计算机网络基础(数据链路层)解析
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。
计算机网络课后习题答案(第三章)
计算机网络课后习题答案（第三章）(2009-12-14 18:16:22)转载▼标签：课程-计算机教育第三章数据链路层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。
《计算机网络技术及应用(第二版)》第4章__数据链路层
码多项式的运算： 二进制码多项式的加减运算：
二进制码多项式的加减运算实际上是逻辑上的 异或运算。 循环码的性质：在循环码中，n-k次码多项式 有一个而且仅有一个，称这个多项式为生成多 项式G（X）。在循环码中，所有的码多项式能 被生成多项式G（X）整除。
（1）编码方法
由信息码元和监督码元一起构成循环码，首先 把信息序列分为等长的k位序列段，每一个信 息段附加r位监督码元，构成长度为n=k+r的循 环码。循环码用（n,k）表示。它可以用一个n1次多项式来表示。n位循环码的格式如图4-2 所示：
（2）举例分析
例4.2 如信息码元为1101，生成多项式 G（X）= X+ X+1，编一个（7，4）循 环码。 A（X）=1101 向左移3位的1101000 除 1011的余数为1，则余数多项式R（X） =001。 在做除法过程中，被除数减除数是做逻 辑运算。
例4.3 某一个数据通信系统采用CRC校验方式， 其中：生成多项式G(X)= X4+X+1, 发送端要 发送的信息序列为10110，求：（1）校验码及 校验码多项式；（2）发送端经过循环冗余编 码后要发送的比特序列； 解：生成多项式为G(X)= X4+X+1，生成多项 式的比特序列是：10011，为4阶，所以将发送 端要发送的信息序列10110左移四位，得到 XRD（X）为：101100000
4.2.3差错控制方式
差错控制编码一类是检错码（如奇偶校验）、另一类 是纠错码。根据检错码和纠错码的结构的不同形成了 不同的差错控制方式 （1）利用检错码 （2）利用纠错码 在数据通信过程中,利用差错控制编码进行系统传输的 差错控制的基本工作方式分成四类：自动请求重发 （ARQ ，Automatic Repeat Request），前向纠错 (FEC，Forword ErrorCorrection)，混合纠错（HEC， Hybrid Error correction），信息反馈（IRQ， Information Repeat Request）
HDLC协议解析数据链路层的基础协议
HDLC协议解析数据链路层的基础协议数据链路层是计算机网络中的一个重要组成部分，负责将网络层传输的数据分割成适合传输的帧，并在物理介质上进行可靠的传输。
在数据链路层中，HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种常用的基础协议，被广泛应用于各种网络设备和系统中。
一、HDLC协议简介HDLC协议是一种同步串行通信协议，由国际标准化组织（ISO）制定，并被广泛应用在各种网络设备和系统中。
该协议可实现可靠的数据传输，确保数据的完整性和顺序。
HDLC协议定义了通信双方之间的帧格式、数据的编码解码规则、错误检测和流量控制等重要功能。
其工作原理如下：1. 帧格式：HDLC协议采用固定长度的比特帧来传输数据。
一个完整的帧由起始序列、数据字段、帧检验序列和结束标志组成。
起始序列指示了一个帧的开始，用于同步发送和接收方的通信时钟。
数据字段包含传输的实际数据，帧检验序列用于检测数据传输中的错误，结束标志表示一个帧的结束。
2. 数据的编码解码规则：HDLC协议使用比特转义技术来处理数据中可能出现的与帧标志相同的特殊比特。
具体来说，当数据中出现帧标志或特殊控制字符时，HDLC协议会在其前面插入一个转义字符，并在接收端进行解码还原。
通过比特转义技术，HDLC协议确保了数据的可靠传输和解析。
3. 错误检测：HDLC协议使用循环冗余校验（CRC）算法来检测传输过程中发生的错误。
发送方根据数据生成校验序列，在接收端根据接收到的数据计算校验序列，然后进行比较，若两者一致，则认为数据传输没有错误。
4. 流量控制：HDLC协议支持两种流量控制方式，即基于字符的流量控制和基于比特的流量控制。
基于字符的流量控制通过发送方和接收方之间的控制字符来实现，而基于比特的流量控制则通过发送方在每个帧中的信息字段中设置流量控制位来实现。
通过流量控制，HDLC协议可以控制发送方的发送速率，从而避免了数据的溢出和丢失。
《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。
什么是计算机网络的数据链路层解析数据链路层的功能与协议
什么是计算机网络的数据链路层解析数据链路层的功能与协议计算机网络的数据链路层是网络体系结构的重要组成部分，它负责将网络层传来的数据分组进行可靠的传输，有效地解析和处理数据链路层的功能和协议对于整个网络通信的顺利进行至关重要。
数据链路层的功能：1. 传输数据：数据链路层通过物理传输介质（如以太网线、无线电波等）将数据从一个网络节点传输到另一个网络节点。
它负责将网络层的数据包转化为适合物理传输介质的格式，使数据能够在链路中传输。
2. 封装与解封装：数据链路层在数据传输前将网络层传来的数据包封装成帧。
帧是数据链路层传输的最小单位，包括数据和控制信息。
在接收端，数据链路层将接收到的帧进行解封装，提取出数据并传递给网络层。
3. 数据校验：为了保证数据的可靠传输，数据链路层会在帧中添加检验序列。
接收方在接收数据时会进行校验，以检查数据是否出现错误。
常用的数据校验方式包括循环冗余校验（CRC）和校验和等。
4. 帧同步：数据链路层通过帧同步协议，如起始帧标志和比特填充等方法，确定帧的起始和结束位置，确保接收方能够正确识别帧的边界并进行数据的接收。
5. 流量控制：当发送方发送数据速度过快时，接收方可能无法及时接收。
数据链路层通过流量控制协议，如帧确认和滑动窗口等，调节发送方的发送速度，防止接收方的缓冲区溢出。
6. 差错控制：在数据传输过程中，由于噪声、干扰等原因，数据可能会发生错误。
数据链路层通过差错控制协议，如重发请求和确认应答等，检测并纠正传输过程中的错误。
数据链路层的协议：1. 以太网（Ethernet）：以太网是一种常用的局域网技术，采用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）协议，实现了数据的共享传输。
以太网利用MAC（媒体访问控制）地址来唯一标识网络设备，以确定数据的发送和接收。
2. PPP（点对点协议）：PPP是一种用于串行链路的数据链路层协议，常用于拨号上网和远程访问等场景。
PPP协议支持多种认证方式、压缩协议和错误检测机制，提供了可靠的数据传输。
计算机网络课后习题答案解析(第三章)
计算机网络课后习题答案（第三章）(2009-12-14 18:16:22)转载▼标签：课程-计算机教育第三章数据链路层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。
网络基础之OSI七层模型详解
OSI七层模型详解OSI参考模型；物理层；数据链路层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层在计算机网络产生之初，每个计算机厂商都有一套自己的网络体系结构的概念，它们之间互不相容。
为此，国际标准化组织（ISO）在１９７９年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互连的体系结构(Open Systems Interconnection)简称OSI，"开放"这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。
这个分委员提出了开放系统互联，即OSI参考模型，它定义了连接异种计算机的标准框架。
OSI参考模型分为７层，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。
各层的主要功能及其相应的数据单位如下：·物理层(Physical Layer)我们知道，要传递信息就要利用一些物理媒体，如双纽线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当作第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。
如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。
在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。
·数据链路层(Data Link Layer)数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。
每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。
和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。
在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。
·网络层(Network Layer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。
网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。
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• 滑动窗口 • 接收端
目录
1、数据链路层
1.1 基本术语 1.2 主要功能
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ 2.2 连续ARQ
3、面向比特的链路层协议（HDLC） 4、Internet的点对点协议（PPP）
3、面向比特的链路层协议（HDLC）
从比特流里区分帧
5.1 工作原理
4、Internet的点对点协议（PPP）
5.1 工作原理
4、Internet的点对点协议（PPP）
5.2 工作状态
• NCP的主要作用是给新接入的PC分配一 个临时的IP地址。
4、Internet的点对点协议（PPP）
5.2 工作状态
• 标志字段F（Flag）
– 一个字节，8个二进制位 – 01111110
• 数据中出现连续6个1，怎么办？
3、面向比特的链路层协议（HDLC）
从比特流里区分帧
• 零比特填充法
3、面向比特的链路层协议（HDLC）
课堂练习
• 一串数据比特经HDLC处理如下： • 011111101011111010001111101100111
11数据链路层
1.1 基本术语 1.2 主要功能
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ 2.2 连续ARQ
3、面向比特的链路层协议（HDLC） 4、Internet的点对点协议（PPP）
4、Internet的点对点协议（PPP）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 怎么确定帧出错？循环冗余校验CRC
要添加的冗余码位数
求余数
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 怎么确定帧出错？循环冗余校验CRC
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 怎么确定帧出错？循环冗余校验CRC • 将余数R补齐为n位
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• ARQ的定量分析
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 重传时间tout=? • 两个帧之间最小时间间隔tT=?
2、停止等待协议（ARQ）
2.2 连续ARQ
2、停止等待协议（ARQ）
2.2 连续ARQ
• 滑动窗口 • 发送端
2、停止等待协议（ARQ）
• 流量控制思路
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 流量控制算法 （发送方）
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 流量控制算法 （接收方）
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 帧传输过程中可能的四种情况
2、停止等待协议（ARQ）
– 1110 – 01110（CRC冗余码）
• 将补齐n位的R加到原始数据M后面
– 1010001101 – 101000110100000 – 101000110101110（待发送数据）
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
• 怎么确定帧出错？循环冗余校验CRC
• 接收方
– 用接到的数据，再除以P，能除尽则正确
– 无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其 他的交换节点。
– 一条链路是一条通路的一个组成部分。
• 数据链路
– 用通信协议控制数据传输，将实现协议的软、 硬件加到链路上。
1、数据链路层
1.2 主要功能
• 基本功能
– 向该层用户提供透明的可靠的数据传输服务。 – 帧和介质访问控制
• 四个基本问题
– （1）帧同步：从比特流中分出帧的起始与终 止。
2、停止等待协议（ARQ）
课堂练习
• M=101001110100001（14位） • n=8 • P=111010101（9位）
• 求增加CRC后，M实际发送时的比特流？
2、停止等待协议（ARQ）
课堂练习
• 10100111010001 • 01110001
鸡智之人
2、停止等待协议（ARQ）
3、面向比特的链路层协议（HDLC） 4、Internet的点对点协议（PPP）
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ
1、数据链路层
1.2 主要功能
• 四个基本问题
– （2）差错控制：怎么发现帧的错误？何时重 传帧？
– （3）流量控制：发送方的发送率不能超过接 收方的接受率。
– （4）链路管理：数据链路层连接的建立与释 放。
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1、数据链路层
1.1 基本术语 1.2 主要功能
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ 2.2 连续ARQ
计算机网络基础
（数据链路层）
闫伟光 计算机应用技术博士
目录
1、数据链路层
1.1 基本术语 1.2 主要功能
2、停止等待协议（ARQ）
2.1 实用的停止等待协议ARQ 2.2 连续ARQ
3、面向比特的链路层协议（HDLC） 4、Internet的点对点协议（PPP）
1、数据链路层
1.1 基本术语
• 链路