第3章链路层安全通信协议
第3章 OSI-RM及网络互联设备
3.1.1 OSI网络体系结构
1、OSI的分层思想 2、OSI的层次模型 3、OSI-RM综述 在OSI里虽然没有制定出具体的标准是什么，也 缺乏实际应用的依据，但其给出了在制定网络体 系标准时需要解决的问题以及解决相关问题的方 法或基本技术参考。 OSI作为国际标准的网络体系结构对推动网络的 发展具有重大的历史意义。
在两端系统通过网络通信时除物理层有直接的通信连接之外其他各对等层之间均不存在直接的通信连接在对等层之间传送数据单元均是通过本层的通信协议控制来实现的所以称之为虚拟通信只有物理层的数据传送才是真正意义上的物理通信
第3 章 OSI-RM及网络互联设备
教学目标： 通过介绍OSI-RM，使同学了解“开放系统互联” 的分层思想，了解一个功能严密、层次清晰的 OSI网络体系结构及一个完善的标准平台 ； 对应OSI各层次介绍一些基本的网络互联设备， 为学生在第4章中更好地解读Internet打下理论 基础。 3.1 OSI参考模型 3.2 网络互联设备
OSI参考模型解决什么问题？
70年代后～80年代，网络状况出现多样性： 多种通信媒介—同轴电缆，双绞线、…… 不同种类的设备—各公司产品(通用/专用)…… 不同的操作系统—Unix,IBM,MS,Novell 不同的应用环境—内部应用、外部应用、…… 不同种类业务—分时、交互、实时、…… 如何解决“异质环境通信”的问题？ 83年【国际标准化组织】利用分层思想，制定出OSI参 考模型，即标准的网络体系结构。它是关于计算机网络 的一个概念性框架，是对计算机网络体系结构的高度概 括和完整描述。
3.2.1 网络适配器
1、网卡工作层面及功能 网卡是工作在OSI参考模型数据链路层的网路组 件，是连接计算机和通信介质的物理接口。 功能：不仅实现与局域网通信介质之间的物理连 接和电信号匹配，还负责实现数据链路层数据帧 的封装与拆封、数据帧的发送与接收、物理层的 介质访问控制、数据编码与解码以及数据缓存等 功能。 2、物理地址
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)习题参考答案计算机网络基础（第二版）习题参考答案第一章：计算机网络概述1. 什么是计算机网络？计算机网络是指通过通信设备与线路将广泛分布的计算机系统连接起来，使其能够互相传送数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类有哪些？计算机网络可以根据规模分为广域网（WAN）、局域网（LAN）和城域网（MAN）；根据拓扑结构分为总线型、环型、星型、树型和网状型等；根据传输介质分为有线网络和无线网络。
3. 计算机网络的优缺点是什么？计算机网络的优点包括提高工作效率、资源共享、信息传递迅速等；缺点包括网络安全隐患、传输速度受限、依赖性较强等。
4. OSI七层模型是什么？OSI七层模型是国际标准化组织（ISO）提出的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
5. TCP/IP四层模型是什么？TCP/IP四层模型是互联网上的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
第二章：物理层1. 物理层的作用是什么？物理层主要负责传输比特流，通过物理介质将比特流从发送端传输到接收端。
2. 串行传输和并行传输有什么区别？串行传输是指按照位的顺序将比特一个接一个地传输，而并行传输是指同时传输多个比特。
3. 常见的物理层传输介质有哪些？常见的物理层传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波等。
4. 什么是调制和解调？调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
5. 什么是编码和解码？编码是指将比特流转换为电信号的过程，解码是指将电信号转换为比特流的过程。
第三章：数据链路层1. 数据链路层的作用是什么？数据链路层主要负责将数据报传输到相邻节点，以及差错控制、流量控制等功能。
2. 什么是帧？帧是数据链路层中的数据传输单位，包括字段和控制信息。
3. 什么是差错检测？差错检测是指在传输过程中检测到传输错误的方法，常见的差错检测方法包括奇偶校验、循环冗余检验（CRC）等。
计算机网络基础教程-第3章_网络体系结构与协议
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3.1.2 网络系统的层次结构
3、通信规则约定 从以上邮政通信过程与网络通信过程分析可知，在一定意 义上，它们两者的信息传递过程有很多相似之处。 （1）邮政通信与网络通信两个系统都是层次结构,可等价 成4层结构的系统。 （2）不同的层次有不同的功能任务,但相邻层的功能动作 密切相关。 （3）在邮政通信系统中,写信人要根据对方熟悉的语言， 确定用哪种语言；在书写信封时，国家不同规定也不同。 （4）计算机网络系统中,必须规定双方之间通信的数据格 式、编码、信号形式；要对发送请求、执行动作及返回应答予 以解释；事件处理顺序和排序。
第3章 网络体系结构与协议
计算机网络经过40年的发展, 使得计算机网络已经 成为一个海量、多样化的复杂系统。计算机网络的 实现需要解决很多复杂的技术问题: 支持多种通信 介质;支持多厂商和异种机互联;支持人机接口等。 本章重点讨论计算机网络体系结构的形成、OSI/RM 与TCP/IP模型、网络地址的形成、域名地址、子网 技术等。 掌握：计算机网络体系结构的基本概念、IP地址、 子网技术、域名地址的使用等。 熟悉：OSI/RM参考模型、TCP/IP模型。 了解：OSI/RM与TCP/IP的相同点和不同点。
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3.2.1 OSI/RM的基本概念
2、定义方法 在OSI标准中，采用的是三级抽象： 体系结构（Architecture） 服务定义（Service Definition） 协议规格说明（Protocol Specification） OSI标准可分为三大类型： （1）总体标准：具有总的指导作用； （2）功能标准：为满足特定应用而从基本标准中选择接 口关系和通信规则等方面的汇集。 （3）应用标准：为基本应用定义层与层之间的接口关系 和不同系统之间同层的通信规则。
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第三章数据链路层要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第三章数据链路层要点及习题总结1.数据链路层的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错检测2.点对点信道的数据链路层 （1）链路和数据链路 链路（物理链路）：链路（link）就是从⼀个结点到相邻结点的⼀段物理线路（有线或⽆线〉，⽽中间没有任何其他的交换结点 数据链路（逻辑链路）：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，换⽽⾔之，数据链路=链路+通信协议 （2）早期的数据通信协议叫通信规程 （3）数据链路层的协议数据单元-------帧 （4）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，这样就构成了⼀个帧。
⼀个帧的帧长等于帧的数据部分长度加上帧⾸部和帧尾部的长度。
⾸部和尾部的⼀个重要作⽤就是进⾏帧定界（即确定帧的界限），为了提⾼帧的传输效率，应当使帧的数据部分长度尽可能地⼤于⾸部和尾部的长度。
但是，每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限⼀⼀最⼤传送单元 MTU (Maximum Transfer Unit），当数据是由可打印的 ASCII 码组成的⽂本⽂件时，帧定界可以使⽤特殊的帧定界符（如SOH和EOT）。
SOH：Start Of Header EOT：End Of Transmission （5）透明传输：所传输的数据中的任何 8 ⽐特的组合⼀定不允许和⽤作帧定界的控制字符的⽐特编码⼀样，⽆论什么样的⽐特组合的数据，都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。
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，⼆进制是 00011011 ）。
⽽在接收端的数据链路层在把数据送往⽹络层之前删除这个插⼊的转义字符。
这种⽅法称为字节填充或字符填充。
如果转义字符也出现在数据当中，那么解决⽅法仍然是在转义字符的前⾯插⼊⼀个转义字符。
网络通信协议原理与应用指南
网络通信协议原理与应用指南第一章：网络通信协议概述网络通信协议是指计算机网络中用于实现不同设备之间数据传输的规则和标准。
它提供了一种统一的方式，让不同的设备能够相互交流和传输数据。
本章将介绍网络通信协议的概念、分类以及一些常见的协议。
1.1 网络通信协议的定义网络通信协议是一套规则和标准，用于定义设备在计算机网络中的通信方式和数据传输格式。
它规定了数据传输的起始和结束标志、数据包的组织方式、错误检测与纠正等相关内容。
1.2 网络通信协议的分类网络通信协议按照不同的标准和功能可以分为多种类型，其中最常见的有以下几种：1.2.1 传输层协议传输层协议负责将数据从一个节点传输到另一个节点，常见的传输层协议包括TCP（Transmission Control Protocol）和UDP （User Datagram Protocol）。
1.2.2 网络层协议网络层协议负责将数据在不同网络之间进行传输，常见的网络层协议有IP（Internet Protocol）和ICMP（Internet Control Message Protocol）。
1.2.3 数据链路层协议数据链路层协议负责将数据在同一个网络中的不同设备之间进行传输，常见的数据链路层协议有以太网协议和无线局域网协议。
1.2.4 应用层协议应用层协议是建立在传输层协议之上的，用于实现不同应用程序之间的通信。
常见的应用层协议有HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）和SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）等。
第二章：TCP/IP协议族TCP/IP协议族是一种常用的网络通信协议，它包括了TCP、IP、UDP等多个协议。
2.1 TCP协议TCP协议是一种可靠的传输层协议，它通过使用序列号、确认应答、数据重传等机制来保证数据的可靠性传输。
TCP协议提供了面向连接的服务，适用于对数据传输延迟要求较高、数据完整性要求较高的场景。
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 。
王道计算机网络第三章数据链路层思维导图
思想
1-坚持CSMA
只要媒体空闲，站点就马上发送，避免了媒体利用率的损失
优点
假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免
缺点
非坚持指的是对于监听信道忙之后就不继续监听
信道空闲
CSMA协议
如果一个主机要发送消息，那么它先监听信道
相同点
1.传输介质不同：CSMA/CD用于总线以太网【有线】，而CSMA/CA用于无线局 域网【无线】
CSMA/CD与CSMA/CA对比
2.载波检测方式不同：因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不 同。CSMA/CD迪过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电 压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测（ED)、载波检测（CS）和能量 载波混合检测三种检测信道空闲的方式
粗同轴电缆
细同轴电缆
传输介质
双绞线+集线器 逻辑上总线型 物理上星型
拓扑结构
传输介质与拓扑结构的发展
10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网，T表示采用双绞线，现10BASE-T采 用的是无屏蔽双绞线（UTP），传输速率是10Mb/s
物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长为100m
10BASE-T以太网
隐蔽站
无线局域网
为什么会有CSMA/CA
发送数据前，先检测信道是否空闲
空闲则发出RTS（request to send），RTS包括发射端的地址、接收端的地址、 下一份数据将持续发送的时间等信息；信道忙则等待
接收端收到RTS后，则响应CTS（clear to send）
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。
链路层协议
链路层协议链路层是计算机网络体系结构中的第二层，位于物理层之上，为网络中相邻两个节点之间提供数据传输的服务。
链路层协议是在链路层上运行的一组规则和程序，它定义了如何在物理链路上传输数据和管理网络资源。
链路层协议有许多不同的标准和实现，其中最常见的包括以太网、Wi-Fi和蓝牙等。
以太网是一种最常见的有线链路层协议，它定义了数据在物理链路上的传输和接口规范。
Wi-Fi是一种无线链路层协议，它使用无线电波将数据传输到接收器。
蓝牙是一种短距离无线链路层协议，用于连接移动设备和周边设备。
链路层协议在传输数据时，使用帧的形式将数据分割为较小的单元，每个帧包含了数据、控制信息和冗余校验等。
帧的大小和格式是由链路层协议定义的，不同的协议可能有不同的帧结构。
例如，以太网帧包含了预定长度的数据，以及源和目的地址等控制信息。
链路层协议提供了多种功能，其中最重要的是数据链路和流量控制以及差错检测和纠正。
数据链路和流量控制是为了确保数据在物理链路上的可靠传输。
它使用一些机制来管理发送和接收之间的速度差异，以防止数据丢失或不完整的传输。
差错检测和纠正则是为了检测和修复数据在传输过程中产生的错误。
常用的差错检测方法包括校验和、CRC和海明码等。
此外，链路层协议还负责寻址、路由和跳点等功能。
寻址是为了标识和定位网络中的每个节点，不同的链路层协议使用不同的寻址方式。
路由是为了选择数据在网络中的传输路径，链路层协议根据不同的路由算法进行路由选择。
跳点是指数据从一个链路层协议转移到另一个链路层协议的过程，例如从以太网到Wi-Fi的切换。
在实际应用中，链路层协议还可以提供带宽控制、安全性和优先级等功能。
带宽控制用于控制网络中各节点之间的数据传输速率，以防止网络拥塞。
安全性是为了保护数据的机密性和完整性，链路层协议可以使用加密和认证等方法来实现。
优先级则是为了优先传输某些数据，链路层协议可以使用优先级队列等策略来实现。
总结起来，链路层协议是计算机网络中负责在相邻节点之间传输数据的一组规则和程序。
第三章数据链路层
第三章数据链路层重点内容（⼀）数据链路层的功能（⼆）组帧（三）差错控制1、检错编码2、纠错编码（四）流量控制与可靠传输机制1、流量控制、可靠传输与滑动窗⼝机制2、停⽌-等待协议3、后退N帧协议（GBN）4、选择重传协议（SR）⼀、使⽤点对点信道的数据链路层1、数据链路和帧链路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数据链路除了物理线路外，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，就构成了数据链路常常在两个对等的数据链路层之间有⼀个数字管道，⽽在这条数字管道上传输的数据是帧2、基本问题（功能）（1）封装成帧封装成帧就是在⼀段数据的前后分别添加⾸部和尾部，这样就构成了⼀个帧。
接收端在收到物理层上交的⽐特流，就能根据⾸部和尾部的标记，从收到的⽐特流区别帧的开始和结束（⾸部和尾部还夹杂着控制信息）数据链路帧的特点数据部分的前⾯和后⾯分别添加上⾸部和尾部，构成⼀个完整的帧。
帧是数据链路层的数据传送单元。
⾸部和尾部还包括许多必要的控制信息每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最⼤传送单元MTU⼀个控制字符SOH放在⼀个帧的最前⾯，表⽰帧的⾸部开始。
另⼀个控制字符EOT表⽰帧的结束（⼀般情况下，⾸部和尾部的长度加起来⼀般⼩于原始报⽂的长度）（2）透明传输“在数据链路层透明传输数据”表⽰⽆论什么样的⽐特组合的数据都能够通过这个数据链路层链路采⽤字节填充法，来确保上⽅情况的发⽣（3）差错检测传输错误的⽐特占所传输⽐特总数的⽐率称为误码率BER。
例如，误码率为10的负⼗次⽅时，表⽰平均每传送10的⼗次⽅个⽐特就会出现⼀个⽐特的差错在计算机⽹络传输数据时，必须采⽤各种差错检测措施。
⽬的在数据链路层⼴泛使⽤了循环冗余校验技术（CRC）CRC①在发送端，先把数据划分组，假定每组k个⽐特。
现假定待传送的数据M=1010001101（k=10）。
CRC运算就是在数据M的后⾯添加供差错检验⽤的冗余吗，然后构成⼀个帧发送出去，⼀共发送（k+n）位设n=5，P=110101（P是除数），模2运算的结果是：Q=1101010110余数R=01110将余数R作为冗余码添加在数据M的后⾯发送出去，即发送的数据是101000110101110，或2的n次⽅乘以M+R在数据后⾯添加上的冗余码称为帧检验序列FCS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并⾮⽤来获得到FCS的唯⼀⽅法②在接收端把接收到的数据以帧为单位进⾏CRC检验：把收到的每⼀个帧都除以同样的除数P（摸2运算），然后检验得到的余数R③在接收端对收到的每⼀帧经过CRC检验后，有以下两种情况：（a）若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受（b）若余数R≠0，则判定这个帧有差错，（但⽆法确定究竟是哪⼀位或哪⼏位出现了差错），就丢弃仅⽤循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到⽆差错接受“⽆差错接受”是指：“凡是接受的帧（不包括丢弃的帧），我们都能以⾮常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产⽣差错”。
链路层安全通信协议
链路层安全通信协议在现代互联网的日益普及和网络攻击的不断增加的背景下，确保通信的安全性变得至关重要。
网络中的每一个层级都需要采取相应的安全策略来保护通信数据，其中链路层是网络中的重要一环。
本文将介绍链路层安全通信协议的相关知识和技术。
一、什么是链路层安全通信协议（Link Layer Security Protocol）是一种用于保护数据链路层通信的协议，旨在提供数据完整性、机密性和身份认证等安全服务。
该协议通常运行在网络的物理层和数据链路层之间，对数据进行加密和认证，从而有效地抵御网络攻击和数据泄露。
二、链路层安全通信协议的主要功能1. 数据完整性：链路层安全通信协议使用消息摘要算法对数据进行完整性检查，确保数据在传输过程中没有被篡改。
2. 数据机密性：通过对数据进行加密操作，链路层安全通信协议可以防止敏感信息在传输过程中被未授权的用户获取到。
3. 身份认证：链路层安全通信协议使用身份验证机制，确保通信双方的身份合法和真实，防止被伪装攻击。
4. 抗重放攻击功能：链路层安全通信协议可以检测和防止重放攻击，避免已经被用过的数据再次被发送。
三、常见的1. IEEE 802.1X：这是一种常用的链路层安全协议，主要用于无线局域网（WLAN）环境中，通过对无线接入点（AP）和用户进行认证，确保只有合法用户才能接入局域网。
2. PPP协议（Point-to-Point Protocol）：PPP协议是一种常见的链路层协议，可以通过使用加密和身份认证技术来保护用户信息的安全传输。
3. EAP协议（Extensible Authentication Protocol）：EAP协议是一种广泛应用于无线和有线网络的身份验证协议，支持多种身份验证方法，如用户名和密码、数字证书等。
四、链路层安全通信协议的应用场景链路层安全通信协议适用于各种网络环境，尤其对于对机密性要求较高的场景更为重要，如政府机构、军事通信、金融机构等。
第三章 IEEE802标准系列
（1）发送数据封装部分的功能 （2）发送媒体访问管理部分的功能 （3）接收媒体访问管理部分的功能 （4）接收数据解封装部分的功能
IEEE 802.3ae标准与10G以太网
10G以太网技术特点： ▪ 采用IEEE 802.3以太网的帧格式 ，保留了IEEE 802.3
规定的以太网最小和最大桢长 ▪ 采用光纤作为通信物理介质 ▪ 数据传输采用全双工方式 ▪ 万兆以太网的物理层不再使用已有的光纤通道技术，
(1) 若信道空闲,是否立即发送; (2) 若信道忙,是否继续监听。
监听算法
三种监听算法
具有冲突检测的载波监听多路访问
载波监听多路访问/冲突检测协议： 在发送站点在传输过程中仍继续监听媒体，以检测 是否
存在冲突，如果发生冲突，信道上可以检测到超过发 送站点本身发送的载波信号的幅度，由此判断出冲突 的存在，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总 线上发一串阻塞信号，通知总线上其他相关站点，这 样，信道容量就不致因传送已受损的帧而浪费，从而 提高总线的利用率。
第三章 计算机网络体系结构与协议
高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务 的具体实现方法。
2. 各层次间的关系
网络协议都是按层的方式来组织，如图3-1所示，每一层都能完成 一组特定的、有明确含义的功能，每一层的目的都是向上一层提供 一定的服务，而上一层不需要知道下一层是如何实现服务的。
3. 网络层
网络层的主要任务是：进行路由选择，以确保数据分组从发送端到 达接收端，并在数据分组发生阻塞时进行拥塞控制。
网络层还要解决异构网络的互连问题，以实现数据分组在不同类 型的网络中传输。
网络层协议的代表有：IP、IPX、RIP、OSPF等。
4. 传输层
传输层的主要任务是：为上一层进行通信的两个进程之间提供一个 可靠的端到端服务，使传输层以上的各层不再关心信息传输的问题。 端到端是指：进行相互通信的两个节点不是直接通过传输介质连 接起来的，相互之间有很多交换设备（如路由器）。 传输层从会话层接收数据，形成报文（Message），并且在必要时 将其分成若干个分组，然后交给网络层进行传输。 传输层协议的代表有：TCP、UDP、SPX等。
（3）传输层
与OSI参考模型的传输层类似，TCP/IP参考模型的传输层的主要功 能是：使发送方主机和接收方主机上的对等实体可以进行会话。 在传输层上定义了以下两个端到端的协议：传输控制协议（TCP） 和用户数据报协议（UDP）。 TCP是一个面向连接的可靠传输协议，而UDP是一个面向无连接 的不可靠传输协议。
图3-2 对等实体间通信示意图
3. 层次间的关系举例
具体实例请参照教材P46学习。
计算机网络第3版课后题参考答案
计算机网络第3版课后题参考答案计算机网络是关于数据通信和网络互连的科学与工程，是当今社会中最重要的领域之一。
计算机网络第3版是一本经典的网络教材，对于学习计算机网络的人来说是一本必备的参考书。
本文将为读者提供计算机网络第3版课后题的参考答案，帮助读者更好地理解和掌握网络知识。
第一章：导论1. 计算机网络是什么？答：计算机网络是指将分散的、独立的计算机系统通过通信线路连接起来，以实现资源共享和信息传输的系统。
2. 网络的分类有哪些？答：网络可以分为广域网、局域网和城域网三类。
3. 什么是分组交换？答：分组交换是一种数据传输方式，将数据划分为小块的数据包（分组），并通过网络独立传输。
将大数据包拆分为多个小数据包传输，提高了传输效率。
第二章：物理层1. 计算机网络中如何表示和传输比特流？答：计算机网络中采用电信号表示比特流，并通过物理媒介（如电缆、光纤等）传输比特流。
2. 什么是调制和解调？答：调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
3. 什么是噪声？如何降低噪声对传输的影响？答：噪声是指干扰信号的杂乱信号。
降低噪声对传输的影响可以采取多普勒补偿、误码纠正等技术手段。
第三章：数据链路层1. 数据链路层的主要功能是什么？答：数据链路层的主要功能是通过物理媒介传输数据包，并确保数据的可靠性和安全性。
2. 什么是差错检测码？答：差错检测码是一种用于检测数据传输过程中是否出现错误的编码方法，常见的有奇偶校验码、CRC等。
3. 什么是点对点协议（PPP）？答：点对点协议是一种常用的串行链路协议，用于在两个节点之间传输数据，常用于拨号上网和广域网连接。
第四章：网络层答：网络层的主要功能是实现在不同网络之间的数据包传输和路由选择。
2. 什么是IP地址？答：IP地址是用于标识计算机网络中的主机的唯一地址，可以分为IPv4和IPv6两种格式。
3. 什么是路由器？答：路由器是一种用于连接不同网络并进行数据转发的网络设备，可以根据路由表选择最佳的传输路径。
第3章OSI网络参考模型与TCPIP网络协议PPT课件
表示层
会话层
传输层
段
网络层
分组
数据链路层 帧
物理层
比特
H ost B 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-2 对等层通信
如图3-2所示，假设主 机A发送信息给主机B。那么 主机A的应用程序先与主机A 的应用层通信，主机A的应 用层再与主机A的表示层通 信，主机A的表示层再与主 机A的会话层通信等等，直 到到达主机A的物理层。物 理层在网络物理介质上发送 （和接收）信息。当信息在 网络物理介质上传送并被主 机B接收后，会以相反的方 向向上通过主机B的各层 （先是物理层，然后是数据 链路层等等），直到最终
（5）第3层：网络层（network layer）
网络层负责让数据包到达目的地，即处理路由。第3层使用管理员能够进行 管理的逻辑寻址方案，该层可以使用IP协议的寻址方案或AppleTalk、DECnet、 VINES和IPX寻址方案。
网络层的主要功能： 1） 路径选择与中继 2） 流量控制 3） 网络连接建立与管理
识的识别。 网络层实体建立网络连接。 帧接收顺序控制。 数据链路层相应设备 数据链路层的相关设备主要包括：网络接口卡（NIC）及其驱动
程序、网桥、二层交换机等。
（7） 第1层：物理层（physical layer） 物理层是OSI参考模型的最低层，向下直接与物理传输介质相连接，
这一层提供电气的、机械的、规程的及功能的手段来激活和保持系统间 的物理链路。比如用多少伏特电压表示“1”，多少伏特表示“0”；一 个比特持续多少微秒等。
提供流量控制、窗口操作和纠错功能，它还负责数据流的分段和重组等 功能。
在OSI参考模型中，人们经常将七层分为高层和低层。如果从面向 通信和面向信息处理的角度进行分类，传输层一般划在低层；如果从用 户功能与网络功能角度进行分类，传输层又被划在高层。这种差异正好 反映出传输层在OSI参考模型中的特殊地位和作用。
链路层协议介绍
第 1 章 PPP 配置
z 被验证方发送用户名和口令到验证方； z 验证方根据用户配置查看是否有此用户以及口令是否正确，然后返回不
同的响应（Acknowledge or Not Acknowledge）。
2. CHAP 验证
CHAP 验证为三次握手验证，口令为密文（密钥），CHAP 验证过程如下：
z 验证方向被验证方发送一些随机产生的报文(Challenge)； z 被验证方用自己的口令字和 MD5 算法对该随机报文进行加密，将生成
i
HUAWEI PDSN9660 分组数据业务节点 数据配置手册 （链路层协议配置）
第 1 章 PPP 配置源自第1章 PPP 配置说明： PDSN9660 是在华为公司 VRP（Versatile Routing Platform，通用路由平台） 基础上开发而成，既继承了 VRP 的集成路由、IP QoS 等数据通信的重要特性， 又基于无线通信技术在功能上进行了极大的扩充和完善。PDSN9660 手册的 体系结构也基于同样思路： z 一分册介绍了与无线业务相关的所有配置，能够保证 PDSN9660 正常运
转。 z 二分册继承自华为公司业已成熟的路由器用户手册，介绍 PDSN9660 作为
路由器使用时的相关配置。二分册主要起参考作用，是一分册内容的有益 补充。 因此，二分册所描述的 PDSN，完全等同于可寻址 CDMA2000 网络中所有用 户 IP 地址的路由器。本分册将以“华为路由器”及路由器图标来表达 PDSN9660 作为路由器的特性，而不再使用 PDSN 这一名称。
第 3 章 ATM 协议配置 .............................................................................................................3-1 3.1 ATM 与 IPoA 简介 .............................................................................................................. 3-1 3.2 IPoA 配置 ........................................................................................................................... 3-2 3.2.1 配置 PVC 及其属性.................................................................................................. 3-2 3.2.2 配置 IPoA ................................................................................................................ 3-5 3.3 ATM 接口显示 .................................................................................................................... 3-5 3.4 IPoA 典型配置举例............................................................................................................. 3-5 3.5 ATM 接口故障排除 ............................................................................................................. 3-7
第3章 数据链路层
第3章 数据链路层
应当注意
仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到 无差错接受(accept)。 “无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不 包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的 概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。 也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧 都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃）。 要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么） 就必须再加上确认和重传机制。 注意“无比特差错”和“无传输差错”的区别。
传输差错的种类
例如发送方连续发送三个帧： [#1]-[#2]-[#3] ，以下 情况属于传输差错： 帧丢失。 接收方收到[#1]-[#3]，即丢失[#2]。 帧重复。 接收方收到[#1]-[#2]-[#2]-[#3]，即重复[#2]。 帧失序。 接收方收到[#1]-[#3]-[#2]，即[#2]与[#3]颠倒。
第3章 数据链路层
标准的CRC生成多项式
CRC-12 CRC-16
G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1 G(x)=x16+x15+x2+1
CRC-CCITT G(x)=x16+x12+x5+1 CRC-32 G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8 +x7+x5+x4+x2+x+1
仅从数据链路层观察帧的流动
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
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。 现在最常用的方法是使用适配器（即网卡） 来实现这些协议的硬件和软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层 这两层的功能。
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
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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
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第 3 章 数 据 链 路 层
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第 3 章 数 据 链 路 层
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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
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PPP通信协议安全机制（2）
CHAP协议（呼叫握手认证协议）：密文通信+明文存放+单向认证+周期重 新认证
适用接入方式：PSTN+拨号连接+专用链接 握手认证过程（as为服务器，U为客户端，R为随机数）UAS:Req开始，
1.ASU:R， 2.UAS:H 1(PW||R)，//PW为口令，计算H值，送到认证服务器 3. AS计算H2(PW||R)，比较H1和H2，如果一致,配置网络U:IP地址开始
载波停止
终止
打开
通信结束
NCP配置
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1.5
PPP通信协议安全机制（1）
PPP安全机制：通信主机认证协议
安全协议类型： PAP协议+ CHAP协议+ MPPE协议
认证时机：H拨号R检测到载波信号物理链接建立H发送链路层配置 请求帧R发送链路层配置响应帧协商完成认证网络配置通信
第二层隧道协议L2TP
layer 2 tunneling protocol 公司达成共识，结合上面的优点。
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1.2
PPP通信协议point to point protocol
设计目标：PPP为同等单元间传输数据包的链路而设计。 特点：全双工+顺序传递数据包+简单连接共通 协议构成：封装+LCP+NCP • 封装：对不同网络层协议的上层数据包封装到串行链路 • LCP链路控制协议:双方通过他建立配置测试链路连接 • NCP网络控制协议：建立配置不同的网络层协议，解决上层发生的问题 帧类型：配置确认帧（全接受）+配置否认帧（全否定）+配置拒绝帧
1.25
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L2TP协议——术语
LAC（L2TP接入控制器）：L2TP隧道远程接入端 LNS（L2TP网络服务器）：L2TP隧道内网接入端 L2TP隧道：在LAC-LNS传输重复封装包的通信信道 L2TP隧道构成：LAC-LNS控制连接+n-L2TP会话 L2TP控制连接： 可管理的LAC-LNS对间连接 L2TP会话： LAC-LNS控制连接上控制包交换事件 L2TP呼叫： 远程系统与LAC的连接发起/链接企图
1.23
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PPTP协议（13）
呼叫关闭：PAC:挂断请求PNS:CCRQPAC:CDN CCRQ/CDN格式：见教材
1.24
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L2TP协议——概述
L2TP产生原因： PPTP协议与L2F协议不兼容 PPTP协议适用：IP网+NT>4.0-Linux平台 L2F协议：思科提出+2层转发协议+ISP POPIG L2F协议适用：强制隧道 L2TP：联合版本+两者优点+IETF规范+类似PPTP L2TP优点：适用范围广+身份认证机制
1.20
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PPTP协议——控制连接
PPTP控制链接：建立+维护+关闭 控制链接特点：谁都可以发起，前提——TCP链接存在 控制连接建立：发起者:SCCRQ（request）应答者:SCCRP（reply） SCCRQ与SCCRP格式及字段含义：见教材（课后阅读） 控制连接维护：发起者:EchoRQ应答者:EchoRP EchoRQ与EchoRP格式及字段含义：见教材（课后阅读） 控制连接关闭：发起者:StopCCRQ应答者:StopCCRP StopCCRQ与StopCCRP格式及字段含义：见教材（课后阅读）
1.16
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PPTP协议——模式
网络拓扑参见p40，图3.4 PPP模式：C-PPP+PSTN/ISDN+S-PPP+Internet+S-RAS+LAN PPTP VPN三种拓扑模式 模式1：C-PPP+PSTN/ISDN+S-PPTP+Internet+S-PPTP+LAN 模式2：C-PPP/PPTP+PSTN/ISDN+S-PPTP+Internet+S-PPTP +LAN 模式3：C-RAS/PPTP+S-PPTP+Internet+S-PPTP+LAN
（选项部分有问题，不能识别或不能接收，还需协商）
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1.3
PPP帧的封装格式： 标志 地址 控制
协议
数 据 （ CRC 《1500 字节）
标志
一个 字节
011 111 10开 始和 结束 （7E）
一个 字节 111 111 11 （广 播地 址）
PPTP控制消息：
PPTP消息长度 PPTP消息类型 Magic Cookie
消息层次：TCP会话，消息端口：D-1723，S-任意 Magic Cookie——同步检查，值：0x1A2B3C4D；否则分组失真或失去同步
关闭控制连接，重新建立连接。 消息类型——1：控制；2：管理——PNS配置维护PAC 消息代码：见教材P45，表3.1
1.21
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PPTP协议——连接碰撞与状态
控制链接碰撞：PAC-PNS只能一条连接，双方同时发起
碰撞解决：选择IP地址大的，忽略IP地址小的发起方请求
控制连接状态：发起者状态+接收者状态
发起者状态：无TCP连接——空闲；发送SCCRQ，未收到SCCRP——等待 链接；收到SCCRP——链接建立；发送StopCCRQ，未收到StopCCRP—— 等待关闭
应选项协商成功，配置网络通信
1.10
Hale Waihona Puke 郑州轻工业学院计算机与通信 郑州轻工业学院 计算机与通信工程学院
PPTP协议——概述
PPTP：用于在 IP 网络上建立 PPP 会话 构成：PAC+源端GRE+IP信道+PNS+目的端GRE（通用路
由封装）
呼叫：通信发起端建立通信连接的请求/企图（猫之间电话呼叫） 控制连接：PAC-PNS间的TCP连接，管理会话与链接本身 NAS（网络接入服务器）：用于管理PSTN/ISDN 用户接入的网络
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1.9
PPP通信协议安全机制（3）
MPPE是微软设计的。MPPE的含义？知道吗？ （Microsoft Point-To-Point Encryption, 微软点对点加密） 特点：端端加密+双向数据认证+CCP调用+预共享密钥 认证时机：LCP协商完成之后，NCP协商之前 认证过程：LCP协商完成源CCP通信请求+MPPE加密选项CCP目的回
1.17
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PPTP协议——GRE协议
GRE协议：定义了在任意一种网络层协议上封装任意另外层协议的协议。
说明：首先，有效载荷封装在GRE 包中，然后将包封装在其它协议中转发。 IPv4作为GRE载荷传输时，协议类型设置为 0x800。隧道终点拆封IPv4 包 的GRE包时，IPv4包目的地址须用来转发包，并减少载荷包TTL。如果有 效载荷包的目的地址是包的封装器，会出现回路现象下，必须丢弃该包。 当 GRE 包被封装在 IPv4 中时，需要使用 IPv4 协议 47。
会话（session）：建立了一条PPP连接后，形成一次 会话。因此是面向连接的，PNS和pac为会话维护。
隧道：一个隧道由<PAC,PNS>定义，隧道协议由通用 路由封装协议（GREv2）定义。可供多个会话复用的 传输PPP数据报。
1.12
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PPTP协议——远程用户接入
通信目端
IP层
PPP NCP PPTP PNS PPTP GRE PPTP PAC PPP LCP 内部网络 内部数据
1.15
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PPTP协议——目标
PPTP协议目标：透明性+兼容性+多对多+GREv2封装（通用路由封装协议） 透明性：对IP透明+对内网透明+对PPP用户透明 兼容性：对PPP兼容 多对多：PAC-nPNS+nPAC-PNS GREv2封装：链路层拥塞控制+流量控制带宽增大+重传降低+溢出减少
1.13
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PPTP协议——构成
1.14
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PPTP协议——层次
通信源端
IP层
PPP NCP PPTP PNS PPTP GRE PPTP PAC PPP LCP 内部网络 内部数据
接收者状态：打开TCP链接，未收到PPTP消息——空闲； 返回SCCRP—— 链接建立；发送StopCCRQ——等待关闭
1.22
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PPTP协议——呼叫
呼叫：出站呼叫+入站呼叫+呼叫维护+呼叫关闭 呼叫类型：出站呼叫——SC；入站呼叫——CS 出站呼叫建立：PNS:OCRQPAC:OCRP OCRQ/OCRP格式：见教材(了解呼叫ID和呼叫序列号及区别) 入站呼叫建立：PAC:ICRQPNS:ICRPPAC:ICCN ICRQ/ICRP/ICCN格式：见教材 呼叫维护：PAC:WENPNS:SLI WEN/SLI格式：见教材