第三章,计算机网络

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。

服务下一层能被上一层看见的功能称为服务。

协议数据单元、服务数据单元对等层上传送的数据单位称为协议数据单元，而直接相邻的两个层次之间交换的数据单位称为服务数据单元。

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。

第三章数据链路层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？答：数据链路和链路的区别：数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

电路接通了与数据链路接通的区别：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，但是数据传输不可靠！在物理连接的基础上，再建立数据链路连接，才是数据链路接通了。

2.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；寻址等。

优点：如果在数据链路层实现无差错传输，可简化上层协议；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技术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.网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在那一层？答：网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。

4.数据链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？答：1)帧定界是分组交换的必然要求2)透明传输避免消息符号与帧定界符号想混淆3)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。

5. 如果在数据链路层上不进行封装成帧，会发生什么问题？答：如果在数据链路层不进行帧定界，将发生帧数据错误，造成数据混乱，通信失败。

（分组交换的必要条件）6. 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 协议不能是数据链路层实现可靠传输？答：1) 主要特点：点对点协议，既支持异步链路，也支持同步电路。

第三章作业参考答案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：网络适配器功能主要包括：对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功能；同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。

网络适配器工作在物理层和数据链路层。

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：封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部（在首部和尾部里面有许多必要的控制信息）构成一个帧。

接收端能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方；透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合，都必须能够正确通过数据链路层，具体说就是解决二进制比特流中出现与帧定界符相同的位流问题；差错检测可以检测出有差错的帧，并将其丢弃掉，从而降低了数据传输的比特差错率。

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CRC检验后，数据链路层的传输是否变成了可靠的传输？答：（1）因为P(x)=x4+x+1，所以p=10011。

n比p少一位，所以n=4采用CRC校验时，被除数是：11010110110000，除数是：10011，得余数1110。

即添加数据后面的余数（帧检验序列）是1110。

（2）若数据在传输过程中最后一个1变成了0，即11010110101110除以10011，得余数为0011，不为0，接收端可以发现差错。

（3）若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，即11010110001110除以10011，得余数为0101，不为0，接收端可以发现差错。

（4）出现以上两种情况，由于接收端均发现错误，丢弃相应的帧，而CRC校验方法没有对应的重传机制，数据链路层并不能保证接收方接到的和发送方发送的完全一致，所以，在数据链路层的传输是不可靠的。

第3章计算机网络的体系结构学习要点1.理解网络体系的概念2.理解网络协议的概念3.掌握ISO/OSI参考模型的层次结构和各层功能4.掌握TCP/IP体系结构的各层功能5.了解OSI与TCP/IP参考模型的区别6.了解TCP/IP主要的功能及特点3.1 网络体系结构的基本概念1.网络体系结构的形成计算机网络的体系结构采用了层次结构的方法来描述复杂的计算机网络，把复杂的网络互连问题划分为若干个较小的、单一的问题，并在不同层次上予以解决。

2.网络体系的分层结构图3-1 网络体系的层次结构模型3.层次结构中的相关概念（1）实体（2）协议：一个网络协议主要由以下3个要素组成：<1>语法（Syntax）：指数据与控制信息的结构或格式，如数据格式、编码及信号电平等；<2>语义（Semantics）：指用于协调与差错处理的控制信息，如需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答<3>定时（Timing）：指事件的实现顺序，如速度匹配、排序等。

（3）接口（4）服务（5）层间通信图3-2对等实体通信实例实际上，每一层必须依靠相邻层提供的服务来与另一台主机的对应层通信，这包含了下面两方面的通信：<1>相邻层之间通信<2>对等层之间通信3.2 开放系统互连参考模型1.OSI参考模型OSI参考模型采用了层次结构，将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。

这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，如图所示。

2.OSI/RM各层的主要功能（1）物理层物理层（Physical Layer）处于OSI参考模型的最低层。

物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送“比特”流。

物理层传输的单位是比特（Bit），不去考虑比特流的意义和结构。

（2）数据链路层在物理层提供比特流传输服务的基础上，数据链路层（Data Link Layer）通过在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以“帧”为单位的数据，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路，保证点到点（point-to-point）可靠的数据传输。