internet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。
（2）什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
主要功能：1. 数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件；2. 资源共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3. 提高系统的可靠性：通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。
4. 分布式网络处理和负载均衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。
（3）计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。
资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。
主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。
终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。
终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。
计算机网络基础(第二版)教学大纲
《计算机网络基础》课程教学大纲课程名称：计算机网络基础学时学分：54学时/36学时先修课程：《计算机基础导论》、《计算机原理》适用专业：教育技术一、课程的地位、目的和任务21世纪的重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。
随着IT业的迅速崛起, 计算机网络大量应用于各行各业。
《计算机网络基础》课程是计算机应用技术专业的专业必修课。
其任务是使学生获得计算机网络方面的基础知识，了解新技术及动态，同时必须重视实用技术的运用。
学生通过本课程的学习，可以掌握计算机网络的相关基础知识，初步具备分析比较和选择网络技术元素的能力，掌握较复杂的局域网组建的综合应用能力，具备一定的网络管理与维护知识、以及了解流行网络操作系统的基础知识和配置管理等网络应用能力，为相关后继课程打下良好的基础。
二、培养职业技术能力目标结合实训环节，培养学生具备网络管理员、网络应用工程师的基本素质。
三、教学内容与要求1、本课程的主要知识点主要包括：网络定义、网络组成、拓扑结构、网络分类、网络功能、网络发展、数据通信系统、信号和信道、数据传输、数字编码、模拟调制、数据数字化、串行通信、多路复用、交换技术、传输媒体、通信接口、调制解调器、通信控制、网络协议和结构、开放系统互连参考模型、TCP/IP体系结构、模型的各层功能、局域网模型、媒体访问控制、传统以太网、快速以太网、千兆以太网、无线网络、虚拟局域网、广域网模型和结构、ISDN、TCP 协议、UDP协议、互联网结构、IP协议、对等式网络、集中式网络、客户/服务器、浏览器/服务器、、DNS、FTP、WWW、SNMP和电子邮件系统、Intranet系统和网络安全。
２、本课程培养学生的主要能力主要包括：界定网络的类别、分析网络功能、确定网络组成部件和作用、选择和设计网络结构、选择通信介质、确定连接方式和通信方式、选择网络交换技术、配置和使用通信接口、使用调制解调器、分析比较和选取以太网技术、描述网络工作原理、能识别地址结构、比较和选取广域网技术、说明广域网工作原理、比较和选择TCP和UDP协议、描述互联网中进程的通信过程、比较和选择网络计算模式，建立特定模式的网络系统。
计算机网络中的流量控制和拥塞控制
计算机网络中的流量控制和拥塞控制计算机网络中的流量控制和拥塞控制是确保网络通信顺畅的重要方面。
流量控制是指调节数据在网络中的传输速率，以确保发送方和接收方之间的数据流动平稳。
拥塞控制则是指在网络中出现的拥塞情况下，采取相应的策略来缓解网络拥塞。
以下是关于计算机网络中流量控制和拥塞控制的详细步骤：1. 流量控制的目标：- 避免发送方发送速率过快，导致接收方无法处理和存储数据；- 避免接收方缓冲区溢出，导致数据丢失；- 平衡发送方和接收方的数据流量。
2. 流量控制方法：- 停止等待协议：发送方发送数据后停止发送，等待接收方的确认消息。
只有接收到确认消息后，发送方才会发送下一个数据包。
- 滑动窗口协议：发送方和接收方维护一个滑动窗口，指定允许发送或接收的数据包数量。
发送方根据窗口大小发送数据，接收方根据窗口大小接收数据，并发送确认消息。
3. 拥塞控制的目标：- 避免网络中出现拥塞；- 减少拥塞时的数据丢失和时延；- 公平分配网络资源。
4. 拥塞控制方法：- 慢启动：发送方初始时只发送少量数据，然后根据网络拥塞情况逐渐增加发送速率，以避免突发数据导致拥塞。
- 拥塞避免：通过控制发送速率和窗口大小来避免网络拥塞。
根据网络状况调整发送速率和窗口大小，使得网络性能处于最佳状态。
- 拥塞发生时的处理：当网络发生拥塞时，发送方需及时减少发送速率以缓解拥塞。
常用的方法有降低拥塞窗口大小和进行传输超时等。
5. 流量控制与拥塞控制的区别：- 流量控制是在发送方和接收方之间进行，而拥塞控制是在整个网络中进行。
- 流量控制解决的是发送方和接收方之间的数据流动问题，而拥塞控制解决的是网络中的传输负载过重问题。
- 流量控制是为了保证接收方的数据处理能力，而拥塞控制是为了保证整个网络的性能。
总结：计算机网络中的流量控制和拥塞控制是确保网络通信顺畅的关键手段。
通过适当的流量控制，可以保证发送方和接收方之间的数据传输平稳。
而拥塞控制则是在网络拥塞时采取相应策略，确保网络性能和数据可靠传输。
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。
《计算机网络技术基础》第三章
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-3 OSI参考模型的结构
OSI参考模型中，划分层（子模块）要遵循以下原则： （1）各层（子模块）具有相对的独立性，保持层间交互的信息最少。 （2）单向调用：各层（子模块）只能引用其下层提供的服务。 （3）增值服务：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能。
用户写信人邮政局运输部门用户收信人邮政局运输部门用户间约定信件格式和内容邮局间约定邮政编码等运输部门间约定到站地点费用等用户邮局约定信封格式及邮票邮局运输部门约定到站地点时间等用户子系统邮局子系统运输部门子系统甲地乙地图31邮政通信系统分层模型31网络体系结构概述从图31中可以看出邮政系统中的各种约定都是为了将信件从写信人送到收信人而设计的也就是说它们是因信息的流动而产生的
计算机网络技术基础
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03
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第3章
网络体系 结构
章节导读
计算机网络是一个庞大的、多样化的复杂 系统，涉及多种通信介质、多厂商和异种机互 连、高级人机接口等各种复杂的技术问题。要 使这样一个系统高效、可靠地运转，网络中的 各个部分都必须遵守一套合理而严谨的网络标 准。这套网络标准就称之为网络体系结构。
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3.2 OSI参考模型
世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构 （System Network Architecture，SNA）”。此后，许多公司纷纷推出了各自的网 络体系结构。虽然这些体系结构都采用了分层技术，但层次的划分、功能的分配 及采用的技术均不相同。随着信息技术的发展，不同结构的计算机网络互联已成 为迫切需要解决的问题。
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3.2 OSI参考模型
机械特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与 排列情况等。
计算机网络_第3章习题解答
第三章习题解答3.1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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
3.5 解释为什么要从停止-等待协议发展到连续ARQ协议。
第3章 计算机网络体系结构(习题标准答案)
第3章计算机网络体系结构(习题答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2第3章计算机网络体系结构一、填空题1.协议主要由（语法）、（语义）和（同步）三个要素组成。
2.OSI模型分为（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层）和（应用层）七个层次。
3.OSI模型分为（资源子网）和（通信子网）两个部分。
4.物理层定义了（机械特性）、（电气特性）、（功能特性）和（规程特性）四个方面的内容。
5.数据链路层处理的数据单位称为（帧）。
6.数据链路层的主要功能有（链路管理）、（成帧）、（信道共享）、（帧同步）、（流量控制）、（差错控制）、（透明传输）和（寻址）。
7.在数据链路层中定义的地址通常称为（硬件地址）或（物理地址）。
8.网络层所提供的服务可以分为两类：（面向连接的）服务和（无连接的）服务。
9.传输层的功能包括（服务选择）、（连接管理）、（流量控制）、（拥塞控制）和（差错控制）等。
二、名词解释同步协议实体对等层对等层通信服务 CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性，而且条件和时间有关，具有时序的含义。
协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。
这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议，也称为网络协议。
实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体，简称实体。
对等层不同的网络结点，若它们遵循的是同一种网络体系结构的话，那么在不同结点上完成同样功能的层次称为对等层。
对等层通信在分层的网络体系结构中，每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层，结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。
就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样，这种情况就称为对等层通信。
第三章 网络体系结构
《计算机网络基础》第三章
3.2.3 模型中的数据传输
所谓数据单元是指各层传输数据的最小单位。图 中最左边一列交换数据单元名称，是指各个层次 对等实体之间交换的数据单元的名称。 所谓协议数据单元PDU(Protocol Data Unit) 就是对等实体之间通过协议传送的数据。 这个在发送节点自上而下逐层增加头（尾）信息， 而在目的节点又自下而上逐层去掉头(尾)信息的 过程叫做封装。
网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议，如有 关第N层的通信规则的集合，就是第Ｎ层的协议。 而同一计算机功能层之间的通信规则称为接口，如在第N 层和第(N+1)层之间的接口称为N/(N+1)层接口。 总的来说，协议是不同机器同等层之间的通信约定；而接 口是同一机器相邻层之间的通信约定。不同的网络体系结 构中，分层的数量、各层的名称和功能及协议都各不相同。 但是，在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上一层 提供一定的服务。
《计算机网络基础》第三章
3.2.1 模型结构
发送进程 应用层协议 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 表示层协议 表示层 会话层协议 会话层 传输层协议 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 物理介质 路由器 主机A 通信子网 路由器 路由器 主机B 应用层 接收进程
《计算机网络基础》第三章
3.1.2 协议分层与体系结构
计算机网络采用分层结构还有利于交流、理解和标 准化。具体优点如下： （1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。 （3）结构上可以分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。
《计算机网络基础》第三章
计算机网络中的网络流量控制
计算机网络中的网络流量控制在计算机网络中，网络流量控制是一种重要的机制，用于管理和控制网络中信息传输的速率和流量。
它的目的是确保网络中的数据传输能够高效、有序和可靠地进行，并避免出现过载和拥塞的情况。
本文将介绍网络流量控制的基本概念、常见的流量控制技术和策略，以及当前网络流量控制面临的挑战。
一、流量控制的基本概念在计算机网络中，流量控制是控制和管理网络中数据的传输速率和流量的过程。
它的主要目标是确保网络中的传输速率与接收端的处理能力相匹配，从而避免数据丢失、延迟增加和网络拥塞的发生。
流量控制的两个基本要素是发送方和接收方。
发送方通过控制发送的数据量和发送速率来实现流量控制。
接收方通过向发送方发送控制信息，告知发送方当前接收端的处理速率和缓冲区容量，从而影响发送方的发送行为。
二、常见的流量控制技术和策略1. 滑动窗口机制滑动窗口机制是一种基于确认和反馈的流量控制技术。
发送方维护一个发送窗口，表示可连续发送的数据量。
接收方通过发送确认消息告知发送方当前窗口的大小，从而控制发送方的发送速率。
滑动窗口机制可以动态调整发送速率，根据网络的状况实时进行流量控制。
它可以灵活地适应网络的变化，并提供可靠的数据传输。
2. 拥塞控制拥塞控制是一种动态控制网络流量的策略，用于预防和处理网络拥塞。
它通过检测网络中的拥塞现象，并采取相应的措施来降低网络负载，以保持网络的可用性和性能。
常用的拥塞控制算法包括TCP的拥塞控制算法，如拥塞避免算法和拥塞恢复算法。
这些算法通过动态调整拥塞窗口大小和重传超时时间来控制发送速率，以便在网络拥塞时减少数据的丢失和延迟。
3. 优先级队列调度优先级队列调度是一种基于数据包优先级的流量控制技术。
它将数据包按照其重要性和优先级进行分类和调度，以保证重要数据的及时传输和处理。
优先级队列调度可以根据应用程序的需求和网络的状况，为不同类型的数据包分配不同的优先级和带宽，以实现有效的资源利用和优化网络性能。
计算机网络技术数据通信基础差错控制技术
差错控制技术数据通信基础CONTENTS目录1,差错地产生2,差错控制编码3,差错控制方法•所谓差错,就是在数据通信,接收端接收到地数据与发送端实际发出地数据出现不一致地现象。
101110101110100000100001111001010101111A B差错地产生是由噪声引起地。
根据产生原因地不同可把噪声分为两类:热噪声与冲击噪声。
a.热噪声。
热噪声又称为白噪声,是由传输介质地电子热运行产生地,它存在于所有电子器件与传输介质。
b.冲击噪声。
冲击噪声呈突发状,常由外界因素引起,其噪声幅度可能相当大,是传输地主要差错。
为了保证通信系统地传输质量,降低误码率,需要采取差错控制措施——差错控制编码。
a.检错码。
检错码是能够自动发现错误地编码,如奇偶校验码,循环冗余校验码。
b.纠错码。
纠错码是能够发现错误且又能自动纠正错误地编码,如海明码,卷积码。
（1)奇偶校验码奇偶校验码是一种最简单地检错码。
其检验规则是:在原数据位后附加校验位（冗余位）,根据附加后地整个数据码地"1"地个数为奇数或偶数,而分别叫作奇校验或偶校验。
奇偶校验有水平奇偶校验,垂直奇偶校验,水平垂直奇偶校验与斜奇偶校验。
1011100102．循环冗余校验码•循环冗余校验码也叫CRC码。
它先将要发送地信息数据与一个通信双方同约定地数据进行除法运算,根据余数得出一个校验码,然后将这个校验码附加在信息数据帧之后发送出去。
•接收端在接收到数据后,将包括校验码在内地数据帧再与约定地数据进行除法运算,若余数为"0",则表示接收地数据正确;若余数不为"0",则表明数据在传输地过程出错。
其传输过程如图2-48所示。
a．反馈重发检错方法ARQ （AutomaticRepeaterQuest）是利用编码地方法在数据接收端检测差错。
当检测出差错后,设法通知发送数据端重新发送数据,直到无差错为止,如图2-49所示。
计算机网络中的流量控制和路由优化
计算机网络中的流量控制和路由优化一、流量控制：在计算机网络中，流量控制是指根据网络中的拥塞情况，通过发送方和接收方之间的通信协议来控制数据的传输速率，以确保网络的可靠性和高效性。
流量控制的目标是避免发送方的数据过快传输导致网络拥塞，同时保证数据不丢失和不重传。
1.发送方流量控制：发送方通过控制发送数据的速率来避免超过网络的承受能力，并通过反馈机制来调整发送速率。
常见的流量控制方法有窗口控制和拥塞避免。
- 窗口控制(Windows Control)：发送方和接收方之间通过窗口大小来控制数据的传输速率。
发送方在发送数据之前，根据接收方反馈的窗口大小来决定发送的数据量。
窗口大小会根据网络拥塞的情况动态调整，从而使发送方的发送速率适应网络的状况。
- 拥塞避免(Congestion Avoidance)：发送方通过根据网络中的拥塞情况来调整发送速率，避免过快发送导致网络拥塞。
当检测到网络中的拥塞时，发送方会减少发送速率，通过慢启动和拥塞避免算法来动态调整发送方的发送窗口大小。
2.接收方流量控制：接收方通过控制反馈信息来调整数据的传输速率。
接收方在收到数据后，会向发送方发送确认信息，告知发送方接收到的数据量。
接收方通过动态调整确认信息的频率和内容来控制发送方的发送速率。
- 停-等协议(Stop-and-Wait Protocol)：发送方在发送数据后，会停止发送直到接收到接收方的确认信息，然后再发送下一组数据。
停等协议简单但效率较低，因为发送方在等待确认信息的期间无法发送数据。
- 滑动窗口协议(Sliding Window Protocol)：接收方在收到数据后，不立即发送确认信息，而是缓存一定数量的数据，然后一次性发送确认信息。
发送方根据接收方发送的确认信息调整发送窗口的大小，从而控制发送速率。
二、路由优化：路由优化是指在计算机网络中，通过选择最优的路由路径，使数据包能够以最短的时间和最小的代价从源节点传输到目标节点。
计算机网络的QoS与流量控制
计算机网络的QoS与流量控制随着计算机网络的快速发展，人们对网络性能的要求也越来越高。
在现代网络中，QoS（Quality of Service）和流量控制成为了确保网络质量和提供良好用户体验的重要手段。
本文将深入探讨计算机网络中的QoS与流量控制，分析它们的概念、作用和实现方式。
一、QoS的概念与作用QoS是指在计算机网络中通过一系列机制保证实时数据传输质量的技术。
它将不同优先级的网络流量进行管理和控制，确保关键数据的可靠传送和低延迟。
QoS的主要作用包括以下几个方面：1. 增强用户体验：通过提供优先传输关键数据的能力，如语音、视频等实时应用，QoS可以有效减少丢包和延迟，提升用户体验。
2. 保障网络服务质量：借助QoS技术，网络管理员可以根据实际需求设置不同应用流量的优先级，确保重要业务的稳定运行。
3. 提高网络利用率：通过合理的QoS策略，能够充分利用网络资源，提高网络的吞吐量和利用率，提升整体网络性能。
二、QoS的实现方式QoS的实现方式可以从不同的角度进行分类，主要有以下几种：1. 路由器级别的QoS：在网络中设置路由器级别的QoS，通过流量控制、拥塞管理、差异化服务等技术，进行数据流的调度和优先处理。
2. 交换机级别的QoS：在交换机上通过设置优先级队列、带宽限制、流量分类等机制，实现对不同数据流的优先处理和资源分配。
3. 应用层级别的QoS：在应用层通过采用合适的编码、封装和压缩算法，以及使用实时传输协议（如RTP/RTCP），保证实时应用的传输质量。
三、流量控制的概念与作用流量控制是网络中一种重要的管理和控制机制，用于控制数据的传输速度，避免网络拥塞和资源浪费。
流量控制的主要作用包括以下几个方面：1. 防止拥塞：通过有效控制数据的发送速率，流量控制可以避免网络过载和拥塞，确保网络的正常运行。
2. 优化网络资源利用：流量控制可以合理分配网络带宽和资源，避免资源浪费，提高网络的利用率。
《计算机网络基础》课程标准
《计算机网络基础》课程标准前言：《计算机网络基础》是电子商务专业的一门专业基础课，面向电子商务专业新生开设，课程总学时为68学时，依据电子商务的人才培养方案要求以及电子商务专业毕业生所从事岗位的实际需求，坚持“授之以鱼不如授之以渔”的理念，培养学生综合运用所学知识解决工作实际问题的能力。
一、课程的说明：计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是当今计算机界公认的主流技术之一，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科。
作为信息类学生应该了解并掌握一定程度的计算机网络与数据通信的知识及应用。
通过本课程的学习使学生能够在已有的计算机基础知识、计算机系统结构和计算机原理等基础上，对网络技术有一个系统的、全面的了解；理解计算机网络的体系结构和基本原理，尤其是TCP/IP协议簇和IEEE 802系列，培养实际动手能力，使学生能充分运用并掌握科学的现代化网络管理方法和手段，为本专业服务，为今后能够迅速地适应社会各方面管理工作的需要服务，为Internet开发与管理和局域网的组建、规划和管理打下良好基础，从而为社会培养高素质的现代化信息管理人材学习本课程需掌握一定的计算机文化基础知识，并可以为后续课程——电子商务网站建设、网络组建与应用、网页设计与制作等积累相应的基础知识。
计算机网络教学总时数为64学时（其中理论学时为54学时，实验学时为8学时，参观2学时），另外自学4学时，共分10章。
附课内总学时讲授主要知识点及课内学时分配表：二、课程培养目标：通过本课程的教学，使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解，了解计算机网络的基本概念，了解网络新技术的新发展，从网络层次结构模型的应用层到物理层来对计算机网络体系结构进行描述，掌握计算机网络各层协议的基本工作原理及其所采用的技术，对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念，学会计算机网络的一些基本设计方法，对典型计算机网络(Internet)的特点和具体实现有基本印象，初步培养在TCP/IP协议工程和LAN上的实际工作能力，学会计算机网络操作和日常管理和维护的最基本方法，为后续各课程的学习打下扎实基础。
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。
计算机通信与网络_CH03_数据链路层
严重的传输差错还导致数据帧或应答 帧丢失，使发送操作不能继续进行， 或接收方重复接收数据。
3.2流量控制和差错控制
3、实用的停止等待协议
A
B
送 主 机
送
时
主
间
机
(a) 正常情况
A
B
A
B
出错
丢
失
tout
！
重 传
送 主 机
(b) 数据帧出错
（1）连续ARQ协议 （2）选择ARQ协议
3.2流量控制和差错控制
2、最简单流量控制的数据链路层协议 在发送结点
(1) 从主机取一个数据帧； (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存； (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去； (4) 等待； (5) 若收到由接收结点发过来的确认应答
信息，则从主机取一个新的数据帧， 然后转到(2)。
3.2流量控制和差错控制
3、实用的停止等待协议性能分析
非正常情况
忽略应答时延和处理时延，则重传时间为
tout > = 2tP 则成功发送一帧的间隔为 tT = tF + 2tP
考虑传输可能出现差错的情况，则正确传 送一个数据帧的平均时间为
tav = tT（1 ＋ 1个帧的平均传送次数）
3.2流量控制和差错控制
3.2流量控制和差错控制
2、最简单流量控制的数据链路层协议
流量控制的目的：
• 现代数据通信的交换方式，采用了存储 转发的分组交换技术，当接收方的处理 能力小于发送方的发送量时，必须采用 流量控制。
没有缓冲空间了！ 后面分组丢弃
处理单元
3.2流量控制和差错控制
第九讲 数据链路层之二：流量控制和差错控制ppt课件
ACK0
B
B 丢弃重 复帧
2.回退-N ARQ
～基于滑动窗口流量机制
发送端连续发出N 个帧，接收端以 A 流水线方式顺序 接收各个帧，并 进行差错检测。
一旦某个帧有错
，则丢弃该帧和
它之后所收到的
5,6,7
所有帧。
重发
•可能差错 帧被破坏 RR被损坏
timeout
F0
F1
F2
F3
RR2
F4
F5
RR4
三、 差错检测
差错控制的根本措施：采用抗干扰编码(即纠错编码)。
1.差错检测的基本概念
码组：由n个码元(0,1)构成的每一组合。
信息码：代表消息的0和1；
监督码：插入的“0〞和“1” •纠错编码的检错、纠错原理
假设要传送的消息为A和B。
A：0
B：1
即没有检错也纠错能力。
A：00
B：11
信息码：代表消息的0和1
1.停—等流量控制
工作原理
支持有确认无连接LLC服 务的最简单流控形式。
源实体发送一个PDU，目标实体收到后发回一个对该PDU的 确认，表示同意接受下一个PDU； 源实体必须等待，直到收到确认后才能发送下一个PDU。
目标实体能简单地用停止发送确认的方式来阻止数据流。 适用于单工和半双工通信。
优点与缺 点 控制简单
B
N<2a+1
U = N/(2a + 1)
t0
A frame1
Start of frame1
B
t0+a
frame[a]
A
frame2 frame1
B
frame[a+1]
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▪ U=1/(1+2 )=1/(1+0.25)=80%
▪ 传输一个帧8微秒，传播时延1微秒 ▪ 总耗时8 + 1（帧）+ 1（ACK）=10微秒 ▪ U=8/10=80%
9
停止等待链路的利用率举例2
▪ 卫星链路：1 Mbps，36000km，帧长8000比特， 求其利用率。
➢ 给定值x
19
3.2.2 校验码的分类
▪ 1. 检错码和纠错码 ▪ 2. 分组码和卷积码 ▪ 3. 线性码和非线性码 ▪ 4. 系统码和非系统码
《计算机网络技术》-韩毅刚
20
3.2.3 编码的纠检错能力
▪ 海明距离
➢ 两个码字之间对应位不同的个数
▪ 码距
➢ 某种编码的码距是全部码字中两两之间海明距离的最 小值。
《计算机网络技术》
第3章 流量控制和差错控制
南开大学通信工程系
《计算机网络技术》-韩毅刚
1
第3章 流量控制和差错控制
▪ 3.1 流量控制 ▪ 3.2 差错校验编码原理 ▪ 3.3 差错校验编码 ▪ 3.4 差错控制 ▪ 3.5 ARQ差错控制方法
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2
3.1 流量控制
3.1.1 停-等流量控制方法 3.1.2 滑动窗口流量控制方法 3.1.3 其它流量控制方法
➢ 帧的序号以 2k 为模 ➢ 最大窗口尺寸2k -1
12
滑动窗口例子
发送方A
▪ 窗口尺寸为7
0
7
1
A可发送
七个帧 6
2
5
3
4
Ns=0
Ns=1
传输之后. A收缩它的窗口 7
6
0 1
2
Ns=2
5
3
4
确认之后
7
A扩大它的窗口
0 1
6
2
Ns=3 Ns=4
5
3
4
Ns=5 Ns=6
Ns=7
0
7
1
6
2
A调整发送窗口
葡萄酒策略和牛奶策略
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14
3.2 差错校验编码原理
3.2.1 差错类型 3.2.2 校验码的分类 3.2.3 编码的纠检错能力
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15
3.2.1 差错类型
▪ 单比特错 ▪ 突发错
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16
单比特错
▪ 孤立，只改变一个比特 ▪ 不影响邻近的比特 ▪ 白噪声
5
3
4
Ns=0
Ns为发送的帧序号 Nr为下一个等待接收的帧序号 阴影部分为发送窗口和接收窗口
接收方B
0
7
1
B准备
6
2 接受七个帧
5
3
4
0
7
1
Nr=3 6
B确认三个帧 2 并调整它的
窗口
5
3
4
0
7
1
B决定限制信
6
2 息流
Nr=4
5
3
4
13
3.1.3 其它流量控制方法
▪ 1．预约缓冲区法 ▪ 2．带宽限制法 ▪ 3．RTS/CTS硬件流量控制 ▪ 4．XON/XOFF流量控制协议 ▪ 5．定时延迟 ▪ 6．许可证法 ▪ 7．分组丢弃法
➢ 随机差错、独立差错
17
突发错
▪ 突发错是指几乎是连续发生的一串错 ▪ 冲激噪声 ▪ 无线传输中的信号衰落 ▪ 对高数据速率影响更大
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突发错的定义
▪ 突发长度 B ▪ 连续 B 比特中的第一个和最后一个比特错，中间
的任意一串比特也有错
➢ 长度 >= 给定值x
▪ IEEE定义：两个相邻错误比特之间的正确比特数 小于规定的标准。
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5
等待效率
▪ 链路的等待效率
➢ 传输时间占总时间的比例
▪ 链路比特长度B
B R d V
R：数据速率(bps )
d：距离（米）
V：传播速率（米/秒 ）
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6
参数 与帧长、链路长度的关系
▪ 设帧长度为L，则
传播时间 传输时间
d L
/V /R
R d V
▪ 合法码字
➢ 如果一个码字符合编码规则，则称该码字是一个合法 码字。
▪ 非法码字
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编码的纠检错能力
▪ 码距d与编码的检错和纠错能力的关系是： ▪ 1. 若d ≥ e + 1，只要出错位数不超过e，则可
检测出e个错误； ▪ 2. 若d ≥ 2t + 1，只要出错位数不超过t，则可
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3
流量控制的概念
▪ 确保发送实体发送的数据不会超出接收实体接收 数据能力
➢ 防止缓冲区溢出
▪ 传输时间
➢ 把所有比特发送到媒介所需要的时间
▪ 传播时间
➢ 一个比特沿链路传播所需要的时间
▪帧 ▪ 链路
4
3.1.1 停-等流量控制方法
▪ 源实体传输一个帧 ▪ 目的实体接收帧后，返回一个确认 ▪ 源实体在发送下一帧之前必须等待ACK ▪ 目的站点可不发送 ACK以终止流量传输 ▪ 适用于发送少量的但较长的帧
w
s
nr n
n n RT
(1
PB )
nr n RT
(1
PB )
n：帧长；r：冗余位；T：环路延迟时间；
R：数据速率，PB：误帧率
8
停止等待链路的利用率举例1
▪ 光纤链路：1 Gbps，200m，帧长8000比特，求其利用率.
▪ 传播速率20万公里/秒
▪ 链路比特长度B=R*d/V
▪
=1Gbps*200m/20万公里/秒
1 L
B L
▪ 当帧长L固定时， 越大，B就越大
➢ 说明速率越高或距离越远 ➢ < 1，说明发送完一个帧后，第一位还未到达对方
即，一个帧占不满一条链路
7
停止等待链路的利用率公式
▪ 线路利用率U（等待效率）：
➢ 传输时间占总时间的比例
U
传输时间 传输时间 2传播时间
1
1 2
➢ 参考：总传输效率
c
▪ 传播速率30万公里/秒 ▪ 链路比特长度B=240 000比特 ▪ =B/L=240000/8000=30 ▪ U=1/(1+2 )=1/(1+60)=1.62%
▪ 传播时延240ms，传输一个帧8ms ▪ 总耗时8 + 2*240(环路延迟）=488ms ▪ U=8/488=1.64%
10
3.1.2 滑动窗口流量控制
▪ 滑动窗口法允许发送方在等到确认以前， 可以连续发送多个数据帧
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滑动窗口流量控制
▪ 允许一次传送多个帧 ▪ 接收器有长度为W个帧的缓冲区 ▪ 不等待任何 ACK的情况下，发送器可发送W个帧
➢ 窗口尺寸
▪ 每个帧通过序号来标识 ▪ ACK 中包含下一个希望接收到的帧的序号 ▪ 序列号范围与字段长度 (k)有关
纠正t个错误； ▪ 3. 若d ≥ e + t + 1 （e > t），只要出错位数不
超过e，则可纠正t个错误，同时检测出e个错误。
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码距与编码纠检错能力的关系
▪ 1. 若d ≥ e + 1，只要出错位数不超过e，则可检测 出e个错误；