第08章计算机网络
计算机网络安全基础_第08章_防火墙技术
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
1．试验网络
在大多数情况下，应该在内部防火墙中设置这样的
网络，并给每个试验网络配置一台路由器并连接到参数
网络。而主要的包过滤工作在连接参数网络与内部主网
的路由器上完成。
2019年8月26日3时16分
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8.1 防火墙基本概念
2．低保密网络 试验网络比较危险，但它对整个内部网的安全构成
的威胁还不是最大的。而许多内部网组织结构里面的资 源本身就固有一些非安全因素。比如，校园网中那些包 含学生公寓网点的部分就被认为是不安全的，单位企业 网中的那些演示网部分、客户培训网部分和开放实验室 网部分都被认为是安全性比较差的。但这些网又比纯粹 的外部网与内部网其它部分的交互要多得多。这些网络 称为低保密网。
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
内部网需要防范的三种攻击有： 间谍：试图偷走敏感信息的黑客、入侵者和闯入者。 盗窃：盗窃对象包括数据、Web表格、磁盘空间和CPU 资源等。 破坏系统：通过路由器或主机／服务器蓄意破坏文件系 统或阻止授权用户访问内部网 （外部网）和服务器。
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计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
8.1.6 内部防火墙
但有时为了某些原因，我们还需要对内部网的部分 站点再加以保护以免受其它站点的侵袭。因此，有时我 们需要在同一结构的两个部分之间，或者在同一内部网 的两个不同组织结构之间再建立防火墙（也被称为内部 防火墙）。
计算机网络复习资料整理
《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； P22、因特网发展的三个阶段：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。
P5、6 3、因特网的组成：① 边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信）P11 两类通信方式：✧ 客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）； ✧ 对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。
既是客户端又是服务端； P12 ②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换） P12交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：✧ 电路交换：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）始终占用资源； P13✧ 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；✧ 分组交换：报文（message ）切割加上首部（包头header ）形成分组（包packet ）；优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延； 后两者不需要预先分配传输带宽；路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口； 4、计算机网络的分类● 按作用范围：W AN(广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； P20 ● 按使用者：公用网，专用网；● 按介质：有线网，光纤网，无线网络； ● 按无线上网方式：WLAN ，WW AN （手机）；● 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。
08第八章 计算机集散控制系统
但是集中型计算机控制存在三个主要问题：
①.集中的脆弱性:集中控制使危险也集中， 一旦计算机系统发生故障，将导致生产过程 的全面瘫痪； ②.计算机的负荷：由于计算机控制回路多， 计算机的负荷过重，导致控制性能降低； ③ .系统开发周期和人才利用：由于计算机 控制的应用面越来越广，计算机控制系统的 规模和复杂性越来越大，造成开发周期增加， 人力资源难以组织。
进入20世纪70年代后，随着大规模集成电路 的问世，微处理器诞生，以及控制技术﹑显示 技术﹑计算机技术﹑通信技术等进一步发展， 产生了新型的计算机控制系统——集散控制系 统，它按控制功能或按区域分散配置若干个控 制站，每个控制站可控制几个﹑十几个或几十 个回路，从而实现了控制功能分散，使得危险 也得以分散。系统中使用多台屏幕显示器进行 监视﹑操作和管理，系统中各控制站通过完全 双重化的数据通信系统连接起来。
这一阶段的代表产品有美国Honeywell公 司的TDC2000，它是一个具有许多微处理器的 分级控制系统，以分散的控制设备来适应分散 的过程对象，并将它们通过数据高速公路与基 于CRT的操作站相连接，互相协调，实现对工 业过程的控制和监视，达到掌握全局的目的。 系统克服了集中型计算机控制系统的致命弱点， 实现了控制系统的功能分散﹑负荷分散，从而 危险也分散。这个阶段比较著名的产品还有 Bailey公司的NetWork90，Foxboro公司的 Spectrum，日本横河的CENTUM 等。
1975年，美国 Honeywell公司首次向世界 范围推出TDC2000系统，随之世界各大仪表制 造公司也推出各自的集散控制系统，从而使过 程控制进入集散控制系统时期。集散控制系统 的发展大体可分为三个阶段，每个阶段的技术 重点表现如下：
第一阶段：1975～1980年， 以微处理器 为基础的过程控制单元，实现多种控制功能算 法，并实现分散控制：采用带显示器的操作站， 与过程控制单元分离，实现集中监视﹑集中操 作﹑信息综合管理；采用较先进的冗余通信系 统﹑用同轴电缆做传输媒质，实现控制单元与 操作站的通信。
计算机网络(第六版课后答案
111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
计算机网络第一章概述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。
（2）城域网：城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运。
专用网：面向特定机构。
1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
答：分层的好处：①各层之间是独立的。
某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。
②灵活性好。
当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。
③结构上可分割开。
各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护。
⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统。
1-21 协议与服务有何区别？有何关系？答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成：（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
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。
协议和服务的概念的区分：1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。
1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
(完整word版)计算机网络(第六版)谢希仁著课后习题答案
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APPANE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）I nternet （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In ternet的核心网。
计算机网络(谢希仁编著)课后习题答案
课后作业：第一章：2，3，8，12，13，14，21，22，24第二章：1，2，4，5，6，10，13，16第三章：3，4，6，7，8，10，13，15，18，20，27，28，30，31第四章：1，2，4，5，7，9，10，11，15，17，21，24，29，32，35，37，39，(44，45)第五章：1，3，9，10，17，21，24，30，34，45，46第六章：2，3，6，7，8，13，14，19，20，22，23，（24，31，32)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。
计算机网络谢希仁__章计算题及简答题
第一章（P39）概述1-15，假定网络的利用率达到了90%。
试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？解：可以理解D0默认为100设网络利用率为U，网络时延为D，网络时延最小值为D=D0/(1-90%)=D0/0.1=10D0?利用率：D=D0/(1-U) D:当前网络延迟 D0：空闲时延迟 U：网络利用率1-17，收发两端之间的传输距离为1000 km，信号在媒体上的传播速率为2 × 10^8 m/s。
试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：1）数据长度为10^7 bit，数据发送速率为100 kbit/s。
2）数据长度为10^3 bit，数据发送速率为1 Gbit/s。
从以上计算结果可得出什么结论？解：发送时延Ts = 数据帧长度（bit）/ 发送速率（bit/s）传播时延Tp = 信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速度（m/s）1） Ts = 10^7 bit / 100 kbit/s = 100 s，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s = 0.005 s2） Ts = 10^3 bit / 1 Gbit/s = 1 μs，Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s = 0.005 s若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分1-19（1）长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。
再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。
最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共18字节。
试求数据的传输效率。
数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。
（2）若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？解：.本层的传输效率=上层传送下来的数据/本层向下层传送的数据1）100 / (100+20+20+18) = 63.3%2）1000 / (1000+20+20+18) = 94.5%1-29，有一个点对点链路，长度为50 km。
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第 8 章
路由选择协议 网络管理 远程文件服务器 IP 电 话 流式多媒体通信 多播
运 输 层
教
程
电子邮件 远程终端接入 万维网 文件传送
计 算 机 网 络
UDP和TCP都使用了与应用层接口处的端口(port)
第
8.1.3 端口的概念
8 章
与上层的应用进程进行通信。图8-7说明了端口在进程
之间的通信中所起的作用。
第 8 章
运
UDP首部后，将其传送给IP层。若出队列溢出，
输 则操作系统通知服务器进程暂停发送。 层
教
程
计 算 机 网 络
8.2.2 用户数据报的格式
用户数据报UDP有两个字段：数据字段和首部字 段。首部字段很简单，只有8个字节，如图8-11所示， 由4个字段组成，每个字段都是两个字节。各字段意义 如下所述。 （1）源端口字段：源端口号。 （2）目的端口字段：目的端口号。 （3）长度字段：UDP用户数据报的长度。 （4）检验和字段：防止UDP用户数据报在传输中 出错。
第 8 章
运 输 层
教
程
只要进程在执行，这两个队列就一直存在。
计 算 机 网 络
客户进程将报文发送到出队列中。UDP按队列中报文 的先后顺序进行发送。在传送到IP层之前要给报文加上 UDP首部，其中的目的端口是69。然后UDP数据报就传
第 8 章
运 送给IP层。出队列也有可能溢出。若发生溢出，则操作系 输 统通知应用层的TFTP客户进程暂停发送。 层
第 8 章
运 输 层
教
程
计 算 机 网 络
若没有端口，运输层就无法知道数据应当交付给
应用层的哪一个进程。因此从这个意义上来说，端口 是用来标识应用层的进程。 端口号分为3类。其中一类是由因特网指派名字和 号码公司ICANN负责分配给一些常用的应用层程序固 定使用的熟知端口(well-known port)，其数值一般为 0~1023。例如，FTP用21，TELNET用23，SMTP用 25，DNS用53，HTTP用80，SNMP用161，等等。当 第 8 章
计 算 机 网 络
第8章 运 输 层
运输协议(transport protocol)是整个网络体系结构 中的关键之一。
第 8 章
8.1 运输层协议概述 8.2 用户数据报协议UDP 8.2 传输控制协议TCP
运 输 层
教
程
退出
计 算 机 网 络
8.1 运输协议概述
从通信和信息处理的角度看，运输层向它上面的 应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层， 同时也是用户功能中的最低层。运输层只存在于通信 子网以外的主机中，在通信子网中没有运输层，如图
第 8 章
运 输 层
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第
8.1.2 运输层中的两个协议
TCP/IP的运输层有两个不同的协议，如图8-6所示， 它们都是因特网的正式标准，即： （1）用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol) （2）传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)
第 8 章
运 输 层
教
程
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第 8 章
运 输 层
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计 算 机 网 络
UDP的校验和是把首部和数据部分一起都校验。 图8-12给出了一个计算UDP检验和的例子。
第 8 章
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8.3 传输控制协议TCP
8.3.1 TCP概述
TCP是TCP/IP体系中面向连接的运输层协议，它提 供全双工的可靠交付的服务。 TCP与UDP最大的区别：TCP是面向连接的，而UDP
第 8 章
运 输 层
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表 8 -1 使 用 U D P 和 T C P 协 议 的 各 种 应 用 和 应 用 层 协 议
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应 名字转换
用
应用层协议 D NS RIP SNMP N FS 专用协议 专用协议 IG M P S MTP T E LN ET HTTP FT P
运输层协议 UD P UD P UD P UD P UD P UD P UD P TCP TCP TCP TCP
送数据之前的时延。
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（2）UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付，因 此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态 表。 （3）UDP用户数据报只有8个字节的首部开销， 比TCP的20个字节的首部要短。 （4）由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥 塞不会使源主机的发送速率降低。 通常用UDP的报文队列来具体实现一个UDP端口， 如图8-10所示。
第 8 章
进入队列的队尾。如果端口号不对，就丢弃此报文，并
请ICMP发送“端口不可达”报文给客户端。无论从哪 个客户发送来的报文，都进同一个入队列中排队。若入
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队列溢出，则丢弃队尾的报文，并请ICMP发送 “端口
不可达”报文给客户端。
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当服务器要回答客户的请求时，就将要发送 的报文传送到出队列，并使用请求服务的报文的 源端口号作为应答报文的目的端口号。在添加上
8 章
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计
UDP提供一种无连接的服务。不提供可靠交付，但
第 在某些情况下是一种最有效的工作方式。例如，DNS、 8 章
算 机 网 络
SNMP和NFS就是使用UDP这种传输方式。
TCP提供面向连接的服务。但不支持广播和多播服
运
务。由于要提供可靠的和面向连接的传输服务，因此带
根据应用的不同，运输层需要有两种不同的运输 协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。 OSI使用了简洁的抽象方法将运输层与其上下层之 间的关系归纳如图8-4所示。
第 8 章
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运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，
它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间 有一条端到端的逻辑通信信道，但这条逻辑通信信道 对上层的表现却因运输层使用的不同协议而有很大的 差别。当运输层采用面向连接的TCP协议时，尽管下面 的网络是不可靠的(即只提供尽最大努力服务)，但这 种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。
来了许多的开销，例如确认、流量控制、定时器和连接 输 层
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管理等。
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用户数据报是在传输层的端到端抽象的逻辑信道中传 （1）传输层的UDP用户数据报与网际层的IP数据报有 很大的区别。IP数据报要经过许多路由器的存储转发，
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输的。路由器看不见用户数据报。
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报文，但不通知对方。UDP还请ICMP发送“端口不可
程 达”报文给服务器端。
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在服务器端，创建队列的机制与客户端不同。只讨 论最简单的情况，即服务器使用熟知的端口号创建其入 队列和出队列，并一直使用这两个队列与外界通信。 服务器收到报文时，UDP先检查到达的用户数据报 的目的端口号是否为69。如果是，就将此用户数据报放
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是无连接的。
下图是TCP发送报文段的过程的示意图。
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传输数据的信道不能保证使所传的数据不产生差
第
错，因此要采取某种方式来保证数据传输的可靠性。
下图(a)画的是数据在传输过程中不出差错的情况。 当发现差错时，结点B就向主机A发送一个否认帧 NAK，以表示主机A应当重传出现差错的那个数据帧。 下图(b)画出了主机A重传数据帧。
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用OSI的术语，端口就是传输层服务访问点 （TSAP）。端口的作用就是让应用层的各种应用进程 能将其数据通过端口向下交付给传输层，以及让传输 层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给 应用层的进程。从这个意义上讲，端口是用来标志应 用层的进程。 端口用一个16bit端口号进行标志。 端口号只具有本地意义，既标志的是本计算机应 用层的各进程。
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程
8-1所示。
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运输层为应用进程之间提供逻辑通信，但网络层
第 8 章
是为主机之间提供逻辑通信，如图8-3所示。
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有时线路上的干扰很严重，或由于其他一些原因，
第
结点B收不到结点A发来的数据。这种情况称为数据丢
失，如图(c)所示。于是就出现了死锁现象。 要解决死锁问题，可在结点A发送完一个数据帧时，
8 章
就启动一个超时计时器(timeout timer)。若到了超时计
时器所设置的重传时间tout而仍收不到结点B的任何确 认帧，则结点A就重传前面所发送的这一数据帧，如 图(c)和图(d)所示。一般可将重传时间选为略大于“从 发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。